一种测力型铅芯橡胶支座的制作方法

1.本实用新型属于桥梁支座技术领域，更具体地，涉及一种测力型铅芯橡胶支座。


背景技术：

2.铅芯橡胶支座是广泛应用于桥梁结构中的一类支座，能为桥梁结构隔震发挥重要作用。其主要功能为承受桥梁上部结构的重量及水平力，遇到地震时其包含的铅芯能产生滞后阻尼的塑性变形来吸收能量，并通过橡胶提供水平恢复力。铅芯橡胶支座竖向刚度大，能够稳定支撑上部结构；水平刚度适中，可满足地震产生的大位移；阻尼性能好，能够抵抗较大的地震作用。
3.目前，智能化健康监测是国内外公路桥梁发展的一大趋势，对于支座而言需要实时监测其竖向承载力，但常规的铅芯橡胶支座无法满足上述需要。现有技术方案采用在橡胶本体内嵌测力元件的方式，但是存在维护和更换困难的缺点。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种测力型铅芯橡胶支座，其中结合铅芯橡胶支座自身的特征及其智能化健康监测工艺特点，相应设计了能实现智能测力的铅芯橡胶支座，并对其关键组件如下连接板、底座板、测力槽、测力弹性体和压力传感器的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决铅芯橡胶支座缺乏健康监测等问题，同时还能根据传感器的量程，对放置压力传感器的周围部件做了相应改进，以使得传感器只承受小部分荷载，根据该部分载荷进一步换算支座的实际载荷，因而保护了传感器，又进一步提升了测量的数据精度，提升了健康监测及结构维护的便利性。具有测力结构简单，测量方法简便，工作可靠准确性高，成本较低的特点。
5.为实现上述目的，本实用新型提出了包括从上至下依次固定连接的上连接板、铅芯橡胶支座本体、下连接板以及底座板，所述下连接板靠近所述底座板的连接面处设有测力槽，该测力槽的形状与所述底座板的横截面向匹配；
6.所述测力槽内设有测力弹性体，所述测力弹性体与所述底座板的连接面处设有压力传感器；
7.所述底座板设有通线孔，所述压力传感器的数据传输线通过该通线孔与数据传输装置通信连接。
8.作为进一步优选的，所述底座板与所述测力槽过盈配合，使得所述下连接板与所述底座板能压紧测力弹性体。
9.作为进一步优选的，所述数据传输装置包括数据采集模块与无线通信模块，所述数据采集模块用于采集压力传感器测量的数据，所述无线通信模块用于将上述测量的数据传递至主控组件。
10.作为进一步优选的，所述铅芯橡胶支座本体包括橡胶片、外层橡胶、铅芯以及加劲钢板，所述橡胶片和加劲钢板逐层交替设置，所述铅芯设于所述上连接板与下连接板之间
的中部，所述橡胶片与加劲钢板沿水平方向套设在所述铅芯的外周，所述外层橡胶包裹在所述橡胶片与加劲钢板的外周。
11.作为进一步优选的，最上层的所述橡胶片与上连接板之间还设有上层内封钢板，最下层的所述橡胶片与下连接板之间还设有下层内封钢板，所述外层橡胶也包裹在所述上层内封钢板与下层内封钢板的外周。
12.作为进一步优选的，所述上连接板与上层内封钢板通过上连接螺栓固定连接。
13.作为进一步优选的，所述下连接板与下层内封钢板通过下连接螺栓固定连接。
14.作为进一步优选的，所述底座板通过锚杆与桥梁固定连接。
15.总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
16.1.本实用新型对其关键组件如下连接板、底座板、测力槽、测力弹性体和压力传感器的结构及其具体设置方式进行研究和设计，相应的可有效解决铅芯橡胶支座缺乏健康监测等问题，同时还能根据传感器的量程，对放置压力传感器的周围部件做了相应改进，以使得传感器只承受小部分荷载，根据该部分载荷进一步换算支座的实际载荷，因而保护了传感器，又进一步提升了测量的数据精度，使得本实用新型的适用性更好，具有测力结构简单，测量方法简便，工作可靠准确性高，成本较低的特点。
17.2.本实用新型底座板与测力槽过盈配合，下连接板与底座板能压紧测力弹性体，以使得测力弹性体的各部分受理均匀，同时，支座的上部分重量也能直接传递至底座板。进一步的，铅芯橡胶支座往往重量较大，支座载荷一般远超传感器量程，本实用新型通压力传感器只承受其放置位置处的小部分荷载，根据该部分载荷进一步换算支座的实际载荷，因而保护了传感器，又进一步提升了测量的数据精度。
18.3.本实用新型通过数据采集模块与无线通信模块，实时采集和传输压力传感器测量的数据，实现支座的实时智能化健康监测。
19.4.本实用新型采用了测力弹性体与支座本体相对独立结合的结构，允许传感器的适时更换，克服了橡胶本体内嵌测力元件结构无法更换的缺点。
附图说明
20.图1是本实用新型涉及的一种测力型铅芯橡胶支座的结构示意图。
21.在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-铅芯橡胶支座本体、2-上连接板、3-下连接板、4-测力弹性体、5-底座板、6-下连接螺栓、7-上连接螺栓、8-锚固螺栓、9-锚杆、10-压力传感器、11-数据传输装置。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
23.如图1所示，本实用新型实施例提供的一种测力铅芯橡胶支座，包括从上至下依次固定连接的上连接板2、铅芯橡胶支座本体1、下连接板3以及底座板5，所述下连接板3靠近
所述底座板5的连接面处设有测力槽，该测力槽的形状与所述底座板5的横截面向匹配；所述测力槽内设有测力弹性体4，所述测力弹性体4与所述底座板5的连接面处设有压力传感器10；所述底座板5设有通线孔，所述压力传感器10的数据传输线通过该通线孔与数据传输装置11通信连接。
24.本实用新型中，为了克服将测量部件直接布置于支座外部，外界因素对测量部件测量数据产生较大的影响，将直接获取数据的部件集成于支座内部，一方面无需增大支座的体积，另一方面，可对获取数据的部件，如压力传感器进行保护。在本实用新型的一个实施例中，本实用新型在下连接板3以及底座板5之间设置压力传感器10，以此方式，压力传感器10处于一个相对密封的环境，不会受到周围环境的侵害和干扰。更近一步的，铅芯橡胶支座往往重量较大，支座载荷一般远超传感器量程，因此，本技术对放置压力传感器10的周围部件做了相应改进，以使得传感器只承受小部分荷载，根据该部分载荷进一步换算支座的实际载荷，因而保护了传感器，又进一步提升了测量的数据精度，使得本实用新型的适用性更好。具体而言，本实用新型中，在下连接板3的底部开设有测力槽，作为本实用新型的优选方案，测力槽与铅芯橡胶支座本体1同轴设置，且测力槽的横截面为圆形。测力槽内放置有与该测力槽相撞相适应的测力弹性体4，测力弹性体4的厚度可根据需要设置，一般而言，测力弹性体4的厚度至少需要覆盖压力传感器10，以此方式，使得测力弹性体4能对压力传感器10起到全方面保护作用，同时也使得压力传感器10处于绝缘环境，避免受到支座位移产生的静电干扰。为了进一步使得压力传感器10测力均匀，在测力弹性体4开设有容纳压力传感器10的孔，该孔的顶面平行于下连接板3，底座板5与所述测力槽过盈配合，使得所述下连接板3与所述底座板5能压紧测力弹性体4。以此方式，支座在工作过程中，压力传感器10只承受小部分荷载，根据该部分载荷进一步换算支座的实际载荷，因而保护了传感器，又进一步提升了测量的数据精度。同时，本实施例采用了测力弹性体与支座本体相对独立结合的结构，允许传感器的适时更换，克服了橡胶本体内嵌测力元件结构无法更换的缺点。
25.本实用新型中，测力弹性体4可采用天然橡胶或者聚氨酯橡胶，当然其他材料的弹性部件也适用于本实用新型。
26.在本实用新型的一个实施例中，数据传输装置11包括数据采集模块与无线通信模块，所述数据采集模块用于采集压力传感器10测量的数据，所述无线通信模块用于将上述测量的数据传递至主控组件。
27.在本实用新型的一个实施例中，所述铅芯橡胶支座本体1包括橡胶片、外层橡胶、铅芯以及加劲钢板，所述橡胶片和加劲钢板逐层交替设置，所述铅芯设于所述上连接板2与下连接板3之间的中部，所述橡胶片与加劲钢板沿水平方向套设在所述铅芯的外周，所述外层橡胶包裹在所述橡胶片与加劲钢板的外周。最上层的所述橡胶片与上连接板2之间还设有上层内封钢板，最下层的所述橡胶片与下连接板3之间还设有下层内封钢板，所述外层橡胶也包裹在所述上层内封钢板与下层内封钢板的外周。
28.更具体的，如图1所示，一种测力铅芯橡胶支座，包括铅芯橡胶支座本体1、上连接板2、下连接板3，还包括测力弹性体4、底座板5、压力传感器10和数据传输装置11。所述铅芯橡胶支座本体1与上连接板2、铅芯橡胶支座本体1与下连接板3之间分别通过上连接螺栓7、下连接螺栓6连接，支座安装时上连接板2可与桥梁上部结构连接；所述下连接板3、底座板5通过相邻表面上的沉槽和凸起结构相配合，且中间设置有测力弹性体4，所述底座板5与桥
梁下部结构通过锚杆9连接并由锚固螺栓8紧固。所述测力弹性体4内设置有压力传感器10，并连接有数据传输装置11，通过在底座板5中设置孔道将数据传输装置11的输出端口引出。
29.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。