橡胶支座是桥梁工程必用的工程材料,其中盆式橡胶支座凭借其优秀的承压力、水平位移能力以及大转角的优势,有着极其广泛的应用。随着盆式支座设计的不断成熟,其种类也越来越齐全,主要有GPZ系列、GPZ(Ⅱ)系列、GPZ(Ⅲ)系列、GPZ(KZ)系列、GPZ(2009)系列等几种规格系列。 盆式橡胶支座可以分为三种:公路桥梁盆式橡胶支座、铁路桥梁盆式橡胶支座及盆式橡胶支座的衍生品。型号有:GPZ盆式橡胶支座和GPZ(Ⅱ)盆式橡胶支座(依据GT391-1999)以及QPZ盆式橡胶橡胶支座,QZ系列球型橡胶支座,弹性减震球型钢支座,KPZ系列盆式橡胶支座,GPZ(KZ)盆式橡胶支座等几个系列。
常用的铁路盆式橡胶支座有TPZ-I铁路盆式橡胶支座,TPZ标铁路盆式橡胶支座,8156铁路桥梁支座。 盆式橡胶支座的衍生品种类很多,比如QPZ盆式橡胶橡胶支座、KPZ系列盆式橡胶支座、弹性减震球型钢支座、自调高盆式橡胶支座等。每一类根据位移形式可分为固定(GD)、单向活动(DX)和双向活动(SX)三种。支座的品种、规格,安装前按设计要求核对,切防差错。
支座是桥梁及建筑工程中的重要组成部件之一,其作用是将桥梁或建筑结构的上部荷载通过支座传递到墩台上,同时保证结构所要求的受力、位移和转动的需要。 在实际应用过程中,桥梁的梁体部分会因为温度的不均匀变化、承载重物的位置、桥梁梁体的安装误差以及其他原因等,会造成桥梁的梁体和桥墩之间产生小幅度的偏转位移,但普通的盆式橡胶支座(JPZ/GCPZ)是通过橡胶板的扭转或中间钢板与橡胶板间的摩擦旋转来吸收该偏转位移,长时间的橡胶扭转或摩擦会使橡胶板加速损坏,造成支座整体寿命缩短。另外,在桥梁的实际应用过程中因安装误差曲线梁的梁体位移,转动等容易引起中间钢板和承压橡胶板发生干涉,导致中间钢板和承压橡胶板发生直接的旋转摩擦,从而造成承压橡胶板的损坏,影响桥梁的整体使用寿命。
盆式橡胶支座包括顶支座板、钢盆以及可紧固在顶支座板和钢盆之间的橡胶板,钢盆的侧边缘高于橡胶板的顶表面;橡胶板与钢盆的接触处设有密封件;钢盆朝向橡胶板的一侧嵌入不锈钢膜片,其上装设合金电阻,合金电阻通过分子键与不锈钢膜片连接一体,形成用以感应支座竖向压力的惠斯登电桥合金薄膜应变单元,其中:外界荷载作用在盆式橡胶支座上引起合金薄膜应变单元的形变,合金薄膜应变单元将产生用以监测盆式橡胶支座竖向压力的电压信号。
实施本发明的盆式橡胶支座,可以实时监测盆式橡胶支座的受力情况,从而判断盆式橡胶支座的健康状况,但是该发明结构复杂,并不能解决由于摩擦导致的橡胶板的损坏,造成支座整体寿命缩短等问题
盆式橡胶支座的损伤诊断和定位方法,涉及桥梁安全领域,该方法包括如下步骤
步骤a:采集连续钢桁拱桥中的弦杆温度数据,并计算钢桁拱桥整体温度以及弦杆之间温差的实测值;
步骤b:采集连续钢桁拱桥中的盆式橡胶支座纵向位移数据;
步骤c:利用训练数据建立支座纵向位移与钢桁拱桥整体温度、弦杆之间温差的数学模型;
步骤d:利用测试数据计算纵向位移残差序列;步骤e:利用残差序列的主要变化趋势进行支座损伤识别与定位。