專(zhuān)利名稱：一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶有水平測(cè)力傳感器的曲面支承，屬于橋梁工程建設(shè)領(lǐng)域，特別是一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承。
背景技術(shù)：
橋梁支承是橋梁工程結(jié)構(gòu)中的自動(dòng)調(diào)節(jié)負(fù)荷改善受力狀態(tài)的重要部件。合理設(shè)置的傳感器能夠?qū)蛄荷喜拷Y(jié)構(gòu)部件的受力和應(yīng)力改變后受力部件的形態(tài)準(zhǔn)確的傳送給檢測(cè)儀器以判定橋梁的支承結(jié)構(gòu)的安全狀況、進(jìn)而對(duì)橋梁支承安全承載狀況做出準(zhǔn)確的判斷，以保證支承能安全可靠的實(shí)現(xiàn)應(yīng)力的自適應(yīng)變化。橋梁支承在設(shè)計(jì)時(shí)和質(zhì)量檢測(cè)時(shí)，需要加載足夠的大力度的模擬地震、撞擊、車(chē)輛過(guò)載、風(fēng)載等帶來(lái)的各種外力的沖擊力 進(jìn)行破壞試驗(yàn)，同時(shí)也需要同步數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。為了提高和保證線路高速運(yùn)營(yíng)，在橋梁支承中垂直和水平設(shè)置了隨機(jī)監(jiān)測(cè)外來(lái)破壞力的傳感器，以及時(shí)采取數(shù)據(jù)并進(jìn)行準(zhǔn)確的分析。在目前應(yīng)用的橋梁支承結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的應(yīng)力變化監(jiān)測(cè)存在很大的問(wèn)題。測(cè)力傳感器與傳遞外力接觸面之間存在著自適應(yīng)游動(dòng)間隙，從而造成在自適應(yīng)間隙調(diào)整時(shí)突發(fā)的支承受力過(guò)程中外力作用于形變的距離“零點(diǎn)”具有不可確定性因素，使得準(zhǔn)確測(cè)定外力變化和形變監(jiān)測(cè)產(chǎn)生較大誤差，以至于失去準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)的意義。在外力測(cè)試時(shí)開(kāi)始時(shí)，必須設(shè)置位置原點(diǎn)和對(duì)應(yīng)的作用力值。因此，曲面支承與傳感器之間的任何的微小變形都會(huì)引起傳感器的變形，從而使傳感器的測(cè)量值失真而導(dǎo)致測(cè)量力值的誤差。泊松比，也叫橫向變形系數(shù)，是指材料的橫向應(yīng)變與縱向應(yīng)變的比值。即當(dāng)支承受豎向力作用下產(chǎn)生豎向變形時(shí)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的橫向變形，即膨脹，從而使水平測(cè)力傳感器與限位裝置接觸受力，但此時(shí)的測(cè)量力值并不是支承所受的水平荷載，因此，這種一般接觸的測(cè)力型式會(huì)受到結(jié)構(gòu)變形的很大影響。同理，在支承板安裝后的不均勻變形、翹曲變形、溫度變化而導(dǎo)致的材料變形等都會(huì)對(duì)這種一般接觸的測(cè)力結(jié)果產(chǎn)生干擾，影響測(cè)量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中水平力的測(cè)量受泊松比、支承板不均勻變形及溫度變化等影響造成測(cè)量誤差較大的技術(shù)問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種帶補(bǔ)償器水平測(cè)力傳感器的曲面支承，以解決現(xiàn)有測(cè)力支承測(cè)量誤差較大的問(wèn)題。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的采用的技術(shù)方案是，一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，結(jié)構(gòu)由上至下依次包括支承頂板、平面滑動(dòng)副、曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副、支承底板以及設(shè)置在支承頂板與支承底板之間的水平測(cè)力傳感器及配套的監(jiān)測(cè)電路，其關(guān)鍵在于所述的水平測(cè)力傳感器和支承頂板之間設(shè)置了水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器。本發(fā)明的關(guān)鍵是在水平測(cè)力傳感器上增設(shè)了水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器，保證了水平測(cè)力傳感器與支承體的底板之間緊密接觸，避免由于產(chǎn)生間隙形成測(cè)量間斷點(diǎn)而造成測(cè)量誤差。通過(guò)旋緊預(yù)緊螺栓帶動(dòng)法蘭板壓縮碟簧，使碟簧對(duì)準(zhǔn)芯軸并通過(guò)芯軸對(duì)水平測(cè)力傳感器產(chǎn)生一定的預(yù)壓力，從而消除了水平測(cè)力傳感器與支承體的底板之間的間隙，使其接觸形式成為不可分離的預(yù)緊式粘接接觸。當(dāng)支承發(fā)生泊松變形或其他變形時(shí)，水平測(cè)力傳感器會(huì)同時(shí)測(cè)量出這些干擾變形所產(chǎn)生的力值，在后期的數(shù)據(jù)處理中，這些測(cè)量到的干擾值通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算即可消除，從而消除了干擾力對(duì)測(cè)力結(jié)果的影響，提高測(cè)力準(zhǔn)確性和真實(shí)性。本發(fā)明的有益效果是消除了機(jī)加工偏差、組裝間隙對(duì)測(cè)力結(jié)構(gòu)的影響；消除了支座泊松變形、支承頂板變形、溫度變形等結(jié)構(gòu)變形對(duì)測(cè)量結(jié)果的干擾，提高了測(cè)力結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性；本裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，便于維修和更換，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。


圖I是本發(fā)明中具有四組水平測(cè)力傳感器的曲面支承結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是圖I中A-A向的剖視圖。附圖中，I是支承頂板，1-1是沉槽，2是平面滑動(dòng)副，3是曲面襯板，4是曲面滑動(dòng)副，5是豎向測(cè)力傳感器，6是支承底板，7是唇凸，8是水平測(cè)力傳感器，8-1是芯軸，8-2是蝶簧座，8-3是蝶簧，8-4是法蘭板，8-5是預(yù)緊螺栓，9是轉(zhuǎn)角襯套。
具體實(shí)施例方式一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，結(jié)構(gòu)由上至下依次包括支承頂板I、平面滑動(dòng)副2、曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副、支承底板6以及設(shè)置在支承頂板I與支承底板6之間的水平測(cè)力傳感器8及配套的監(jiān)測(cè)電路，其關(guān)鍵在于所述的水平測(cè)力傳感器8和支承頂板I之間設(shè)置了水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器。所述的水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器是蝶簧式或磁力阻尼器式或空氣彈簧式結(jié)構(gòu)。所述的蝶簧式水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)中包括設(shè)置在支承頂板I上的定位孔、穿過(guò)定位孔與水平測(cè)力傳感器8固定的芯軸8-1、末端帶有法蘭板8-4的蝶簧8-3，蝶簧8-3的頭端設(shè)置在芯軸8-1上的蝶簧座8-2上、末端的法蘭板8-4借助預(yù)緊螺栓8-5限位在支承頂板I上。設(shè)置在支承頂板I上的定位孔帶有沉槽1-1，所述蝶簧座8-2與蝶簧8-3落入沉槽
1-1 內(nèi)。所述支承底板6的上端是圓滑曲面結(jié)構(gòu)，曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副的結(jié)構(gòu)中由上至下依次包括曲面襯板3、曲面滑動(dòng)副4及配套密封組件，曲面襯板3借助曲面滑動(dòng)副4滑動(dòng)限位在支承底板6上端的圓滑曲面內(nèi)。在平面滑動(dòng)副2與曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副之間設(shè)有豎向測(cè)力傳感器5。所述曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副的支承底板6上設(shè)有唇凸7，在唇凸7的外側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)角襯套9，轉(zhuǎn)角襯套9與支承底板6的唇凸7形成轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副，水平測(cè)力傳感器8的頭端借助水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器與轉(zhuǎn)角襯套9形成即時(shí)接觸連接。所述水平測(cè)力傳感器8設(shè)有兩組或四組，均布在所述曲面支承上。所述的水平測(cè)力傳感器8是電阻式傳感器或是壓阻式傳感器或是振弦式傳感器。本發(fā)明的關(guān)鍵是在水平測(cè)力傳感器上增設(shè)了水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器，保證了水平測(cè)力傳感器與支承體之間緊密接觸，避免由于產(chǎn)生間隙形成測(cè)量間斷點(diǎn)而造成測(cè)量誤差。通過(guò)旋緊預(yù)緊螺栓8-5帶動(dòng)法蘭板壓縮碟簧，使碟簧對(duì)準(zhǔn)芯軸并通過(guò)芯軸對(duì)水平測(cè)力傳感器產(chǎn)生一定的預(yù)壓力，從而消除了水平測(cè)力傳感器與支承體之間的間隙，使其接觸形式成為 不可分離的預(yù)緊式粘接接觸。當(dāng)支承體發(fā)生泊松變形或其他變形時(shí)，水平測(cè)力傳感器會(huì)同時(shí)測(cè)量出這些干擾變形所產(chǎn)生的力值，在后期的數(shù)據(jù)處理中，這些測(cè)量到的干擾值通過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算即可消除，從而消除了干擾力對(duì)測(cè)力結(jié)果的影響，提高測(cè)力準(zhǔn)確性和真實(shí)性。
權(quán)利要求
1.一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，結(jié)構(gòu)由上至下依次包括支承頂板(I)、平面滑動(dòng)副(2)、曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副、支承底板(6)以及設(shè)置在支承頂板(I)與支承底板(6)之間的水平測(cè)力傳感器(8)及配套的監(jiān)測(cè)電路，其特征在于所述的水平測(cè)力傳感器(8)和支承頂板(I)之間設(shè)置了水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于所述的水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器是蝶簧式或磁力阻尼器式或空氣彈簧式結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于所述的蝶簧式水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)中包括設(shè)置在支承頂板(I)上的定位孔、穿過(guò)定位孔與水平測(cè)力傳感器(8)固定的芯軸(8-1)、末端帶有法蘭板(8-4)的蝶簧(8-3)，蝶簧(8-3)的頭端設(shè)置在芯軸(8-1)上的蝶簧座(8-2)上、末端的法蘭板(8-4)借助預(yù)緊螺栓(8-5)限位在支承頂板(I)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于設(shè)置在支承頂板(I)上的定位孔帶有沉槽(1-1)，所述蝶簧座(8-2)與蝶簧(8-3)落入沉槽(1-1)內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于所述支承底板(6)的上端是圓滑曲面結(jié)構(gòu)，曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副的結(jié)構(gòu)中由上至下依次包括曲面襯板(3)、曲面滑動(dòng)副(4)及配套密封組件，曲面襯板(3)借助曲面滑動(dòng)副(4)滑動(dòng)限位在支承底板(6)上端的圓滑曲面內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于在平面滑動(dòng)副(2)與曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副之間設(shè)有豎向測(cè)力傳感器(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于所述曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副的支承底板(6)上設(shè)有唇凸(7)，在唇凸(7)的外側(cè)設(shè)有轉(zhuǎn)角襯套(9)，轉(zhuǎn)角襯套(9)與支承底板(6)的唇凸(7)形成轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副，水平測(cè)力傳感器(8)的頭端借助水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器與轉(zhuǎn)角襯套(9)形成即時(shí)接觸連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于所述水平測(cè)力傳感器(8)設(shè)有兩組或四組，均布在所述曲面支承上。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，其特征在于所述的水平測(cè)力傳感器(8)是電阻式傳感器或是壓阻式傳感器或是振弦式傳感器。
全文摘要
一種帶水平補(bǔ)償測(cè)力傳感器的曲面支承，解決了現(xiàn)有技術(shù)中水平力的測(cè)量受泊松比、支承板不均勻變形及溫度變化等影響造成測(cè)量誤差較大的技術(shù)問(wèn)題，采用的技術(shù)方案是，結(jié)構(gòu)由上至下依次包括支承頂板、平面滑動(dòng)副、曲面密封轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)副、支承底板以及設(shè)置在支承頂板與支承底板之間的水平測(cè)力傳感器及配套的監(jiān)測(cè)電路，所述的水平測(cè)力傳感器和支承頂板之間設(shè)置了水平預(yù)應(yīng)力補(bǔ)償器。本發(fā)明提高了測(cè)力結(jié)果的準(zhǔn)確性和真實(shí)性。
文檔編號(hào)E01D19/04GK102839604SQ20121036634
公開(kāi)日2012年12月26日 申請(qǐng)日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者裴薈蓉, 田建德, 魏存杰, 賈雙雙, 王增民, 田衛(wèi)東 申請(qǐng)人:衡水橡膠股份有限公司