測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種橋梁模型風洞試驗裝置，尤其涉及一種測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置。
【背景技術】
[0002]隨著現(xiàn)代橋梁跨度的不斷增大，橋梁變得更加輕柔，對風的作用也越來越敏感，抗風問題已經(jīng)成為大跨度橋梁建設的關鍵性問題。對橋梁結構進行抗風設計和風致響應驗算時，橋梁氣動力參數(shù)是其重要基礎，因此靜力氣動參數(shù)的準確測量是個十分重要的環(huán)節(jié)。通常采用風洞試驗裝置測定橋梁氣動力參數(shù)，但是現(xiàn)有的試驗裝置大多是固定的不可調(diào)節(jié)的，同時由于風洞試驗條件的限制，來流風也是無法調(diào)節(jié)的。因此，現(xiàn)有的試驗裝置在研宄風荷載作用下大跨度橋梁風致振動的問題時，通常只能考慮正交風這一特殊情況。而實際上橋址處的主導風常與橋跨方向成一定的偏角與攻角，相關的研宄也表明了橋梁最危險的風載狀態(tài)是在斜風作用下。從而亟需開發(fā)測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置，為橋梁抗風設計與評估驗算提供更可靠的橋梁風致響應的實驗數(shù)據(jù)的準確性，以保證橋梁的安全和可靠。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種橋梁節(jié)段模型在斜風作用下的氣動參數(shù)測試風洞試驗裝置，該裝置可測試斜風作用下橋梁的氣動力參數(shù)，能為橋梁抗風設計與評估驗算提供可靠的橋梁風致響應的實驗數(shù)據(jù)，以保證橋梁的安全和可靠。
[0004]本實用新型實現(xiàn)其發(fā)明目的采用的技術方案是:一種測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置，包括橋梁節(jié)段模型的前補償梁段、后補償梁段及中間的測力梁段，將橋梁節(jié)段模型與風洞底板相連的模型支架，所述的橋梁節(jié)段模型與風洞底板相連的具體結構是:
[0005]所述的橋梁節(jié)段模型的前補償梁段、后補償梁段和測力梁段中部的底面均固定托板，托板底部與模型支架的頂部通過縱橋向的鉸接螺栓鉸接；前補償梁段、后補償梁段的模型支架的底板通過緊固螺栓固定在條形鋼板縱橋向的條形孔上；測力梁段的模型支架底部通過測力天平與條形鋼板連接，測力天平還與數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理裝置電連接；所述的條形鋼板中部固定于風洞底板的轉(zhuǎn)盤上。
[0006]本實用新型的工作過程和工作原理是:
[0007]通過調(diào)節(jié)緊固螺栓在條形孔上的位置，即可對不同長度梁段進行風洞實驗；轉(zhuǎn)動條形鋼板使其隨風洞底板的轉(zhuǎn)盤一起轉(zhuǎn)動至指定角度，以實現(xiàn)風偏角調(diào)節(jié)的目的；將鉸接螺栓旋松，使橋梁節(jié)段模型繞鉸接螺栓旋轉(zhuǎn)至指定角度，再旋緊鉸接螺栓，以實現(xiàn)風攻角調(diào)節(jié)的目的；工作時，由風洞電機提供方向不變的來流風作用，橋梁節(jié)段模型調(diào)節(jié)后，并不在其正交方向上，使得來流方向和橋梁結構有了一定的夾角，從而橋梁節(jié)段模型受到了斜風的作用，安裝在橋梁節(jié)段模型下部的測力天平可以測出模型所受的作用力。測力天平的信號經(jīng)過放大后由數(shù)據(jù)采集及處理裝置處理，即可測出斜風作用下橋梁節(jié)段模型的氣動力參數(shù)。
[0008]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是:
[0009]一、本實用新型可通過條形鋼板及風洞底板轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)風偏角的調(diào)節(jié)，并能使橋梁節(jié)段模型繞鉸接螺栓轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)風攻角的調(diào)節(jié)，從而可精確測得不同風攻角與風偏角的斜風作用下不同斷面形式橋梁的靜風氣動力參數(shù)。能為橋梁抗風設計與評估驗算提供更可靠的橋梁風致響應的實驗數(shù)據(jù)的準確性，以保證橋梁的安全和可靠。
[0010]二、通過調(diào)節(jié)緊固螺栓在條形孔上的位置，即可實現(xiàn)不同長度梁段的風洞試驗，其適用范圍廣。
[0011]橋梁節(jié)段模型由前、后補償梁段和中間的測力梁段組成，且中間段同前、后段不接觸；中間段下端連接測力天平，前、后梁段下端連接橋梁模型支架。對于中間測力段來說，前、后梁段相當于氣動力過渡段，可真實模擬實際橋梁對風場的影響，通過這種氣動過渡段的設置，保證了作為測力段的中間梁段的氣動力穩(wěn)定，減弱了橋梁模型兩段的三維繞流的影響，從而更準確的測出中間測力梁段受斜風作用的影響，更符合實橋受力情況。
[0012]上述的托板底部與模型支架的頂部通過縱橋向的鉸接螺栓鉸接的具體結構是:托板底部有帶孔的凸起，模型支架的頂部有與該凸起配合的帶孔的凹槽，鉸接螺栓同時穿過托板凸起的孔和支架凹槽的孔。
[0013]這樣的鉸接結構，結構簡單，操作方便，既易于實現(xiàn)對橋梁節(jié)段模型風攻角的調(diào)節(jié)又方便調(diào)節(jié)之后進行固定。
[0014]下面結合附圖和具體的實施方式對本實用新型做進一步詳細的說明。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實用新型實例的正視結構示意圖。
[0016]圖2是圖1中A部分的局部放大圖。
[0017]圖3是本實用新型去掉風洞后的側(cè)視結構示意圖。
[0018]圖4是本實用新型的條形鋼板的俯視圖。
【具體實施方式】
[0019]實施例
[0020]圖1-4示出，一種測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置，包括橋梁節(jié)段模型的前補償梁段12、后補償梁段14及中間的測力梁段13，將橋梁節(jié)段模型與風洞2底板相連的模型支架31，所述的橋梁節(jié)段模型與風洞2底板相連的具體結構是:
[0021]所述的橋梁節(jié)段模型的前補償梁段12、后補償梁段14和測力梁段13中部的底面均固定托板32，托板32底部與模型支架31的頂部通過縱橋向(橋梁的縱向方向也即橋梁的軸線方向)的鉸接螺栓33鉸接；前補償梁段12、后補償梁段14的模型支架31的底板34通過緊固螺栓35固定在條形鋼板5縱橋向的條形孔51上；測力梁段13的模型支架31底部通過測力天平4與條形鋼板5連接，測力天平4還與數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理裝置電連接；所述的條形鋼板5中部固定于風洞2底板的轉(zhuǎn)盤21上。
[0022]圖2及圖1圖3示出，托板32底部與模型支架31的頂部通過縱橋向的鉸接螺栓33鉸接的具體結構是:托板32底部有帶孔的凸起，模型支架的頂部有與該凸起配合的帶孔的凹槽，鉸接螺栓33同時穿過托板32凸起的孔和支架凹槽的孔。
[0023]本實用新型中模型支架31凹槽上的孔可以是一個豎向長孔，鉸接螺栓33可在豎直方向進行小幅移動，從而可以對橋梁高度進行微調(diào)。
【主權項】
1.一種測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置，包括橋梁節(jié)段模型的前補償梁段(12)、后補償梁段(14)及中間的測力梁段(13)，將橋梁節(jié)段模型與風洞(2)底板相連的模型支架(31)，其特征在于:所述的橋梁節(jié)段模型與風洞(2)底板相連的具體結構是: 所述的橋梁節(jié)段模型的前補償梁段(12)、后補償梁段(14)和測力梁段(13)中部的底面均固定托板(32)，托板(32)底部與模型支架(31)的頂部通過縱橋向的鉸接螺栓(33)鉸接；前補償梁段(12)、后補償梁段(14)的模型支架(31)的底板(34)通過緊固螺栓(35)固定在條形鋼板(5)縱橋向的條形孔(51)上；測力梁段(13)的模型支架(31)底部通過測力天平(4)與條形鋼板(5)連接，測力天平(4)還與數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理裝置電連接；所述的條形鋼板(5)中部固定于風洞(2)底板的轉(zhuǎn)盤(21)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置，其特征在于:所述的托板(32)底部與模型支架(31)的頂部通過縱橋向的鉸接螺栓(33)鉸接的具體結構是:托板(32)底部有帶孔的凸起，模型支架的頂部有與該凸起配合的帶孔的凹槽，鉸接螺栓(33)同時穿過托板(32)凸起的孔和支架凹槽的孔。
【專利摘要】一種測試斜風作用下橋梁氣動力參數(shù)的風洞試驗裝置，包括橋梁節(jié)段模型和模型支架(31)。橋梁節(jié)段模型的前補償梁段(12)、后補償梁段(14)和測力梁段(13)的底面托板(32)底部與模型支架(31)頂部通過鉸接螺栓(33)鉸接；模型支架(31)的底板(34)和條形鋼板(5)通過緊固螺栓(35)連接；測力梁段(13)的模型支架(31)底部通過測力天平(4)與條形鋼板(5)連接，測力天平(4)還與數(shù)據(jù)采集處理裝置電連接；條形鋼板(5)固定于風洞(2)底板的轉(zhuǎn)盤(21)上。該裝置可測試斜風作用下橋梁的氣動力參數(shù)，為橋梁抗風設計與評估驗算提供可靠的橋梁風致響應的實驗數(shù)據(jù)。
【IPC分類】G01M9-04, G01M9-06
【公開號】CN204314048
【申請?zhí)枴緾N201420815833
【發(fā)明人】張向旭, 鄭史雄, 張龍奇
【申請人】西南交通大學
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2014年12月19日