一種斜拉橋模型試驗索力測試系統及方法
2023-07-20 12:15:01
專利名稱：一種斜拉橋模型試驗索力測試系統及方法
技術領域：
本發明涉及斜拉橋模型試驗索力測試領域，特別是一種斜拉橋模型試驗索力測試系統及方法。
背景技術：
目前實驗室斜拉橋模型試驗索力測試方法大都採用在拉索中部位置安裝拉力傳感器，安裝傳感器時往往要求在拉索軸線方向提供一定區域平坦面，具體實現時是對拉索進行打磨安裝或將拉索由中間斷索再將拉力傳感器進行串聯連接，當遇到採用鋼絞線斜拉索完成實驗時，這一平坦面將無法通過打磨提供，而斷索方法則改變拉索剛度，導致試驗數據誤差偏大，且不利於長期監測。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種斜拉橋模型試驗索力測試系統及方法，可以無需在斜拉索上提供平坦面，不需改變斜拉索的剛度，使用簡便快捷、成本低。為解決上述技術問題，本發明所採用的技術方案是:一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，包括斜拉索、與斜拉索連接的加力螺杆，斜拉索和加力螺杆穿過主梁與調力螺母連接，在主梁下端面與調力螺母上端面之間還設有楔形角度調整塊和壓力測試環。所述的楔形角度調整塊與主梁下端面接觸的端面為一楔形面，該楔形面的傾角與斜拉索的傾角相同。所述的壓力測試環外壁設有多個傳感器片。所述的楔形角度調整塊內壁設有橡膠墊。在主梁下端面還設有楔形角度墊塊，楔形角度墊塊與主梁下端面固定連接，楔形角度墊塊設有傾角與斜拉索的傾角相同的傾斜通孔，該傾斜通孔的直徑與楔形角度調整塊的外徑成間隙配合。主梁上端面還設有定位導管，定位導管的傾角與斜拉索的傾角相同。一種採用上述的系統進行索力測試的方法，包括以下步驟:
一、壓力測試環製作及標定:選用與斜拉索相同材質的並與楔形角度調整塊相同內徑和外徑的管材，在其正對四面位置的外壁上粘貼傳感器片，在實驗室內完成壓力測試環標定;
二、索力測試裝置安裝:定位導管與帶有穿索孔洞的主梁固定連接，並與主梁上的穿索孔洞形成過索通道；
斜拉索與加力螺杆連接依次穿過定位導管、楔形角度調整塊、壓力測試環後與調力螺母連接；
三、索力測試:通過旋轉調力螺母加力或卸力將斜拉索對調力螺母施加的軸向拉力，轉化為斜拉索通過調力螺母對壓力測試環產生的軸向壓力，直接通過與壓力測試環相連接的實驗儀器讀出索力大小； 通過上述步驟實現斜拉橋模型試驗索力測試。扭轉調力螺母時要緩慢均勻施加，待數據穩定3-5分鐘後再讀取索力大小。在步驟二中，在主梁的下端面還固定連接一塊楔形角度墊塊，將楔形角度調整塊置於楔形角度墊塊的傾斜通孔內。本發明提供的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統及方法，通過採用上述的結構和方法，將傾斜的受力通過楔形角度調整塊變更為沿斜拉索軸向的受力，從而可以將傾斜的可以在不需要改變斜拉索原有特性的基礎上精確的反映斜拉索的索力，受力可靠，操作簡單，可以做到快捷、實時、長期的索力測試。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。圖1為本發明的整體結構示意圖。圖2為本發明的優化方案的整體結構示意圖。圖3為本發明中壓力測試環的主視圖。圖4為本發明中壓力測試環的俯視圖。圖中:斜拉索1，定位導管2，楔形角度調整塊3，加力螺杆4，壓力測試環5，調力螺母6，主梁7，楔形角度墊塊8，傳感器片9。
具體實施例方式如圖1中，一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，包括斜拉索1、與斜拉索I連接的加力螺杆4，斜拉索I和加力螺杆4穿過主梁7與調力螺母6連接，在主梁7下端面與調力螺母6上端面之間還設有楔形角度調整塊3和壓力測試環5。由此結構，將傾斜的受力通過楔形角度調整塊3變更為沿斜拉索I軸向的受力。如圖1中，所述的楔形角度調整塊3與主梁7下端面接觸的端面為一楔形面，該楔形面的傾角與斜拉索I的傾角相同。如圖3、4中，所述的壓力測試環5外壁設有多個傳感器片9。本例中的傳感器片9採用電阻應變片，通過採用粘貼的方式與壓力測試環5外壁連接。優化的方案中，所述的楔形角度調整塊3內壁設有橡膠墊。如圖2中，在主梁7下端面還設有楔形角度墊塊8,楔形角度墊塊8與主梁7下端面固定連接,楔形角度墊塊8設有傾角與斜拉索I的傾角相同的傾斜通孔，該傾斜通孔的直徑與楔形角度調整塊3的外徑成間隙配合。從圖2中可以看出，當楔形角度調整塊3受到沿斜拉索I的軸向力後，楔形角度調整塊3還會受到沿主梁7下端面的分力，由此分力會對斜拉索I形成剪切，影響斜拉索I的強度或者使楔形角度調整塊3自身產生變形，設置的橡膠墊可以降低剪切力，減少變形。進一步的為避免楔形角度調整塊3沿主梁7下端面的滑動，通過設置的楔形角度墊塊8對楔形角度調整塊3進行限位，克服了沿主梁7下端面的分力的不利影響。主梁7上端面還設有定位導管2，定位導管2的傾角與斜拉索I的傾角相同。如圖1-4中，一種採用上述的系統進行索力測試的方法，包括以下步驟:
一、壓力測試環5製作及標定:選用與斜拉索I相同材質的並與楔形角度調整塊3相同內徑和外徑的管材，在其正對四面位置的外壁上粘貼傳感器片9，在實驗室內完成壓力測試環5標定；
二、索力測試裝置安裝:定位導管2與帶有穿索孔洞的主梁7固定連接，並與主梁7上的穿索孔洞形成過索通道；
斜拉索I與加力螺杆4連接依次穿過定位導管2、楔形角度調整塊3、壓力測試環5後與調力螺母6連接；
三、索力測試:通過旋轉調力螺母6加力或卸力將斜拉索I對調力螺母6施加的軸向拉力，轉化為斜拉索I通過調力螺母6對壓力測試環5產生的軸向壓力，直接通過與壓力測試環5相連接的實驗儀器讀出索力大小；
通過上述步驟實現斜拉橋模型試驗索力測試。扭轉調力螺母6時要緩慢均勻施加，待數據穩定3-5分鐘後再讀取索力大小。如圖2中，優化的方案中，在步驟二中，在主梁7的下端面還固定連接一塊楔形角度墊塊8，將楔形角度調整塊3置於楔形角度墊塊8的傾斜通孔內。從而，限定了楔形角度調整塊3沿主梁7下端面的滑動，也避免楔形角度調整塊3的自身變形，進一步提高測量精度。
權利要求
1.一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，包括斜拉索(I)、與斜拉索(I)連接的加力螺杆(4)，其特徵是:斜拉索(I)和加力螺杆(4)穿過主梁(7)與調力螺母(6)連接，在主梁(7)下端面與調力螺母(6)上端面之間還設有楔形角度調整塊(3)和壓力測試環(5)。
2.根據權利要求1所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:所述的楔形角度調整塊(3)與主梁(7)下端面接觸的端面為一楔形面，該楔形面的傾角與斜拉索(I)的傾角相同。
3.根據權利要求1或2所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:所述的壓力測試環(5 )外壁設有多個傳感器片(9 )。
4.根據權利要求3所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:所述的楔形角度調整塊(3)內壁設有橡膠墊。
5.根據權利要求3所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:在主梁(7)下端面還設有楔形角度墊塊(8),楔形角度墊塊(8)與主梁(7)下端面固定連接,楔形角度墊塊(8)設有傾角與斜拉索(I)的傾角相同的傾斜通孔，該傾斜通孔的直徑與楔形角度調整塊(3)的外徑成間隙配合。
6.根據權利要求3所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:主梁(7)上端面還設有定位導管(2)，定位導管(2)的傾角與斜拉索(I)的傾角相同。
7.一種採用權利要求1-6任一項所述的系統進行索力測試的方法，其特徵是包括以下步驟: 一、壓力測試環(5)製作及標定:選用與斜拉索(I)相同材質的並與楔形角度調整塊(3)相同內徑和外徑的管材，在其正對四面位置的外壁上粘貼傳感器片(9)，在實驗室內完成壓力測試環(5)標定； 二、索力測試裝置安裝:定位導管(2)與帶有穿索孔洞的主梁(7)固定連接，並與主梁(7)上的穿索孔洞形成過索通道； 斜拉索(I)與加力螺杆(4)連接依次穿過定位導管(2)、楔形角度調整塊(3)、壓力測試環(5)後與調力螺母(6)連接； 三、索力測試:通過旋轉調力螺母(6)加力或卸力將斜拉索(I)對調力螺母(6)施加的軸向拉力，轉化為斜拉索(I)通過調力螺母(6)對壓力測試環(5)產生的軸向壓力，直接通過與壓力測試環(5)相連接的實驗儀器讀出索力大小； 通過上述步驟實現斜拉橋模型試驗索力測試。
8.根據權利要求7所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:扭轉調力螺母(6)時要緩慢均勻施加，待數據穩定3-5分鐘後再讀取索力大小。
9.根據權利要求7所述的一種斜拉橋模型試驗索力測試系統，其特徵是:在步驟二中，在主梁(7)的下端面還固定連接一塊楔形角度墊塊(8)，將楔形角度調整塊(3)置於楔形角度墊塊(8)的傾斜通孔內。
全文摘要
一種斜拉橋模型試驗索力測試系統和方法，包括斜拉索、與斜拉索連接的加力螺杆，斜拉索和加力螺杆穿過主梁與調力螺母連接，在主梁下端面與調力螺母上端面之間還設有楔形角度調整塊和壓力測試環。一種採用上述的系統進行索力測試的方法，包括以下步驟一、壓力測試環製作及標定二、索力測試裝置安裝三、索力測試通過上述步驟實現斜拉橋模型試驗索力測試。本發明通過採用上述的結構和方法，將傾斜的受力通過楔形角度調整塊變更為沿斜拉索軸向的受力，從而可以將傾斜的可以在不需要改變斜拉索原有特性的基礎上精確的反映斜拉索的索力，受力可靠，操作簡單，可以做到快捷、實時、長期的索力測試。
文檔編號G01L5/00GK103105256SQ20131003275
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月29日 優先權日2013年1月29日
發明者符強, 李新 申請人:葛洲壩集團第五工程有限公司