一種豎向測力型雙曲面球型減隔震支座，從上到下依次設置上座板、中座板、下座板和底座板，其中中座板和下座板之間通過柱狀凸臺與柱狀凹槽定位安裝，中座板側面為環向斜面，用于測豎向力的測力裝置包括環形的測力塊和數據采集模塊，測力塊頂部為與環向斜面配合并接觸的環形斜面，測力塊外側面設有安裝電阻應變元件的安裝槽，與數據采集模塊連接的電阻應變元件安裝在該安裝槽內。本實用新型專利技術由相應的測力裝置對支座上方的豎向壓力進行監測，解決了減隔震支座豎向測力的難題，為橋梁監測提供技術支持。
【技術實現步驟摘要】
本技術屬于橋梁結構或建筑
，涉及一種具備豎向測力功能的雙曲面球型減隔震支座。
技術介紹
現在中國交通工程建設中，新建高速鐵路和高速公路橋梁占比越來越大。為確保大量建設的橋梁和結構復雜的特大橋施工和運營安全，迫切需要一種可靠的、具有推廣價值的現代化監測和預警手段。橋梁附件作為橋梁體系的重要組成部分，對于保證橋梁正常發揮功能有重要作用。橋梁附件的使用狀況對橋梁的運行有重要影響，對橋梁附件的工作狀態進行有效監測也能夠對橋梁工作狀態進行評估。多數橋梁的梁與橋墩和橋臺之間采用支座連接，支座起著支承橋梁上部結構自重和列車荷載的作用，同時協調橋梁由于荷載作用和溫度變化產生的結構變形。高速鐵路橋梁絕大多數為箱型簡支梁橋和連續梁橋，每片箱型梁由4個支座支承，連續梁則由多于4個支座支承。簡支箱型梁橋和連續梁橋在橋梁自重和列車荷載作用下，支座承受的荷載在一定的范圍內變化，如果橋梁的墩臺發生不正常的變位，必然引起支座反力的不正常變化。因此，實時監測橋梁支座反力變化情況，便可監測橋梁的工作狀態，判斷其是否處于正常范圍。目前，雙曲面球型減隔震支座作為摩擦擺支座的一種，具有減隔震性能優異、高承載力、大位移能力、壽命長等優點，但是并不具備測力能力，尤其是豎直方向的測力能力。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種豎向測力型雙曲面球型減隔震支座，通過在現有技術的雙曲面球型減隔震支座的基礎上進行結構上的改進，配合測力裝置，由相應的測力裝置對支座上方的豎向壓力進行監測，解決了減隔震支座豎向測力的難題，為橋梁監測提供技術支持。為解決上述技術問題，本技術所采用的技術方案是：一種豎向測力型雙曲面球型減隔震支座，包括頂部的上座板和底部的底座板，上座板和底座板分別設有相對的滑移凹球面，在上座板和底座板之間設有中座板、測力裝置和下座板，測力裝置包括環形的測力塊和數據采集模塊，測力塊頂部為環形斜面，且測力塊的內側高度小于外側的高度，底部為環形平面；中座板頂部設有可沿上座板滑移凹球面滑動的滑移凸球面，中座板底部中心位置向下沿其軸向方向設有柱狀凸臺，中座板側面設有環向斜面，在環向斜面的上邊沿與中座板頂部之間以及環向斜面的下邊沿與中座板底部之間分別設有上柱面和下柱面；所述下座板的底部設有與底座板中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板的頂部設置和所述柱狀凸臺相對應的柱狀凹槽，柱狀凹槽的深度大于柱狀凸起的長度，沿下座板頂部邊沿設置向上凸起的環形限位臺；所述中座板的柱狀凸臺插入下座板的柱狀凹槽后，將所述的測力塊夾在由環向斜面、環形限位臺以及下座板頂部組成的用于安裝測力裝置的空間內，并且，所述的環向斜面壓在測力塊頂部的環形斜面上，測力塊的內側面和外側面分別頂在所述的下柱面和環形限位臺上，測力塊的外側面設置安裝電阻應變元件的安裝槽，與數據采集模塊連接的電阻應變元件固定在安裝槽內。進一步的，在所述上座板的底部，沿支座的限位方向設置限位板。進一步的，所述上座板和中座板之間、下座板和底座板之間分別設有凸球面摩擦副以及凹球面摩擦副，所述測力塊頂部和中座板的環向斜面之間、測力塊底部和下座板之間分別設置環形斜面摩擦副以及環形平面摩擦副。進一步的，所述的凸球面摩擦副、凹球面摩擦副、環形斜面摩擦副和環形平面摩擦副均由不銹鋼滑板和非金屬滑板組成。與現有技術相比，本技術的有益效果是：第一，本技術在實際使用的過程中，支座所承受的豎向力通過上座板、中座板傳遞到環形的測力塊上，并作用于測力塊的環形斜面，在環形斜面上會產生一個環向的水平拉力，環向水平拉力使在外側的電阻應變元件的電阻值發生變化，此變化量通過數據采集模塊采集、分析、處理后，完成支座豎向力的測定工作功能；同時，測力裝置上、下接觸面均為摩擦副滑動面，并涂抹硅脂，摩擦力較小，對測力裝置由豎向力產生的變形影響較小，保證豎向力測量的準確性。第二，支座在限位方向設置限位板，限位板保證支座在正常使用下不破壞起到限位作用；當地震發生且水平力超過設計值時，支座限位板破壞，并不影響地震作用下支座滑動功能。第三，支座中座板的底部中心位置有柱狀凸臺，支座下座板上部中心位置有柱狀凹槽，二者組裝時留有少量間隙，起到中心定位作用，這使支座中座板、測力裝置和下座板三部件在支座運行過程中始終保持相對固定成一體，支座通過上座板與中座板、下座板與底座板的雙球面合成作用實現水平往復滑動。在往復滑動過程中，通過滑動面的摩擦阻力耗散地震能量，并延長結構自振周期，達到減隔震效果。地震過后，上部結構自重形成恢復力，使支座復位。附圖說明圖1是本技術實施例1結構示意圖。圖2是圖1中的A-A剖視圖。圖3是本技術實施例2結構示意圖。圖4是圖3中的A-A剖視圖。圖5是本技術實施例3結構示意圖。圖6是圖5中的A-A剖視圖。圖7是圖5中Ⅰ處的局部放大圖。圖中標記：1、上座板，2、中座板，3、測力塊，4、下座板，5、底座板，6、限位板，7、凸球面摩擦副，8、環形斜面摩擦副，9、環形平面摩擦副，10、凹球面摩擦副，11、電阻應變元件。具體實施方式下面結合附圖，通過具體的實施方式對本技術做進一步的說明。實施例1：該實施例給出了可縱向活動的豎向測力型雙曲面球型減隔震支座，如圖1、2所示，該支座主要由上座板、中座板、測力裝置、下座板、底座板、限位板和摩擦副組成。其中，上座板下表面開設滑移凹球面，凹球面兩側分別沿支座的限位方向（橫橋向）設置限位板，中座板為中心對稱體，其頂端為滑移凸球面，底部中心位置向下沿其軸線設有柱狀凸臺，其側面具有一個環向斜面，環向斜面環向斜面的上邊沿與中座板頂部之間以及環向斜面的下邊沿與中座板底部之間分別設有上柱面和下柱面；下座板的底部設有與底座板中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板的頂部設置和所述柱狀凸臺相對應的柱狀凹槽，柱狀凹槽的深度大于柱狀凸起的長度，沿下座板頂部邊沿設置向上凸起的環形限位臺；所述的測力裝置由環形的測力塊和數據采集模塊組成，測力塊頂部為與所述環向斜面配合的環形斜面，且測力塊的內側高度小于外側的高度，底部為環形平面，在中座板柱狀凸臺插入下座板柱狀凹槽中后，將測力塊夾在中座板和下座板之間，并且，所述的環向斜面壓在測力塊頂部的環形斜面上，測力塊的內側面和外側面分別頂在所述的下柱面和限位臺上，測力塊的外側面設置安裝電阻應變元件的安裝槽，與數據采集模塊連接的電阻應變元件固定在安裝槽內；所述的摩擦副包括上座板和中座板之間的凸球面摩擦副、下座板和底座板之間的凹球面摩擦副、測力塊和中座板之間的環形斜面摩擦副、測力塊和下座板之間的環形平面摩擦副，每個摩擦副均由不銹鋼滑板和非金屬滑板組成，其中，上座板的滑移凹球面、中座板的環向斜面、下座板的環形頂部和底部的滑移凸球面分別焊接不銹鋼滑板，中座板的滑移凸球面、測力裝置頂部的環形斜面和底部的環形平面以及底座板的滑移凹球面分別鑲嵌非金屬滑板；凸球面摩擦副、凹球面摩擦副、環形斜面摩擦副、環形平面摩擦副共同組成支座的承壓摩擦副；支座通過由上座板和中座板之間的凸球面摩擦副、下座板和底座板之間的凹球面摩擦副組成的雙球面摩擦副共同實現支座的滑移、轉動和減隔震作用。該支座在使用中，當支座所承受的豎向力傳遞到測力裝置時，斜面法向壓應力會產生一個環向水平拉力，環向水平拉力使在外側的電阻應變元件的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種豎向測力型雙曲面球型減隔震支座，包括頂部的上座板（1）和底部的底座板（5），上座板（1）和底座板（5）分別設有相對的滑移凹球面，其特征在于：在上座板（1）和底座板（5）之間設有中座板（2）、測力裝置和下座板（4），測力裝置包括環形的測力塊（3）和數據采集模塊，測力塊（3）頂部為環形斜面，且測力塊（3）的內側高度小于外側的高度，底部為環形平面；中座板（2）頂部設有可沿上座板滑移凹球面滑動的滑移凸球面，中座板（2）底部中心位置向下沿其軸向方向設有柱狀凸臺，中座板（2）側面設有環向斜面，在環向斜面的上邊沿與中座板（2）頂部之間以及環向斜面的下邊沿與中座板（2）底部之間分別設有上柱面和下柱面；所述下座板（4）的底部設有與底座板（5）中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板（4）的頂部設置和所述柱狀凸臺相對應的柱狀凹槽，柱狀凹槽的深度大于柱狀凸臺的長度，沿下座板（5）頂部邊沿設置向上凸起的環形限位臺；所述中座板（2）的柱狀凸臺插入下座板（4）的柱狀凹槽后，將所述的測力塊（3）夾在由環向斜面、環形限位臺以及下座板（4）頂部組成的用于安裝測力裝置的空間內，并且，所述的環向斜面壓在測力塊（3）頂部的環形斜面上，測力塊（3）的內側面和外側面分別頂在所述的下柱面和環形限位臺上，測力塊（3）的外側面設置安裝電阻應變元件（11）的安裝槽，與數據采集模塊連接的電阻應變元件（11）固定在安裝槽內。...
【技術特征摘要】
1.一種豎向測力型雙曲面球型減隔震支座，包括頂部的上座板（1）和底部的底座板（5），上座板（1）和底座板（5）分別設有相對的滑移凹球面，其特征在于：在上座板（1）和底座板（5）之間設有中座板（2）、測力裝置和下座板（4），測力裝置包括環形的測力塊（3）和數據采集模塊，測力塊（3）頂部為環形斜面，且測力塊（3）的內側高度小于外側的高度，底部為環形平面；中座板（2）頂部設有可沿上座板滑移凹球面滑動的滑移凸球面，中座板（2）底部中心位置向下沿其軸向方向設有柱狀凸臺，中座板（2）側面設有環向斜面，在環向斜面的上邊沿與中座板（2）頂部之間以及環向斜面的下邊沿與中座板（2）底部之間分別設有上柱面和下柱面；所述下座板（4）的底部設有與底座板（5）中滑移凹球面相配合的滑移凸球面，在下座板（4）的頂部設置和所述柱狀凸臺相對應的柱狀凹槽，柱狀凹槽的深度大于柱狀凸臺的長度，沿下座板（5）頂部邊沿設置向上凸起的環形限位臺；所述中座板（2）的柱狀凸臺插入下座板（4）的柱狀凹槽后，將所述的測力塊（3）夾在由環向斜面、環形限位臺以及下座板（...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王勇，宋建平，李恒躍，仝延鋒，
申請(專利權)人：洛陽雙瑞特種裝備有限公司，
類型：新型
國別省市：河南;41
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