小半径大转角摩擦型鞍座锚索系统磨蚀-疲劳通用试验台的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于土木工程技术领域，具体为用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲5?通用试验台。
【背景技术】
[0002] 目前，越来越多的斜拉桥被用于跨海、跨江工程以及城市交通工程。但相对于跨径 的快速发展，支撑技术的发展相对滞后。尤其是对混凝土索塔受拉开裂的担心，困扰着斜拉 桥的每一次应用。
[0003] 斜拉桥传统拉索体系，索塔锚索结构有混凝土齿块、钢锚箱、钢锚梁、钢鞍座等。总 体技术已趋成熟，但关键技术仍有缺陷:钢鞍座不能承受较大的不平衡索力，主要用于矮塔 斜拉桥。混凝土齿块、钢锚箱、钢锚梁在机理上均对索塔产生拉力，一旦控制不佳，即有裂缝 发生。设计上的惯性思维，严重影响了斜拉桥的进一步发展。工程建设需要一个根本性的解 决方案。
[0004] 对此，新近提出了一种新概念的拉索一一回转式拉索，利用拉索横桥向对称，两边 索力差很低的特点，通过索塔斜置鞍座，将拉索斜绕过索塔，变拉力为环向压力，从根本上 解决了索塔锚索区开裂问题。
[0005] 但是这种结构尽管有工程经验的积累和材料性能的发展作为支持，但概念与现实 之间，还存在诸多问题。其中，对鞍座内拉索磨蚀-疲劳现象的分析和控制即为首要的技术 问题。
[0006] 调研国内外斜拉桥鞍座锚索系统磨蚀-疲劳试验，国际上VSL鞍座进行过半径为 2.4m的小转角试验，国内0VM鞍座进行过半径为3m的小转角试验。但针对半径接近2m、转角 接近180°的鞍座，因缺乏试验设备、方法，未见报道。
【发明内容】
[0007] 针对上述国内外斜拉桥存在的支撑技术发展滞后，鞍座锚索系统磨蚀-疲劳试验 在形式和理论上存在的空白，本发明提供一种小半径大转角摩擦型鞍座锚索系统磨蚀-疲 劳通用试验台。其具体结构如下： 用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，包括钢绞线地锚组件2、反 力梁地锚组件3、反力梁4、混凝土鞍座台5、液压助动器6、滚动装置7、足尺鞍座11、拉索锚座 14、钢绞线锚板15。其中， 反力梁地锚组件3固定安装在地基上。在反力梁地锚组件3的一端设有反力梁4。所述反 力梁4经液压助动器6与混凝土鞍座台5相连接。
[0008] 液压助动器6的伸缩轴与地基水平。混凝土鞍座台5沿着液压助动器6的伸缩方向 移动。
[0009] 混凝土鞍座台5内含1个足尺鞍座11。足尺鞍座11中空，且足尺鞍座11的两端开口 处分别与混凝土鞍座台5的表面相连。
[0010] 在反力梁地锚组件3的两侧的地基上分别固定连接有1个钢绞线地锚组件2。
[0011] 在每个钢绞线地锚组件2上设有1对钢绞线锚板15。位于同一钢绞线地锚组件2上 的钢绞线锚板15之间通过拉索锚座14连接在一起。
[0012] 使用时，将拉索钢绞线16穿过足尺鞍座11，将拉索钢绞线16的两端分别与相邻的 钢绞线地锚组件2上的钢绞线锚板15相连接。令液压助动器6带动混凝土鞍座台5往复运动， 模拟拉索钢绞线16在混凝土鞍座台5中的受力与磨损情况。
[0013] 本发明的有益技术效果体现在以下方面： 本发明采用的半径为2. lm、回转角155.1232°的足尺鞍座，拥有拉索钢绞线2m极限半径 下的极端工作环境，充分保证了试验的仿真度和说服力。
[0014] 本发明拥有按常规斜拉桥200MPa应力幅试验要求，同时进行多根拉索钢绞线在 拉、弯、侧压作用下的磨蚀-疲劳试验的能力。
[0015] 本发明首次提出以"摩擦功"作为"磨蚀度"衡量标准的概念，并推导出其定量表达 公式，建立了磨蚀-疲劳试验广义性定量判断算法，揭示了试验的重要规律，实现了试验理 论的突破。这对今后该类试验模型的制作和方案的设计具有普遍的指导意义。
[0016] 图1为本发明的总体布置示意图（结构侧俯视图）。
[0017] 图2为图1的前俯视图。
[0018] 图3为图1的正侧视图。
[0019] 图4为图1的侧仰视图。
[0020] 图5为图1的正俯视图。
[0021]图6为图1中液压助动器不意图。
[0022]图7为图1中液压助动器反力梁示意图。
[0023]图8为图1中混凝土鞍座台侧仰视图。
[0024] 图9为图1中混凝土鞍座台滚动装置分解图。
[0025] 图10为图1中混凝土鞍座台局部透视图。
[0026]图11为图10的半径2.1m、回转角155.1232°的全仿真足尺鞍座结构示意图。
[0027]图12为图11的全仿真足尺鞍座分丝管结构示意图。
[0028]图13为图1中拉索锚座结构示意图。
[0029] 图14为图13的全仿真足尺鞍座端部结构示意图。
[0030] 图15为图1的磨蚀-疲劳通用试验台穿入拉索钢绞线后的工作状态示意图。
[0031] 上图中序号：钢绞线地锚组件2、反力梁地锚组件3、反力梁4、混凝土鞍座台5、液压 助动器6、滚动装置7、滚动装置钢顶板8、滚动装置钢底座9、滚动装置钢滚轴10、足尺鞍座 11、鞍座端部12、鞍座分丝管13、拉索锚座14、钢绞线锚板15、拉索钢绞线16。
【具体实施方式】
[0032]现在结合附图详细说明本发明的结构特点。
[0033]参见图1，用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，包括钢绞线 地锚组件2、反力梁地锚组件3、反力梁4、混凝土鞍座台5、液压助动器6、滚动装置7、足尺鞍 座11、拉索锚座14、钢绞线锚板15。图2、图4为图1的另一个角度示意图。其中， 参见图3,反力梁地锚组件3固定安装在地基上。在反力梁地锚组件3的一端设有反力梁 4。所述反力梁4经液压助动器6与混凝土鞍座台5相连接。液压助动器6如图7所示，混凝土鞍 座台5如图8所示。
[0034] 参见图3和5,液压助动器6的伸缩轴与地基水平。混凝土鞍座台5沿着液压助动器6 的伸缩方向移动。
[0035] 参见图9，混凝土鞍座台5内含1个足尺鞍座11。足尺鞍座11中空，且足尺鞍座11的 两端开口处分别与混凝土鞍座台5的表面相连。
[0036] 在反力梁地锚组件3的两侧的地基上分别固定连接有1个钢绞线地锚组件2。
[0037] 参见图1、13,在每个钢绞线地锚组件2上设有1对钢绞线锚板15。位于同一钢绞线 地锚组件2上的钢绞线锚板15之间通过拉索锚座14连接在一起。
[0038] 参见图15,使用时，将拉索钢绞线16穿过足尺鞍座11，将拉索钢绞线16的两端分别 与相邻的钢绞线地锚组件2上的钢绞线锚板15相连接。令液压助动器6带动混凝土鞍座台5 往复运动，模拟拉索钢绞线16在混凝土鞍座台5中的受力与磨损情况。
[0039] 进一步说，参见8和图9,在混凝土鞍座台5的底面上设有滚动装置钢顶板8。在滚动 装置钢顶板8下方的地基上设有滚动装置钢底座9。所述滚动装置钢底座9的顶部设有凹槽， 在滚动装置钢底座9的凹槽内设有滚动装置钢滚轴10。
[0040] 进一步说，滚动装置钢顶板8的底面与滚动装置钢滚轴10相接触。滚动装置钢底座 9顶部的凹槽的长度方向与液压助动器6的伸缩方向相一致。滚动装置钢滚轴10的轴向与液 压助动器6的伸缩方向相垂直。
[0041] 进一步说，在混凝土鞍座台5的底面上设有2块滚动装置钢顶板8。在每块滚动装置 钢顶板8下方的地基上均设有滚动装置钢底座9。
[0042] 进一步说，参见图10,在足尺鞍座11内设有鞍座分丝管13。所述鞍座分丝管13为中 空的圆管。鞍座分丝管13的空腔用以安装和夹持拉索钢绞线16。
[0043]进一步说，在足尺鞍座11内设有10根以上的鞍座分丝管13,如图12所示。每个鞍座 分丝管13的空腔均能容纳1根拉索钢绞线16。
[0044] 进一步说，参见图11、12,在足尺鞍座11内设有4个以上的隔板。每个隔板开有孔。 所述隔板上孔的数量与鞍座分丝管13的数量相同。图14为图10、11中足尺鞍座11端部的细 节图。隔板的边缘与足尺鞍座11的内壁相连接。通过隔板将鞍座分丝管13固定在足尺鞍座 11的腔体中。
[0045] 进一步说，参见图11，足尺鞍