座11的半径为2.1m，回转角为155.1232°。
[0046] 进一步说，液压助动器6的荷载均值不小于1600kN，荷载变幅不小于218kN，加载频 率不小于1.8Hz。
[0047] 进一步说，通过摩擦力，将拉索钢绞线16夹持在鞍座分丝管13中，拉索钢绞线16与 鞍座分丝管13之间的摩擦功应符合如下的公式：
其中，T为单根索股的上限应力值，△ T为单根索股的应力幅。E为单根索股的索股弹模 值。B为正常数。
[0048]当符合上述公式时:①在系统的磨蚀-疲劳试验中，磨蚀不仅是一项独立的系统性 能表现，而且也是系统抗疲劳性能的关键控制因素。②索股在锚端的磨蚀与鞍座半径和转 角无关，而由应力幅主控。③应力幅大对锚端磨蚀直接不利。上限应力增大，锚端磨蚀反减 小。
[0049]更进一步说，本发明的设备目前尚无先例，仅有理论上的讨论。为对鞍座内拉索的 磨蚀-疲劳现象进行真实分析和有效控制，本发明开发出小半径大转角摩擦型鞍座锚索系 统磨蚀-疲劳通用试验台。
[0050] 参见图1、图2、图3、图4、图5,试验台1由钢绞线地锚组件2、反力梁地锚组件3、反力 梁4、混凝土鞍座台5、助动器6、滚动装置7、足尺鞍座11等组成，设置为卧式，足尺鞍座内设 置31根分丝管，可提供31个试验孔位用于穿拉索钢绞线。
[0051] 参见图6、图7,试验台1配置液压助动器6,前端顶于鞍座台5内侧面中心，后端顶于 反力梁地锚组件3上的反力梁4内侧面中心，可按常规斜拉桥200MPa应力幅试验要求，同时 对一组8根拉索钢绞线进行拉、弯、侧压作用动态加载，液压助动器加载的最大荷载值为 250t〇
[0052] 参见图4、图8、图9,鞍座台5下设置两套滚动装置7。滚动装置钢顶板8预埋于鞍座 台底面，钢底座9锚于地面。每套滚动装置钢顶板与钢底座间设3根钢滚轴10。助动器进行动 态加载时，鞍座台以滚动装置沿加载方向运动。
[0053] 参见图10，足尺鞍座11预埋于鞍座台5内部，端部12对称分设于鞍座台内侧面两 边。参见图8,足尺鞍座11直接选用半径2.1m、回转角155.1232°的鞍座，鞍座外侧由四块钢 板焊接而成，上下钢板外侧均匀设置剪力钉与混凝土锚固连接，鞍座内侧设有分丝管用于 穿拉索钢绞线，分丝管通过间隔均匀设置的隔板固定在鞍座内部。
[0054]参见图11、图12、图13,拉索钢绞线16对应穿过足尺鞍座11内设置的分丝管13，以 摩擦力夹持于鞍座内，两端张拉后，以钢绞线锚板15锚固在设于钢绞线地锚组件2上的拉索 锚座14上。
[0055]参见图14、图15,研究利用鞍座综合试验台，真实表现拉索钢绞线16在拉、弯、侧压 作用下的抗疲劳性能，重点关注拉索钢绞线在鞍座端部12产生的破坏。研究历时近1年，共 进行了 3批10组试验，最终优选出采用双层聚脲防护的拉索钢绞线。
[0056]试验台基于主跨246m单柱式索塔斜拉桥特定尺度鞍座，液压助动器的荷载均值为 1600kN，荷载变幅为218kN，试验加载的频率为1.8Hz。试验是否具有广泛意义，是一个必须 说明的关键问题。为统一试验的判断标准，揭示试验的内在规律，研究从功、能转化的原理 出发，提出以"摩擦功"作为"磨蚀度"衡量标准的概念，推导出其定量表达公式和两个导数 表达公式。计算全桥鞍座端部"摩擦功"，均小于试验模型的58.481?Ν·ηι/ηι 3。使用条件好于试 验条件，试验有效。
【主权项】
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，其特征在于: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； 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； 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； 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); 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。2. 根据权利要求1所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于: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 )。3. 根据权利要求2所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于: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。4. 根据权利要求2所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于: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)。5. 根据权利要求2所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于: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)。6. 根据权利要求5所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于:在足尺鞍座（11)内设有10根以上的鞍座分丝管（13 );每个鞍座分丝管（13 )的空 腔均能容纳1根拉索钢绞线(16)。7. 根据权利要求5所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于: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；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。8. 根据权利要求1所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于:足尺鞍座(11)的半径为2. lm，回转角为155.1232°。9. 根据权利要求1所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台，其 特征在于:液压助动器(6)的荷载均值不小于1600kN，荷载变幅不小于218kN，加载频率不小 于1.8Hz。10. 根据权利要求5所述的用于小半径大转角鞍座锚索系统的磨蚀-疲劳通用试验台， 其特征在于:通过摩擦力，将拉索钢绞线（16)夹持在鞍座分丝管（13)中，拉索钢绞线（16)与 鞍座分丝管（13)之间的摩擦功应符合如下的公式：其中，T为单根索股的上限应力值，ΔΤ为单根索股的应力幅;E为单根索股的索股弹模 值;B为正常数。
【专利摘要】针对上述国内外斜拉桥存在的支撑技术发展滞后，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，包括钢绞线地锚组件、反力梁地锚组件、反力梁、混凝土鞍座台、液压助动器、滚动装置、足尺鞍座、拉索锚座、钢绞线锚板15。使用时，将拉索钢绞线穿过足尺鞍座，将拉索钢绞线的两端分别与相邻的钢绞线地锚组件上的钢绞线锚板相连接。令液压助动器带动混凝土鞍座台往复运动，模拟拉索钢绞线在混凝土鞍座台中的受力与磨损情况。本发明的有益技术效果为：本发明采用的半径为2.1m、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。
【IPC分类】G01N3/56, G01N3/36
【公开号】CN105466799
【申请号】CN201610022896
【发明人】胡可, 杨晓光, 石雪飞, 梅应华, 郑建中, 阮欣, 刘志权, 曹光伦, 马祖桥, 王胜斌, 何金武, 窦巍
【申请人】安徽省交通控股集团有限公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2016年1月14日