测力桥梁支座及测力方法与流程

1.本发明涉及桥梁支座技术领域，尤其涉及一种测力桥梁支座及测力方法。


背景技术：

2.桥梁支座是连接桥梁上下部结构的重要构件，是桥跨的支承部分和整个桥梁结构的重要组成部分，主要功能是将上部结构承受的各种荷载传递给墩台，并能适应桥梁上部结构的变形，使上、下部结构的实际受力情况符合设计计算图式。
3.21世纪以来，我国桥梁支座制造技术有了长足发展，在支座种类、承载吨位和加工质量上均有提高。在广泛应用的橡胶支座上，出现了诸如板式橡胶支座、盆式橡胶支座及铅芯橡胶支座等。但橡胶材料在环境因素如臭氧、紫外线等及外力影响下会出现老化龟裂，严重降低支座承载能力，缩短支座的寿命。同时由于橡胶支座具有一定弹性，其竖向力不便于监测，而寒冷地区橡胶材料的力学性能受到较大影响，若无法实时了解竖向力大小，容易存在安全隐患。
4.支座反力监测有助于了解桥梁结构的整体受力状态，还可以验证设计时边界条件的假定是否合理。现有的支座反力监测原理是在受测支座旁安装千斤顶，通过分级施加顶升力，记录在每一级顶升力作用下的支座垂直位移量并绘制力-位移关系图，通过分析比较，得出支座实际反力值。但其缺点在于无法进行实时监测，同时由于橡胶材料具有一定弹性，导致计算的支座反力误差较大，难以反映支座真实的受力性能。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种应力分散式的测力桥梁支座及测力方法。
6.本发明解决技术问题所采用的方案是，一种测力桥梁支座，包括磁石、控制器、下座板，所述下座板上端设有底盆，所述的底盆内底和周侧壁分别设置有底隔磁材料层、侧隔磁材料层，所述底隔磁材料层上表面固定有s极向上的下磁石，底盆上设有中间钢板，中间钢板下端套设在底盆内，中间钢板下端嵌入有s极向下的上磁石，上磁石与下磁石通过相向的s极相互配合，底盆内于下磁石上端设置有位移传感器，位移传感器通过导线与控制器电性连接，位移传感器实时测量上磁石与下磁石之间间距位移，并反馈给控制器，控制器根据位移传感器反馈的数值计算支座反力并传输的功能。
7.进一步的，所述的中间钢板上端设有聚四氟乙烯滑板，聚四氟乙烯滑板上设有底端为不锈钢板的上座板。
8.进一步的，所述的中间钢板与上座板的两端设有减震材料。
9.进一步的，所述中间钢板的上表面设有凹槽，聚四氟乙烯板嵌入中间钢板凹槽内，聚四氟乙烯板上端位于中间钢板上方。
10.进一步的，所述下座板、中间钢板及上座板外表面均设有保护漆层。
11.一种桥梁支座测力方法，包括以下步骤：
步骤一：对桥梁支座上方加载标定加载力，并对位移传感器读数，得到标定加载力与位移传感器位移值的关系式；步骤二：控制器根据标定加载力与位移传感器位移值的关系式，通过位移传感器实时测量的位移值，反向得出桥梁支座上的竖向加载力值。
12.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，通过位移传感器测量两个磁石的相对距离，从而计算桥梁的支座反力，达到实时监测的效果，降低了支座反力的估计误差。
附图说明
13.下面结合附图对本发明专利进一步说明。
14.图1为支座结构主视方向的截面图。
15.图2为支座结构侧视方向的截面图。
16.图3为支座结构爆炸示意图。
17.图中：1-下座板，2-底盆，3.1-底隔磁材料，3.2-侧隔磁材料，4.1-下磁石，4.2-上磁石，5-中间钢板，6-聚四氟乙烯滑板，7-不锈钢板，8-上座板，9-减震材料，10-控制器，11-位移传感器，12导线。
具体实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
19.如图1-3所示，一种测力桥梁支座，包括磁石4.1和4.2、控制器10、下座板1，所述下座板上端设有底盆2，所述的底盆内底和周侧壁分别设置有底隔磁材料层3.1、侧隔磁材料层3.2，所述底隔磁材料层上表面固定有s极向上的下磁石4.1，底盆上设有中间钢板5，中间钢板下端套设在底盆内，中间钢板下端嵌入有s极向下的上磁石4.2，上磁石与下磁石通过相向的s极相互配合，底盆内于下磁石上端设置有位移传感器11，位移传感器通过导线12与控制器电性连接，位移传感器实时测量上磁石与下磁石之间间距位移，并反馈给控制器，控制器根据位移传感器反馈的数值计算支座反力并传输的功能，本桥梁支座通过两个s极相向的磁石所产生的排斥力相互配合来承受来自桥梁上部结构的竖向力，通过位移传感器测量两个磁石的相对距离，从而计算桥梁的支座反力，达到实时监测的效果，降低了支座反力的估计误差。
20.在本实施例中，所述的中间钢板上端设有聚四氟乙烯滑板6，聚四氟乙烯滑板上设有底端为不锈钢板7的上座板8，通过四氟乙烯板和不锈钢板之间的平面滑动来适应桥梁的横纵向位移要求，避免了低温作用下支座的力学性能劣化。
21.在本实施例中，所述的中间钢板与上座板的两端设有减震材料9，缓解所受到的震动，避免了支座和桥墩同时碰撞产生较大压力的可能。
22.在本实施例中，所述中间钢板的上表面设有凹槽，聚四氟乙烯板嵌入中间钢板凹槽内，聚四氟乙烯板上端位于中间钢板上方。
23.在本实施例中，所述下座板、中间钢板及上座板外表面均设有保护漆层，保护漆层使得支座不易被侵蚀氧化，延长寿命，降低成本。
24.一种桥梁支座测力方法，包括以下步骤：步骤一：对桥梁支座上方加载标定加载力，并对位移传感器读数，得到标定加载力与位移传感器位移值的关系式；步骤二：控制器根据标定加载力与位移传感器位移值的关系式，通过位移传感器实时测量的位移值，反向得出桥梁支座上的竖向加载力值。
25.本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
26.在本专利的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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专利，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专利的限制。
27.上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种测力桥梁支座，包括磁石、控制器、下座板，其特征在于：所述下座板上端设有底盆，所述的底盆内底和周侧壁分别设置有底隔磁材料层、侧隔磁材料层，所述底隔磁材料层上表面固定有s极向上的下磁石，底盆上设有中间钢板，中间钢板下端套设在底盆内，中间钢板下端嵌入有s极向下的上磁石，上磁石与下磁石通过相向的s极相互配合，底盆内于下磁石上端设置有位移传感器，位移传感器通过导线与控制器电性连接，位移传感器实时测量上磁石与下磁石之间间距位移，并反馈给控制器，控制器根据位移传感器反馈的数值计算支座反力并传输的功能。2.根据权利要求1所述的测力桥梁支座，其特征在于：所述的中间钢板上端设有聚四氟乙烯滑板，聚四氟乙烯滑板上设有底端为不锈钢板的上座板。3.根据权利要求2所述的测力桥梁支座，其特征在于：所述的中间钢板与上座板的两端设有减震材料。4.根据权利要求2所述的测力桥梁支座，其特征在于：所述中间钢板的上表面设有凹槽，聚四氟乙烯板嵌入中间钢板凹槽内，聚四氟乙烯板上端位于中间钢板上方。5.根据权利要求2所述的测力桥梁支座，其特征在于：所述下座板、中间钢板及上座板外表面均设有保护漆层。6.一种桥梁支座测力方法，采用如权利要求1所述的测力桥梁支座，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：对桥梁支座上方加载标定加载力，并对位移传感器读数，得到标定加载力与位移传感器位移值的关系式；步骤二：控制器根据标定加载力与位移传感器位移值的关系式，通过位移传感器实时测量的位移值，反向得出桥梁支座上的竖向加载力值。

技术总结
一种测力桥梁支座及测力方法，包括磁石、控制器、下座板，下座板上端设有底盆，底盆内底和周侧壁分别设置有底隔磁材料层、侧隔磁材料层，底隔磁材料层上表面固定有S极向上的下磁石，底盆上设有中间钢板，中间钢板下端套设在底盆内，中间钢板下端嵌入有S极向下的上磁石，上磁石与下磁石通过相向的S极相互配合，底盆内于下磁石上端设置有位移传感器，位移传感器通过导线与控制器电性连接，位移传感器实时测量上磁石与下磁石之间间距位移，并反馈给控制器，本桥梁支座结构简单，设计合理，通过位移传感器测量两个磁石的相对距离，从而计算桥梁的支座反力，达到实时监测的效果，降低了支座反力的估计误差。力的估计误差。力的估计误差。


技术研发人员：方圣恩 郑金林 江星
受保护的技术使用者：福建省榕圣市政工程股份有限公司
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2022/4/12