[发明专利]一种测力元件可更换的竖向测力支座

说明书

一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板与倒数第二层座板处于固定状态，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，测力元件包括抽板、挡板、支撑板、测力传感器和中心压板，在抽板的表面上设有支撑板和挡板，在支撑板的上方固定有测力传感器，通过支座局部受力的测量和整体静态标定实现支座测力；同时，在测力元件功能丧失下，实现测力元件可更换，无需顶梁卸载和更换整个支座，为桥梁或建筑物提供可靠的全寿命周期的监测技术。

技术领域

本发明涉及桥梁结构或建筑技术领域，具体说的是一种测力元件可更换的竖向测力支座。

背景技术

健康监测对桥梁及建筑物的安全运营发挥着日益重要的作用。测力支座可实现支座承受竖向荷载的测量，是重要的测量载体。目前的测力支座大多采用应变片、标准测力传感器等方式进行，但一旦测力元器件发生损坏，支座测力功能即将丧失，难以更换，除非将测力支座进行整体更换，导致费用增加明显。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出的一种测力元件可更换的竖向测力支座，通过支座局部受力的测量和整体静态标定实现支座测力；同时，在测力元件功能丧失下，实现测力元件可更换，无需顶梁卸载和更换整个支座，为桥梁或建筑物提供可靠的全寿命周期的监测技术。

为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种测力元件可更换的竖向测力支座，设有多层座板逐层相配合设置的支座主体，最下层座板与倒数第二层座板处于固定状态，在最下层座板与从倒数第二层座板之间设有测力元件，最下层座板内开设有贯通最下层座板侧面并用于侧力元件更换安装的内腔，最下层座板的上表面上开设有与内腔相连通的安装口，测力元件包括抽板、挡板、支撑板、测力传感器和中心压板，在抽板的表面上设有支撑板和挡板，在支撑板的上方固定有测力传感器，测力传感器的上方设有具有中心非金属滑板的中心压板，将抽板推入内腔并可拆卸固定在最下层座板上，使中心压板的中心非金属板露出安装口与倒数第二层座板底面上的金属滑板组成中心摩擦副，并使测力传感器的测力受力点与支座主体的轴心重合，挡板顶住支撑板并可拆卸的固定在最下层座板上，并不承受竖向承载力。

支撑板的底面与抽板的顶面为向推入方向倾斜的倾斜面接触。

内腔由相连通的半圆柱腔和长方体腔组成，半圆柱腔的直径等于或小于长方体腔的宽度，半圆柱腔处用于放置测力传感器。

挡板上设有引出测力传感器导线的孔槽。

挡板通过螺栓固定在最下层座板上。

抽板通过螺栓固定在最下层座板上。

抽板上开设有用于施加外力工装的螺纹孔。

本发明有益效果是：

1）测力传感器放置并固定在支座最下层座板中心位置，支座竖向力中的一部分通过中心非金属滑板传递到测力传感器，完成中心非金属滑板承受的竖向压力测定，然后通过竖向标定确定测力传感器受力与支座整体竖向受力关系，这样通过传感器的受力获知支座的整体竖向受力。

2）利用圣维南原理，荷载的具体分布只影响荷载作用区附近的应力分布，在离荷载作用区稍远的地方，基本上只同荷载的合力和合力矩有关。因此，上述发明将测力传感器设置在支座本体的中心靠底部位置，即底座板中心内腔位置，测力传感器的顶部中心压板、中心非金属滑板、倒数第二层座板和最下层座板始终处于固定状态，且远离支座的平面滑动和竖向转动位置，因此支座运动状态的改变，离上部结构载荷作用区稍远的测力传感器只同整体荷载即支座上部结构荷载相关，显著减少支座运动状态的改变导致的测力偏差的影响。

3）测力传感器顶部的包括中心非金属滑板在内的固定平面摩擦副，始终保持固定，避免了中心非金属滑板磨损，保证测力稳定。