一种竖向测力装置的制作方法

本发明涉及测力装置，具体说的是一种应用到桥梁、建筑等领域的竖向测力装置。

背景技术：

对于物体或结构竖向承载力的测量，一般的方法是应用测力传感器，传感器由一个或多个能在受力后产生形变的弹性体和能感应这个形变量的电阻应变片组成的电桥电路组成，输出一个与外力承线性正比变化的信号，此信号由放大电路进行放大，再由转换器进行转换，微处理器进行处理并显示承载力值。该类型的传感器一般体积较大，不能满足桥梁及建筑领域内对于大吨位结构承载的测量需求，并且桥梁建筑领域结构的设计使用寿命一般较长，为几十甚至上百年，而测力传感器的使用寿命较短，在有竖向承载的使用条件下不能做到方便更换。

对于桥梁技术领域，随着我国高速公路、铁路桥梁建设逐年增加，桥梁各种荷载包括静、动和冲击荷载等竖向荷载的测试和监测对桥梁的运行具有重要现实意义。桥梁支座作为桥梁结构上部结构和下部结构直接的主要传力构件，支座的受力的变化可很大程度上反应桥梁的整体运行情况，实现桥梁支座即桥梁竖向反力监测数据的采集，可为桥梁的健康监测提供技术依据。目前具备竖向测力功能的桥梁支座较少，主要在以下不足：

（1）支座水平滑动、竖向转动对竖向测力有影响。

（2）测力元件达到使用年限后更换困难，支座测力功能寿命受限制。

（3）采用橡胶材料，容易老化，影响使用寿命。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种竖向测力装置，该装置的波纹板竖向形变与上部加载力呈线性关系，通过测量由波纹板形变引起的上部结构与下部结构之间的竖向位移差或波纹板与底盆之间的距离差或者波纹板的变形量，可反推出竖向承载。通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化。测量元件可以是满足要求的位移传感器或者应变类传感器，测量元件置于整体结构外周围，损坏后易于拆卸更换。该装置具有简单、测力原理清晰可靠的优点。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种竖向测力装置，设置在待测力装置下方，包括波纹板、底盆和测量元件，波纹板为高强度高弹性金属材料制成的圆形环状板，波纹板设置在底盆内，波纹板的侧壁与底盆的内侧面之间设有变形间隙，测量元件设置在待测力装置的外圆周上，并测量待测力装置和底盆之间的竖向位移差，或者测量元件设置在底盆的内壁上或波纹板上，并测量波纹板的径向变形量，波纹板的中部中心设有向上凸起或向下凹陷的支撑部，支撑部与待测力装置的顶面或底盆的上表面接触，从波纹板的中部支撑部向外侧交替设有以波纹板中心为圆心的环形凸起部或/和环形凹陷部，使环形凸起部的顶面和待测力装置的顶面环形接触，使环形凹陷部的底面与底盆的上表面环形接触。

支撑部的板厚、环形凸起部的板厚和环形凹陷部的板厚不相等。

支撑部与环形凸起部或环形凹陷部圆滑过渡，环形凸起部和环形凹陷部圆滑过渡。

测量元件为直线位移传感器或拉绳位移传感器。待测力装置为桥梁支座或建筑支座。

一种竖向测力装置的测力方法，包括以下步骤：

步骤一、采用权利要求1所述的竖向测力装置置于标定加载装置下方；

步骤二、对待测力装置加载标定加载力，并对测量元件读数，得到标定加载力与测量元件位移值的关系式；

步骤三、将竖向测力装置置于待测力装置下方，根据步骤二得到的标定加载力与测量元件位移值的关系式，通过安装在待测力装置上的测量元件的位移值，反向得出待测力装置上的加载力值。

本发明有益效果是：

1）波纹板采用金属材料，线弹性好，寿命长，不受环境影响，受到的加载力更加准确。

2）测量元件测量由波纹板形变引起的上部结构与下部结构之间的竖向位移差或者波纹板的径向变形量，其结构可保证加载力的准确，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化。

3）测量元件安装于整体结构的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配。

4）通过调整波纹板结构尺寸参数，如外径、板厚等，可满足大吨位承载的需求。

5）不影响上部结构和下部结构的使用功能，如桥梁支座的竖向承载、滑动方向滑移、限位方向限位和竖向转动功能；对于上摩擦副为球面的桥梁支座，地震作用下具备减隔震功能。

附图说明

图1是本发明实施例1结构示意图；

图2是本发明实施例1结构的a-a剖视图；

图3是本发明实施例2结构示意图；

图4是本发明实施例2结构的a-a剖视图；

图5是本发明实施例3结构示意图；

图6是本发明实施例3结构的a-a剖视图；

图7是本发明实施例4结构示意图；

图8是本发明实施例4结构的a-a剖视图；

图9是本发明实施例5结构示意图；

图10是本发明实施例5结构的a-a剖视图；

图11是本发明实施例6结构示意图；

图12是本发明实施例6结构的a-a剖视图；

图13是本发明波纹板剖视图（环数n=1）；

图14是本发明波纹板平面图（环数n=1）；

图15是本发明波纹板剖视图（环数n=2）；

图16是本发明实施例7结构示意图；

图17是本发明实施例8结构示意图；

图18是本发明实施例8结构的a-a剖视图；

图19是本发明实施例9结构示意图；

图20是本发明实施例9结构的a-a剖视图；

图21是本发明装有拉绳传感器波纹板的剖视图（环数n=2）；

图22是本发明装有拉绳传感器波纹板的平面图（环数n=2）；

图23是本发明实施例10结构示意图；

图中：1、上座板，2、上不锈钢滑板，3、上非金属滑板，4、中座板，5、下球面不锈钢滑板，6、下球面非金属滑板，7、下座板，8、测量元件，9、波纹板，10、底盆，11、导向不锈钢滑板，12、导向非金属滑板，01、中部支撑部，02、环形凸起部，03、环形凹陷部。

具体实施方式

一种竖向测力装置，设置在待测力装置下方，待测力装置为桥梁支座或建筑支座，当待测力装置受到加载力时，竖测力装置可实时得到相应的加载力测量结果。

如图1-图12所示，一种竖向测力装置，为轴中心对称结构，包括波纹板9、底盆10和测量元件8，波纹板9为高强度高弹性金属材料制成的圆形环状板，波纹板9设置在底盆10内，波纹板9的侧壁与底盆10的内侧面之间设有变形间隙，测量元件8设置在待测力装置的外圆周上，并测量待测力装置和底盆10之间的竖向位移差，或者测量元件8设置在底盆10的内壁上或波纹板9上，并测量波纹板9的径向变形量，设置在底盆10的内壁上时，测量元件测量的是波纹板9的直径变化，设置在波纹板上时，测量的是波纹板压缩的弧度变化，波纹板9的中部中心设有向上凸起或向下凹陷的支撑部01，支撑部01与待测力装置的顶面或底盆10的上表面接触，从波纹板9的中部支撑部01向外侧交替设有以波纹板中心为圆心的环形凸起部02或/和环形凹陷部03，使环形凸起部02的顶面和待测力装置的顶面环形接触，使环形凹陷部03的底面与底盆10的上表面环形接触。

支撑部01的板厚、环形凸起部02的板厚和环形凹陷部03的板厚不等，波纹板截面不等厚度设计，以取得较好的力学性能。如图13、图15所示，h1、h2、h3的厚度不等。

支撑部01与环形凸起部02或环形凹陷部03圆滑过渡，环形凸起部02和环形凹陷部03圆滑过渡。

波纹板材料为高强度高弹性金属材料，例如弹簧钢。

如图13、图14、图15所示，波纹板整体为圆环形状，与上部结构的待测力装置和下部结构的接触面为环形，可根据受承载力大小变化整体圆环的外径d，环圈数n，每环直径d1、d2……，各截面板厚h1、h2、h3，拱高b，弯折角度θ，过渡圆角r1、r2、r3等参数，使之组成较优组合用匹配不同加载力大小的待测力装置。

一种竖向测力装置的测力方法，包括以下步骤：

步骤一、采用权利要求1所述的竖向测力装置置于标定加载装置下方；

步骤二、对待测力装置加载标定加载力，并对测量元件读数，得到标定加载力与测量元件位移值的关系式；

步骤三、将竖向测力装置置于待测力装置下方，根据步骤二得到的标定加载力与测量元件位移值的关系式，通过安装在待测力装置上的测量元件的位移值，反向得出待测力装置上的加载力值。

所述波纹板可以在结构内部正置或倒置，即使中部的支撑部下凹或上凸，当支撑部下凹时，支撑部外围连接的为环形凸起部，当支撑部上凸时，支撑部外围连接的为环形凹陷部，此时，环数为1，如图13所示，当环数大于1，如图15所示，按照交替规律，环形凹陷部连接环形凸起部，或者环形凸起部连接环形形凹陷部，使整个波纹板的截面为波纹形状。

所述的测量元件安装在上部结构和下部结构之间的外周围安装，数量为2个或4个，安装方式根据需要而定，一般为螺纹连接或粘接，为测量竖向位移差时，如图1-图16所示，可采用直线位移传感器，探头对应下部结构（底盆）的周向顶面设置，如图18-图23所示，或者安装在底盆的内壁上，接触式的位移传感器需预压紧在波纹板与底盆之间，非接触式的位移传感器的探头应对应波纹板设置，例如hg-c1030激光位移传感器、hj-300电涡流位移传感器。为测量波纹板的径向变形量，如图21、图22所示，也可采用拉绳位移传感器，可安装波纹板上，其拉绳绳端连接在波纹板的外径侧环面上，通过波纹板的径向变形带动拉绳产生位置变化。波纹板测量外径弧长变形量时，外径侧面加工有安装拉绳位移传感器的沟槽。

所述上部结构的下底面为平面，与波纹板的所有环形凸起部的顶面接触，接触面为环形平面。

所述下部结构（底盆）的上表面与波纹板的环形凹陷部的底面接触为环形平面，与波纹板环形凸起部或环形凹陷部配合处设置凸台，起到保护结构安全的作用。

实施例1

给出多向活动竖向测力球型钢支座，如图1、2所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有平面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），平面摩擦副和球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、纵、横桥向滑动、竖向转动功能。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；波纹板9的环数为1，中部为下凹的支撑部，支撑部外围为环形凸起部，测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的多向活动竖向测力球型钢支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平纵桥向、横桥向的滑动和支座竖向转动功能。同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

实施例2

给出单向活动竖向测力球型钢支座，如图3、4所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10，等部件组成。上座板1与中座板4之间含有平面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），底盆10和上座板1两个水平限位方向有导向摩擦副（由导向不锈钢滑板11和导向非金属滑板12组成）。平面摩擦副和球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、主位移方向滑动、竖向转动功能；导向摩擦副起到支座在限位方向限位和滑动方向滑移功能。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的单向活动竖向测力球型钢支座在正常情况下，可实现竖向承载、主位移向滑移、限位方向限位和支座竖向转动功能，同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

实施例3

给出固定竖向测力球型钢支座，如图5、6所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有平面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成）；平面摩擦副和球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载和竖向转动功能。上座板1的盆环与底盆10呈小间隙设置，起到支座在四周限位即固定功能。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的固定竖向测力球型钢支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平向限位和支座竖向转动功能，同时位测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

实施例4

给出多向活动竖向测力型双曲面球型减隔震支座，如图7、8所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有上球面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有下球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），两个上、下球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、纵、横桥向滑动、竖向转动功能。地震时，支座通过双球面的合成作用实现水平往复滑动，在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果；地震过后，上部结构自重形成回复力，使支座复位。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的多向活动竖向测力型双曲面球型减隔震支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平纵桥向、横桥向的滑动、支座竖向转动功能；在地震时实现减隔震和震后自动复位功能；同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

实施例5

给出单向活动竖向测力型双曲面球型减隔震支座，如图9、10所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有上球面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有下球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），底盆和上座板1两个水平限位方向有导向摩擦副（由导向不锈钢滑板11和导向非金属滑板12组成）。两个球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、主位移方向滑动、竖向转动功能；导向摩擦副起到支座在限位方向限位和滑动方向滑移功能。地震时，限位板剪断，支座通过双球面的合成作用实现水平往复滑动，在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果；地震过后，上部结构自重形成回复力，使支座复位。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的单向活动竖向测力型双曲面球型减隔震支座在正常情况下，可实现竖向承载、主位移向滑移、限位方向限位和支座竖向转动功能；在地震时实现减隔震和震后自动复位功能；同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

实施例6

给出固定竖向测力型双曲面球型减隔震支座，如图11、12所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有上球面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有下球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成）。两个球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、竖向转动功能；上座板1的盆环与底盆10呈小间隙设置，起到支座在四周限位即固定功能。地震时，限位板剪断，支座通过双球面的合成作用实现水平往复滑动，在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果；地震过后，上部结构自重形成回复力，使支座复位。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的固定竖向测力型双曲面球型减隔震支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平向限位和支座竖向转动功能；在地震时实现减隔震和震后自动复位功能；同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

实施例7

给出波纹板倒置的多向活动竖向测力球型钢支座，如图16所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，测量元件8，波纹板9，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有平面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），平面摩擦副和球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、纵、横桥向滑动、竖向转动功能。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，波纹板9与底盆10内侧面有间隙，为波纹板变形提供空间；测量元件8测量由波纹板9形变引起的下座板7与底盆10之间的竖向位移差，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

实施例8

给出多向活动竖向测力球型钢支座，如图17、18所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，波纹板9，测量元件8，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有平面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），平面摩擦副和球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、纵、横桥向滑动、竖向转动功能。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，测量元件8安装在底盆10的合适位置；测量元件8测量波纹板9的径向形变，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的多向活动竖向测力球型钢支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平纵桥向、横桥向的滑动和支座竖向转动功能。同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

单向活动型球型支座、固定型球型支座也可应用本发明方法实现测力功能。

实施例9

给出多向活动竖向测力型双曲面球型减隔震支座，如图19、20所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，波纹板9，测量元件8，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有上球面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有下球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），两个上、下球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、纵、横桥向滑动、竖向转动功能。地震时，支座通过双球面的合成作用实现水平往复滑动，在往复滑动过程中，通过滑动面的摩擦阻力耗散地震能量，并延长结构自振周期，达到减隔震效果；地震过后，上部结构自重形成回复力，使支座复位。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，测量元件8安装在底盆10的合适位置；测量元件8测量波纹板9的径向形变，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。

本实施例的多向活动竖向测力型双曲面球型减隔震支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平纵桥向、横桥向的滑动、支座竖向转动功能；在地震时实现减隔震和震后自动复位功能；同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。

单向活动型双曲面球型减隔震支座、固定型双曲面球型减隔震支座也可应用本发明方法实现测力功能。

实施例10

给出波纹板倒置的多向活动竖向测力球型钢支座，如图23所示。其主要由上座板1，上不锈钢滑板2，上非金属滑板3，中座板4，下球面不锈钢滑板5，下球面非金属滑板6，下座板7，波纹板9，测量元件8，底盆10等部件组成。上座板1与中座板4之间含有平面摩擦副（上不锈钢滑板2和上非金属滑板3组成）；中座板4与下座板7之间含有球面摩擦副（下球面不锈钢滑板5和下球面非金属滑板6组成），平面摩擦副和球面摩擦副共同组成支座的竖向承压摩擦副，具备竖向承载、纵、横桥向滑动、竖向转动功能。

波纹板9采用的材料为金属材料，线弹性好，测量元件8安装在底盆10的合适位置；测量元件8测量波纹板9的径向形变，通过加载试验标定加载力与测量元件读数之间的关系，实现力-位移的转化；测量元件8安装于支座的外周围，实现可拆卸便于更换的目的，力测量功能可以与支撑结构的寿命匹配；通过调整波纹板9结构尺寸参数，可满足大吨位桥梁支座承载的需求。本实施例的多向活动竖向测力球型钢支座在正常情况下，可实现竖向承载、水平纵桥向、横桥向的滑动和支座竖向转动功能。同时测量元件8置于支座外部，方便了拆装更换，使得支座在整个运行过程中始终具备竖向测力功能。