[发明专利]模拟二维车道运动状态的车-桥系统试验装置

说明书

本发明公开了一种模拟二维车道运动状态的车‑桥系统试验装置，包括：支撑底座；模拟装置，包括相对设置在支撑底座上的两个模拟机构，每个模拟机构包括升降机构、与升降机构的升降部相连接的第一承载座、设置在第一承载座上的旋转机构以及与旋转机构的旋转部相连接的第二承载座；节段模型，节段模型固定在两个第二承载座上。本发明能够实现节段模型的竖向和扭转振动，可模拟现实桥梁的竖向和扭转振动，便于判断特定外界条件下行车的安全性和舒适性；试验结果相比数值模拟来说更为直观可靠；可根据实际桥梁风环境研究不同桥梁的限行车速，适用范围较为广泛；试验可操作性强，应用时简单快捷，经济成本与时间成本较低。

技术领域

本发明涉及桥梁技术领域，尤其涉及一种模拟二维车道运动状态的车-桥系统试验装置。

背景技术

现代桥梁随着跨径的不断突破，刚度与阻尼也随之降低。这就会导致其因外界的各种作用而产生随跨径增大的动力响应，即桥梁振动。同时在多种外界作用之中，风的影响最为频繁和显著，大跨桥梁经常会出现风致桥梁振动。特别是跨海地区的桥梁，由于海平面的地表粗糙度低，所以基本风速高于内陆地区；同时会经常遭受台风等特异风的影响，非常容易发生涡振、抖振等风致桥梁振动，这也就导致了跨海桥梁面临的风环境较为不利。

车辆在桥梁上通行，其安全性问题比在道路上行驶更为突出。其原因在于：(1)桥梁通常离地高度高，风速换算存在幂指数规律，桥面处风速大于路面处风速；(2)在大跨度桥梁的桥塔处，由于存在遮风效应，导致该处风环境参数急剧变化，作用在车辆上的风荷载也随之变化，这样快速变化的荷载会对驾驶产生一定影响；(3)大跨度桥梁属于柔性结构，在行车时及有风时会发生振动，形成风—车—桥系统耦合振动。

经过设计时的精确计算，风致桥梁振动通常不会对桥梁结构本身造成影响，但会增加桥上车辆的驾驶控制难度、影响车内人员的舒适度和主观心理感受。在极端情况影响下，会诱发桥面行驶汽车出现侧偏、侧滑，甚至是侧翻等事故。在现有交通管理体系中，为确保行车安全，通常采用的方法是根据实时风速限制车速，以此达到确保行车安全的目的。但是，目前限行风速标准还较多依赖经验确定，缺少有效的科学试验依据。因此，有时标准会过于保守，造成交通拥堵，对经济社会发展造成一定损失；或者过于激进，车内人员会受到比较大的侧风影响以及风所引起的桥梁振动，这样极易发生事故。

现有虽然出现了根据数值模拟计算风—车—桥作用下行车安全性和舒适性的方法。但是，其数值模拟无法实现对特异来流与桥面振动耦合情况下对车辆的作用模拟；还缺少对于当前风环境桥梁特殊振动响应对于行车和驾乘人员的影响评估。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供一种模拟二维车道运动状态的车-桥系统试验装置。

为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

一种模拟二维车道运动状态的车-桥系统试验装置，包括：

支撑底座；

模拟装置，包括相对设置在所述支撑底座上的两个模拟机构，每个所述模拟机构包括升降机构、与所述升降机构的升降部相连接的第一承载座、设置在所述第一承载座上的旋转机构以及与所述旋转机构的旋转部相连接的第二承载座；

节段模型，所述节段模型固定在两个所述第二承载座上。

作为本发明的进一步改进，所述第一承载座固定有升降座，所述升降机构的固定部设置有滑动轨道，所述升降座配合在所述滑动轨道上且沿所述滑动轨道竖直升降。

作为本发明的进一步改进，所述升降机构包括升降电缸，所述升降电缸的升降端与所述第一承载座固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述旋转机构包括旋转电机，所述旋转电机的旋转轴与所述第二承载座固定连接。

作为本发明的进一步改进，所述支撑底座内设置有通槽。