一种具有高度调节功能的智能支座的制作方法

本实用新型涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种具有高度调节功能的智能支座。

背景技术：

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，它能将桥梁上部结构的反力和变形(位移和转角)可靠的传递给桥梁下部结构。球型支座承载力大，位移大，转角灵活且各向转动性能一致，温度适用范围广；所以球型支座被广泛运用在各类公路市政铁路桥梁中。

但是传统的球型支座没有测力功能，在使用过程中无法检测支座的受力状况、读取支座的竖向承载力，无法准确了解结构各截面的内力分布情况，无法对桥梁设计理论的可靠性和设计方法的合理性做出验证，给支座的维护及结构监测带来很大的不便。当球型支座在运营过程中出现异常时，不能直观检测到支座的受力状况，从而无法判断桥梁上部结构的运营状态，不利于及时监测和评估桥梁结构的健康状况。另外，当由于软土地基上的墩台基础不均匀沉降，各种预制梁和连续结构在张拉后产生的微量变形，梁体结构支撑垫石标高难以避免的施工误差等因素导致桥梁支座承压不均匀甚至出现的“三条腿”现象，将会改变桥梁上、下部结构的受力状态，给结构的安全性带来隐患。另外，传统的球型支座不具备无级调高功能，无法对施工高度误差和使用期间产生的桥梁高差进行无级调高，实现对各支座受力进行调整。

因此，及时了解桥梁支座的受力状况，当发生支座卸载脱空时能及时调高，以避免车辆过桥时出现三点支承，这是避免桥梁发生灾难性事故的一个经济而且有效的解决办法，而且现有的测力支座，内部的传感器不易更换。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、经济实用的调高测力支座，实现对支座竖向承载力能够准确、连续、有效的监测并可实现调高达到承压均匀的功能，而且传感器的安装和拆除方便，安装时能准确知晓传感器是否安装到位。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下方案：

一种具有高度调节功能的智能支座，包括预埋板、调高垫板、上座板、滑动座、底座及下座板，所述底座位于下座板顶面且底座的上表面向内凹陷形成有空腔，所述滑动座的下部套设于所述空腔内，滑动座的顶面与上座板底面滑动连接，所述调高垫板位于预埋板底面和上座板顶面之间，所述预埋板底面设有呈品字形分布的定位板，定位板位于上座板外侧且与上座板、调高垫板的侧面紧密贴合。

由于采用上述技术方案，本实用新型通过滑动座的滑动满足支座正常的缓冲耗能减震作用，通过改变上座板与预埋板之间的调高垫板的数量，达到调节支座高度的作用，从而改变各支座的受力情况，调高垫板为钢制垫板，平整性好，使得支座竖向受力均匀，各支座的受力改变后使得整个梁体不易出现三点支撑，有效保护桥梁的安全性，通过品字形分布在上座板底面的定位板，可以快速的从三个定位板的缺口处安装或者取出调高垫板，提高支座调高的效率，定位板从三个方向限制了调高垫板的位置，使得调高垫板能保持很好的整体性，调高垫板相互之间不易发生错位，这样支座整体竖向受力更好，同时还能防止调高垫板滑出，导致支座高度受到影响，进而影响桥梁的安全性。

优选的，还包括测力弹性体，所述测力弹性体安装在所述空腔的底部，所述滑动座的下表面贴合于所述测力弹性体的上表面，所述底座的侧面安装有传感器，所述传感器的测量端与所述测力弹性体的侧面紧密接触。

由于采用上述技术方案，测力弹性体是一种在一定压力状态下具有近似流体的性质特点及体积不可压缩性的固体弹性材料，当受到上部结构的压应力时，测力弹性体能够将压应力大小不变地向各个方向传递；所述底座的侧面安装有传感器，所述传感器的测量端与所述测力弹性体的侧面紧密接触；测力系统采用信号线将传感器感知测力弹性体的压应力变化输出压力波长信号输送到解调仪上，解调仪经过对波长信号分析处理后经无线网络或有线网络传输到计算机处理后直观显示支座实际荷载并与支座正常使用荷载进行对比，出现异常时进行报警，以实现远距离对支座载荷进行监测，以便对支座高度进行及时调节处理。

优选的，所述底座的周向开设有用于安装传感器的更换孔，更换孔为四个且呈十字形分布在底座周向。

由于采用上述技术方案，底座的周向上开设四个呈十字形分布的更换孔，更换孔便于操作人员的手通过，直接手动将传感器通过粘接方式固定在测力弹性体的侧面，这样操作人员能准确的知晓传感器是否安装到位，保证支座测力系统的正常运行，能直接感受到传感器与测力承载体侧壁接触，还可以通过更换孔直接观察到传感器安装位置，拆除或更换时，也只需要通过更换孔直接手动拆除更换，传感器和底座侧壁不存在螺纹连接，因此不会发生螺纹被锈蚀的情况，使得本实用新型的传感器安装与拆卸更为快捷，能及时知晓传感器是否安装到位，大大节约的安装时间，省时省力。

优选的，所述更换孔的开口处设有固定在底座上的封板，封板用于封闭更换孔，防止杂质进入，污染传感器影响其功能，保证监测数据的准确性。

优选的，传感器为合金薄膜电阻式压力传感器，该种传感器外型小巧、测量精度高(达0.2级及以上)、耐腐蚀性强、抗振性强、能在宽温区(-200℃～100℃)下精确测量，符合支座使用的外部环境。

优选的，所述滑动座包括球冠衬板和位于球冠衬板底面的底盆，所述球冠衬板的底面为凸球面，所述底盆的顶面设有配合所述球冠衬板的凹球面，所述球冠衬板底面与底盆顶面形成球面副连接。

优选的，所述球冠衬板与底盆之间设有球面滑板，球面滑板镶嵌在所述底盆上表面，所述球面滑板为聚四氟乙烯滑板或者改性聚四氟乙烯滑板，所述球面滑板通过粘结剂粘结方式配合螺钉或锚接方式紧固镶嵌在底盆凹球面的凹槽内，所述粘结剂是不可溶的和热固性的，所述球冠衬板的凸球面表面可采用包覆不锈钢板或电镀硬铬处理，增强其光滑度和耐磨性。

优选的于，所述球冠衬板与上座板之间设有平面滑板，所述平面滑板镶嵌在所述球冠衬板上表面，所述上座板与球冠衬板形成平面滑动摩擦副，所述平面滑板为聚四氟乙烯滑板或者改性聚四氟乙烯滑板，平面摩擦副满足梁体热胀冷缩时位移量的需要；所述上座板的底面还可设有与所述平面滑板配合的镜面不锈钢滑板，增强其光滑度和耐磨性。

优选的，所述上座板底面周向设有一圈限位板，限位板位于底盆外侧，限位板与底盆侧面临近且不接触，限位板与上座板通过焊接或者一体成型，防止底盆滑落，避免落梁风险。

优选的，所述预埋板设置在下座板底面，下座板与预埋板之间设有调高垫板，通过将预埋板设置在下座板底面，同样改变下座板与预埋板之间的调高垫板的数量调节支座的高度，从改变支座的受力，其它设置同上述相同。

本实用新型具有的有益效果：

1、本实用新型结构紧凑，设计合理，通过测力弹性体就可以检测到支座的竖向承载力，通过改变调高垫板的数量，实现支座无级调高，测力及调高方法简便可靠。

2、支座与合金薄膜电阻式压力传感器相对独立，通过底座周向的更换孔便于其安装，也便于后期的维护和更换。

3、通过网络技术将结构的多个支座联网集成，可实现实时对多个支座受力的集中检测和自动监测。

4、通过品字形分布在上座板底面的定位板，可以快速的从三个定位板的缺口处安装或者取出调高垫板，提高支座调高的效率，定位板从三个方向限制了调高垫板的位置，使得调高垫板能保持很好的整体性，调高垫板相互之间不易发生错位，这样支座整体竖向受力更好，同时还能防止调高垫板滑出，导致支座高度受到影响，进而影响桥梁的安全性。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为底座与下座板的俯视示意图；

图3为定位板在预埋板上分布示意图，

图4为本实用新型的另一种结构示意图。

附图标记：1-预埋板，2-上座板，3-下座板，4-测力弹性体，5-调高垫板，6-球冠衬板，7-底盆，8-平面滑板，9-球面滑板，10-传感器，11-定位板，12-限位板，13-封板，14-底座，15-更换孔。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1，3所示，一种具有高度调节功能的智能支座，包括预埋板1、调高垫板5、上座板2、滑动座、底座14及下座板3，预埋板1直接预埋在梁体底面，预埋板1通过螺栓与上座板2固定连接，下座板3通过螺栓固定在桥墩上，滑动座及底座14设置在上、下座板之间，进而将整个支座固定在梁体与桥墩之间，底座14位于下座板3顶面且底座14的上表面向内凹陷形成有空腔，所述滑动座的下部套设于所述空腔内，滑动座的顶面与上座板2底面滑动连接，通过滑动座的滑动满足支座正常的缓冲耗能减震作用，本设计的调高支座具有常规球型支座承载力、位移或限位、转等灵活等一切功能，所述调高垫板5位于预埋板1底面和上座板2顶面之间，所述预埋板1底面设有呈品字形分布的定位板11，定位板11位于上座板2外侧且与上座板2、调高垫板5的侧面紧密贴合，在支座需要调节高度时，通过改变上座板2与预埋板1之间的调高垫板5的数量，达到调节支座高度的作用，从而改变各支座的受力情况，调高垫板5为钢制垫板，平整性好，使得支座竖向受力均匀，各支座的受力改变后使得整个梁体不易出现三点支撑，有效保护桥梁的安全性，通过品字形分布在上座板2底面的定位板11，可以快速的从三个定位板11的缺口处安装或者取出调高垫板5，提高支座调高的效率，定位板11从三个方向限制了调高垫板5的位置，使得调高垫板5能保持很好的整体性，所有调高垫板5的重心均会在同一直线上，调高垫板5相互之间不易发生错位，这样支座整体竖向受力更好，定位板11位于上座板2外侧且与上座板2、调高垫板5的侧面紧密贴合，定位板11底端延伸到上座板2的侧面，这样定位板11同时还能防止调高垫板5滑出，导致支座高度受到影响，进而影响桥梁的安全性。

实施例2

如图1所示，通过将测力弹性体4安装在所述空腔的底部，所述滑动座的下表面贴合于所述测力弹性体4的上表面，所述底座14的侧面安装有传感器10，所述传感器10的测量端与所述测力弹性体4的侧面紧密接触，测力弹性体4是一种在一定压力状态下具有近似流体的性质特点及体积不可压缩性的固体弹性材料，当受到上部结构的压应力时，测力弹性体4能够将压应力大小不变地向各个方向传递；所述底座14的侧面安装有传感器10，所述传感器10的测量端与所述测力弹性体4的侧面紧密接触；传感器10为合金薄膜电阻式压力传感器，该种传感器外型小巧、测量精度高(达0.2级及以上)、耐腐蚀性强、抗振性强、能在宽温区(-200℃～100℃)下精确测量，符合支座使用的外部环境，测力系统采用信号线将传感器10感知测力弹性体4的压应力变化输出压力波长信号输送到解调仪上，解调仪经过对波长信号分析处理后经无线网络或有线网络传输到计算机处理后直观显示支座实际荷载并与支座正常使用荷载进行对比，出现异常时进行报警，以实现远距离对支座载荷进行监测，以便对支座高度进行及时调节处理。

实施例3

如图2所示，在所述底座14的周向开设有用于安装传感器10的更换孔15，更换孔15为四个且呈十字形分布在底座14周向，底座14的周向上开设四个呈十字形分布的更换孔15，更换孔15便于操作人员的手通过，直接手动将传感器10通过粘接方式固定在测力弹性体4的侧面，这样操作人员能准确的知晓传感器10是否安装到位，保证支座测力系统的正常运行，能直接感受到传感器10与测力承载体4侧壁接触，还可以通过更换孔15直接观察到传感器10安装位置，拆除或更换时，也只需要通过更换孔15直接手动拆除更换，传感器10和底座14侧壁不存在螺纹连接，因此不会发生螺纹被锈蚀的情况，使得本实用新型的传感器10安装与拆卸更为快捷，能及时知晓传感器10是否安装到位，大大节约的安装时间，省时省力。

所述更换孔15的开口处设有固定在底座14上的封板，封板13用于封闭更换孔15，防止杂质进入，污染传感器10影响其功能，保证监测数据的准确性。

实施例4

如图1所示，所述滑动座包括球冠衬板6和位于球冠衬板6底面的底盆7，所述球冠衬板6的底面为凸球面，所述底盆7的顶面设有配合所述球冠衬板6的凹球面，所述球冠衬板6底面与底盆7顶面形成球面副连接。

所述球冠衬板6与底盆7之间设有球面滑板9，球面滑板9镶嵌在所述底盆7上表面，所述球面滑板9为聚四氟乙烯滑板或者改性聚四氟乙烯滑板，所述球面滑板9通过粘结剂粘结方式配合螺钉或锚接方式紧固镶嵌在底盆7凹球面的凹槽内，所述粘结剂是不可溶的和热固性的，所述球冠衬板6的凸球面表面可采用包覆不锈钢板或电镀硬铬处理，增强其光滑度和耐磨性。

所述球冠衬板6与上座板2之间设有平面滑板8，所述平面滑板8镶嵌在所述球冠衬板6上表面，所述上座板2与球冠衬板6形成平面滑动摩擦副，所述平面滑板8为聚四氟乙烯滑板或者改性聚四氟乙烯滑板，平面摩擦副满足梁体热胀冷缩时位移量的需要；所述上座板2的底面还可设有与所述平面滑板8配合的镜面不锈钢滑板，增强其光滑度和耐磨性。

实施例5

如图1所示，所述上座板2底面周向设有一圈限位板12，限位板12位于底盆14外侧，限位板12与底盆14侧面临近且不接触，限位板12与上座板2通过焊接或者一体成型，防止底盆14滑落，避免落梁风险。

实施例6

如图4所示，本实用新型的另一种方案，将预埋板1设置在下座板3底面，预埋板1与桥墩通过锚固螺栓规定连接，在下座板3与预埋板2之间设有调高垫板5，通过将预埋板1设置在下座板3底面，同样改变下座板3与预埋板1之间的调高垫板5的数量调节支座的高度，从改变支座的受力，其它测力、限位等设置同上述实施例相同。

本实用新型的原理：首先将支座安装在梁体与桥墩之间，利用测力弹性体4在空腔中承压时各向同性，内部各部分压力均匀，正压力与测力弹性体4对底座侧压力基本相同的特点，测力弹性体4外侧面设置的传感器10端头感应测力弹性体4压应力变化输出压力波长信号输送到解调仪上，解调仪经过对波长信号分析处理后经无线网络或有线网络传输到计算机处理后直观显示支座实际荷载并与支座正常使用荷载进行对比，出现异常时进行报警，以实现远距离对支座载荷进行监测，然后对受力异常的支座进行高度调节，将梁体顶升一定距离，拧松支座的锚固螺栓，根据支座脱空或者超载要求从三个定位板11的缺口处塞入或者取出调高垫板5，使得各支座的受力均匀，然后拧紧锚固螺栓，完成支座高度调节，如需更换传感器10，直接打开封板13，操作人员单手从更换孔15伸入，将待更换的传感器10取出，安装新的传感器10，在将封板13恢复原状，传感器10更换方便快捷高效。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，依据本实用新型的技术实质，在本实用新型的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

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