一种桥梁加载模拟试验装置的制作方法

本发明涉及试验装置技术领域，尤其涉及一种桥梁加载模拟试验装置。

背景技术：

随着社会的进步，人们出行越来越便利，在为人们提供便利时，桥梁发挥着不可替代的作用。然而桥梁建设之后，处于自然环境中，不可避免地会受到地震等外加载荷的侵袭，这些外加载荷对桥梁的变形产生影响，严重时，导致桥梁垮塌。那么，对地震情况下，桥梁的变形和振动情况进行研究是非常有必要的。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种桥梁加载模拟试验装置，能够模拟地震情况下，桥梁的变形和振动情况，进而便于研究桥梁的变形和/或振动规律，为实际工程设计提供参考。

本发明实施例提供一种桥梁加载模拟试验装置，包括：试验台，支架，模拟梁，振动系统及控制系统；所述支架安装在所述试验台上；所述模拟梁安装在所述支架的顶部；所述振动系统安装在所述支架或所述试验台上、且还与所述模拟梁底部接触；

所述振动系统与所述控制系统连接，所述振动系统在所述控制系统控制下产生不同频率和/或振幅的振动，将所述振动传递给所述模拟梁，以模拟桥梁在地震中的振动情况。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述振动系统包括振动电机，振动板和传振棒；所述振动电机安装在所述振动板上，所述振动板安装在所述支架上、且位于所述模拟梁下方，所述传振棒的一端安装所述振动板上，所述传振棒的另一端与所述模拟梁接触。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述振动板上、沿模拟梁长度方向设有多个用于安装传振棒的安装孔，所述安装孔的数量大于所述传振棒的数量。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述支架侧部还设有压风系统；所述压风系统包括第一管件，第二管件，第三管件，第四管件，第一连接管和第二连接管；所述第一管件、所述第二管件、所述第三管件和所述第四管件并排布设；所述第一管件的一端与所述第一连接管的一端相连；所述第二管件的一端、所述第三管件的一端和所述第四管件的一端分别连接在第一连接管上；所述第一连接管的另一端通过阀门与气源设备连接；所述第一管件的另一端与所述第二连接管的一端相连；所述第二管件的另一端、所述第三管件的另一端分别与第二连接管连接；所述第四管件的另一端与第二连接管的另一端连接；所述第一管件、所述第二管件和所述第三管件沿轴向设有出气孔，所述出气孔朝向所述实验装置；在第一连接管上且在第三管件和第二管件之间设有第一气路阀门；在第一连接管上且在第二管件和第一管件之间设有第二气路阀门；在第二连接管上且在第三管件和第二管件之间设有第三气路阀门；在第二连接管上且在第二管件和第一管件之间设有第四气路阀门；压风系统用于模拟自然界中强风作用下，桥梁的变形情况。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述支架包括中间支架，第一边架和第二边架，所述中间支架设于所述第一边架及第二边架之间；所述中间支架与所述第一边架之间具有第一间隙，所述中间支架与所述第二边架之间具有第二间隙。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，第一边架及第二边架为框架结构，在所述第一边架顶部设有第一顶板，在所述第一边架上、位于所述第一顶板下方还设有第一中间板，在所述第二边架顶部设有第二顶板，在所述第二边架上、位于所述第二顶板下方还设有第二中间板；所述试验装置，还包括两套动载荷系统，并且沿所述模拟梁横向中心线对称分布，所述动载荷系统包括驱动电机，驱动轮，预紧滑轮，第一滑轮，第二滑轮，第三滑轮，第四滑轮，小车，牵引绳；所述驱动电机安装在所述第一中间板上，所述驱动电机与所述控制系统电连接，所述驱动电机的输出轴与所述驱动轮相连，所述预紧滑轮安装于所述第二中间板上，所述第一滑轮安装于所述第二中间板边缘，所述第二滑轮安装于所述第二顶板边缘，所述第三滑轮安装于所述第一顶板边缘，所述第四滑轮安装于所述第一中间板边缘；所述小车放置于所述模拟梁上；所述牵引绳一端连接所述小车的一端，所述牵引绳的另一端通过所述驱动轮、所述预紧滑轮、所述第一滑轮、所述第二滑轮、所述第三滑轮和所述第四滑轮，连接在所述小车的另一端，其中，所述牵引绳缠绕于所述驱动轮上；动载荷系统用于模拟车辆通过桥面时，桥梁的振动和变形情况。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述小车包括车轮，底板及重量调整板；所述车轮安装在所述底板上，在所述底板上设有第一螺栓孔，在所述重量调整板上设有与所述第一螺纹孔对应的第二螺纹孔，所述重量调整板通过螺栓与所述第二螺纹孔及所述第一螺纹孔连接安装在所述底板上，所述调整板的数量大于1。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述驱动轮、所述预紧滑轮、所述第一滑轮、所述第二滑轮、所述第三滑轮和所述第四滑轮在竖直方向上，处于同一平面。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述第一顶板和所述第二顶板为簸箕形状，所述第一顶板和第二顶板的底面设有橡胶减震板，所述第一顶板和第二顶板的侧立壁上具有通孔。

根据本发明实施例的一种具体实现方式，所述模拟梁上表面设有橡胶减震板；所述橡胶减震板表面平整；或凹凸不平。

本发明实施例提供的一种桥梁加载模拟试验装置，通过振动系统与控制系统连接，并且将振动系统与模拟梁底部接触，由控制系统控制振动系统产生不同频率和/或振幅的振动，将所述振动传递给所述模拟梁，这样，能够模拟地震情况下，桥梁的振动情况，进而便于研究桥梁在地震振动中的变形和/或振动情况，为实际工程设计提供参考。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例一结构示意图；

图2为本发明一实施例中，模拟梁的结构示意图；

图3为另一种模拟梁结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种试验台示意图

图5为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例二结构示意图；

图6为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例三结构示意图；

图7为压风系统的结构示意图；

图8为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例四结构示意图；

图9为中间支架21的结构示意图；

图10为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例五结构示意图；

图11为第一边架22的结构示意图；

图12为驱动电机驱动电机101、预紧滑轮103第一滑轮104第二滑轮105、第三滑轮106、第四滑轮107安装于本试验装置的示意图；

图13为本发明一实施例中，驱动电机与驱动轮的安装结构示意图；

图14为本发明一实施例中，预紧滑轮的结构示意图；

图15为本发明实施例中，小车的结构示意图；

图16a为本发明中的任一实施例中的控制系统电气原理图的第一部分；

图16b为本发明中的任一实施例中的控制系统电气原理图的第二部分；

图17a为本发明中的任一实施例中的元器件在操作台背板上的布置示意图；

图17b为本发明中的任一实施例中的元器件在操作台面板上的布置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例一结构示意图，如图1所示，本实施例的装置可以包括：试验台1，支架2，模拟梁3，振动系统4及控制系统6；支架2安装在试验台1上；模拟梁3安装在支架2的顶部；振动系统4安装在支架2或试验台1上、且还与模拟梁3底部接触；振动系统4与控制系统6连接，振动系统4在控制系统6控制下产生不同频率和/或振幅的振动，将振动传递给模拟梁3。

本实施例中，支架2可模拟墩柱，试验台1可模拟桥梁基座，控制系统6控制振动系统4产生一定频率和/或一定振幅的振动，将振动传递给模拟梁3，并且通过控制系统6可调节振动系统4产生的振动的频率和/或振幅，可对模拟梁3施加不同频率和/或不同振幅的振动。

本实施例中，试验台1可包括2个1.2×1.2米的试验桌，试验桌为钢木结构，下部框架可为钢板并焊接而成，在受力部位有加强筋板。试验桌面板为纯木板结构，试验桌面上铺设绝缘橡胶板，厚度可为10mm。在安装支架2的部位，设置有减震板，用以消除试验过程中，振动对整个试验装置的影响。

支架2可通过螺钉安装在试验台1上；模拟梁长度可为1m。

本试验装置的外廓尺寸范围可为2400mm×1200mm×1520mm。

本实施例中，可配备多个模拟梁，安装于本试验装置上进行相关试验。

本实施例中，振动系统4也可安装在试验台1上。

本实施例，通过振动系统与控制系统连接，并且将振动系统与模拟梁底部接触，由控制系统控制振动系统产生不同频率和/或振幅的振动，将所述振动传递给所述模拟梁，本试验装置，用于模拟地震情况下，桥梁的振动情况，进而可以研究桥梁在地震振动中的变形和/或振动规律，为实际工程设计提供参考。

图2为本发明一实施例中，模拟梁的结构示意图，图2为一种模拟梁结构示意图，图3为另一种模拟梁结构示意图。

本实施例中，图2中模拟梁的横截面为梯形，并在梯形的一个底边向外有一长方形凸起，长方形为空心结构，空心形状为梯形；图3中模拟梁的横截面为梯形，并在梯形的一个底边向外有一长方形凸起，长方形为空心结构，空心形状为扇形。

本实施例，每个模拟梁的横截面不同，进而可选择安装不同横截面的模拟梁进行试验，进而模拟不同横截面的桥梁受到振动而产生的振动情况。

作为一可选实施例，模拟梁由有机玻璃板制成。

作为又一可选实施例，在所述试验台上安装有变形监测组件。变形监测组件可包括安装座和监测设备，安装座可由30#槽钢制成，监测设备可为百分表；监测设备可通过磁性表座安装于安装座上；另外，可根据需要在模拟梁不同位置安装变形监测组件。

本实施例，通过变形监测组件，可测量模拟梁受外力后的变形情况。

图4为本发明实施例提供的一种试验台示意图，如图4所示。在试验台1上可在对应安装支架的部位设置橡胶减震板2，用以消除振动系统振动时，对整个试验装置产生的影响。

作为一可选实施例，试验台和支架可为一体结构。

本实施例中，试验台和支架可为一体结构，具体结构可为支架的结构，用以模拟墩柱桥梁基座，进一步地简化了试验装置的结构。

图5为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例二结构示意图，如图5所示，本实施例的装置，在实施例一的基础上，振动系统还可以包括：振动电机41，振动板42和传振棒43；振动电机41可安装在振动板42上，振动板42可安装在支架2上、且位于模拟梁3下方，传振棒43的一端可安装振动板42上，传振棒43的另一端与模拟梁3接触。

本实施例中，振动电机41安装在振动板42的下表面，当然在实际应用中国，也可将振动电机41安装在振动板42的上表面；传振棒4可通过螺纹与振动板42连接，也可采取焊接的方式连接；另外，本实施例中的传振棒4可为四根，也为其它整数值；振动棒在振动板上的安装位置可随机选取，也可按照一定规律分布，只要传振棒能与模拟梁接触即可；振动电机的振动频率、振幅可调。

本实施例中，可采用变频调速电路控制振动电机的振动频率，可调整偏心块在振动电机中的位置，改变振动电机的振动幅度。

工作过程：启动控制系统，调节振动电机的频率，进而改变电机转速，实现对振动板频率的调节，将振动频率通过传振棒传递到模拟梁。

振动幅度从振动电机传递到模拟梁的过程与振动频率的传递过程类似。

本实施例，可分别调节振动电机的振动频率和/或振动幅度，将振动频率和/或振动幅度通过振动板和传振棒传递到模拟梁上，这样，便于得到不同振动情况下桥梁的变形和振动情况。

作为一可选实施例，可在振动板上、沿模拟梁长度方向设有多个用于安装传振棒的安装孔，安装孔的数量大于传振棒的数量。

本实施例中，在振动板上设有安装孔的数量多于振动棒的数量，可以方便调整传振棒在振动板上的位置，使振动可传递到模拟梁的不同部位。

作为又一可选实施例，可将振动板连接在导轨上，传振棒连接在滑块上，通过滑块与导轨之间可相对滑动的特性，实现传振棒在振动板上不同位置的调节。

作为再一可选实施例，可随试验装置配备频率检测仪和振动测量仪，进而可测量模拟梁受外力载荷作用下的振动频率和振动幅度。

作为再一可选实施例，传振棒可由空心聚氨酯材料制成，这样，可较好地把振动板上的振动频率和振动幅度传递给模拟梁。

图6为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例三结构示意图，如图6所示，图7为压风系统的结构示意图。本实施例的装置，在实施例一的基础上，还可以包括：压风系统5，安装于支架2侧部；压风系统5包括：第一管件51，第二管件52，第三管件53，第四管件54，第一连接管55和第二连接管56；第一管件51、第二管件52、第三管件53和所述第四管件54并排布设；第一管件51的一端与第一连接管55的一端相连；第二管件52的一端、第三管件53的一端和第四管件54的一端分别连接在第一连接管55上；第一连接管55的另一端通过阀门7与气源设备(图中未示出)连接；第一管件51的另一端与第二连接管56的一端相连；第二管件52的另一端、第三管件53的另一端分别与第二连接56管连接；第四管件54的另一端与第二连接管56的另一端连接；第一管件51、第二管件52和第三管件53沿轴向设有出气孔(图中未示出)，出气孔朝向所述实验装置；在第一连接管56上且在第三管件53和第二管件52之间设有第一气路阀门81；在第一连接管55上且在第二管件52和第一管件51之间设有第二气路阀门82；在第二连接管56上且在第三管件53和第二管件52之间设有第三气路阀门83；在第二连接管56上且在第二管件52和第一管件51之间设有第四气路阀门84。

本实施例，第四管件54未设有出气孔，其一端与阀门7连接，另一端与第二连接管56的一端连接，可作为第二连接管56上的气路输入端；可通过控制阀门7的开合程度，调节风量的大小。

初始状态，压风系统上的第一气路阀门81、第二气路阀门82、第三气路阀门83、第四气路阀门84和阀门7均处于关闭状态。当气源设备的端口与压风系统的端口连接，并向压风系统输入气源，打开阀门7，气源可通过第一连接件55和第四管件54分别流入第三管件53，气源通过第三管件53上的出气孔吹向模拟梁下方；为使气源流入第二管件，打开第一气路阀门81，气源通过第一气路阀门81流入第二管件52，气源通过第二管件52上的出气孔吹向模拟梁，为了增大吹向模拟梁气源的流量，可打开第三气路阀门83，气体通过第二连接管56流入第二管件52；为使气源流入第一管件，打开第二气路阀门82，气源通过第二气路阀门82流入第一管件51，气源通过第一管件51上的出气孔吹向模拟梁上方，为了增大吹向模拟梁气源的流量，可打开第四气路阀门84，气体通过第二连接管56流入第一管件51。

本实施例，通过在支架侧部设置压风系统，且该系统具有三根开有出气孔的管件，可对模拟梁的上方、正对着模拟梁侧面和下方三个部位吹风，从而实现对模拟梁施加风载，并且气源设备的风速、风量均可调节，进而可方便地得到相同截面模拟梁，在不同风速、不同风量条件下，模拟梁的变形情况；另外，本试验装置结构简单，可方便地对不同横截面的模拟梁进行更换，进而得到不同横截面的模拟梁，在相同风速、相同风量条件下的变形情况。

本实施例的试验装置，用于模拟桥梁在自然界强风作用下的变形情况。

作为一可选实施例，压风系统通过安装座安装在所述支架上。

本实施例中，安装座包括两块立板，两块立板平行布设，每块立板沿长度方向设有四个悬臂和一个与支架安装的安装孔，安装座通过安装孔安装在支架上，压风系统上的第一根管件分别放置于两块立板对应的悬臂上，第二管件第三管件第四管件分别以同样的方式放置于两块立板对应的悬臂上。

本实施例，压风系统通过安装座安装在所述支架上，便于调节压风系统相对于模拟梁的位置，实现对模拟梁不同部位施加风速和风量。

在实际应用中，可通过其它任一种方式安装压风系统，只要便于对模拟梁进行吹风即可。

作为一可选实施例，所述气源设备包括空气压缩机，所述空气压缩机与所述控制系统连接。

本实施例，通过空气压缩机与控制系统连接，可以方便地控制空气压缩机的开启和关闭，进而控制对模拟梁施加的风速和风量。

作为又一可选实施例，本试验装置配备风速表，用来测量吹风的大小和强度。

图8为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例四结构示意图，如图8所示，图9为中间支架21的结构示意图。本实施例的装置，在实施例一的基础上，支架包括中间支架21，第一边架22和第二边架23，中间支架21设于所述第一边架22及第二边架23之间；中间支架21与所述第一边架22之间具有第一间隙91，中间支架21与第二边架23之间具有第二间隙92。

本实施例中，第一间隙91的距离和第二间隙92的距离可相同，也可不同。

中间支架21可由50×50×2方钢管焊接而成。

本实施例，第一边架与中间支架设有第一间隙，第二边架与中间支架设有第二间隙，从而使中间支架、第一边架和第二边架相互分离，在进行试验时，避免在中间支架上产生的振动影响第一边架上安装的部件和第二边架上的安装的部件，便于提高试验结果的准确性，

作为一可选实施例，第一间隙的长度和所述第二间隙的长度为8～12mm。

本实施例，在振动过程中，支架容易发生变形，第一间隙的长度和所述第二间隙的长度的设定应不小于支架的纵向变形量，经过试验验证，第一间隙的长度和所述第二间隙的长度为8～12mm较为合理，在支架或模拟梁受力变形过程中，支架分别与第一边架和第二边架的间隙仍大于0，并且8～12mm这样的数值范围，不影响使用该装置进行试验。

图10为本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的实施例五结构示意图，如图10所示，图11为第一边架22的结构示意图，如图11所示，图12为驱动电机驱动电机101、预紧滑轮103第一滑轮104第二滑轮105、第三滑轮106、第四滑轮107安装于本试验装置的示意图，如图12所示。结合图10至图12说明本实施例的装置，在实施例四的基础上，第一边架22及第二边架23为框架结构，在第一边架22的顶部设有第一顶板1a，在所述第一边架22上、位于所述第一顶板下1a方还设有第一中间板1b，在第二边架23顶部设有第二顶板2a，在第二边架231上、位于第二顶板2a下方还设有第二中间板2b；

所述试验装置，还包括两套动载荷系统，并且沿所述模拟梁横向中心线对称分布，所述动载荷系统包括驱动电机101，驱动轮(图中未示出)，预紧滑轮103，第一滑轮104，第二滑轮105，第三滑轮106，第四滑轮107，小车108，牵引绳109；驱动电机101安装在所述第一中间板1b上，驱动电机101与所述控制系统6电连接，驱动电机101的输出轴与所述驱动轮相连，预紧滑轮103安装于第二中间板2b上，第一滑轮104安装于第二中间板2b边缘，第二滑轮105安装于第二顶板2a边缘，第三滑轮106安装于第一顶板1a边缘，第四滑轮107安装于第一中间板1b边缘；小车108放置于模拟梁3上；牵引绳109一端连接小车108的一端，牵引绳109的另一端通过所述驱动轮、预紧滑轮103、第一滑轮104、第二滑轮105、第三滑轮106和第四滑轮107，连接在小车108的另一端，其中，牵引绳109缠绕于驱动轮上。

本实施例中，第一边架22和第二边架23的框架可由50×50×2方钢管焊接而成，在第一中间板1b和第二中间板2b可为厚度为钢板，厚度为3mm。

本实施例中，驱动电机101的输出轴可与驱动轮直接相连，也可通过减速机构与驱动轮相连；驱动电机可为4ik25rgn-c型功率为25w的调速电机，最大转速可为20r/min，最大线速度可为0.8m/min；减速机构可为减速比为75的齿轮箱；驱动轮直径可为40mm；牵引绳109可为无弹性的尼龙绳，直径可为2mm，牵引绳109可在驱动轮上缠绕一圈、两圈或三圈，具体圈数不作限定，只要驱动轮能够依靠与牵引绳109间的摩擦力带动牵引绳109均可；通过调整预紧滑轮103，实现对牵引绳109的预紧；第一滑轮104，第二滑轮105，第三滑轮106，第四滑轮107的滑轮支架的外形可为u型，也可为l型。

控制系统6控制驱动电机101旋转，通过牵引绳109缠绕于所述驱动轮上产生的摩擦力，带动牵引绳109，进而带动小车108在模拟梁3上运行，通过控制系统6可调节驱动电机101的旋转速度，从而控制小车在在模拟梁3上的运行速度，小车最大移动速度0.8m/min。

本实施例，驱动电机带动驱动轮，再通过滑轮及预紧滑轮驱动模拟梁上的小车以一定速度运行，能够得到模拟梁在动载荷作用下的变形和振动情况

本实施例的试验装置，用于模拟车辆正常通过桥面时，桥梁受到动载荷而产生的振动和变形情况。

图13为本发明一实施例中，驱动电机与驱动轮的安装结构示意图，如图13所示，包括驱动电机101，减速器101b，驱动轮101c和电机支架101d。

本实施例中，驱动电机101安装于电机支架101d，电机支架101d安装于第一中间板上，并且输出轴与减速器101b的输入轴相连，减速器101b的输出轴与驱动轮101c相连。

本实施例，通过减速器将驱动电机与驱动轮相连，能够减小驱动电机的转速，进而减小驱动轮的转动速度，从而使试验装置更有效的运行。

图14为本发明一实施例中，预紧滑轮的结构示意图，如图14所示，预紧滑轮包括预紧滑轮支架103a，滑轮103b，轮轴103c，u型滑轮架103d和螺栓103e，预紧滑轮支架103a的横截面为几字型，且在两个立面上，设有矩形通孔(图中未示出)，顶部具有螺纹孔；滑轮103b通过轮轴103c安装于u型滑轮架103d内，螺栓103e通过u型滑轮架103d的底部与预紧滑轮支架103a上的螺纹孔连接，轮轴103c的两端分别嵌入在预紧滑轮支架103a的两个矩形通孔内。

本实施例，当牵引绳预紧力不足时，调整螺栓，滑轮、轮轴和u型滑轮架可向上移动，从而拉紧牵引绳，起到调节预紧力的目的。

图15为本发明实施例中，小车的结构示意图，如图15所示，小车包括车轮108a，底板108b及重量调整板108c；车轮108a安装在底板108b上，在底板108b上设有第一螺栓孔(图中未示出)，在重量调整板108c上设有与第一螺纹孔对应的第二螺纹孔(图中未示出)，重量调整板108c通过螺栓108d与第二螺纹孔及第一螺纹孔连接安装在底板108b上，调整板108c的数量大于1。

本实施例中，调整板108c可与底板108b大小相等，也可不等；螺栓数量可为1、2或3等等；在小车底板108b的两端可设有固定牵引绳的绳孔，绳孔内设置有m6螺钉，以方便固定牵引绳；在实际应用中，车轮108a包括转向车轮和固定车轮，转向车轮可调整小车的行驶方向；螺栓108d及对应的螺纹孔的数量可为任一整数。

当需要调整小车重量时，将螺栓从螺纹孔中拧出，通过增加或减少调整板108c的数量，以达到调节小车的重量的目的，小车重量可调范围为1kg-5kg；在底板108b两端有固定牵引绳109的绳孔，用于固定牵引绳，牵引绳可为无弹性尼龙绳。

本实施例，通过设置调整板，小车重量可调，可方便模拟不同动载荷下模拟梁的变形和振动情况，可一进步地得到模拟梁的变形和振动情况。

作为一可选实施例，小车包括第一小车和第二小车，所述第一小车的一端与所述第二小车的一端相连。

本实施例中，在试验过程中，可设置多辆小车，可模拟多辆小车作为载荷模拟梁的变形和振动情况。

作为一可选实施例，驱动轮、预紧滑轮、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮在竖直方向上，处于同一平面。

本实施例中，通过驱动轮、预紧滑轮、第一滑轮、第二滑轮、第三滑轮和第四滑轮在竖直方向上，处于同一平面，能够保证各滑轮转动更加灵活。

作为一可选实施例，第一顶板和第二顶板为簸箕形状，第一顶板和第二顶板的底面设有缓振板，第一顶板和第二顶板的侧立壁上具有通孔。

本实施例中，第一顶板和第二顶板可由钢板制成，厚度可为3mm，且第一顶板和第二顶板为簸箕形状，可防止小车因意外掉落，能够对小车起到保护作用。在第一顶板和第二顶板的底面上还可设有橡胶减震板，厚度可为2mm，用以模拟路面的沥青层，起到缓冲振动的作用；所述立板上具有u型通孔，确保牵引绳能够顺畅带动小车运动。

作为一可选实施例，模拟梁上表面设有橡胶减震板。

本实施例中，橡胶减震板厚度可为2mm，用以模拟路面的沥青层，缓冲车辆产生的振动并且将车辆产生的振动均匀分布于模拟梁。

作为一可选实施例，橡胶减震板表面凹凸不平；或在橡胶减震板表面粘贴有橡胶减震片。

本实施例中，可在橡胶减震板上无规律地设置橡胶减震板贴条，厚度可为2mm或者在橡胶减震板上挖洞，用以模拟路面破损或有杂物的情况，当小车通过该路面时，与通过完好路面相比，会产生额外的振动载荷，用以模拟车辆通过破损路面或有杂物路面等不平整的桥梁时，桥梁受到的载荷

本实施例，橡胶减震板表面凹凸不平；或在橡胶减震板表面粘贴有缓振片，模拟小车在路面破损的情况下，得到模拟梁的变形和振动规律。

图16a为本发明中的任一实施例中的控制系统电气原理图的第一部分，图16b为本发明中的任一实施例中的控制系统电气原理图的第二部分，图16a和图16b组成完整的控制系统电气原理图，控制系统包括动载荷系统往返运行控制回路、振动系统控制回路、压风系统启停控制回路、信号检测控制回路。

其中，动载荷系统往返运行控制回路采用单相交流调速电机控制小车的运行速度，可实现手动操作和自动往返运行两种模式。手动模式下，可以通过操作台按钮控制小车启动、停止和左右运行；自动模式下，通过信号检测回路，自动检测小车是否达到停车位置，如果达到停车位置后，会自动停车，通过延时继电器，延时一段时间后(延时时间在0-50秒范围内可调)，自动反向运行，如此往复。如需停车，按操作台上“车道停止”按钮即可。小车的运行速度可通过操作台上电机调速器调速旋钮调节。

振动系统控制回路采用变频调速控制振动电机的振动频率，频率调节范围为0-50hz。

压风系统启停控制回路实现风机电机的启停，以根据实验需要对桥梁在风载下的状态进行模拟。

信号检测控制回路采用直流24v接近开关，用于检测小车的停车位置。接近开关检测到小车后，会触发位置控制中间继电器，从而控制小车停止，或自动反向运行。

图17a为本发明中的任一实施例中的元器件在操作台背板上的布置示意图，图17b为本发明中的任一实施例中的元器件在操作台面板上的布置示意图。

下面通过一具体实施例，对本发明提供的一种桥梁加载模拟试验装置的任一实施例的操作过程进行说明。

本发明实施例中的控制系统通过在操作台面板上进行相应操作，能够实现对试验装置的控制，操作过程如下：

(1)系统上电

合上操作台背板上的空气开关；旋动操作台操作面板上的“电源控制”钥匙开关，“电源指示”指示灯亮，系统上电。

(2)动载荷系统的启动、调速与停止。

其中一套动载荷系统的操作过程如下：按下操作台面板上的“车道1左行启动”或“车道1右行启动”按钮，驱动电机将左行或者右行，带动小车在模拟桥梁上进行运动，往返运行。可旋转驱动电机调速器旋钮，改变驱动电机的转动速度，从而调整小车移动速度。试验结束后，按下“车道1停止”红色按钮，即可关闭驱动系统。

另一套动载荷系统操作与上述操作相同。

两套动载荷系统可分别启动、按不同的速度运行、停止。

注意：电机调速器上的开关请一直处于“开”状态。

(3)振动系统的启动，调节、传振与停止。

按下操作台面板上的“振动电机启动”按钮，然后按下变频器操作面板上的“run/运行”键，变频器开始工作，调节变频器操作面板上的旋钮，调节振动电机的频率(频率调节范围：0-50hz)，从而改变电机转速，实现振动板频率的调节。

调整传振棒在振动板上的位置，可使振动直接传递到模拟梁的不同部位。

试验结束后，将变频器上的模拟量旋钮逆时针旋到底，按下变频器操作面板上的“stop/停止”键，变频器停止工作，然后按下操作台面板上的“振动电机停止”红色按钮，即可关闭振动系统。

可打开振动电机两端的端盖，调整偏心块的位置，改变振动电机的振动幅度，改变振动板的振动幅度。使之满足实验要求。

利用随机配备的频率测量仪和振动仪可测量模拟梁受载荷后的振动情况。

(4)压风系统的启动，调节与停止。

按下操作台面板上的“空压机启动”按钮，空气压缩机开始工作，打开空气压缩机机身上的阀门，压缩空气通过管路进入吹风管，并通过吹风管上的气孔吹向模拟梁。

可利用随机附带的风速表，测量吹风的风量和风速等参数。

按照试验要求，调节压风系统上阀门的开合大小，来调整风量和风速达到试验要求。

可分别打开和关闭压风系统上的气路阀门，来控制吹向模拟梁上部、中间和下部的高压风，模拟不同的风力状况。

本系统由1台小型空压机供气。试验结束后，按下风机停止红色按钮，即可关闭吹风系统。空压机的维护与操作参看空压机使用说明书。

若需要更大的风量，使用配备的轴流式风机来获得。调整风机距离模拟梁的远近和角度，来模拟自然界不同等级的风力。

(5)不同模拟梁的更换。

本试验装置配备2个不同截面的模拟梁，可分别安装到中间架上进行试验。更换时，利用随机附带的工具，卸掉连接螺栓，即可更换不同截面的模拟梁，以研究不同横截面的桥梁因受到外加载荷而产生的变形和振动情况。

(6)不同路面的模拟。

本试验装置与模拟梁相配套的橡胶减震板来模拟沥青路面，模拟路面破损状况时，可采用在橡胶减震板上挖洞或粘贴不同形状的橡胶减震板来予以实现。。

需要说明的是，在进行试验时，可根据进行的具体试验项目，对上述操作过程的具体步骤进行选择性使用。

本发明实施例提供的桥梁加载模拟试验装置，可以模拟桥梁在动载荷(车辆在平坦、凹凸不平路面行驶时产生)作用下的振动和变形情况，检测桥梁的剪切、弯曲，扭转变形以及振幅、频率等参数。进一步地，还可以模拟桥梁在自然界强风作用下的剪切、弯曲，扭转变形等情况。再进一步地，还可以模拟桥梁模拟地震情况下的动力响应。另外，还可以组合上述实施例的方案，以模拟综合载荷条件下，桥梁的力学行为。该实验装置结构简单、可适用于研究不同截面结构梁在承受大小不同动载荷、风力及振动等外载荷的影响下产生变形和振动情况。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。