CN111811774B - 一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，其特点是，由弧墙梳式透空堤、结构物固定装置和结构物调节装置三部分构成；所述弧墙梳式透空堤由弧形沉箱和背板组成，其中每个弧形沉箱在来浪向都钻有若干个直径2cm的孔洞，方便安装压力传感器测量弧形沉箱迎浪面的点压力；所述结构物固定装置用于弧墙梳式透空堤的固定；所述结构物调节装置可通过调节螺栓的位置改变弧墙梳式透空堤与静水位的相对关系，即改变弧墙梳式透空堤的潜深和出水高度；本发明装置结构稳定，可操作性强，实验精度高，具有显著降低工程造价、削减水平波浪力、降低地基应力等优点。

Description

一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置

技术领域

本发明涉及结构物水动力实验装置技术领域，具体地讲是一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，是一种利用其自身结构特点通过与波浪、水流相互作用时测试其所表现出的结构受力特性。

背景技术

传统的重力式防波堤存在着因水体交换不畅导致的港池水质污染和泥沙淤积等问题，已无法满足现代绿色港口建设的生态理念和环保要求。透空式防波堤成本较低且利于港区内外水体交换，可有效减小涨落潮时口门流速，对海洋生态环境影响小，是一种符合海洋生态文明建设要求的新型防波堤。但其透空式结构会增大波浪透过率，对港区内船舶的泊稳条件造成不利影响，从而降低码头的作业天数、使用效率和经济效益。因此，开发一种消浪效果良好、结构受力较小的新型透空式防波堤对于推动高品质绿色港口建设意义重大，其水动力特性探析与结构型式优化具有重要的科学价值。而目前国内外所采用的测量仪器，存在测量装置与弧墙梳式透空堤结构不匹配，安装复杂、价格昂贵、测量精度低等问题。

发明内容

本发明的目的是克服上述已有技术的不足，而提供一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，主要解决现有弧墙梳式透空堤实验装置安装复杂、与本发明结构不匹配、价格较高和测量精度低等问题。

本发明提供的技术方案是：一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，其特殊之处在于，由弧墙梳式透空堤、结构物固定装置和结构物调节装置三部分构成；

所述的弧墙梳式透空堤由弧形沉箱和背板组成；所述的弧形沉箱在弧面上沿中心位置钻有多个用于安装压力传感器测量弧形沉箱迎浪面点压力的圆孔；所述的背板上设矩形孔；所述的弧形沉箱与背板固接形成整体；

所述的结构物固定装置由螺纹杆、支撑架、夹片、横梁和U形连接板组成；所述的横梁横跨支撑于水槽两侧壁顶部并固定；所述的支撑架为框架结构，顶部四角预留有螺纹孔；所述的螺纹杆分别旋转插入支撑架顶部四角的预留螺纹孔中，支撑在横梁上方；所述的夹片两个为一组，一个置于横梁外侧面，另一个置于支撑架相应的内侧面，通过一组夹片的连接使支撑架与横梁相互挤压，固定支撑架；所述的支撑架下端设U形连接板，U形连接板上左右两翼留有连接孔，通过连接孔与调节支撑板进行连接；

所述的结构物调节装置由调节支撑板、L形连接件、调节螺栓、固定螺栓、三角撑、支撑锥和垫片组成；所述的调节支撑板上留有连接孔和调节孔，通过上部的连接孔与U形连接板固接于一起；所述的L形连接件一半面与调节支撑板通过调节孔内的调节螺栓连接于一起，另一半面通过固定螺栓与弧墙梳式透空堤固定连接；所述的三角撑安装于调节支撑板底部，二者固接于一体，三角撑底面预留螺纹孔；所述的支撑锥旋转插于三角撑底面预留螺纹孔内；所述的垫片安装于三角撑的正下方与支撑锥端头接触，放置于水槽底部。

进一步的，所述的支撑架由2个水平横向长杆件、4个水平纵向短杆件、2个水平横向短杆件、2个垂直纵向短杆件、2个垂直纵向长杆件、4个斜向杆件固接构成框架结构，且2个水平横向长杆件两端均预留有螺纹孔。

进一步的，所述的调节支撑板上的调节孔为多个，调节螺栓栓接调节孔位置的变化对L形连接件进行高度的调节；所述的L形连接件一半面留有调节孔道，调节螺栓在调节孔道栓接位置的变化对L形连接件所在的高度进行微调；所述的L形连接件另一半面与弧墙梳式透空堤固接，弧墙梳式透空堤的潜深和出水高度随着L形连接件的位置变化而改变。

进一步的，所述的弧形沉箱迎浪面留有多个直径2cm用于安装压力传感器的圆孔，在弧形沉箱内壁面圆孔周围固接一个直径2cm的圆环。

进一步的，所述的垫片内部设有凹槽，支撑锥端头置于凹槽内。

本发明的有益效果：1、根据常规试验水槽的特定环境，利用横梁平台为依托支撑弧墙梳式透空堤，易于施工；2、通过调节支撑板预留孔与L形连接件预留孔道相对位置关系的改变，实现试验过程中弧墙梳式透空堤潜深的改变，以满足不同工况下结构受力特性的测量；3、整个试验装置每一部分拆卸方便，非常适合实验水槽内使用；4、安装压力传感器位置的孔洞内，固接一个直径略大于压力传感器的圆环，以保证压力传感器稳固，提高测量精度；5、与传统梳式透空堤相比，可节省材料、安装方便、整体性强、各部分独立又有机结合，可根据不同试验水槽开展不同比尺的弧墙梳式透空堤迎浪面结构受力的测量试验；6、具有显著降低工程造价、削减水平波浪力、降低地基应力等优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的弧墙梳式透空堤背面结构示意图；

图3是本发明的弧墙梳式透空堤正面结构示意图；

图4是本发明的结构物固定装置结构示意图；

图5是本发明的结构物调节装置结构示意图。

图中：1弧墙梳式透空堤，11弧形沉箱，12背板，13固定孔，14连接螺丝，15圆孔，16矩形孔，2结构物固定装置，21螺纹杆，22支撑架，221水平横向长杆件，222水平纵向短杆件，223水平横向短杆件，224垂直纵向短杆件，225垂直纵向长杆件，226斜向杆件，23夹片，24连接螺栓，25横梁，26 U形连接板，27连接孔，3结构物调节装置，31调节支撑板，32调节孔，33L形连接件，34调节螺栓，35调节孔道，36固定螺栓，37三角撑，38支撑锥，39垫片。

具体实施方式

为方便进一步了解本发明的内容和特点以及功能，配合附图详细说明如下：

如图1、2、3、4、5所示，一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，由弧墙梳式透空堤1、结构物固定装置2和结构物调节装置3三部分构成；所有材质均不生锈，且重量较轻；

弧墙梳式透空堤1由弧形沉箱11、背板12、固定孔13、连接螺丝14组成；弧形沉箱11共3个，每个弧形沉箱11在弧面上沿中心位置钻有若干个直径2cm的圆孔15，在孔内所在位置还固接一个直径2cm的圆环，以保证压力传感器安装后不摇晃，不侧偏，保证试验精度，方便稳定安装压力传感器测量弧形沉箱迎浪面的点压力，且与背板12安装的四个角分别预留4个螺纹孔；背板12根据弧形沉箱11四角预留的螺纹孔对应位置留有相应孔位，背板12在与弧形沉箱11安装相应的位置中部留有矩形孔16，方便安装压力传感器以及数据线的通过，背板12两侧还留有与L形连接件33相连的固定孔13各4个；连接螺丝14共12个，4个一组，将3个弧形沉箱11与背板12依据预留螺纹孔通过连接螺丝14连接在一起形成整体；

结构物固定装置2由螺纹杆21、支撑架22、夹片23、连接螺栓24、横梁25、U形连接板26组成；横梁25共有3根按照一定间距横跨支撑于水槽两侧壁顶部并固定；支撑架22由2个水平横向长杆件221、4个水平纵向短杆件222、2个水平横向短杆件223、2个垂直纵向短杆件224、2个垂直纵向长杆件225、4个斜向杆件226固接构成框架结构，且2个水平横向长杆件221两端均预留有螺纹孔；螺纹杆21共4根，分别旋转插入支撑架22顶部2个水平横向长杆件221两端预留螺纹孔，支撑在横梁25上方；夹片23为矩形，四角均有四个螺栓孔，夹片23共8个，2个一组，一个置于横梁25外侧面，另一个置于支撑架22的垂直纵向杆件相应的内侧面，连接螺栓24共16个，4个一组，一起构成四组，每一组通过4个连接螺栓24和2个夹片23分别将支撑架22的四个垂直纵向杆件挤压固定在横梁25侧面，从而固定支撑架22；支撑架22下端安装U形连接板26且留有连接孔27，方便与调节支撑板31进行连接；U形连接板26是由钢板弯折而成，且每个弯折处内焊有两个三角支撑以保证稳定；

结构物调节装置3由调节支撑板31、L形连接件33、调节螺栓34、固定螺栓36、三角撑37、支撑锥38、垫片39组成；调节支撑板31共两个，其上部分别留有6个连接孔用于连接U形连接板26，板身留有左右水平的若干个调节孔32；L形连接件33共两个，一半面留6个调节孔道35，L形连接件33一半面与调节支撑板31根据调节孔32和调节孔道35位置通过调节螺栓34连接于一起，另一半面有4个固定孔，通过固定螺栓36与弧墙梳式透空堤1相连；根据调节螺栓34栓接调节孔32位置的变化对L形连接件33进行高度的调节，根据调节螺栓34在调节孔道35栓接位置的变化对L形连接件33所在的高度进行微调，弧墙梳式透空堤1的潜深和出水高度随着L形连接件33的位置变化而改变；三角撑37共两个，分别安装于调节支撑板31底部固接于一体，三角撑37底面预留4个螺纹孔；支撑锥38共8个，每4个一组分别旋转插于三角撑37底面预留螺纹孔内；垫片39共两个，分别安装在三角撑37的正下方与支撑锥38端头接触，垫片39内部设有凹槽，支撑锥38端头置于凹槽内，垫片39放置于水槽底部。

本发明的一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，使用时将弧墙梳式透空堤按照设计进行组装并调整为试验所需的高度和水平位置，将压力传感器依据孔位安装，将压力传感器头部表面与弧形沉箱表面齐平，以确保试验精度。

应当理解的是，本说明书未详细阐述的技术特征都属于现有技术。尽管上面结合附图对本发明专利的实施方式进行了描述，但是本发明并不局限于上述具体的实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员均可以在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出更多的形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，其特征在于，由弧墙梳式透空堤（1）、结构物固定装置（2）和结构物调节装置（3）三部分构成；

所述的弧墙梳式透空堤（1）由弧形沉箱（11）和背板（12）组成；所述的弧形沉箱（11）在弧面上沿中心位置钻有多个用于安装压力传感器测量弧形沉箱迎浪面点压力的圆孔（15）；所述的背板（12）上设矩形孔（16）；所述的弧形沉箱（11）与背板（12）固接形成整体；

所述的结构物固定装置（2）由螺纹杆（21）、支撑架（22）、夹片（23）、横梁（25）和U形连接板（26）组成；所述的横梁（25）横跨支撑于水槽两侧壁顶部并固定；所述的支撑架（22）为框架结构，顶部四角预留有螺纹孔；所述的螺纹杆（21）分别旋转插入支撑架（22）顶部四角的预留螺纹孔中，支撑在横梁（25）上方；所述的夹片（23）两个为一组，一个置于横梁（25）外侧面，另一个置于支撑架（22）相应的内侧面，通过一组夹片（23）的连接使支撑架（22）与横梁（25）相互挤压，固定支撑架（22）；所述的支撑架（22）下端设U形连接板（26），U形连接板（26）上左右两翼留有连接孔（27），通过连接孔（27）与调节支撑板（31）进行连接；

所述的结构物调节装置（3）由调节支撑板（31）、L形连接件（33）、调节螺栓（34）、固定螺栓（36）、三角撑（37）、支撑锥（38）和垫片（39）组成；所述的调节支撑板（31）上留有连接孔和调节孔（32），通过上部的连接孔与U形连接板（26）固接于一起；所述的L形连接件（33）一半面与调节支撑板（31）通过调节孔（32）内的调节螺栓（34）连接于一起，另一半面通过固定螺栓（36）与弧墙梳式透空堤（1）固定连接；所述的三角撑（37）安装于调节支撑板（31）底部，二者固接于一体，三角撑（37）底面预留螺纹孔；所述的支撑锥（38）旋转插于三角撑（37）底面预留螺纹孔内；所述的垫片（39）安装于三角撑（37）的正下方与支撑锥（38）端头接触，放置于水槽底部。

2.根据权利要求1所述的一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，其特征在于，所述的调节支撑板（31）上的调节孔（32）为多个，调节螺栓（34）栓接调节孔（32）位置的变化对L形连接件（33）进行高度的调节；所述的L形连接件（33）一半面留有调节孔道（35），调节螺栓（34）在调节孔道（35）栓接位置的变化对L形连接件（33）所在的高度进行微调；所述的L形连接件（33）另一半面与弧墙梳式透空堤（1）固接，弧墙梳式透空堤（1）的潜深和出水高度随着L形连接件（33）的位置变化而改变。

3.根据权利要求1所述的一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，其特征在于，所述的弧形沉箱（11）迎浪面留有多个直径2cm用于安装压力传感器的圆孔（15），在弧形沉箱（11）内壁面圆孔（15）周围固接一个直径2cm的圆环。

4.根据权利要求1所述的一种试验水槽内弧墙梳式透空堤结构受力的测量装置，其特征在于，所述的垫片（39）内部设有凹槽，支撑锥（38）端头置于凹槽内。

Images