一种智能盆式支座及支座监测系统的制作方法

本实用新型涉及桥梁技术领域，特别是涉及一种智能盆式支座及支座监测系统。

背景技术：

桥梁多处于重要交通通道的咽喉部位，是关系到国计民生的重要交通基础设施，针对桥梁结构的健康监测技术正日益受到关注和重视。支座是桥梁上部和下部结构之间实现传递荷载、协调变形、保证结构安全的重要构件，基于桥梁支座工作状态的智能监测技术，可直接为桥梁结构的健康状态评估和道路交通数据的统计提供数据，对提高桥梁结构的防灾减灾能力、推进桥梁管养体系和城市交通系统的管理智能化、促进智慧城市和物联网的建设具有重要意义。

现有技术中，桥梁支座为三向测力支座，即在常规支座的基础上通过集成测力元件、数据采集及数据处理设备而实现实时测试荷载，但三向测力支座采用的竖向压力传感器，在进行支座竖向压力的监测的同时也参与结构受力，在长期的压力作用下，竖向压力传感器的金属材料存在一定的徐变变形，而且，竖向压力传感器除承受竖向压力外，还会承受弯矩，导致所测压力值会存在飘移，进而导致无法判断是支座本身的受力状态发生改变还是传感器测量精度出现问题，此外，该三向传感器也无法测量支座的转角、位移等参数，无法监测到支座出现转角过大时引起的局部脱空以及过大的扭转变形等情况，并且缺少相应的预警功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种智能盆式支座及支座监测系统，以解决上述现有技术存在的问题，使得压力传感器不参与支座结构受力，能够长期稳定的监测支座所受竖向载荷，以及监测支座是否有偏载或局部脱空，结构简单，能够及时预警。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

本实用新型提供一种智能盆式支座，包括顶板、橡胶板、压力传感器、紧固装置和盆座，所述顶板用于与桥梁固定连接，所述盆座的用于与桥墩固定连接，所述盆座内固定设置有所述橡胶板，所述顶板的下端面与所述橡胶板的上端面在所述顶板的重力作用下接触，所述盆座的侧壁上设有传感器通道，所述传感器通道贯穿所述盆座的侧壁，所述压力传感器设置在所述传感器通道内且所述压力传感器的探测端与所述橡胶板的侧壁接触，所述压力传感器沿所述盆座周向设置有多个，各所述压力传感器位于盆座的同一截面上，所述紧固装置将所述压力传感器固定在所述盆座的侧壁上。

优选的，所述紧固装置为锁紧螺母，所述压力传感器包括感应装置和圆筒形的壳体，所述壳体上设有外螺纹，所述传感器通道设有内螺纹，所述压力传感器与所述传感器通道螺纹连接，所述锁紧螺母能够将所述压力传感器紧固在所述盆座上。

优选的，所述盆座为圆筒形，所述橡胶板的直径与所述盆座内径相等。

优选的，所述顶板与所述橡胶板之间沿远离所述顶板的方向依次设有滑动板、聚四氟乙烯板和中间支撑板，所述滑动板与所述顶板固定连接，所述滑动板与所述聚四氟乙烯板滑动连接，所述中间支撑板的顶端面设有凹槽，所述凹槽中设有所述聚四氟乙烯板，所述聚四氟乙烯板的厚度大于所述凹槽的深度，所述中间支撑板的底端与所述橡胶板接触，所述滑动板与所述中间支撑板均为刚性材料。

优选的，所述中间支撑板为圆柱形，所述中间支撑板的直径与所述橡胶板的直径相等。

优选的，包括防尘圈，所述中间支撑板的顶端沿径向向外延展形成一环形凸缘，所述防尘圈的一端与所述凸缘的底面连接，所述防尘圈的另一端与所述盆座顶端连接。

优选的，所述中间支撑板与所述橡胶板之间设有密封垫圈，所述密封垫圈的外径与所述橡胶圈的直径相等。

优选的，所述盆座为钢盆，所述滑动板与所述中间支撑板均为钢板。

优选的，所述顶板的上表面与所述盆座的下表面均固定设置有固定脚，各所述固定脚上套设有垫片。

本实用新型还提供一种支座监测系统，包括压力数值采集器、数据传输器、数据计算器、报警器以及上述任意一项所述的智能盆式支座，所述压力传感器与所述压力数值采集器的输入端通信连接，所述压力数值采集器的输出端与所述数据传输器的输入端通信连接，所述数据传输器的输出端与所述数据计算器的输入端通信连接，所述报警器与所述数据计算器的输出端通信连接，所述压力数值采集器能够接收所述压力传感器监测到的压力值，并经由所述数据传输器将压力数据传输给所述数据计算器，所述数据计算器能够将接收到的数据进行计算和对比，所述报警器能够在数据异常时发出警报。

本实用新型相对于现有技术取得了以下技术效果：

本实用新型提供一种智能盆式支座，包括顶板、橡胶板、压力传感器、紧固装置和盆座，顶板用于与桥梁固定连接，盆座用于与桥墩固定连接，盆座内固定设置有橡胶板，顶板的下端面与橡胶板的上端面在顶板的重力作用下接触，盆座的侧壁上设有传感器通道，传感器通道贯穿盆座的侧壁，压力传感器设置在传感器通道内且压力传感器的探测端与橡胶板的侧壁接触，压力传感器沿盆座周向设置有多个，各压力传感器位于盆座的同一截面上，紧固装置将压力传感器固定在盆座的侧壁上，在盆座内设置橡胶板，以橡胶板变形的程度来表示支座所受的竖向载荷的大小，橡胶板的侧面和底面均被盆座限制，使得橡胶板在受到经顶板传递来的压力后变形并挤压沿盆座周向设置的多个压力传感器，用各压力传感器受到的来自橡胶板的横向压力来反推支座受到的竖向载荷，压力传感器沿盆座侧壁周向设置，使得压力传感器不参与支座结构受力，能够长期稳定的监测支座所受竖向载荷，以及通过监测各压力传感器监测到的压力值互相之间的偏差是否在正常范围内来监测支座是否有偏载或局部脱空的状况；设置紧固装置将压力传感器紧固在盆座上，防止因压力传感器松动导致监测结果不准；设置压力传感器通道方便更换压力传感器。

进一步的，紧固装置为锁紧螺母，压力传感器包括感应装置和圆筒形的壳体，壳体上设有外螺纹，传感器通道设有内螺纹，压力传感器与传感器通道螺纹连接，使得压力传感器可以固定在盆座上，再旋上锁紧螺母能够防止因压力传感器松动影响监测结果。

进一步的，盆座为圆筒形，橡胶板的直径与盆座内径相等，使得橡胶板在支座受到的竖向载荷的作用下受压时，橡胶板外侧壁上位于同一截面上的各点形变程度相同，使得各压力传感器探测到的压力相同，使支座受力情况的监测工作更加简便。

进一步的，顶板与橡胶板之间沿远离顶板的方向依次设有滑动板、聚四氟乙烯板和中间支撑板，滑动板与顶板固定连接，滑动板与聚四氟乙烯板滑动连接，中间支撑板的顶端面设有凹槽，凹槽中设有聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板的厚度大于凹槽的深度，中间支撑板的底端与橡胶板接触，滑动板与中间支撑板均为刚性材料，滑动板与聚四氟乙烯板滑动连接，聚四氟乙烯板设置在中间支撑板的顶端面的凹槽内，使得聚四氟乙烯板固定，但滑动板可相对于聚四氟乙烯板滑动，使得支座不限制桥梁在水平方向上的位移，防止桥梁发生水平方向上的位移时损坏支座，延长了支座的使用寿命；滑动板与中间支撑板均为刚性材料使得滑动板和中间支撑板仅传递顶板的竖向载荷，不产生变形，防止对支座受力的监测结果产生影响。

进一步的，中间支撑板为圆柱形，中间支撑板的直径与橡胶板的直径相等，使得增加了橡胶板与中间支撑板的接触面积，防止因接触面积过小导致橡胶板破损，延长了橡胶板的使用寿命。

进一步的，包括防尘圈，中间支撑板的顶端沿径向向外延展形成一环形凸缘，防尘圈的一端与凸缘的底面连接，防尘圈的另一端与盆座顶端连接，设置防尘圈使得橡胶板不会暴露在周围环境中，防止橡胶板因受灰尘或空气中的其他物质侵袭而快速老化，延长了橡胶板的使用寿命。

进一步的，中间支撑板与橡胶板之间设有密封垫圈，密封垫圈的外径与橡胶圈的直径相等，橡胶板的边缘处易受空气中的灰尘及其他物质的侵袭，密封垫圈能够将橡胶板与周围环境隔离开，使其不易受到周围环境的侵蚀，延长橡胶板的使用寿命。

进一步的，盆座为钢盆，滑动板与中间支撑板均为钢板，盆座、滑动板和中间支撑板均为钢材料制造，钢材料的价格低、使用寿命长，既能保证支座的结构强度，还能降低成本。

进一步的，顶板的上表面与盆座的下表面均固定设置有固定脚，各固定脚上套设有垫片，顶板上的固定脚插入桥梁中用于与桥梁固定连接，盆座上的固定脚插入桥墩中用于与桥墩固定连接，使得支座可稳固地与桥梁及桥墩连接，固定脚上设置垫片，垫片位于桥梁与支座、支座与桥墩之间，起到缓冲、减震的作用。

本实用新型还提供一种支座监测系统，包括压力数值采集器、数据传输器、数据计算器、报警器以及上述任意一智能盆式支座，压力传感器与压力数值采集器的输入端通信连接，压力数值采集器的输出端与数据传输器的输入端通信连接，数据传输器的输出端与数据计算器的输入端通信连接，报警器与数据计算器的输出端通信连接，压力数值采集器能够接收压力传感器监测到的压力值，并经由数据传输器将压力数据传输给所述数据计算器，数据计算器能够将接收到的数据进行计算和对比，当数据计算器计算出的数值偏离正常的数值范围时，会输出信号给报警器，报警器接收上述信号后能够在数据异常时发出警报，设置支座监测系统，使得可以将压力传感器测得的压力值即时传输并与正常的压力值范围进行比对，当压力值偏离正常范围时报警器及时报警、消除隐患。

附图说明

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一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的智能盆式支座的结构示意图。

图中：1-顶板；2-滑动板；3-聚四氟乙烯板；4-中间支撑板；5-盆座；6-橡胶板；7-密封垫圈；8-防尘圈；9-垫片；10-固定脚；11-压力传感器；12-锁紧螺母。

具体实施方式

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一部分实施例，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做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。

本实用新型的目的是提供一种智能盆式支座及支座监测系统，以解决现有技术存在的问题，使得压力传感器不参与支座结构受力，能够长期稳定的监测支座所受竖向载荷，以及监测支座是否有偏载或局部脱空，结构简单，能够及时预警。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例一

本实施例提供一种智能盆式支座，如图1所示，本实施例中的智能盆式支座包括顶板1、橡胶板6、压力传感器11、紧固装置和盆座5，顶板1用于与桥梁固定连接，盆座5用于与桥墩固定连接，盆座内固定设置有橡胶板6，顶板1的下端面与橡胶板6的上端面在顶板1的重力作用下接触，盆座5的侧壁上设有传感器通道，传感器通道贯穿盆座5的侧壁，压力传感器11设置在传感器通道内且压力传感器11的探测端与橡胶板6的侧壁接触，压力传感器11沿盆座5周向设置有多个，各压力传感器11位于盆座5的同一截面上，紧固装置将压力传感器11固定在盆座5的侧壁上，在盆座5内设置橡胶板6，以橡胶板6变形的程度来表示支座所受的竖向载荷的大小，橡胶板6的侧面和底面均被盆座5限制，使得橡胶板6在受到经顶板1传递来的压力后变形并挤压沿盆座5周向设置的多个压力传感器11，用各压力传感器受到的来自橡胶板6的横向压力来反推支座受到的竖向载荷，压力传感器11沿盆座5侧壁周向设置，使得压力传感器11不参与支座结构受力，能够长期稳定的监测支座所受竖向载荷，以及通过监测各压力传感器11监测到的压力值互相之间的偏差是否在正常范围内来监测支座是否有偏载或局部脱空的状况；设置紧固装置将压力传感器11紧固在盆座5上，防止因压力传感器11松动导致监测结果不准；设置压力传感器通道方便更换压力传感器11。

进一步的，紧固装置为锁紧螺母12，压力传感器11包括感应装置和圆筒形的壳体，壳体上设有外螺纹，传感器通道设有内螺纹，压力传感器11与传感器通道螺纹连接，使得压力传感器11可以固定在盆座5上，再旋上锁紧螺母12能够防止因压力传感器11松动影响监测结果。

进一步的，盆座5为圆筒形，橡胶板6的直径与盆座5内径相等，使得橡胶板6在支座受到的竖向载荷的作用下受压时，橡胶板6外侧壁上位于同一截面上的各点形变程度相同，使得各压力传感器11探测到的压力相同，使支座受力情况的监测工作更加简便。

进一步的，顶板1与橡胶板6之间沿远离顶板1的方向依次设有滑动板2、聚四氟乙烯板3和中间支撑板4，滑动板2与顶板1固定连接，滑动板2与聚四氟乙烯板3滑动连接，中间支撑板4的顶端面设有凹槽，凹槽中设有聚四氟乙烯板3，聚四氟乙烯板3的厚度大于凹槽的深度，中间支撑板4的底端与橡胶板6接触，滑动板2与中间支撑板4均为刚性材料，滑动板2与聚四氟乙烯板3滑动连接，聚四氟乙烯3板设置在中间支撑板4的顶端面的凹槽内，使得聚四氟乙烯板3固定，但滑动板2可相对于聚四氟乙烯板3滑动，使得支座不限制桥梁在水平方向上的位移，防止桥梁发生水平方向上的位移时损坏支座，延长了支座的使用寿命；滑动板2与中间支撑板4均为刚性材料使得滑动板2和中间支撑板4仅传递顶板1的竖向载荷，不产生变形，防止对支座受力的监测结果产生影响。

进一步的，中间支撑板4为圆柱形，中间支撑板4的直径与橡胶板6的直径相等，使得增加了橡胶板6与中间支撑板4的接触面积，防止因接触面积过小导致橡胶板6破损，延长了橡胶板6的使用寿命。

进一步的，包括防尘圈8，中间支撑板4的顶端沿径向向外延展形成一环形凸缘，防尘圈8的一端与凸缘的底面连接，防尘圈8的另一端与盆座5顶端连接，设置防尘圈8使得橡胶板6不会暴露在周围环境中，防止橡胶板6因受灰尘或空气中的其他物质侵袭而快速老化，延长了橡胶板6的使用寿命。

进一步的，中间支撑板4与橡胶板6之间设有密封垫圈7，密封垫圈7的外径与橡胶圈6的直径相等，橡胶板6的边缘处易受空气中的灰尘及其他物质的侵袭，密封垫圈7能够将橡胶板6与周围环境隔离开，使其不易受到周围环境的侵蚀，延长橡胶板6的使用寿命。

进一步的，盆座5为钢盆，滑动板2与中间支撑板4均为钢板，盆座5、滑动板2和中间支撑板4均为钢材料制造，钢材料的价格低、使用寿命长，既能保证支座的结构强度，还能降低成本。

进一步的，顶板1的上表面与盆座5的下表面均固定设置有固定脚10，各固定脚10上套设有垫片9，顶板1上的固定脚10插入桥梁中用于与桥梁固定连接，盆座5上的固定脚10插入桥墩中用于与桥墩固定连接，使得支座可稳固地与桥梁及桥墩连接，固定脚10上设置垫片9，垫片9位于桥梁与支座、支座与桥墩之间，起到缓冲、减震的作用。

实施例二

本实施例提供一种支座监测系统，本实施例提供的支座检测系统包括压力数值采集器、数据传输器、数据计算器、报警器以及实施例一中的智能盆式支座，压力传感器与压力数值采集器的输入端通信连接，压力数值采集器的输出端与数据传输器的输入端通信连接，数据传输器的输出端与数据计算器的输入端通信连接，报警器与数据计算器的输出端通信连接，压力数值采集器能够接收压力传感器监测到的压力值，并经由数据传输器将压力数据传输给所述数据计算器，数据计算器能够将接收到的数据进行计算和对比，当数据计算器计算出的数值偏离正常的数值范围时，会输出信号给报警器，报警器接收上述信号后能够在数据异常时发出警报，设置支座监测系统，使得可以将压力传感器测得的压力值即时传输并与正常的压力值范围进行比对，当压力值偏离正常范围时报警器及时报警、消除隐患。

本实用新型中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。