多功能智能sma拉索减、隔震支座的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种多功能智能SMA拉索减、隔震支座，所述支座包括上座板和具有座腔的下座板，所述支座还包括若干根SMA拉索和固定挡板，所述支座还包括附加于下座板座腔外侧的测力元件、固定于SMA拉索中部的磁通量传感器、数据传输线、解调仪、无线信号发射器以及接收终端。本实用新型在水平位移超过设计位移时，SMA拉索开始受力，不仅可以起到有效限位的作用还可以耗散地震输入到桥梁结构的部分能量。下座板外侧的测力元件可以实时监测支座的轴力和剪力的电阻信号，固定于SMA拉索的中部得磁通量传感器，可以记录拉索力的磁信号，通过解调仪变换为数字信号，经由无线信号发射器与互联网连接，最后由接收终端获取监测到结果，实现对桥梁结构受力状态的远程监测和评估。
【专利说明】
多功能智能SMA拉索减、隔震支座
技术领域
[0001]本实用新型属于土木工程、地震工程及物联网技术领域，具体涉及一种可以实时测量支座的三分力和形状记忆合金(SMA)拉索索力，将解调后的监测数据上传到互联网，最后通过接收终端实现对桥梁结构远程监测的多功能智能SMA拉索减、隔震支座。
【背景技术】
[0002]近十几年来，减、隔震支座作为桥梁减、隔震的重要措施，获得了越来越多的重视，并取得了重大的发展。盆式橡胶支座、铅芯橡胶支座、FPS(摩擦摆锤体系)逐步得到了广泛的应用，并成为了国内外桥梁减、隔震支座的主流。然而在历次的地震中，以上几种支座还是暴漏了它们各自不同的缺点:盆式橡胶支座在遭遇地震或重大的振动性冲击时，上、下座板之间的水平位移得不到有效的缓冲，支座位移过大;铅芯橡胶支座耗能能力强，温度、徐变等蠕变变形引起的支座次内力较小，但支座的剪切性能受竖向荷载的影响较大，且随着铅芯的增加，支座自恢复能力逐渐减弱，不能在具有多频谱效应的地震动中有效的减、隔震;FPS(摩擦摆锤体系)的自恢复能力强、摩擦耗能性能稳定，但是在摩擦耗能的过程中会导致梁端的竖向位移而产生次内力。中国实用新型专利ZL200920212009.3公告了一种拉索减震支座。但该技术方案在使用中也还是发现了一些不足之处:I)普通钢绞线拉索在地震过程时不具备滞回耗能的能力，地震后也没有自动复位的能力；2)不能实时监测正常运营和地震时支座和桥梁结构上、下部的受力状态。
【实用新型内容】
[0003]针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种既可以限位、耗能又可以实时监测桥梁的受力状态的智慧型SMA拉索减、隔震支座。
[0004]本实用新型的技术方案:一种多功能智能SMA拉索减、隔震支座，所述支座包括上座板和具有座腔的下座板，所述座腔内依次叠置有缓冲板、中间板、减磨板和依次穿过下座板、缓冲板、中间板、减磨板和上座板的抗剪螺杆；
[0005]所述支座还包括若干根SMA拉索和固定挡板，所述固定挡板上设有若干拉索孔，所述若干根SMA拉索分别位于所述支座的纵向两侧，每根SMA拉索分别与上下的固定挡板联结；
[0006]所述支座还包括附加于下座板座腔外侧的测力元件、固定于SMA拉索中部的磁通量传感器、数据传输线、解调仪、无线信号发射器以及接收终端。
[0007]进一步的，所述的每根SMA拉索由SMA丝制成。
[0008]进一步的，所述每根SMA拉索套置在固定挡板的拉索孔内，通过挡板固定螺栓分别将固定挡板与上座板、下座板连接。
[0009]进一步的，所述SMA拉索由一根整体的索制成半环状结构，两端设有方形固定件，内侧设有若干个钢弹簧垫圈。
[0010]本实用新型的有益效果:
[0011](I)本实用新型充分发挥了SMA拉索的超弹性和滞回耗能的特点，使支座不仅具有震后自动复位的功能，还能够耗散地震时输入到桥梁结构的部分能量。
[0012](2)本实用新型能够实时监测支座的轴向和剪力以及SMA拉索的索力，通过无线信号发射器与互联网相连，最后由接收终端获取实时的监测数据，经过专业分析就能够对桥梁结构的实际运营性态进行实时的监测和评估。
[0013]本实用新型适用于既有和新建的城市高架桥、公路桥、铁路桥以及各种需要减、隔震的建筑物上，起到减、隔震的作用。
【附图说明】
[0014]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的其中一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0015]图1为本实用新型实施组装结构图示；
[0016]图2为本实用新型支座部分的实施组装结构图示；
[0017]图3为本实用新型支座部分的零部件结构图示；
[0018]图4为本实用新型中拉索部分与固定挡板配合图示；
[0019]图5为本实用新型中一根拉索的图示；
[0020]图6为本实用新型中测力设计、解调仪和接收终端的图示；
[0021 ]图中:1-上座板、2-下座板、3-抗剪螺母、4-缓冲板、5-中间板、6_减磨板、7_抗剪螺杆、8-SMA拉索、9-磁通量传感器、I O-钢弹簧垫圈、11 -固定挡板、12-挡板固定螺栓、13-方形固定件、14-测力元件、15-数据传输线、16-解调仪、17-无线信号发射器、18-接收终端。
【具体实施方式】
[0022]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型其中部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0023]本实用新型的技术方案:一种多功能智能SMA拉索减、隔震支座，所述支座包括上座板I和具有座腔的下座板2，所述座腔内依次叠置有缓冲板4、中间板5、减磨板6和依次穿过下座板2、缓冲板4、中间板5、减磨板6和上座板2的抗剪螺杆7;
[0024]所述支座还包括若干根SMA拉索8和固定挡板11，所述固定挡板11上设有若干拉索孔，所述若干根SMA拉索8分别位于所述支座的纵向两侧，每根SMA拉索8分别与上下的固定挡板11联结；
[0025]所述支座还包括附加于下座板2座腔外侧的测力元件14、固定于SMA拉索8中部的磁通量传感器9、数据传输线15、解调仪16、无线信号发射器17以及接收终端18。
[0026]进一步的，所述的每根SMA拉索8由SMA丝制成。
[0027]进一步的，所述每根SMA拉索8套置在固定挡板11的拉索孔内，通过挡板固定螺栓12分别将固定挡板11与上座板1、下座板2连接。
[0028]进一步的，所述SMA拉索8由一根整体的索制成半环状结构，两端设有方形固定件13，内侧设有若干个钢弹簧垫圈10。
[0029]实施例:
[0030]如图1?6所示，支座下部是一块矩形的下座板2，在下座板2朝向上的一侧的中央挖空形成有一环状的座腔，在该座腔内自下而上地依次设置缓冲板4、中间板5、减磨板6。缓冲板4为橡胶板，中间板5为钢板，减磨板6为聚四氟乙烯板。其中，在缓冲板4与中间板5之间设置有密封圈。支座上部是一块矩形的上座板I。
[0031]本实用新型的技术方案的技术要点之一是左、右两侧各采用若干根SMA拉索8，将一根SMA拉索8按照设计的形状及尺寸绕制并在特定部位使用方形固定件13可靠箍定，在两端部有钢弹簧垫圈10可进行微调SMA拉索8的自由段长度。
[0032]本实用新型的技术方案的技术要点之二是使SMA拉索8的更换更加方便，不需要拆卸整个支座。在本实施例中，就一侧单根SMA拉索8而言，其由SMA丝构成。SMA拉索8的下端如图示放置在固定挡板11的拉索孔内，放置完成后，使用挡板固定螺栓12将固定挡板11与下座板2可靠连接。SMA拉索8的另一端与上座板I的连接与此相同。如此，就可以实现拉索部分的更换，不需要将整个支座从结构上拆卸下来进行更换SMA拉索8。
[0033]本实用新型的技术方案的技术要点之三是可以通过对支座受力状态的监测，可以实现对桥梁结构使用性能的实时评估。在正常使用状态，通过安装在下座板2外部的测力元件14可以实时记录支座所承受的轴力和剪力的电阻信号，通过数据传输线15与解调仪16相连，接着由无线信号发射器17连接到互联网，最后由接收终端18获取实时监测的支座三分力结果，通过专业分析，有经验的桥梁管护人员可以对桥梁结构的健康状态做出评估，对桥梁结构的日常维护做出准确的决策。当地震发生时，通过安装在下座板2外部的测力元件14可以实时记录支座所承受的轴力和剪力，加上对每根SMA拉索8的索力测量，就可以对桥梁结构的损伤状态做出评估，对震后桥梁结构和支座的维修做出正确的决策。
[0034]在地震发生之前的正常状态下，使上座板1、下座板2由抗剪螺杆7联结为一体，因而使本实用新型结构的智慧型SMA拉索减、隔震支座表现为固定支座的形式，即由抗剪螺杆7约束下座板2、上座板I之间的水平位移。然而，当地震发生时，前述的水平力大于抗剪螺杆7的抗剪强度时，抗剪螺杆⑦7便被剪断，解除了对上座板1、下座板2的约束，使支座的性质从先前的固定支座转型为多向活动支座。此外，在抗剪螺杆7断开后，支座向一侧运动，当位移值超过一定设计值时，两侧SMA拉索8开始承受拉力，起到限位和耗能的作用。
[0035]作为本实施例的一种变换，与SMA拉索8装置配合的支座可以采用盆式支座、球型钢支座，也可以采用其他类型和指标的支座。
[0036]作为本实施例的一种变换，与SMA拉索8装置配合的支座可以采用所述带有抗剪螺杆7的固定支座，也可以直接设置在滑动支座中。
[0037]作为本实施例的一种变换，SMA拉索8端部可以采用图5中所示的钢弹簧垫圈，也可以采用多组弹簧、钢垫圈等其他类似可以起到调节SMA拉索长度作用的构件。
[0038]本实用新型在水平位移超过设计位移时，SMA拉索开始受力，不仅可以起到有效限位的作用还可以耗散地震输入到桥梁结构的部分能量。在SMA拉索端头固定件处设置钢弹簧垫圈，在SMA拉索拉紧前起到缓冲作用，并且可以方便的调节SMA拉索段的自由长度;SMA拉索部分与支座主体的分离式构造以实现拉索部分的可更换功能。下座板外侧的测力元件可以实时监测支座的轴力和剪力的电阻信号，固定于SMA拉索的中部得磁通量传感器，可以记录拉索力的磁信号，通过解调仪变换为数字信号，经由无线信号发射器与互联网连接，最后由接收终端获取监测到结果，实现对桥梁结构受力状态的远程监测和评估。
[0039]以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的保护范围，在本实用新型说明书基础上所做的等同替换、改进，或直接、间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种多功能智能SMA拉索减、隔震支座，其特征在于:所述支座包括上座板(I)和具有座腔的下座板(2)，所述座腔内依次叠置有缓冲板(4)、中间板(5)、减磨板(6)和依次穿过下座板(2)、缓冲板(4)、中间板(5)、减磨板(6)和上座板(2)的抗剪螺杆(7); 所述支座还包括若干根SMA拉索(8)和固定挡板(11)，所述固定挡板(11)上设有若干拉索孔，所述若干根SMA拉索(8)分别位于所述支座的纵向两侧，每根SMA拉索(8)分别与上下的固定挡板(11)联结； 所述支座还包括附加于下座板(2)座腔外侧的测力元件(14)、固定于SMA拉索(8)中部的磁通量传感器(9)、数据传输线(15)、解调仪(16)、无线信号发射器(17)以及接收终端(18)。2.根据权利要求1所述的多功能智能SMA拉索减、隔震支座，其特征在于:所述的每根SMA拉索(8)由SMA丝制成。3.根据权利要求1所述的多功能智能SMA拉索减、隔震支座，其特征在于:所述每根SMA拉索(8)套置在固定挡板(11)的拉索孔内，通过挡板固定螺栓(12)分别将固定挡板(11)与上座板(I)、下座板(2)连接。4.根据权利要求1所述的多功能智能SMA拉索减、隔震支座，其特征在于:所述SMA拉索(8)由一根整体的索制成半环状结构，两端设有方形固定件(13)，内侧设有若干个钢弹簧垫圈(1)0
【文档编号】E01D19/04GK205604065SQ201620051770
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年1月19日
【发明人】郑越, 袁万城, 宋驁天, 钟丹, 郑旻, 陈波, 古泉, 李振乾
【申请人】深圳桥智科技有限公司