一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法技术

本发明专利技术公开了一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法，本支座包括支座本体、应变传感器、视觉感知传感器和动态采集仪，视觉感知传感器采集位移数据，布置于支座滑动摩擦副间，应变传感器和动态采集仪信号连通，应变传感器包括端部连接块和拉压应变杆，该端部连接块固定设于拉压应变杆两端，两者形成一组应变传感器，第一滑动块侧面对立设置多组应变传感器，端部连接块固定于支座第一滑动块上，计算对立两组应变传感器的平均值，通过应变传感器和视感知传感器分别采集支座受不同竖向荷载作用下的应变值和梁的累计位移，实现支座服役过程中的工作状态感知，解决了桥梁支座传感器维护、更换不便和传感器难以标定的问题。更换不便和传感器难以标定的问题。更换不便和传感器难以标定的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法


[0001]本专利技术涉及桥梁支座管理养护
，更具体地，涉及一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法。

技术介绍

[0002]随着桥梁建设发展，桥梁的管养需求较为迫切，对桥梁的安全运营也倍加关注，支座是连接桥梁上、下部结构的重要部件，其功能是将上部结构的恒载、活载可靠地传递给下部结构，并适应梁体的变位(位移和转角)需求，其发生破坏可直接引发梁体移位、落梁等安全风险，普通支座如球型钢支座、盆式橡胶支座、板式支座等，没有测力功能，在使用过程中无法检测支座的承载受力状况，给支座的后期维护及结构监测带来了很大的不便。同时，若桥梁下部结构发生不均匀沉降或者支座安装精度较差，会导致桥梁某一联的支座受力不均匀，将改变桥梁上、下部结构的受力状态，从而给桥梁结构产生安全隐患，因此有必要对支座运营阶段的受力状态进行实时的监测。
[0003]现有技术存在如下几个缺点：(1)目前已有的测力支座的压力传感器多为内置式，其长期处于受压状态，若压力传感器发生损坏，需要拆开支座进行更换，更换成本较高；(2)传感器长期工作可能发生漂移，目前的测力支座定期的标定非常困难。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法，本支座包括支座本体、应变传感器、动态采集仪和传输线，支座本体的侧面布置有应变传感器，用于采集竖向力值，并将检测结果通过传输线，传输至支座本体外部的动态采集仪内，应变传感器包括端部连接块和拉压应变杆，端部连接块固定于第一滑动块侧面，两者接触部位应保证为平面，在横向滑动摩擦副、转动摩擦副和纵向滑动摩擦副运动过程中，第一滑动块发生应变，拉压应变杆受传递的拉力或压力，将检测数值传输至动态采集仪，达到检测的目的，需要拆除应变传感器时将第一滑动块上的端部连接快，即可将拉压应变杆拆除，解决了桥梁支座监测传感器维护不便的问题。
[0005]为了实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供一种测力与位移型摩擦摆支座，包括：
[0006]支座本体、应变传感器、视觉感知传感器、动态采集仪和传输线，用于采集竖向力值的所述应变传感器布置于所述支座本体的侧面，所述传输线连通所述应变传感器和所述动态采集仪；
[0007]所述应变传感器包括端部连接块和拉压应变杆，所述支座本体包括第一滑动块，所述端部连接块固定设于所述拉压应变杆两端，两者形成一组所述应变传感器，所述第一滑动块每组对立侧面上均设置一组所述应变传感器，所述端部连接块固定于所述第一滑动块上；
[0008]所述的视觉感知传感器包括感知基体以及感知探头，所述的感知探头设置于感知
基体的底部中间位置，所述的支座本体包括第二滑动块，所述的视觉感知传感器设置于第二滑动块的底部滑动方向的两侧，所述的支座本体包括第一座板、第二座板，所述的第一座板底部为凹曲面，第二座板顶部为凹曲面。
[0009]进一步地，所述第一滑动块接触所述端部连接块的部位为平面，该平面尺寸为所述端部连接块横截面尺寸的.至.倍。
[0010]进一步地，所述端部连接块与所述第一滑动块为螺栓连接或粘接。
[0011]进一步地，所述的视觉感知传感器设置于可拆卸封装板上，并通过锚固螺栓连接在第二滑动块的侧面；
[0012]所述的第二座板顶面的凹曲面沿着滑动方向设置有一维标识线条码。
[0013]进一步地，所述支座本体包括横向滑动摩擦副、转动摩擦副和纵向滑动摩擦副，所述横向滑动摩擦副设于所述第一滑动块顶部，所述转动摩擦副设于所述第一滑动块底部，所述纵向滑动摩擦副设于所述第二滑动块底部。
[0014]进一步地，所述横向滑动摩擦副包括第一座板和第一滑板，所述第一滑板固定安装于所述第一滑动块的顶面，所述第一座板和所述第一滑板滑动接触。
[0015]进一步地，所述支座本体包括第三滑板和第二滑动块，第一滑动块与所述第三滑板转动接触，形成转动摩擦副，所述第三滑板固定设于所述第一滑动块的底面。
[0016]进一步地，所述纵向滑动摩擦副包括第二滑板，所述第二滑板固定设于第二滑动块的底面，所述第二滑板与所述第二座板的顶面滑动接触。
[0017]按照本专利技术的另一个方面，提供一种测力与位移型摩擦摆支座的传感器更换方法，包括以下步骤：
[0018]S100，监测数据核查，通过对比拟核查的应变传感器采集数据与其他应变传感器的监测数值的变量值，若变量值偏差大于10％，或者拟核查的应变传感器采集数据与该传感器之前采集的数据偏差大于10％时，则需要对该应变传感器进行更换，对比支座同季度累计位移数据，若变量值偏差大于10％，则需要对该视觉感知传感器拆下校准；
[0019]S200，拆除变量值偏差超标的传感器，当拆应变传感器时，先卸下应变传感器的护罩，记录每组应变传感器承受的应变值，然后拆除应变传感器端部连接块与第一滑动块的连接螺栓，取下拉压应变杆和端部连接块，当拆除视觉感知传感器时，卸下锚固螺栓，取下可拆卸封装板，即可取出视觉感知传感器；
[0020]S300，对拆除的传感器进行标定，标定应变传感器时，通过标定器对传感器进行多个点测试，验证力值与应变是否呈线性关系，标定视觉感知传感器时，将取出的传感器读取标准标识线条码，核查是否存在偏差，若存在偏差，则需更换视觉感知传感器，并进行传感器标定，若未存在偏差，则无需更换视觉感知传感器；
[0021]S400，安装传感器，根据S200记录的每组记录值，通过辅助工具将标定完成的应变传感器拉伸或压缩至其他应变传感器的应变值，将该应变传感器安装在第一滑动块侧面已拆除的旧传感器位置，并安装标定后的视觉感知传感器；
[0022]S500，连接采集仪，将护罩固定在应变传感器上，完成应变传感器安装，将可拆卸封装板安装在第二滑动块，上完成视觉感知传感器安装，应变传感器开始采集支座的竖向力值和累计位移，并计算得出累计纵向位移L
z
和累计横向位移L
h
。
[0023]10.根据权利要求9所述的一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法，所述
S500包括：
[0024]所述累计纵向位移L
z
的计算方法为：
[0025]使用视觉感知传感器通过读取中部的标识线条码，识别第二滑动块对于第二座板的绝对位移为A1、A2……
A
i
……
A
n
，计算第二滑动块的纵向滑动位移A
z
为：
[0026]A
z
＝|A1‑
A2|+|A2‑
A3|
……
|A
i
‑
A
i+1
|+
……
|A
n
‑1‑
A
n
|；
[0027]i为1至n中的一项，计算支座本体在第二座板滑动方向的累计纵向位移L
z
为：
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，包括：支座本体(1)、应变传感器(2)、视觉感知传感器(5)、动态采集仪(3)和传输线(4)，用于采集竖向力值的所述应变传感器(2)布置于所述支座本体(1)的侧面，所述传输线(4)连通所述应变传感器(2)和所述动态采集仪(3)；所述应变传感器(2)包括端部连接块(21)和拉压应变杆(22)，所述支座本体(1)包括第一滑动块(13)，所述端部连接块(21)固定设于所述拉压应变杆(22)两端，两者形成一组所述应变传感器(2)，所述第一滑动块(13)每组对立侧面上均设置一组所述应变传感器(2)，所述端部连接块(21)固定于所述第一滑动块(13)上；所述的视觉感知传感器(5)包括感知基体以及感知探头(51)，所述的感知探头(51)设置于感知基体的底部中间位置，所述的支座本体(1)包括第二滑动块(14)，所述的视觉感知传感器(5)设置于第二滑动块(14)的底部滑动方向的两侧，所述的支座本体(1)包括第一座板(11)、第二座板(15)，所述的第一座板(11)底部为凹曲面(111)，第二座板(15)顶部为凹曲面(151)。2.根据权利要求1所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述第一滑动块(13)接触所述端部连接块(21)的部位为平面，该平面尺寸为所述端部连接块(21)横截面尺寸的1.1至1.2倍。3.根据权利要求1所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述端部连接块(21)与所述第一滑动块(13)为螺栓连接或粘接。4.根据权利要求1所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述的视觉感知传感器(5)设置于可拆卸封装板(6)上，并通过锚固螺栓(61)连接在第二滑动块(14)的侧面；所述的第二座板(15)顶面的凹曲面(151)沿着滑动方向设置有一维标识线条码(152)。5.根据权利要求1所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述支座本体(1)包括横向滑动摩擦副、转动摩擦副和纵向滑动摩擦副，所述横向滑动摩擦副设于所述第一滑动块(13)顶部，所述转动摩擦副设于所述第一滑动块(13)底部，所述纵向滑动摩擦副设于所述第二滑动块(14)底部。6.根据权利要求5所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述横向滑动摩擦副包括第一座板(11)和第一滑板(12)，所述第一滑板(12)固定安装于所述第一滑动块(13)的顶面，所述第一座板(11)和所述第一滑板(12)滑动接触。7.根据权利要求5所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述支座本体(1)包括第三滑板(17)和第二滑动块(14)，第一滑动块(13)与所述第三滑板(17)转动接触，形成转动摩擦副，所述第三滑板(17)固定设于所述第一滑动块(13)的底面。8.根据权利要求5所述的一种测力与位移型摩擦摆支座，其特征在于，所述纵向滑动摩擦副包括第二滑板(16)，所述第二滑板(16)固定设于第二滑动块(14)的底面，所述第二滑板(16)与所述第二座板(15)的顶面滑动接触。9.一种测力与位移型摩擦摆支座的传感器更换方法，其特征在于，应用如权利要求1
‑
8中任一项所述的一种测力与位移型摩擦摆支座及传感器更换方法实现，包括以下步骤：S100，监测数据核查，通过对比拟核查的应变传感器采集数据与其他应变传感器的监测数值的变量值，若变量值偏差大于10％，或者拟核查的应变传感器采集数据与该传感器

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜荣，徐源庆，过超，卢靖宇，李冲，廖建勋，黄志涵，郭峰超，刘海亮，张精岳，刘成，王冰，
申请(专利权)人：广东湾区交通建设投资有限公司成都市新筑路桥机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：