CN204791772U - 铰接板梁桥受力实验教学*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种铰接板梁桥受力实验教学***，包括铰接板梁桥仿真体和用于对铰接板梁桥仿真体施加荷载的荷载***，还包括当荷载施加时进行受力检测的检测***，所述检测***至少包括用于检测梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测梁桥仿真体弯曲挠度的挠度检测装置；可增强对铰接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、铰接构造和铰接板梁桥支座功能与作用的感性认识，可深化理解荷载作用下，铰接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性和内力分布情况，可通过该教学***计算荷载作用下的横向分配系数，并根据实验数据绘制弯矩和挠度影响线，进而培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁结构教学领域，特别涉及一种铰接板梁桥受力实验教学***。
背景技术
铰接板梁桥施工简捷、快速，因而在我国公路和城市桥梁上，得到广泛应用。铰接板梁桥是指由多片板梁通过剪力铰组成一个整体，铰接板梁桥在承受活载时，不直接承受汽车轮压的相邻板梁或多或少地参加共同工作。铰接板梁桥相邻两梁接缝面上传递的内力主要有竖向剪力、纵向剪力和弯矩，上述数据是铰接板梁桥结构计算中重要的参数。而在现有铰接板梁桥教学实验中，缺少单独的针对铰接板梁桥学习的教学教具，往往需要借助于其他桥梁结构实验的设备进行简单模拟，不但模拟效果不好，使得学生不能直观的了解铰接板梁桥基本构造特征，而且也不能有针对性的得出铰接板梁桥的结构特性参数，从而不能清晰的了解再荷载作用下，铰接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性和内力分布情况。
因此，需要提出一种铰接板梁桥受力实验教学***，能够同时进行铰接板梁结构模拟实验和受力特性实验，增强学生对铰接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、铰接构造和铰接板梁桥支座功能与作用的感性认识，可深化理解荷载作用下，铰接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性和内力分布情况。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种铰接板梁桥受力实验教学***，能够同时进行铰接板梁结构模拟实验和受力特性实验，增强学生对铰接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、铰接构造和铰接板梁桥支座功能与作用的感性认识，可深化理解荷载作用下，铰接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性和内力分布情况。
本实用新型的铰接板梁桥受力实验教学***，包括铰接板梁桥仿真体和用于对铰接板梁桥仿真体施加荷载的荷载***，还包括当荷载施加时进行受力检测的检测***，所述检测***至少包括用于检测梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测梁桥仿真体弯曲挠度的挠度检测装置。
进一步，铰接板梁桥仿真体包括梁桥体和设置在所述梁桥体两端并形成支撑的支座，所述梁桥体由至少两片T型梁横向铰接而成。
进一步，应变检测装置包括应变片和与应变片连接的应变采集仪，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于安装所述应变片的应变测点。
进一步，挠度检测装置包括挠度检测器和高度可调并用于对挠度检测器形成支撑的支撑架，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于挠度检测器对应放置的挠度测点。
进一步，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点。
进一步，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点。
进一步，荷载***包括基座滑轨和用于施加荷载的杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括竖杆、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆上端连接的横杆和用于悬挂于横杆上提供荷载力的加载体，所述竖杆为高度可调结构并可顺桥向沿基座滑轨移动，所述横杆上设置有可沿横杆纵向往复移动并用于与梁桥仿真体接触的加载头。
进一步，加载头包括加载头本体和设置在加载头本体上的测力传感器，所述测力传感器为应变式测力传感器。
进一步，铰接板梁桥仿真体由有机玻璃材料制成。
本实用新型的有益效果：本实用新型的铰接板梁桥受力实验教学***，可增强对铰接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、铰接构造和铰接板梁桥支座功能与作用的感性认识，可深化理解荷载作用下，铰接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性和内力分布情况，可通过该教学***计算荷载作用下的横向分配系数，并根据实验数据绘制弯矩和挠度影响线，进而培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中的梁桥板上视图；
图3为本实用新型中的梁桥板侧视图；
图4为本实用新型中的杠杆加载装置结构示意图；
图5为本实用新型中的应变片和百分表安装位置示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图，图2为本实用新型中的梁桥板上视图，图3为本实用新型中的梁桥板侧视图，图4为本实用新型中的杠杆加载装置结构示意图，图5为本实用新型中的应变片和百分表安装位置示意图，如图所示：本实施例的铰接板梁桥受力实验教学***，包括铰接板梁桥仿真体1和用于对铰接板梁桥仿真体1施加荷载的荷载***2，还包括当荷载施加时进行受力检测的检测***，所述检测***至少包括用于检测梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测梁桥仿真体弯曲挠度的挠度检测装置；铰接板梁桥仿真体1设置在基础7上，其是指按照实际常用的铰接板梁桥结构进行缩小比例后设计而成的仿真体结构，材料可与实际梁桥材料不同，通过铰接板梁桥仿真体1的设置，使得学生直观的对铰接板梁桥的具体结构进行了解，另外，荷载***2用于对铰接板梁桥仿真体1进行荷载施加，并可调整不同的荷载施加位置。
本实施例中，铰接板梁桥仿真体1包括梁桥体1-1和设置在所述梁桥体1-1两端并形成支撑的支座1-2，所述梁桥体1-1由至少两片T型梁横向铰接而成；其中，梁桥体1-1共设置五片T型梁a，五片T型梁间铰接而成，可通过上述的挠度检测装置和应变检测装置对梁桥仿真体整体进行应变和挠度检测，也可分别对每一片T型梁进行应变和挠度检测，另外，支座1-2共设置两道，梁桥体1-1的计算跨径为1600mm，宽为800mm。
本实施例中，应变检测装置包括应变片3和与应变片3连接的应变采集仪4，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于安装所述应变片3的应变测点；其中，应变采集仪4为YE2539高速静态应变仪采集，设备简单，可以进行多点检测，直接得到各测点的挠度数值，测量结构稳定可靠，当然也可为现有其他型号的应变仪采集；本实施例中，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点；即应变片3顺桥向粘贴于各梁的二分之一、四分之一和八分之一截面的下缘，共计十五个应变测点，对应每一个应变测点设置一个应变片3。
本实施例中，挠度检测装置包括挠度检测器5和高度可调并用于对挠度检测器5形成支撑的支撑架6，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于挠度检测器5对应放置的挠度测点；本实施例中，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点；其中，挠度检测器5为百分表，当然也可为千分表或挠度计，百分表布置在每片T型梁的肋底的二分之一、四分之一和八分之一的截面处，共计十五个挠度测点，对应每一个挠度测点设置一个百分表和支撑架6。
本实施例中，荷载***2包括基座滑轨2-1和用于施加荷载的杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括竖杆2-2、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆2-2上端连接的横杆2-3和用于悬挂于横杆2-3上提供荷载力的加载体2-4，所述竖杆2-2为高度可调结构并可顺桥向沿基座滑轨2-1移动，所述横杆2-3上设置有可沿横杆2-3纵向往复移动并用于与梁桥仿真体接触的加载头2-5；基座设置在多孔拱桥仿真体一侧，竖杆可沿基座移动，以便变化不同的加载位置，竖杆的移动方式可通过人力驱动实现，如通过设置定位滑块2-7，也可通过自动方式实现，如通过丝杠滑块结，并通过电机驱动实现，均为现有技术，在此不再赘述；另外，杠杆加载装置的横杆横跨多孔拱桥仿真体设置，当竖杆移动到指定加载位置时，将加载体挂靠到横杆端部实现加载，其中，加载体可通过一挂架放置砝码实现。
本实施例中，加载头2-5包括加载头2-5本体和设置在加载头2-5本体上的测力传感器2-6，所述测力传感器2-6为应变式测力传感器2-6。
本实施例中，铰接板梁桥仿真体1由有机玻璃材料制成。
通过杠杆加载装置实施加载，共计六个加载工况(根据具体实验需要，也可更多)，第一种工况为沿梁桥仿真体整体横向均布线荷载作用于二分之一处，第二种工况为单个集中荷载作用于五号T型梁二分之一处，第三种工况为单个集中荷载作用于四号T型梁二分之一处，第四种工况为单个集中荷载作用于三号T型梁二分之一处，第五种工况为单个集中荷载作用于三号T型梁四分之一处，第六种工况为单个集中荷载作用于三号T型梁八分之一处，其中，在第一种工况下，应变仪选择自动平衡，扫描采样后，应变仪自动采集二分之一截面应变的初值，人工记录挠度的初值，然后在二分之一处再增加均布试验线荷载，用应变仪采集各测点的响应值，人工记录挠度的测值，其中所有工况的荷载均指施加在结构上的力或合力，其余五种工况的加载方法同第一种工况加载；在每一位置进行荷载施加时，通过应变检测装置和挠度检测装置对仿真体的应变变化和挠度变化进行检测，对应于每一种加载工况，根据实测应变计算各截面处的弯矩，再根据弯矩计算各截面处的荷载横向分配系数，并根据实测挠度计算各截面处的荷载横向分配系数。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：包括铰接板梁桥仿真体和用于对铰接板梁桥仿真体施加荷载的荷载***，还包括当荷载施加时进行受力检测的检测***，所述检测***至少包括用于检测梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测梁桥仿真体弯曲挠度的挠度检测装置。
2.根据权利要求1所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：所述铰接板梁桥仿真体包括梁桥体和设置在所述梁桥体两端并形成支撑的支座，所述梁桥体由至少两片T型梁横向铰接而成。
3.根据权利要求2所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：所述应变检测装置包括应变片和与应变片连接的应变采集仪，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于安装所述应变片的应变测点。
4.根据权利要求3所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：所述挠度检测装置包括挠度检测器和高度可调并用于对挠度检测器形成支撑的支撑架，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于挠度检测器对应放置的挠度测点。
5.根据权利要求4所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点。
6.根据权利要求5所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：所述荷载***包括基座滑轨和用于施加荷载的杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括竖杆、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆上端连接的横杆和用于悬挂于横杆上提供荷载力的加载体，所述竖杆为高度可调结构并可顺桥向沿基座滑轨移动，所述横杆上设置有可沿横杆纵向往复移动并用于与梁桥仿真体接触的加载头。
8.根据权利要求7所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：所述加载头包括加载头本体和设置在加载头本体上的测力传感器，所述测力传感器为应变式测力传感器。
9.根据权利要求8所述的铰接板梁桥受力实验教学***，其特征在于：铰接板梁桥仿真体由有机玻璃材料制成。
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|---|---|---|---|---|
| CN106952556A (zh) * | 2017-04-17 | 2017-07-14 | 华南理工大学 | 一种组合桁架智能测试实验装置 |
| CN107059606A (zh) * | 2017-06-14 | 2017-08-18 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种桥梁健康监测支座及其监测方法 |
| CN109813194A (zh) * | 2019-01-24 | 2019-05-28 | 苏州雅泛迪铝业有限公司 | 钢板挠度检测治具 |
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