[发明专利]一种球型钢支座

说明书

技术领域

本发明涉及支座领域，具体来说，是涉及一种可以实时监测健康状况具有自诊断功能的球型钢支座。

背景技术

目前普遍应用的支座主要包括盆式橡胶支座、板式橡胶支座和球型钢支座。但各种橡胶材质制成的支座由于竖向承载力较低，耐久性较差，不能单独应用于上部结构很重并对水平位移要求较大的大型构筑物中，例如：大跨度空间结构及大跨度桥，此时，就需用到球型钢支座。

从以往桥梁的破坏情况来看，大部分破坏发生在桥梁的支座处，支座作为主要的传力构件，支座失效将导致整个桥梁的整体倒塌，造成不可估量的严重后果，支座性能的长期稳定性的对于桥梁整体安全性具有重要的意义。

但就目前来说，还没有一种可以监测支座健康状况的设备，或者具有压力监测功能的支座，也曾有人试图采用传感器来检测支座的受力情况，但是一般的传感器无法放到支座中，即使可以放至支座中，也会影响支座的受力，产生不良影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种球型钢支座，可以实时监测球型钢支座的受力情况，从而判断球型钢支座的健康状况；具有较好的耐疲劳性能，稳定性高；体积小，对支座的力学性能影响较小。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种球型钢支座，包括：顶支座板、底支座板以及可滑动紧固在顶支座板和底支座板之间的球型钢板，底支座板朝向球型钢板的一侧嵌入不锈钢膜片，不锈钢膜片上装设合金电阻，合金电阻通过分子键与不锈钢膜片连接一体，形成用以感应支座竖向压力的惠斯登电桥的合金薄膜应变单元，其中：外界荷载作用在球型钢支座上引起合金薄膜应变单元的形变，合金薄膜应变单元将产生用以监测球型钢支座竖向压力的电压信号。

优选的，球型钢板的底部设为凸出的球型弧面，底支座板的顶部为内凹的球型弧面，与球型钢板的球型弧面相匹配。

优选的，球型钢板的顶侧覆盖有平面滑板，球型钢板的底侧覆盖有球面滑板，合金薄膜应变单元设在底支座板和球面滑板之间，并可抵顶在球面滑板上。

优选的，球型钢板的底部覆盖球面滑板，球面滑板设在凸出的球型弧面和内凹的球型弧面之间，合金薄膜应变单元嵌装在底支座板上，与底支座板的内凹的球型弧面保持平齐，并抵顶在球面滑板上。

优选的，平面滑板和球面滑板使用聚四氟乙烯材料制成。

优选的，顶支座板和/或底支座板的边缘分别设有用以限制顶支座板和/或底支座板滑动范围的导向装置。

优选的，顶支座板两条对边边缘向外伸出并向下延伸有外沿部分，导向装置为设置在外沿部分与底支座板之间的高阻尼橡胶条。

优选的，顶支座板及底支座板上分别设有用以与构筑物固定安装的套筒。

优选的，底支座板设有用以供合金薄膜应变单元具有的高温屏蔽极细导线引出的微孔。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一种技术方案是：一种球型钢支座，球型钢支座包括：顶支座板、底支座板以及可滑动紧固在顶支座板和底支座板之间的球型钢板，底支座板朝向球型钢板的一侧嵌入合金电阻，合金电阻通过分子键与底支座板连接一体，形成用以感应支座竖向压力的惠斯登电桥的合金薄膜应变单元，其中：外界荷载作用在球型钢支座上引起合金薄膜应变单元的形变，合金薄膜应变单元将产生用以监测球型钢支座竖向压力的电压信号；球型钢板的顶侧覆盖有平面滑板，球型钢板的底侧覆盖有球面滑板，合金薄膜应变单元设在底支座板和球面滑板之间，并可抵压在球面滑板上。

优选的，球型钢板的底部设为凸出的球型弧面，底支座板的顶部为内凹的球型弧面，与球型钢板的球型弧面相匹配，球面滑板设在凸出的球型弧面和内凹的球型弧面之间。

优选的，平面滑板和/或球面滑板使用聚四氟乙烯材料制成。

本发明所提供的一种球型钢支座，具有如下有益效果：首先，可以实时监测支座的受力情况，从而判断支座的健康状况。并且可以通过对监测数据的后期处理实现预警功能，即当支座应力超过允许值或刚度突然发生变化时，能够自动报警，避免桥梁等建筑的倒塌，避免惨剧的发生。

其次，在球型钢支座中设置合金薄膜应变单元，合金薄膜应变单元与支座的滑动面间设有由低摩擦材料制成的滑板，且连为一个整体；合金薄膜应变单元与整个球型钢支座融为一体，不影响支座的力学性能，且合金薄膜应变单元体积较小，不影响支座的力学性能。

再次，本发明中的合金薄膜应变单元具有较好疲劳性能，交变应力循环次数可以在5000万次以上，能够长时期在-40 ~150摄氏度的工作温度下稳定工作。本发明的一种球型钢支座，构造简单，成本低，应用广泛。

附图说明