一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于斜拉索模型试验领域，具体涉及一种需要确定斜拉索张拉力以及在实验过程中对不同的设计工况需要测试索力变化的试验模型。
【背景技术】
[0002]斜拉桥属于多次超静定体系，为对其受力性能进行分析，目前多采用模型试验的方法在室内进行研宄，结构模型试验的几何尺寸比原型小，制作容易，装拆方便，且同一个模型可以进行多个不同工况的模拟试验。
[0003]目前，对于不同相似比例，不同材料的斜拉桥模型，斜拉索截面在进行相似计算后尺寸和初拉力值均较小，其锚固形式和索力测试较实际工程不尽相同。斜拉桥模型在实验室进行时拉索的锚固一般是将拉索一次性张拉到所需值后用卡扣锁死，而忽略了后期施工过程对索力的影响，该方法对索力的调整非常不便，且对张拉值的控制精度不高。
[0004]对模型的索力测试方法一般采用在拉索中部安装拉力传感器，由于斜拉索太细，传感器在连接时很难固定，且传感器的质量相对于试验模型的拉索而言较大，与斜拉索串联后，整个拉索的质量、刚度等性质均发生改变，导致实验数据误差较大。
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的是设计一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，解决现有模型试验中因受斜拉索和锚固装置尺寸较小引起的调索不方便、测试索力精度不高的问题。
[0006]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0007]一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，包括斜拉索，所述的斜拉索上安装有调整接头，穿过调整接头的上下表面设置有调索螺杆，调整接头的侧面设置有与调整接头内部贯通的拉索导向管，所述的斜拉索的一端穿过拉索导向管伸入调整接头内部并固定在调索螺杆上；调整接头与一个拉力传感器连接。
[0008]进一步地，所述的测试装置还包括主梁锚固螺杆，主梁锚固螺杆固定设置于调整接头的侧面，与拉索导向管对称分布在调整接头的异侧，位于同一条直线上；所述的拉力传感器串接在主梁锚固螺杆上。
[0009]进一步地，所述的斜拉索固定设置在主塔上，主梁锚固螺杆安装在主梁中。
[0010]进一步地，所述的主梁中设置有与主梁锚固杆垂直设置的锚垫板，主梁锚固杆通过主梁锚固螺帽安装在锚垫板上。
[0011]进一步地，所述的调整接头的上表面固定设置有螺母，所述的调索螺杆装配在螺母中，并伸入调整接头。
[0012]进一步地，所述的螺母与调整接头之间设置有固定垫片。
[0013]进一步地，所述的调整接头中开设有贯穿调整接头上下表面的通孔，通孔内径大于调索螺杆的外径；所述的拉索导向管与通孔贯通设置。
[0014]进一步地，所述的拉力传感器为S形拉力传感器。
[0015]本实用新型针对现有的索力测试过程中拉索不能方便调节的缺陷，设置了调整接头结构，该结构承上启下，便于和斜拉索、主梁锚固螺杆安装连接，并且在其中设置了调索螺杆，通过转动调索螺杆的方式使斜拉索缠绕(或松开)在调索螺杆上，以达到收紧(或放松)斜拉索的目的，从而对斜拉索进行方便的调整；同时设置了锚垫板，使承力点结构更加坚固。本装置使得斜拉索受力接近真实受力情况，并能方便快捷地实现索力的调整及索力的测试，简单易行，精度更高。
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型整体结构示意图；
[0017]图2是本实用新型安装在斜拉桥模型上的示意图；
[0018]图3为图2处A部分的放大图；
[0019]图4为斜拉索与调索螺杆配合的结构示意图；
[0020]图5为斜拉索在调索螺杆上缠绕时的结构示意图；
[0021]图中标号代表:1 一调索螺杆，2 —螺母，3 —固定垫片，4 一拉索导向管，5 —斜拉索，6 —调整接头，7 —主梁销固螺杆，8 —主梁销固螺帽，9 一拉力传感器，10 —销垫板，11 一主梁，12 一主塔，13—主墩。
【具体实施方式】
[0022]现有的模型试验中由于斜拉索5不能方便地调整而测试不方便，同时由于传感器质量对索力测试会产生一定影响。为了克服这些缺陷，本实用新型中提出了一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，包括斜拉索5，所述的斜拉索5上安装有调整接头6，穿过调整接头6的上下表面设置有调索螺杆1，调整接头6的侧面设置有与调整接头6内部贯通的拉索导向管4，所述的斜拉索5的一端穿过拉索导向管4伸入调整接头6内部并固定在调索螺杆I上；调整接头6与一个拉力传感器9连接。
[0023]调整接头6是一个承上启下的结构，其一方面与斜拉索5连接，另一方面与拉力传感器9连接。本方案中考虑到拉力传感器9的整体质量对试验模型影响较大，固不将拉力传感器9设置在斜拉索5上，而是设置在调整接头6的另一侧，与斜拉索5异侧设置。调整接头6其最主要的作用是调整斜拉索5的张紧程度，其基本调整原理是，通过旋转调索螺杆1，使伸入到调整接头6内部的斜拉索5在调索螺杆I上缠绕，缩短斜拉索5在调整接头6外部的长度，以此起到张紧斜拉索5的目的。而需要放松斜拉索5时，则反向转动调索螺杆1，使斜拉索5从调索螺杆I上脱下，如图4、图5所示。图4中，调索螺杆I未转动，而图5中调索螺杆I转动使斜拉索5缠绕其上，此时斜拉索5收紧。通过这种简便的调节方式，可快速方便地调整索力，并能做到对索力的精确控制。
[0024]具体设置方式是，调整接头6的上表面固定设置有螺母2，所述的调索螺杆I装配在螺母2中，并伸入调整接头6。调整接头6中开设有贯穿调整接头6上下表面的通孔，通孔内径大于调索螺杆I的外径；所述的拉索导向管4与通孔贯通设置。
[0025]调索螺杆I旋转后位置需要固定，本方案中设置了螺母2。螺母2与调整接头6固定设置，与调索螺杆I配合设置。调索螺杆I伸入到调整接头6内部的通孔中，并不与通孔壁接触，而留出来的空间是为了缠绕斜拉索5。由于调索螺杆I旋转后其会上下运动，固斜拉索5不会缠绕在调索螺杆I上同一位置而使其卡住。螺母2与调整接头6之间设置有固定垫片3，固定垫片3可以防止拉索端头外伸，并保护调整接头6内部的工作环境。
[0026]调整接头6的侧壁上对称开设一对螺纹孔，分别用于和拉索导向管4、主梁锚固螺杆7连接。调整接头6的壁厚为1mm?15mm。
[0027]在本方案中，测试装置还包括主梁锚固螺杆7，主梁锚固螺杆7固定设置于调整接头6的侧面，与拉索导向管4对称分布在调整接头6的异侧，位于同一条直线上；所述的拉力传感器9串接在主梁锚固螺杆7上。
[0028]主梁锚固螺杆7主要有两个作用，一是由于其刚度大，将拉力传感器9安装在其中可避免传感器质量对斜拉索5的影响；二是用来与主梁11连接。具体设置时，可将主梁锚固螺杆7从中部断开，将拉力传感器9焊接在其中部，使拉力传感器9串接成为其一部分，而在测试时主梁锚固螺杆7是与斜拉索5共线的，因此拉力传感器9获取的数据能精确反应索力情况，通过数据采集仪对传感器获取的数据进行采集；拉力传感器9采用S形拉力传感器，设置方便，测量结果准确，其尺寸为5cmX5cmX 1cm。
[0029]如图2所示，为本方案应用在斜拉桥模型上的示意图。主墩13上方是主塔12，主梁11垂直设置在主墩13、主塔12之间。测试时，斜拉索5的一端固定设置于主塔12上，另一端穿过拉索导向管4伸入到调整接头6内部缠绕在调索螺杆I上。拉索导向管4的作用是保持拉索的笔直，使拉索从调整接头6伸出后不会弯折。主梁锚固螺杆7安装在主梁11中。
[0030]考虑到承力点可能承力过大的问题，本方案中在主梁11中设置有与主梁锚固螺杆7垂直设置的锚垫板10，主梁锚固螺杆7通过主梁锚固螺帽8安装在锚垫板10上，如图3所示。
[0031]利用本装置进行模型试验可参照以下步骤:
[0032]步骤一，根据斜拉桥的缩尺比例计算模型各断面尺寸并制作桥梁模型；
[0033]步骤二，制作或准备以上各装置配件；
[0034]步骤三，将比实际拉索长度富余5cm长度的斜拉索一端穿过拉索导向管并固定并缠绕在调索螺杆上；
[0035]步骤四，斜拉索的另一端固定设置在主塔上；
[0036]步骤五，主梁锚固螺杆焊接形拉力传感器后，一端固定装配在调整接头上，另一端通过主梁锚固螺帽固定在锚垫板上；
[0037]步骤六，模型制作完毕后可通过拧动调索螺杆调整索力值，并通过拉力传感器连接的数据采集仪器上即可读取索力值。
【主权项】
1.一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，包括斜拉索(5)，其特征在于，所述的斜拉索(5)上安装有调整接头(6)，穿过调整接头(6)的上下表面设置有调索螺杆(1)，调整接头(6)的侧面设置有与调整接头(6)内部贯通的拉索导向管(4)，所述的斜拉索(5)的一端穿过拉索导向管(4)伸入调整接头(6)内部并固定在调索螺杆(I)上；调整接头(6)与一个拉力传感器(9)连接。
2.如权利要求1所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的测试装置还包括主梁锚固螺杆(7)，主梁锚固螺杆(7)固定设置于调整接头(6)的侧面，与拉索导向管(4)对称分布在调整接头(6)的异侧，位于同一条直线上；所述的拉力传感器(9)串接在主梁锚固螺杆(7)上。
3.如权利要求2所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的斜拉索(5)固定设置在主塔(12)上，主梁锚固螺杆(7)安装在主梁(11)中。
4.如权利要求3所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的主梁(11)中设置有与主梁锚固螺杆(7)垂直设置的锚垫板(10)，主梁锚固螺杆(7)通过主梁锚固螺帽(8)安装在锚垫板(10)上。
5.如权利要求1所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的调整接头(6)的上表面固定设置有螺母(2)，所述的调索螺杆(I)装配在螺母(2)中，并伸入调整接头(6)。
6.如权利要求5所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的螺母(2)与调整接头(6)之间设置有固定垫片(3)。
7.如权利要求1所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的调整接头(6)中开设有贯穿调整接头(6)上下表面的通孔，通孔内径大于调索螺杆(I)的外径；所述的拉索导向管⑷与通孔贯通设置。
8.如权利要求1所述的模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，其特征在于，所述的拉力传感器(9)为S形拉力传感器。
【专利摘要】本实用新型一种模型试验用斜拉索锚固及索力测试装置，包括斜拉索，所述的斜拉索上安装有调整接头，穿过调整接头的上下表面设置有调索螺杆，调整接头的侧面设置有与调整接头内部贯通的拉索导向管，所述的斜拉索的一端穿过拉索导向管伸入调整接头内部并固定在调索螺杆上；调整接头与一个拉力传感器连接。通过采用上述装置，使得斜拉桥模型中斜拉索的受力影响因素减少，斜拉索受力更加接近真实受力情况，并能方便快捷地实现索力的调整及索力的测试，简单易行，精度更高。
【IPC分类】G01L5-04
【公开号】CN204389083
【申请号】CN201520098606
【发明人】贺拴海, 李尧, 彭晶蓉, 王凌波, 冯洋, 卢旭
【申请人】长安大学
【公开日】2015年6月10日
【申请日】2015年2月11日