一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座的製作方法

2023-06-09 17:24:01 1

專利名稱：一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座的製作方法
技術領域：
本發明屬於橋梁試驗設備領域，特別涉及一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座。
背景技術：
目前用於橋梁試驗的支座基本上是單一的固定鉸支座或者活動鉸支座，功能單一。在進行橋梁試驗時，如需改變橋梁結構的受力體系，比如連續梁橋變連續剛構橋時，往往需要更換橋梁支座或重新澆築橋墩，這不僅需要耗費大量時間，也增加了試驗費用。現有的橋梁試驗支座不能通過自身功能的變化來改變橋梁結構的整體受力體系。並且，現有試驗梁的橋墩也是單一固定剛度的，不能進行墩梁剛度比變化的相關對比試驗。

發明內容
為了改善橋梁試驗支座結構功能的單一性，做到一墩多用，提高試驗效率，本裝置提供了一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座，通過螺栓改變支座本身的構造，以此來達到改變橋梁結構整體受力的功能，可快速有效的實現由連續梁到連續剛構橋或連續剛構橋到連續梁橋的改變，且配合分片式橋墩可以改變墩的剛度。本發明採用的技術方案為該試驗支座包括墩帽和支座，墩帽通過螺栓與橋墩固定連接，支座通過螺栓與墩帽固定連接。支座分為上底板和下底板兩部分，上底板下表面的兩端設置兩條相互平行的上耳板，下底板上表面的兩端各設置兩條相互平行的下耳板，左右兩側兩條下耳板分別與左右兩側位置相對的一條上耳板配合。所述支座分為固定鉸支座、活動鉸支座和剛性支座三種形式支座的上耳板與下耳板上分別設置3個位置相對的螺孔；上底板與下底板之間通過上下耳板中間的螺孔進行螺栓連接，構成固定鉸支座；支座的上耳板與下耳板上分別設置1個位於中間的長圓形孔以及2個位於長圓形孔兩側的螺孔；上底板與下底板之間通過上下耳板中間的長圓形孔進行螺栓連接，構成活動鉸支座；固定鉸支座的上底板與下底板之間通過上下耳板3個螺孔進行螺栓連接，或者活動鉸支座的上底板與下底板之間通過上下耳板的長圓形孔及兩端螺孔進行螺栓連接，構成剛性支座。所述墩帽分為兩端墩帽和中間墩帽；鉸支座與兩端墩帽連接、或與中間墩帽連接、 或與兩端墩帽及中間墩帽同時連接，配合分片式橋墩，實現橋墩剛度變化。本發明的有益效果為本發明裝置簡單，便於操作；功能多元，通過改變墩帽的不同組合方式，可模擬橋梁在不同墩梁剛度比的相關試驗內容；不用重新澆築橋墩即可具備模擬連續梁和連續剛構橋的功能；能夠快速實現連續梁橋和連續剛構橋受力體系的轉換；可以模擬不同剛度橋墩的試驗內容，克服了以往橋梁試驗中橋墩剛度單一的局限；提高試驗效率，節約試驗費用。


圖1(a)、圖1(b)和圖1(c)分別為固定鉸支座上底板的主視圖、俯視圖和側視圖；圖2(a)、圖2(b)和圖2(c)分別為固定鉸支座下底板的主視圖、俯視圖和側視圖；圖3(a)、圖3(b)和圖3(c)分別為活動鉸支座上底板的主視圖、俯視圖和側視圖；圖4(a)、圖4(b)和圖4(c)分別為活動鉸支座下底板的主視圖、俯視圖和側視圖；圖5(a)、圖5(b)和圖5(c)分別為兩端墩帽的主視圖、俯視圖和側視圖；圖6(a)、圖6(b)和圖6(c)分別為中間墩帽的主視圖、俯視圖和側視圖；圖7為固定鉸支座示意圖；圖8為固定鉸支座改為剛性支座的示意圖；圖9為活動鉸支座示意圖；圖10為活動鉸支座改為剛性支座的示意圖；圖11為固定鉸支座、中間墩帽+兩端墩帽與分片式橋墩連接示意圖；圖12為固定鉸支座、中間墩帽與分片式橋墩連接示意圖；圖13為固定鉸支座、兩端墩帽與分片式橋墩連接示意圖。圖中標號1-上底板；21-上耳板；22-下耳板；3_肋板；4_下底板。
具體實施例方式本發明提供了一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明做進一步說明。如圖1-圖6所示，橋梁試驗支座包括墩帽和支座兩部分，墩帽通過螺栓與橋墩固定連接，支座通過螺栓與墩帽固定連接。支座分為上底板1和下底板4兩部分，上底板1下表面的兩端設置兩條相互平行的上耳板21，下底板4上表面的兩端各設置兩條相互平行的下耳板22，左右兩側兩條下耳板22分別與左右兩側位置相對的一條上耳板21配合。上耳板21與下耳板22的兩側設置多條肋板3。上底板1通過頂部鋼筋與梁連接。所述支座分為固定鉸支座、活動鉸支座和剛性支座三種形式支座的上耳板21與下耳板22上分別設置3個位置相對的螺孔；上底板1與下底板4之間通過上下耳板中間的螺孔進行螺栓連接，構成固定鉸支座，如圖7所示。支座的上耳板21與下耳板22上分別設置1個位於中間的長圓形孔以及2個位於長圓形孔兩側的螺孔；上底板1與下底板4之間通過上下耳板中間的長圓形孔進行螺栓連接，構成活動鉸支座，如圖9所示。固定鉸支座的上底板1與下底板4之間通過上下耳板3個螺孔進行螺栓連接，或者活動鉸支座的上底板1與下底板4之間通過上下耳板的長圓形孔及兩端螺孔進行螺栓連接，構成剛性支座，如圖8和圖10所示。墩帽分為兩端墩帽和中間墩帽；鉸支座與兩端墩帽連接、或與中間墩帽連接、或與兩端墩帽及中間墩帽同時連接，配合分片式橋墩，實現橋墩剛度的變化。示例波紋鋼腹板剛構橋縱向動力特性試驗研究為了研究橋墩剛度對波紋鋼腹板連續剛構橋縱橋向動力特性的影響，試驗模型包括試驗梁和橋墩。試驗梁為三跨變截面梁，其中1根為波紋鋼腹板組合箱梁，另1根為混凝土箱梁，分別編號為梁；為了模擬不同的墩梁剛度比情況，採用分片式橋墩，利用墩帽的不同組合將橋墩截面改變；試驗梁和橋墩之間通過固定鉸支座及墩帽實現墩梁連接。橋墩包括錨固部分和墩身，為改變橋墩截面，即改變橋墩剛度，橋墩由3片三個薄壁墩組成，3片薄壁墩縱橋向厚度分別為60mm，150mm和60mm，橫橋向尺寸相同，均為500mm， 高度同為800mm。橋墩的中間截面+兩端截面的面積和為Al，中間截面的面積為A2，兩端截面的面積和為A3。固定鉸支座、墩帽及橋墩的連接分別如圖11、圖12、圖13所示。通過對每個工況隨機採樣數據進行時域方法進行模態分析，最終得到連續剛構橋模型縱向每個工況的基階自振頻率，如表1所示。 表1縱橋向自振頻率實測值
編號橋墩截面頻率(Hz)
Al17. 120
11#梁 A215. 272A37. 782
Al29.175
12#梁A227.942
A314. 279根據連續剛構橋試驗模型設計尺寸，利用有限元軟體MIDAS分別建立波紋鋼腹板連續剛構橋和混凝土連續剛構橋梁單元模型，梁墩之間採用MIDAS軟體自帶的彈性連接類型中的剛性連接，模擬墩梁剛接。分別計算了不同梁墩剛度比時連續剛構橋縱橋向基階自振頻率，並與實測值進行對比如表2所示。表2縱橋向自振頻率計算與實測對比
權利要求
1.一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座，包括墩帽和支座，其特徵在於 墩帽通過螺栓與橋墩固定連接，支座通過螺栓與墩帽固定連接；支座分為上底板(1)和下底板(4)兩部分，上底板(1)下表面的兩端設置兩條相互平行的上耳板(21)，下底板(4)上表面的兩端各設置兩條相互平行的下耳板(22)，左右兩側兩條下耳板(2 分別與左右兩側位置相對的一條上耳板配合；上耳板與下耳板 (22)的兩側設置多條肋板。所述支座分為固定鉸支座、活動鉸支座和剛性支座三種形式支座的上耳板與下耳板0 上分別設置3個位置相對的螺孔；上底板(1)與下底板(4)之間通過上下耳板中間的螺孔進行螺栓連接，構成固定鉸支座；支座的上耳板與下耳板0 上分別設置1個位於中間的長圓形孔以及2個位於長圓形孔兩側的螺孔；上底板(1)與下底板(4)之間通過上下耳板中間的長圓形孔進行螺栓連接，構成活動鉸支座；固定鉸支座的上底板(1)與下底板(4)之間通過上下耳板3個螺孔進行螺栓連接，或者活動鉸支座的上底板(1)與下底板(4)之間通過上下耳板的長圓形孔及兩端螺孔進行螺栓連接，構成剛性支座。
2.根據權利要求1所述的一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座，其特徵在於，所述墩帽分為兩端墩帽和中間墩帽；支座與兩端墩帽連接、或與中間墩帽連接、或與兩端墩帽及中間墩帽同時連接，配合分片式橋墩，實現橋墩剛度的變化。
全文摘要
本發明屬於橋梁試驗設備領域，特別涉及一種能夠改變使用功能的橋梁試驗支座。包括墩帽和支座，墩帽通過螺栓與橋墩固定連接，支座通過螺栓與墩帽固定連接；支座分為上底板和下底板兩部分，且分別設置耳板和肋板；支座通過耳板上螺孔的形狀以及螺栓的使用分為固定鉸支座、活動鉸支座和剛性支座三種形式；墩帽分為可單獨或組合使用的兩端墩帽和中間墩帽，通過與分片式橋墩配合以改變墩的剛度。為了改善橋梁試驗支座結構功能的單一性，做到一墩多用，提高試驗效率，通過螺栓改變支座本身的構造，以此來達到改變橋梁結構整體受力的功能，可快速有效的實現由連續梁到連續剛構橋或連續剛構橋到連續梁橋的改變。
文檔編號G01M5/00GK102539094SQ20121000643
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者劉保東 申請人:北京交通大學