内河框架码头结构水流荷载现场试验系统的制作方法
【专利摘要】本发明的目的是提供一种测试系统，以准确、长期稳定地测试架空直立式码头结构（桩、柱、横梁、横撑）上的水流荷载。为实现本发明创造目的而采用的技术方案是这样的，内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，包括钢带、盖板、密封板和若干压力传感器。在所述钢带上开有若干通孔。使用时，所述钢带箍在组成内河框架码头的入水构件上。所述通孔的内侧孔口与所述入水构件接触、外侧孔口背向所述入水构件。所述压力传感器安装在所述通孔内，所述钢带与所述入水构件接触的一侧安装有密封板，所述密封板挡住所述通孔的内侧孔口。所述钢带背向所述入水构件的一侧安装盖板，所述盖板不完全挡住所述通孔的外侧孔口。
【专利说明】内河框架码头结构水流荷载现场试验系统
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及水流荷载测试领域。
【背景技术】
[0002]长江上游不管是天然河段还是渠化河段，重要码头中大都采用架空直立式框架码头结构。与长江中下游和沿海高桩码头相比，内河架空直立式框架码头结构的水文环境和结构形式更为独特。一方面，长江上游主要属于山区河流，地形条件复杂，天然河段往往坡陡流急、水位变幅大，而渠化河段水文条件和地质条件更为复杂，如三峡库区码头建设面临的长时间(6个月左右)大水深(> 20m)、年复出现的大水位差(> 20m)和大流速(大于3m/s)的复杂水文环境。另一方面，山区河流架空直立式码头结构高度大(> 40m)，且采用全直桩排架结构形式，构件尺寸(桩基直径1.5m?3.0m)大，排架结构阻水效应明显架空直立式码头结构设计中水流荷载往往成为主导可变作用，水流荷载的准确计算显得尤为重要。
[0003]港口码头设计中水流荷载的计算采用《港口工程荷载规范》(JTS144-1-2010)，该规范计算水流荷载主要以单桩、排桩为主，对长江中下游和沿海低流速较为适用，而对流速大、结构高且以排架形式受力为主的内河架空直立式码头而言，对水流荷载计算方法开展针对性研究十分必要。
[0004]目前，测量水流荷载依赖于现有的压力传感器(配合变送器)。值得说明的是，采用压力传感器测量液体压力时，传感器的安装位置必须合理才能够测准；另外，还需要避免静水压力过大，超过传感器量程，造成传感器损坏，以及泥沙或者漂浮物阻塞传感器，造成传感器失效。
[0005]值得说明的是，在组成架空直立式码头的入水构件(柱、梁等)上安装本领域经常使用的压力传感器是困难的。原因之一是，现有的传感器通常制成圆柱状或长条状，其首端为压力测试端、尾端为引线导出端。只有使得传感器的首端面对受压的方向，才能获得准确的测量值。而入水构件所处的环境复杂，其表面上各个点所受到的压力方向难以确定，且瞬息万变。原因之二是，难以通过常规方式将传感器固定在入水构件外表面，特别是需要使得传感器的首端面向迎水面时，就必须将传感器纤细的尾端固定在入水构件的外表面，在长时间水流冲击下，传感器很容易脱落。原因之三是，传感器本身具有一定体积，且还有一段引线导出至变送器，当其固定在入水构件的外表面时，会产生阻力，影响测量结果的真实性。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种测试系统，以准确、长期稳定地测试架空直立式码头结构(桩、柱、横梁、横撑)上的水流荷载。
[0007]为实现本发明创造目的而采用的技术方案是这样的，内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，包括钢带、盖板、密封板和若干压力传感器。
[0008]在所述钢带上开有若干通孔。使用时，所述钢带箍在组成内河框架码头的入水构件上。所述通孔的内侧孔口与所述入水构件接触、外侧孔口背向所述入水构件。
[0009]所述压力传感器安装在所述通孔内，所述钢带与所述入水构件接触的一侧安装有密封板，所述密封板挡住所述通孔的内侧孔口。所述钢带背向所述入水构件的一侧安装盖板，所述盖板不完全挡住所述通孔的外侧孔口。
[0010]本发明所公开的系统带来的技术效果是显著的:1)能测试构件不同表面水流阻力的分布情况；2)易于进行安装和拆卸；3)适用于各种复杂条件下水流阻力测试；4)测试系统应具有较高的稳定性和可靠性。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]本发明创造的装置可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明。
[0012]图1为本发明一个实施例中使用状态参考图；
[0013]图2为本发明另一个实施例中使用状态参考图；
[0014]图3为钢带上的一个通孔示意图；
[0015]图4为传感器安装示意图；
[0016]图5为本发明结构图；
[0017]图6为图5的A-A剖视图。
[0018]图中:1 一入水构件，2 —钢带，3 —压力传感器，5 —通孔，5-1圆形通孔，5_2条形通孔，6 —条形槽，8 —盖板，7引线，9 一螺钉I，10 —密封板，11 一螺钉II
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例对本发明创造作进一步说明，但不应该理解为本发明创造上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明创造上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明创造的保护范围内。
[0020]内河架空直立式码头结构水流荷载现场试验系统，包括钢带2、盖板8、密封板10和若干压力传感器3。
[0021]在所述钢带2上开有若干通孔5。使用时，所述钢带2箍在组成内河架空直立式框架码头的入水构件I上，即从所述入水构件I的截面图上看，所述钢带2环绕入水构件I一周。参见图1和2，实施例中，所述入水构件I为河架空直立式码头底部的柱体，其横截面为圆形或矩形。所述钢带2具有较好的韧性，可以抱箍并贴合在所述入水构件I的外表面。即所述钢带2的内侧与入水构件I的外表面贴合、钢带2的外侧背向入水构件I并与水流接触。
[0022]所述通孔5的内侧孔口与所述入水构件I接触、外侧孔口背向所述入水构件I。即所述通孔5贯穿钢带2，一个孔口(内侧孔口)在钢带2的内侦彳、另一个孔口(外侧孔口)在钢带2的外侧。
[0023]所述压力传感器3安装在所述通孔5内，所述钢带2与所述入水构件I接触的一侧安装有密封板10，所述密封板10挡住所述通孔5的内侧孔口。实施例中，在所述压力传感器3放入通孔5之前即安装密封板10。安装的方式参见图6，即所述密封板10通过若干螺钉II 11安装在钢带2的内侧，将通孔5的内侧孔口封住。作为优选，所述密封板10与内侧孔口四周的结合处具有气密性。[0024]所述钢带2背向所述入水构件I的一侧安装盖板8，所述盖板8不完全挡住所述通孔5的外侧孔口。实施例中，将所述压力传感器3放入通孔5之后才安装盖板8，安装的方式参见图6，即所述盖板8通过若干螺钉I 9安装在钢带2的外侧。所述盖板8将压力传感器3挡在通孔5内，但并不完全封住通孔5的外侧孔口。
[0025]进一步，所述通孔5为一个圆形通孔5-1和一个条形通孔5-2相通所构成，参见图
2,所述条形通孔5-2向圆形通孔5-1的径向方向延伸。
[0026]所述压力传感器3的首端为压力测试端、尾端为引线7导出端。所述所述压力传感器3安装在条形通孔5-2内，所述压力传感器3的首端面向圆形通孔5-1。所述盖板8挡住条形通孔5-2，未挡住圆形通孔5-1。值得说明的是，如图5 —样装配好后，将本发明的钢带2被安装在入水的柱体上，圆形通孔5-1能够进水。而压力传感器3处于(固定在)与圆形通孔5-1相通的条形通孔5-2内，且压力传感器3的首端(感受压力的一端)正好在圆形通孔5-1与条形通孔5-2的结合处。因此，压力传感器3能够准确地测得对柱体形成冲击的水压。
[0027]进一步地，所述钢带2的背面还开有条形槽6。所述条形通孔5-2的一端面向圆形通孔5-1、另一端与条形槽6相通。从所述压力传感器3的尾端导出的引线7压入条形槽6中。这样就使得引线7被平缓地引出，很好地贴合在入水构件I的外表面，避免了对测量结果的干涉。进一步地，还包括一个套管。所述套管套在引线7外。由于引线7的一端与水面上的变送器连接，所述套管的上端在水面之上、下端的管口罩在压力传感器3的尾端，并具有水密性。
[0028]本实施例所公开的技术方案可以测试码头下部桩柱、横撑及横梁等构件的表面水流阻力分布。使用时，由于架空直立式码头结构非常复杂，可以根据构件断面形式，选择不同布置方案。即在需要的位置安装钢带2，在钢带2上根据需要开若干通孔5，每一个通孔5内的压力传感器3测得的数值被采集记录。
【权利要求】
1.内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，其特征在于:包括钢带(2)、盖板(8)、密封板(10 )和若干压力传感器(3 ); 在所述钢带(2)上开有若干通孔(5);使用时，所述钢带(2)箍在组成内河架空直立式码头的入水构件(I)上；所述通孔(5)的内侧孔口与所述入水构件(I)接触、外侧孔口背向所述入水构件(I); 所述压力传感器(3 )安装在所述通孔(5 )内，所述钢带(2 )与所述入水构件(I)接触的一侧安装有密封板(10)，所述密封板(10)挡住所述通孔(5)的内侧孔口 ；所述钢带(2)背向所述入水构件(I)的一侧安装盖板(8)，所述盖板(8)不完全挡住所述通孔(5)的外侧孔□。
2.根据权利要求1所述的内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，其特征在于:所述通孔(5)为一个圆形通孔(5-1)和一个条形通孔(5-2)相通所构成；所述压力传感器(3)的首端为压力测试端、尾端为引线(7)导出端；所述压力传感器(3)安装在条形通孔(5-2)内，所述压力传感器(3)的首端面向圆形通孔(5-1);所述盖板(8)挡住条形通孔(5-2)，未挡住圆形通孔(5-1)。
3.根据权利要求2所述的内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，其特征在于:所述钢带(2)的背面还开有条形槽(6);所述条形通孔(5-2)的一端面向圆形通孔(5-1)、另一端与条形槽(6)相通；从所述压力传感器(3)的尾端导出的引线(7)压入条形槽(6)中。
4.根据权利要求2所述的内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，其特征在于:所述盖板(8)通过若干螺钉1(9)安装在钢带(2)的外侧。
5.根据权利要求2所述的内河框架码头结构水流荷载现场试验系统，其特征在于:所述密封板(10 )通过若干螺钉II (11)安装在钢带(2 )的内侧。
【文档编号】G01M99/00GK103487273SQ201310461816
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】刘明维, 杨成渝, 梁好, 王多银, 张小龙, 沈立龙 申请人:重庆交通大学