CN217542423U - 一种环道足尺加载装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种环道足尺加载装置，其包括主框架、设置在主框架上的升降加载框架、设置在升降加载框架上的横移加载梁以及连接在横移加载梁下方的加载车桥，升降加载框架通过加载液压伺服作动器控制其升降；本实用新型采用标准重载车桥作为加载核心，可通过液压并配合配重的加载方式进行加速加载试验，同时具有顶点疲劳振动功能，可以模拟所有桥型和路面的铺装试验，模拟的实际载荷更加准确。

Description

一种环道足尺加载装置

技术领域

本实用新型涉及一种环道足尺加载装置。

背景技术

随着经济社会的发展，对于道路和桥梁建设技术的要求越来越高，但长期以来路面及桥面铺装的（特别是钢桥面）早期损坏、使用寿命不足问题，桥铺装与桥梁上部结构的协调设计等问题一直是我国公路和桥梁工程技术发展与提升的瓶颈问题，制约着我国交通运输服务水平的进一步提升。 着力突破当前路面铺装领域的基础设计理论和技术瓶颈，完善公路、桥梁多尺度一体化研究技术手段，发展具有自主知识产权的一款适应国内试验情况的足尺加速加载装置，变得尤为重要。

目前公路材料研究手段根据模型的大小一般分为小型模型试验，中型模型试验和足尺模型试验三类。小型模型试验主要指当前比较普遍使用的室内试验。这些试件模型的尺寸比较小，便于直接放置在各种试验设备上进行检测，试验过程中环境和荷载条件比较好控制，试验数据的精度比较高，试验成本比较低，便于普遍使用。但另一方面，由于试件模型的尺寸比较小，试验过程中的边界条件与实际工程情况存在明显的差异，导致试验结果与实际情况存在一定的差异，在实际的使用过程中往往需要进行修正。同样，由于尺寸限制，这种试验方法主要用于评价各种材料间相对的力学性能，无法进行结构性试验。为了弥补小型模型试验的不足，减少边界条件对试验结果的影响，尽量拟合实际的工程情况，开发了中型模型试验，如大梁试验、室内小型环道试验、直道试验等。这些试验的模型尺寸一般相当于小型模型试验的 10 倍以上，试件条件与实际工程更加接近，因此，试验结论往往比小型试验更接近于实际情况。这种试验不仅可评价材料本身的性能，同时也可分析结构体系的影响。由于试验试件的尺寸增加，试验过程中的环境和荷载控制更加复杂，实验规模和成本明显增加。同样，由于试件尺寸的限制，对于大型结构的分析，和整体结构系统的分析仍显不足。这种类型的试验以材料性能试验为主，结构分析为辅。为此，足尺模型试验应运而生。采用与实际工程相同或相近的材料类型和结构形式，以及相同或相近的荷载形式。足尺模型试验的结论与实际工程情况最接近，也被国内外工程技术人员所公认，是一个试验研究机构水平的标志。

当前国内外足尺模型试验主要有：足尺环道试验、足尺加速加载试验等。目前我国的足尺半轴模型试验系统主要是四套加速加载试验设备，分别在交通运输部公路科学研究所、长安大学、同济大学和辽宁交通科学研究院。半轴的加载方式尚未完全模拟实际载荷，车辆加载跟车桥悬挂、轴型都有很大关系。故全车桥的加速加载装置的研究有非常重要意义。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种环道足尺加载装置，更能模拟实际载荷。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种环道足尺加载装置，其包括主框架、设置在主框架上的升降加载框架、设置在升降加载框架上的横移加载梁以及连接在横移加载梁下方的加载车桥。

进一步的，所述升降加载框架通过加载液压伺服作动器控制其升降。

进一步的，所述横移加载梁横向套置在升降加载框架上，在横移加载梁与升降加载框架的边框之间设有油缸。

进一步的，所述加载车桥通过车桥过度梁与横移加载梁连接，所述车桥过度梁通过均载轴与横移加载梁转动连接。

进一步的，所述均载轴设置在车桥过度梁的中部位置，在车桥过度梁的两端与横移加载梁之间设有平衡拉杆，所述平衡拉杆的两端分别与车桥过度梁和横移加载梁铰连。

进一步的，在所述加载车桥上连接有直驱电机。

进一步的，在主框架上设有发电机组、滑触线手电靴以及蓄能装置。

进一步的，在主框架的左右两侧均设有导向轮组和侧面导向轮组，所述导向轮组上下成对设置，侧面导向轮组设置在两个导向轮组之间。

进一步的，还包括设置在试验路面两侧的轨道导向装置。

本实用新型的积极效果为：本实用新型采用标准重载车桥作为加载核心，可通过液压并配合配重的加载方式进行加速加载试验，同时具有顶点疲劳振动功能，可以模拟所有桥型和路面的铺装试验，模拟的实际载荷更加准确。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型图1的左视示意图；

图3为本实用新型图1的俯视示意图；

图4为本实用新型轴测图。

具体实施方式

如附图1-4所示，本实用新型包括导向轮组1、侧面导向轮组2、液压模块3、主框架4、蓄能装置5、电气控制系统6、滑触线手电靴7、横移加载梁8、加载车桥9、车桥过度梁10、均载轴11、直驱电机12、平衡拉杆13、升降加载框架14、发电机组15以及加载液压伺服作动器16。

导向轮组1和侧面导向轮组2均设置在主框架4的左右两侧，与轨道导向系统配合，使主框架4沿轨道导向系统移动。导向轮组1上下成对设置，侧面导向轮组2设置在两个导向轮组1之间。轨道导向系统包括立柱以及安装在立柱上的轨道，导向轮组1和侧面导向轮组2与导轨配合，为整个装置提供导向和支撑。导轨由合金结构钢焊接而成，三个导向面焊接NM360钢板，提高轨道的耐磨性。导轨采用标准段6米进行模块化设计，可以互换及延长拼接等。模块化设计使装置能适应各种长度的试验段的组合试验，只是固定基础发生变化。作为导轨的立柱固定基础可以采用预制基础的形式，快速展开试验准备工作。极大缩短了工期及降低现场的施工难度。导向轮组1和侧面导向轮组2采用35CrMo，表面经淬火处理提高表面质量和耐磨性。

在主框架4上通过加载液压伺服作动器16连接有升降加载框架14，利用加载液压伺服作动器16控制升降加载框架14的上下移动，同时在升降加载框架14上设有导向柱，在主框架4上设有与导向柱相适配的通孔。

升降加载框架14为矩形框架结构，其左右两侧边为方管，前后两侧边为圆管，在前后两侧边上套置有横移加载梁8，两个横移加载梁8之间设有横梁，在升降加载框架14的边框与横梁之间设有油缸17，利用油缸17推动横移加载梁8实现横向移动。

横移加载梁8的中部通过均载轴11转动连接有车桥过度梁10，均载轴11也位于车桥过度梁10的左右中点位置，并且在车桥过度梁10的左右两端均铰连有平衡拉杆13，平衡拉杆13的另一端与横移加载梁8铰连，加载车桥9与车桥过度梁10固定连接，同时在加载车桥9上连接有直驱电机12。

本实用新型采用双模驱动的形式，在主框架4上安装有发电机组15、滑触线手电靴7以及蓄能装置5，在不具备供电场合，可以采用燃油驱动进行加载，具有供电条件则可以采用滑触线供电。

轨道导向系统在装置进行加载试验时可提供反作用力，同时还可以在主框架4上增加配重。

本实用新型主要完成足尺车桥的路面和桥面的加速加载的试验，具有加载力连续可调，液压和配重组合加载选择方式。同时对路面材料试验时具有单点的静态疲劳加载功能。可采用工业无线实现远程控制和相关工艺参数采集，装置设有户外控制仓，主要完成装置的控制和基础数据的采集处理。

液压模块3为升降加载框架14和油缸17提供动力并进行控制，通过压力和位移的反馈实现对加载力的精确控制以及固定点的加载疲劳试验，液压模块集静态加载及动态疲劳加载于一身。

车桥过度梁10是传递加载力的核心部件，车桥过度梁10通过中间的均载轴11实载荷的左右平衡，使车桥左右轮胎实现载荷分布均匀，使装置加载过程中更贴近与实际加载，克服了一般液压加载的偏载现象。正常载重车在行驶过程各个半轴轮组是贴合地面的，基本是左右对称布置。对于双联轴的车桥，双联轴是通过一个公用的承载轴实现4组轮胎前后同时着地的。随着越来越多足尺加速装置的增多，依靠支座轨道反力提供加载力的支撑实现加载。增加均载轴11有效的解决了左右轮组不均的问题，满足了各种不平度路面的测试，实现了路面不平度的全覆盖，更加真实的体现了实际车桥的加载情况。

Claims (9)

1.一种环道足尺加载装置，其特征在于其包括主框架（4）、设置在主框架（4）上的升降加载框架（14）、设置在升降加载框架（14）上的横移加载梁（8）以及连接在横移加载梁（8）下方的加载车桥（9）。

2.根据权利要求1所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于所述升降加载框架（14）通过加载液压伺服作动器（16）控制其升降。

3.根据权利要求1或2所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于所述横移加载梁（8）横向套置在升降加载框架（14）上，在横移加载梁（8）与升降加载框架（14）的边框之间设有油缸（17）。

4.根据权利要求1所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于所述加载车桥（9）通过车桥过度梁（10）与横移加载梁（8）连接，所述车桥过度梁（10）通过均载轴（11）与横移加载梁（8）转动连接。

5.根据权利要求4所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于所述均载轴（11）设置在车桥过度梁（10）的中部位置，在车桥过度梁（10）的两端与横移加载梁（8）之间设有平衡拉杆（13），所述平衡拉杆（13）的两端分别与车桥过度梁（10）和横移加载梁（8）铰连。

6.根据权利要求1所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于在所述加载车桥（9）上连接有直驱电机（12）。

7.根据权利要求1所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于在主框架（4）上设有发电机组（15）、滑触线手电靴（7）以及蓄能装置（5）。

8.根据权利要求1所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于在主框架（4）的左右两侧均设有导向轮组（1）和侧面导向轮组（2），所述导向轮组（1）上下成对设置，侧面导向轮组（2）设置在两个导向轮组（1）之间。

9.根据权利要求1所述的一种环道足尺加载装置，其特征在于还包括设置在试验路面两侧的环形轨道导向装置。

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