一种竖向测力型双曲面球型减隔震支座，从上到下依次设置上座板、中座板、下座板和底座板，其中中座板和下座板之间通过柱状凸台与柱状凹槽定位安装，中座板侧面为环向斜面，用于测竖向力的测力装置包括环形的测力块和数据采集模块，测力块顶部为与环向斜面配合并接触的环形斜面，测力块外侧面设有安装电阻应变元件的安装槽，与数据采集模块连接的电阻应变元件安装在该安装槽内。本实用新型专利技术由相应的测力装置对支座上方的竖向压力进行监测，解决了减隔震支座竖向测力的难题，为桥梁监测提供技术支持。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于桥梁结构或建筑
，涉及一种具备竖向测力功能的双曲面球型减隔震支座。
技术介绍
现在中国交通工程建设中，新建高速铁路和高速公路桥梁占比越来越大。为确保大量建设的桥梁和结构复杂的特大桥施工和运营安全，迫切需要一种可靠的、具有推广价值的现代化监测和预警手段。桥梁附件作为桥梁体系的重要组成部分，对于保证桥梁正常发挥功能有重要作用。桥梁附件的使用状况对桥梁的运行有重要影响，对桥梁附件的工作状态进行有效监测也能够对桥梁工作状态进行评估。多数桥梁的梁与桥墩和桥台之间采用支座连接，支座起着支承桥梁上部结构自重和列车荷载的作用，同时协调桥梁由于荷载作用和温度变化产生的结构变形。高速铁路桥梁绝大多数为箱型简支梁桥和连续梁桥，每片箱型梁由4个支座支承，连续梁则由多于4个支座支承。简支箱型梁桥和连续梁桥在桥梁自重和列车荷载作用下，支座承受的荷载在一定的范围内变化，如果桥梁的墩台发生不正常的变位，必然引起支座反力的不正常变化。因此，实时监测桥梁支座反力变化情况，便可监测桥梁的工作状态，判断其是否处于正常范围。目前，双曲面球型减隔震支座作为摩擦摆支座的一种，具有减隔震性能优异、高承载力、大位移能力、寿命长等优点，但是并不具备测力能力，尤其是竖直方向的测力能力。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种竖向测力型双曲面球型减隔震支座，通过在现有技术的双曲面球型减隔震支座的基础上进行结构上的改进，配合测力装置，由相应的测力装置对支座上方的竖向压力进行监测，解决了减隔震支座竖向测力的难题，为桥梁监测提供技术支持。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种竖向测力型双曲面球型减隔震支座，包括顶部的上座板和底部的底座板，上座板和底座板分别设有相对的滑移凹球面，在上座板和底座板之间设有中座板、测力装置和下座板，测力装置包括环形的测力块和数据采集模块，测力块顶部为环形斜面，且测力块的内侧高度小于外侧的高度，底部为环形平面；中座板顶部设有可沿上座板滑移凹球面滑动的滑移凸球面，中座板底部中心位置向下沿其轴向方向设有柱状凸台，中座板侧面设有环向斜面，在环向斜面的上边沿与中座板顶部之间以及环向斜面的下边沿与中座板底部之间分别设有上柱面和下柱面；所述下座板的底部设有与底座板中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板的顶部设置和所述柱状凸台相对应的柱状凹槽，柱状凹槽的深度大于柱状凸起的长度，沿下座板顶部边沿设置向上凸起的环形限位台；所述中座板的柱状凸台插入下座板的柱状凹槽后，将所述的测力块夹在由环向斜面、环形限位台以及下座板顶部组成的用于安装测力装置的空间内，并且，所述的环向斜面压在测力块顶部的环形斜面上，测力块的内侧面和外侧面分别顶在所述的下柱面和环形限位台上，测力块的外侧面设置安装电阻应变元件的安装槽，与数据采集模块连接的电阻应变元件固定在安装槽内。进一步的，在所述上座板的底部，沿支座的限位方向设置限位板。进一步的，所述上座板和中座板之间、下座板和底座板之间分别设有凸球面摩擦副以及凹球面摩擦副，所述测力块顶部和中座板的环向斜面之间、测力块底部和下座板之间分别设置环形斜面摩擦副以及环形平面摩擦副。进一步的，所述的凸球面摩擦副、凹球面摩擦副、环形斜面摩擦副和环形平面摩擦副均由不锈钢滑板和非金属滑板组成。与现有技术相比，本技术的有益效果是：第一，本技术在实际使用的过程中，支座所承受的竖向力通过上座板、中座板传递到环形的测力块上，并作用于测力块的环形斜面，在环形斜面上会产生一个环向的水平拉力，环向水平拉力使在外侧的电阻应变元件的电阻值发生变化，此变化量通过数据采集模块采集、分析、处理后，完成支座竖向力的测定工作功能；同时，测力装置上、下接触面均为摩擦副滑动面，并涂抹硅脂，摩擦力较小，对测力装置由竖向力产生的变形影响较小，保证竖向力测量的准确性。第二，支座在限位方向设置限位板，限位板保证支座在正常使用下不破坏起到限位作用；当地震发生且水平力超过设计值时，支座限位板破坏，并不影响地震作用下支座滑动功能。第三，支座中座板的底部中心位置有柱状凸台，支座下座板上部中心位置有柱状凹槽，二者组装时留有少量间隙，起到中心定位作用，这使支座中座板、测力装置和下座板三部件在支座运行过程中始终保持相对固定成一体，支座通过上座板与中座板、下座板与底座板的双球面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，上部结构自重形成恢复力，使支座复位。附图说明图1是本技术实施例1结构示意图。图2是图1中的A-A剖视图。图3是本技术实施例2结构示意图。图4是图3中的A-A剖视图。图5是本技术实施例3结构示意图。图6是图5中的A-A剖视图。图7是图5中Ⅰ处的局部放大图。图中标记：1、上座板，2、中座板，3、测力块，4、下座板，5、底座板，6、限位板，7、凸球面摩擦副，8、环形斜面摩擦副，9、环形平面摩擦副，10、凹球面摩擦副，11、电阻应变元件。具体实施方式下面结合附图，通过具体的实施方式对本技术做进一步的说明。实施例1：该实施例给出了可纵向活动的竖向测力型双曲面球型减隔震支座，如图1、2所示，该支座主要由上座板、中座板、测力装置、下座板、底座板、限位板和摩擦副组成。其中，上座板下表面开设滑移凹球面，凹球面两侧分别沿支座的限位方向（横桥向）设置限位板，中座板为中心对称体，其顶端为滑移凸球面，底部中心位置向下沿其轴线设有柱状凸台，其侧面具有一个环向斜面，环向斜面环向斜面的上边沿与中座板顶部之间以及环向斜面的下边沿与中座板底部之间分别设有上柱面和下柱面；下座板的底部设有与底座板中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板的顶部设置和所述柱状凸台相对应的柱状凹槽，柱状凹槽的深度大于柱状凸起的长度，沿下座板顶部边沿设置向上凸起的环形限位台；所述的测力装置由环形的测力块和数据采集模块组成，测力块顶部为与所述环向斜面配合的环形斜面，且测力块的内侧高度小于外侧的高度，底部为环形平面，在中座板柱状凸台插入下座板柱状凹槽中后，将测力块夹在中座板和下座板之间，并且，所述的环向斜面压在测力块顶部的环形斜面上，测力块的内侧面和外侧面分别顶在所述的下柱面和限位台上，测力块的外侧面设置安装电阻应变元件的安装槽，与数据采集模块连接的电阻应变元件固定在安装槽内；所述的摩擦副包括上座板和中座板之间的凸球面摩擦副、下座板和底座板之间的凹球面摩擦副、测力块和中座板之间的环形斜面摩擦副、测力块和下座板之间的环形平面摩擦副，每个摩擦副均由不锈钢滑板和非金属滑板组成，其中，上座板的滑移凹球面、中座板的环向斜面、下座板的环形顶部和底部的滑移凸球面分别焊接不锈钢滑板，中座板的滑移凸球面、测力装置顶部的环形斜面和底部的环形平面以及底座板的滑移凹球面分别镶嵌非金属滑板；凸球面摩擦副、凹球面摩擦副、环形斜面摩擦副、环形平面摩擦副共同组成支座的承压摩擦副；支座通过由上座板和中座板之间的凸球面摩擦副、下座板和底座板之间的凹球面摩擦副组成的双球面摩擦副共同实现支座的滑移、转动和减隔震作用。该支座在使用中，当支座所承受的竖向力传递到测力装置时，斜面法向压应力会产生一个环向水平拉力，环向水平拉力使在外侧的电阻应变元件的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种竖向测力型双曲面球型减隔震支座，包括顶部的上座板（1）和底部的底座板（5），上座板（1）和底座板（5）分别设有相对的滑移凹球面，其特征在于：在上座板（1）和底座板（5）之间设有中座板（2）、测力装置和下座板（4），测力装置包括环形的测力块（3）和数据采集模块，测力块（3）顶部为环形斜面，且测力块（3）的内侧高度小于外侧的高度，底部为环形平面；中座板（2）顶部设有可沿上座板滑移凹球面滑动的滑移凸球面，中座板（2）底部中心位置向下沿其轴向方向设有柱状凸台，中座板（2）侧面设有环向斜面，在环向斜面的上边沿与中座板（2）顶部之间以及环向斜面的下边沿与中座板（2）底部之间分别设有上柱面和下柱面；所述下座板（4）的底部设有与底座板（5）中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板（4）的顶部设置和所述柱状凸台相对应的柱状凹槽，柱状凹槽的深度大于柱状凸台的长度，沿下座板（5）顶部边沿设置向上凸起的环形限位台；所述中座板（2）的柱状凸台插入下座板（4）的柱状凹槽后，将所述的测力块（3）夹在由环向斜面、环形限位台以及下座板（4）顶部组成的用于安装测力装置的空间内，并且，所述的环向斜面压在测力块（3）顶部的环形斜面上，测力块（3）的内侧面和外侧面分别顶在所述的下柱面和环形限位台上，测力块（3）的外侧面设置安装电阻应变元件（11）的安装槽，与数据采集模块连接的电阻应变元件（11）固定在安装槽内。...
【技术特征摘要】
1.一种竖向测力型双曲面球型减隔震支座，包括顶部的上座板（1）和底部的底座板（5），上座板（1）和底座板（5）分别设有相对的滑移凹球面，其特征在于：在上座板（1）和底座板（5）之间设有中座板（2）、测力装置和下座板（4），测力装置包括环形的测力块（3）和数据采集模块，测力块（3）顶部为环形斜面，且测力块（3）的内侧高度小于外侧的高度，底部为环形平面；中座板（2）顶部设有可沿上座板滑移凹球面滑动的滑移凸球面，中座板（2）底部中心位置向下沿其轴向方向设有柱状凸台，中座板（2）侧面设有环向斜面，在环向斜面的上边沿与中座板（2）顶部之间以及环向斜面的下边沿与中座板（2）底部之间分别设有上柱面和下柱面；所述下座板（4）的底部设有与底座板（5）中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板（4）的顶部设置和所述柱状凸台相对应的柱状凹槽，柱状凹槽的深度大于柱状凸台的长度，沿下座板（5）顶部边沿设置向上凸起的环形限位台；所述中座板（2）的柱状凸台插入下座板（4）的柱状凹槽后，将所述的测力块（3）夹在由环向斜面、环形限位台以及下座板（...
【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，宋建平，李恒跃，仝延锋，
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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