[实用新型]磁悬浮式支座水平位移测量装置

说明书

技术领域

本实用新型属于桥梁水平位移测量技术领域，尤其涉及一种磁悬浮式支座水平位移测量装置。

背景技术

在斜拉桥、悬索桥、连续刚构这类大跨度桥梁当中，支座传递上部结构主梁与桥墩之间作用的重要构件。对于可纵向滑动的支座，不仅具备传递竖向力的作用，同时还可提供主梁顺桥向自由伸缩滑动的功能，以满足因温度变化而引起的主梁纵向伸缩需求。如果支座的纵向滑动功能受限，则会影响到桥梁上部结构的自由伸缩，进而在主梁内部产生内力，影响结构的整体受力。支座实际状态下的纵向滑动水平位移是反映支座纵向滑动工作状态的直接指标，也是评价支座滑动性能的重要指标。在大跨度桥梁的荷载试验或健康监测当中，支座水平位移的测量或监测是必做项目。目前桥梁工程领域内并没有支座水平位移测试的专用传感器，通常的测量方法是在桥墩顶面设置固定台座，在台座和主梁之间安装位移计来进行测试。但是，这种方法受到位移计量程的限制，通常无法满足具有大伸缩变形的桥梁的需求，而且这种方法需要在墩顶和梁底分别安装台座，涉及到现场钻孔安装，操作十分不便；同时，位移计方法是利用桥墩当做固定点，在高墩的情况下，桥墩墩顶本身就存在纵向的水平位移，对测量得到数据会有较大的影响，所测数据并非主梁在支座处的绝对水平位移。为此，要低成本、精准、快速测量支座处的绝对水平位移变得十分困难，也是目前桥梁检测工程领域的一大技术难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种磁悬浮式支座水平位移测量装置及其测量方法，以实现低成本、精准、快速测量支座处的绝对水平位移，该装置及方法广泛适用于桥梁荷载试验、施工监控、健康监控等技术领域。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

磁悬浮式支座水平位移测量装置，主要由磁悬浮轨道和屏蔽套筒组成；磁悬浮轨道水平安装于屏蔽套筒内，磁悬浮轨道上安装有悬浮质量块，磁悬浮轨道端部安装有测距仪，磁悬浮轨道具有控制器并由控制器控制为悬浮质量块提供等于其重力的恒定悬浮力。

磁悬浮轨道为电磁式直线磁悬浮轨道，最大行程大于5cm，最大负载为悬浮质量块重力的2倍以上。

控制器包含悬浮质量块位置检测反馈系统。

测距仪选用精度为0.01mm级的高精度测距仪，测量频率大于10Hz。

针对现有桥梁支座水平位移测量方法存在的问题，发明人设计制作了一种磁悬浮式支座水平位移测量装置，主要由磁悬浮轨道和屏蔽套筒组成；磁悬浮轨道水平安装于屏蔽套筒内，磁悬浮轨道上安装有悬浮质量块，磁悬浮轨道端部安装有测距仪，磁悬浮轨道具有控制器并由控制器控制为悬浮质量块提供等于其重力的恒定悬浮力。该装置基于磁悬浮原理，利用磁悬浮轨道为悬浮质量块提供恒定竖向力，使悬浮质量块悬浮于轨道之上，形成支座水平位移测试当中的固定点(即自身内部实现水平坐标不变的固定参考点设置)，磁悬浮轨道、屏蔽套筒则随着支座滑动钢板的滑动发生水平移动，测量悬浮质量块与屏蔽套筒相对水平距离的变化，即可得到桥梁支座水平位移。将本实用新型应用于桥梁支座水平位移测试，无需设置外部固定参考点，即可精确测量出桥梁支座水平位移的绝对值；且可实现支座水平位移的动态测量，并广泛适用于桥梁荷载试验、健康监控等技术领域。据此，发明人还建立了相应测量方法。

与现有技术相比，本实用新型的突出优势具体在于：

(1)通过磁悬浮原理，在装置内部形成水平坐标不变的固定参考点，无需如传统测量方法在桥梁以外或墩顶设置固定点，简化支座水平位移测试过程，在长斜拉桥、悬索桥当中应用优势明显；

(2)磁悬浮式支座水平位移测量装置直接安装于支座的上滑动钢板上，现场安装及操作十分便捷，提高了支座水平位移测试效率；

(3)选用高精度磁悬浮轨道及测距仪，可实现0.1mm精度的位移测量，满足工程的需要，并且仪器密封于屏蔽套筒内，不受外界环境因素的干扰。

附图说明

图1是本实用新型磁悬浮式支座水平位移测量装置的结构示意图。

图2是本实用新型磁悬浮式支座水平位移测量装置中悬浮质量块的受力示意图。

图3是本实用新型磁悬浮式支座水平位移测量装置的使用状态参考图(水平移动前)。

图4是本实用新型磁悬浮式支座水平位移测量装置的使用状态参考图(水平移动后)。

图中：1磁悬浮轨道，2悬浮质量块，3控制器，4测距仪，5屏蔽套筒，6支座，7桥梁，8桥墩。

具体实施方式

1.基本结构