专利名称：一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座的制作方法
技术领域：
本发明属于建筑领域，涉及一种用于支撑桥梁、高架建筑物的可转动型曲面钢支 座，特别是一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座。
背景技术：
现有的球面、双曲面型钢支座等可转动型曲面钢支座与传统盆式橡胶支座相比 较，具有承载力大、传力可靠、转动灵活、转角大、使用寿命长、特别适用于低温地区等特点， 因此具有更为广泛的应用，为了提高和保证线路高速运营，在支座上的垂直、水平方向分别 设置了对随机外来冲击力进行监测的装置，及时获取数据并进行分析。目前较为常用的测 力装置仅限于单向的压力测力，而尚未成熟的三维监测装置是直接在上支座顶盖和中间钢 衬板之间设置测力模块，在测力模块上多点设置压敏组件，对外来冲击力进行整体综合的 检测，由于各方向外来冲击力之间存在着相互干扰影响的弊病，测量数据精度低、综合后分 类分析复杂；同时监测装置的体积大，加工成本高；一旦监测装置的一面出现方向性、灵敏 度等问题，就需要将整个装置替换，维修费用高、使用寿命短，上述的问题给桥梁建筑领域 的发展带来了极大的挑战。
发明内容为了解决现有技术引起的测量精度低、加工成本高、使用寿命短的不足，设计了一 种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，借助在装置中分设水平、竖直测力传感器的 方法实现测量精度的提高。本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是，一种带有三维测力装置的可转动 型曲面钢支座，结构中包括有上支座顶盖、下支座底盘和依次定位在以上两者之间的平面 滑动副、由中间钢衬板组成的转动滑动副结构，以及设置在以上构件之间的测力传感器和 配套的信息传送端口，所述的测力传感器包括有设置在上支座顶盖和下支座底盘之间的水 平测力传感器，及设置在转动滑动副的衬板座和下支座底盘之间的竖直测力传感器，以上 机构组成水平、垂直方向上分设的三维测力装置。水平测力传感器负责测量冲击力的水平分量，竖直测力传感器负责测量冲击力的 竖直分量，对两个分量进行综合分析处理，就能得到冲击力的精确数据，由于水平方向的测 力器所测的上支座顶盖和下支座底盘的间距具有最低的转动损耗，较以前的测力方法提高 了精度。本实用新型的有益效果是，采用水平、竖直分设测力传感器的方式，测量精度高， 且由于摒弃了将测力传感器进行组合设计排布的实现手段，采用分设的方法使得加工成本 低、工艺简单，测力传感器可以单独进行替换，维修成本降低。
图1是本实用新型单向活动型支座的半剖面图。[0008]图2是图1的A-A向剖面图。图3是本实用新型固定型支座的半剖面图。图4是图3的B-B向剖面图。 1是上支座顶盖，2是水平测力传感器，3是转角衬套，4是上衬板，5是曲面滑板，6 是衬板座，7是下支座底盘，8是竖直测力传感器，9是唇凸。
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。
具体实施方式
参看图1，一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，结构中包括有上支座顶 盖1、下支座底盘7和依次定位在以上两者之间的平面滑动副、由中间钢衬板组成的转动滑 动副结构，以及设置在以上构件之间的测力传感器和配套的信息传送端口，所述的测力传 感器包括有设置在上支座顶盖1和下支座底盘7之间的水平测力传感器2，及设置在转动滑 动副结构的衬板座6和下支座底盘7之间的竖直测力传感器8，以上机构组成水平、垂直方 向上分设的三维测力装置。在水平测力传感器2的内侧还设有转角衬套3，转角衬套3与下支座底盘7的唇凸 9形成曲面转动副，唇凸9的外缘边为滑动弧面，转角衬套3与唇凸9的接触面为平面或弧 面，两者相互配合滑动，使上支座顶盖1与下支座底盘7之间产生的转动为面接触，保证各 件接触面处受力均勻的效果。本实用新型的技术方案中，所述的转动滑动副结构包括上端面带有弧形槽或是球 形槽的衬板座6、下端面具有与衬板座6相同曲率半径的上衬板4、以及配套设置在两者之 间的曲面滑板5，对于单向活动型支座，仅需在转角衬套3周边的纵桥向设置水平测力传感 器2 ；对于固定型支座，需要在转角衬套3周边的横桥向和纵桥向两个方向均需要设置水平 测力传感器2。根据上面所述，具体的是所述的水平测力传感器2是顺桥向或/和横桥向方向上 对称设置在转角衬套3的周边、并定位在上支座顶盖1的内侧。在水平测力传感器2和转角衬套3之间还设置有配套的侧面滑动副，侧面滑动副 起到在支座受到冲击力时，起到减震以及缓冲的作用，保护水平测力传感器2，同时避免了 冲击力的振动弓I起的测量值的跳变。信号传输端口分别设置有配套的水平测力采样输出端口和竖直测力采样输出端 口，以上端口借助导线与对应的传感器相连，采样输出端口与监控中心相连接。本实用新型的技术方案中，所述的测力传感器是电阻式传感器、或是压阻式传感 器、或是振弦式传感器。中间钢衬板组成的转动滑动副结构可以为球型、或单向圆柱型、或双曲面型，或带 有凸球面的中间钢衬板与配套的曲面的上支座顶盖1组成曲面结构等，转角衬套3和唇凸 9的作用是为了配合上支座顶盖1转动时避免水平测力传感器2受力，转角衬套3为凹弧 形时更能有利于在冲击力作用时水平侧力传感器2的测量稳定、及转动时的受力的平滑过 渡，竖直侧力传感器8可以设置在衬板座6和下支座底盘7之间的任意缝隙中，或依托设置 在一个模块上，还可以设置一组测力传感器，求其平均值达到减小误差的作用，以上的结构 设计加工成本低、灵敏度高、使用寿命长、维修成本低，特别在对桥梁保护的精细分析中有极大的作用。
权利要求1.一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，结构中包括有上支座顶盖(1)、下 支座底盘(7)和依次定位在以上两者之间的平面滑动副、由中间钢衬板组成的转动滑动副 结构，以及设置在以上构件之间的测力传感器和配套的信息传送端口，其特征在于所述的 测力传感器包括有设置在上支座顶盖(1)和下支座底盘(7)之间的水平测力传感器H 设置在转动滑动副结构的衬板座(6)和下支座底盘(7)之间的竖直测力传感器(8)，以上机 构组成水平、垂直方向上分设的三维测力装置。
2.根据权利要求1所述的一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，其特征在 于在水平测力传感器O)的内侧还设有转角衬套(3)，转角衬套C3)与下支座底盘(7)的 唇凸(9)形成曲面转动副。
3.根据权利要求1所述的一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，其特征在 于所述的转动滑动副结构包括上端面带有弧形槽或是球形槽的衬板座(6)、下端面具有 与衬板座(6)相同曲率半径的上衬板G)、以及配套设置在两者之间的曲面滑板(5)。
4.根据权利要求2所述的一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，其特征在 于所述的水平测力传感器⑵是顺桥向或/和横桥向方向上对称设置在转角衬套⑶的 周边、并定位在上支座顶盖(1)的内侧。
5.根据权利要求2所述的一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，其特征在 于在水平测力传感器( 和转角衬套C3)之间还设置有配套的侧面滑动副。
6.根据权利要求1所述的一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，其特征在 于信号传输端口分别设置有配套的水平测力采样输出端口和竖直测力采样输出端口。
7.根据权利要求1所述的一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，其特征在 于所述的测力传感器是电阻式传感器、或是压阻式传感器、或是振弦式传感器。
专利摘要一种带有三维测力装置的可转动型曲面钢支座，解决了现有技术带来的测量精度低、加工成本高、使用寿命短的不足，采用的技术方案是，结构中包括有上支座顶盖、下支座底盘和依次定位在以上两者之间的平面滑动副、由中间钢衬板组成的转动滑动副结构，以及设置在以上构件之间的测力传感器和配套的信息传送端口，所述的测力传感器包括有设置在上支座顶盖和下支座底盘之间的水平测力传感器，及设置在转动滑动副结构的衬板座和下支座底盘之间的竖直测力传感器，以上机构组成水平、垂直方向上分设的三维测力装置。本实用新型的有益效果是测量精度高、工艺简单、加工成本低、使用寿命长、易于维护。
文档编号E01D19/04GK201896288SQ201020646318
公开日2011年7月13日 申请日期2010年12月8日 优先权日2010年12月8日
发明者刘新良, 田建德, 胡所亭, 臧晓秋, 裴荟蓉 申请人:中国铁道科学研究院铁道建筑研究所, 衡水橡胶股份有限公司