[发明专利]大尺寸模型试验用矮塔斜拉桥拉索锚固及索力测试装置

说明书

本发明属于结构部件的振动测试；结构部件的冲击测试技术领域，公开了一种大尺寸模型试验用矮塔斜拉桥拉索锚固及索力测试装置，包括：调索螺杆；调整接头右侧贯穿拉索导向管，拉索导向管内部贯穿有斜拉索，斜拉索缠绕主线轴上，调整接头内部下侧卡设有卡丝装置，调索螺杆下端焊接主线轴上端，调索螺杆通过螺母固定在调整接头上端，螺母和调整接头之间垫设有固定垫片、调索螺杆上端螺接调节把手；调整接头左侧贯穿主梁锚固螺杆，主梁锚固螺杆套接有S形钢筋计、主梁锚固螺帽，主梁锚固螺帽之间垫设有防滑垫圈。本发明使得大尺寸矮塔斜拉桥模型中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。

技术领域

本发明属于结构部件的振动测试；结构部件的冲击测试技术领域，尤其涉及一种大尺寸模型试验用矮塔斜拉桥拉索锚固及索力测试装置。

背景技术

目前，业内常用的现有技术是这样的：矮塔斜拉桥属于多次超静定体系，其受力性能介于连续刚构桥和斜拉桥之间，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究，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。目前，对于不同相似比例，不同材料的矮塔斜拉桥模型，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。矮塔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，矮塔斜拉桥属于高次超静定结构，施工中的每一步都会引起整个已建桥梁结构内力和索力的改变，桥梁在建设过程中既要注意施工过程中已建结构的安全性，又要考虑成桥状态全桥的结构安全性，因此施工中的索力和成桥索力差别很大，如果将索力固定在施工阶段，成桥阶段的索力将无法保证，可能导致桥梁整体线形不平顺或部分索力超限，增加通车后车辆在桥上颠簸甚至使桥梁拉索断裂的危险，因此拉索的索力在整个施工过程中需要多次调整，才能达到设计要求。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。对模型的索力测试方法一般采用在拉索中部安装S形钢筋计，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，斜拉索容易发生滑脱、松弛，锚固系统失效，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。模型试验是根据实际的桥梁结构按照一定比例进行缩尺，在不改变实验结果规律的前提下，进行研究的一种手段。与实际工程相比，模型试验的比例通常仅能达到原尺寸的1/20，结构复杂敏感。目前没有专门用于模型试验的索力测试传感器，只能使用实际桥梁在钢筋上采用的最小型传感器(S形传感器)开展试验，而实际矮塔斜拉桥由于结构巨大，其跨径可达400m左右，塔高小于30m，斜拉索的索力测试传感器尺寸相对模型试验的单根钢绞线而言重量较大，采用常规的与斜拉索直接串联的连接手法会导致传感器和拉索无法良好固定，产生相对滑移，引起测试结果的偏差。按照以往的测试结果看来，每24小时索力会自动松脱10％～30％，严重影响实验的准确性。

综上所述，现有技术存在的问题是：

(1)现有技术采用在拉索中部安装S形钢筋计，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，斜拉索容易发生滑脱、松弛，锚固系统失效，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。

(2)现有模型试验中易因卡索不牢引起的调索不方便、成本较高、较测试索力精度偏低。

解决上述技术问题的难度和意义：