[实用新型]一种户外超大比例全桥气弹模型抗风保护装置

说明书

本实用新型提供了一种户外超大比例全桥气弹模型抗风保护装置，包括稳定底板、固定钢管、可拆装钢管、销轴、第一丝杠、扁担梁、第一螺母、第二丝杠和第二螺母，可以根据桥梁模型抗风需求，在模型主梁不同断面处，设置若干安全可靠、拆装方便、参数可调、费用低廉的临时固定支撑，由此大大降低模型跨度，大幅提高模型刚度和抗风能力，使其免遭强风破坏。另外，该装置可以实现单人快速拆装，工作量小，基本不影响试验进度。

技术领域

本实用新型涉及一种户外超大比例全桥气弹模型的抗风保护装置，具体涉及到对于在户外风速又难以控制场地建造的大比例全桥气弹模型可能遇到超过其正常抗风能力的风速，此时无法开展抗风试验研究，需要采取临时有效措施，大大提高其抗风能力，防止其被强风破坏的保护装置。

背景技术

风洞试验和现场实测是桥梁抗风性能研究的两种常用研究方法，这两种方法有各自优缺点。针对风洞试验和现场实测方法研究桥梁抗风性能面临的不足，申请人提出在户外自然风场中开展超大比例全桥气弹模型抗风性能的试验方法。基于自然风场的大比例气弹模型试验研究方法，相对于风洞试验方法，其优点包括：①突破常规风洞尺寸限制，模型尺寸大、制作精度高、雷诺数效应弱；②无需长期占用风洞资源，大大节省电力能源，总体试验成本不高；③可充分研究复杂风场条件(大斜角、非平稳)下模型的响应；④可研究桥梁风致大幅振动，避免传统试验模型破坏损害风洞设备；⑤模型参数易调，可开展多因素(风、雨、温度)下的各类响应长期监测。相对实桥现场实测方法，其优点包括：①试验难度和试验成本大幅降低，传感器及测试设备方便拆装、检测；②方便开展静力试验研究，更准确地把握桥梁模型系统的参数特性；③对风速要求更低，在常遇风速(5-7级)下即可开展颤振后状态研究；④可直接测量缆索拉力及桥塔基底内力时程数据，研究范围更广；⑤模型气动外形、边界条件等参数方便调换，因此研究效率更高。户外自然风场中开展超大比例全桥气弹模型抗风性能的试验方法也面临一些问题：户外风速具有很强的不确定性，无法像风洞实验室可以人为控制，风速可能出现高于全桥气弹模型抗风临界风速。自然风场试验场地选址和全桥气弹模型设计时也考虑这个因素，其极限抗风能力需要低于现场常遇的强风风速，否则无法开展桥梁颤振后状态性能研究。试验需要根据当时风速条件择时开展，在全桥气弹模型有风致破坏风险时，需要提前采取临时措施保护模型，使其免遭破坏。有两类临时措施：一类是降低模型周围风速，如在模型周围设置防风网，防风墙等；另一类是为模型增加有效支撑，提高其刚度，增强模型抗风能力；也可以综合运用两类措施。措施的选取应该遵循安全、可靠、方便、实用、费用低等原则。第一类防风网和防风墙安装拆卸费时费力、投资大，而且自身也涉及抗风问题，因此一般不是优选方案。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是为户外超大比例全桥气弹模型提供一种可靠、简便、实用的抗风保护装置。

本实用新型的技术方案：

一种户外超大比例全桥气弹模型抗风保护装置，包括稳定底板1、固定钢管2、可拆装钢管3、销轴4、第一丝杠5、扁担梁6、第一螺母7、第二丝杠8和第二螺母9；稳定底板1平放于平坦地面，保证足够重量、刚度及抗倾覆能力，并且尽可能薄；固定钢管2一端焊接于稳定底板1上表面，并保证足够刚度；可拆装钢管3插入固定钢管2，并用销轴4配合将可拆装钢管3与固定钢管2固定；可拆装钢管3顶部焊接第一丝杠5；扁担梁6套装在第一丝杠5上，用上下第一螺母7将扁担梁6固定在第一丝杠5的指定位置；桥梁气弹模型的固定方式有两种：第一种，通过第二丝杠8和第二螺母9将桥梁气弹模型与扁担梁6固结；第二种，通过第一螺母7和扁担梁6直接将桥梁气弹模型与第一丝杠5固结。

所述的可拆装钢管3、销轴4、第一丝杠5、扁担梁6、第一螺母7、第二丝杠8和第二螺母9均可快速拆装，以适应不做试验时快速安装该装置为桥梁气弹模型提供支撑保护，做试验时快速拆卸不影响试验进度的需要。

所述的稳定底板1长期置于桥梁气弹模型需保护位置处的地面，无需经常移动，避免重复工作，且对风场影响忽略。

所述的扁担梁6根据桥梁气弹模型主梁高度调节固定在第一丝杠5上的高度。