[实用新型]动态测量垂直力的组合装置

说明书

本实用新型属于结构力学动态测量垂直力的技术范畴。

目前，动态测量结构垂直力的设备，均单独采用剪力传感器（或直接贴片）或单独采用称重传感器的方法，进行动态垂直力的测量。由于受到承重结构刚度和传感器量测范围的限制，影响测量精度。如用称重传感器进行测量工作，为了消除线路动态不平顺、运行中转向架受力中心的偏移、采样时间短不能测取整个波形等外界因素对称重的不良影响，以保证其测量精度，则必须对原有称重结构进行改变，这不仅加大了工作量而且复杂的结构也影响荷载的移动速度，增加测量工作的困难。

本实用新型目的是提供一种能增加测量范围又基本不改变原有承重结构的一种新型动态测力装置。它是由承重梁，剪力传感器，称重传感器，基础梁及其基础所组成。

本实用新型测量垂直力的基本原理是：当移动垂直作用荷载在承重梁上经过由两个传感器组成的传感器组之间时，剪力传感器即测量出承重梁的剪力，而称重传感器也同时测量出自身承受的垂直压力。移动荷载的重力等于上述剪力与垂直压力之和。

设移动荷载的重力为P，称重传感器承受的力为Q，两个剪力传感器承受的剪力分别为q₁和q₂，那么从力学平衡原理可得出：

P＝Q＋K₁q₁＋K₂q₂

K值为与承重梁截面有关的系数，如果承重梁为等截面结构，则K₁＝K₂＝K₀

两个剪力传感器之间可安装多个称重传感器。那么：

P′＝ΣQ＋K（q₁＋q₂）

如果在两个剪力传感器之间没有垂直压力作用，但由于承重梁受温度、两个剪力传感器之外的外力、基础不均匀变形等因素的影响，会使称重传感器有垂直力，同时剪力传感器也承受到剪应力。以力学平衡原理分析，称重传感器的垂直力与承重梁中的剪应力的大小相等而方向相反，故而承重梁的受力状况保持平衡。传感器组点的信号输出值为零。

即 Q＋K（q₁＋q₂）＝0

因此，本实用新型可以消除在测量区以外的上述诸多因素对承重梁动态垂直力测量的影响，使测量区范围不受限制。

下面结合附图进一步阐述本实用新型的实施例：图1、图2、图3分别为实施例1、2、3的组合装置示意图，图中：

1－承重梁；2－剪力传感器；3－称重传感器；4₁－横梁；4₂－纵向基础梁；4₃－纵向梁；5－基础。

例1：

为了增大移动荷载的移动范围而加大了两剪力传感器2间的距离，会使承重梁1的弯矩荷载加大，如果不改变承重梁的结构，要达到活载的移动范围增大的目的，可在两剪力传感器2之间横梁4₁上安装一个以上称重传感器3，组成一个传感器组，进行移动垂直力的测量。

例2：

为了增加基础结构的纵向刚度，最大限度地减少承重梁1的动态不平顺，可在承重梁1下设置纵向基础梁4₂或基础框架或刚性基础，并在上述结构上安装称重传感器3进行移动垂直力的测量工作。

例3：

为了进一步提高测量精度，在承重梁1和基础5之间增设纵梁4₃，并在其支点外安装称重传感器3，组成传感器组，进行移动垂直力测量。