CN204740797U - 刚接板梁桥受力实验教学装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种刚接板梁桥受力实验教学装置，包括刚接板梁桥仿真体、荷载施加系统和用于在不同工况进行荷载施加时进行受力检测的检测系统，所述检测系统至少包括用于检测刚接板梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测刚接板梁桥仿真体挠度变化的挠度检测装置；可增强学生对刚接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、刚接构造和支座功能与作用的感性认识，并且可深化理解荷载作用下，刚接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性及内力分布情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及桥梁结构教学领域，特别涉及一种刚接板梁桥受力实验教学装置。
背景技术
刚接板梁桥是指纵梁体由多个片梁刚接而成的梁式桥结构，是梁式桥的一种常见结构。刚接板梁桥具有施工简捷、快速，横向结构强度高的优点，在我国公路和城市桥梁上得到广泛应用。在现有技术中，对刚接板梁桥结构的实验教学，多通过电脑教学或平面图纸教学实现，学生对刚接板梁桥的基本构造特征，以及肋、板、刚接构造和支座功能与作用缺乏感性认识，而且，对刚接板梁桥结构构件在荷载作用下的传力过程和该桥型的受力特性和内力分布情况缺乏深刻的理解，并且，对在荷载作用下，刚接板梁桥结构的横向分配系数和荷载横向分布原理有缺少清晰的分析。
因此，需要提供一种刚接板梁桥受力实验教学装置，使其可增强学生对刚接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、刚接构造和支座功能与作用的感性认识，并且可深化理解荷载作用下，刚接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性及内力分布情况。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种刚接板梁桥受力实验教学装置，可增强学生对刚接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、刚接构造和支座功能与作用的感性认识，并且可深化理解荷载作用下，刚接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性及内力分布情况。
本实用新型的刚接板梁桥受力实验教学装置，包括刚接板梁桥仿真体、荷载施加系统和用于在不同工况进行荷载施加时进行受力检测的检测系统，检测系统至少包括用于检测刚接板梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测刚接板梁桥仿真体挠度变化的挠度检测装置。
进一步，刚接板梁桥仿真体包括纵梁体和在纵梁体两端支承处和跨中各设置一个的横隔梁，纵梁体由T型梁横向刚接而成。
进一步，应变检测装置包括应变片和与应变片连接的应变采集仪，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于安装所述应变片的应变测点。
进一步，挠度检测装置包括挠度检测仪和高度可调并用于对挠度检测仪形成支撑的支撑架，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于挠度检测仪对应放置的挠度测点。
进一步，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点。
进一步，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点。
进一步，荷载施加系统包括基座滑轨和用于施加荷载的杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括竖杆、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆上端连接的横杆和用于悬挂于横杆上提供荷载力的加载体，所述竖杆为高度可调结构并可顺桥向沿基座滑轨移动，所述横杆上设置有可沿横杆纵向往复移动并用于与梁桥仿真体接触的加载头。
进一步，加载头包括加载头本体和设置在加载头本体上的测力传感器，所述测力传感器为应变性测力传感器。
进一步，刚接板梁桥仿真体由有机玻璃材料制成。
本实用新型的有益效果：本实用新型的刚接板梁桥受力实验教学装置，可增强学生对刚接板梁桥基本构造特征，以及肋、板、刚接构造和支座功能与作用的感性认识，并且可深化理解荷载作用下，刚接板梁桥结构构件中的传力过程和该桥型的受力特性及内力分布情况。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。
图1为本实用新型结构示意图；
图2为本实用新型中的纵梁体横向示意图；
图3为本实用新型中的荷载施加系统结构示意图；
图4为本实用新型中的应变和挠度测点布置示意图。
具体实施方式
图1为本实用新型结构示意图，图2为本实用新型中的纵梁体横向示意图，图3为本实用新型中的荷载施加系统结构示意图，图4为本实用新型中的应变和挠度测点布置示意图，其中，图4可代表在纵梁体二分之一、四分之一和八分之一处的截面布置图，如图所示：本实施例的刚接板梁桥受力实验教学装置，包括刚接板梁桥仿真体1、荷载施加系统2和用于在不同工况进行荷载施加时进行受力检测的检测系统，检测系统至少包括用于检测刚接板梁桥仿真体1应变变化的应变检测装置和用于检测刚接板梁桥仿真体1挠度变化的挠度检测装置；刚接板梁桥仿真体1设置在基础7上，其是指按照实际常用的刚接板梁桥结构进行缩小比例后设计而成的仿真体结构，材料可与实际梁桥材料不同，通过刚接板梁桥仿真体1的设置，使得学生直观的对刚接板梁桥的具体结构进行了解，另外，荷载施加系统用于对刚接板梁桥仿真体1进行荷载施加，并可调整不同的荷载施加位置。
本实施例中，刚接板梁桥仿真体1包括纵梁体1-1和在纵梁体1-1两端支承处和跨中各设置一个的横隔梁1-2，纵梁体1-1由T型梁横向刚接而成；共设置有五片T型梁a，五片T型梁横向刚接而成，横隔梁1-2共设置三道，分别设置在两端和跨中。
本实施例中，应变检测装置包括应变片3和与应变片3连接的应变采集仪4，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于安装所述应变片3的应变测点；每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点；其中，应变采集仪4为YE2539高速静态应变仪采集，设备简单，可以进行多点检测，直接得到各测点的挠度数值，测量结构稳定可靠，当然也可为现有其他型号的应变仪采集；本实施例中，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点；即应变片3顺桥向粘贴于各梁的二分之一、四分之一和八分之一截面的下缘，共计十五个应变测点，对应每一个应变测点设置一个应变片3。
本实施例中，挠度检测装置包括挠度检测仪5和高度可调并用于对挠度检测仪5形成支撑的支撑架6，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于挠度检测仪5对应放置的挠度测点；每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点；本实施例中，每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点；其中，挠度检测器为百分表，当然也可为千分表或挠度计，百分表布置在每片T型梁的肋底的二分之一、四分之一和八分之一的截面处，共计十五个挠度测点，对应每一个挠度测点设置一个百分表和支撑架6。
本实施例中，荷载施加系统2包括基座滑轨2-1和用于施加荷载的杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括竖杆2-2、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆2-2上端连接的横杆2-3和用于悬挂于横杆2-3上提供荷载力的加载体2-4，所述竖杆2-2为高度可调结构并可顺桥向沿基座滑轨2-1移动，所述横杆2-3上设置有可沿横杆2-3纵向往复移动并用于与梁桥仿真体接触的加载头2-5；基座滑轨2-1设置在单拱桥仿真体一侧，竖杆2-2可沿基座滑轨2-1移动，以便变化不同的加载位置，竖杆2-2的移动方式可通过人力驱动实现，如通过设置定位滑块2-7，也可通过自动方式实现，如通过丝杠滑块结，并通过电机驱动实现，均为现有技术，在此不再赘述；另外，杠杆加载装置的横杆2-3横跨刚接板梁桥仿真体1设置，当竖杆2-2移动到指定加载位置时，将加载体2-4挂靠到横杆2-3端部实现加载，其中，加载体2-4可通过砝码实现。
本实施例中，加载头2-5包括加载头2-5本体和设置在加载头2-5本体上的测力传感器2-6，所述测力传感器2-6为应变性测力传感器2-6；其中，应变式测力传感器2-6用于对施加荷载的大小进行实时监测。
本实施例中，刚接板梁桥仿真体1由有机玻璃材料制成。
通过杠杆加载装置实施加载，共计六个加载工况(根据具体实验需要，也可更多)，第一种工况为沿梁桥仿真体整体横向均布线荷载作用于二分之一处，第二种工况为单个集中荷载作用于五号T型梁二分之一处，第三种工况为单个集中荷载作用于四号T型梁二分之一处，第四种工况为单个集中荷载作用于三号T型梁二分之一处，第五种工况为单个集中荷载作用于三号T型梁四分之一处，第六种工况为单个集中荷载作用于三号T型梁八分之一处，其中，在第一种工况下，应变仪选择自动平衡，扫描采样后，应变仪自动采集二分之一截面应变的初值，人工记录挠度的初值，然后在二分之一处再增加均布试验线荷载，用应变仪采集各测点的响应值，人工记录挠度的测值，其中所有工况的荷载均指施加在结构上的力或合力，其余五种工况的加载方法同第一种工况加载；在每一位置进行荷载施加时，通过应变检测装置和挠度检测装置对仿真体的应变变化和挠度变化进行检测，对应于每一种加载工况，根据实测应变计算各截面处的弯矩，再根据弯矩计算各截面处的荷载横向分配系数，并根据实测挠度计算各截面处的荷载横向分配系数。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：包括刚接板梁桥仿真体、荷载施加系统和用于在不同工况进行荷载施加时进行受力检测的检测系统，所述检测系统至少包括用于检测刚接板梁桥仿真体应变变化的应变检测装置和用于检测刚接板梁桥仿真体挠度变化的挠度检测装置。
2.根据权利要求1所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：所述刚接板梁桥仿真体包括纵梁体和在纵梁体两端支承处和跨中各设置一个的横隔梁，所述纵梁体由T型梁横向刚接而成。
3.根据权利要求2所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：所述应变检测装置包括应变片和与应变片连接的应变采集仪，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于安装所述应变片的应变测点。
4.根据权利要求3所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：所述挠度检测装置包括挠度检测仪和高度可调并用于对挠度检测仪形成支撑的支撑架，每片T型梁至少在二分之一截面处下缘设置有用于挠度检测仪对应放置的挠度测点。
5.根据权利要求4所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述应变测点。
6.根据权利要求5所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：每片T型梁顺桥向在四分之一和八分之一截面的下缘也设置有所述挠度测点。
7.根据权利要求1-6任一权利要求所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：所述荷载施加系统包括基座滑轨和用于施加荷载的杠杆加载装置，所述杠杆加载装置包括竖杆、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆上端连接的横杆和用于悬挂于横杆上提供荷载力的加载体，所述竖杆为高度可调结构并可顺桥向沿基座滑轨移动，所述横杆上设置有可沿横杆纵向往复移动并用于与梁桥仿真体接触的加载头。
8.根据权利要求7所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：所述加载头包括加载头本体和设置在加载头本体上的测力传感器，所述测力传感器为应变性测力传感器。
9.根据权利要求8所述的刚接板梁桥受力实验教学装置，其特征在于：刚接板梁桥仿真体由有机玻璃材料制成。
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2015
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| CN108362453B (zh) * | 2018-04-28 | 2023-12-15 | 福州大学 | 球铰加载横截面各向同性轴心受压构件侧向挠度的测量装置及测量方法 |
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