橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置制造方法
【專利摘要】一種橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，包括底座、橋梁模型、小車以及感應(yīng)器組，橋梁模型設(shè)置在所述底座上并包括主橋、第一引橋及第二引橋，第一引橋、第二引橋設(shè)置在主橋的兩端且主橋的兩端分別通過鉸支座和滾動(dòng)支座與底座連接，所述第一引橋、第二引橋及主橋上部形成有一直通的橋面；小車放置在所述橋面上并能在其上以一定速度行駛，感應(yīng)器組，包括用于測(cè)量的垂直于橋面方向的沖擊力的第一感應(yīng)器和用于測(cè)量順橋面方向的沖擊力的第二感應(yīng)器，設(shè)置于主橋與第一引橋、第二引橋的接縫處。與現(xiàn)有技術(shù)相比，該測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效模擬車輛上下橋時(shí)對(duì)橋梁伸縮縫結(jié)構(gòu)的沖擊作用，準(zhǔn)確測(cè)試沖擊力，可為高性能橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)、施工與維護(hù)提供理論依據(jù)。
【專利說明】橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及土木與交通工程領(lǐng)域，尤其涉及一種橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試
>J-U ρ?α裝直。

【背景技術(shù)】
[0002]橋梁在溫度等因素作用下，將產(chǎn)生縱向的膨脹和收縮，為了滿足這種變形，需要在兩梁端之間或梁端與橋臺(tái)之間設(shè)置伸縮縫。由于伸縮縫長期承受車輛的動(dòng)力荷載，因此伸縮縫是橋梁結(jié)構(gòu)的薄弱部位，也是當(dāng)前橋梁上的主要破壞位置，而車輛車輪的動(dòng)力荷載則是伸縮縫設(shè)計(jì)、施工、維護(hù)的關(guān)鍵參數(shù)。當(dāng)前的橋梁規(guī)范中，尚沒有針對(duì)伸縮縫，提出作用于其上的車輪動(dòng)力荷載的理論計(jì)算方法和實(shí)驗(yàn)測(cè)試方法。由于車輛對(duì)伸縮縫的沖擊荷載與車輛的運(yùn)動(dòng)、車輛和橋梁的振動(dòng)相關(guān)，因此這是一個(gè)復(fù)雜的沖擊動(dòng)力學(xué)問題，設(shè)計(jì)一套精細(xì)的伸縮縫所受沖擊力的測(cè)試裝置，對(duì)于橋梁伸縮縫設(shè)計(jì)荷載的實(shí)驗(yàn)與理論研究，具有重要的實(shí)用價(jià)值，對(duì)于當(dāng)前橋梁工程的技術(shù)進(jìn)步，則具有現(xiàn)實(shí)的緊迫性。
[0003]伸縮縫位于兩梁端之間，或者橋梁與橋臺(tái)之間。伸縮縫沖擊力測(cè)試裝置要能夠反映車輛上橋前、后的行駛狀態(tài)與振動(dòng)，以及橋梁的振動(dòng)。利用該裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要獲取伸縮縫受到的車輪沖擊力，以及橋梁和車輛的振動(dòng)數(shù)據(jù)，然后以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作為研究基礎(chǔ)，獲取伸縮縫沖擊力的分析理論，為橋梁結(jié)構(gòu)，特別是其中伸縮縫的設(shè)計(jì)和維護(hù)奠定基礎(chǔ)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)而提供一種能真實(shí)模擬車輛經(jīng)過橋梁(包括伸縮縫)全過程、有效測(cè)量車輛在上橋和下橋時(shí)對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)沖擊力的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置。
[0005]本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于包括:底座；橋梁模型，設(shè)置在所述底座上，包括主橋、第一引橋及第二引橋，所述主橋包括第一端部和第二端部并分別通過第一支座和第二支座與底座相連，所述第一引橋設(shè)置在主橋的第一端部并通過第三支座與底座相連，所述第二引橋設(shè)置在主橋的第二端部并通過第四支座與底座相連，所述第一引橋與主橋以及第二引橋與主橋之間分別形成伸縮縫結(jié)構(gòu)，所述第一引橋、第二引橋及主橋上部形成有一直通的橋面，小車放置在所述橋面上并能在其上行駛；以及感應(yīng)器組，用于測(cè)量所述小車對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)的沖擊力，包括用于測(cè)量垂直于橋面方向的沖擊力的第一感應(yīng)器和用于測(cè)量順橋面方向的沖擊力的第二感應(yīng)器，并且分別設(shè)置于所述第二支座和第三支座上。
[0006]所述第一支座為滾動(dòng)支座而第二支座為鉸支座，使得主橋在負(fù)荷下，主橋的端部能自由的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，消除撓度對(duì)主橋內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。
[0007]為測(cè)量小車在主橋橋梁行駛過程中主橋的撓度變化，所述主橋底部間隔設(shè)置有多個(gè)用于測(cè)量主橋撓度的測(cè)量工具。
[0008]作為優(yōu)選，所述感應(yīng)器組包括一個(gè)第一感應(yīng)器和兩個(gè)第二感應(yīng)器，且兩個(gè)第二感應(yīng)器相對(duì)設(shè)置在第一感應(yīng)器的兩側(cè)，這樣能較好地采集所需要的沖擊力數(shù)據(jù)。
[0009]為使小車在橋面上以一定速度平穩(wěn)行駛，使得測(cè)試結(jié)果較準(zhǔn)確，所述橋梁模型兩側(cè)的底座上分別設(shè)有用于牽引小車的牽引組件，該牽引組件包括牽引輪和繞設(shè)在牽引輪上的牽引繩，所述小車通過牽引繩與牽引輪聯(lián)動(dòng)。
[0010]所述小車的具體實(shí)現(xiàn)方式可有多種，作為優(yōu)選，所述小車包括小車支架和設(shè)置在小車支架底部且用于小車在橋面上行駛的四個(gè)行走輪，所述小車支架的內(nèi)部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)小車整體重量的調(diào)重組件而外部四周設(shè)置有與橋面兩側(cè)的側(cè)壁貼合的導(dǎo)向輪，調(diào)重組件可根據(jù)測(cè)試需要對(duì)小車重量及其分布進(jìn)行調(diào)整，而導(dǎo)向輪可引導(dǎo)小車在橋面上按照設(shè)計(jì)路線正常行駛。
[0011]進(jìn)一步，所述小車支架包括上板和下板，所述調(diào)重組件包括設(shè)置在下板上的支撐柱以及套設(shè)在該支撐柱上的砝碼，如此設(shè)計(jì)使得調(diào)重組件功能的實(shí)現(xiàn)十分簡(jiǎn)單，輕松增減砝碼即可實(shí)現(xiàn)小車重量的改變。
[0012]為反映測(cè)試過程中小車內(nèi)部結(jié)構(gòu)的振動(dòng)對(duì)伸縮縫所受沖擊力的影響，需要設(shè)置車輛的懸架體系，具體地，行走輪的輪軸上設(shè)置有軸桿，該軸桿的一端通過一桿座套設(shè)在輪軸上并鄰近行走輪內(nèi)側(cè)，另一端穿過下板而露于小車支架中且設(shè)置有外螺紋，該軸桿上套設(shè)有一彈簧且該彈簧分別與下板底面和桿座頂面相抵。
[0013]作為優(yōu)選，所述上板為絕緣輕質(zhì)板，如有機(jī)玻璃板等，不僅可以減輕小車的整體重量，使得整個(gè)測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，而且絕緣輕質(zhì)板上可加設(shè)其他電測(cè)元件，如加速傳感器、振動(dòng)傳感器等，從而可擴(kuò)展該裝置的測(cè)試范圍，使其測(cè)試功能更多元化，從而更好地應(yīng)用于橋梁性能檢測(cè)試驗(yàn)中。
[0014]所述橋面兩端部分別設(shè)置有沿橋面寬度方向延伸的緩沖墊，避免小車行駛至橋面末端時(shí)因慣性作用而掉落。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:設(shè)置橋梁模型和小車，模擬真實(shí)橋梁中車輛上橋和下橋通過主橋和引橋間的伸縮縫時(shí)對(duì)主橋和引橋的沖擊，通過感應(yīng)器組采集主橋和引橋之間的伸縮縫受沖擊時(shí)的垂直于橋面方向的沖擊力和順橋面方面的沖擊力；該測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，有效模擬車輛上下橋時(shí)對(duì)橋梁及其伸縮縫的沖擊作用，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確可靠，可為高性能橋梁與伸縮縫設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例中橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置局部分解圖；
[0018]圖3為圖2中I部分放大圖；
[0019]圖4為圖2中II部分放大圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例中小車立體結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0022]如權(quán)利要求1?5所示，橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置包括底座2、橋梁模型I中的主橋11和引橋、小車3以及感應(yīng)器組20，其中主橋11兩端分別為第一端部111和第二端部112，引橋包括第一引橋12和第二引橋13且分別設(shè)置在主橋11的第一端部111和第二端部112，即第一引橋12與第一端部111間形成伸縮縫結(jié)構(gòu)而第二引橋13與第二端部112間形成伸縮縫結(jié)構(gòu)，并且，引橋與主橋11上部形成一直通的橋面14。本實(shí)施例中，底座2為兩個(gè)并分別設(shè)置在橋梁模型I的兩端，第一引橋12的自由端通過一第五支座10與底座2連接而另一端通過第三支座7與底座2相連，同樣，第二引橋13的自由端也通過一第六支座16與底座2連接而另一端通過第四支座9與底座2相連，第三支座7為鉸支座，而上述第五支座10、第六支座16以及第四支座9均為固定支座；主橋11的第一端部111和第二端部112分別通過第一支座6和第二支座8與底座2相連，其中第一支座6為滾動(dòng)支座而第二支座8為鉸支座，第一支座6包括支座架61和設(shè)置在支座架61上的雙滾輪62，主橋11的第一端部111放置在雙滾輪62輪面上，當(dāng)主橋11因負(fù)荷而使橋梁跨中產(chǎn)生撓度時(shí)，橋梁靜止時(shí)的中心軸線彎曲，從而使得橋梁的水平方向距離縮短，因此將主橋11兩端的支座分別設(shè)計(jì)成鉸支座和滾動(dòng)支座，使得主橋11在負(fù)荷下，主橋11的端部能自由的轉(zhuǎn)動(dòng)和滑動(dòng)，消除撓度對(duì)主橋11內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響。
[0023]上述橋面14上放置有小車3，橋梁模型I兩側(cè)的底座2上分別設(shè)置有一用于牽引小車3的牽引組件4，該牽引組件4包括基座41、設(shè)置在基座41上的牽引輪42以及繞設(shè)在牽引輪42上的牽引繩(未示出)，小車3通過牽引繩與牽引輪42聯(lián)動(dòng)，從而使得該小車3能一定速度在橋面14上行駛。本實(shí)施例中的小車3包括小車支架31和設(shè)置在小車支架31底部且用于小車3在橋面14中行駛的四個(gè)行走輪32，左右兩側(cè)的行走輪32間穿設(shè)有輪軸35且兩輪間的輪距按工程車的輪距同比例縮小。小車支架31呈長方體狀，包括上下設(shè)置的上板311和下板312以及連接在上板311和下板312之間的連接柱313，其中，下板312上設(shè)置有用于調(diào)整小車3整體重量的調(diào)重組件33，本實(shí)施例中調(diào)重組件33為兩個(gè)，均布在下板312的前后兩端，分別包括設(shè)置在下板312上的支撐柱331以及套設(shè)在該支撐柱331上的砝碼332，測(cè)試過程中可根據(jù)需要增減砝碼332從而改變小車3整體重量，十分方便；本實(shí)施例中上板311為絕緣輕質(zhì)板，如有機(jī)玻璃板等，這樣不僅可以減輕小車3的整體重量，使得整個(gè)測(cè)試裝置結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，而且絕緣輕質(zhì)板上可加設(shè)其他電測(cè)元件，如加速傳感器、振動(dòng)傳感器等，從而可擴(kuò)展該裝置的測(cè)試范圍，使其測(cè)試功能更多元化，從而更好地應(yīng)用于橋梁性能檢測(cè)試驗(yàn)中。下板312的四角處分別安裝有一導(dǎo)向輪34且各導(dǎo)向輪34分別與橋面14兩側(cè)的側(cè)壁貼合，導(dǎo)向輪34可引導(dǎo)小車3在橋上沿著設(shè)計(jì)路線正常行駛，由于小車3在橋面14中以一定速度行駛，為防止小車3行駛至橋面14末端時(shí)因慣性作用而掉落，橋面14的兩端部分別設(shè)置有沿橋面寬度方向延伸的緩沖墊15。行走輪32的輪軸35上設(shè)置有軸桿362，該軸桿362的一端通過一桿座361套設(shè)在輪軸35上并鄰近行走輪32內(nèi)側(cè)，另一端穿過下板312而露于小車支架31中且設(shè)置有外螺紋(未示出)，該軸桿362上套設(shè)有一彈簧363且該彈簧363分別與下板312底部和桿座361頂部相抵，如此設(shè)計(jì)可反映車輛的懸架系統(tǒng)對(duì)其振動(dòng)的影響，如圖5所示，當(dāng)小車3內(nèi)部結(jié)構(gòu)整合度較高未受懸架系統(tǒng)影響時(shí)，可在軸桿362的外螺紋上旋上螺母364，使得車體直接支撐在行走輪32上。
[0024]為測(cè)試小車3經(jīng)過引橋和主橋11的伸縮縫時(shí)對(duì)橋梁模型I的沖擊荷載，該裝置上安裝有用于測(cè)量主橋11或引橋沖擊力的感應(yīng)器組20，該感應(yīng)器組20安裝在第二支座8和第三支座7上，分別用于測(cè)量第一引橋12和主橋11之間的伸縮縫受到的車輛輪胎的沖擊力，每一感應(yīng)器組20均包括用于測(cè)量的垂直于橋面14方向的沖擊力的第一感應(yīng)器22和用于測(cè)量順橋面方向的沖擊力的第二感應(yīng)器21，本實(shí)施例中每一感應(yīng)器組20包括一個(gè)第一感應(yīng)器22和兩個(gè)第二感應(yīng)器21，且兩第二感應(yīng)器21相對(duì)設(shè)置在第一感應(yīng)器22的兩側(cè)，這樣能較好地采集所需的沖擊力數(shù)據(jù)。
[0025]當(dāng)小車3在主橋11橋梁上行駛時(shí)，橋梁在彎矩作用下因撓曲而引起的垂直于軸線的線位移，為了反映這種橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)情況，在主橋11底部間隔設(shè)置多個(gè)用于測(cè)量主橋11撓度的測(cè)量工具，本實(shí)施例中，測(cè)量工具為千分表5，千分表5為4個(gè)，分別設(shè)置于主橋11底部的中心和四分之一處，從而準(zhǔn)確獲取小車3行駛過程中，主橋11橋梁中心和四分之一處的撓度。
[0026]測(cè)試時(shí)，將小車3放置于第二引橋13處，在牽引輪42的牽引下小車3駛過第二引橋13與主橋11的接縫處，第三支座7上的第一感應(yīng)器22與第二感應(yīng)器21分別采集小車3駛上主橋11時(shí)對(duì)主橋11的垂直于橋面14方向沖擊力和順橋面14方向的沖擊力，小車3駛?cè)胫鳂?1橋梁后，主橋11底部的千分表5分別記錄在小車3負(fù)荷下主橋11橋梁在中心處以及四分之一處的撓度，隨后小車3駛過主橋11與第一引橋12的接縫處，第二支座8上的第一感應(yīng)器22與第二感應(yīng)器21分別米集小車駛?cè)氲谝灰龢?2時(shí)第一引橋12的垂直于橋面14方向的沖擊力和順橋面14方向的沖擊力，最后小車3在緩沖墊15的緩沖下停止，分析采集的數(shù)據(jù)為橋梁設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。
【權(quán)利要求】
1.一種橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于包括: 底座⑵； 橋梁模型(1)，設(shè)置在所述底座(2)上，包括主橋(11)、第一引橋(12)及第二引橋(13)，所述主橋(11)包括第一端部(111)和第二端部(112)并分別通過第一支座(6)和第二支座(8)與底座(2)相連，所述第一引橋(12)設(shè)置在主橋(11)的第一端部(111)并通過第三支座(7)與底座(2)相連，所述第二引橋(13)設(shè)置在主橋(11)的第二端部(112)并通過第四支座(9)與底座⑵相連，所述第一引橋(12)與主橋(11)以及第二引橋(13)與主橋(11)之間分別形成伸縮縫結(jié)構(gòu)，所述第一引橋(12)、第二引橋(13)及主橋(11)上部形成有一直通的橋面(14)； 小車(3)，放置在所述橋面(14)上并能在橋面上行駛；以及 感應(yīng)器組(20)，用于測(cè)量所述小車(3)對(duì)伸縮縫結(jié)構(gòu)的沖擊力，包括用于測(cè)量垂直于橋面(14)方向的沖擊力的第一感應(yīng)器(22)和用于測(cè)量順橋面(14)方向的沖擊力的第二感應(yīng)器(21)，并且分別設(shè)置于所述第二支座(8)和第三支座(7)上。
2.如權(quán)利要求1所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述第一支座(6)為滾動(dòng)支座而第二支座(8)為鉸支座。
3.如權(quán)利要求2所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述主橋(11)底部間隔設(shè)置有多個(gè)用于測(cè)量主橋(11)撓度的測(cè)量工具。
4.如權(quán)利要求1或2或3所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述感應(yīng)器組(20)包括一個(gè)第一感應(yīng)器(22)和兩個(gè)第二感應(yīng)器(21)，且兩個(gè)第二感應(yīng)器(21)相對(duì)設(shè)置在第一感應(yīng)器(22)的兩側(cè)。
5.如權(quán)利要求1或2或3所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述橋梁模型⑴兩側(cè)的底座⑵上分別設(shè)有用于牽引小車⑶的牽引組件(4)，該牽引組件(4)包括牽引輪(42)和繞設(shè)在牽引輪(42)上的牽引繩，所述小車(3)通過牽引繩與牽引輪(42)聯(lián)動(dòng)。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述小車(3)包括小車支架(31)和設(shè)置在小車支架(31)底部且用于小車(3)在橋面(14)中行駛的四個(gè)行走輪(32)，所述小車支架(31)的內(nèi)部設(shè)置有用于調(diào)節(jié)小車(3)整體重量的調(diào)重組件(33)而外部四周設(shè)置有與橋面(14)左右側(cè)壁貼合的導(dǎo)向輪(34)。
7.如權(quán)利要求6所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述小車支架(31)包括上板(311)和下板(312)，所述調(diào)重組件(33)包括設(shè)置在下板(312)上的支撐柱(331)以及套設(shè)在該支撐柱(331)上的砝碼(332)。
8.如權(quán)利要求7所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述行走輪(32)的輪軸(35)上設(shè)置有軸桿(362)，該軸桿(362)的一端通過一桿座(361)套設(shè)在輪軸(35)上并鄰近行走輪(32)內(nèi)側(cè)，另一端穿過下板(312)而露于小車支架(31)中且設(shè)置有外螺紋，該軸桿(362)上套設(shè)有一彈簧(363)且該彈簧(363)分別與下板(312)底部和桿座(361)頂部相抵。
9.如權(quán)利要求6所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述上板(311)為絕緣輕質(zhì)板。
10.如權(quán)利要求1或2或3所述的橋梁伸縮縫跳車沖擊力測(cè)試裝置，其特征在于:所述橋面(14)的兩端部分別設(shè)置有沿橋面(14)寬度方向延伸的緩沖墊(15)。
【文檔編號(hào)】G01L5/00GK204043833SQ201420418483
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月28日
【發(fā)明者】丁勇, 章偉, 林云 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)