[实用新型]一种测试双幅桥梁断面气动干扰的风洞试验设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁节段模型风洞试验设备。

背景技术

随着现代桥梁不断向大跨、纤细、轻柔的方向发展，其风致振动问题越来越重要。分离式双幅桥梁的整体幅度宽、结构稳定，通行能力大，已经在实际工程中广泛应用，但是分离式双幅桥梁的两个箱梁断面之间存在着显著的气动干扰现象，其各气动参数与单幅桥梁有很大区别，其风致振动问题更加复杂。因此需要对分离式双幅桥梁的气动干扰及其气动参数进行试验，以得到该类型桥梁的风致振动规律，从而为该类型桥梁的抗风设计、施工和维护提供试验依据。

目前测试双幅桥梁断面气动干扰的风洞试验设备大多采用：风洞中被测的双幅桥梁节段竖直固定在各自的转盘上，转动转盘即可调节风攻角(风与桥梁节段上表面的夹角)；通过移动转盘可以调节双幅桥梁节段的间距。但其不能调节风偏角(风与桥梁节段宽度方向的夹角)，不能测出不同风偏角下分离式双幅桥梁的气动参数；并且测力天平等器件露于桥梁节段外部，对节段模型附近风场干扰很大，导致测试误差大。从而无法为该类型桥梁的抗风设计、施工和维护提供全面、准确的试验依据。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于双幅桥梁节段模型气动干扰测试的风洞试验设备，该试验设备能方便地、同时进行各幅桥梁节段之间的间距以及风攻角、风偏角的调节；并且对节段模型附近风场的干扰小，测试误差小；能为双幅桥梁节段模型的抗风设计、施工和维护提供全面、准确的试验依据。

本实用新型为实现发明目的，所采用的技术方案是：一种测试双幅桥梁断面气动干扰的风洞试验设备，包括设置在风洞内的两幅分离的桥梁节段模型、支撑桥梁节段模型的支架；其特征是：

所述的桥梁节段模型呈左右两端开口的箱形，桥梁节段模型的两侧为补偿段、中部为测力段；横梁贯穿桥梁节段模型的内腔，横梁穿出桥梁节段模型的两端与支架连接；

所述的桥梁节段模型的测力段的内腔的上壁与高频动态测力天平的上垫板螺纹连接；高频动态测力天平的下垫板与横梁螺纹连接；所述桥梁节段模型的补偿段的内腔上壁通过垫高架与横梁螺纹连接，垫高架的高度与高频动态测力天平的高度相等；

所述的支架的具体的结构是：左侧的纵杆的前端部、后端部分别通过纵杆套筒套合在左侧前部和左侧后部的竖杆上；右侧的纵杆的前端部、后端部分别通过纵杆套筒套合在右侧前部和右侧后部的竖杆上；左侧、右侧的竖连杆分别通过竖连杆套筒套在左侧、右侧的纵杆上；左侧、右侧的横连杆分别通过横连杆套筒套在左侧、右侧的竖连杆上；左侧、右侧的横连杆分别套合左侧、右侧的风攻角套筒，左侧、右侧的风攻角套筒分别与横梁的左、右端螺纹连接；

所述的一种测试双幅桥梁断面气动干扰的风洞试验设备，其特征是：所述的横连杆套筒套上标有偏角刻度，所述的风攻角套筒套上标有攻角刻度。

所述的纵杆套筒、横连杆套筒、风攻角套筒和竖连杆套筒均设置锁紧螺钉。

本实用新型的工作过程和工作原理是：

试验前，调节纵杆上的竖连杆套筒的间距，可完成两根横梁即两幅桥梁的间距调节、设定。转动竖连杆上的横连杆套筒，即可使两根横梁偏离横向方向，从而完成两幅桥梁宽度方向与纵向来风夹角(风偏角)的调节、设定。转动横连杆上的风攻角套筒，即可使横梁在垂直面发生转动从而完成桥梁节段上表面与纵向来风夹角(风攻角)的调节、设定。

开启风机，风洞的纵向来风即吹向前后两根横梁上的横向桥梁节段模型，即进行设定的双幅桥梁间距、风偏角、风攻角工况下的双幅桥梁断面气动干扰的风洞试验。试验过程中用风速仪采集风洞纵向来风的风速时程数据，并由桥梁节段模型测力段内腔上壁的高频动态测力天平测出桥梁节段模型测力段受到的垂向升力、纵向阻力以及升力矩(弯矩)数据；即得到设定双幅桥梁间距、风偏角、风攻角工况下的分离式双幅桥梁的气动干扰及其气动参数。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一、本实用新型将横梁和高频动态测力天平均设置在桥梁节段模型的内腔中，除了桥梁节段模型本身，没有其它物体迎风、承受风压。从而成功的消除了横梁和高频动态测力天平对桥梁节段模型附近风场的干扰，其测试结果更准确、可靠，误差小。

二、不需要对试验设备或其部件作任何拆卸、重装或移动操作；只需调节支架上的三种套筒，即可以方便的同时实现两幅桥梁节段模型的间距、风偏角和风攻角的调节、设定，其操作极为简单、方便，试验效率高。

进一步，本实用新型的横连杆套筒套上标有偏角刻度，所述的风攻角套筒套上标有攻角刻度。

这样，可以更方便的对试验时的风偏角和风攻角进行观测和调节。