System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种桥梁支座测力装置及测力方法制造方法及图纸_技高网

一种桥梁支座测力装置及测力方法制造方法及图纸

技术编号:42667795 阅读:22 留言:0更新日期:2024-09-10 12:23
本发明专利技术提供了一种桥梁支座测力装置及测力方法,属于测量力的高端装备制造技术领域,包括上摩擦块、下摩擦块、底座和测力结构,上摩擦块用于与桥梁支座的支座芯体连接;上摩擦块的下表面为第一倾斜面;下摩擦块位于上摩擦块的下方,下摩擦块的上表面为第二倾斜面,第二倾斜面与第一倾斜面上下抵接,且第二倾斜面的倾斜角度与第一倾斜面的倾斜角度相同;底座与下摩擦块连接,用于支撑下摩擦块;底座固定设置在桥梁上;测力结构与上摩擦块和/或下摩擦块连接,用于监测上摩擦块和/或下摩擦块受力。本发明专利技术的下摩擦块可以完全支撑上摩擦块,从而避免上摩擦块受到竖向载荷时产生弯矩,消除弯矩对监测数值的影响,提升测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于测量力的高端装备制造,更具体地说,是涉及一种桥梁支座测力装置及测力方法


技术介绍

1、支座作为上下结构间的传力构件,被广泛应用于结构和交通工程领域,特别是桥梁工程。支座是桥梁结构的重要传力构件,可以确保载荷从桥梁传递到桥墩,并提供一定的平动与转动自由度。支座受力状态可在一定程度上反映桥梁的整体运营状态和健康状况。当主梁发生损伤或地基不均匀沉降时,桥梁各支座反力会发生变化,因此需要使用桥梁支座测力装置实时监测支座的受力状态,以为桥梁结构健康监测提供依据。

2、现有技术中,对于楔形块类测力装置,楔形块一般设置在上下调节板之间,专利技术人发现,当楔形块受到竖向载荷时,楔形块还会产生弯矩,若弯矩过大,弯矩会对监测数值造成影响,导致监测数据不准确。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种桥梁支座测力装置及测力方法,旨在解决现有技术中存在的测力装置会产生弯矩而导致的监测数据不准确的技术问题。

2、为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案是:提供一种桥梁支座测力装置,包括:

3、上摩擦块,用于与桥梁支座的支座芯体连接;所述上摩擦块的下表面为第一倾斜面;

4、下摩擦块,位于所述上摩擦块的下方,所述下摩擦块的上表面为第二倾斜面,所述第二倾斜面与所述第一倾斜面上下抵接,且所述第二倾斜面的倾斜角度与所述第一倾斜面的倾斜角度相同;

5、底座,与所述下摩擦块连接,用于支撑所述下摩擦块;所述底座固定设置在桥梁上;以及

<p>6、测力结构,与所述上摩擦块和/或所述下摩擦块连接,用于监测所述上摩擦块和/或所述下摩擦块受力;

7、其中,所述第二倾斜面的表面积大于所述第一倾斜面的表面积,且所述第二倾斜面的外周边沿相对于所述第一倾斜面的外周边沿向外凸出。

8、在一种可能的实现方式中,所述下摩擦块的下表面为水平面,所述水平面与所述底座的表面完全抵接。

9、在一种可能的实现方式中,定义所述第一倾斜面与水平面的夹角为第一夹角;所述第一倾斜面与所述第二倾斜面之间形成摩擦副,所述摩擦副的摩擦系数大于等于所述第一夹角的正切值与所述上摩擦块相对于所述下摩擦块产生微动摩擦的折减系数的乘积。

10、在一种可能的实现方式中,所述测力结构包括:

11、第一连接杆,沿水平方向延伸设置,且连接在所述上摩擦块与所述底座之间;

12、第一测力传感器,设置在所述第一连接杆上;

13、第二连接杆,沿水平方向延伸设置,且连接在所述下摩擦块与所述底座之间;以及

14、第二测力传感器,设置在所述第二连接杆上。

15、一些实施例中,所述第一测力传感器用于监测所述上摩擦块的横向压应变;所述第二测力传感器用于监测所述下摩擦块的横向压应变。

16、一些实施例中,所述底座具有开口朝上的容置腔,所述上摩擦块和所述下摩擦块位于所述容置腔内;所述第一连接杆的一端与所述上摩擦块的外侧表面连接,另一端与所述容置腔的侧腔壁连接;所述第二连接杆的一端与所述下摩擦块的外侧表面,另一端与所述容置腔的侧腔壁连接。

17、在一种可能的实现方式中,所述下摩擦块的外周边沿设有向上凸出的止挡块,所述止挡块位于所述上摩擦块的外围。

18、本专利技术提供的桥梁支座测力装置的有益效果在于:与现有技术相比,本专利技术桥梁支座测力装置,上摩擦块用于与桥梁支座的支座芯体连接,下摩擦块与上摩擦块上下抵接,测力结构用于实时监测受力;由于下摩擦块的第二倾斜面的表面积大于上摩擦块的第一倾斜面的表面积,且第二倾斜面的外周边沿相对于第一倾斜面的外周边沿向外凸出,下摩擦块可以完全支撑上摩擦块,从而避免上摩擦块受到竖向载荷时产生弯矩,消除弯矩对监测数值的影响,提升测量精度。

19、本专利技术还提供了上述桥梁支座测力装置的测力方法,包括以下步骤:

20、选取所述上摩擦块和所述下摩擦块,建立所述桥梁支座测力装置模型;其中,所述第一倾斜面、所述第二倾斜面的摩擦峰高度分布密度函数符合高斯分布;

21、

22、将所述第一倾斜面分成n部分,各个部分独立同分布,建立所述上摩擦块的实际接触面积的概率随竖向加载力变化的卡方分布:

23、;

24、将所述第二倾斜面分成m部分,各个部分独立同分布,建立所述下摩擦块的实际接触面积的概率随竖向加载力变化的卡方分布:

25、

26、建立所述第一倾斜面的实际接触面积的概率随竖向加载力变化的f分布:

27、

28、则其概率密度函数为:

29、

30、对所述求积,得出所述第一倾斜面与所述第二倾斜面之间的实际接触面积:

31、

32、其中,,,为最大静摩擦力,为摩擦系数,为竖向载荷,为不受外力时静止状态下自重和分子作用产生竖向荷载的竖向载荷;

33、根据所述第一倾斜面与所述第二倾斜面之间的实际接触面积,得出摩擦力关系式,所述摩擦力包括机械作用摩擦力和分子作用摩擦力:

34、;

35、其中,

36、其中,为机械作用切应力,为分子作用切应力,为机械作用切应力系数,为分子作用切应力系数,为宏观竖向载荷,为摩擦面分子吸引力;令,为比例系数,则所述摩擦力关系式为:

37、

38、对所述摩擦力关系式求导,得出微动摩擦系数随竖向载荷的变化概率:

39、

40、测力结构监测所述上摩擦块和/或所述下摩擦块受力,根据微动摩擦系数随竖向载荷的变化概率,得出所述上摩擦块所受的竖向载荷。

41、本专利技术提供的测力方法的有益效果在于:与现有技术相比,通过一个可以预测的真实接触面积的概率,将偶然现象所包含的内部规律用公式表达出来,解决了由摩擦力导致的非线性问题。

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【技术保护点】

1.一种桥梁支座测力装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述下摩擦块的下表面为水平面,所述水平面与所述底座的表面完全抵接。

3.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,定义所述第一倾斜面与水平面的夹角为第一夹角;所述第一倾斜面与所述第二倾斜面之间形成摩擦副,所述摩擦副的摩擦系数大于等于所述第一夹角的正切值与所述上摩擦块相对于所述下摩擦块产生微动摩擦的折减系数的乘积。

4.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述测力结构包括:

5.如权利要求4所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述第一测力传感器用于监测所述上摩擦块的横向压应变;所述第二测力传感器用于监测所述下摩擦块的横向压应变。

6.如权利要求4所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述底座具有开口朝上的容置腔,所述上摩擦块和所述下摩擦块位于所述容置腔内;所述第一连接杆的一端与所述上摩擦块的外侧表面连接,另一端与所述容置腔的侧腔壁连接;所述第二连接杆的一端与所述下摩擦块的外侧表面,另一端与所述容置腔的侧腔壁连接

7.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述下摩擦块的外周边沿设有向上凸出的止挡块,所述止挡块位于所述上摩擦块的外围。

8.一种桥梁支座的测力方法,基于权利要求1-7任一项所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,包括以下步骤:

...

【技术特征摘要】

1.一种桥梁支座测力装置,其特征在于,包括:

2.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述下摩擦块的下表面为水平面,所述水平面与所述底座的表面完全抵接。

3.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,定义所述第一倾斜面与水平面的夹角为第一夹角;所述第一倾斜面与所述第二倾斜面之间形成摩擦副,所述摩擦副的摩擦系数大于等于所述第一夹角的正切值与所述上摩擦块相对于所述下摩擦块产生微动摩擦的折减系数的乘积。

4.如权利要求1所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述测力结构包括:

5.如权利要求4所述的桥梁支座测力装置,其特征在于,所述第一测力传感器用于监测所述上摩擦...

【专利技术属性】
技术研发人员:艾庆华武冰杰烟昊冯艺
申请(专利权)人:石家庄铁道大学
类型:发明
国别省市:

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