[发明专利]一种竖向测力型桥梁支座以及测力方法

说明书

一种竖向测力型桥梁支座以及测力方法，包括上部支座、座板、底盆、位移放大装置和位移传感器，实现了支座上部承载力‑位移转化。支座承受竖向力后，下座板中心处发生向下的位移，通过位移放大装置将该位移进行放大，并引出到支座外部，通过加载试验标定支座竖向加载力与位移传感器读数之间的关系，实现力‑位移转化和位移测量元件易于拆卸更换的目的。

技术领域

本发明涉及桥梁支座领域，具体说的是一种竖向测力型桥梁支座以及测力方法。

背景技术

桥梁支座作为桥梁结构上部结构和下部结构直接的主要传力构件，支座受力的变化可很大程度上反应桥梁的整体运行情况，实现桥梁支座即桥梁竖向反力监测数据的采集，可为桥梁的健康监测提供技术依据。随着我国高速公路、铁路桥梁建设逐年增加，对桥梁支座竖向静载和动载的监测对桥梁的运行具有重要现实意义。

目前具备竖向测力功能的桥梁支座较少，《一种球型多向测力支座》（专利号CN102912772 A）通过在支座的承压楔形部件侧向设置标准传感器实现测力；《一种竖向智能测力支座》（专利号CN102032959 A）主要选用特殊形状部件设置电阻应变片实现测力。上述专利均涉及球型支座，传感器作为支撑部件承载整个支座受力，测力范围有限，且结构尺寸空间要求很大，支座较重。

《一种简易桥梁测力支座》（专利号CN203741696 U）为普通橡胶盆式支座，通过水银柱的变化实现测力功能。《一种简易桥梁测力支座》（专利号CN203741696 U）和《一种测力支座结构》（专利号CN105821760 A）均为普通橡胶盆式支座测力，分别通过设置水银柱和测力计实现测力功能。

上述的测力支座产品主要在以下不足：

（1）支座水平滑动、竖向转动对竖向测力有影响。

（2）测力元件达到使用年限后更换困难，支座测力功能寿命受限制，。

（3）采用橡胶材料，容易老化，影响使用寿命。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种竖向测力型桥梁支座以及测力方法，实现了支座上部承载力-位移转化。支座承受竖向力后，下座板中心处发生向下的位移，通过位移放大装置将该位移进行放大，并引出到支座外部，通过加载试验标定支座竖向加载力与位移传感器读数之间的关系，实现力-位移转化和位移测量元件易于拆卸更换的目的。

为实现上述技术好的，所采用的技术方案是：一种竖向测力型桥梁支座，包括上部支座、座板、底盆、位移放大装置和位移传感器，上部支座、座板和底盆从上至下叠放设置，上部支座的底面为凸球面，座板的顶面为与凸球面相匹配的凹球面，座板四周为支撑在底盆侧壁上方的翼板，座板的底面与底盆的底面上表面之间设有位移放大装置安装空间，底盆的侧壁上开设有与位移放大装置安装空间相连通的位移空间，位移放大装置包括杠杆、连接件和支架，支架固定在位移放大装置安装空间内，杠杆通过位移空间穿入位移放大装置安装空间内，杠杆的端部与杠杆的重心之间的一个支点铰接在支架上，杠杆以支架为支点受力转动，支架位于，杠杆的一端通过连接件与座板的底面中心固定连接，杠杆的另一端对应设置在底盆的侧壁面上的位移传感器设置，杠杆的重心位于杠杆接近位移传感器的一端。

杠杆与连接件连接的一端所处位置低于杠杆的另一端所处位置。

座板的下部中心设有圆柱台，圆柱台伸入底盆的盆腔内，并与底盆的盆腔间隙配合，圆柱台的底面与底盆的底面上表面之间设有位移放大装置安装空间。

杠杆的截面为变截面，杠杆与座板连接的一端为粗端，杠杆对应位移传感器的一端为细端。

连接件为竖直设置的杆形部件，杆形部件的一端与座板的底面中心固定连接，杆形部件的另一端压设在杠杆的端部。

杆形部件的端部与杠杆的端部为相配合的弧面与曲面。