CN107607286A - 一种便于实现不同风偏角和风攻角组合的桥梁模型风洞测力试验装置 - Google Patents

一种便于实现不同风偏角和风攻角组合的桥梁模型风洞测力试验装置 Download PDF

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Abstract

一种便于实现不同风偏角和风攻角组合的桥梁模型风洞测力试验装置，属于桥梁模型在任意风场条件下的测力试验装置技术领域。测力天平置于桥梁模型内部，并将桥梁模型固定在测力天平上；圆形支杆顶端支撑着测力天平，支杆轴线与测力天平平面垂直，支杆底端固结在转动驱动装置的转轴上，并与转轴同心；转动驱动装置固定在承台上，承台与底座之间垫有楔形块，楔形块可以做成不同倾角，相应地，驱动装置转轴、支杆、测力天平和模型随之倾斜；承台与底座之间使用G字夹方便快捷有效夹紧，使得所有部件构成一个刚性支撑系统。本装置可以方便有效地实现不同风偏角和风攻角的工况组合，相对传统试验方法，可以缩短试验周期，降低试验成本。

Description

一种便于实现不同风偏角和风攻角组合的桥梁模型风洞测力 试验装置
技术领域
本发明属于一种可以方便实现桥梁主梁节段模型在不同风偏角和风攻角条件下的风洞测力试验装置，具体涉及到利用转动驱动装置驱动模型转动来实现桥梁模型的不同风偏角，在承台与底座之间增垫不同倾角的楔形块来实现桥梁模型不同风攻角。
背景技术
测力法是研究风荷载对桥梁静力和动力作用的一种重要试验方法。传统大跨度桥梁抗风研究一般认为：当风来流与桥跨垂直时，桥梁的静风荷载和抖振响应最大，颤振临界风速最低。然而一些大跨度桥梁(如日本明石海峡大桥、香港青马大桥等)的研究结果表明，最大静风响应与最低颤振临界风速常出现在斜风情况下(即有风偏角)。目前，桥梁主梁节段模型分别单独实现不同风偏角和不同风攻角的风洞试验测力装置和方法都比较简单，但同时实现它们之间不同组合的试验装置比较复杂，而且每改变一次组合，操作非常麻烦，费时费力。
发明内容
本发明要解决的技术问题是满足风洞试验不同风偏角和风攻角组合条件下桥梁主梁节段模型的测力试验，提供一种可以同时方便快捷有效地实现模型不同风偏角和风攻角组合的风洞测力试验装置。风洞测力试验装置包括桥梁模型、测力天平、支杆、转动驱动装置、转轴、承台、底座、楔形块和G字夹。
本发明的技术方案：
一种便于实现不同风偏角和风攻角组合的桥梁模型风洞测力试验装置，包括桥梁模型1、测力天平2、支杆3、转动驱动装置4、转轴5、承台6、底座7、楔形块8和G字夹9；桥梁模型1固定在置于其内部的测力天平2上；支杆3顶端支撑测力天平2，底端固结在转动驱动装置4的转轴5上；支杆3轴线与测力天平2平面垂直，并且与转轴5轴线同心；转轴5在转动驱动装置4的驱动下带动支杆3、测力天平2和桥梁模型1一起转动，改变桥梁模型1轴线与来流方向之间的偏角，以实现风偏角；转动驱动装置4固定在承台6上，承台6与底座7之间设有楔形块8，根据需求的角度，楔形块8做成不同倾角，通过不同倾角的楔形块8调整转轴5、支杆3、测力天平2和桥梁模型1与水平面之间的夹角，以实现风攻角；承台6、楔形块8和底座7之间使用G字夹9方便快捷有效夹紧，使得所有部件构成一个刚性支撑系统；支杆3以下部分置于风洞地面以下，并且支杆3尽量细长，降低支杆3及以下部件对风场环境的影响，保证测量精度。
本发明的有益效果：一种便于实现不同风偏角和风攻角组合条件下的风洞测力试验装置可以准确、方便、高效地改变桥梁主梁节段模型的风偏角和风攻角，缩短试验周期。
附图说明
图1是风洞测力试验装置的构造图。
图中：1桥梁模型；2测力天平；3支杆；4转动驱动装置；5转轴；6承台；7底座；8楔形块；9 G字夹；10风洞地面；α风攻角；β风偏角。
具体实施方式
以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。
如图1所示，风洞测力试验装置由桥梁模型1、测力天平2、支杆3、转动驱动装置4、转轴5、承台6、底座7、楔形块8和G字夹9组成。桥梁模型1固定在置于其内部的测力天平2上，支杆3顶端支撑测力天平2，底端固结在转动驱动装置4的转轴5上，支杆3轴线与测力天平2平面垂直，并且与支杆3轴线同心；转轴5在驱动装置4驱动下带动支杆3、测力天平2和桥梁模型1一起转动，改变桥梁模型1轴线与来流方向之间的偏角，以实现风偏角；转动驱动装置4固定在承台6上，承台6与底座7之间垫楔形块8，楔形块8可以做成不同倾角，使用楔形块8调整转轴5、支杆3、测力天平2和桥梁模型1与水平面之间的夹角，以实现风攻角；承台6、楔形块8和底座7之间使用G字夹9方便快捷有效夹紧，使得所有部件构成一个刚性支撑系统。因此，该装置可以方便快捷有效地实现不同风偏角和风攻角的组合，大大缩短试验周期，降低试验成本。

Claims (3)

1.一种便于实现不同风偏角和风攻角组合的桥梁模型风洞测力试验装置，其特征在于，所述的桥梁模型风洞测力试验装置包括桥梁模型(1)、测力天平(2)、支杆(3)、转动驱动装置(4)、转轴(5)、承台(6)、底座(7)和楔形块(8)；桥梁模型(1)固定在置于其内部的测力天平(2)上；支杆(3)顶端支撑测力天平(2)，底端固结在转动驱动装置(4)的转轴(5)上；转轴(5)在转动驱动装置(4)的驱动下带动支杆(3)、测力天平(2)和桥梁模型(1)一起转动，改变桥梁模型(1)轴线与来流方向之间的偏角，以实现风偏角；转动驱动装置(4)固定在承台(6)上，承台(6)与底座(7)之间设有楔形块(8)，根据需求的角度，楔形块(8)做成不同倾角，通过不同倾角的楔形块(8)调整转轴(5)、支杆(3)、测力天平(2)和桥梁模型(1)与水平面之间的夹角，以实现风攻角；承台(6)、楔形块(8)和底座(7)构成一个刚性支撑系统。
2.根据权利要求1所述的桥梁模型风洞测力试验装置，其特征在于，在满足整体结构刚度的前提下，桥梁模型(1)足够长，尽可能降低三维绕流效应；支杆(3)尽量细长，以降低支杆(3)及以下所有部件对桥梁模型(1)周围风场的影响，进而保证测试精度；转动驱动装置(4)、承台(6)与水平底座(7)尽可能布置在风洞底板以下，转动驱动装置(4)顶面不超过风洞底板。
3.根据权利要求1或2所述的桥梁模型风洞测力试验装置，其特征在于，所述的支杆(3)与天平(2)接触的顶端要支撑在天平(2)底面的中心，支杆(3)轴线与天平(2)平面垂直，支杆(3)轴线与转轴(5)同心，G字夹(9)夹紧承台(6)、楔形块(8)和底座(7)，以保证整个测试系统的刚度和风攻角及风偏角的准确性。
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