[实用新型]一种高精度风速测试支架

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种高精度风速测试支架，尤其适用于在大型工程结构所处的风环境进行测试时，起到在所选测试部位对各类风速仪进行固定同时剔除结构振动干扰的作用，主要应用于土木结构风工程领域。

背景技术

风灾是自然灾害的主要灾种之一，由其造成的人员伤亡和经济损失巨大。近年来，我国东南沿海地区相继建成了一批具有世界影响力大跨、高柔结构，例如：世界第1大跨度斜拉桥——主跨1088米的苏通大桥、世界第3大跨度悬索桥——主跨1490米的润扬大桥、东方明珠塔、上海环球金融中心等。随着结构跨度和高度的不断增加，结构趋向柔性，对风的敏感性加大；并且这些结构处于台风多发区，甚至有可能出现遭受台风正面袭击的情况，使得风荷载通常成为结构设计的主要控制荷载。我国目前对于不同建筑场地风场特性的实测资料还相当缺乏，结构设计的风荷载取值也没有足够的实测数据支持。因此，开展不同地区的风特性实测工作意义重大。

现有的风特性数据主要来自于各气象站，这些数据存在采样频率低、精度差、数据缺乏连续性、采集站稀少等缺点。不仅如此，由于风特性受地形地貌、建筑环境等影响较大，不同地区的风特性差异较大，因此一个地区的测试结果并不能很好的适用于别的地区。为了了解建筑场地的风场特性，往往需要安装风速仪进行现场实测。在现场实测的过程中，需要设法将风速仪固定在距离结构物表面一定距离的空中位置，以减小建筑物对空气流程的影响而获得尽量准确的风特性数据。这就需要合适的固定支架，其一端固定风速仪，另一端固定在结构物表面。在实际应用中，由于大部分结构物表面并没有供风速仪安装的支架，只能在现场临时制作一个简单的支撑或者直接将风速仪固定在结构上，这样不仅造成测试结构的不准确，还给测试工作增加了难度。因此，急需一种可以让测试人员随身携带且具有稳定性好、安装/拆卸简单、适应环境能力强等优点的风速仪支架。为此，东南大学已经申请了国家发明专利——一种风速仪支架（专利授权号：ZL200810196374.X, 发明人：王浩，李爱群，王晨，谢静），该专利已经在润扬大桥、苏通大桥等的现场测风中进行了应用。

然而，在风荷载作用下结构会发生振动，固定于结构物表面的风速仪也会不断的振动，这种振动显然会对测试造成影响，无疑使得风速仪的测试数据存在一定的偏差。使用不准确的风特性数据将使得计算的结构风致响应存在误差，极端情况下还可能引起结构倒塌，造成无法挽回的损失。因此，设计一种高精度风速测试支架对于合理的结构抗风设计至关重要。然而目前仅是通过风速仪支架将风速仪固定于结构表面进行风特性测试，根本无法去除振动干扰对测试结果的影响。

结构振动对风速仪测试影响的理论分析模型并不难得到。通过设计具有确定风荷载输入的两组风洞对比试验即可获得。其中一组为风速仪固定，另一组风速仪有着固定的加速度输入。通过两组风洞试验结果的对比，即可获得振动对风特性测试结果影响的理论模型研究，并据此建立振动对风特性测试结果影响的有效解决方案。

为了满足风特性现场实测的风速仪固定和测试数据修正的需要，选用高强轻质不锈钢材料制作风速仪支架，并在支架上安装振动测试仪器，利用振动测试结果对风速仪采集数据进行修正是有效途径之一。在已有风速仪支架的水平杆靠近结构物表面位置安装高精度三维振动传感器。在测量风特性的同时也测量结构物在风速仪固定位置的振动。利用振动数据对风速仪的采集结果进行修正，从而剔除由于结构振动引起的风特性测试数据的误差，大大提高风特性测试结果的准确性。风速仪支架的水平杆、支撑以及竖直杆均能够根据现场情况进行长度调节，各个部件均可方便的安装和拆卸，使得风速仪支架携带及其方便。另外，可在竖杆的底部安装照明设备以满足夜间测试的需要。

发明内容

技术问题：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可消除结构振动的高精度风速测试支架，不仅可以满足不同工程结构以及不同测试部位对风特性的测量要求，能可靠、稳定地将风速仪固定于结构物表面；同时还能够测量出风速仪所在部位的结构振动，并利用振动数据对风特性测试结果进行修正以提高测试精度。

技术方案：为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高精度风速测试支架，包括支架部分和振动测试部分，所述支架部分包括水平放置的水平主杆、竖直主杆、水平左拉杆、水平右拉杆、竖直撑杆、竖直拉杆、照明设备和三向加速度传感器；所述振动测试部分包括三向加速度传感器和水平钢板两个部分，其中，

水平主杆左端固定于被测结构物表面，右端凸出于被测结构物表面；