一种用于大长细比桥梁构件节段模型风振试验的装置的制作方法

本实用新型涉及一种用于大长细比桥梁构件节段模型风振试验的装置。

背景技术：

随着新材料和新技术的应用，现代桥梁跨度不断增大，桥梁结构中的一些关键细部构件的长细比也不断变大，如悬索桥的主缆，斜拉桥的拉索和拱桥的吊杆等。由于长细比大、质量轻和阻尼小等原因，这些构件在风作用下的气动稳定性较差，容易发生多种有害振动，从而影响桥梁的使用寿命。

节段模型风洞试验是目前研究大长细比桥梁构件风振的主要手段。大长细比桥梁构件的风致振动受到多种因素影响，例如构件的倾角、来流风的偏角和来流风速等。为了对各种影响因素进行参数分析，系统研究发生机理及找到合适的抗风振措施，需要经常调整试验参数进行大量的节段模型风洞试验。然而目前现有的一些装置不能方便地调整这些试验参数，极大地影响了试验效率。

技术实现要素：

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种使用方便、提高试验效率的大长细比桥梁构件节段模型风振试验装置。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

易调参数的大长细比桥梁构件节段模型风振试验装置，包括支座和架体。

所述支座包括底座和转盘，底座是由横梁和竖梁焊接而成的方形结构；底座的中心安装竖直的中心轴，转盘通过轴承套装于中心轴上在水平面内旋转；转盘的上表面设置标识旋转角度的刻度，轴承外侧、转盘下方的底座上设置用于限定转盘转动角度的限位螺栓；

所述架体包括外钢圈、滚轴、内钢圈、悬挂构件、定位圆柱、限位钢杆和定位螺栓。外钢圈为内弧面开设滑道的环弧形结构，外钢圈的外弧面通过刚性支腿安装在转盘的上表面；滚轴设置若干个，滚轴设置至少3个，若干滚轴均匀安装在外钢圈的滑道内；内钢圈为安装在外钢圈滑道内的圆环结构，内钢圈的外弧面与滚轴抵触，内钢圈的内弧面设置四个用于挂置大长细比桥梁构件节段模型的悬挂构件。

所述外钢圈的下部设置便于调整构件模型倾角的弧形开口，开口对应的圆心角为15°～45°。

所述外钢圈由两段弯弧加工的槽钢连接而成，槽钢的槽底作为滑道；所述内钢圈由两段弯弧加工后的工字钢连接而成，工字钢的翼板与槽钢的底部相对设置。所述外钢圈和内钢圈之间设有用于限定构件模型倾角的定位螺栓。

所述转盘包括轴承套、外圆环、支撑板、刚性套管以及支腿，轴承套配装在中心轴的轴承上，外圆环是与轴承套同轴的圆环板状结构，轴承套与外圆环之间连接若干均布的支撑板。所述支腿设置在外圆环与轴承套之间，所述刚性套管与刚性支腿配套设置。

所述外钢圈下部的外弧面焊接两根刚性支腿，转盘上对应设置两个刚性套管，刚性支腿套装在刚性套管内。

所述外钢圈上部的外弧面设置两个用于连接外部设备以保证架体垂直度的限位钢杆以及定位圆柱。两限位钢杆相互垂直，一端与定位圆柱铰接，另外一端与外部结构刚性连接。

所述底座的长度为3.0～3.5m，宽度为1.0～1.2m，外钢圈的外径为3.0～3.5m。

本实用新型在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本实用新型设置底座承受整个装置的重量，在底座中部设置转盘，转盘中央设有刻度，在外力的驱动下，转盘以底座中心为轴旋转，可以方便地改变大长细比桥梁构件模型与来流风之间的偏角，待旋转到合适的位置，可通过限位螺栓限定位置；在外钢圈的弧形开口位置对内钢圈施加外力，内钢圈可通过滚轴在外钢圈内旋转，可以方便地改变大长细比桥梁构件模型的倾角，待旋转到合适的位置，可通过定位螺栓限定位置。

所述外钢圈由槽钢制作，内钢圈由工字钢制作，取材便利，制作方便。在转盘的上面设置与刚性支腿套装的套管，以方便支座与架体的连接。转盘中心设置为中部空心的结构，减轻重量，便于操作。外钢圈上部设置定位圆柱和限位钢杆，以保证试验过程上部架体与地面垂直。

本实用新型结构合理、操作方便，能够方便的调整大长细比桥梁构件节段模型风振试验的参数，提高了试验效率。

附图说明

图1是本实用新型使用状态的结构示意图；

图2是图1的右视示意图；

图3是图1中A部放大示意图；

图4是图2中B部放大示意图；

图中各标号表示为：1、底座，2、中心轴，3、限位螺栓，4、转盘，41、轴承套，42、外圆环，43、支撑板，44、刚性套管，45、支腿，5、外钢圈，51、刚性支腿，6、内钢圈，7、滚轴，8、悬挂构件, 9、定位圆柱，10、限位钢杆，11、大长细比桥梁构件模型，12、定位螺栓。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明：

一种用于大长细比桥梁构件节段模型风振试验的装置，如图1、图2和附图3、附图4所示，主要包括支座和架体。

所述支座包括底座1和转盘4。所述底座1是由横梁和竖梁焊接而成的方形结构，底座1与地面固定，底座1的长度为3.0～3.5m，宽度为1.0～1.2m。底座1的中央安装竖直的中心轴2，转盘4通过轴承套装于中心轴2上，在水平面内做旋转运动。所述转盘4包括轴承套41、外圆环42、支撑板43、刚性套管44以及支腿45，轴承套41安装在中心轴2的轴承上，外圆环42是与轴承套41同轴的圆环形板状结构，外圆环42的高度略高于轴承套41，轴承套41与外圆环42之间连接若干沿圆周均布的斜向上的支撑板43。转盘4的上表面设置标识旋转角度的刻度，并对称焊接有两个用于固定架体的刚性套管44，所述支腿45设置在外圆环42与轴承套41之间。底座1上中心轴2的外侧设置限位螺栓3，用于限定转盘4转动的角度。

所述架体包括外钢圈5、内钢圈6、滚轴7、悬挂构件8、定位圆柱9、限位钢杆10和定位螺栓12。所述外钢圈5为内弧面开设滑道的环弧形结构，环弧形结构即是已有圆环上有一段弧形开口，其目的是为了便于调整桥梁构件模型倾角，外钢圈5设置开口所对应的圆心角为15°～45°。外钢圈5的外弧面焊接两根与刚性套管44对应的刚性支腿51，刚性支腿51套装在刚性套管44内从而固定在转盘4的上表面，实现架体与支座的连接。外钢圈5外弧面的上部设置两个限位钢杆10和定位圆柱9，用于连接外部设备以保证架体垂直度。两限位钢杆10相互垂直，限位钢杆10一端与定位圆柱9铰接，另外一端与外部结构刚性连接。

外钢圈5优选由两段螺栓连接的弯弧加工的槽钢制作而成，槽钢的槽底作为滑道。所述滚轴7设置若干个，若干滚轴7均匀安装在外钢圈滑道的两侧壁之间。所述内钢圈6为安装在外钢圈5滑道内的圆环结构，内钢圈6优选由弯弧加工后的工字钢制作而成，也又两段连接而成，工字钢的翼板与槽钢的底部相对设置。内钢圈6的内弧面设置四个用于挂置桥梁构件模型11的悬挂构件8，悬挂构件8通过弹簧连接桥梁构件模型11。所述外钢圈5和内钢圈6之间设有定位螺栓12，用于限定桥梁构件模型的倾角。