專利名稱：一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，特別適合于《橋梁工程》課程教學(xué)中的簡(jiǎn)支梁橋荷載橫向分布的教學(xué)實(shí)驗(yàn)。
背景技術(shù)：
《橋梁工程》課程之中最重要的、最基礎(chǔ)的一個(gè)內(nèi)容就是梁橋荷載橫向分布系數(shù)的計(jì)算，往往學(xué)生缺少對(duì)橋梁的直觀認(rèn)識(shí)，缺少對(duì)橋梁荷載橫向分布的感性認(rèn)識(shí)，所以學(xué)生對(duì)橫向分布系數(shù)在理解上存在一定難度。因此，梁橋的模型實(shí)驗(yàn)就成為《橋梁工程》教學(xué)必修的實(shí)驗(yàn)科目，實(shí)驗(yàn)課程加深了學(xué)生對(duì)簡(jiǎn)支T梁橋荷載橫向分布規(guī)律的理解，同時(shí)也提高學(xué)生的采用理論聯(lián)系實(shí)際的方法分析問題能力。在梁橋結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程遇到了較多的難題，如何加載、如何測(cè)試、如何滿足教學(xué)多次實(shí)驗(yàn)需要、如何將實(shí)驗(yàn)與課程教學(xué)內(nèi)容結(jié)合是該裝置主要解決的問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，可實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備滿足多點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試和多點(diǎn)壓力測(cè)試的需求，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，可反復(fù)使用。本實(shí)用新型的技術(shù)方案為，一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)座和安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座頂板上的梁橋模型，還包括可對(duì)梁橋模型頂面任意位置施加載荷的加載裝置、安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座上用于測(cè)試梁橋模型撓度的撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)和用于測(cè)試梁橋模型應(yīng)力的應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)。所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)座 頂板為中空框架，且實(shí)驗(yàn)臺(tái)座頂板兩端安裝用于支撐梁橋模型的下墊梁。 所述下墊梁與實(shí)驗(yàn)臺(tái)座上設(shè)有可調(diào)整下墊梁高度的螺栓。所述加載裝置包括設(shè)在梁橋模型上方的杠桿、杠桿兩端的掛籃和兩個(gè)掛籃之間的支撐桿，支撐桿的一端與杠桿通過旋轉(zhuǎn)軸連接，而支撐桿的另一端固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座上，杠桿上設(shè)有可在杠桿上滑動(dòng)的滑套，所述滑套通過緊固件與杠桿固定，滑套下端設(shè)有可與梁橋模型接觸的豎桿。采用便于移動(dòng)加載的的杠桿加載方式，通過杠桿一端的砝碼配重達(dá)到加載的目的，加載力的大小通過加載裝置上壓力傳感器由測(cè)試儀器直接顯示。杠桿上設(shè)置可移動(dòng)滑套，該移動(dòng)滑套可以在杠桿上滑動(dòng)，滑動(dòng)到位后通過緊固件如固定螺栓進(jìn)行固定，然后進(jìn)行加載，所述豎桿上設(shè)有壓力傳感器。杠桿加載力的大小通過壓力傳感器傳遞信號(hào)至儀器中，直接顯示出來。加載過程簡(jiǎn)單、加載量準(zhǔn)確、易于移動(dòng)控制。所述支撐桿為可調(diào)節(jié)杠桿高度的升降桿。所述撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)包括設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座頂板下側(cè)的兩條水平的縱梁，并在兩條縱梁之間設(shè)有多條與縱梁垂直并可沿縱梁滑動(dòng)的橫梁，所述橫梁上安裝撓度測(cè)試件。所述撓度測(cè)試件為百分表或千分表，百分表或千分表的底座安裝在橫梁上，百分表或千分表的測(cè)桿與梁橋模型底端接觸。由于實(shí)驗(yàn)臺(tái)座頂板為中空框架，因此百分表或千分表的測(cè)桿可穿過實(shí)驗(yàn)臺(tái)座頂板而與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒佑|。所述應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)包括分別粘貼在梁橋模型頂面和底面上的應(yīng)變片，并設(shè)有電阻式應(yīng)變測(cè)試儀與應(yīng)變片連接。采用電阻式應(yīng)變測(cè)試儀測(cè)試該點(diǎn)的應(yīng)變?cè)隽?。所述梁橋模型由多塊T型梁構(gòu)件連接而成，具體材質(zhì)可選用有機(jī)玻璃。本實(shí)用新型所述實(shí)驗(yàn)裝置的工作過程為:1、首先根據(jù)《橋梁工程》需要，進(jìn)行梁橋有機(jī)玻璃制作，根據(jù)課程需要制作了上述T形截面的梁橋模型。2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，在梁橋模型上需要測(cè)試應(yīng)變的梁橋模型的頂面和底面粘貼應(yīng)變片，并進(jìn)行干燥保護(hù)處理；通過豎向螺絲調(diào)節(jié)下墊梁高度，使得T梁下的支座處于水平位置。3、根據(jù)梁橋模型的幾何尺寸，調(diào)節(jié)杠桿加載裝置高度。通過調(diào)節(jié)支撐桿，進(jìn)而調(diào)節(jié)杠桿的水平高度，也可以實(shí)現(xiàn)杠桿繞其支撐桿轉(zhuǎn)動(dòng)的目的，然后將螺絲擰緊，使得杠桿能在水平狀態(tài)下能夠加載在模型上。4、安裝豎桿上的壓力傳感器，使得豎桿垂直向下，并通過螺絲擰緊固定，防止加載點(diǎn)在加載過程在有機(jī)玻 璃上滑動(dòng)。5、杠桿加載裝置兩端實(shí)用砝碼堆重加載，注意根據(jù)兩端的杠桿長(zhǎng)度關(guān)系，在兩端壓重籃加載不同的配重砝碼，最后達(dá)到初始平衡狀態(tài)的要求。6、T形梁模型跨中位置安裝豎向位移測(cè)試裝置百分表及其表座；表座安放在臺(tái)座移動(dòng)橫梁上。7、將加載的壓力傳感器引線和應(yīng)變傳感器按照編號(hào)依次連接至專用的應(yīng)變和壓力測(cè)試儀器之中。8、實(shí)驗(yàn)前，所以要進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，特別是壓力傳感和應(yīng)變測(cè)試的參數(shù)的輸入的檢查。9、實(shí)驗(yàn)前通過加載桿對(duì)梁橋模型進(jìn)行預(yù)壓，預(yù)壓過程觀察壓力測(cè)試數(shù)值的變化。10、通過預(yù)壓后，然后按照下面的實(shí)驗(yàn)順序進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)。a) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，確定實(shí)驗(yàn)要求位置進(jìn)行加載，移動(dòng)杠桿上的滑套使得加載豎桿垂直于加載點(diǎn)位。b)然后將加載豎桿作用在加載點(diǎn)上(有一定接觸)，然后將應(yīng)變測(cè)試儀器和壓力傳感器初值置零，記錄位移測(cè)試裝置的初始讀數(shù)。c)安裝實(shí)驗(yàn)要求，宜采用等荷載的分級(jí)加載，首先將遠(yuǎn)離杠桿轉(zhuǎn)動(dòng)軸一側(cè)的掛藍(lán)，緩慢進(jìn)行加載，通過壓力傳感器讀取壓力數(shù)值，逐步穩(wěn)步并達(dá)到要求荷載。d) 達(dá)到要求荷載后，大約3分鐘結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后，每次讀取十個(gè)應(yīng)變和五個(gè)跨中位移結(jié)果。e )重復(fù)上面操作，一般三次等重量加載，直到完成所有的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。 11、完成實(shí)驗(yàn)后，按照順序卸掉各組件，記錄卸載后的應(yīng)變和撓度實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型加載方式靈活，可以在梁橋模型的任何位置進(jìn)行加載，加載方式簡(jiǎn)單，充分滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研的需求；本實(shí)用新型加載測(cè)試儀、應(yīng)變測(cè)試設(shè)備通過與儀器廠商的聯(lián)合研制，已開發(fā)出配套的測(cè)試設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備滿足多點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試和多點(diǎn)壓力測(cè)試的需求；本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)過程容易控制，整個(gè)實(shí)驗(yàn)外界干擾小，適合小規(guī)模普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，也適合學(xué)生在該裝置下進(jìn)行設(shè)計(jì)、研究。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為本實(shí)用新型所述梁橋模型主視圖；圖2為本實(shí)用新型所述梁橋模型側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
如
圖1、圖2所示，一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2和安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2頂板上的梁橋模型I，梁橋模型I由5塊T型梁構(gòu)件連接而成；還包括可對(duì)梁橋模型I頂面任意位置施加載荷的加載裝置、安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2上用于測(cè)試梁橋模型撓度的撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)和用于測(cè)試梁橋模型應(yīng)力的應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2頂板為中空框架，且實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2頂板兩端安裝用于支撐梁橋模型I的下墊梁10，下墊梁10上安裝螺栓13，用以調(diào)節(jié)下墊梁10的高度。加載裝置包括設(shè)在梁橋模型I上方的杠桿3、杠桿3兩端的掛籃6、7和兩個(gè)掛籃
6、7之間的支撐桿8，支撐桿8的一端與杠桿3通過旋轉(zhuǎn)軸9連接，而支撐桿8的另一端固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2上，杠桿3上設(shè)有可在杠桿3上滑動(dòng)的滑套4，所述滑套4通過螺栓與杠桿3固定，滑套4下端設(shè)有可與梁橋模型I接觸的豎桿14 ;豎桿14上設(shè)有壓力傳感器5 ;支撐桿8為可調(diào)節(jié)杠桿高度的升降桿。撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)包括設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座2頂板下側(cè)的兩條水平的縱梁11，并在兩條縱梁11之間設(shè)有多條與縱梁11垂直并可沿縱梁11滑動(dòng)的橫梁12，所述橫梁12上安裝撓度測(cè)試件15 ;撓度測(cè)試件15為百分表或千分表,百分表或千分表的底座安裝在橫梁12上,百分表或千分表的測(cè)桿與梁橋模型I底端接觸。應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)包括分別粘貼在梁橋模型I頂面和底面上的應(yīng)變片，并設(shè)有電阻式應(yīng)變測(cè)試儀與應(yīng)變片連接。
權(quán)利要求1.一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)和安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)頂板上的梁橋模型(I )，其特征是，還包括可對(duì)梁橋模型(I)頂面任意位置施加載荷的加載裝置、安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)上用于測(cè)試梁橋模型撓度的撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)和用于測(cè)試梁橋模型應(yīng)力的應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)頂板為中空框架，且實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)頂板兩端安裝用于支撐梁橋模型(I)的下墊梁(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述下墊梁(10)與實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)上設(shè)有可調(diào)整下墊梁(10)高度的螺栓(13)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述加載裝置包括設(shè)在梁橋模型(I)上方的杠桿(3)、杠桿(3)兩端的掛籃(6，7)和兩個(gè)掛籃(6，7)之間的支撐桿(8)，支撐桿(8)的一端與杠桿(3)通過旋轉(zhuǎn)軸(9)連接,而支撐桿(8)的另一端固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)上，杠桿(3)上設(shè)有可在杠桿(3)上滑動(dòng)的滑套(4)，滑套(4)下端設(shè)有可與梁橋模型(I)接觸的豎桿(14)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述豎桿(14)上設(shè)有壓力傳感器(5)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述支撐桿(8)為可調(diào)節(jié)杠桿高度的升降桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)包括設(shè)在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座(2)頂板下側(cè)的兩條水平的縱梁(11)，并在兩條縱梁(11)之間設(shè)有多條與縱梁(11)垂直并可沿縱梁(11)滑動(dòng)的橫梁(12)，所述橫梁(12)上安裝撓度測(cè)試件(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述撓度測(cè)試件(15)為百分表或千分表，百分表或千分表的底座安裝在橫梁(12)上,百分表或千分表的測(cè)桿與梁橋模型(I)底端接觸。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)包括分別粘貼在梁橋模型(I)頂面和底面上的應(yīng)變片，并設(shè)有電阻式應(yīng)變測(cè)試儀與應(yīng)變片連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，其特征是，所述梁橋模型(I)由多塊T型梁構(gòu)件連接而成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種梁橋模型實(shí)驗(yàn)裝置，包括實(shí)驗(yàn)臺(tái)座和安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座頂板上的梁橋模型，還包括可對(duì)梁橋模型頂面任意位置施加載荷的加載裝置、安裝在實(shí)驗(yàn)臺(tái)座上用于測(cè)試梁橋模型撓度的撓度測(cè)試機(jī)構(gòu)和用于測(cè)試梁橋模型應(yīng)力的應(yīng)力測(cè)試機(jī)構(gòu)。本實(shí)用新型加載方式靈活，可以在梁橋模型的任何位置進(jìn)行加載，加載方式簡(jiǎn)單，充分滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)和科研的需求；本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備滿足多點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試和多點(diǎn)壓力測(cè)試的需求；本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)過程容易控制，整個(gè)實(shí)驗(yàn)外界干擾小，適合小規(guī)模普通實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，也適合學(xué)生在該裝置下進(jìn)行設(shè)計(jì)、研究。
文檔編號(hào)G09B25/04GK203118329SQ20132013675
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月25日
發(fā)明者謝海波, 田仲初, 張向陽 申請(qǐng)人:長(zhǎng)沙理工大學(xué)