本发明涉及一种测力支座的服役状态下并联式标定方法及系统。
背景技术：
支座，在结构上也叫支撑装置，在桥梁领域，支座主要用于连接上下结构，并起传递荷载、适应变形等功能。因此支座受力的变化可很大程度上反应桥梁的整体运行情况，实现桥梁支座即桥梁竖向反力监测数据的采集，可为桥梁的健康监测提供技术依据。随着我国高速公路、铁路桥梁建设逐年增加，对桥梁支座竖向静载和动载的监测对桥梁的运行具有重要现实意义。
测力支座可以使用多种传感器技术，包括用应变反推应力的方式或直接测量局部压力并反推应力的方式，最终计算得出支座的受力，其共同特点在于，传感器信号经过模数转换后，传递到系统的读数与实际受力有函数关系，如线性关系或曲线关系，通过将公式录入系统，系统将传感器读数通过公式计算出实际力。
智能监测支座因传感装置的使用寿命远不如桥梁支座本体，因为在运营过程中不可避免会出现误差，漂移或需更换，包括实际力-传感器的对应关系会发生变化，因此需要重新对其进行校准，重新定义实际受力-传感器的对应关系。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种测力支座的服役状态下并联式标定方法及系统，用以通过在支座边上施加额外的、可准确读数的竖向力的方式来反推支座的受力读数/实际受力对应关系，对支座重新标定。
为解决上述技术问题，本发明采用了以下方案：
一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，包括以下步骤：
s1：在测力支座边上或者测力支座上、下钢板之间并联安装支撑装置，通过支撑装置逐步施加加载力，得到逐渐增大的、可计量的竖向标定力；
s2：获取与s1步骤中竖向标定力相对应的支座传感器读数；
s3：根据已知总力，以及s1中的竖向标定力，得出支座对应的实际受力，并与步骤s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
优选的，还包括步骤s31：在步骤s1中的标定力逐渐增大过程中，记录支座传感器数据开始不变或标定力不再增加时的标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中的传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
优选的，还包括步骤s32：在步骤s1中加载力逐步施加过程中，观测支座高度的变化，以支座高度不再发生变化时对应的竖向标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
优选的，还包括步骤s33：在步骤s1中加载力逐步施加过程中，观测梁底与支座垫石之间高度的变化，以高度变化直线或者曲线转折点对应的竖向标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
优选的，所述竖向标定力通过支撑装置施加竖向的加载力或者水平或者侧向的加载力得到。
一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，包括支座芯体，支座芯体上、下面分别设有上钢板和下钢板，支座芯体与上钢板或者下钢板之间设有测力单元所述支座芯体侧面或者上钢板与下钢板之间设有支撑装置。
优选的，所述支座芯体一侧或者多侧均设有支撑装置。
优选的，所述上钢板与下钢板之间设有一个或者多个支撑装置。
优选的，所述测力单元为测力承载体，测力承载体侧面设有传感装置，传感装置通过信号线与外部控制器连接。
优选的，所述支撑装置为液压千斤顶或者调高机构。
本发明具有的有益效果：
1、测力支座在服役状态下因为传感器出现误差、漂移或者更换后，就需要重新标定，本方法除了能得出支座当前在标定前一时刻的受力情况(竖向压力)，并且可以生成拟合公式用于传感器读数变化后计算新的力值。
2、通过将支撑装置与测力支座并联的方式安装，便于支撑装置的安装和拆除，支座需要标定时，在进行支撑装置的安装，标定完成后即可拆除，有效延长了支撑装置的使用寿命。
3、对于支座为普通支座时，无需测力系统，通过本方法也可以计算出支座的实际受力，具有广发的应用价值。
附图说明
图1为本发明的步骤流程结构示意图；
图2为实施例1中数据表格图；
图3为实施例1中的曲线图；
图4为实施例2-4中标定力与传感器读数的表格图；
图5为实施例2-4中的曲线图；
图6为支座芯体一侧设有支撑装置的结构示意图；
图7为支座芯体两侧设有支撑装置的结构示意图；
图8为上下钢板之间设有单个支撑装置的结构示意图；
图9为上下钢板之间设有多个支撑装置的结构示意图。
附图标记：1-支座芯体，2-上钢板，3-下钢板，4-支撑装置，5-测力单元。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-3所示，一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，包括以下步骤：
s1：在测力支座边上或者支座上、下钢板之间安装支撑装置4施加逐级增大的可计量的竖向加载力，本实施例中支撑装置4可以采用液压千斤顶实现其功能，竖向加载力即为竖向标定力，这样得到逐渐增大的、可计量的竖向标定力，且每个标定力小于测力支座的实际承载力，液压千斤顶经过标定，这样使得施加的竖向标定力为标准值，标定力从10％加载到测力支座受力的约80％，以利于本方案实施，记录不同时刻或者行程下的竖向标定力；
s2：获取与s1步骤中竖向标定力相对应的支座传感器读数；
s3：根据已知总力，以及s1中的竖向标定力，总力＝竖向标定力 实际受力，得出支座对应的实际受力，将支座实际受力与步骤s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。当测力支座在服役状态下因为传感器出现误差、漂移或者更换后，就需要重新标定，本方法除了能得出支座当前在标定前一时刻的受力情况(竖向压力)，并且可以生成拟合公式用于传感器读数变化后计算新的力值，如是多个受力支座同时需要标定，只需要将多个支座按照上述步骤进行同步标定即可。
实施例2
如图4-5所示，在总力未知的情况下，采用与实施例相同的步骤s1和s2，则有等同替换步骤s3的步骤s31：在步骤s1中的标定力逐渐增大过程中，记录支座传感器数据开始不变或标定力不再增加时的标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中的传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。本实施例中，支座传感器读数不在变化或者标定力不在增加时，则测力支座处于不受力的状态，总力完全由支撑装置5承受，此时标定力力值等于总力，根据总力-竖向标定力＝实际受力，得到不同时刻或者不同行程或者不同加载力下对应的支座实际受力，通过相互对应的支座实际受力与传感器读数得出支座传感器读数与标定力之间的拟合方程式或者形成标定力曲线。
实施例3
在总力未知的情况下，采用与实施例相同的步骤s1和s2，则有等同替换步骤s3的步骤s32：在步骤s1中加载力逐步施加过程中，观测支座高度的变化，以支座高度不再发生变化时对应的竖向标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。本实施例中，随着加载力的不断施加，支座高度不在变化时，则测力支座处于不受力的状态，总力完全由支撑装置4承受，此时标定力力值等于总力，根据总力-竖向标定力＝实际受力，得到不同时刻或者不同行程或者不同加载力下对应的支座实际受力，通过相互对应的支座实际受力与传感器读数得出支座传感器读数与标定力之间的拟合方程式或者形成标定力曲线。
实施例4
在总力未知的情况下，采用与实施例相同的步骤s1和s2，则有等同替换步骤s3的步骤s33：在步骤s1中加载力逐步施加过程中，观测梁底与支座垫石之间高度的变化，以高度变化转折点对应的竖向标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。本实施例中，随着加载力的不断施加，梁底与支座垫石之间的高度不断变化，以梁底与支座垫石的高度直线或者曲线变化转折点对应的标定力为总力，根据总力-竖向标定力＝实际受力，得到不同时刻或者不同行程或者不同加载力下对应的支座实际受力，通过相互对应的支座实际受力与传感器读数得出支座传感器读数与标定力之间的拟合方程式或者形成标定力曲线。
实施例5
所述竖向标定力通过支撑装置4施加竖向的加载力或者水平或者侧向的加载力得到。竖向加载力通过液压千斤顶直接施加即可的得到标定力，还可以通过施加侧向力转化为竖向加载力来得到标定力，具体根据支撑装置4的结构决定。
实施例6
如图6-9所示，一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，包括支座芯体1，支座芯体1上、下面分别设有上钢板2和下钢板3，支座芯体1与上钢板2或者下钢板4之间设有测力单元5，所述支座芯体1侧面或者上钢板2与下钢板3之间设有支撑装置4，支撑装置4可采用液压千斤顶，还可以是带智能调节控制的顶升装置，支撑装置放置在上、下钢板区域外也可以实施，只需要满足能对上部结构施加竖向加载力即可。
具体的，如图6-7所示，所述支座芯体1一侧或者多侧均设有支撑装置4。
具体的，如图8-9所示，所述上钢板2与下钢板3之间设有一个或者多个支撑装置4。
具体的，所述测力单元5为测力承载体，测力承载体侧面设有传感装置，传感装置通过信号线与外部控制器连接。
具体的，所述支撑装置4为液压千斤顶或者调高机构，该调高机构采用专利号为cn210151565u中的同类型的调高机构，用于对支座芯体1上方的结构施加竖向力。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。
1.一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，其特征在于，包括以下步骤：
s1：在测力支座边上或者测力支座上、下钢板之间并联安装支撑装置(4)，通过支撑装置(4)逐步施加加载力，得到逐渐增大的、可计量的竖向标定力；
s2：获取与s1步骤中竖向标定力相对应的支座传感器读数；
s3：根据已知总力，以及s1中的竖向标定力，得出支座对应的实际受力，并与步骤s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
2.根据权利要求1所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，其特征在于，还包括步骤s31：在步骤s1中的标定力逐渐增大过程中，记录支座传感器数据开始不变或标定力不再增加时的标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中的传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
3.根据权利要求1所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，其特征在于，还包括步骤s32：在步骤s1中加载力逐步施加过程中，观测支座高度的变化，以支座高度不再发生变化时对应的竖向标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
4.根据权利要求1所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，其特征在于，还包括步骤s33：在步骤s1中加载力逐步施加过程中，观测梁底与支座垫石之间高度的变化，以高度变化直线或曲线转折点对应的竖向标定力作为总力，由s1中的标定力，得出对应的支座实际受力，并与s2中传感器读数拟合标定力公式和/或形成标定力曲线。
5.根据权利要求1所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定方法，其特征在于，所述竖向标定力通过支撑装置(4)施加竖向的加载力或者水平或者侧向的加载力得到。
6.一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，包括支座芯体(1)，支座芯体(1)上、下面分别设有上钢板(2)和下钢板(3)，支座芯体(1)与上钢板(2)或者下钢板(4)之间设有测力单元(5)，其特征在于，所述支座芯体(1)侧面或者上钢板(2)与下钢板(3)之间设有支撑装置(4)。
7.根据权利要求6所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，其特征在于，所述支座芯体一侧或者多侧均设有支撑装置(4)。
8.根据权利要求6所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，其特征在于，所述上钢板(2)与下钢板(3)之间设有一个或者多个支撑装置(4)。
9.根据权利要求6所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，其特征在于，所述测力单元(5)为测力承载体，测力承载体侧面设有传感装置，传感装置通过信号线与外部控制器连接。
10.根据权利要求6所述的一种测力支座的服役状态下并联式标定系统，其特征在于，所述支撑装置(4)为液压千斤顶或者调高机构。
技术总结