可实现支反力及传感器校准的智能测支座及校准方法与流程

本发明涉及工程，也可以应用于桥梁、隧道、建筑等工程领域，具体可实现支反力及传感器校准的智能测支座及校准方法。

背景技术：

1、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，它能适应桥梁上部结构的反力和变形(位移和转角)。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；盆式橡胶支座成本较低，所以球型支座、盆式橡胶支座被广泛运用在各类公路市政铁路桥梁中。

2、目前的球形支座、盆式橡胶支座都具备了智能测力功能，以便在使用过程中可以检测支座的受力状况、读取支座的竖向承载力，准确了解结构各截面的内力分布情况，对桥梁设计理论的可靠性和设计方法的合理性作出验证，给支座的维护及结构监测带来很大的方便。当支座在运营过程中出现异常时，能直观检测到支座的受力状况，从而判断桥梁上部结构的运营状态，利于及时监测和评估桥梁结构的健康状况。

3、但是智能测力支座上传感器在长期使用后，有可能出现漂移或者损坏，这样使得传感器的精度下降，导致监测的支座竖向承载力数据不准确，另外，当对传感器进行更换时，其更换前后的数据也无法继承，其数据的可靠性无法得到保证。从而对支座的受力状况、运营状态作出不准确的分析判断，不利于监测和评估桥梁结构的健康状况。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供可实现支反力及传感器校准的智能测支座及校准方法，可以在传感器长期服役工况下或者更换传感器后，对其进行原位校准，可准确实现更换前后数据的继承，保证工作人员能对支座的受力状况、运营状态作出准确的分析判断，更有利于监测和评估桥梁结构的健康状况。

2、为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：

3、可实现支反力及传感器校准的校准方法，包括以下步骤：

4、s1：安装具有测力功能的智能测力支座，智能测力支座包含测力弹性体及布设于其侧面的传感器，以及串接于测力弹性体上部或下部的密封腔，密封腔侧面或底面开设有向密封腔内注入液体的注入通道；

5、s2：通过注入通道往密封腔内缓慢注入液体，并观察注入液体压强和/或支座高度的变化；

6、s3：采集液体压强逐步增大至不再发生变化时的数值和/或支座高度发生微小变化时对应的液压值，并通过力学原理计算得到支座反力的标准值，对监测值完成校准；

7、s31：当传感器更换后，根据s3得到的支座反力标准值，并基于支座反力与弹性测力体侧边传感器读数对应关系，调节传感器位置，直至符合设计要求，实现对传感器的校准；

8、s4：完成上述步骤后，排出s2中注入密封腔内的液体，对腔体进行密封，完成校准，若注入液体为支座高度调节所需要，则可直接对腔体进行密封，无需排出或按设计要求排出已注入液体。

9、由于采用上述技术方案，本方案通过在支撑体下端设置测力弹性体，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；底座的侧面安装有传感器，传感器的工作端(测量端)与测力弹性体的侧面紧密接触，通过传感器感受测力弹性体的压应力变化便能直接监测到支座的竖向承载力值(监测值)，传感器长期使用后，会出现损坏或者漂移，导致精度下降，此时，通过注入通道向测力弹性体下方注入液体，并观察注入液体压强和/或支座高度的变化；采集液体压强逐步增大至不再发生变化时的数值和/或支座高度发生微小变化时对应的液压值，并通过力学原理计算得到支座反力的标准值，对监测值完成校准，当传感器更换后，根据得到的支座反力标准值，并基于支座反力与弹性测力体侧边传感器读数对应关系，调节传感器位置，直至符合设计要求，实现对传感器的校准，确保传感器的精度，可准确实现更换前后数据的继承，保证工作人员能对支座的受力状况、运营状态作出准确的分析判断，更有利于监测和评估桥梁结构的健康状况。

10、可实现支反力及传感器校准的智能测支座，包括支撑体，所述支撑体下端设有具有盆腔的底座，支撑体的下端与盆腔滑动连接，盆腔内设有位于支撑体底面的测力弹性体，底座侧面设有传感器，传感器的工作端与测力弹性体的侧面紧密接触，底座内设有用于将液体注入到测力弹性体下方并可以改变支撑体高度的注入通道。

11、可选的，所述测力弹性体的底面设有密封板，密封板两端与盆腔侧壁密封，密封板与盆腔之间构成有与注入通道接通的密封腔。

12、可选的，所述注入通道内壁设有内螺纹，注入通道外端螺纹连接有密封塞，密封塞伸入注入通道内的外壁上设有与内螺纹匹配的外螺纹，注入通道外端设有将液体压力变化转换成电信号变化的测力元件。

13、可选的，所述底座侧壁上设有用于安装传感器的孔道，该孔道与盆腔接通，传感器的工作端穿过该孔道后与测力弹性体侧面紧密接触。

14、可选的，所述传感器的工作端与测力弹性体之间设有销轴。

15、可选的，所述传感器外侧设有固定在底座侧壁上的保护罩，保护罩呈u形，保护罩的开口端与底座侧壁螺钉连接。

16、可选的，所述将液体压力变化转换成电信号变化的测力元件为液压变送器，液体为硅油。

17、可选的，所述测力弹性体为聚氨酯或者橡胶。

18、可选的，所述支撑体为球钢支座或者盆式支座，支撑体的下端圆周向嵌入有密封胶垫。

19、本发明具有的有益效果：

20、1、本发明中，通过传感器感受测力弹性体的压应力变化便能直接得到支座的竖向承载力值，再通过注入通道向测力弹性体下方注入液体，直至液体受压，注入通道外端设有将液体压力变化转换成电信号变化的测力元件，测力元件将直接测得支座准确的竖向力值，将该准确的竖向力值与传感器测得的竖向承载力值对比，进而对传感器进行校准，有效确保传感器的精度，可准确实现更换前后数据的继承，保证工作人员能对支座的受力状况、运营状态作出准确的分析判断，更有利于监测和评估桥梁结构的健康状况。

技术特征：

1.可实现支反力及传感器校准的校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.一种实现如权利要求1所述校准方法的智能测支座，包括支撑体(1)，其特征在于，所述支撑体(1)下端设有具有盆腔的底座(12)，支撑体(1)的下端与盆腔滑动连接，盆腔内设有位于支撑体(1)底面的测力弹性体(2)，底座(12)侧面设有传感器(10)，传感器(10)的工作端与测力弹性体(2)的侧面紧密接触，底座(12)内设有用于将液体注入到测力弹性体(2)下方并可以改变支撑体(1)高度的注入通道(5)。

3.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述测力弹性体(2)的底面设有密封板(3)，密封板(3)两端与盆腔侧壁密封，密封板(3)与盆腔之间构成有与注入通道(5)接通的密封腔(4)。

4.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述注入通道(5)内壁设有内螺纹，注入通道(5)外端螺纹连接有密封塞，密封塞伸入注入通道(5)内的外壁上设有与内螺纹匹配的外螺纹，注入通道(5)外端设有将液体压力变化转换成电信号变化的测力元件。

5.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述底座(12)侧壁上设有用于安装传感器(10)的孔道(7)，该孔道(7)与盆腔接通，传感器(10)的工作端穿过该孔道(7)后与测力弹性体(2)侧面紧密接触。

6.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述传感器(10)的工作端与测力弹性体(2)之间设有销轴(11)。

7.根据权利要求5所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述传感器(10)外侧设有固定在底座(12)侧壁上的保护罩(9)，保护罩(9)呈u形，保护罩(9)的开口端与底座(12)侧壁螺钉连接。

8.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述将液体压力变化转换成电信号变化的测力元件为液压变送器，液体为硅油。

9.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述测力弹性体(2)为聚氨酯或者橡胶。

10.根据权利要求2所述的可实现支反力及传感器校准的智能测支座，其特征在于，所述支撑体(1)为球钢支座或者盆式支座，支撑体(1)的下端圆周向嵌入有密封胶垫(8)。

技术总结
本发明公开了可实现支反力及传感器校准的智能测支座及校准方法，包括支撑体，所述支撑体下端设有具有盆腔的底座，支撑体的下端与盆腔滑动连接，盆腔内设有位于支撑体底面的测力弹性体，底座侧面设有传感器，传感器的工作端与测力弹性体的侧面紧密接触，底座内设有用于将液体注入到测力弹性体下方并可以改变支撑体高度的注入通道，注入通道外端设有将液体压力变化转换成电信号变化的测力元件。本发明可以在传感器长期服役工况下或者更换后，对其进行原位校准，确保传感器的精度准确，保证工作人员能对支座的受力状况、运营状态作出准确的分析判断，更有利于监测和评估桥梁结构的健康状况。

技术研发人员：伍大成,王剑明,邹贻军,梁家勇,胡盟,邓宇
受保护的技术使用者：济通智能装备股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14