裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及橋梁結(jié)構(gòu)教學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具。
【背景技術(shù)】
[0002]拱橋與梁式橋均屬于空間結(jié)構(gòu)，其中拱橋是一種壓彎結(jié)構(gòu)，即受彎又受壓，與梁式橋這種受彎結(jié)構(gòu)相比，力學(xué)原理不同，拱橋在活載作用下受力比較復(fù)雜。對(duì)承受移動(dòng)荷載作用的拱形橋梁來說，影響線是研究橋梁結(jié)構(gòu)受力的有力工具，而實(shí)測影響線直接反應(yīng)橋梁當(dāng)前受力狀況，對(duì)了解拱橋的結(jié)合、內(nèi)力變化和承載能力評(píng)估有重要意義。而現(xiàn)有技術(shù)中，由于受成本和場地的限制，學(xué)生對(duì)拱橋的結(jié)構(gòu)和受力分析多通過電腦教學(xué)或平面圖教學(xué)實(shí)現(xiàn)，使得學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不但不能直觀的對(duì)拱橋的具體結(jié)構(gòu)進(jìn)行真實(shí)的觀察，而且不能實(shí)地對(duì)拱橋在活載作用下的內(nèi)力變化進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，教學(xué)質(zhì)量不高。
[0003]因此，需要提供一種裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具，可使學(xué)生對(duì)裸拱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行感性認(rèn)識(shí)，并可對(duì)裸拱在活載作用下的受力特性和內(nèi)力變化有深刻的理解，從而保證教學(xué)質(zhì)量，節(jié)省教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)效率。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]有鑒于此，本實(shí)用新型提供一種裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具，可使學(xué)生對(duì)裸拱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造進(jìn)行感性認(rèn)識(shí)，并可對(duì)裸拱在活載作用下的受力特性和內(nèi)力變化有深刻的理解，從而保證教學(xué)質(zhì)量，節(jié)省教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)效率。
[0005]本實(shí)用新型的裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具，包括裸拱仿真體和用于對(duì)仿真體不同位置施加荷載的荷載施加系統(tǒng)，所述裸拱仿真體包括拱圈和支座；所述教學(xué)裝置還包括可在不同荷載施加工況下對(duì)拱圈受力檢測的檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括應(yīng)變檢測裝置和撓度檢測
目.ο
[0006]進(jìn)一步，沿所述拱圈的拱軸線等分設(shè)置有多個(gè)荷載加載點(diǎn)。
[0007]進(jìn)一步，沿橋向在所述拱圈的拱腳、拱頂和拱頂與拱腳之間二分之一處截面的上緣或/和下緣上分別設(shè)置至少一個(gè)縱向應(yīng)變測點(diǎn)。
[0008]進(jìn)一步，沿橋向在所述拱圈的拱腳、拱頂和拱頂與拱腳之間二分之一處截面的下緣上分別設(shè)置至少一個(gè)撓度測點(diǎn)。
[0009]進(jìn)一步，應(yīng)變檢測裝置包括應(yīng)變片和與應(yīng)變片連接并用于采集數(shù)據(jù)的應(yīng)變采集儀，所述應(yīng)變片對(duì)應(yīng)每一縱向應(yīng)變測點(diǎn)設(shè)置一個(gè)。
[0010]進(jìn)一步，撓度檢測裝置包括撓度檢測器和導(dǎo)讀可調(diào)并用于對(duì)撓度檢測器形成支撐的支撐架，所述撓度檢測裝置對(duì)應(yīng)每一撓度測點(diǎn)設(shè)置一個(gè)。
[0011]進(jìn)一步，荷載施加系統(tǒng)包括基座滑軌和用于施加荷載的杠桿加載裝置，所述杠桿加載裝置包括豎桿、以可在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式與豎桿上端連接的橫桿和用于懸掛于橫桿上提供荷載力的加載體，所述豎桿為高度可調(diào)結(jié)構(gòu)并可順橋向沿基座滑軌移動(dòng)，所述橫桿上設(shè)置有可沿橫桿縱向往復(fù)移動(dòng)并用于與拱圈接觸的加載頭。
[0012]進(jìn)一步，加載頭包括加載頭本體和設(shè)置在加載頭本體上的測力傳感器，所述測力傳感器為應(yīng)變式測力傳感器。
[0013]進(jìn)一步，裸拱仿真體由有機(jī)玻璃材料制成。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型的裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具，通過裸拱仿真體，學(xué)生可對(duì)裸拱的結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征有直觀的了解，另外，通過荷載施加系統(tǒng)和裸拱的受力特性的檢測系統(tǒng)，通過對(duì)裸拱在不同位置截面處加載荷載處內(nèi)力的變化進(jìn)行檢測，從而測定相關(guān)截面軸力、彎矩、撓度影響線，使得學(xué)生可對(duì)裸拱在活載作用下的受力特性和內(nèi)力變化有深刻的理解，從而保證教學(xué)質(zhì)量，節(jié)省教學(xué)時(shí)間，提高教學(xué)效率。
【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0016]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2為本實(shí)用新型的裸拱仿真體荷載施加位置示意圖；
[0018]圖3為本實(shí)用新型的荷載施加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖4為本實(shí)用新型的拱圈橫向截面示意圖；
[0020]圖5為本實(shí)用新型的拱圈的上視圖；
[0021]圖6為本實(shí)用新型的應(yīng)變片在拱圈橫向上安裝狀態(tài)視圖；
[0022]圖7為本實(shí)用新型的撓度檢測器在拱圈橫向上安裝狀態(tài)視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為本實(shí)用新型的裸拱仿真體荷載施加位置示意圖，圖3為本實(shí)用新型的荷載施加系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，圖4為本實(shí)用新型的拱圈橫向截面示意圖，圖5為本實(shí)用新型的拱圈的上視圖，圖6為本實(shí)用新型的應(yīng)變片在拱圈橫向上安裝狀態(tài)視，圖7為本實(shí)用新型的撓度檢測器在拱圈橫向上安裝狀態(tài)視圖，如圖所示:本實(shí)施例的裸拱結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)用教具，包括裸拱仿真體和用于對(duì)仿真體不同位置施加荷載的荷載施加系統(tǒng)，所述裸拱仿真體包括拱圈I和支座2 ;所述教學(xué)裝置還包括可在不同荷載施加工況下對(duì)拱圈I受力檢測的檢測系統(tǒng)，所述檢測系統(tǒng)包括應(yīng)變檢測裝置和撓度檢測裝置；裸拱仿真體是指按照實(shí)際常用的裸拱結(jié)構(gòu)進(jìn)行縮小比例后設(shè)計(jì)而成的仿真體結(jié)構(gòu)，如圖所示，裸拱仿真體為單拱結(jié)構(gòu)，材料可與實(shí)際梁橋材料不同，通過裸拱仿真體的設(shè)置，使得學(xué)生直觀的對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造特征具有深刻的了解，另外，荷載施加系統(tǒng)是用于在不同工況下對(duì)拱圈I的拱面施加荷載。
[0024]本實(shí)施例中，沿所述拱圈I的拱軸線等分設(shè)置有多個(gè)荷載加載點(diǎn)；將拱圈I按計(jì)算跨徑分為16等分，加載點(diǎn)之間間距為51.25mm，共設(shè)15個(gè)加載點(diǎn)，每個(gè)加載點(diǎn)處設(shè)置有加載定位塊3，通過移動(dòng)荷載施加系統(tǒng)的施加位置實(shí)現(xiàn)達(dá)到沿加載點(diǎn)進(jìn)行加載的目的，由于荷載加載點(diǎn)設(shè)置在拱軸線上，可豎向集中荷載。
[0025]本實(shí)施例中，沿橋向在所述拱圈I的拱腳、拱頂和拱頂與拱腳之間二分之一處截面的上緣或/和下緣上分別設(shè)置至少一個(gè)縱向應(yīng)變測點(diǎn)；拱腳是指拱圈I的兩端腳處，共有兩個(gè)拱腳，拱頂是指拱圈I的頂部(即拱圈I的二分之一處)，在拱頂與兩側(cè)拱腳之間的二分之一處各設(shè)置一個(gè)縱向應(yīng)變測點(diǎn)，其中縱向應(yīng)變測點(diǎn)可設(shè)置在截面處的上緣處，或下緣處，或上緣和下緣均設(shè)置縱向應(yīng)變測點(diǎn)，本實(shí)施例中，在截面的上