一种弹性变位装置以及梳齿板式伸缩装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种弹性变位装置以及梳齿板式伸缩装置，属于公路桥梁附属装置技术领域，能够实时反映出弹性变位装置承受的压力。该弹性变位装置，包括至少两层高阻尼橡胶板，以及设置在两层高阻尼橡胶板之间的高阻尼橡胶框；所述高阻尼橡胶框中固定有应变钢片，所述应变钢片的侧面贴装有光纤敏感元件。
【专利说明】
一种弹性变位装置以及梳齿板式伸缩装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及公路桥梁附属装置技术领域，具体而言，涉及一种弹性变位装置以及梳齿板式伸缩装置。
【背景技术】
[0002]梳齿板式伸缩装置作为一种桥梁上部结构变形的伸缩装置，因其安装方便、结构简单、造价低等优点得到了桥梁工程界的广泛应用。普通的梳齿板式伸缩装置主要由跨缝梳齿板单元和固定梳齿板单元组成，能在顺桥向方面发生伸缩位移。但由于重型车辆行驶过程中制动力的作用，跨缝梳齿板单元受冲击力作用对周边混凝土破坏较大。并且，由于重型车辆行驶至梳齿板式伸缩装置处急刹车、交通量大等原因，往往会出现连接螺栓破坏现象。久而久之，普通的梳齿板式伸缩装置的抗冲击能力弱、连接螺栓易破坏等缺点会暴露出来，使其在应用时出现了一定的局限性。
[0003]在申请号为CN201420517470.0的专利文献中，公开了一种具有缓冲耗能功能的桥梁梳齿板式伸缩装置。该桥梁梳齿板式伸缩装置由跨缝梳齿板单元、固定梳齿板单元、弹性变位装置、L型连接螺栓和止水带组成，桥梁梳齿板式伸缩装置横跨安装在左右两侧梁的间隙上，固定梳齿板单元通过L型连接螺栓与右侧梁经现浇混凝土梁面固定连接，跨缝梳齿板单元通过L型连接螺栓与左侧梁经现浇混凝土梁面固接，跨缝梳齿板单元与固定梳齿板单元的梳齿对应互插。弹性变位装置通过L型连接螺栓连接在跨缝梳齿板单元的下表面，与跨缝梳齿板单元一侧梁的现浇混凝土梁面固接。当桥梁因温度变化引起伸缩时，由于弹性变位装置的高阻尼橡胶具有阻尼耗能的性能，使得弹性变位装置可反复承受机动车辆的冲击力，具有良好的缓冲作用，提高了桥梁的抗冲击能力，并保护梳齿板式伸缩装置的L型连接螺栓不易受损，延长其使用寿命。
[0004]弹性变位装置在受力时，虽然能够有效的防止L型连接螺栓可能发生的弯曲破坏，但是其毕竟是由高阻尼橡胶为主要材料制成的弹性部件，其在长期被车辆碾压后，会产生永久性形变。而在弹性变位装置的形变量过大时，其对L型连接螺栓的保护就失去了作用。因此，弹性变位装置是桥梁维护过程中的重要因素。
【实用新型内容】
[0005]有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种弹性变位装置以及梳齿板式伸缩装置，能够实时反映出弹性变位装置承受的压力。
[0006]第一方面，本实用新型实施例提供了一种弹性变位装置，包括至少两层高阻尼橡胶板，以及设置在两层高阻尼橡胶板之间的高阻尼橡胶框；
[0007]所述高阻尼橡胶框中固定有应变钢片，所述应变钢片的侧面贴装有光纤敏感元件。
[0008]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述高阻尼橡胶框上方由下至上依次层叠设置有第一高阻尼橡胶板和第一钢板；
[0009]所述高阻尼橡胶框下方由上至下依次层叠设置有第二高阻尼橡胶板和第二钢板。
[0010]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述光纤敏感元件为光纤光栅应变片。
[0011]结合第一方面，本实用新型实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述高阻尼橡胶框的侧边开设有穿孔，用于通过与所述光纤敏感元件连接的光纤。
[0012]第二方面，本实用新型实施例还提供一种梳齿板式伸缩装置，包括跨缝梳齿板单元、固定梳齿板单元和上述的弹性变位装置；
[0013]所述跨缝梳齿板单元和所述固定梳齿板单元分别连接在左右两侧梁上，且所述跨缝梳齿板单元与所述固定梳齿板单元的梳齿对应互插；
[0014]所述弹性变位装置设置在所述跨缝梳齿板单元的下表面。
[0015]结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，该梳齿板式伸缩装置还包括设置在左右两侧梁之间的止水带。
[0016]结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，该梳齿板式伸缩装置还包括与所述光纤敏感元件连接的光电解码器，所述光电解码器将所述光纤敏感元件输出的光信号转换为电信号。
[0017]结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，所述光纤敏感元件通过光纤连接至所述光电解码器，且所述光纤的路径经过所述止水带。
[0018]结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式，其中，该梳齿板式伸缩装置还包括与所述光电解码器连接的数字仪表，所述数字仪表测量所述光电解码器输出的电信号。
[0019]结合第二方面，本实用新型实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式，其中，该梳齿板式伸缩装置还包括与所述数字仪表连接的计算机，所述计算机对所述数字仪表的测量结果进行数字显示。
[0020]本实用新型带来了以下有益效果:本实用新型实施例提供的弹性变位装置梳齿板式伸缩装置，由包括至少两层高阻尼橡胶板，以及设置在两层高阻尼橡胶板之间的高阻尼橡胶框，其中的高阻尼橡胶框中固定有应变钢片，并且应变钢片的侧面贴装有光纤敏感元件。当应变钢片整体发生形变后，其应变面固定的光纤敏感元件同样会发生适应性的形变，进而影响光纤敏感元件输出的光的波长。
[0021]当弹性变位装置受到车辆碾压造成的压力时，光纤敏感元件能够将应变钢片因受压力发生的形变转化为光信号。工作人员通过检测该光信号，就可以得知弹性变位装置受到的压力。因此，本实用新型实施例中通过在应变钢片的侧面设置光纤敏感元件，能够实时反映出弹性变位装置承受的压力，并被工作人员所得知，以避免弹性变位装置发生永久性形变，提高了梳齿板式伸缩装置的安全性。
[0022]本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0023]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
【附图说明】
[0024]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0025]图1示出了本实用新型实施例一所提供的弹性变位装置的组装结构示意图；
[0026]图2示出了本实用新型实施例二所提供的梳齿板式伸缩装置的结构示意图；
[0027]图3示出了本实用新型实施例二所提供的梳齿板式伸缩装置的中的线路部分的示意图。
【具体实施方式】
[0028]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中附图，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一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
[0029]目前，在梳齿板式伸缩装置中，利用弹性变位装置防止L型连接螺栓可能发生的弯曲破坏。但是，弹性变位装置在长期被车辆碾压后，会产生永久性形变，会使弹性变位装置失去对L型连接螺栓的保护作用。
[0030]基于此，本实用新型实施例提供的一种弹性变位装置以及梳齿板式伸缩装置，能够实时反映出弹性变位装置承受的压力。
[0031]实施例一:
[0032]本实用新型实施例提供了一种弹性变位装置，包括至少两层高阻尼橡胶板，以及设置在两层高阻尼橡胶板之间的高阻尼橡胶框。
[0033]本实施例中，弹性变位装置包括两层高阻尼橡胶板，以及两层钢板。如图1所示，高阻尼橡胶框31上方由下至上依次层叠设置有第一高阻尼橡胶板321和第一钢板331，高阻尼橡胶框31下方由上至下依次层叠设置有第二高阻尼橡胶板322和第二钢板332。
[0034]高阻尼橡胶框31中固定有应变钢片34，应变钢片34的侧面贴装有光纤敏感元件35。光纤敏感元件35本身不易爆裂，不受温度和湿度极值的影响也不受电噪声的影响，光纤敏感元35体积小并且具有沿弯曲路径传光的能力，因此可以用于难于测量的地方。由于大多数光纤敏感元件是无源的，所以可靠性很高，能够解决很多传统工业的测量问题。
[0035]作为一个优选方案，光纤敏感元件35具体可以采用光纤光栅应变片。光纤光栅应变片是一种新型的光纤光栅应力传感预制结构，它把布拉格光栅封装在光连接器内部以实现分体插接式结构，从而保证光纤光栅应变片在具有布拉格光栅体小质轻等优点的同时，还具有类似于光连接器的使用便利性，从而解决了原有的光纤光栅应力传感器使用复杂，不宜用作二次变换元件的缺陷，扩大了光纤光栅应力传感器的使用范围。光纤光栅应变片具有良好的线性输出和测量灵敏度，而且热输出小，是一种适合工程测试人员使用的通用型光纤光栅应力传感器。
[0036]进一步的是，本实施例中的高阻尼橡胶框31的侧边开设有穿孔310，用于通过与光纤敏感元件35连接的光纤，使光纤敏感元件35发出的光信号可以通过光纤传输至外部。
[0037]本实用新型实施例提供的弹性变位装置，包括两层高阻尼橡胶板321、322和两层钢板331、332，以及设置在两层高阻尼橡胶板321、322之间的高阻尼橡胶框31，高阻尼橡胶框31中固定有应变钢片34，并且应变钢片34的侧面贴装有光纤敏感元件35。当应变钢片34整体发生形变后，其应变面固定的光纤敏感元件35同样会发生适应性的形变，进而影响光纤敏感兀件3 5输出的光的波长。
[0038]当本实用新型实施例提供的弹性变位装置受到车辆碾压造成的压力时，光纤敏感元件35能够将应变钢片34因受压力发生的形变转化为光信号。工作人员通过检测该光信号，就可以得知弹性变位装置受到的压力。因此，本实用新型实施例中，通过在应变钢片34的侧面设置光纤敏感元件35，能够实时反映出弹性变位装置承受的压力，并被工作人员所得知，以避免弹性变位装置发生永久性形变，从而提高了梳齿板式伸缩装置的安全性。
[0039]实施例二:
[0040]如图2所示，本实用新型实施例还提供一种梳齿板式伸缩装置，包括跨缝梳齿板单元1、固定梳齿板单元2和上述的弹性变位装置3。
[0041 ]该桥梁梳齿板式伸缩装置横跨安装在左右两侧梁的间隙C上，即跨缝梳齿板单元I和固定梳齿板单元2分别连接在左右两侧梁A、B上。其中，跨缝梳齿板单元I通过L型连接螺栓4与左侧梁A经现浇混凝土梁面A-1固接，固定梳齿板单元2通过L型连接螺栓4与右侧梁B经现浇混凝土梁面B-1固定连接，跨缝梳齿板单元I与固定梳齿板单元2的梳齿对应互插。另夕卜，左侧梁A的边侧还焊接有挡块D。
[0042]弹性变位装置3设置在跨缝梳齿板单元I的下表面，本实施例中是通过L型连接螺栓4连接在跨缝梳齿板单元I下表面，与左侧梁A的现浇混凝土梁面A-1固接。
[0043]此外，该梳齿板式伸缩装置还包括设置在左右两侧梁A、B之间的止水带5，止水带5连接在左右两侧梁A、B的间隙C中，且压入梁体的安装槽中。
[0044]如图3所示，本实用新型实施例提供的梳齿板式伸缩装置中，还包括与光纤敏感元件35连接的光电解码器61，光电解码器61将光纤敏感元件35输出的光信号转换为电信号。
[0045]光电解码器61是一种将光信号转换为数字信号(电信号)的装置。通过光电解码器61进行光电转换，将光纤敏感元件35输出的光信号转换为电信号，更方便于对该信号的采集与识别。
[0046]作为一个优选方案，光纤敏感元件35通过光纤60连接至光电解码器61，且光纤60的路径经过止水带5。利用止水带5作为连接光纤敏感元件35的光纤60的路径，可以省去为光纤60另设路径的工序，便于梳齿板式伸缩装置的实施。
[0047]进一步的是，本实用新型实施例提供的梳齿板式伸缩装置中，还包括与光电解码器61连接的数字仪表62，数字仪表62能够测量光电解码器61输出的电信号。
[0048]数字仪表62是把测量转化为数字量，并以数字形式显示出来的仪表。在工业测量中被测变量或位移、电流、电压、空气压等模拟量，经模数转换器，把模似量换成数字量。数字仪表62能够以数字的形式显示被测量，读数直观。
[0049]数字仪表由于具备读数直观、方便、没有视觉误差等优点，因而发展很快，近几年更发展为可以与其他执行机构(如打印机、传真机)连接，还可以输出开关量或模拟量，用于连接控制系统或计算机。另外，还有些数字电工仪表具备自己的中央处理器(CPU)和各种存储器，所以有些数字电工仪表已经微机化、智能化。当然，本实施例中采用较为普通的数字仪表即可。
[ΟΟδΟ]因为光电解码器61输出的电信号本身属于数字信号，所以完全适于数字仪表62对其进行测量与显示，从而利用数字仪表62实现了对应变钢板34所受压力的量化测量与显不O
[0051]进一步的是，本实用新型实施例提供的梳齿板式伸缩装置中，还包括与数字仪表62连接的计算机63，计算机63能够对数字仪表62的测量结果进行数字显示。
[0052]此外，计算机63还能够根据数字仪表62的测量结果，对弹性变位装置3的受力情况进行分析，并输出分析结果，使工作人员能够更准确的了解弹性变位装置3的受力情况。
[0053]作为一个优选方案，上述的光电解码器61、数字仪表62和计算机63，均可设置在交通管理室或保安室中，以便于工作人员能够直观且方便的了解弹性变位装置3的实时受力情况，并判断出梳齿板式伸缩装置是否存在安全隐患。
[0054]本实用新型实施例提供的梳齿板式伸缩装置，采用了上述实施例一中提供的弹性变位装置3。当弹性变位装置3中的应变钢片34整体发生形变后，其应变面固定的光纤敏感元件35同样会发生适应性的形变，进而影响光纤敏感元件35输出的光的波长。
[0055]本实用新型实施例提供的梳齿板式伸缩装置在使用过程中，当弹性变位装置3受到车辆碾压造成的压力时，光纤敏感元件35能够将应变钢片34因受压力发生的形变转化为光信号，并由光电解码器61将该光信号转换为电信号。然后，数字仪表62对该电信号进行测量与显示，计算机63还可以进一步根据数字仪表62的测量结果，对弹性变位装置3的受力情况进行分析。
[0056]光纤敏感元件35输出的光信号，经过转换、测量、显示、分析后，位于交通管理室或保安室中的工作人员，就可以准确的了解弹性变位装置3的受力情况。因此，本实用新型实施例中，通过采用上述实施例一中提供的弹性变位装置3，能够实时反映出弹性变位装置3的受力情况，并被工作人员所得知，以避免弹性变位装置3发生永久性形变，从而提高了梳齿板式伸缩装置的安全性。
[0057]需要注意的是，在本实用新型实施例的描述中，术语、“上”、“下”、“左”、“右”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0058]另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是机械连接，也可以是电连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0059]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种弹性变位装置，其特征在于，包括至少两层高阻尼橡胶板，以及设置在两层高阻尼橡胶板之间的高阻尼橡胶框； 所述高阻尼橡胶框中固定有应变钢片，所述应变钢片的侧面贴装有光纤敏感元件。2.根据权利要求1所述的弹性变位装置，其特征在于，所述高阻尼橡胶框上方由下至上依次层叠设置有第一高阻尼橡胶板和第一钢板； 所述高阻尼橡胶框下方由上至下依次层叠设置有第二高阻尼橡胶板和第二钢板。3.根据权利要求1所述的弹性变位装置，其特征在于，所述光纤敏感元件为光纤光栅应变片。4.根据权利要求1所述的弹性变位装置，其特征在于，所述高阻尼橡胶框的侧边开设有穿孔，用于通过与所述光纤敏感元件连接的光纤。5.一种梳齿板式伸缩装置，其特征在于，包括跨缝梳齿板单元、固定梳齿板单元和如权利要求I至4任一项所述的弹性变位装置； 所述跨缝梳齿板单元和所述固定梳齿板单元分别连接在左右两侧梁上，且所述跨缝梳齿板单元与所述固定梳齿板单元的梳齿对应互插； 所述弹性变位装置设置在所述跨缝梳齿板单元的下表面。6.根据权利要求5所述的梳齿板式伸缩装置，其特征在于，还包括设置在左右两侧梁之间的止水带。7.根据权利要求6所述的梳齿板式伸缩装置，其特征在于，还包括与所述光纤敏感元件连接的光电解码器，所述光电解码器将所述光纤敏感元件输出的光信号转换为电信号。8.根据权利要求7所述的梳齿板式伸缩装置，其特征在于，所述光纤敏感元件通过光纤连接至所述光电解码器，且所述光纤的路径经过所述止水带。9.根据权利要求7所述的梳齿板式伸缩装置，其特征在于，还包括与所述光电解码器连接的数字仪表，所述数字仪表测量所述光电解码器输出的电信号。10.根据权利要求9所述的梳齿板式伸缩装置，其特征在于，还包括与所述数字仪表连接的计算机，所述计算机对所述数字仪表的测量结果进行数字显示。
【文档编号】E01D19/06GK205711726SQ201620547638
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】马建平, 靖广学, 孙俊, 赵岩, 乐红丽, 申建
【申请人】武汉臣基工程科技有限公司