桥梁支座弹性体载荷力测量方法及支座弹性体的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明主要设及应力检测技术领域，尤其设及一种桥梁支座弹性体载荷力测量方 法及支座弹性体。
【背景技术】
[0002] 桥梁支座安装在桥面与桥墳的结合部，上接桥面，下接桥墳，是桥梁载荷的集中部 位。支座中的弹性体是支座承载结构的主体，也是承载桥面压力的主体。桥梁由于设计、建 造质量，或地理环境、自然环境变化引起的损害及跨塌事故时有发生，桥梁安全健康监测一 直是国内外研究的热点。桥梁结构材料应力检测则是桥梁安全监测的主要内容和难点。桥 梁结构材料的组成较复杂，主要有混泥±和钢，等压力线上各种材料的许用压力是根据强 度最低的材料的许用极限设计的，且设计安全系数较大，因此，对弹性钢来说，承载时产生 的应力应变是非常小的。W支座材料来说，桥梁最大载荷下的最大应力一般不超过80MPa， 而其中的弹性钢（常用40化）的弹性限通常大于780MPa，可见，载荷下钢的应变微小，满载 时一般小于400με。
[0003] 目前，国内外测量桥梁结构材料微应力和应变的方法有粘贴应变计和光纤光栅法 等，现有方法难W实现被测量到敏感元件的无损连接，需采用粘贴胶或螺钉将应变片、光栅 片等固定到被测材料上，采用焊接方法只能焊接敏感元件的边线，不能实现面接触，且焊接 的溫度通常会损害敏感元件。现有方法中使用的螺钉和粘贴胶的状态是极其不稳定的，只 要发生nm级的位置变化或形变就可引起输出明显的响应，胶体和螺纹微观缝隙是引起测 量迟滞的主要原因，胶体还存在较严重的蠕变和老化问题。因此，现有方法主要用于对桥梁 结构材料微应力的短期测量，一段时间后再次测量时需要卸载后重新校准零点，测量误差 较大，漂移严重，不适用于长期连续监测。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构稳定可靠、测量 稳定精确、可实现长期实时测量的桥梁支座弹性体载荷力测量方法及支座弹性体。 阳〇化]为解决上述技术问题，本发明采用W下技术方案：
[0006] 一种桥梁支座弹性体载荷力测量方法，包括W下步骤：
[0007] S1 :用位移传感模块测量支座弹性体的位移；
[0008] S2 :建立支座弹性体位移与支座弹性体载荷力之间的对应关系；
[0009] S3 :根据位移传感模块测得的位移数据和步骤S2中的对应关系得出支座弹性体 的载荷力。
[0010] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0011] 步骤S2中的对应关系为：支座弹性体的变形与载荷服从胡克定律：= 其 ΕΑ 中，F为载荷力，Ε为弹性体的弹性模量，A为受力面积，1为弹性体长度，Δ1为弹性体收缩 率。
[0012] 一种用于实现上述测量方法的桥梁支座弹性体，包括支座本体，所述支座本体顶 部设有用于与桥面相接的承载面，底部设有用于与桥墳相接的支撑面，所述支座本体内部 设有位移测量装置，所述位移测量装置顶部与支座本体固接，并稍低于接触面，位移测量装 置的底部与支座本体固接。
[0013] 作为上述技术方案的进一步改进：
[0014] 所述位移测量装置包括接触部件和位移传感器，所述位移传感器与支座本体固接 并靠近支撑面，所述接触部件一端与位移传感器连接、另一端与支座本体固接。
[0015] 所述接触部件包括接触板和导向杆，所述接触板设置在导向杆顶部并与支座本体 固接，所述导向杆底部与位移传感器连接。
[0016] 支座本体内部设有用于放置位移测量装置的内置腔。
[0017] 所述内置腔包括依次相通的顶部放置槽、中间导向孔和底部避让腔，所述接触板 位于顶部放置槽内，所述位移传感器位于底部避让腔内并与两侧壁固接，所述导向杆穿过 中间导向孔、且导向杆分别与接触板和位移传感器连接。
[0018] 与现有技术相比，本发明的优点在于：
[0019] 本发明的桥梁支座弹性体载荷力测量方法，可W将弹性体的位移变化无损传递到 位移传感模块的敏感元件上，实现对载荷实时、长期稳定而精确的测量；可避免传统应变片 法、光栅光纤法存在的漂移、老化和儒变的问题。本发明的桥梁支座弹性体，包括支座本体， 支座本体顶部设有用于与桥面相接的承载面，底部设有用于与桥墳相接的支撑面，支座本 体内部设有位移测量装置，位移测量装置两端与支座本体固接。较传统的应变片法和光栅 光纤法而言，本发明的支座弹性体可将支座本体承载面相对于支撑面的位移变化无损传递 到位移测量装置上，可实现对载荷实时、长期稳定而精确的测量；其结构也非常稳定可靠。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明桥梁支座弹性体的结构示意图。
[0021] 图2是本发明桥梁支座弹性体中位移测量装置的结构示意图。
[0022] 图3是本发明桥梁支座弹性体的结构示意图（未视出位移测量装置）。 阳02引 图中各标号表示：
[0024] 1、支座本体；11、承载面；12、支撑面；13、内置腔；131、顶部放置槽；132、中间导向 孔；133、底部避让腔；2、桥面；3、位移测量装置；31、接触部件；311、接触板；312、导向杆； 32、位移传感器。
【具体实施方式】
[0025]W下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
[0026] 本发明的桥梁支座弹性体载荷力测量方法，包括W下步骤：
[0027] S1 :用位移传感模块测量支座弹性体的位移；
[0028] S2 :建立支座弹性体位移与支座弹性体载荷力之间的对应关系；
[0029]S3 :根据位移传感模块测得的位移数据和步骤S2中的对应关系得出支座弹性体 的载荷力。
[0030] 采用上述方法，可W将弹性体的位移变化无损传递到位移传感模块的敏感元件 上，实现对载荷实时、长期稳定而精确的测量；可避免传统变片法、光栅光纤法存在的漂移、 老化和儒变的问题。
[0031] 本实施例中，步骤S2中的对应关系：支座弹性体的变形（微位移）与载荷服从胡 克定律：Δ/ = ，