一种测力元件可更换的竖向测力支座制造技术

一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板与倒数第二层座板处于固定状态，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，测力元件包括抽板、挡板、支撑板、测力传感器和中心压板，在抽板的表面上设有支撑板和挡板，在支撑板的上方固定有测力传感器，通过支座局部受力的测量和整体静态标定实现支座测力；同时，在测力元件功能丧失下，实现测力元件可更换，无需顶梁卸载和更换整个支座，为桥梁或建筑物提供可靠的全寿命周期的监测技术。

【技术实现步骤摘要】
一种测力元件可更换的竖向测力支座
本专利技术涉及桥梁结构或建筑
，具体说的是一种测力元件可更换的竖向测力支座。
技术介绍
健康监测对桥梁及建筑物的安全运营发挥着日益重要的作用。测力支座可实现支座承受竖向荷载的测量，是重要的测量载体。目前的测力支座大多采用应变片、标准测力传感器等方式进行，但一旦测力元器件发生损坏，支座测力功能即将丧失，难以更换，除非将测力支座进行整体更换，导致费用增加明显。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出的一种测力元件可更换的竖向测力支座，通过支座局部受力的测量和整体静态标定实现支座测力；同时，在测力元件功能丧失下，实现测力元件可更换，无需顶梁卸载和更换整个支座，为桥梁或建筑物提供可靠的全寿命周期的监测技术。为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板与倒数第二层座板处于固定状态，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，测力元件包括抽板、挡板、支撑板、测力传感器和中心压板，在抽板的表面上设有支撑板和挡板，在支撑板的上方固定有测力传感器，测力传感器的上方设有具有中心非金属滑板的中心压板，将抽板推入内腔并可拆卸固定在最下层座板上，使中心压板的中心非金属板露出安装口与倒数第二层座板底面上的金属滑板组成中心摩擦副，并使测力传感器的测力受力点与支座主体的轴心重合，挡板顶住支撑板并可拆卸的固定在最下层座板上，并不承受竖向承载力。支撑板的底面与抽板的顶面为向推入方向倾斜的倾斜面接触。内腔由相连通的半圆柱腔和长方体腔组成，半圆柱腔的直径等于或小于长方体腔的宽度，半圆柱腔处用于放置测力传感器。挡板上设有引出测力传感器导线的孔槽。挡板通过螺栓固定在最下层座板上。抽板通过螺栓固定在最下层座板上。抽板上开设有用于施加外力工装的螺纹孔。本专利技术有益效果是：1）测力传感器放置并固定在支座最下层座板中心位置，支座竖向力中的一部分通过中心非金属滑板传递到测力传感器，完成中心非金属滑板承受的竖向压力测定，然后通过竖向标定确定测力传感器受力与支座整体竖向受力关系，这样通过传感器的受力获知支座的整体竖向受力。2）利用圣维南原理，荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布，在离荷载作用区稍远的地方，基本上只同荷载的合力和合力矩有关。因此，上述专利技术将测力传感器设置在支座本体的中心靠底部位置，即底座板中心内腔位置，测力传感器的顶部中心压板、中心非金属滑板、倒数第二层座板和最下层座板始终处于固定状态，且远离支座的平面滑动和竖向转动位置，因此支座运动状态的改变，离上部结构载荷作用区稍远的测力传感器只同整体荷载即支座上部结构荷载相关，显著减少支座运动状态的改变导致的测力偏差的影响。3）测力传感器顶部的包括中心非金属滑板在内的固定平面摩擦副，始终保持固定，避免了中心非金属滑板磨损，保证测力稳定。4）当测力传感器失效时，拧出抽板与最下层座板的连接螺栓，施加外力在抽板上取出抽板，由于测力传感器本身受力较小，且抽板与支撑板为倾斜面接触，因此施加较小的抽板外力即可使测力传感器卸载，无需顶梁。再拧出挡板与最下层座板的连接螺栓，依次取出挡板、支撑板、测力传感器、中心压板及中心非金属滑板。更换新的测力传感器，且原位置组装，通过倾斜面在抽板外部施加推力，并固定到原中心位置，再依次拧紧抽板、挡板与最下层座板的连接螺栓，完成测力传感器的可更换。5）由于整个更换过程中，仅更换测力传感器、且两测力传感器规格型号完全一致，其他部件均未更换且位置不变，保证了更换前后的支座测力标定一致，从而实现支座在全生命周期内的测力功能。附图说明图1是本专利技术实施例1中图3的C-C剖视图；图2是本专利技术实施例1中图1的A-A剖视图；图3是本专利技术实施例结构中图2的B-B剖视图具体实施方式；图中：1、底座板，2、抽板，3、挡板，4、支撑板，5、测力传感器，5-1、测力传感器导线，6、中心压板，7、中心非金属滑板，8、C型非金属滑板，9、下座板，10、下球面转动摩擦副，11、中座板，12、上平面滑动摩擦副，13、上座板，14、密封圈，15、抽板螺栓，16、挡板螺栓。具体实施方式如图所示，一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板（底座板1）与倒数第二层座板（下座板9）处于固定状态，固定状态指的是最下层座板与倒数第二层座板之间不会发生转动及滑动，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，安装口的最优形状与内腔的纵截面形状一致，便于中心压板在向最下层座板中心移动时产生阻碍，测力元件包括抽板2、挡板3、支撑板4、测力传感器5和中心压板6，在抽板2的表面上设有支撑板4和挡板3，在支撑板4的上方固定有测力传感器5，测力传感器5的上方设有具有中心非金属滑板7的中心压板6，将抽板2推入内腔并可拆卸固定在最下层座板上，使中心压板6的中心非金属板7露出安装口与倒数第二层座板底面上的金属滑板组成中心摩擦副，并使测力传感器的测力受力点与支座主体的轴心重合，挡板3顶住支撑板4并可拆卸的固定在最下层座板上，并不承受竖向承载力，即挡板3的顶面略低于倒数第二层座板的金属滑板底面，不与该金属滑板接触。在最下层座板的上表面开设安装口后，最下层座板上的非金属滑板采用C型非金属滑板8，C型非金属滑板与倒数第二层座板底面贴覆的不锈钢滑板组成固定平面摩擦副。支撑板4的底面与抽板的顶面为向推入方向倾斜的倾斜面接触。内腔由相连通的半圆柱腔和长方体腔组成，半圆柱腔的直径等于或小于长方体腔的宽度，测力传感器为圆形，这种形状的内腔便于测力元件的安装与更换，半圆柱腔处用于放置测力传感器，内腔的宽度略大于测力传感器轮廓尺寸和抽板、挡板宽度。挡板3上设有引出测力传感器导线5-1的孔槽，便于测力传感器导线5-1引出与外部显示元件或供电元件连接。挡板3通过螺栓固定在最下层座板上，去除螺栓将挡板3从最下层底板取下。抽板2通过螺栓固定在最下层座板上，去除螺栓可抽动抽板2从内腔取出。抽板2上开设有用于施加外力工装的螺纹孔，便于使用外力工装将抽板2抽出。支座主体可采用钢支座、球支座或橡胶支座。内腔的深度由外至内一致，其腔底为平面，抽板2的底面也为平面，内腔的尺寸与挡板尺寸设计，保证挡板完全推入之后，使测力传感器的测力受力点与支座主体的轴心重合，并且，可在挡板与抽板上设置相配合的凸台结构，可保证测力传感器更换后的位置不变。实施例1给出测力元件可更换的竖向测力球型支座，如图1、2、3所示。其主要由底座板1、抽板2、挡板3、支撑板4、测力传感器5、测力传感器导线5-1、中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板与倒数第二层座板处于固定状态，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，其特征在于：最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，测力元件包括抽板、挡板、支撑板、测力传感器和中心压板，在抽板的表面上设有支撑板和挡板，在支撑板的上方固定有测力传感器，测力传感器的上方设有具有中心非金属滑板的中心压板，将抽板推入内腔并可拆卸固定在最下层座板上，使中心压板的中心非金属板露出安装口与倒数第二层座板底面上的金属滑板组成中心摩擦副，并使测力传感器的测力受力点与支座主体的轴心重合，挡板顶住支撑板并可拆卸的固定在最下层座板上，并不承受竖向承载力。/n

【技术特征摘要】
1.一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板与倒数第二层座板处于固定状态，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，其特征在于：最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，测力元件包括抽板、挡板、支撑板、测力传感器和中心压板，在抽板的表面上设有支撑板和挡板，在支撑板的上方固定有测力传感器，测力传感器的上方设有具有中心非金属滑板的中心压板，将抽板推入内腔并可拆卸固定在最下层座板上，使中心压板的中心非金属板露出安装口与倒数第二层座板底面上的金属滑板组成中心摩擦副，并使测力传感器的测力受力点与支座主体的轴心重合，挡板顶住支撑板并可拆卸的固定在最下层座板上，并不承受竖向承载力。


2.如权利要求1所述的一种测力元件可更换的竖向测力支座...

【专利技术属性】
技术研发人员：白鸿国，王勇，李宇，张晓武，刘凯，李德雨，李栓柱，李宗源，宋建平，顾海龙，李奇，梁文伟，李新，
申请(专利权)人：中国铁路设计集团有限公司，洛阳双瑞特种装备有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12