CN114088322A - 一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及桥梁连接组件地震力响应数值模拟技术领域，具体为一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，包括实验平台以及实验平台上方设置用于实验的桥梁组件模型，实验平台表面开设有方形通孔，方形通孔上方搭接有震动板，震动板下方设置有震动组件，桥梁组件模型固定在两组固定柱顶端，实验平台上方设置且桥梁组件模型外侧设置有防护组件；有益效果为：震动板贴合震动辊表面，驱动电机带动驱动齿轮转动，带动震动辊转动，震动辊表面设置的震动块则对震动板纵向震动，调节驱动电机的转速，则等于调节桥梁组件模型的震动程度，从而使得桥梁组件模型先经历纵向震动，然后再轴向晃动，从而模拟地震对桥梁组件模型的影响。

Description

一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台

技术领域

本发明涉及桥梁连接组件地震力响应数值模拟技术领域，具体为一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台。

背景技术

随着我国道路交通的快速发展，道路交通中作为横跨江河湖海的桥梁数量逐年增多，由于桥梁的形状曲折、受力复杂、弯扭耦合效应显著，在历次地震破坏中，桥梁的破坏数量都占有相当大的比例。

传统的桥梁设计中需要对桥梁连接组件进行地震模拟实验，但是通常使用电脑软件直接进行模拟，没有对应的桥梁地震模拟实验平台，使得模拟数据均为理论数据，缺少实际数据，为此，本发明提出一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台用于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明中所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，包括实验平台，所述实验平台通过平台支架固定于水平面上的基座，所述实验平台在其两侧的平台支架处安装有挡板，所述实验平台的表面开设有供实验平台下方的震动组件伸出至实验平台上方的矩形通孔，震动组件穿过矩形通孔后与震动板接触，所述震动板顶端表面设置有用于固定桥梁组件模型的固定柱，所述实验平台上方在放置桥梁组件模型的外侧设置有防护组件。

进一步地讲，本发明中所述的震动板底端居中设置有限位块，限位块对应的平台支架处开设有供限位块插入的限位槽，限位块在限位槽内运动。

进一步地讲，本发明中所述的防护组件包括位于震动板两侧实验平台上的防护架，防护架向远离实验平台的上方延伸，且在防护架的顶部设置有挂板；挂板的下方设置有挂钩组件，所述防护架的内部设置有防倾斜组件。

进一步地讲，本发明中所述的挂钩组件包括防护块，在防护块的顶端连接有挂钩二，所述防护块的表面还开设有吊槽，所述挂钩二与固定环配合，所述固定环与挂板的底面固定连接。

进一步地讲，本发明中所述的防倾斜组件包括连接震动板两侧防护架的连接杆，连接杆上设置有与固定柱连接的横向防倾链；所述固定柱还通过纵向防倾链与挂板上的吊槽连接；所述纵向防倾链、横向防倾链在与固定柱连接的端部均设置有挂钩一，挂钩一与固定柱上的固定栓限位配合；所述连接杆为两组，且以桥梁组件模型的中心线对称分布，在每组连接杆上设置有与之配合的两组横向防倾链。

进一步地讲，本发明中所述的震动组件包括震动底板，在震动底板的顶部分别设置有与其相对滑动的滑动板以及与其相对固定的固定板，滑动板及固定板的上方设置有驱动组件驱动的震动组件，滑动板在滑动组件的带动下沿震动底板的表面滑动，所述滑动板呈“凹”字形结构。

进一步地讲，本发明中所述的驱动组件包括驱动电机，驱动电机的输出端连接有驱动齿轮，驱动齿轮通过与之连接的链条带动从动齿轮转动，从动齿轮位于震动组件的输入端。

进一步地讲，本发明中所述的震动组件包括限位板，限位板上通过转轴连接有震动辊，所述转轴的一端连接有从动齿轮；所述震动辊的表面设置有震动块，所述限位板呈“T”字形结构，所述震动块设置有多组，且两组震动块与一组震动辊配合。

进一步地讲，本发明中所述的滑动组件包括在震动底板上所加工的滑槽内滑动的滑块，滑块位于滑动板的底部，所述滑槽与滑块横截面均呈“T”字形结构；所述滑动板的顶端固定有连接块，连接块通过滑动轴与位于震动底板上的挡位块连接；所述滑动轴穿过挡位块的一端连接有转盘的连接槽；所述滑动轴与连接块采用螺纹配合。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1．本发明设计的震动板贴合震动辊表面，驱动电机带动驱动齿轮转动，通过链条带动从动齿轮转动，从而带动震动辊转动，震动辊表面设置的震动块则对震动板纵向震动，震动板设置的限位块与限位槽配合，限位槽对限位块水平限位，防止震动板向水平两侧移动，调节驱动电机的转速，则等于调节桥梁组件模型的震动程度，从而使得桥梁组件模型先经历纵向震动，然后再轴向晃动，从而模拟地震对桥梁组件模型的影响。

2．本发明设计的滑动轴穿过连接块后插接在转盘内部，滑动轴另一端穿过连接块且与连接块螺纹配合，滑动板为“凹”字形，连接块位于凹口处对滑动板限位，转动转盘带动滑动轴转动，通过连接块带动滑板下端设置的滑块在滑槽内滑动，从而调整两组震动组件的间距，模拟震源的远近。

3．本发明设计的横向防倾链和纵向防倾链底端的挂钩一与固定栓配合，对桥梁组件模型和固定柱进行横向及轴向的防护，防止实验中桥梁组件模型和固定柱倾倒摔坏而影响实验效果。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为图1在A处结构的放大示意图。

图3为本发明挂钩组件的立体结构示意图。

图4为本发明震动组件的立体结构示意图。

图5为本发明限位组件的立体结构示意图。

图6为本发明震动组件的主视立体结构示意图。

图7为本发明震动组件的后视立体结构示意图。

图8为本发明滑动组件的结构示意图。

图9为本发明限位滑动组件的立体结构示意图。

图10为本发明限位滑动组件的爆炸立体结构示意图。

图中：1、桥梁组件模型；2、震动底板；3、挡板；4、震动板；5、横向防倾链；6、纵向防倾链；7、挂板；8、连接杆；9、防护架；10、固定柱；11、实验平台；12、平台支架；13、挂钩一；14、固定栓；15、固定环；16、挂钩二；17、防护块；18、吊槽；19、转盘；20、限位板；21、震动辊；22、滑动板；23、驱动电机；24、滑槽；25、固定板；26、转轴；27、限位块；28、限位槽；29、震动块；30、驱动齿轮；31、链条；32、从动齿轮；33、挡位块；34、滑动轴；35、连接块；36、滑块；37、连接槽。

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图10，本发明提供一种技术方案：一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，包括用于放置桥梁组件模型1的实验平台11，实验平台11下方连接有平台支架12以及挡板3，实验平台11表面开设有矩形通孔，矩形通孔上方搭接有震动板4，震动板4下方设置驱动其运动的震动组件，所述震动板4的顶端设置有固定柱10，固定柱10与震动板4垂直设置。所述桥梁组件模型1固定在两组固定柱10的顶端，实验平台11在放置桥梁组件模型1位置处的外侧设置有防护组件；所述震动板4的底端居中设置有限位块27，限位块27能够插入到平台支架12所开设的限位槽28内，且限位槽28长宽均大于限位块27长宽，限位槽28能够对伸入至其内部的限位块27进行限位限位。

本发明中所述的防护组件包括防护架9、防护架9上方设置的挂板7、挂板7下方设置的挂钩组件以及防护架9内部设置的防倾斜组件，防护架9设置有两组，且两组防护架9均呈倒置的“U”字形结构。所述挂板7设置有三组，且挂钩组件设置在居中一组挂板7的下方；所述挂钩组件包括防护块17、挂钩二16、吊槽18、固定环15，其中挂钩二16位于防护块17的顶端，防护块17表面开设的吊槽18位于防护快17的表面，挂钩二16与固定环15配合，固定环15固定在挂板7下端表面。本发明中所述的防护块17呈圆柱状节结构，吊槽18设置有两组；防倾斜组件包括纵向防倾链6、横向防倾链5、、连接杆8、固定栓14，其中横向防倾链5的一端与连接杆8连接，纵向防倾链6的顶端与吊槽18配合连接，纵向防倾链6的底端以及横向防倾链5远离连接杆8的一端均设置有挂钩一13，并通过挂钩一13与固定栓14限位配合。本发明中所述的连接杆8设置有两组，且以桥梁组件模型1的中心线对称分布，连接杆8位于相邻的防护架9之间且连接杆8的两端固定于对应位置处的防护架9上，每组连接杆8上固定连接有两组横向防倾链5，固定栓14固定在固定柱10的表面。

本发明所述的震动组件包括震动底板2、震动底板2上设置有可滑动调节的滑动板22以及与震动底板2固定连接的固定板25，驱动组件以及从动组件分别安装于滑动板22及固定板25上，滑动组件用于实现滑动板22在震动底板2上的滑动调节；驱动组件包括驱动电机23，在驱动电机23的输出轴上连接有驱动齿轮30，所述驱动驱动齿轮30与链条31咬合传动，所述链条31还连接有从动齿轮32，从动齿轮32位于从动组件的输入端。所述驱动组件设置有两组，一组设置在滑动板22上，另一组设置在固定板25上；所述从动组件包括安装有从动齿轮32的转轴26，传动轴26上套接有震动辊21，转轴26的两端通过轴承结构安装于两侧设置的限位板20上，所述震动辊21表面设置的震动块29。所述震动组件分别设置于滑动板22、固定板25上。限位板20设置有多组，且两组限位板20与转轴26配合对震动辊21限位，限位板20呈“T”字形结构，转轴26与从动齿轮32连接，震动块29设置有多组，且两组震动块29与一组震动辊21配合；滑动组件包括滑块36、滑块36配合的滑槽24、转盘19、转盘19表面居中开设的连接槽37、连接槽37配合的滑动轴34以及滑动轴34配合的挡位块33和连接块35，滑槽24开设在震动底板2表面，滑块36设置在滑动板22表面，且滑槽24与滑块36横截面均呈“T”字形结构，连接块35固定在滑动板22表面，挡位块33固定在震动底板2表面且对滑动板22限位，滑动轴34插接在挡位块33、连接块35和连接槽37内部，且滑动轴34与连接块35螺纹配合。

工作原理：需要实验时，先通过桥梁组件模型1的长度调整固定在震动板4上端的固定柱10的间距，然后将桥梁组件模型1固定在固定柱10顶端。再通过横向防倾链5和纵向防倾链6底端的挂钩一13与固定栓14配合，对桥梁组件模型1和固定柱10防护，防止实验中桥梁组件模型1和固定柱10倾倒摔坏，影响实验效果。固定完成后，此时震动板4贴合震动辊21表面，启动驱动电机23，驱动电机23带动驱动齿轮30转动，通过链条31带动从动齿轮32转动，从而带动震动辊21转动，震动辊21表面设置的震动块29则对震动板4纵向震动，震动板4设置的限位块27与限位槽28配合，限位槽28对限位块27水平限位，防止震动板4向水平两侧移动，调节驱动电机23的转速，则等于调节桥梁组件模型1的震动程度，从而使得桥梁组件模型1先经历纵向震动，然后再轴向晃动，从而模拟地震对桥梁组件模型1的影响。

通过滑动组件调整两组震动组件的间距，来模拟震源的远近，此时转动转盘19，带动滑动轴34转动，滑动轴34与连接块35螺纹配合，则通过连接块35带动滑动板22滑动，挡位块33在震动底板2最外侧，则对滑动板22限位，防止滑动板22滑动到震动底板2外侧。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，包括实验平台（11），所述实验平台（11）通过平台支架（12）固定于水平面上的基座，所述实验平台（11）在其两侧的平台支架（12）处安装有挡板（3），其特征在于：所述实验平台（11）的表面开设有供实验平台（11）下方的震动组件伸出至实验平台（11）上方的矩形通孔，震动组件穿过矩形通孔后与震动板（4）接触，所述震动板（4）顶端表面设置有用于固定桥梁组件模型（1）的固定柱（10），所述实验平台（11）上方在放置桥梁组件模型（1）的外侧设置有防护组件。

2.根据权利要求1所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述震动板（4）底端居中设置有限位块（27），限位块（27）对应的平台支架（12）处开设有供限位块（27）插入的限位槽（28），限位块（27）在限位槽（28）内运动。

3.根据权利要求1所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述防护组件包括位于震动板（4）两侧实验平台（11）上的防护架（9），防护架（9）向远离实验平台（11）的上方延伸，且在防护架（9）的顶部设置有挂板（7）；挂板（7）的下方设置有挂钩组件，所述防护架（9）的内部设置有防倾斜组件。

4.根据权利要求3所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述挂钩组件包括防护块（17），在防护块（17）的顶端连接有挂钩二（16），所述防护块（17）的表面还开设有吊槽（18），所述挂钩二（16）与固定环（15）配合，所述固定环（15）与挂板（7）的底面固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述防倾斜组件包括连接震动板（4）两侧防护架（9）的连接杆（8），连接杆（8）上设置有与固定柱（10）连接的横向防倾链（5）；所述固定柱（10）还通过纵向防倾链（6）与挂板（7）上的吊槽（18）连接；所述纵向防倾链（6）、横向防倾链（5）在与固定柱（10）连接的端部均设置有挂钩一（13），挂钩一（13）与固定柱（10）上的固定栓（14）限位配合；所述连接杆（8）为两组，且以桥梁组件模型（1）的中心线对称分布，在每组连接杆（8）上设置有与之配合的两组横向防倾链（5）。

6.根据权利要求1所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述震动组件包括震动底板（2），在震动底板（2）的顶部分别设置有与其相对滑动的滑动板（22）以及与其相对固定的固定板（25），滑动板（22）及固定板（25）的上方设置有驱动组件驱动的震动组件，滑动板（22）在滑动组件的带动下沿震动底板（2）的表面滑动，所述滑动板（22）呈“凹”字形结构。

7.根据权利要求6所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机（23），驱动电机（23）的输出端连接有驱动齿轮（30），驱动齿轮（30）通过与之连接的链条（31）带动从动齿轮（32）转动，从动齿轮（32）位于震动组件的输入端。

8.根据权利要求7所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述震动组件包括限位板（20），限位板（20）上通过转轴（26）连接有震动辊（21），所述转轴（26）的一端连接有从动齿轮（32）；所述震动辊（21）的表面设置有震动块（29），所述限位板（20）呈“T”字形结构，所述震动块（29）设置有多组，且两组震动块（29）与一组震动辊（21）配合。

9.根据权利要求6所述的一种桥梁连接组件地震力响应数值模拟用实验平台，其特征在于：所述滑动组件包括在震动底板（2）上所加工的滑槽（24）内滑动的滑块（36），滑块（36）位于滑动板（22）的底部，所述滑槽（24）与滑块（36）横截面均呈“T”字形结构；所述滑动板（22）的顶端固定有连接块（35），连接块（35）通过滑动轴（34）与位于震动底板（2）上的挡位块（33）连接；所述滑动轴（34）穿过挡位块（33）的一端连接有转盘（19）的连接槽（37）；所述滑动轴与连接块（35）采用螺纹配合。

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