[发明专利]一种水平转体球铰界面摩阻力的测定装置及测试方法

说明书

本发明公开了一种水平转体球铰界面摩阻力的测定装置，包括：球铰结构、荷载系统、牵引系统；其中，球铰结构包括上球铰结构、下球铰结构、定位销轴以及球铰定位支架；荷载系统包括加载板、数个撑脚、水平仪、自重块以及自重块放置架；牵引系统整体安装在球铰结构的外侧，包括角度调位固定滑轮、牵引滑轮、电子数显拉力表、钢绞线、牵引机以及滑道。本发明还公开了一种水平转体球铰界面摩阻力的测试方法。本发明可实现不同吨位、球铰尺寸、球铰材料的球铰界面摩阻力的准确测定，用于指导工程施工，为实际工程施工提供理论依据和数据参考；本发明还可以用来测定不同球铰界面润滑材料的摩擦系数，用于转体球铰界面润滑材料的研发。

技术领域

本发明涉及交通土建技术领域，更具体的说，涉及一种水平转体球铰界面摩阻力的测定装置及测试方法。

背景技术

随着近年来公路铁路基础建设的加速发展，我国路网密度明显增加，新建桥梁与现有公路、铁路的立体交叉问题日益常见。为了减少上行桥梁施工对下行交通(特别是铁路运行)的影响，采用平转施工的桥梁将会越来越多。在转体桥梁建设过程中，转体球铰部分是桥梁转体的核心构件，主要起到承担上部结构质量的作用，还可以作为平衡体系，调整桥梁姿态，控制转体结构偏心距离。

在桥梁上部结构自重作用下，球铰转动过程中上下球铰间的相对位移会使两球铰间发生滑动摩擦以及产生滑动摩擦力，而上下球铰界面间的摩阻力决定了球铰间的摩阻力，由于转动体的摩阻力不仅直接影响桥梁转动时所需牵引力，而且还影响转动体平稳就位的惯性转动距离，因此准确获取水平转体球铰界面摩阻力是非常关键的。目前对于水平转体球铰界面摩阻力的确定，主要还是以理论计算和场地量测结合为主。通过将整个转动体视作刚体，并施加转动力矩，转动体将绕球铰做刚体转动，当转动体从静止状态进入动摩擦状态，即发生转动位移突变时，转动体在施加的转动力矩、不平衡力矩及静摩阻力矩的作用下刚好处于力矩平衡的临界状态，根据静力平衡方程即可求得转动体不平衡力矩，建立球铰摩阻力矩的计算数学模型，推导球铰摩阻力矩和静摩擦系数计算公式。其中，通过球铰法不平衡称重试验测试可以得到桥梁的不平衡力矩以及球铰摩阻力矩。

目前关于测定水平转体球铰界面摩阻力的相关研究较少，尤其是室内水平转体球铰界面摩阻力的测定试验几乎没有。为了准确获取水平转体球铰界面的摩阻力，有必要开发一种能够测试水平转体球铰界面摩阻力的测定装置和测试方法，并且在这种测试方法下可以用来研发不同的转体球铰界面润滑材料。此外，通过研发一种室内水平转体球铰界面摩阻力的测定装置和测试方法，可以用于指导工程施工，为实际工程施工提供理论依据和数据参考。

发明内容

为此，本发明的目的在于提出一种水平转体球铰界面摩阻力的测定装置及测试方法，其具体技术方案如下：

一种水平转体球铰界面摩阻力的测定装置，包括：

球铰结构，所述球铰结构包括上球铰结构、下球铰结构以及安装在所述上球铰结构和所述下球铰结构中心处的定位销轴；所述上球铰结构和所述下球铰结构能够相对所述定位销轴转动；所述下球铰结构通过球铰定位支架与地面固定；

荷载系统，所述荷载系统包括加载板、数个撑脚、水平仪、自重块以及自重块放置架；所述加载板的底部与所述上球铰结构固定且所述上球铰结构内部填充有活性粉末混凝土；所述加载板的顶部安装有所述自重块放置架，所述自重块可拆卸的固定于所述自重块放置架内；数个所述撑脚垂直固定于所述加载板的底部且环绕所述球铰结构设置，所述撑脚悬空于地面；所述水平仪安装在所述撑脚上；