[发明专利]一种准确测定摩擦系数的测力装置与支座标定方法

说明书

本发明公开了一种基于准确测定摩擦系数的测力装置与支座标定方法，包括以下步骤：对测力装置上的两楔形的荷载转换器施加水平或者侧向力，促使测力装置的高度改变，记录高度改变时或者暂停改变时传感装置的水平或者侧向力值；精准调节两荷载转换器之间的间隙，促使传感装置与荷载转换器密贴；释放动力装置，记录此时两荷载转换器之间传感装置测出的水平或者侧向力值；根据荷载转换器所受力的力学平衡关系，得出摩擦系数与荷载转换器倾角、水平或者侧向力的关系式，并求出摩擦系数；本发明能在测力装置服役状态下准确计算出摩擦系数，并且还能对竖向力进行准确标定。

技术领域

本发明涉及轨道交通结构工程技术领域，还可以应用于公路、市政、建筑等结构工程领域，具体涉及一种准确测定摩擦系数的测力装置与支座标定方法。

背景技术

测力装置与支座用于测定结构间传力构件的受力，被广泛应用于各个领域，特别是在桥梁工程领域，测力装置作为桥梁结构上部结构和下部结构主要传力构件，测力装置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。

对于楔形调高测力装置，因为在运营过程中楔形块不可避免存在磨损，且考虑材料自身的老化性能，其摩擦系数可能会产生变化，在通过测定测力装置的楔形机构水平力反推竖向力时，由于竖向力的求解与摩擦系数有关，因此摩擦系数的改变影响竖向力的精准性，因而需要对摩擦系数进行现场测定，但是目前对于楔形测力装置的摩擦系数测定过程中，都需要两荷载转换器的相对距离发生改变，这样两荷载转换器之间就会存在一定的间隙，使得在释放两荷载转换器的动力后，测力装置的高度会有轻微变化，从而导致装置高度调节前后的竖向受力存在差别，使得摩擦系数测定结果准确度不高；同时测力装置因传感装置的使用寿命远不如桥梁支座本体，因为在运营过程中不可避免会出现误差，漂移或需更换，包括实际力-传感器的对应关系会发生变化，因此需要重新对其竖向力进行标定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确测定摩擦系数的测力装置与支座标定方法，用以解决装置服役状态下楔形测力装置与支座的摩擦系数测定的准确性较低，导致竖向力不准确的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

一种基于准确测定摩擦系数的测力装置与支座标定方法，包括以下步骤：

S1：对测力装置上的两楔形的荷载转换器施加水平或者侧向力，促使测力装置的高度改变，记录高度改变时或者暂停改变时传感装置的水平或者侧向力值；

S2：精准调节两荷载转换器之间的间隙，促使传感装置与荷载转换器密贴；

S3：释放动力装置，记录此时两荷载转换器之间传感装置测出的水平或者侧向力值；

S4：根据荷载转换器在S1和S3中所受力的力学平衡关系，得出摩擦系数与荷载转换器倾角、水平或者侧向力的关系式，并求出摩擦系数；

优选的，还包括步骤S5：根据荷载转换器在步骤S1和步骤S3中所受力的力学平衡关系，得出竖向力与荷载转换器倾角、水平或者侧向力、摩擦系数的关系式，在结合步骤S4中求出的摩擦系数，准确求出竖向力。

优选的，在步骤S1中，该方法采用的测力装置包括上调节板和下调节板，在上调节板上方或者下调节板下方设置支座芯体，上调节板底面设有调节腔，调节腔内设置两个荷载转换器，在测力装置上设置动力装置，动力装置的输出端串联传感装置后与其中一荷载转换器侧部和/端部接触，动力装置的固定端与另一荷载转换器侧部和/或端部连接，动力装置输出水平或者侧向力推动两荷载转换器相互远离设定距离，使得上调节板高度上升到设定高程时暂停动力输出，此时动力装置施加的水平或者侧向力值可以通过输出端串联的传感装置直接测出。