CN111473932A - 地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，属于桥梁减震装置技术领域，包括底座、振动台、模拟梁板、模拟支座、间歇加载装置以及加载板，所述振动台固设于所述底座，所述模拟梁板通过模拟支座支承在所述振动台的上方，所述间歇加载装置包括竖直加载梁、加载平台、平台稳定机构和标准质量块，所述加载平台固设在所述竖直加载梁的上端且通过所述平台稳定机构与所述底座配合。本发明模型可用于桥梁在同时受到地震与车辆载荷的耦合作用时，对桥梁支座的转动性能进行测试，从而对后续桥梁建造过程中，为桥梁支座的结构及布置形式做准备。

Description

地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型

技术领域

本发明属于建筑桥梁减震装置技术领域，具体涉及一种地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型。

背景技术

桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件，位于桥梁和垫石之间，它能将桥梁上部结构承受的荷载和变形(位移和转角)可靠地传递给桥梁下部结构，是桥梁的重要传力装置。桥梁梁体在竖向荷载(自重和活载)作用下会产生挠曲变形，这会引起支座发生一定的转角，桥梁支座在竖向荷载作用下，本身处于一定的应力状态，在转动过程中，支座的应力状态发生改变，支座应力的合力中心偏移，这就相当于支座受到一个弯矩作用，而这个弯矩会反作用于桥梁的主梁及传递给桥梁的墩台，在受到自然灾害时，地震的激励作用则会从桥墩墩台上端作用到桥梁支座，再从桥梁支座传递给桥梁梁体，桥梁支座作为桥梁上部结构和下部结构之间主要的承力部件，在同时受到地震与车辆载荷的耦合作用时，其受力情况比较复杂，对桥梁支座进行单独的地震实验或者车辆载荷实验已经不能满足要求。因此，急需提供一种地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，用于桥梁在同时受到地震与车辆载荷的耦合作用时，对桥梁支座的转动性能进行测试，从而获取桥梁支座的原始数据，对后续桥梁建造过程中，为桥梁支座的结构及布置形式做准备。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，用于桥梁在同时受到地震与车辆载荷的耦合作用时，对桥梁支座的转动性能进行测试，从而对后续桥梁建造过程中，为桥梁支座的结构及布置形式做准备。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，包括底座、振动台、模拟梁板、模拟支座、间歇加载装置以及加载板，所述振动台固设于所述底座，所述模拟梁板通过模拟支座支承在所述振动台的上方，所述间歇加载装置包括竖直加载梁、加载平台、平台稳定机构和标准质量块，所述加载平台固设在所述竖直加载梁的上端且通过所述平台稳定机构与所述底座配合，所述加载平台的上表面开设有用于置放所述标准质量块的定位槽，所述加载板通过竖直加载梁抵接在所述模拟梁板的上表面，所述竖直加载梁与所述模拟梁板之间通过销钉铰接，所述模拟梁板与所述振动台之间设置有若干位移传感器，所述位移传感器用于测量模拟梁板的外侧边缘与振动台之间的距离变化。

进一步，所述平台稳定机构包括至少三根竖直导向杆，所述导向杆的下端固设在所述底座上，所述加载平台上开设有若干导向孔，所述加载平台通过所述导向孔滑动套设于所述导向杆的上部。

进一步，所述加载平台为圆形结构，所述定位槽为若干组，每一组定位槽围绕所述加载平台的圆心为中心呈圆环布置，相邻两组定位槽之间交错布置。

进一步，所述模拟梁板与导向杆之间设置有横向拉杆和纵向拉杆，所述横向拉杆和纵向拉杆的一端分别与所述导向杆铰接，另一端分别与所述模拟梁板的侧面铰接。

进一步，所述振动台包括平台板、激励装置和缓冲装置，所述缓冲装置包括上连接座、下连接座以及设置在所述上连接座和下连接座之间的弹簧。

进一步，所述平台板为圆形结构，所述平台板上开设有条形通槽，所述条形通槽从平台板的外圆面沿其径向延伸，所述条形通槽为多条，以所述平台板的圆心为中心均匀分布。

进一步，所述模拟支座的底部固设有一支杆，所述支杆与所述条形通槽滑动配合。

进一步，所述定位槽内胶结有橡胶座，所述标准质量块与所述橡胶座紧密配合。

进一步，所述激励装置为气缸或液压缸，通过连接控制装置进行周期性的激励。

本发明的有益效果在于：

本发明地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，包括底座、振动台、模拟梁板、模拟支座、间歇加载装置以及加载板，加载平台的上表面开设有用于置放所述标准质量块的定位槽，标准质量块的重量可通过单位换算，使其与模拟汽车的质量相对应。通过不断地增加或者减少标准质量块，可用于模拟桥梁上汽车的数量的增减情况，从而实现间歇性的加载，用于模拟车辆载荷的作用，通过振动台模拟地震的激励作用，在耦合作用下获取模拟桥梁支座中加载力-转角的关系，为支座的本构模型关系获取原始数据。所述竖直加载梁与所述模拟梁板之间通过销钉铰接，位移传感器用于测量模拟梁板的外侧边缘与振动台之间的距离变化，采用的销钉的方式进行铰接，可以消除间歇加载装置的弯矩对模拟梁板的影响，使桥梁支座在转动过程中的受力与其使用情况更为相符，得到更为准确的原始数据。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明研究模型的结构示意图；

图2为加载平台的结构示意图；

图3为平台稳定结构的配合示意图；

图4为平台板的结构示意图；

图5为模拟支座的结构示意图。

附图中标记如下：底座1、振动台2、平台板21、激励装置22、缓冲装置23、上连接座231、下连接座232、弹簧233、模拟梁板3、模拟支座4、间歇加载装置5、竖直加载梁51、加载平台52、平台稳定机构53、标准质量块54、定位槽55、定位孔56、加载板6、球铰7、位移传感器8、横向拉杆9、纵向拉杆10、支杆11。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1为本发明研究模型的结构示意图，图2为加载平台的结构示意图，图3为平台稳定结构的配合示意图，图4为平台板的结构示意图，图5为模拟支座的结构示意图本发明地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，包括底座1、振动台2、模拟梁板3、模拟支座4、间歇加载装置5以及加载板6，所述振动台2固设于所述底座1，所述模拟梁板3通过模拟支座4支承在所述振动台2的上方，所述间歇加载装置5包括竖直加载梁51、加载平台52、平台稳定机构53和标准质量块54，所述加载平台52固设在所述竖直加载梁51的上端且通过所述平台稳定机构53与所述底座1配合，所述加载平台52的上表面开设有用于置放所述标准质量块54的定位槽55，所述加载板6通过竖直加载梁51抵接在所述模拟梁板3的上表面，所述竖直加载梁51与所述模拟梁板3之间通过销钉铰接，所述模拟梁板3与所述振动台2之间设置有若干位移传感器8，所述位移传感器8用于测量模拟梁板3的外侧边缘与振动台2之间的距离变化。

本发明地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，包括底座1、振动台2、模拟梁板3、模拟支座4、间歇加载装置5以及加载板6，加载平台52的上表面开设有用于置放所述标准质量块54的定位槽55，标准质量块54的重量可通过单位换算，使其与模拟汽车的质量相对应。通过不断地增加或者减少标准质量块54，可用于模拟桥梁上汽车的数量的增减情况，从而实现间歇性的加载，用于模拟车辆载荷的作用，通过振动台模拟地震的激励作用，在耦合作用下获取模拟桥梁支座中加载力-转角的关系获取模拟桥梁支座中加载力-转角的关系，为支座的本构模型关系获取原始数据。所述竖直加载梁51与所述模拟梁板3之间通过销钉铰接，形成球铰7，位移传感器8用于测量模拟梁板3的外侧边缘与振动台2之间的距离变化，采用的销钉的方式进行铰接，可以消除间歇加载装置5的弯矩对模拟梁板3的影响，使桥梁支座在转动过程中的受力与其使用情况更为相符，得到更为准确的原始数据。

本实施例中，所述平台稳定机构53包括至少三根竖直导向杆，所述导向杆的下端固设在所述底座1上，所述加载平台52上开设有若干导向孔，本实施例导向杆为三根，对应的导向孔也为三个，所述加载平台52通过所述导向孔滑动套设于所述导向杆的上部，加载平台52通过导向杆导向，导向孔在其轴向具有一定的长度，因此让加载平台52可以竖直稳定不发生偏转，使得加载平台52对于竖直加载梁51的加载更为稳定。

本实施例中，所述加载平台52为圆形结构，所述定位槽55为若干组，每一组定位槽55围绕所述加载平台52的圆心为中心呈圆环布置，相邻两组定位槽55之间交错布置，在放置标准质量块54时，先从内圈进行放置，然后不断延伸至相邻的外圈，反之，在减少标准质量块54时，先从外圈进行减除，然后不断延伸至相邻的内圈，使得加载更为稳定。

本实施例中，所述模拟梁板3与导向杆之间设置有横向拉杆9和纵向拉杆10，横向拉杆9和纵向拉杆10之间的角度为90度，分别用于模拟梁板3横梁和纵向的稳定，防止模拟梁板3在其平面上的位移，增加稳定性，其中，所述横向拉杆9和纵向拉杆10的一端分别与所述导向杆铰接，另一端分别与所述模拟梁板3的侧面铰接。

本实施例中，所述振动台2包括平台板21、激励装置22和缓冲装置23，所述缓冲装置23包括上连接座231、下连接座232以及设置在所述上连接座231和下连接座232之间的弹簧233。所述平台板21为圆形结构，所述平台板21上开设有条形通槽，所述条形通槽从平台板21的外圆面沿其径向延伸，所述条形通槽为多条，以所述平台板21的圆心为中心均匀分布。所述模拟支座4的底部固设有一支杆11，所述支杆11与所述条形通槽滑动配合，使得模拟支座4可在平台板21的径向调整位置。

本实施例中，所述定位槽55内胶结有橡胶座，所述标准质量块54与所述橡胶座紧密配合，可用于标准质量块54的箍紧，防止其脱落。所述激励装置22为气缸或液压缸，通过连接控制装置进行周期性的激励，使其更接近地震的模拟情况。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (9)

1.地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：包括底座、振动台、模拟梁板、模拟支座、间歇加载装置以及加载板，所述振动台固设于所述底座，所述模拟梁板通过模拟支座支承在所述振动台的上方，所述间歇加载装置包括竖直加载梁、加载平台、平台稳定机构和标准质量块，所述加载平台固设在所述竖直加载梁的上端且通过所述平台稳定机构与所述底座配合，所述加载平台的上表面开设有用于置放所述标准质量块的定位槽，所述加载板通过竖直加载梁抵接在所述模拟梁板的上表面，所述竖直加载梁与所述模拟梁板之间通过销钉铰接，所述模拟梁板与所述振动台之间设置有若干位移传感器，所述位移传感器用于测量模拟梁板的外侧边缘与振动台之间的距离变化。

2.根据权利要求1所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述平台稳定机构包括至少三根竖直导向杆，所述导向杆的下端固设在所述底座上，所述加载平台上开设有若干导向孔，所述加载平台通过所述导向孔滑动套设于所述导向杆的上部。

3.根据权利要求2所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述加载平台为圆形结构，所述定位槽为若干组，每一组定位槽围绕所述加载平台的圆心为中心呈圆环布置，相邻两组定位槽之间交错布置。

4.根据权利要求3所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述模拟梁板与导向杆之间设置有横向拉杆和纵向拉杆，所述横向拉杆和纵向拉杆的一端分别与所述导向杆铰接，另一端分别与所述模拟梁板的侧面铰接。

5.根据权利要求1-4任一项所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述振动台包括平台板、激励装置和缓冲装置，所述缓冲装置包括上连接座、下连接座以及设置在所述上连接座和下连接座之间的弹簧。

6.根据权利要求5所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述平台板为圆形结构，所述平台板上开设有条形通槽，所述条形通槽从平台板的外圆面沿其径向延伸，所述条形通槽为多条，以所述平台板的圆心为中心均匀分布。

7.根据权利要求6所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述模拟支座的底部固设有一支杆，所述支杆与所述条形通槽滑动配合。

8.根据权利要求7所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述定位槽内胶结有橡胶座，所述标准质量块与所述橡胶座紧密配合。

9.根据权利要求8所述的地震与车辆荷载耦合的桥梁支座减震试验模型，其特征在于：所述激励装置为气缸或液压缸，通过连接控制装置进行周期性的激励。

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