[实用新型]桥梁撞击试验装置

说明书

本实用新型涉及桥梁撞击试验装置，具有模拟桥墩的剪力墙,剪力墙内设有若干个测试性能指标的传感器,剪力墙的正前方设有模拟车船移动的撞击车,撞击车通过缆绳连接有作下落运动而牵引撞击车移动撞击至剪力墙上的落锤,落锤的下落高度小于撞击车移动起点至剪力墙之间的水平距离；本实用新型通过一定质量的落锤的自由落体运动，采用滑轮改变拉力方向，拉动撞击车水平方向运动，达到所需速度后对试样进行撞击试验，从而较好地模拟了车船实际撞击桥墩状况，获取了理想的试验指标，为提高和改进桥梁质量性能提供了可靠的技术依据。

技术领域

本实用新型涉及一种桥梁撞击试验装置。

背景技术

资料表明，目前有记载的船撞桥结构试验数量较少，且具有很大的局限性, 主要体现在两个方面。一是由于桥和船的尺寸巨大，足尺试验操作性差、费用高且不具有普遍适用性。美国陆军工兵部队(USACE)先后开展了数次驳船撞击水上建筑的足尺试验。Patev(2003a)报道了一组在Pittsburgh的Allegheny闸墙与2号坝进行的全尺寸驳船撞击试验；同年，Patev(2003b)与Arroyo(2003) 又报道了在West Virginia Gallipolis Ferry附近Robert C.Byrd闸墙及大坝进行的另一组足尺试验。试验中驳船速度较低(0.15～1.25m/s),并考虑了不同的碰撞角度(0～20°)。虽然导致的撞深较小，但为全尺寸下驳船撞击桥墩的力学特性提供了有力的佐证。Consolazio(2005)设计了一系列足尺试验量测中度驳船变形下的碰撞力。试验在Florida的St.George Island±一座退役的桥梁上开展，但由于环境限制，并不能做到使桥墩破坏的工况。USACE的Ebeing 和Mrren(2009)利用静动法试验设备开展了足尺了驳船队撞击试验。Yangetal. (2015)则采用实船对带有SWRC防撞设施的桥墩进行了12次不同载重(25～400t) 和速度(2.3～3.5m/s)的撞击试验，并考虑了不同撞击角度。试验结果表明防撞设施是有效的，但这种试验方法并不具有普适性，且由于试验场地的限制，所测得的数据十分有限，并容易受水流、风速和天气等的影响。

二是采用缩尺的模型试验时，模型与原型之间的相似关系较难满足，为减小模型尺寸，往往采用“小质量、大速度撞击”的研究思路模拟实际船撞桥的情况。1947年至1976年，德国的Woisin进行了一系列高能动态船舶模型试验，采用的结构模型比例为1:12与1:7.5。总共进行了24次试验，结果表明由于碰撞船赠部形状的不同造成了碰撞力的显著差异。Meier-Ddmberg(1983)对船撞桥进行了比例尺为145的动力模型试验，并与1:6的静力模型试验进行了对比。试验采用落锤的方式进行加载，观测到了单调的系统硬化现象。唐长刚(2010) 用几何缩比为100的模型实验模拟了满载排水量为1010t总长为49m的货船在水中以4～5m/s的速度，不同初始撞击角撞击桥墩的情况，并进行了分析。高家铺(2011)结合杭州湾大桥柔性防撞设施及东海大桥独立式防撞体设计方案，在实验室水箱中以小尺寸物理模型模拟了10000吨级(满载排水＞16000t)、150m 长的货船,以2.4m/s和5m/s的速度撞击防撞设施的情形。Sha和Hao(2013)开展了1:35比例尺的缩尺试验，利用摆锤撞击进行加载。并用试验数据验证了带裂缝工作的混凝土桥墩。Consolazio(2012,2014)利用FDOT摆锤加载系统进行了1：2.5的模型试验。试验中，驳船船头固定不动，用刚性摆锤撞击船头模拟实际驳船撞击桥墩的情形。

但是实际上，“大质量、小速度撞击”更接近实际情况。如何提供一种能较好地模拟实际船撞撞击桥状况而获取理想试验指标的桥梁撞击试验装置成为了本企业研发人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了克服现有技术中之不足，本实用新型提供一种能较好地模拟实际撞击状况而获取理想试验指标的桥梁撞击试验装置。