[发明专利]基于光纤传感器的叠层橡胶隔震支座健康监测方法

说明书

本本发明提供一种基于光纤传感器的叠层橡胶隔震支座健康监测方法，能够实现对叠层橡胶隔震支座健康状态的远程实时监控，提高监测的时效性与准确性，减少人工作业量。所述叠层橡胶隔震支座的健康监测包括：橡胶层的弹性监测以及橡胶层与钢板粘接面是否脱粘的检测；首先建立叠层橡胶隔震支座的失效判据，然后加工预埋光纤叠层橡胶隔震支座，最后依据建立的叠层橡胶隔震支座的失效判据，对叠层橡胶隔震支座的健康状态进行判读。

技术领域

本发明涉及一种隔震支座健康监测方法，具体涉及一种基于光纤传感器的叠层橡胶隔震支座健康监测方法。

背景技术

叠层橡胶隔震支座被大量应用于建筑、铁路及桥梁等抗、减隔震结构领域。这些产品在使用过程中受到复杂的自身和环境载荷效应作用，不可避免的发生产品的损伤积累，影响建筑、桥梁及其他结构的使用安全。

现有的国家标准只对隔震支座进行型式检测和抽样检测，即在叠层橡胶隔震支座出厂后进行剪切试验与破坏试验，但对隔震支座随存放时间及使用时间产生的老化无法进行考核。因此会带来以下问题：

(1)不能及时有效的反映产品的健康状态，严重影响到了产品在后期使用过程中的可靠性；

(2)对已安装支座进行的检测必须由人工进行，作业难度高，危险系数高，工作量大；

(3)在检测与维护时无法准确判定特定支座的使用情况，若将支座全部替换，工程周期长、成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于光纤传感器的叠层橡胶隔震支座健康监测方法，能够实现对叠层橡胶隔震支座健康状态的远程实时监控，提高监测的时效性与准确性，减少人工作业量。

所述叠层橡胶隔震支座的健康监测包括：橡胶层的弹性监测以及橡胶层与钢板粘接面是否脱粘的检测；

步骤一：建立叠层橡胶隔震支座的失效判据：

所述失效判据指所述叠层橡胶隔震支座失效时，设置在所述橡胶层内部以及所述橡胶层与钢板粘接面上的光纤传感器读数的变化；

步骤二：加工预埋光纤叠层橡胶隔震支座：

叠层橡胶隔震支座进行硫化前，将光纤传感器检测端固定在监测位，所述监测位包括所述叠层橡胶隔震支座橡胶层内部以及橡胶层与钢板粘接面上；并将所述光纤传感器的输出端引出叠层橡胶隔震支座；

步骤三：叠层橡胶隔震支座健康监测数据的采集、传输与判读

采用间隔采样的方式读取所述光纤传感器的数据，并将读取的数据传输至处理终端；所述处理终端利用步骤一所建立的叠层橡胶隔震支座的失效判据，对叠层橡胶隔震支座的健康状态进行判读。

作为本发明的一种优选方式，所述步骤一中，对叠层橡胶隔震支座的失效形式进行建模，在所述光纤传感器的输出信号与叠层橡胶隔震的支座失效之间建立对应关系，具体步骤为：

101：进行预埋光纤传感器叠层橡胶隔震支座试样的加工，预埋光纤传感器的位置包括橡胶层与钢板粘接界面以及橡胶层内部；

102：对预埋光纤传感器叠层橡胶隔震支座试样进行纵向加载试验，读取光纤传感器读数，建立橡胶层受正压力大小与光纤传感器读数间的关系；

103：对预埋光纤传感器叠层橡胶隔震支座试样进行横向剪切试验，读取光纤传感器读数，建立橡胶层剪切变形大小与光纤传感器读数间的关系；

104：分阶段对预埋光纤传感器叠层橡胶隔震支座试样进行加速老化试验，等效设定的室温老化时间，并分别进行预埋光纤传感器叠层橡胶隔震支座试样横向刚度的测试，读取光纤传感器读数，建立橡胶层老化年限、橡胶层硬度、光纤传感器读数间三者间的关系；

105：对预埋光纤传感器叠层橡胶隔震支座试样进行剪切破坏试验，读取光纤传感器读数变化。