專利名稱：一種自調(diào)高多向智能測(cè)力支座的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測(cè)力支座，尤其是涉及一種能對(duì)作用于結(jié)構(gòu)物上垂直方向和各個(gè) 水平方向的荷載進(jìn)行自動(dòng)測(cè)試而且當(dāng)卸載而脫空時(shí)能自動(dòng)升高的多向智能測(cè)力支座，它也 是橋梁和高架橋梁端的一種多功能支座。
背景技術(shù)：
隨著工程技術(shù)的不斷進(jìn)步，橋梁結(jié)構(gòu)跨越能力越來(lái)越大，結(jié)構(gòu)型式也越來(lái)越復(fù)雜 多樣。這些大跨度的復(fù)雜橋梁結(jié)構(gòu)共同的特點(diǎn)就是都屬于高次超靜定結(jié)構(gòu)，其內(nèi)力計(jì)算甚 為復(fù)雜。由于計(jì)算模型簡(jiǎn)化產(chǎn)生的誤差、材料力學(xué)性能的差異、以及施工誤差、結(jié)構(gòu)物各部 位溫度變化不均等多種因素的影響，使得結(jié)構(gòu)物在施工過(guò)程或建成后其內(nèi)力與設(shè)計(jì)值差異 很大，而且這些差異很難估計(jì)，給結(jié)構(gòu)物以后的使用埋下一定的安全隱患。橋梁建成后，墩 臺(tái)在一定時(shí)期內(nèi)會(huì)發(fā)生沉降，這將引起橋梁結(jié)構(gòu)內(nèi)力的重分配，對(duì)于我國(guó)正在建設(shè)的高速 鐵路橋梁來(lái)說(shuō)，如果墩臺(tái)沉降造成簡(jiǎn)支箱梁三點(diǎn)支承將可能導(dǎo)致災(zāi)難性事故的發(fā)生。因此， 及時(shí)了解橋梁支座的受力狀況、當(dāng)發(fā)生支座突然卸載脫空時(shí)能自動(dòng)升高，以避免車輛過(guò)橋 時(shí)出現(xiàn)三點(diǎn)支承，這是避免橋梁發(fā)生災(zāi)難性事故的一個(gè)經(jīng)濟(jì)而且有效的解決辦法。目前，國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有一種能同時(shí)對(duì)作用于結(jié)構(gòu)物上豎向和水平方向的荷載進(jìn)行測(cè) 試，而且當(dāng)支座脫空時(shí)能自行升高以支承車輛荷載的測(cè)力支座，這種支座既可及時(shí)發(fā)現(xiàn)橋 梁支座受力的異常變化，又能自行處理可能出現(xiàn)的車輛過(guò)橋時(shí)支座脫空引起的沖擊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其解決的技術(shù)問(wèn)題是(1)現(xiàn)有支 座不能使用一個(gè)傳感器同時(shí)對(duì)垂直荷載和水平荷載進(jìn)行檢測(cè)，并且實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程化、自動(dòng) 化和智能化；(2)國(guó)內(nèi)外尚沒(méi)有一種能同時(shí)對(duì)作用于結(jié)構(gòu)物上垂直方向和水平方向的荷載進(jìn)行 測(cè)試，而且當(dāng)支座脫空時(shí)能自行升高以支承車輛荷載的測(cè)力支座，這種支座既可及時(shí)發(fā)現(xiàn) 橋梁支座受力的異常變化，又能自行處理可能出現(xiàn)的車輛過(guò)橋時(shí)支座脫空引起的沖擊。為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用了以下方案—種自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，包括上擺(1)、下擺(3)、楔型分壓器(5)、底座(7) 以及多個(gè)壓力傳感器(8)，所述上擺(1)的下表面為凸球面，所述下擺(3)的上表面為一凹 球面，所述上擺(1)和所述下擺C3)為球面接觸；所述楔型分壓器(5)的上面與所述下擺 (3)下面為斜面接觸，所述楔型分壓器( 在垂直方向位于所述下擺C3)和所述底座(7)之 間，所述多個(gè)壓力傳感器(8)在水平方向位于所述楔型分壓器( 和所述底座(7)的立墻 之間；所述多個(gè)壓力傳感器(8)受到壓力作用后產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)連接導(dǎo)線(11)由數(shù)據(jù)采 集模塊(1 采集、分析與合成處理后，還原出作用在自調(diào)高多向智能測(cè)力支座上水平和豎 向荷載的大小及其方向。進(jìn)一步，還包括楔型鎖定器(9)和頂壓彈簧(10)，所述楔型鎖定器(9)位于所述壓
3力傳感器(8)和所述底座(7)的立墻之間；所述楔型鎖定器(9)的一面為斜面，并且支承在 所述底座(7)邊墻的斜面上；所述頂壓彈簧(10)以所述底座(7)的邊墻為支承，頂壓在所 述楔型分壓器(5)的端面上。進(jìn)一步，所述上擺(1)底面的凸球面與所述下擺C3)上面的凹球面之間設(shè)有第一 減摩層O)，所述凸球面和凹球面分別與所述第一減摩層O)的接觸均為球面接觸。進(jìn)一步，所述下擺(3)的下面與所述楔型分壓器(5)的上面之間設(shè)有第二減摩層 (4)；所述下擺C3)和所述楔型分壓器( 分別與所述第二減摩層(4)的接觸都為斜面接 觸。進(jìn)一步，所述楔型分壓器( 的底面為平面或斜面，所述底座(7)的上支承面也對(duì) 應(yīng)設(shè)置為平面或斜面，在所述楔型分壓器(5)的底面和所述底座(7)的上支承面之間設(shè)有 第三減摩層(6)，所述楔型分壓器( 和所述底座(7)分別與所述第三減摩層(6)的接觸為 平面接觸或斜面接觸。進(jìn)一步，所述壓力傳感器(8)與所述楔型分壓器(5)的接觸為平面接觸或球面接 觸，所述壓力傳感器(8)與所述楔型鎖定器(9)的接觸則為平面接觸。進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集模塊(1 采集的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)分析 處理后與正常使用荷載進(jìn)行比較。該自調(diào)高多向智能測(cè)力支座與傳統(tǒng)測(cè)力支座相比，具有以下有益效果(1)本發(fā)明可作為橋梁、建筑或其它工程結(jié)構(gòu)物的支座，用以對(duì)各種荷載包括靜荷 載、動(dòng)荷載、沖擊荷載、地震荷載、溫度變化產(chǎn)生的附加荷載等的測(cè)試與監(jiān)測(cè)，并消除由于基 礎(chǔ)沉降等原因造成支點(diǎn)脫空可能引起的沖擊與振動(dòng)。(2)本發(fā)明利用楔型分壓器將作用在支座的垂直荷載按一定比例分解出水平分 量，并通過(guò)水平安裝的多個(gè)壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行測(cè)出，作用在支座的水平荷載 同時(shí)也可通過(guò)同組壓力傳感器和數(shù)據(jù)采集模塊測(cè)出；壓力傳感器采用響應(yīng)頻率高的電阻應(yīng) 變式壓力傳感器，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)荷載的測(cè)試。(3)本發(fā)明當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生沉降導(dǎo)致上擺與其相接觸的第一減摩層脫開(kāi)時(shí)，可以利用 頂壓彈簧釋放的彈簧力推動(dòng)楔型分壓器往支座中心線方向移動(dòng)并使支座升高，同時(shí)楔型鎖 定器將鎖住支座升高后的位置。(4)本發(fā)明的數(shù)據(jù)采集模塊采集的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)分析處理后 與正常使用荷載進(jìn)行比較，出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化和智能化。


圖1是本發(fā)明自調(diào)高多向智能測(cè)力支座的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中I-I的半立面和半剖面圖；圖3是圖1中II-II的半立面和半剖面圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-上擺；2-第一減摩層；3-下擺；4-第二減摩層；5-楔型分壓器；6_第三減摩層； 7-底座；8-壓力傳感器；9-楔型鎖定器；10-頂壓彈簧；11-連接導(dǎo)線；12-數(shù)據(jù)采集模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合圖1至圖3，對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明一種自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，它是由上擺1、第一減摩層2、下擺3、第二減摩層 4、楔型分壓器5、第三減摩層6、底座7、壓力傳感器8、楔型鎖定器9、頂壓彈簧10、連接導(dǎo)線 11以及數(shù)據(jù)采集模塊12組成。楔型分壓器5的上面與下擺3下面為斜面接觸，楔型分壓 器5在垂直方向位于下擺3和底座7之間，多個(gè)壓力傳感器8在水平方向位于楔型分壓器 5和底座7的立墻之間；多個(gè)壓力傳感器8受到壓力作用后產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)連接導(dǎo)線11 由數(shù)據(jù)采集模塊12采集、分析與合成處理后，還原出作用在自調(diào)高多向智能測(cè)力支座上水 平和豎向荷載的大小及其方向。此外，還包括楔型鎖定器9和頂壓彈簧10，楔型鎖定器9位于壓力傳感器8和底座 7的立墻之間；楔型鎖定器9的一面為斜面，并且支承在底座7邊墻的斜面上；頂壓彈簧10 以底座7的邊墻為支承，頂壓在楔型分壓器5的端面上。當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生沉降，導(dǎo)致上擺1與其 相接觸的減摩層2脫離時(shí)，壓縮在楔型分壓器5與底座7立墻之間的彈簧9將推動(dòng)楔型分 壓器5帶著壓力傳感器8往支座中心線方向移動(dòng)并使支座升高，同時(shí)楔型鎖定器9將填塞 楔型分壓器5和壓力傳感器8往支座中心線方向移動(dòng)后留下的空隙，鎖住支座在彈簧力作 用下自動(dòng)升高后的位置。數(shù)據(jù)采集模塊12采集的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)分析處理后與正常使 用荷載進(jìn)行比較，出現(xiàn)異常時(shí)進(jìn)行報(bào)警，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)程化、自動(dòng)化和智能化。上擺1的頂面為平面，在四角設(shè)有與結(jié)構(gòu)物連接的螺栓孔。上擺1下面為凸球面， 下擺3的上面為凹球面，兩球面之間設(shè)有第一減摩層2，凸球面和凹球面與第一減摩層2的 接觸均為球面接觸。下擺3的下面為斜面，楔型分壓器5的上面為斜面，兩斜面之間設(shè)有第二減摩層4， 下擺3和楔型分壓器5都與第二減摩層4的接觸為斜面接觸。楔型分壓器5的底面可為平面或斜面，底座7的上支承面也可對(duì)應(yīng)設(shè)置為平面或 斜面，在楔型分壓器5的底面和底座7的上支承面之間設(shè)有第三減摩層6，楔型分壓器5和 底座7與第三減摩層6的接觸為平面接觸或斜面接觸。壓力傳感器8水平設(shè)在楔型分壓器5與楔型鎖定器9之間，壓力傳感器8與楔型 分壓器5的接觸為平面接觸或球面接觸，壓力傳感器8與楔型鎖定器9的接觸則為平面接 觸。楔型鎖定器9的另一面為斜面，支承在底座7邊墻的斜面上；壓力傳感器8由導(dǎo)線11 連接于數(shù)據(jù)采集模塊12 ；數(shù)據(jù)采集模塊12安裝在底座適當(dāng)位置上；頂壓彈簧10以底座7 的邊墻為支承，頂壓在楔型分壓器5的端面上。本發(fā)明具有如下特點(diǎn)1、可同時(shí)進(jìn)行豎向和水平方向荷載測(cè)試；2、可進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)試；3、可實(shí)現(xiàn)測(cè)試自動(dòng)化和遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)；4、測(cè)試精度高；5、當(dāng)基礎(chǔ)發(fā)生小量沉降時(shí)，本發(fā)明可自行升高并自鎖，可消除車輛過(guò)橋時(shí)可能產(chǎn) 生的沖擊與振動(dòng)。本發(fā)明可作為橋梁、建筑或其它工程結(jié)構(gòu)物的支座，用以對(duì)各種荷載包括靜荷載、動(dòng)荷載、沖擊荷載、地震荷載、溫度變化產(chǎn)生的附加荷載等的測(cè)試與監(jiān)測(cè)，并消除由于基礎(chǔ) 沉降等原因造成支點(diǎn)脫空可能引起的沖擊與振動(dòng)。 上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了示例性的描述，顯然本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn)，或未經(jīng)改進(jìn)將本發(fā)明 的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，包括上擺(1)、下擺(3)、楔型分壓器(5)、底座(7) 以及多個(gè)壓力傳感器(8)，所述上擺(1)的下表面為凸球面，所述下擺(3)的上表面為一凹 球面，所述上擺(1)和所述下擺C3)為球面接觸；其特征在于所述楔型分壓器(5)的上面 與所述下擺C3)下面為斜面接觸，所述楔型分壓器( 在垂直方向位于所述下擺C3)和所 述底座(7)之間，所述多個(gè)壓力傳感器(8)在水平方向位于所述楔型分壓器( 和所述底 座(7)的立墻之間；所述多個(gè)壓力傳感器(8)受到壓力作用后產(chǎn)生的電信號(hào)通過(guò)連接導(dǎo)線 (11)由數(shù)據(jù)采集模塊(12)采集、分析與合成處理后，還原出作用在自調(diào)高多向智能測(cè)力支 座上水平和豎向荷載的大小及其方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其特征在于還包括楔型鎖定器(9) 和頂壓彈簧(10)，所述楔型鎖定器(9)位于所述壓力傳感器(8)和所述底座(7)的立墻之 間；所述楔型鎖定器(9)的一面為斜面，并且支承在所述底座(7)邊墻的斜面上；所述頂壓 彈簧(10)以所述底座(7)的邊墻為支承，頂壓在所述楔型分壓器(5)的端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其特征在于所述上擺(1)底 面的凸球面與所述下擺C3)上面的凹球面之間設(shè)有第一減摩層O)，所述凸球面和凹球面 分別與所述第一減摩層O)的接觸均為球面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其特征在于所述下擺(3)的下面 與所述楔型分壓器(5)的上面之間設(shè)有第二減摩層(4)；所述下擺C3)和所述楔型分壓器 (5)分別與所述第二減摩層的接觸都為斜面接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其特征在于所述楔型分壓器(5) 的底面為平面或斜面，所述底座(7)的上支承面也對(duì)應(yīng)設(shè)置為平面或斜面，在所述楔型分 壓器( 的底面和所述底座(7)的上支承面之間設(shè)有第三減摩層(6)，所述楔型分壓器(5) 和所述底座(7)分別與所述第三減摩層(6)的接觸為平面接觸或斜面接觸。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其特征在于所述壓力傳感器 (8)與所述楔型分壓器( 的接觸為平面接觸或球面接觸，所述壓力傳感器(8)與所述楔型 鎖定器(9)的接觸則為平面接觸。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，其特征在于所述數(shù)據(jù)采 集模塊(1 采集的數(shù)據(jù)經(jīng)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)分析處理后與正常使用荷載進(jìn)行比 較。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種自調(diào)高多向智能測(cè)力支座，包括上擺、下擺、楔型分壓器、底座以及多個(gè)壓力傳感器，上擺的下表面為凸球面，下擺的上表面為一凹球面，上擺和下擺為球面接觸；楔型分壓器的上面與下擺下面為斜面接觸，楔型分壓器在垂直方向位于下擺和底座之間，多個(gè)壓力傳感器在水平方向位于所述楔型分壓器和所述底座的立墻之間。本發(fā)明可作為橋梁、建筑或其它工程結(jié)構(gòu)物的支座，用以對(duì)各種荷載包括靜荷載、動(dòng)荷載、沖擊荷載、地震荷載、溫度變化產(chǎn)生的附加荷載等的測(cè)試與監(jiān)測(cè)，并消除由于基礎(chǔ)沉降等原因造成支點(diǎn)脫空可能引起的沖擊與振動(dòng)。
文檔編號(hào)G01L1/26GK102095539SQ201010554180
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者張澍曾, 黃茂忠 申請(qǐng)人:北京鐵科首鋼軌道技術(shù)有限公司