CN112729733B - 一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，涉及桥梁试验技术领域，以解决现有的桥梁损伤识别试验中，桥体与震动设备不直接传递动能，不利于试验结果的数据化的问题。包括实验工作台顶部两侧分别设置有一组调距滑块；所述横震滑块顶部均铰链连接有一组摆动固定块；所述摆动固定块顶部两侧分别滑动连接有一组主梁压板；所述摆动固定块两侧均滑动连接有一组桥墩载板。通过对纵向波长的振动，横向波长的震动以及扭转时的状态进行量化试验对桥梁模型进行桥梁损伤识别，方便对桥梁模型进行对照试验，节省了模型构造的难度，同时通过共振连杆同步主梁晃动，减少外界对桥梁主梁试验的影响，提高试验数据的准确度。

Description

一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型
技术领域
本发明涉及桥梁试验技术领域，具体为一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型。
背景技术
桥梁一般指架设在江河湖海上，使车辆行人等能顺利通行的构筑物，为适应现代高速发展的交通行业，桥梁亦引申为跨越山涧、不良地质或满足其他交通需要而架设的使通行更加便捷的建筑物，而在桥梁完成设计后，为了检验其可靠性，需要经过多个流程的实践进行检验，以确保桥梁符合建筑标准，试验通常使用等比缩小后的桥梁模型进行，通过对桥梁模型进行力学、空气学等方面的测试。
例如申请号：CN201910223771.X的中国发明专利，该发明公开了用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型及方法。包括桥台基座、桥梁支座、钢主梁、横隔梁、混凝土桥面板、钢主梁与横隔梁间连接装置、钢主梁与混凝土桥面板间连接装置、混凝土桥面板间连接装置、钢主梁损伤开裂控制装置。桥台基座和桥梁支座用以支承钢混组合桥梁和模拟不同边界条件；单片钢主梁通过钢主梁与混凝土桥面板间连接装置与混凝土桥面板相连；混凝土桥面板间连接装置用以模拟钢混组合梁混凝土桥面板间铰缝；横隔梁、钢主梁与横隔梁间连接装置用以模拟钢混组合梁中钢主梁间横向联系；钢主梁损伤开裂控制装置用以模拟不同位置、不同高度腹板开裂的钢主梁损伤和钢主梁下翼缘板不同程度的损伤。
基于上述，现有的桥梁损伤识别试验中，通常将桥的整体及周边共同建造，然后再将整个模型进行试验，需要将整个模型放置在震动设备上，对桥梁震动等进行试验，通过模型的传感器获取数据，由于桥体整体为一体制作的，桥体与震动设备不是直接传递动能的，导致模型受到的参数变化与震动设备的输出不符，需要在对模型单独分析后，进行比例换算才可以得出数据，不利于试验结果的数据化，可能导致存在问题无法识别的状况；因此，不满足现有的需求，对此我们提出了一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，以解决现有的桥梁损伤识别试验中，通常将桥的整体及周边共同建造，然后再将整个模型进行试验，需要将整个模型放置在震动设备上，对桥梁震动等进行试验，通过模型的传感器获取数据，由于桥体整体为一体制作的，桥体与震动设备不是直接传递动能的，导致模型受到的参数变化与震动设备的输出不符，需要在对模型单独分析后，进行比例换算才可以得出数据，不利于试验结果的数据化，可能导致存在问题无法识别的状况的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，包括实验工作台；所述实验工作台顶部两侧均滑动连接有一组适配滑轨；所述实验工作台顶部两侧分别设置有一组截面为工字形的调距滑块，两组调距滑块滑动连接在适配滑轨内；每组所述调距滑块顶部滑动连接有一组横震滑块；每组所述横震滑块顶部均铰链连接有一组摆动固定块；每组所述摆动固定块顶部两侧分别滑动连接有一组主梁压板；每组所述摆动固定块朝向中心一侧的前后两侧均滑动连接有一组桥墩载板。
优选的，所述实验工作台底部弹性连接有一组纵波弹簧，纵波弹簧顶部均匀设置有固定连接的弹簧，纵波弹簧顶部的弹簧与实验工作台固定连接， 实验工作台顶部两侧的适配滑轨内分别滑动连接有一组调距滑块。
优选的，所述实验工作台两侧的适配滑轨内均设置有线性排列的滑轨卡槽，调距滑块内部弹性连接有一组限位销，限位销啮合连接在滑轨卡槽中。
优选的，所述调距滑块顶部设置有一个内凹的滑槽， 横震滑块底部设置有一个滑条滑动连接在调距滑块的滑槽中， 横震滑块底部的四个角上均固定连接有一组横波弹簧，横波弹簧的另一端固定连接在调距滑块上。
优选的，所述横震滑块顶部固定连接有一组摆动铰链轴， 摆动固定块底部的支撑铰链轴铰链连接在摆动铰链轴上， 摆动固定块底部的两侧均固定连接有一组复位弹簧，复位弹簧弹性连接在横震滑块上。
优选的，所述主梁压板滑动连接在摆动固定块的顶部，主梁压板的底部螺纹啮合连接有一组调距螺母将主梁压板固定在摆动固定块上， 主梁压板内弹性连接有一组共振连杆，共振连杆顶部固定连接有一组呈L型的主梁连接座。
优选的，所述桥墩载板上下滑动连接在摆动固定块的向中心的一侧， 桥墩载板上设置有一个连接孔， 桥墩载板内螺纹啮合连接有一组载板螺栓，载板螺栓转动连接在摆动固定块内。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
分别在实验工作台底部设置带有弹簧的纵波弹簧模拟纵向波长的振动，在实验工作台顶部的调距滑块与横震滑块之间设置横波弹簧模拟横向波长的震动，在横震滑块顶部铰链连接的摆动固定块上模拟桥梁在发生扭转时的状态，实现对桥梁对各种波形的震动和抗扭转性的试验，同时通过共振连杆同步主梁晃动，减少外界对桥梁主梁试验的影响，提高试验数据的准确度，通过流程化的实验工作台对桥梁模型进行桥梁损伤识别，方便对桥梁模型进行对照试验等，简化了试验结果数据量化的过程，节省了模型构造的难度。
附图说明
图1为本发明的主体轴侧结构示意图；
图2为本发明的主体剖视轴侧结构示意图；
图3为本发明实验工作台以外的主体轴侧结构示意图；
图4为本发明的限位销剖视轴侧结构示意图；
图5为本发明调距滑块与横震滑块的轴侧结构示意图；
图6为本发明横震滑块与摆动固定块的轴侧结构示意图；
图7为本发明的桥墩载板剖视轴侧结构示意图；
图8为本发明的主梁压板拆解局部剖视轴侧结构示意图；
图中：1、实验工作台；101、适配滑轨；102、滑轨卡槽；103、纵波弹簧；2、调距滑块；201、限位销；3、横震滑块；301、横波弹簧；302、摆动铰链轴；4、摆动固定块；401、复位弹簧；402、支撑铰链轴；5、主梁压板；501、调距螺母；502、共振连杆；503、主梁连接座；6、桥墩载板；601、载板螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1至图8，本发明提供的一种实施例：一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，包括实验工作台1；实验工作台1顶部两侧均滑动连接有一组适配滑轨101；实验工作台1顶部两侧分别设置有一组截面为工字形的调距滑块2，两组调距滑块2滑动连接在适配滑轨101内；每组调距滑块2顶部滑动连接有一组横震滑块3；每组横震滑块3顶部均铰链连接有一组摆动固定块4；每组摆动固定块4顶部两侧分别滑动连接有一组主梁压板5；每组摆动固定块4朝向中心一侧的前后两侧均滑动连接有一组桥墩载板6。
进一步，实验工作台1底部弹性连接有一组纵波弹簧103，纵波弹簧103顶部均匀设置有固定连接的弹簧，纵波弹簧103顶部的弹簧与实验工作台1固定连接， 实验工作台1顶部两侧的适配滑轨101内分别滑动连接有一组调距滑块2，在使用时，通过在实验工作台1底部设置带有弹簧的纵波弹簧103，可以通过纵波弹簧103模拟纵向波长的振动，使实验工作台1可以在纵向进行晃动，同时通过操作人员调整调距滑块2在适配滑轨101的位置，使调距滑块2可以适应不同长度的桥梁模型。
进一步，实验工作台1两侧的适配滑轨101内均设置有线性排列的滑轨卡槽102，调距滑块2内部弹性连接有一组限位销201，限位销201啮合连接在滑轨卡槽102中，在使用时，通过操作人员按动限位销201，将限位销201压缩弹簧收缩在调距滑块2中，使限位销201与滑轨卡槽102分离，使调距滑块2可以在适配滑轨101内左右滑动，松手后限位销201啮合在滑轨卡槽102内对调距滑块2的位置进行固定。
进一步，调距滑块2顶部设置有一个内凹的滑槽， 横震滑块3底部设置有一个滑条滑动连接在调距滑块2的滑槽中， 横震滑块3底部的四个角上均固定连接有一组横波弹簧301，横波弹簧301的另一端固定连接在调距滑块2上，在使用时，通过横震滑块3底部的横波弹簧301与调距滑块2弹性连接，使横震滑块3在调距滑块2顶部前后滑动时，前后两侧的横波弹簧301分别在调距滑块2前后两侧拉伸，通过横震滑块3晃动模拟横向波长的震动，再通过横波弹簧301的弹性使横震滑块3恢复到初始位置。
进一步，横震滑块3顶部固定连接有一组摆动铰链轴302， 摆动固定块4底部的支撑铰链轴402铰链连接在摆动铰链轴302上， 摆动固定块4底部的两侧均固定连接有一组复位弹簧401，复位弹簧401弹性连接在横震滑块3上，在使用时， 摆动固定块4利用支撑铰链轴402通过外力在摆动铰链轴302上左右摆动，模拟桥梁在摆动固定块4发生扭转时的状态，再通过摆动固定块4底部的两组复位弹簧401与横震滑块3弹性连接使摆动固定块4保持水平，实现对桥梁抗扭转性的试验。
进一步，主梁压板5滑动连接在摆动固定块4的顶部，主梁压板5的底部螺纹啮合连接有一组调距螺母501将主梁压板5固定在摆动固定块4上， 主梁压板5内弹性连接有一组共振连杆502，共振连杆502顶部固定连接有一组呈L型的主梁连接座503，在使用时，通过操作人员扭动调距螺母501，以调整主梁压板5的位置与桥梁的主梁持平，使主梁连接座503的固定孔与主梁连接为一体，当桥梁主梁晃动时，通过共振连杆502同步主梁晃动，减少外界对桥梁主梁试验的影响，提高试验数据的准确度。
进一步，桥墩载板6上下滑动连接在摆动固定块4的向中心的一侧， 桥墩载板6上设置有一个连接孔， 桥墩载板6内螺纹啮合连接有一组载板螺栓601，载板螺栓601转动连接在摆动固定块4内，在使用时，通过操作人员转动载板螺栓601，使载板螺栓601通螺纹传动机构带动桥墩载板6在摆动固定块4内侧移动，调整使桥墩载板6位置通过连接孔与桥梁桥墩连接，可以适应不同结构的桥，实现对桥梁的固定。
工作原理：使用时，通过操作人员按动限位销201，将限位销201压缩弹簧收缩在调距滑块2中，使限位销201与滑轨卡槽102分离，使调距滑块2可以在适配滑轨101内左右滑动，松手后限位销201啮合在滑轨卡槽102内对调距滑块2的位置进行固定，使调距滑块2可以适应不同长度的桥梁模型，通过操作人员扭动调距螺母501，以调整主梁压板5的位置与桥梁的主梁持平，使主梁连接座503的固定孔与主梁连接为一体，通过共振连杆502同步主梁晃动，减少外界对桥梁主梁试验的影响，通过操作人员转动载板螺栓601，使载板螺栓601通螺纹传动机构带动桥墩载板6在摆动固定块4内侧移动，调整使桥墩载板6位置通过连接孔与桥梁桥墩连接，可以适应不同结构的桥对桥梁固定；通过在实验工作台1底部设置带有弹簧的纵波弹簧103，可以通过纵波弹簧103模拟纵向波长的振动，使实验工作台1可以在纵向进行晃动，通过横震滑块3底部的横波弹簧301与调距滑块2弹性连接，使横震滑块3在调距滑块2顶部前后滑动时，前后两侧的横波弹簧301分别在调距滑块2前后两侧拉伸，再通过横波弹簧301的弹性使横震滑块3恢复到初始位置，使横震滑块3晃动模拟横向波长的震动，摆动固定块4利用支撑铰链轴402通过外力在摆动铰链轴302上左右摆动，模拟桥梁在摆动固定块4发生扭转时的状态，再通过复位弹簧401的弹性连接使摆动固定块4保持水平，实现对桥梁抗扭转性的试验。
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。

Claims (7)

1.一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：包括实验工作台（1）；所述实验工作台（1）顶部两侧均滑动连接有一组适配滑轨（101）；所述实验工作台（1）顶部两侧分别设置有一组截面为工字形的调距滑块（2），两组调距滑块（2）滑动连接在适配滑轨（101）内；每组所述调距滑块（2）顶部滑动连接有一组横震滑块（3）；每组所述横震滑块（3）顶部均铰链连接有一组摆动固定块（4）；每组所述摆动固定块（4）顶部两侧分别滑动连接有一组主梁压板（5）；每组所述摆动固定块（4）朝向中心一侧的前后两侧均滑动连接有一组桥墩载板（6）。
2.根据权利要求1所述的一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：所述实验工作台（1）底部弹性连接有一组纵波弹簧（103），纵波弹簧（103）顶部均匀设置有固定连接的弹簧，纵波弹簧（103）顶部的弹簧与实验工作台（1）固定连接， 实验工作台（1）顶部两侧的适配滑轨（101）内分别滑动连接有一组调距滑块（2）。
3.根据权利要求1所述的一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：所述实验工作台（1）两侧的适配滑轨（101）内均设置有线性排列的滑轨卡槽（102），调距滑块（2）内部弹性连接有一组限位销（201），限位销（201）啮合连接在滑轨卡槽（102）中。
4.根据权利要求1所述的一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：所述调距滑块（2）顶部设置有一个内凹的滑槽， 横震滑块（3）底部设置有一个滑条滑动连接在调距滑块（2）的滑槽中， 横震滑块（3）底部的四个角上均固定连接有一组横波弹簧（301），横波弹簧（301）的另一端固定连接在调距滑块（2）上。
5.根据权利要求1所述的一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：所述横震滑块（3）顶部固定连接有一组摆动铰链轴（302）， 摆动固定块（4）底部的支撑铰链轴（402）铰链连接在摆动铰链轴（302）上， 摆动固定块（4）底部的两侧均固定连接有一组复位弹簧（401），复位弹簧（401）弹性连接在横震滑块（3）上。
6.根据权利要求1所述的一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：所述主梁压板（5）滑动连接在摆动固定块（4）的顶部，主梁压板（5）的底部螺纹啮合连接有一组调距螺母（501）将主梁压板（5）固定在摆动固定块（4）上， 主梁压板（5）内弹性连接有一组共振连杆（502），共振连杆（502）顶部固定连接有一组呈L型的主梁连接座（503）。
7.根据权利要求1所述的一种用于桥梁损伤识别试验的模块化钢混组合桥梁模型，其特征在于：所述桥墩载板（6）上下滑动连接在摆动固定块（4）的向中心的一侧， 桥墩载板（6）上设置有一个连接孔， 桥墩载板（6）内螺纹啮合连接有一组载板螺栓（601），载板螺栓（601）转动连接在摆动固定块（4）内。
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