一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置及其工作方法与流程

本发明涉及一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置及其工作方法，涉及桥梁工程、城市道路工程、岩土工程等领域。

背景技术：

随着我国基础建设的不断推进，城市高架桥和山区高速公路的形式和构造也日趋复杂多样，而整体式桥台弯桥由于其线型灵活、外型美观、展线长度短、行车条件好等优点，能有效满足城市高架桥由于设计线路的需要以及山区高速公路为了跨域地形地物等要求，故整体式桥台弯桥的设计与施工得到越来越多的重视，而整体式桥台弯桥由于其自身构造的复杂使得其受力性能与直桥有很大不同，特别是在竖向荷载作用下，由于自身曲率的影响会发生弯扭耦合作用，并且作为整体桥其台后土压力也受桥梁曲率变化而带来的影响。

虽然弯桥已得到广泛应用，但能将整体桥和弯桥二者优势结合起来设计成整体式桥台弯桥需要我们广大科研人员弄清其综合受力性能，从而合理设计与施工最终达到有效利用整体式桥台弯桥的目的。这其中最棘手也急需解决的就是关于台后土压力变化趋势的研究，而关于该方面课题由于科研人员重视程度不够，外加室内试验难以实现非直线加载等问题，从而导致该方向研究尚浅。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置及其工作方法，不仅结构简单，而且便捷高效。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置，包括敞口朝上的土箱，所述土箱内部经竖直的横向钢板分隔成底部相通的前腔与后腔，横向钢板上具有用以前腔的桥台前端伸入后腔的槽口，所述前腔在槽口两侧均固连有若干个滑轮，每侧的若干个滑轮形成与桥台同侧曲面曲率相适应的轮组，两轮组间形成滑道，滑道底部设置有用以支撑桥台底面的支撑架。

优选的，所述横向钢板由左横向钢板与右横向钢板组成，左横向钢板与右横向钢板的外端侧均焊接在土箱的内侧壁上，左横向钢板与右横向钢板的内端侧之间形成槽口并与桥台的左右侧面间隙配合。

优选的，所述横向钢板的顶部与土箱的敞口齐平，所述横向钢板的底部与土箱的底部间具有间隙。

优选的，所述左横向钢板与右横向钢板的后侧面均胶粘有eps泡沫板，eps泡沫板的内端侧均与桥台相同侧的侧面接触。

优选的，所述前腔在槽口两侧均对称设置有用以安装滑轮的安装架。

优选的，所述安装架均包括后端垂直焊接在横向钢板上的纵向槽钢，每个安装架的纵向槽钢竖直均布有三根，每根纵向槽钢的前端经横向角钢与同侧的土箱内侧壁焊接。

优选的，所述纵向槽钢上均沿纵向均布有若干个滑轮，所述滑轮均经螺杆固连在纵向槽钢上，所述纵向槽钢上均开设有用以螺杆横向穿设的安装通孔，安装通孔两侧的螺杆上均螺接有锁紧螺母，所述螺杆的内端侧均经u形的轮架安装有滑轮，滑轮的端面水平。

优选的，所述支撑架包括两根位于桥台下方的横向槽钢，横向槽钢的两端均焊接在土箱的内侧壁上，两根横向槽钢的上表面设置有卧式钢板，卧式钢板的上表面设置有聚四氟乙烯板，聚四氟乙烯板的上表面用于与桥台底面接触。

一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置的工作方法，按以下步骤进行：（1）将桥台置放于聚四氟乙烯板上，桥台前端沿槽口伸入后腔；（2）在左横向钢板与右横向钢板的后侧面均胶粘有eps泡沫板，eps泡沫板的内端侧均与桥台相同侧的侧面接触；（3）通过调节螺杆位置，使滑轮均与桥台的同侧曲面接触；（4）在土箱内填充砂土，使前腔的砂土上表面与桥台的底面相齐平，后腔的砂土上表面与桥台的顶面相平齐；（5）通过外部加载设备对前腔的桥台端面施加自前往后的载荷，桥台沿滑道往后变位，台后土压力发生变化。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：该固定桥台变位与减小摩擦的试验装置的结构简单，能真实反映整体式弯桥桥台在内外因素作用下的位移响应，以及该响应下的台后土压力变化，试验结论真实可靠；滑轮的设计可依据实际桥台滑移路径设置预定轨道，提高了室内模型试验的精度。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的俯视图。

图2为本发明实施例的主视图。

图3为图2的a-a剖视图。

图4为图1的b局部放大视图。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~4所示，一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置，包括敞口朝上的土箱1，所述土箱内部经竖直的横向钢板分隔成底部相通的前腔与后腔，横向钢板上具有用以前腔的桥台前端伸入后腔的槽口2，所述前腔在槽口两侧均固连有若干个滑轮3，每侧的若干个滑轮形成与桥台同侧曲面曲率相适应的轮组，两轮组间形成滑道，滑道底部设置有用以支撑桥台底面的支撑架。

在本发明实施例中，所述横向钢板由左横向钢板4与右横向钢板5组成，左横向钢板与右横向钢板的外端侧均焊接在土箱的内侧壁上，左横向钢板与右横向钢板的内端侧之间形成槽口并与桥台的左右侧面间隙配合。

在本发明实施例中，所述横向钢板的顶部与土箱的敞口齐平，所述横向钢板的底部与土箱的底部间具有间隙。

在本发明实施例中，所述左横向钢板与右横向钢板的后侧面均胶粘有eps泡沫板6，eps泡沫板的内端侧均与桥台相同侧的侧面接触，用以避免后腔的砂土沿缝隙泄露进前腔。

在本发明实施例中，所述前腔在槽口两侧均对称设置有用以安装滑轮的安装架。

在本发明实施例中，所述安装架均包括后端垂直焊接在横向钢板上的纵向槽钢7，每个安装架的纵向槽钢竖直均布有三根，每根纵向槽钢的前端经横向角钢8与同侧的土箱内侧壁焊接。

在本发明实施例中，所述纵向槽钢上均沿纵向均布有若干个滑轮，所述滑轮均经螺杆9固连在纵向槽钢上，所述纵向槽钢上均开设有用以螺杆横向穿设的安装通孔，安装通孔两侧的螺杆上均螺接有锁紧螺母10，所述螺杆的内端侧均经u形的轮架11安装有滑轮，滑轮的端面水平；旋松锁紧螺母后螺杆可依据实际需求伸缩定位，通过对滑轮位置的调节形成带一定曲率的滑道，从而有效模拟不同曲率下桥台在内外因素作用下的变位，最终通过室内试验再现了实际工程中的桥台位移。

在本发明实施例中，所述支撑架包括两根位于桥台下方的横向槽钢12，横向槽钢的两端均焊接在土箱的内侧壁上，两根横向槽钢的上表面设置有卧式钢板13，卧式钢板的上表面设置有聚四氟乙烯板14，聚四氟乙烯板的上表面用于与桥台底面接触。

一种固定桥台变位与减小摩擦的试验装置的工作方法，按以下步骤进行：（1）将桥台15置放于聚四氟乙烯板上，桥台前端沿槽口伸入后腔；（2）在左横向钢板与右横向钢板的后侧面均胶粘有eps泡沫板，eps泡沫板的内端侧均与桥台相同侧的侧面接触；（3）通过调节螺杆位置，使滑轮均与桥台的同侧曲面接触；（4）在土箱内填充砂土，使前腔的砂土上表面与桥台的底面相齐平，后腔的砂土上表面与桥台的顶面相平齐；（5）通过外部加载设备对前腔的桥台端面16施加自前往后的载荷，桥台沿滑道往后变位，台后土压力发生变化，不同的桥台以及载荷台后土压力的变化程度不一致。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的固定桥台变位与减小摩擦的试验装置及其工作方法。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。