一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置制造方法及图纸

技术编号:18472150 阅读:29 留言:0更新日期:2018-07-18 21:49
一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,包括顶板、波纹管、底板、引压管和压力传感器,波纹管的两端分别密封连接顶板和底板,波纹管、顶板和底板之间围成用于填充惰性液体的密封腔,在密封腔内设置有引压管的一端,引压管的另一端与压力传感器连接,采用该装置测量无需重新设计支座结构,安装方式简单,解决支座竖向测力难题,为桥梁监测提供技术支持。

A single wave tube vertical force detection device for bridge bearings

A single wave tube vertical force detecting device for bridge support, including top plate, bellows, bottom plate, pressure tube and pressure sensor. The two ends of the bellows are sealed to the top plate and the bottom plate respectively. The bellows, the top plate and the bottom plate are enclosed into a sealing cavity for filling the inert liquid, and a pressure tube is set in the seal cavity. The other end of the tube is connected with the pressure sensor. The device is used to measure the structure of the support without redesigning the support structure. The installation method is simple, and the vertical force measurement problem of the support is solved, which provides technical support for the bridge monitoring.

【技术实现步骤摘要】
一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置
本技术涉及桥梁工程领域,具体说的是一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置。
技术介绍
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。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。目前桥梁支座竖向反力测量装置较少,常规的做法是在支座内部安装检测元件或装置,如《一种球型多向测力支座》(专利号CN102912772A)通过在支座的承压楔形部件侧向设置标准传感器实现测力;《一种竖向智能测力支座》(专利号CN102032959A)主要选用特殊形状部件设置电阻应变片实现测力;《一种竖向测力型桥梁支座及其测力方法》(专利号:CN106192739A)通过在中座板和下座板之间安装测力传感器实现测力。上述测定支座反力的方法需要重新设计支座的结构,通过检测所选点的载荷间接地获得支座的载荷,测量点的选择是否合理直接影响测量精度。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本技术提供一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,采用该装置测量无需重新设计支座结构,安装方式简单,解决支座竖向测力难题,为桥梁监测提供技术支持。为实现上述技术目的,所采用的技术方案是:一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,设置在桥梁支座下方,包括顶板、波纹管、底板、引压管和压力传感器,波纹管的两端分别密封连接顶板和底板,波纹管、顶板和底板之间围成用于填充惰性液体的密封腔,在密封腔内设置有引压管的一端,引压管的另一端与压力传感器连接。本技术所述的密封腔内还连通有进出口管。本技术所述的引压管上设有阀门。本技术所述的进出口管上设有阀门。本技术所述的顶板和底板之间设有用于测量顶板与底板之间间距的位移传感器。本技术所述的顶板和底板之间设用轴向导向结构。本技术所述的轴向导向结构由设置在顶板中心的凹槽和与凹槽相匹配并设置在底板中心的凸块组成。本技术所述的轴向导向装置由设置在底板中心的凹槽和与凹槽相匹配并设置在顶板中心的凸块组成。利用单波纹管竖向力检测装置进行桥梁支座竖向载荷检测的方法,包括以下步骤:步骤一、安装前在压力为0的密封腔内第一次充入惰性液体至腔体完全充满,此时顶板与底板的轴向间隙为0;步骤二、将顶板固定连接在桥梁支座的下方,底板与基础固定连接,完成固定;步骤三、桥梁支座压设在顶板,第二次向密封墙内注入惰性液体,顶板沿装置轴向方向移动,当顶板移动一段距离后停止注入惰性液体,,压力传感器得到此时密封腔内惰性液体的压力P,由,得到桥梁支座竖向载荷F,其中,D为波纹管内径,H为波纹管波高,K为波纹管轴向刚度,x为波纹管轴向位移。进一步,由位移传感器测出第二次惰性液体充入前及未安装前顶板与底板之间的间距H0,由位移传感器实时测出第二次惰性液体充入后顶板与底板之间的间距H1,得到顶板与底板分离的间隙为ΔH=H1-H0;设定Δhmin为顶板与底板接触前的间隙最小值,当ΔH<Δhmin时,需向密封腔内补充惰性液体;设定Δhmax为顶板与底板接触前的间隙最大值,应确保ΔH≤Δhmax,防止顶板与底板分离过大导致导向结构失效而无法承受侧向载荷。本技术有益效果是:本方案通过检测密封腔体内的惰性液体压力与波纹管的轴向位移计算获得支座竖向载荷,测量方法简单直观,能够直接更准确地获得支座的竖向载荷,避免了因测量点选择不合理而引入的测量误差;另外本方案无需更改现有支座的结构,安装、更换操作便捷。附图说明图1为本技术的结构示意图;图2为本技术波纹管的结构示意图;图3为本技术的顶板和底板的结构示意图;图中:1、顶板,2、底板,3、波纹管,4、引压管,5、阀门,6、压力传感器,7、惰性液体,8、拉杆,9、螺母,10、位移传感器,11、进出口管。具体实施方式一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,在运输及安装前由顶板1、底板2、波纹管3以及螺栓螺母9、拉杆8等组成。拉杆8与螺母9将顶板1、底板2、波纹管3拉紧安装为一体,在安装使用时,将螺栓及拉杆取下,再将由顶板、底板和波纹管组成的密封腔内充满液压油或者硅油等不易压缩且具有一定流动性的惰性液体,顶板与桥梁支座连接,底板与基础固定连接,当载荷通过支座作用于顶板时,由于波纹管刚度已知且其轴向变形可测,通过引压管外接压力传感器测得密封腔内部静压力,由于静压力作用面积已知,即可通过计算获得支座所承受的竖向载荷。如图1所示,一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,在使用时设置在桥梁支座下方,包括顶板1、波纹管3、底板2、引压管4和压力传感器6,波纹管3的两端分别密封连接顶板1和底板2,顶板1与底板2的形状不限,优选圆形及方形,保证波纹管两端的密封即可,顶板1受到垂直的力时沿波纹管3轴线方向移动向下移动,波纹管3、顶板1和底板2之间围成用于填充惰性液体7的密封腔,在密封腔内设置有引压管4的一端,引压管4的另一端与压力传感器6连接,压力传感器用来测量密封腔内惰性液体的压力。密封腔内还连通有进出口管11,可通过进口出管11向密封腔内充入或流出惰性液体。引压管4上设有阀门,用于关闭引压管管路。进出口管11上设有阀门,进于关闭进出口管的管路通道。顶板1和底板2之间设有用于测量顶板1与底板2之间间距的位移传感器10,位移传感器可实时测量顶板1与底板2之间的间距,间距的改变即为顶板1的底面与底板的顶面之间间隙的改变。顶板1和底板2之间设用轴向导向结构,该结构不影响密封腔内压力,只需要导向作用,防止顶板受到压力不是垂直向后倾斜影响测量数据,使装置受力严格的按波纹管轴线方向移动,进一步使测量更为准确。如图3所示,轴向导向结构如下所述,不限制于该下所述的两种形式。A、轴向导向结构由设置在顶板1中心的凹槽和与凹槽相匹配并设置在底板2中心的凸块组成。B、轴向导向装置由设置在底板2中心的凹槽和与凹槽相匹配并设置在顶板1中心的凸块组成。利用单波纹管竖向力检测装置进行桥梁支座竖向载荷检测的方法,包括以下步骤:步骤一、安装前在压力为0的密封腔内第一次充入惰性液体至腔体完全充满,此时凹槽与凸块的轴向间隙为0;步骤二、将顶板固定连接在桥梁支座的下方,底板与基础固定连接,完成固定;步骤三、桥梁支座压设在顶板,第二次向密封墙内注入惰性液体,顶板沿装置轴向方向移动,当顶板移动一段距离后停止注入惰性液体,压力传感器得到此时密封腔内惰性液体的压力P,由,得到桥梁支座竖向载荷F,其中,D为波纹管内径,H为波纹管波高,K为波纹管轴向刚度,x为波纹管轴向位移。由位移传感器测出惰性液体第二次充入前及未安装前顶板与底板之间的间距H0,由位移传感器实时测出第二次惰性液体充入后顶板与底板之间的间距H1,得到顶板与底板分离的间隙为ΔH=H1-H0;设定Δhmin为顶板与底板接触前的间隙最小值,当ΔH<Δhmin时,需向密封腔内补充惰性气体,防止顶板与底板直接接触,影响测量结果;设定Δhmax为顶板与底板接触前的间隙最大值,应确保ΔH≤Δhmax,防止顶板与底板分离过大导致导向结构失效而无法承受侧向载荷。实施例1本技术包括顶板1、底板2、波纹管3、引压管4、压力传感器6、位移传感器10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,设置在桥梁支座下方,其特征在于:包括顶板(1)、波纹管(3)、底板(2)、引压管(4)和压力传感器(6),波纹管(3)的两端分别密封连接顶板(1)和底板(2),波纹管(3)、顶板(1)和底板(2)之间围成用于填充惰性液体(7)的密封腔,在密封腔内设置有引压管(4)的一端,引压管(4)的另一端与压力传感器(6)连接。

【技术特征摘要】
1.一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,设置在桥梁支座下方,其特征在于:包括顶板(1)、波纹管(3)、底板(2)、引压管(4)和压力传感器(6),波纹管(3)的两端分别密封连接顶板(1)和底板(2),波纹管(3)、顶板(1)和底板(2)之间围成用于填充惰性液体(7)的密封腔,在密封腔内设置有引压管(4)的一端,引压管(4)的另一端与压力传感器(6)连接。2.如权利要求1所述的一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,其特征在于:所述的密封腔内还连通有进出口管(11)。3.如权利要求1所述的一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,其特征在于:所述的引压管(4)上设有阀门。4.如权利要求2所述的一种桥梁支座用的单波纹管竖向力检测装置,其特征在于:所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:李栓柱张晓兰刘向伟
申请(专利权)人:洛阳双瑞特种装备有限公司
类型:新型
国别省市:河南,41

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