CN110487504A - 考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置 - Google Patents

考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110487504A
CN110487504A CN201910672481.3A CN201910672481A CN110487504A CN 110487504 A CN110487504 A CN 110487504A CN 201910672481 A CN201910672481 A CN 201910672481A CN 110487504 A CN110487504 A CN 110487504A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge
wind
shelter bridge
shelter
model
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910672481.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110487504B (zh
Inventor
沈国辉
张帅光
陈勇
包玉南
李保珩
赵英能
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang University ZJU
Original Assignee
Zhejiang University ZJU
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang University ZJU filed Critical Zhejiang University ZJU
Priority to CN201910672481.3A priority Critical patent/CN110487504B/zh
Publication of CN110487504A publication Critical patent/CN110487504A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110487504B publication Critical patent/CN110487504B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • G01M9/04—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)

Abstract

本发明公开了一种考虑桥面和水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置。在建筑风洞内，风洞转盘的上端面与廊桥模型的廊桥桥面模型的下端面之间，通过多个结构相同的连接装置连接，实现廊桥桥面模型与风洞转盘之间的距离调节；廊桥模型自下至上依次由廊桥桥面、多根支撑廊柱和上部廊亭模型组成；上部廊亭模型外表面布置有多个测压孔，测压孔通过测压软管连接到电子扫描阀，采集电子扫描阀中风压获得廊桥的风荷载；通过调节连接装置高度，实现不同桥面与水面距离的测试；通过转动风洞转盘，实现不同风向角下的测试。本发明可以模拟廊桥距离水面的不同高度，获得不同高度时廊桥的风荷载，分析廊桥与水面高度对廊桥风荷载的影响，为廊桥的抗风设计提供依据。

Description

考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置
技术领域
本发明涉及风荷载的测试装置，尤其是涉及一种考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置。
背景技术
在现代化城市建设中，为满足人们的交通和景观要求，纷纷开始建设现代廊桥。现代廊桥由下部混凝土桥梁本体、中部支撑廊柱、上部木质廊亭组成，图6为现代廊桥的典型形式，现代廊桥上部廊亭的共同点是廊桥同一横截面侧向通常只有2根中间廊柱，结构体系稳定性不足，抗倾覆能力差，遇强风容易倒塌。近年来，现代廊桥上部廊亭的风致倒塌事故频发，对人民的生命财产安全造成很严重的损失。
对于现代廊桥的风荷载，通常需要风洞试验的测压手段来获得，但该方法通常不考虑水面的影响，直接将桥面当成地面，没有考虑桥下还有很大的净空，因此与实际情况有很大的差异。即在诸多影响廊桥上部廊亭风荷载的因素中，除了现代廊桥本身的结构形式之外，桥面与水面的距离对上部廊亭的风荷载有着非常大的影响，即廊桥桥梁下部透空空间不同，廊桥所受到的风荷载会有很大的差异。以往没有针对考虑不同水面高度（即桥面与水面不同距离）的廊桥风荷载研究，主要是因为在试验中廊桥桥面和水面之间的距离不能调整。
为了方便快速的模拟廊桥试验桥面与水面之间的距离，非常有必要开发一种考虑桥面与水面距离的风荷载风洞测试装置，研究不同水面高度（即桥面与水面的距离）对廊桥风荷载的影响，为现代廊桥结构的抗风设计以及后期加固维护提供依据。
发明内容
为了考虑桥与水面距离对廊桥风荷载的影响，方便在风洞试验时调节廊桥试验模型距离风洞转盘的高度，本发明的目的在于提供一种考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，实现了风洞中廊桥桥面和风洞底面之间距离快速调节的目的，达到不同桥面与水面距离情况下廊桥风荷载的测试目的，获得不同水面高度情况下廊桥的风荷载。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
在建筑风洞内，风洞转盘的上端面与廊桥模型的廊桥桥面模型的下端面之间，通过结构相同的连接装置连接，实现廊桥桥面模型与风洞转盘之间的距离调节；所述廊桥模型自下至上依次由廊桥桥面模型、多根支撑廊柱模型和上部廊亭模型组成；上部廊亭模型布置有多个测压孔，测压孔通过测压软管连接到电子扫描阀，电子扫描阀获得各测点的风压，从而获得作用于廊桥上的风荷载；
所述结构相同的连接装置，每个连接装置均在风洞转盘的上端面用螺栓固定有M个h/2高度的大圆筒连接件，廊桥桥面模型的下端面与大圆筒连接件同轴用螺栓固定有相应M个h/2高度的小圆筒连接件，小圆筒连接件套入大圆筒连接件后，完成廊桥模型和风洞转盘的连接，此时，廊桥模型与风洞转盘之间的距离为h/2，通过旋转风洞转盘，实现不同风向角下的测试。
所述风洞转盘的上端面的大圆筒连接件和廊桥桥面模型的下端面的小圆筒连接件之间，还套入N个大圆筒与各自相配的N个小圆筒，此时廊桥模型与离风洞转盘之间的距离为（N+1/2）h。
所述风洞转盘的上端面的大圆筒连接件和廊桥桥面模型的下端面的小圆筒连接件个数相同，M为4~20个，h为1cm~5cm。
所述大圆筒和小圆筒均为钢材，小圆筒的外径小于大圆筒的内径，差距为1mm～2mm。
所述实现不同风向角下的测试为0°~90°，每隔15°为一个测试工况。
所述风洞转盘的上端面的大圆筒连接件\和廊桥桥面模型的下端面的小圆筒连接件个数相同，N为0～20个。
本发明具有的有益效果是：
本发明可以实现风洞中距离风洞转盘不同高度的廊桥模型风荷载的测试，在廊桥底部交替叠加不同数目的大小圆筒，可以模拟廊桥距离水面的不同高度，获得不同高度时廊桥的风荷载，分析廊桥与水面高度对廊桥风荷载的影响，为现代廊桥的抗风设计提供依据，同时还具有安装简单、使用方便的特点。
附图说明
图1是本发明的主视图。
图2是本发明的连接装置的结构图。
图3是本发明图1的侧视图。
图4是大圆筒连接件和小圆筒连接件（N=0）的叠加示意图。
图5是大圆筒和小圆筒连接件叠加1组圆筒（N=1）的叠加示意图。
图6是廊桥的典型形式图。
图中：1、建筑风洞，2、风洞转盘，3、廊桥模型，4、廊桥桥面模型，5、支撑廊柱模型，6、上部廊亭模型，7、测压孔，8、大圆筒，9、小圆筒，10、大圆筒连接件，11、小圆筒连接件，12、连接装置，13、测压软管，14、电子扫描阀；15、螺栓。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1、图2所示，在浙江大学ZD-1建筑风洞1内，直径3.2m的风洞转盘2的上端面与廊桥模型3的廊桥桥面模型4的下端面之间，通过连接装置12连接，实现廊桥桥面模型4与风洞转盘2之间的距离调节。
如图1、图2、图3所示，所述廊桥模型3自下至上依次由廊桥桥面模型4、多根支撑廊柱模型5和上部廊亭模型6组成；上部廊亭模型6布置有多个测压孔7，多个测压孔7通过测压软管13连接到电子扫描阀14，电子扫描阀14可以获得各测点的风压，从而获得作用于廊桥上的风荷载。
如图2所示，所述结构相同的连接装置12，每个连接装置12均在风洞转盘2的上端面通过一组螺栓15固定有M个h/2高度的大圆筒连接件10，廊桥桥面模型4的下端面与大圆筒连接件10同轴通过另一组螺栓15固定有相应M个h/2高度的小圆筒连接件11，小圆筒连接11套入大圆筒连接件10后，完成廊桥模型3和风洞转盘2的连接，此时，廊桥模型3与风洞转盘2之间的距离为h/2，通过旋转风洞转盘2，实现不同风向角下的测试。
根据风洞试验常识，风会自动对模型表面测试压力，然后测压孔就会自然采集到压力。通过转动风洞转盘实现风向角的变化，每次转动中不进行试验，转动好了以后待风场稳定后再进行试验。
如图2所示，所述风洞转盘2的上端面的大圆筒连接件10和廊桥桥面模型4的下端面的小圆筒连接件11之间，还套入N个大圆筒8与各自相配的N个小圆筒9，此时廊桥模型3与离风洞转盘2之间的距离为（N+1/2）h。
所述风洞转盘2的上端面的大圆筒连接件10和廊桥桥面模型4的下端面的小圆筒连接件11个数相同，M为4~20个，h为1cm~5cm。
M就是桥墩数目，一般有3个桥墩就可以固定一个平面，4~20个更合理一些。
所述大圆筒7和小圆筒8均为钢材，小圆筒9的外径小于大圆筒8的内径，差距为1mm～2mm。
所述实现不同风向角下的测试为0°~90°，每隔15°为一个测试工况。
如图2、图4、图5所示，所述风洞转盘2的上端面的大圆筒连接件10和廊桥桥面模型4的下端面的小圆筒连接件11个数相同，N为0～20个。
（N+1/2）h就是廊桥桥面模型4离地面的距离，N可放大到20，再多做起来也没有意义。
实施例：
现以某风洞试验装置及试验过程为例来说明本发明。
如图1、图4、图5所示，测试过程如下：
1）按1:50的缩尺比例制作廊桥风洞试验模型3，廊桥模型长度为1.5m、高0.3m。在浙江大学ZD-1建筑风洞1的风洞转盘2上安装廊桥模型3；廊桥模型3从下至上依次由廊桥桥面模型4、支撑廊柱模型5和上部廊亭模型6组成，上部廊亭模型6上布置约400个测压孔7，通过测压软管13连接到DSM 3400电子扫描阀14，采集电子扫描阀14中风压获得廊桥的风荷载。
2）廊桥桥面模型4与风洞转盘2之间的距离可调，通过连接装置12实现：风洞转盘2上部固定有八个2cm高度的大圆筒连接件10，大圆筒连接件内径为2.2cm，廊桥桥面模型4下部固定有八个2cm高度的小圆筒连接件11，小圆筒连接件外径为2cm，两者在空间上对应；大圆筒8与小圆筒9高度均为4cm，小圆筒9的外径为2cm，大圆筒8的内径为2.2cm；连接八个大圆筒连接件10和八个小圆筒连接件11，完成廊桥模型3和风洞转盘2的连接，此时桥面模型离风洞转盘2的高度为2cm，如图1、图3所示；
3）如果需要调整廊桥桥面模型4和风洞转盘2之间的距离，在大圆筒连接件10和小圆筒连接件11之间套入N个大圆筒8与N个小圆筒9，此时廊桥桥面模型4离风洞转盘2之间的距离为（N+1/2）×4cm，通过调整N的数目，实现调节廊桥模型桥面4与风洞转盘2之间距离的目的。如N=0、1、2、3、4、5、6、7、8、9时，廊桥桥面模型4离风洞转盘2之间的距离为2cm、6cm、10cm、14cm、18cm、22cm、26cm、30cm、34cm、38cm。N=1情况如图4所示，此时，桥面模型4与风洞转盘2之间的距离为6cm。
4）通过旋转风洞转盘2，实现0°~90°风向角下的测试，风向角每隔15°为一个测试工况。
上述具体实施方式用来说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求保护范围内，对本发明作出的任何修改和变更，都落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种考虑桥面和水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，其特征在于：在建筑风洞（1）内，风洞转盘（2）的上端面与廊桥模型（3）的廊桥桥面模型（4）的下端面之间，通过结构相同的连接装置（12）连接，实现廊桥桥面模型（4）与风洞转盘（2）之间的距离调节；所述廊桥模型（3）自下至上依次由廊桥桥面模型（4）、多根支撑廊柱模型（5）和上部廊亭模型（6）组成；上部廊亭模型（6）布置有多个测压孔（7），测压孔（7）通过测压软管（13）连接到电子扫描阀（14），电子扫描阀（14）获得各测点的风压，从而获得作用于廊桥上的风荷载；
所述结构相同的连接装置（12），每个连接装置（12）均在风洞转盘（2）的上端面用螺栓（15）固定有M个h/2高度的大圆筒连接件（10），廊桥桥面模型（4）的下端面与大圆筒连接件（10）同轴用螺栓（15）固定有相应M个h/2高度的小圆筒连接件（11），小圆筒连接件（11）套入大圆筒连接件（10）后，完成廊桥模型（3）和风洞转盘（2）的连接，此时，廊桥模型（3）与风洞转盘（2）之间的距离为h/2，通过旋转风洞转盘（2），实现不同风向角下的测试。
2.根据权利要求1所述的一种考虑桥面和水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，其特征在于：所述风洞转盘（2）的上端面的大圆筒连接件（10）和廊桥桥面模型（4）的下端面的小圆筒连接件（11）之间，还套入N个大圆筒（8）与各自相配的N个小圆筒（9），此时廊桥模型（3）与离风洞转盘（2）之间的距离为（N+1/2）h。
3.据权利要求1所述的一种考虑桥与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，其特征在于：所述风洞转盘（2）的上端面的大圆筒连接件（10）和廊桥桥面模型（4）的下端面的小圆筒连接件（11）个数相同，M为4~20个，h为1cm~5cm。
4.据权利要求1所述的一种考虑桥与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，其特征在于：所述大圆筒（7）和小圆筒（8）均为钢材，小圆筒（9）的外径小于大圆筒（8）的内径，差距为1mm～2mm。
5.据权利要求1所述的一种考虑桥与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，其特征在于：所述实现不同风向角下的测试为0°~90°，每隔15°为一个测试工况。
6.据权利要求2所述的一种考虑桥与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置，其特征在于：所述风洞转盘（2）的上端面的大圆筒连接件（10）和廊桥桥面模型（4）的下端面的小圆筒连接件（11）个数相同，N为0～20个。
CN201910672481.3A 2019-07-24 2019-07-24 考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置 Active CN110487504B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910672481.3A CN110487504B (zh) 2019-07-24 2019-07-24 考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910672481.3A CN110487504B (zh) 2019-07-24 2019-07-24 考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110487504A true CN110487504A (zh) 2019-11-22
CN110487504B CN110487504B (zh) 2020-06-23

Family

ID=68548124

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910672481.3A Active CN110487504B (zh) 2019-07-24 2019-07-24 考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110487504B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112067236A (zh) * 2020-09-23 2020-12-11 重庆大学 双天平同步刚性测力风洞试验装置
CN114910238A (zh) * 2022-05-09 2022-08-16 浙江大学 一种平屋面屋檐形式多工况变化的风洞试验装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02150737A (ja) * 1988-12-01 1990-06-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風洞試験用橋梁模型
JPH08240511A (ja) * 1995-03-07 1996-09-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 地形模型
CN101968399A (zh) * 2010-10-18 2011-02-09 西南交通大学 一种车辆、桥梁模型风洞试验系统
CN103528788A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 湖南大学 一种桥梁测力测压模型
CN203821246U (zh) * 2014-05-05 2014-09-10 山西路桥第一工程有限责任公司 桥梁可微调高度临时支座
CN107268424A (zh) * 2017-07-06 2017-10-20 东南大学 可快速调平的预制拼装桥墩结构及其施工方法
CN108181079A (zh) * 2017-12-21 2018-06-19 浙江大学 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN108534984A (zh) * 2018-07-11 2018-09-14 江苏天曦电力设备有限公司 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
US20180322791A1 (en) * 2012-12-28 2018-11-08 General Electric Company Vehicle convoy control system and method
CN209099150U (zh) * 2018-10-23 2019-07-12 西南交通大学 一种提高人行悬索连廊桥主梁驰振稳定性的开孔气动构造

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02150737A (ja) * 1988-12-01 1990-06-11 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 風洞試験用橋梁模型
JPH08240511A (ja) * 1995-03-07 1996-09-17 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 地形模型
CN101968399A (zh) * 2010-10-18 2011-02-09 西南交通大学 一种车辆、桥梁模型风洞试验系统
US20180322791A1 (en) * 2012-12-28 2018-11-08 General Electric Company Vehicle convoy control system and method
CN103528788A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 湖南大学 一种桥梁测力测压模型
CN203821246U (zh) * 2014-05-05 2014-09-10 山西路桥第一工程有限责任公司 桥梁可微调高度临时支座
CN107268424A (zh) * 2017-07-06 2017-10-20 东南大学 可快速调平的预制拼装桥墩结构及其施工方法
CN108181079A (zh) * 2017-12-21 2018-06-19 浙江大学 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN108534984A (zh) * 2018-07-11 2018-09-14 江苏天曦电力设备有限公司 一种基于双天平的输电塔横担体型系数风洞测试装置
CN209099150U (zh) * 2018-10-23 2019-07-12 西南交通大学 一种提高人行悬索连廊桥主梁驰振稳定性的开孔气动构造

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MARIA BOBERG等: "A Novel Bridge Section Model Endowed with Actively Controlled Flap Arrays Mitigating Wind Impact", <2015 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND AUTOMATION (ICRA) > *
贾晓蕾: "风对廊桥的影响", 《中国优秀硕士学位论文工程科技Ⅱ辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112067236A (zh) * 2020-09-23 2020-12-11 重庆大学 双天平同步刚性测力风洞试验装置
CN114910238A (zh) * 2022-05-09 2022-08-16 浙江大学 一种平屋面屋檐形式多工况变化的风洞试验装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN110487504B (zh) 2020-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ni et al. Health checks through landmark bridges to sky-high structures
CN201843152U (zh) 深基坑工程施工和监测模拟试验装置
CN104778291B (zh) 一种基于监测基础变形的采动区输电铁塔承载力评估方法
KR101311324B1 (ko) 무선 센서 네트워크를 이용한 철탑구조물의 안전관리시스템 및 안전관리방법
CN110987057A (zh) 液压爬模用云端自动化监测系统
CN110487504A (zh) 考虑桥面与水面距离的廊桥风荷载风洞测试装置
CN102072807B (zh) 一种监测油库建腔期流场与夹层受力的试验装置
CN106094011B (zh) 双曲拱坝微震监测系统及方法
CN104655101A (zh) 高精度导线式全断面边坡稳定监测预警系统及其监测方法
CN105865821A (zh) 一种装配式双塔地锚悬索桥模型试验系统
CN103643668A (zh) 一种建筑工程基坑监测的方法
Yin et al. In-situ measurement of structural performance of large-span air-supported dome under wind loads
CN112197688A (zh) 一种输配电塔架形变量预警方法及预警装置
CN109655036A (zh) 一种变电站沉降及电杆应力监测系统
CN107036886A (zh) 玻璃幕墙三维变形现场检测方法和装置
CN104458455B (zh) 窄基输电钢管塔空间塔腿结构测试法
CN109061722A (zh) 一种变电站抗震评估系统及方法
CN103321468A (zh) 拉线式三角形桁架测风塔
CN209264025U (zh) 一种输电线路杆塔监测装置和系统
CN205577471U (zh) 一种高层建筑用建筑支撑架
CN107724574A (zh) 全透明百叶玻璃双层呼吸式幕墙等效空间施工工艺
CN209230516U (zh) 基于北斗卫星的三维变形监测系统
CN207620785U (zh) 一种多段式高温测井设备
CN207741790U (zh) 一种长大桥结构安全在线健康监测装置
CN203849277U (zh) 数据采集仪有限实现快速机动信号转换的野外实测装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant