[发明专利]一种桥梁健康监测支座及其监测方法

说明书

技术领域

本发明涉及桥梁架设技术领域，尤其是一种桥梁健康监测支座及其监测方法。

背景技术

近年来，随着铁路运量的逐年递增，部分桥梁支座出现了支座位移超限、限位销剪断等病害，个别桥上支座损坏的比较较大，目前已开始逐步更换。目前，部分科研院所和生产厂商已经进行了测力支座的一些研制工作，并在桥梁上得到应用。有的使用良好，但制造成本昂贵，受供电的限制，需整体标定，无法大范围推广（例如中国实用新型专利200420085431.4公开的调高测力盆式橡胶支座）；有些测力支座造价较低，但结构复杂，测量精度较差，使用寿命短，传感器更换困难，甚至影响了支座的整体性能；有的需要多只传感器才能解决转角变化造成的测力不准确。而桥梁健康监测支座，将能够监测桥梁的受力情况和挠曲变形情况，进而能够对既有桥梁的梁体和墩身的状态进行评估，对桥墩是否下沉和桥梁是否有裂纹的病害，以及经过各种自然灾害、或者轮船撞击后的桥梁使用情况给出可靠的数据信息。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种桥梁健康监测支座及其监测方法，能够解决现有技术的不足，降低了桥梁健康监测的施工复杂度，提高了对于桥梁监测的准确度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。

一种桥梁健康监测支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板和下支座板之间设置有中间衬板，下支座板的顶面设置有盆腔，盆腔内设置有油腔，油腔顶部设置有弹性层，下支座板的侧面至少设置有两个与油腔相连通的油路，任意一个油路上设置有压力传感器，下支座板或中间衬板上设置有行程开关，行程开关上设置有触头，触头与上支座板选择性接触。

作为优选，所述油腔顶部设置有压强传递板，弹性层设置在压强传递板顶部。

作为优选，所述中间衬板与上支座板之前设置有球形衬板。

作为优选，所述弹性层的泊松比在0.45-0.5。

一种上述的桥梁健康监测支座的监测方法，包括以下步骤：

A、根据桥梁的重量、允许的转角确定桥梁允许承受力的最大值和挠曲变形的最大值；

B、当压力传感器所监测到的桥梁承受的力值小于步骤A中确定的最大值，且后一次数据与前一次数据相比增加或减小在3倍以内时，以固定频率采集数据；当压力传感器所监测到的桥梁承受的力值小于步骤A中确定的最大值，且后一次数据与前一次数据相比增加或减小在3倍以外时，采集频率提高50%；当压力传感器所监测到的桥梁承受的力值大于步骤A中确定的最大值，但超出值小于最大值的30%，采集频率提高50%；当压力传感器所监测到的桥梁承受的力值超出步骤A中确定的最大值的30%，但超出值小于步骤A中确定的最大值的60%，采集频率提高100%；压力传感器所监测到的桥梁承受的力值超出步骤A中确定的最大值的60%以上时，采集频率提高200%；

C、当桥梁的挠曲变形小于步骤A中确定的最大值，行程开关关闭；当桥梁的挠曲变形大于步骤A中确定的最大值，触发行程开关，采集频率提高100%；

D、当压力传感器所监测到的桥梁承受的力值超出步骤A中确定的最大值时或者行程开关被触发，进行报警，并记录报警持续时间。

采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过设置两个油管，使用一个油管进油另一个油管出油，通过多次进油出油，将油腔内的空气排净，然后注满油，并封闭油管，这避免了现有专利技术中单一油管注油所带来的气泡无法彻底排出而导致测力不准确的问题。现有专利技术的油腔，需预制一个腔，再将腔与多层橡胶安放在相应的模具中，通过加热将橡胶熔化，再冷却将腔固定在橡胶板中。在将腔和橡胶放置到模具过程和硫化过程中预制的腔很大可能发生移动，造成腔偏离橡胶板的中间位置，与下支座板上的孔道不对应；再次，预制的腔需要承受30-45MPa的应力同时在填充油时能够伸长以适应油的进入，所以对腔的成型材料有很高的要求；橡胶板的硫化的过程，熔化的橡胶不得进入腔以保证硫化后腔的存在，诸多问题使得调高测力盆式橡胶支座的加工工艺难度大，良品率低。而本发明在下支座板内部设置油腔，通过在下支座板内部车削一圆形的凹槽，上部密封一压强传递板即可完成，工艺简单，加工方便，良品率高。