一种车-桥耦合振动测试结构

1.本发明涉及桥梁技术领域，具体涉及一种车-桥耦合振动测试结构。


背景技术：

2.车辆是公路桥梁所承受的主要活载之一，当车辆通过桥梁时，车辆和桥梁之间形成了耦合振动系统。这种动力作用，使得桥梁不可避免的产生了振动，对桥梁的安全产生了深远的影响。目前，更多的是采用数值模拟的方法来对不同桥梁类型进行车-桥耦合振动作用的测试，但数值模拟的精度难以验证。也有通过实桥实验来测试车-桥耦合振动作用，但是需要投入大量的人力和物力。因此，亟需一种测试精度高、测试方便经济的车-桥耦合振动测试结构。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种车-桥耦合振动测试结构，测试精度高，测试方便经济。
4.为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案予以实现：
5.一种车-桥耦合振动测试结构，包括按照预设缩尺比制作的两个试验段和两个接引段，其中，两个所述试验段平行设置，一个所述接引段的两端分别与两个所述试验段的一端对接，另一个所述接引段的两端分别与两个所述试验段的另一端对接；所述试验段包括桥梁、可伸缩支撑结构、可调节支座、压力测试装置和连接板，所述压力测试装置与所述桥梁的底面接触，所述连接板连接在所述压力测试装置的底面，所述可调节支座的顶部与所述连接板的底面连接，所述可调节支座的底部与所述可伸缩支撑结构的顶部接触，所述可伸缩支撑结构的底部固定。
6.进一步地，所述可伸缩支撑结构包括固定管、伸缩管、第一支撑板、第二支撑板和千斤顶，所述固定管底部固定，相邻两个所述固定管通过所述第一支撑板连接，所述伸缩管的下端活动设置在所述固定管内，相邻两个所述伸缩管通过所述第二支撑板连接，所述可调节支座的底部与所述第二支撑板的顶部接触，相邻两个所述伸缩管之间设置一个所述千斤顶，所述千斤顶的底部固定在所述第一支撑板上，顶部固定在所述第二支撑板上。
7.进一步地，所述试验段还包括底板，所述底板固定，所述可伸缩支撑结构的底部固定在所述底板上。
8.进一步地，所述可调节支座包括螺杆和螺母，所述螺杆的底部连接在所述可伸缩支撑结构的顶部，所述螺母螺纹配合在所述螺母上，所述螺母的顶部与所述连接板的底面连接。
9.进一步地，所述压力测试装置与所述连接板之间还设置有缓冲垫。
10.进一步地，所述接引段包括接引面板和支撑件，所述支撑件的底部固定，所述支撑件的顶部连接在所述接引面板的底部。
11.进一步地，所述桥梁和所述接引面板的两侧设置有防撞限位装置。
12.进一步地，所述桥梁和所述接引面板上设置有多条车道。
13.进一步地，所述桥梁和所述接引面板上撒布有沙子。
14.进一步地，两个所述试验段的桥梁包括箱梁桥、空心板桥、t梁桥或拱桥的任意组合。
15.与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供的一种车-桥耦合振动测试结构，按照预设缩尺比制作两个试验段和两个接引段，通过两个试验段和两个接引段形成闭环的车道，通过控制可伸缩支撑结构的伸缩高度，可以调节桥梁的纵坡，通过控制可调节支座的高度，可以调节桥梁的横坡。在试验时，将测试车辆放置在两个试验段和两个接引段形成闭环的车道上，对测试车辆按照试验要求施加相应的配重后，控制测试车辆沿着闭环车道移动，利用压力测试装置测取支反力变化，进而可以对车辆和桥梁之间耦合振动进行测试分析。相较于传统的利用数值模拟的方法对不同桥梁类型进行车-桥耦合振动作用的测试，本发明的测试精度更高，同时测试方便且经济性好。
16.进一步地，本发明通过千斤顶控制伸缩管的伸缩，进而控制桥梁的高度，以便于对桥梁的纵坡进行调节，结构简单，成本低。
17.进一步地，本发明将可伸缩支撑结构的底部固定在底板上，将底板固定在地面上，结构更加可靠。
18.进一步地，本发明的可调节支座包括螺杆和螺母，螺杆的底部连接在可伸缩支撑结构的顶部，螺母螺纹配合在螺母上，螺母的顶部与连接板的底面连接，通过旋转螺母实现对桥梁横坡的调节，结构简单，调节精度好，成本低。
19.进一步地，在压力测试装置与连接板之间还设置有缓冲垫，起到缓冲作用，有利于提高整体结构的稳定性。
20.进一步地，在桥梁和接引面板的两侧设置有防撞限位装置，防止测试车辆掉落。
21.进一步地，在桥梁和接引面板上设置有多条车道，可以实现多个测试车辆的闭环加载。
22.进一步地，桥梁和接引面板上撒布有沙子，提高车道的粗糙度。
23.进一步地，两个试验段的桥梁包括箱梁桥、空心板桥、t梁桥或拱桥的任意组合，可同步实现两种不同类型桥梁的车-桥耦合振动测试分析。
24.为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明具体实施方式中的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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他的附图。
26.图1为本发明一种车-桥耦合振动测试结构的整体示意图；
27.图2为本发明一种车-桥耦合振动测试结构中试验段的示意图；
28.图3为本发明一种车-桥耦合振动测试结构中试验段的可伸缩支撑结构的拆分示意图；
29.图4为本发明一种车-桥耦合振动测试结构中试验段的可调节支座的示意图；
30.图5为本发明一种车-桥耦合振动测试结构中接引段的示意图。
31.图中：1-试验段；10-桥梁；11-可伸缩支撑结构；110-固定管；111-伸缩管；112-第一支撑板；113-第二支撑板；114-千斤顶；12-可调节支座；120-螺杆；121-螺母；13-压力测试装置；14-连接板；15-缓冲垫；16-底板；2-接引段；20-接引面板；21-支撑件；3-防撞限位装置；4-测试车辆。
具体实施方式
32.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，都属于本发明保护的范围。
33.作为本发明的某一具体实施方式，如图1所示，一种车-桥耦合振动测试结构，包括按照预设缩尺比制作的两个试验段1和两个接引段2，两个试验段1平行设置，两个接引段2为曲线跑道，一个接引段2的两端分别与两个试验段1的一端对接，另一个接引段2的两端分别与两个试验段1的另一端对接。换句话说，两个接引段2中，其中一个接引段2的一端与一个试验段1的一端对接，另一端与另一个试验段1的一端对接；另一个接引段2的一端与一个试验段1的另一端对接，另一端与另一个试验段1的另一端对接。也就是说，两个试验段1和两个接引段2形成闭环的车道，试验段1和接引段2的桥面平齐。
34.具体地说，结合图1、图2、图3和图4所示，试验段1包括桥梁10、可伸缩支撑结构11、可调节支座12、压力测试装置13和连接板14，压力测试装置13与桥梁10的底面接触，连接板14连接在压力测试装置13的底面，优选的，在压力测试装置13与连接板14之间还设置有缓冲垫15，本实施例中，缓冲垫15采用橡胶垫，缓冲垫15通过粘接的方式与连接板14和压力测试装置13连接。可调节支座12的顶部与连接板14的底面连接，可调节支座12的底部与可伸缩支撑结构11的顶部连接，可伸缩支撑结构11的底部固定，优选的，在地面固定有底板16，将可伸缩支撑结构11的底部固定在底板16上。
35.作为优选实施方式，在桥梁10上设置有多条车道，可实现多个测试车辆4进行闭环加载。在桥梁10和接引面板20上可以撒布有沙子，可以选择性的模拟路面粗糙度。两个试验段1的桥梁10包括箱梁桥、空心板桥、t梁桥或拱桥的任意组合，也就是说，其中一个试验段1的桥梁10可以为箱梁桥、空心板桥、t梁桥或拱桥中的任意形式，另一个试验段1的桥梁10也可以为箱梁桥、空心板桥、t梁桥或拱桥中的任意形式，两个实验段1的桥梁10可以组成不同类型的桥梁，可同步实现两种不同类型桥梁的车-桥耦合振动测试分析。本发明中，桥梁10可以为不同材料进行制作，例如有机玻璃、钢材、铝合金等等。
36.优选的，可伸缩支撑结构11与可调节支座12是可以拆除和移动的，因此可以方便的调节桥梁的跨数和跨径。
37.结合图2和图3所示，可伸缩支撑结构11包括固定管110、伸缩管111、第一支撑板112、第二支撑板113和千斤顶114，具体地说，固定管110的底部固定在底板16上，本实施例中，固定管110的底部通过焊接的方式固定在底板16上。相邻两个固定管110通过第一支撑板112连接，本实施例中，第一支撑板112与固定管110采用焊接的方式连接。伸缩管111的下
端活动设置在固定管110内，相邻两个伸缩管111通过第二支撑板113连接，本实施例中，第二支撑板113与伸缩管111采用焊接的方式连接。可调节支座12的底部与第二支撑板113的顶部接触，相邻两个伸缩管111之间设置一个千斤顶114，千斤顶114的底部固定在第一支撑板112上，顶部固定在第二支撑板113上。也就是说，通过千斤顶114的升降来控制伸缩管111的伸缩，进而控制桥梁10的高度，这样就可以有效的模拟桥梁的纵坡。
38.本实施例中，底板16为开有螺栓孔的金属板，可以通过螺栓将其与地面连接。固定管110和伸缩管111为金属方管，固定管110的直径比伸缩管111的直径大，以便于伸缩管111可以插入固定管110中。
39.结合图2、图3和图4所示，可调节支座12包括螺杆120和螺母121，具体地说，螺杆120的底部连接在第二支撑板113的顶部，螺母121螺纹配合在螺母121上，螺母121的顶部与连接板14的底面连接，本实施例中，螺母121的顶部与连接板14的底面通过焊接的方式连接。也就是说，通过旋转螺母121可以调节桥梁的高度，进而便于对桥梁的横坡进行调节。
40.结合图1和图5所示，接引段2包括接引面板20和支撑件21，具体地说，支撑件21的底部固定在地面，支撑件21的顶部连接在接引面板20的底部。本实施例中，接引面板20为金属面板，支撑件21为金属材料制作的框型构件，支撑件21也是可以拆除和移动的。优选的，在接引面板20上设置有与桥梁10上车道数相同的车道，在接引面板20上也撒布有沙子。
41.作为优选的实施方式，如图1、图2和图5所示，在试验段1的桥梁10和接引段2的接引面板20的两侧均安装有防撞限位装置3。本发明中，防撞限位装置3可以为不同材料进行制作，例如塑料、有机玻璃、钢材等。
42.本发明中，测试车辆4为遥控测试汽车，其类型可以为多种，可以通过增加不同重量的配重来调节车辆的重量，通过遥控装置或者程序来控制车辆的速度和行驶轨迹。
43.本发明在使用时，根据测试要求，将测试车辆4放置在试验段1上，调配好测试车辆4的配重后，控制测试车辆4沿着试验段1和接引段2组成的闭环车道行驶，通过压力测试装置13获取实时支反力变化，进而对车辆和桥梁之间耦合振动进行测试分析。
44.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，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所述以权利要求的保护范围为准。