CN109883624B - 一种采用柱面设计的水密性试验设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采用柱面设计的水密性试验设备，包括拉索和密封桶，密封桶内设有有色水，拉索穿过密封桶，拉索的一端固定设置，拉索的另一端上设有牵引装置；牵引装置包括横向千斤顶、偏转垫板和承压垫板，承压垫板固定设置在密封桶的桶口处，偏转垫板设置在承压垫板上，拉索穿过承压垫板和偏转垫板，偏转垫板与承压垫板的接触面为柱面，横向千斤顶也设置在承压垫板上，横向千斤顶的方向朝向偏转垫板，横向千斤顶与偏转垫板相连接，横向千斤顶能够驱动偏转垫板。使用上述一种采用柱面设计的水密性试验设备，相比于传统设计中的采用平面为结合面，恢复力更大，使得横向千斤顶出力更小，降低了制造难度和程度，提高了经济性。

Description

一种采用柱面设计的水密性试验设备

技术领域

本发明涉及桥梁检测领域，具体涉及一种采用柱面设计的水密性试验设备。

背景技术

近些年，随着国家基础建设力度的不断增大，跨河、跨海等斜拉桥施工也日益增多。随着我国交通路网的大规模建设，大跨度斜拉桥的施工频繁出现。斜拉桥中承受拉力并作为主梁主要支承的结构构件，由于斜拉索两端挂设施工在高空或临空、临水，其施工难度大，安装方法和工艺要求先进，其施工过程安全保证尤为重要。

在现有技术中的常规设计，偏转垫板和承压垫板的结合面乃是采用平面，在最大位置处提供的恢复力有限。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种采用柱面设计的水密性试验设备，将偏转垫板和承压垫板的结合面设计为柱面，增大了恢复力，并且能够调整恢复力。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种采用柱面设计的水密性试验设备，包括拉索和密封桶，所述密封桶内设有有色水，所述拉索穿过密封桶，所述拉索的一端固定设置，所述拉索的另一端上设有牵引装置；

所述牵引装置包括横向千斤顶、偏转垫板和承压垫板，所述承压垫板固定设置在密封桶的桶口处，所述偏转垫板设置在承压垫板上，所述拉索穿过承压垫板和偏转垫板，所述偏转垫板与承压垫板的接触面为柱面，所述横向千斤顶也设置在承压垫板上，所述横向千斤顶的方向朝向偏转垫板，所述横向千斤顶与偏转垫板相连接，所述横向千斤顶能够驱动偏转垫板。

密封桶中装有有色水，拉索从密封桶穿过并设有牵引装置，横向千斤顶能够推动偏转垫板，由于偏转垫板与承压垫板的接触面为柱面，因此承压垫板保持不动，因此偏转垫板能够在横向千斤顶的驱动下，沿柱面进行往复运动。

上述一种采用柱面设计的水密性试验设备的有益效果是：由于采用了柱面设计，增加了设备的自恢复力，使得横向千斤顶的出力减小了，提高了实验设备的便利性，降低了制造难度和成本，提高了经济性。

进一步地，所述偏转垫板上设有纵向千斤顶，所述纵向千斤顶上设有连接垫板，所述连接垫板与拉索的端头连接。

纵向千斤顶能够向上推动连接垫板，带动拉索向上运动，将拉索绷直。

进一步地，所述柱面的半径，与拉索远离柱面的一端至柱面的距离相同。

拉索受到的沿柱面朝向中心的拉力大小与柱面的半径有关，如果柱面的半径与拉索的距离相等，则水平恢复力增加为平面的2倍。

进一步地，所述拉索朝向偏转垫板的两侧运动具有极限位置，分别为偏转左极限和偏转右极限，所述拉索在未发生偏转时的位置与承压垫板中心线重合。

在偏转垫板带动拉索向两侧做往复运动时，两侧的极限位置为拉索的最大位移处，在拉索不做偏转运动时，拉索、偏转垫板和承压垫板的中心线相重合。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结合面为平面的示意图；

图3为本发明的结合面为柱面的示意图；

附图标记：100-拉索、110-密封桶、120-有色水、200-承压垫板、210-横向千斤顶、300-偏转垫板、310-纵向千斤顶、320-连接垫板。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。在本发明申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”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，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部件或结构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。

请参阅图1，本发明提供一种采用柱面设计的水密性试验设备，包括拉索100和密封桶110，密封桶110内装有有色水120，拉索100从密封桶110穿过，拉索100的下端固定设置，拉索100的上端上设有牵引装置，牵引装置包括纵向千斤顶310、横向千斤顶210、偏转垫板300和承压垫板200。

承压垫板200固定设置在密封桶110的桶口处，偏转垫板300设置在承压垫板200上，偏转垫板300与承压垫板200滑动连接，承压垫板200和偏转垫板300均采用柱面设计，承压垫板200和偏转垫板300的接触面即为柱面，由于承压垫板200不能移动，因此偏转垫板300能够在承压垫板200上滑动。

承压垫板200上还设有横向千斤顶210，横向千斤顶210横向放置，方向朝向偏转垫板300并与偏转垫板300连接，横向千斤顶210能够带动偏转垫板300在承压垫板200上往复运动。

纵向千斤顶310设置在偏转垫板300上，纵向千斤顶310竖向放置，方向朝上，并设置在拉索100旁侧，在本实施方式中，纵向千斤顶310具有两个，分别设置在拉索100两侧，纵向千斤顶310的上方设有连接垫板320，纵向千斤顶310能够带动连接垫板320向上运动。拉索100从连接垫板320中穿过，并与连接垫板320相连接，连接垫板320向上运动，能够拉动拉索100，将拉索100绷直。

请参阅图2和图3，图2为偏转垫板300与承压垫板200的结合面为平面的受力示意图，图3为偏转垫板300与承压垫板200的结合面为柱面的受力示意图。拉索100在偏转垫板300带动下朝两侧做往复运动时，两侧均具有极限位置，P1为拉索100的偏转左极限，P2为拉索100的偏转右极限。在拉索100不做偏转运动时，P0为拉索100的初始位置，P0与承压垫板200的中心线相重合。

在图2中，横向千斤顶210驱动偏转垫板300做往复运动，承压垫板200保持不动，偏转垫板300的中心依次经过P0-P2-P0-P1-P0，当偏转垫板300的中心从P0到达P2时，偏转垫板300带动拉索100也偏转了一个角度，使拉索100到达右偏转极限P2，即为拉索100的最大位移处。此时拉索100的水平位移距离为D，假设拉索100受到的拉力为F，将拉力F分解后可得水平方向受力Fh和竖直方向受力Fv，由于Fv与F的夹角为B1，因此拉索100沿平面方向所受的水平分力Fh＝F×sin(B1)，由图上可知角度B1＝角度A，因此Fh＝F×sin(A)，在本实施方式中，角度A＝25mrad＝0.025°，由于sin(A)＝sin(0.025°)≈0.025，因此Fh＝F×A。

在图3中，偏转垫板300与承压垫板200的结合面采用了柱面，偏转垫板300在上，承压垫板200在下，在实验过程中，承压垫板200保持不动，横向千斤顶210驱动偏转垫板300进行往复运动，使偏转垫板300的中心依次经过P0-P2-P0-P1-P0，并循环规定的次数。在初始时，偏转垫板300的中心P0与承压垫板200的中心线重合，也与拉索100的中心线相重合，开始进行往复运动后，横向千斤顶210推动偏转垫板300中心从P0到达P2，此时拉索100也偏转了一个角度，使拉索100到达右偏转极限P2，即为拉索100的最大位移处。拉索100的水平位移距离为D，此时拉索100受到的拉力为F，将拉力F分解后，可得沿柱面朝向中心处的分力Fh和垂直于Fh的分力Fv。

由于F与Fv的夹角为B2，因此将力分解后可得，Fh＝F×sin(B2)，由图中可得，夹角B2＝夹角A+夹角C，由B2＝A+C可得Fh＝F×sin(A+C)，展开后可得Fh＝F×sinA+F×sinC，在本实施方式中，柱面的半径R与拉索100至柱面的距离L相同，因此角度A＝C＝25mrad＝0.025°，sinA＝sinC＝sin(0.025°)

≈0.025，因此Fh＝F×A+F×C。

由图2和图3可得，在转动角度相同的前提下，在采用柱面的情况下，Fh的大小与柱面的半径有关，当柱面的半径R与L相同时，则Fh是平面的两倍，也就是柱面状况下拉索100受到的水平恢复力增加到原来的两倍。当偏转垫板300再次回到P0后，继续往P1运动，到达左偏转极限P1后，此时的水平恢复力与右偏转极限P2时的计算方式相同，受力方向指向中心方向。

使用上述一种采用柱面设计的水密性试验设备，由于采用了柱面设计，增大了设备的自行恢复能力，减小了横向千斤顶210的出力，提高了试验设备的便利性，降低了制造难度和成本，提高了经济性。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (2)

1.一种采用柱面设计的水密性试验设备，其特征在于:包括拉索和密封桶，所述密封桶内设有有色水，所述拉索穿过密封桶，所述拉索的一端固定设置，所述拉索的另一端上设有牵引装置；

所述牵引装置包括横向千斤顶、偏转垫板和承压垫板，所述承压垫板固定设置在密封桶的桶口处，所述偏转垫板设置在承压垫板上，所述拉索穿过承压垫板和偏转垫板，所述偏转垫板与承压垫板的接触面为柱面，所述横向千斤顶也设置在承压垫板上，所述横向千斤顶的方向朝向偏转垫板，所述横向千斤顶与偏转垫板相连接，所述横向千斤顶能够驱动偏转垫板；

所述柱面的半径，与拉索远离柱面的一端至柱面的距离相同。

2.根据权利要求1所述的一种采用柱面设计的水密性试验设备，其特征在于:所述拉索朝向偏转垫板的两侧运动具有极限位置，分别为偏转左极限和偏转右极限，所述拉索在未发生偏转时的位置与承压垫板中心线重合。