工程技术
Engineering and Technology 建筑技术开发
Building Technology Development 第46 卷第 13期 2019 年7月
一种新型测力球型支座的性能研究
刘志东 I, 熊高波 I, 汤明 2
(1.柳州东方工程橡胶制品有限公司 ，广西柳州 545000 ； 2.广东省长大公路工程
有限公司 ，广州 510000)
［摘 要 ］球型支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要构件 ，为及时观测和获取球型支座的受力状态 ，便于桥梁结构的
健康监测 ，研制一种新型的测力球型支座 ，采用光纤光栅传感技术检测支座的竖向承载力 ，通过测力试验证实 ，该新型测力球
型支座能有效收集桥梁结构的实际受力数据 ，可为评估桥梁结构的健康运营提供有效的科学依据 。
［关键词 ］球型支座 ；测力 ；光纤光栅
［中图分类号 ］TU723 ［文献标志码 ］A ［文章编号 ］1001-523X (2019) 13-0096-02
Study on Performance of A New Type of Ball Bearing for Force Measurement
Liu Zhi-dong, Xiong Gao-bo, Tang Ming
[Abstract ] Spherical bearing is an important component connecting the upper and lower structures of bridges. In order to observe
and obtain the stress state of the spherical bearing in time and facilitate the health monitoring of the bridge structure, a new type of
force-measuring spherical bearing is developed. The vertical bearing capacity of the bearing is tested by using fiber bragg grating
sensing technology. The force-measuring test proves that the new type of force-measuring spherical bearing can be effectively collected.
Collecting the actual force data of the bridge structure can provide an effective scientific basis for evaluating the healthy operation of the
bridge structure.
[Keywords ] spherical support ； force measurement ； fiber bragg grating
随着桥梁工程技术和大型建筑结构飞速发展 ，人们对桥
梁和大型建筑的安全性和耐久性倍加关注 ，健康监测系统应
运而生 。健康监测系统主要是通过测量各种响应的传感装置
获取反映结构行为的各项数据 ，为分析结构的健康状态 、评
估结构的可靠性提供科学的参考依据 。
广东省清远市北江四桥项目在设计时 ，考虑到施工过程
中和前期运营时 ，可能由于软土地基上的墩台基础不均匀沉
降，各种预制梁和连续结构在张拉后产生的微量变形 ，梁体
结构支撑垫石标高难以避免施工误差等因素而导致布置的球
型支座受力不匀的现象出现 ，将会改变桥梁上 、下部结构的
受力状态 ，给结构的安全性带来隐患 。因此该项目要求使用
的球型支座除了具有常规球型支座的性能外 ，还须能自动检
测球型支座竖向承载力的功能 ，测量综合误差不大于 3%FS,
以便直观地读取和观测支座的实时受力状况 。 目前 ，工程市
场上球型支座大致有以下几类 。
(1) 球型支座仍然是传统的形式 ，没有有效的测力结构 ，
工程上的绝大部分产品属于此类 。
(2) 在支座内部的球冠钢衬板或凹球面板上布置应变测
力系统 ，连接信号线至支座外读取支座的受力信息 ，这种类
型的球型支座加工复杂 ，且维护和更换困难 。
(3) 在支座下部设备压力传感器 ，能达到监测支座竖向
承载力的目的 ，但是传感器尺寸较大 ，不便于安装 ，不利于
维护和更换 。
针对现有技术的不足 ，并结合清远北江四桥项目的实际
需要 ，应用光纤光栅传感技术开发出一种能准确 、有
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