桥梁伸缩缝跳车冲击力测试装置
作品的作用:
该设备研发出来之后，主要用于了本科生课程“桥梁工程1”、“桥梁工程2”，研究生课程“桥梁结构分析”等课程的试验教学。目前这些课程的实验教学仪器设备主要以静态的结构试验和动态的悬臂梁动力特性实验为主，模拟真实场景的实验教学设备目前还没有，弥补了现有教学仪器的不足。并且车辆伸缩缝冲击荷载测试的教学设备国内外还未见相关报道，故申请了发明专利。发明专利正在受理中。
除了完成正常的教学工作之外，目前学院的部分教师也在利用该设备进行一些科研项目的研究，已经发表伸缩缝跳车冲击荷载理论分析的论文一篇，目前正在利用该设备进行验证相关论文中的理论算法工作。
作品的成因及原理:
桥梁在温度等因素作用下，将产生纵向的膨胀和收缩，为了满足这种变形，需要在两梁端之间或梁端与桥台之间设置伸缩缝。由于伸缩缝长期承受车辆的动力荷载，因此伸缩缝是桥梁结构的薄弱部位，也是当前桥梁上的主要破坏位置，而车辆车轮的动力荷载则是伸缩缝设计、施工、维护的关键参数。当前的桥梁规范中，尚没有针对伸缩缝，提出作用于其上的车轮动力荷载的理论计算方法和实验测试方法。由于车辆对伸缩缝的冲击荷载与车辆的运动、车辆和桥梁的振动相关，因此这是一个复杂的冲击动力学问题，设计一套精细的伸缩缝所受冲击力的测试装置，对于桥梁伸缩缝设计荷载的实验与理论研究，具有重要的实用价值，对于当前桥梁工程的技术进步，则具有现实的紧迫性。
伸缩缝位于两梁端之间，或者桥梁与桥台之间。伸缩缝冲击力测试装置要能够反映车辆上桥前、后的行驶状态与振动，以及桥梁的振动。利用该装置进行实验时，需要获取伸缩缝受到的车轮冲击力，以及桥梁和车辆的振动数据，然后以实验数据作为研究基础，获取伸缩缝冲击力的分析理论，为桥梁结构，特别是其中伸缩缝的设计和维护奠定基础。
本作品是针对现有技术而提供一种能真实模拟车辆经过桥梁(包括伸缩缝)全过程、有效测量车辆在上桥和下桥时对伸缩缝结构冲击力的桥梁伸缩缝跳车冲击力测试装置。
功能简介：
桥梁伸缩缝跳车冲击力测试装置，包括：底座;桥梁模型。底座上包括主桥、第一引桥及第二引桥。主桥包括第一端部和第二端部并分别通过第一支座和第二支座与底座相连，第一引桥设置在主桥的第一端部并通过第三支座与底座相连，第二引桥设置在主桥的第二端部并通过第四支座与底座相连，第一引桥与主桥以及第二引桥与主桥之间分别形成伸缩缝结构，第一引桥、第二引桥及主桥上部形成有一直通的桥面，小车放置在所述桥面上并能在其上行驶。用于测量小车对伸缩缝结构的冲击力，包括用于测量垂直于桥面方向的冲击力的第一传感器和用于测量顺桥面方向的冲击力的第二传感器，分别设置于第二支座和第三支座上。传感器组包括一个横向感应器和两个纵向传感器，且两个纵向传感器相对设置在横向感应器的两侧，这样能较好地采集所需要的冲击力数据。
第一支座为滚动支座而第二支座为铰支座，使得主桥在负荷下，主桥的端部能自由的转动和滑动，消除挠度对主桥内部结构的影响。
为测量小车在主桥桥梁行驶过程中主桥的挠度变化，所述主桥底部间隔设置有多个用于测量主桥挠度的测量工具。
为使小车在桥面上以一定速度平稳行驶，使得测试结果较准确，桥梁模型两侧的底座上分别设有用于牵引小车的牵引轮组件，该牵引轮组件包括可提供可变稳定转速牵引轮和一个定滑轮，以及绕设在牵引轮上的牵引绳，移动小车通过牵引绳与牵引轮联动。
小车包括小车支架和设置在小车支架底部且用于小车在桥面上行驶的四个行走轮。为反映测试过程中小车内部结构的振动对伸缩缝所受冲击力的影响，需要设置车辆的悬架体系，可更换小车轮子支架上弹簧的刚度来调整小车的避震性能，轮子的大小也设置成可更换的方式。小车支架的内部设置有用于调节小车整体重量的配重组件，配重组件可根据测试需要对小车重量及其分布进行调整。而外部四周设置有与桥面两侧的侧壁贴合的导向轮，导向轮可引导小车在桥面上按照设计路线正常行驶。
小车支架包括上板和下板，所述配重组件设置在下板上的支撑柱以及套设在该支撑柱上的砝码，如此设计使得配重组件功能的实现十分简单，轻松增减砝码即可实现小车重量的改变。上板为绝缘轻质板，如有机玻璃板等，不仅可以减轻小车的整体重量，使得整个测试装置结构更稳定，而且绝缘板上可加设其他电测元件，如加速传感器、振动传感器等，从而可扩展该装置的测试范围，使其测试功能更多元化，从而更好地应用于桥梁性能检测试验中。
所述桥面两端部分别设置有沿桥面宽度方向延伸的缓冲垫，避免小车行驶至桥面末端时因惯性作用而掉落。
作品名称：桥梁伸缩缝跳车冲击力测试装置
完成单位：宁波大学
