一種工作性能參數(shù)可監(jiān)測和識別的隔震橡膠支座的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及隔震技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及將傳感監(jiān)測技術(shù)與隔震技術(shù)相結(jié)合的技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國位處環(huán)太平洋地震帶和歐亞地震帶上，是一個地震多發(fā)的國家。地震不僅能 夠造成結(jié)構(gòu)破壞，還會誘發(fā)各種其他的次生地質(zhì)災(zāi)害，如泥石流、滑坡，嚴(yán)重地威脅了人類 的生命財產(chǎn)安全。尤其橋梁結(jié)構(gòu)的地震破壞所造成的交通中斷更是嚴(yán)重地阻礙了災(zāi)后的救 援工作。近些年來，橋梁結(jié)構(gòu)的隔震、耗能技術(shù)得到了快速的發(fā)展，工程技術(shù)人員從結(jié)構(gòu)設(shè) 計、減隔震和耗能等方面來減弱橋梁結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)，增強(qiáng)橋梁結(jié)構(gòu)的抗震能力。
[0003] 目前，國內(nèi)外已經(jīng)提出了多種隔震支座，如疊層橡膠隔震支座、鉛忍橡膠隔震支 座、高阻尼橡膠支座、摩擦滑移支座等，運些隔震裝置在過去的40年中已在工程中得到了實 際應(yīng)用，其中，鉛忍橡膠支座是應(yīng)用比較廣泛的一種隔震裝置，具有良好的隔震效果。疊層 橡膠具有很大的豎向承載能力和豎向剛度，同時在水平方向又具有良好的柔性，鉛忍橡膠 支座可W通過橡膠和鉛忍的良好的水平剪切變形來延長上部結(jié)構(gòu)的自振周期，減輕上部結(jié) 構(gòu)的地震反應(yīng)，起到隔震的效果，而且，在地震作用時，鉛忍屈服，產(chǎn)生大變形，還能起到滯 回耗能作用，消耗掉了地震傳入結(jié)構(gòu)的大部分能量，達(dá)到減震的目的。由于隔震技術(shù)日益得 到重視，越來越多的大型重要橋梁結(jié)構(gòu)已經(jīng)安裝了隔震支座。
[0004] 為保障橋梁結(jié)構(gòu)的安全性、適用性，已建成的一些重要橋梁結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施已經(jīng) 采取了一些有效監(jiān)測手段對結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)進(jìn)行評定，橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測已經(jīng)成為橋梁 工程領(lǐng)域的前沿研究方向。運其中也包括對一些采用了隔震支座的重要橋梁結(jié)構(gòu)的健康監(jiān) 。然而，運些隔震支座在實際工作狀態(tài)下的使用性能尚知之甚少。目前，對隔震支座的性 能測試主要還是停留在實驗室模型試驗的基礎(chǔ)上，且現(xiàn)有實測數(shù)據(jù)有限。由于模型試驗工 作通常脫離實際工程，因而缺少用于實際工程結(jié)構(gòu)中的隔震支座的力學(xué)性能參數(shù)實測數(shù)據(jù) 及其在地震中的動力響應(yīng)數(shù)據(jù)。因此，需要對隔震支座在實際使用狀態(tài)下的性能參數(shù)進(jìn)行 監(jiān)測。
[0005] 光纖光柵傳感器是利用在光纖上刻寫光柵形成微小的反射鏡面，當(dāng)寬帶光進(jìn)入光 纖后，經(jīng)光柵反射回特定波長的光，通過測量光柵反射波的波長，換算成被測體溫度、應(yīng)變 等物理量。其中，埋入式光纖光柵應(yīng)變計是?？谟糜诨炷?、鋼筋混凝±或可塑性材料內(nèi)部 應(yīng)變測量的一種新型傳感器，可用于長期觀測其結(jié)構(gòu)應(yīng)變的變化，W進(jìn)行狀態(tài)分析，實現(xiàn)結(jié) 構(gòu)損傷示警及故障診斷。它具有測量精度高、測量范圍大、長期零點穩(wěn)定、溫度漂移微小、埋 入存活率高、動態(tài)特性良好等特點，目前主要應(yīng)用于橋梁、大巧等大型±木工程的安全監(jiān) 。其準(zhǔn)確性和可靠性不斷得到實際工程的驗證。
[0006] 壓力傳感器是工業(yè)實踐中最為常用的一種傳感器，已廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)自控環(huán) 境，設(shè)及水利水電、鐵路交通、生產(chǎn)自控、航空航天等眾多行業(yè)，采用壓力傳感器進(jìn)行測試的 相關(guān)技術(shù)已經(jīng)較為成熟。其中壓阻式壓力傳感器應(yīng)用最為廣泛，是利用單晶娃材料的壓阻 效應(yīng)和集成電路技術(shù)制成的傳感器。壓阻式傳感器常用于壓力、拉力、壓力差和可W轉(zhuǎn)變?yōu)?力的變化的其他物理量(如液位、加速度、重量、應(yīng)變、流量、真空度等）的測量和控制。它具 有頻率響應(yīng)高、體積小、耗電少、靈敏度高、精度好、無運動部件(敏感元件與轉(zhuǎn)換元件一體） 和較好的線性特性等優(yōu)點，同時該裝置價格極低，易采購，因而在眾多工程測試領(lǐng)域都得到 了成功的應(yīng)用和廣泛的認(rèn)可。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種工作性能參數(shù)可監(jiān) 測和識別的隔震橡膠支座，可用于檢測橋梁隔震支座在運營狀態(tài)下的工作性能參數(shù)，評定 隔震支座的隔震性能和承載力，記錄其在強(qiáng)震作用下的動態(tài)性能變化。
[0008] 技術(shù)方案:為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0009] -種工作性能參數(shù)可監(jiān)測和識別的隔震橡膠支座，包括鉛忍橡膠隔震裝置、光纖 光柵應(yīng)變傳感器和壓力傳感器，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器豎向安裝在鉛忍橡膠隔震裝置內(nèi) 部，監(jiān)測水平方向的剪切變形，所述壓力傳感器設(shè)置在鉛忍橡膠隔震裝置的底部，監(jiān)測豎向 壓力變化。
[0010] 進(jìn)一步的，所述鉛忍橡膠隔震裝置包括上頂板、下底板、疊層橡膠、鋼板和鉛忍，所 述鋼板和疊層橡膠交替疊層形成隔震層設(shè)置在下底板上，在所述隔震層頂部設(shè)置上頂板， 所述隔震層中間豎向貫穿設(shè)置鉛忍，通過鉛忍連接上頂板和下底板。
[0011] 進(jìn)一步的，所述鉛忍外筒壁內(nèi)部安裝若干光纖光柵應(yīng)變傳感器;所述隔震層與下 底板之間設(shè)置若干壓力傳感器。
[0012] 進(jìn)一步的，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器包括光纖光柵應(yīng)變計、錯固墊板、錯固螺栓和 光纖導(dǎo)線，所述錯固螺栓通過錯固墊板把光纖光柵應(yīng)變計錯固在鉛忍的外筒壁上，通過光 纖導(dǎo)線將支座水平隔震數(shù)據(jù)傳輸出去。所述光纖光柵應(yīng)變計的截面為月牙形，月牙形截面 所對應(yīng)的凹面貼合鉛忍外筒壁;且所述光纖光柵應(yīng)變計的整體形狀為中間粗兩端窄長。
[0013] 進(jìn)一步的，所述壓力傳感器包括壓力傳感器錯固螺栓、壓力傳感器導(dǎo)線和壓力傳 感器主體;所述壓力傳感器主體通過壓力傳感器錯固螺栓錯固在下底板上，通過壓力傳感 器導(dǎo)線將支座豎向承載力數(shù)據(jù)傳輸出去。
[0014] 進(jìn)一步的，所述光纖光柵應(yīng)變傳感器設(shè)置了睡眠模式、喚醒模式及相應(yīng)的應(yīng)變闊 值;對光纖光柵應(yīng)變傳感器所測應(yīng)變值進(jìn)行實時跟蹤，當(dāng)測量值小于闊值時，光纖光柵應(yīng)變 傳感器處于睡眠模式，允許隔震支座發(fā)生適量的微小變形而不記錄；當(dāng)測得的響應(yīng)值大于 設(shè)置的闊值時，光纖光柵應(yīng)變傳感器被喚醒；當(dāng)觀測和記錄到的水平變形過大時，進(jìn)行隔震 支座的過大的水平剪切變形進(jìn)行記錄和預(yù)警。
[0015] 有益效果:本發(fā)明提供了一種工作性能參數(shù)可監(jiān)測和識別的隔震橡膠支座，將傳 感監(jiān)測技術(shù)與橡膠隔震技術(shù)相結(jié)合，在橡膠支座生產(chǎn)制作過程中即將其植入進(jìn)隔震橡膠支 座，從而可W在第一時間檢測到由超載引起的過大變形，并能夠提早向維修人員報告出現(xiàn) 的缺陷，避免由于隔震支座的損壞可能給橋梁上部結(jié)構(gòu)造成的損害，還可W記錄數(shù)據(jù)W積 累參考資料，使得對已用于實際工程結(jié)構(gòu)當(dāng)中的隔震橡膠支座的相關(guān)力學(xué)性能參數(shù)進(jìn)行監(jiān) 測成為可能，有助于加深對實際使用過程中橋梁隔震支座工作性能的深入理解，據(jù)此改進(jìn) 現(xiàn)有橋梁隔震設(shè)計的方法，并完善橋梁設(shè)計規(guī)范，因而具有重要的經(jīng)濟(jì)、社會效益。
【附圖說明】
[0016]圖1為該工作性能參數(shù)可監(jiān)測和識別的隔震橡膠支座的剖面圖；
[0017]圖2為圖1中A-A處的剖面圖；
[0018] 圖3為圖2中B-B處的剖面圖；
[0019] 圖4為壓力傳感器的俯視圖；
[0020] 圖5為壓力傳感器的側(cè)視圖；
[0021 ]圖6為光纖光柵應(yīng)變傳感器的側(cè)視圖；
[0022] 圖7為光纖光柵應(yīng)變傳感器的正視圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0024] -種工作性能參數(shù)可監(jiān)測和識別的隔震橡膠支座，主要包括鉛忍橡膠隔震裝置、 光纖光柵應(yīng)變傳感器3