[发明专利]用于钢-混组合结构界面滑移的传感器及信号采集系统

说明书

本发明公开了一种用于钢‑混组合结构界面滑移的传感器及信号采集系统。所述传感器包括外壳、设在外壳内通过竖直板与外壳滑动接触的滑动块，所述外壳上设有与所述竖直板两侧面对应的竖直挡板，各竖直挡板上均设有由两间隔设置的电阻组成的固定电阻组，所述电阻的表面与所述竖直挡板的表面齐平，所述竖直板的两侧面上均设有由交叉的两撑脚构成的剪刀撑，各剪刀撑至少一个撑脚的端部设有沿对应的竖直挡板表面滑动与所述固定电阻组接触的滑动电阻。本发明原理简单，测量精准，克服了施工现场恶劣环境，具备防水功能，且加工制造简单，便于现场安装，有效解决了钢‑混组合结构界面滑移难以实时采集的问题。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种试验采集模块，具体涉及一种通过位移放大效应使用电流计测量钢-混组合结构界面滑移的传感器及信号采集系统。

背景技术

钢-混组合结构由于其自重轻、强度高、可装配化施工、充分利用钢材及混凝土各自材料性能的优势，目前广泛应用于桥梁、建筑结构中，其通过剪力连接件保证钢材与混凝土材料的协同工作，而反映当前结构工作状态及力学性能的一项重要指标则是钢材与混凝土界面的相对滑移量。

目前国内外对钢-混组合结构在荷载作用下的受力性能进行了大量试验与理论研究，但主要以间接或简化方法测试钢材与混凝土界面的相对滑移量，如推出试验、有限元仿真计算等而尚无对实际结构界面相对滑移的测试。间接或简化方法往往与实际结构受力性能存在差异，通过推出试验或有限元计算的结果能否直接推广至实际结构中，其适用性目前还未完全得到验证；简化试验没有直接反应真实结构荷载下的界面滑移，其主要反映的是在剪力作用下栓钉承载力，而对于界面滑移的测试则与界面处理息息相关，不同的学者、研究人员进行的相关试验中，由于对钢板、混凝土界面的处理不同，其界面滑移量也相差较大。

对于实际结构中的钢材与混凝土界面的相对滑移量监测，受限于当前尚无针对相对滑移量测试的传感器及采集模块而尚无相关试验测试，如能对实际结构界面相对滑移量进行实时采集，则对于结构健康监测工作，可以更为精确的监测结构当前受力状态，实时更新结构位移数据，及时对危险状态进行预警。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于钢-混组合结构界面滑移的传感器及信号采集系统，以解决现有技术中无法对实际钢-混组合结构界面相对滑移进行实时监测的问题。

本发明所采用的技术方案是：

本发明提供的用于钢-混组合结构界面滑移的传感器，包括外壳、设在外壳内通过竖直板与外壳滑动接触的滑动块，所述外壳上设有与所述竖直板两侧面对应的竖直挡板，各竖直挡板上均设有由两间隔设置的电阻组成的固定电阻组，所述电阻的表面与所述竖直挡板的表面齐平，所述竖直板的两侧面上均设有由铰接交叉的两撑脚构成的剪刀撑，各剪刀撑至少有一个撑脚的端部设有沿对应的竖直挡板表面滑动与所述固定电阻组接触的滑动电阻。

所述外壳通过垫块支撑于滑动块的竖直板之上。

所述各竖直挡板上的固定电阻组为两组，所述滑动电阻设在每个剪刀撑的两个撑脚上，它们分别与一组固定电阻滑动接触。

所述剪刀撑的两个撑脚之间设有复位弹簧，其中一个撑脚的一端通过铰与竖直板铰接，另一个撑脚的自由端抵靠在竖直板上，两个撑脚分别通过铰与滑动电阻铰接。

所述外壳与下部滑动块之间通过相互嵌合的凹槽滑动配合，凹槽内填充凝胶。

所述滑动块上设有定位螺栓孔；所述外壳上设有开孔，与所述竖直挡板上的固定电阻连接的屏蔽线通过开孔导出。