[发明专利]一种球型多向测力支座

说明书

技术领域

本发明涉及一种测力支座，尤其是涉及一种能对作用于结构物上垂直方向和各个水平方向的荷载进行自动测试的球型多向测力支座。

背景技术

随着工程技术的不断进步，桥梁结构跨越能力越来越大，结构型式也越来越复杂多样。这些大跨度的复杂桥梁结构共同的特点就是都属于高次超静定结构，其内力计算甚为复杂。由于计算模型简化产生的误差、材料力学性能的差异、以及施工误差、结构物各部位温度变化不均等多种因素的影响，使得结构物在施工过程或建成后其内力与设计值差异很大，而且这些差异很难估计，为结构物后期的使用埋下一定的安全隐患。桥梁建成后，墩台在一定时期内会发生沉降，这将引起桥梁结构内力的重分配，对于我国正在建设的高速铁路桥梁来说，如果墩台沉降造成简支箱梁三点支撑将可能导致灾难性事故的发生。因此，及时了解桥梁支座的受力状况，远程预警车辆过桥时出现三点支撑，并在第一时间进行处理，这是避免桥梁发生灾难性事故的一个经济而且有效的解决办法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是通过将现有球型支座的下摆设计成为由多块相同的凹球缺面组成，进而提出一种能同时起支座下摆和分压器双重作用的球型多向测力支座，作为桥梁、建筑或其它工程结构物的支座，用以对各种荷载包括静荷载、动荷载、冲击荷载、地震荷载、温度变化产生的附加荷载等进行测试与监测。

为了解决上述存在的技术问题，本发明具体采用了以下方案： 

一种球型多向测力支座，包括上支座板1、组合下摆3、底座5以及压力传感器6，所述上支座板1的底面为凸球缺面，所述组合下摆3的顶面包括有与所述凸球缺面对应的凹球缺面，所述组合下摆3在垂直方向上位于所述上支座板1和所述底座5之间，所述上支座板1和所述组合下摆3为球面接触，所述组合下摆3由两个以上部分拼接而成，所述压力传感器6在水平方向位于所述组合下摆3和所述底座5的立墙之间，并将受到压力作用后产生的电信号通过连接导线7传输至数据采集模块8，由数据采集模块8进行分析处理后还原出作用在球型多向测力支座上的水平和竖向荷载的大小及其方向。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述组合下摆3顶面的凹球缺面由两个相同的凹球缺面或四个相同的凹球缺面拼接而成。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述上支座板1底面的凸球缺面与所述组合下摆3顶面的凹球缺面之间设有第一减摩层2，所述凸球缺面和凹球缺面与所述第一减摩层2的接触均为球面接触。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述组合下摆3的底面为平面，所述底座5的上支撑面为平面，在所述组合下摆3的底面和所述底座5的上支撑面之间设有第二减摩层4，所述组合下摆3的底面和所述底座5的上支撑面与所述第二减摩层4的接触均为平面接触。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述压力传感器6在水平方向位于所述组合下摆3的侧壁和所述底座5的立墙之间，所述组合下摆3的侧壁与所述压力传感器6的接触方式为平面接触或球面接触，所述底座5的立墙与所述压力传感器6的接触方式为平面或球面接触。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述数据采集模块8采集的数据传输至计算机进行分析处理，并与正常使用荷载对应的标准值比较，以进行异常判断。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中对应于所述组合下摆3的每个拼接部分的侧壁均安装有所述压力传感器6。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述上支座板1的顶面为平面，在其四角设有与结构物连接的螺栓孔；所述底座5的底面为平面，在其四角设有与结构物连接的螺栓孔。

进一步的根据本发明所述的球型多向测力支座，其中所述的压力传感器6为响应频率高的电阻应变式压力传感器。

本发明所述的球型多向测力支座与现有测力支座相比，具有以下有益效果：

（1）本发明所述测力支座可作为桥梁、建筑或其它工程结构物的支座，用以对各种荷载包括静荷载、动荷载、冲击荷载、地震荷载、温度变化产生的附加荷载等的测试与监测。

（2）本发明的关键是直接利用组合下摆3作为分压器，使多向球型测力支座的结构大大简化：该组合下摆3将作用在支座的垂直荷载按一定比例分解出水平分量，并通过水平安装的多个压力传感器6和数据采集模块8进行检测，作用在支座的水平荷载同时也可通过同组压力传感器6和数据采集模块8测出；压力传感器6采用响应频率高的电阻应变式压力传感器，可实现动荷载的测试。