一种桥梁与道路疲劳试验系统及其轮式载荷加载小车的制作方法

本实用新型涉及桥梁与道路疲劳试验技术领域，特别是涉及一种桥梁与道路疲劳试验系统及其轮式载荷加载小车。

背景技术：

轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统是一种用于测试全尺寸钢结构桥梁或钢混与沥青路面在轮式载荷作用下的疲劳性能的大型仪器，它的研制和发展，对国家现代化建设过程中的关键基础设施如大跨度桥梁、高速公路等的设计检验、优化、验证具有重要意义。

在国民经济粗放型发展时期，上述结构的设计以类比法为主，无论是设计的精准还是合理性都不是考虑的重点，这样的设计方法在主要是用常规材料和常规结构的设计中，经验类比法尽管会有较大的设计误差，但因为有前人的经验和比较发达的计算机模拟计算技术，最终的结果还是可以接受的。

进入二十一世纪，国家现代化建设的飞速发展，各种新结构、新材料层出不穷，产品和工程大型化、整体化和复杂化的发展方向以及资源短缺引发的各类矛盾，类比设计遇到了越来越大的挑战，新结构和新材料的应用导致没有类似的可以借鉴的成功经验，超大规模的工程设计的风险性和节约资源减少成本的总体要求也对大型工程在设计阶段的试验验证变得更为重要和必不可少。在设计和使用过程中必须考虑的结构在复杂外界条件下的疲劳寿命等关键技术指标，类比法因为没有可供参考的项目而无法实施，单纯的基于有限元分析的工程设计的可靠性问题也日益突出。

由于应用标准材料试样或小尺寸大比例模型推定很难获得整体结构性能的完整可靠的数据，为了满足客观存在的上述要求，现代结构试验必须完成由过去的单个构件试验向整体结构试验和足尺寸试验的转化，而对于复合材料组成的结构，甚至用计算机进行多参数分析也很难推定，为确保安全必须进行接近实际结构或全尺寸试验。同时，科学技术的发展特别是计算机技术、电子技术、自动控制技术和液压伺服技术的飞速发展为结构试验和监测技术的发展提供了坚实的基础，为各种复杂结构的设计、试验和监测提供了有力的保障，促进了结构设计理论的发展；因此，世界上各国都在致力于足尺桥梁与路面疲劳试验仪器的开发研究。

然而现有的轮式载荷桥梁与路面疲劳试验仪器中还存在着试验数据不准确的问题；因此，亟需提供一种试验数据准确的桥梁与道路疲劳试验仪器。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种加载精度高、试验精度高的桥梁与道路疲劳试验系统及其轮式载荷加载小车，以解决上述现有技术存在的问题，使得桥梁与道路疲劳试验系统进行试验时，轮式载荷加载小车对待试验桥梁与道路进行高精度的载荷施加，进而使得桥梁与道路疲劳试验系统的试验精度得以提高。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种轮式载荷加载小车，包括加载轮、加载头、电液伺服作动器、直线滚动导向机构、支撑架、连接条、承载轮和导向轮，所述加载头与所述加载轮的轴固定连接，所述加载头通过所述直线滚动导向机构与所述支撑架的内部侧壁相连接，所述电液伺服作动器固定在所述支撑架上，所述电液伺服作动器的活塞杆与所述加载头的上表面相接触，所述连接条设置在所述支撑架的上部侧壁上，所述承载轮和所述导向轮设置在所述连接条的两侧。

优选的，所述加载头与所述加载轮的轴之间设置有轴连接件。

优选的，所述连接条为多个，所述连接条设置在所述支撑架的上部顶角处。

优选的，每个所述连接条上设有上、下两个所述承载轮。

本实用新型还提供一种桥梁与道路疲劳试验系统，其还包括驱动机构、轮式载荷加载小车和承载框架，所述驱动机构包括伺服电机和曲柄滑块机构，所述承载框架上设置有滑动导轨，所述轮式载荷加载小车的所述承载轮和所述导向轮均配合安装在所述滑动导轨上。

优选的，所述滑动导轨为多条。

本实用新型相对于现有技术取得了以下有益效果：本实用新型提供的一种轮式载荷加载小车的内部装有电液伺服作动器，电液伺服作动器通过计算机控制系统和伺服阀控制施加到待测桥梁与道路上的加载载荷，控制加载载荷恒定或按照正弦波、路面载荷谱的方式加载，使得加载载荷不会受到试样表面不平的影响，进而提高了轮式载荷加载小车的载荷加载精度。

轮式载荷加载小车的内部安装有直线滚动导向机构，使得与电液伺服作动器的活塞杆相触接的加载头仅能作单自由度的直线运动，防止加载轮沿路面与桥面往复运动中产生的摩擦力传递到活塞杆上从而影响加载精度，进而提高了轮式载荷加载小车的载荷加载精度。

本实用新型提供的一种桥梁与道路疲劳试验系统中通过轮式载荷加载小车的承载轮、导向轮与承载框架上的滑动导轨配合安装，完成沿承载框架的往复运动，轮式载荷加载小车的移动速度可以通过设定和调整伺服电机的转速实现高精度伺服控制，进而提高了桥梁与道路疲劳试验系统的试验精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型轮式载荷加载小车的整体结构示意图；

图2为本实用新型轮式载荷加载小车的剖视图；

图3为本实用新型桥梁与道路疲劳试验系统的整体结构示意图；

其中，1-加载轮、2-加载头、3-电液伺服作动器、4-支撑架、5-连接条、6-承载轮、7-导向轮、8-轴连接件、9-承载框架、10-直线滚动导向机构/11-伺服电机、12-曲柄滑块机构。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种加载精度高、试验精度高的桥梁与道路疲劳试验系统及其轮式载荷加载小车，以解决上述现有技术存在的问题，使得桥梁与道路疲劳试验系统进行试验时，轮式载荷加载小车对待试验桥梁与道路进行高精度的载荷施加，进而使得桥梁与道路疲劳试验系统的试验精度得以提高。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-2所示，本实用新型提供一种轮式载荷加载小车，包括加载轮1、加载头2、电液伺服作动器3、直线滚动导向机构10、支撑架4、连接条5、承载轮6和导向轮7，所述加载头2与所述加载轮1的轴固定连接，所述加载头2通过所述直线滚动导向机构10与所述支撑架4的内部侧壁相连接，所述电液伺服作动器3固定在所述支撑架4上，所述电液伺服作动器3的活塞杆与所述加载头2的上表面相接触，所述连接条5设置在所述支撑架4的上部侧壁上，所述承载轮6和所述导向轮7设置在所述连接条5的两侧。

其中，轮式载荷加载小车通过加载轮1对桥面与路面施加加载载荷，加载轮1可以为单轴单轮、单轴双轮、双轴双轮，加载轮1的轮轴与加载固定连接，加载头2将受到电液伺服作动器3活塞杆的加载力传递给轮轴，进而传递给加载轮1；其中，直线滚动导向机构10为现有技术中的直线运动导轨副。

将电液伺服作动器3安装在轮式载荷加载小车支撑架4的内部，其水平方向的高度高于加载头2的，位于支撑架4的上端部，使得电液伺服作动器3稳固的对加载头2提供加载载荷；

将U形连接条5设置在支撑架4的上部侧壁上，承载轮6和导向轮7设置在连接条5的两侧，承载轮6位于连接条5的内侧，导向轮7位于连接条5的外侧，当轮式载荷加载小车进行加载工作时，通过承载轮6与导向轮7与外部导轨等机构进行连接。

为了使得加载头2与加载轮1之间更好的进行连接，在加载头2与加载轮1的轴之间设置有轴连接件8；

连接条5为多个，如4个，将连接条5设置在支撑架4的上部顶角处，并且每连接条5上设有上、下两个承载轮6，每个连接条5上设有一个导向轮7；

如图3所示，本实用新型还提供一种桥梁与道路疲劳试验系统，其还包括驱动机构、轮式载荷加载小车和承载框架9，所述驱动机构包括伺服电机11和曲柄滑块机构12，将伺服电机11的电机轴与曲柄滑块机构12的一端相连接，曲柄滑块机构12的另一端与轮式加载小车相连接，如与轮式加载小车支撑架4的外侧壁相连接，以带动轮式加载小车作往复运动，所述承载框架9上设置有滑动导轨，所述轮式载荷加载小车的所述承载轮6和所述导向轮7均配合安装在所述滑动导轨上。

轮式加载小车的往复运动由伺服电机11带动的曲柄滑块机构12驱动，移动速度可以通过设定和调整伺服电机11的转速实现高精度伺服控制。

滑动导轨为多条，以配合安装多个相应的承载轮6和导向轮7。

在桥梁与道路疲劳试验系统中设置多个轮式加载小车并通过连接件组成一个整体，对桥梁与道路进行疲劳试验。

本说明书中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。