[发明专利]输电铁塔主材角钢轴力与弯矩协调加载装置及测量方法

权利要求书

1.一种输电铁塔主材角钢轴力与弯矩测量方法，其特征在于，所述输电铁塔主材角钢轴力与弯矩测量方法应用于输电铁塔主材角钢轴力与弯矩协调加载装置，所述输电铁塔主材角钢轴力与弯矩协调加载装置包括左右两个竖直固定在地面上的反作用力墙(3)，其中的一个反作用力墙(3)的内侧安装有四个液压缸(4)，液压缸(4)动力输出端上固定有刚性连接板(5)，所述刚性连接板(5)上固定有连接角钢(6)，连接角钢(6)分别与铁塔模型四根主材角钢(7)的一端通过螺栓固定连接，铁塔模型四根主材角钢(7)的另一端与另一个反作用力墙(3)固定连接，连接角钢(6)与主材角钢(7)之间设有垫层(10)，通过改变所述垫层(10)厚度调节二者之间的偏心距离，使主材角钢(7)偏心受力；每根主材角钢的两肢上按一定规律粘贴4个应变片，通过测量与计算得到主材角钢(7)实际受到的轴力与附加弯矩，以验证施加的轴力与附加弯矩是否正确；

输电铁塔主材角钢轴力与弯矩测量方法包括如下步骤：

在所述输电铁塔主材角钢轴力与弯矩协调加载装置的主材角钢两肢上安装应变片；

采用半桥接线法多次将应变片接入应变仪，读取应变仪读数；

根据应变仪读数计算主材角钢的轴力P、角钢主惯性轴z的附加弯矩M_z和角钢主惯性轴y的附加弯矩M_y。

2.如权利要求1所述的输电铁塔主材角钢轴力与弯矩测量方法，其特征在于，所述应变片安装方法如下：

应变片a和应变片b分别粘贴在主材角钢主惯性轴y与主材角钢两肢的交点处，二者与角钢顶点O'的距离均为m；

应变片c和应变片d相对于主惯性轴z轴对称布置，距离O'点的距离均为n；

以上4个应变片的粘贴方向均沿角钢轴线方向。

3.如权利要求1所述的输电铁塔主材角钢轴力与弯矩测量方法，其特征在于，采用半桥接线法多次将应变片接入应变仪，读取应变仪读数的方法如下：

在进行测量时，只在电桥的AB段和BC段接应变片，而在AD和CD段连接应变仪内部的两个阻值相等的固定电阻；在此情况下，由于

R₁＝R₂＝R R₃＝R₄ ΔR₃＝ΔR₄＝0 (1)

式中：R₁，R₂，R₃，R₄为四个桥臂的电阻值，ΔR₃，ΔR₄为R₃和R₄的电阻值变化量；

所以，由式(1)可知，电桥的输出电压为

式中，E_g为输入电压，ΔR₁，ΔR₂为R₁和R₂的电阻值变化量；

则应变仪的读数为

式中，K为应变片灵敏度系数，ε₁为AB桥臂对应应变片的应变值，ε₂为BC桥臂对应应变片的应变值；

同理，若在电桥的AB段和CD段接应变片，而在AD和BC段连接应变仪内部的两个阻值相等的固定电阻，此时应变仪的读数为：

式中，ε₃为CD桥臂对应应变片的应变值。