[发明专利]一种新型特大跨拱桥缩尺模型复杂受力加载试验系统

说明书

本发明涉及桥梁加载试验技术领域，具体涉及一种新型特大跨拱桥缩尺模型复杂受力加载试验系统，包括电液伺服多点多向加载系统，控制系统和测试系统，多个间隔布置的承载反力架之间通过连续梁进行连接，承载反力架承载反力架电液伺服作动器中至少一个为静态伺服作动器且至少一个为动态伺服作动器，承载反力架安装有可自动升降的框架横梁，且承载反力架内部安装有水平加载梁，框架横梁、水平加载梁、连续梁均安装有伺服作动器，安装于框架横梁、连续梁的伺服作动器用于竖向加载，安装于水平加载梁的伺服作动器用于水平向加载，控制系统用于控制伺服作动器。本发明可以对特大跨拱桥进行复杂的多点多向静力及动力相结合的缩尺模型加载试验。

技术领域

本发明涉及桥梁加载试验技术领域，特别是一种新型特大跨拱桥缩尺模型复杂受力加载试验系统。

背景技术

人类在享受科技发展的同时，也面临着巨大的结构工程安全挑战，研制和开发功能强大，能模拟结构真实复杂受力的大型加载试验系统是目前世界范围内的关键课题。

由于应用标准试样或小尺寸模型推定很难获得整体结构性能的完整可靠的数据，为了满足客观存在的上述要求，现代结构试验必须完成由过去的单个构件试验向整体结构试验和足尺寸试验的转化。而对于不同材质组成的结构，甚至用计算机进行多参数分析也很难推定，为确保安全必须进行接近实际结构或全尺寸试验。同时，科学技术的发展特别是计算机技术、电子技术、自动控制技术和液压伺服技术的飞速发展为结构试验和监测技术的发展提供了坚实的基础，为各种复杂结构的设计、试验和监测提供了有力的保障，促进了结构设计理论的发展。因此，世界上各国都在致力于大型结构试验仪器的开发研究。

目前国内在桥梁主要是采用垂向静态多点加载，而在垂向多点载荷条件下实现水平等其他方向的动态加载试验，目前国内还没有成功的案例，而此类试验是目前结构试验加载领域的重要发展方向，对土木工程学科的科研具有重要的推动意义。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种新型特大跨拱桥缩尺模型复杂受力加载试验系统，通过调节静态伺服作动器和动态伺服作动器以及承载反力架，可以对特大跨拱桥进行复杂的多点多向静力及动力相结合的缩尺模型加载试验。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种新型特大跨拱桥缩尺模型复杂受力加载试验系统，包括电液伺服多点多向加载系统，控制系统和测试系统，所述电液伺服多点多向加载系统包括多个间隔布置的承载反力架，多个所述承载反力架之间通过连续梁进行连接，所述电液伺服多点多向加载系统还包括电液伺服作动器，所述伺服作动器中至少一个为静态伺服作动器且至少一个为动态伺服作动器，所述承载反力架安装有可自动升降的框架横梁，且所述承载反力架内部安装有水平加载梁，所述框架横梁、所述水平加载梁、所述连续梁均安装有所述伺服作动器，安装于所述框架横梁、所述连续梁的所述伺服作动器用于竖向加载，安装于所述水平加载梁的所述伺服作动器用于水平向加载，所述控制系统用于控制所述伺服作动器。

其中，本发明所述的特大跨拱桥是指多孔跨径总长大于1000m或单孔跨径大于150m的公路桥梁，以及桥长大于500m的铁路桥。

本发明的静态伺服作动器(静力加载)可模拟拱桥短期荷载作用、恒载作用，动态伺服作动器(动力加载)可模拟地震力、汽车荷载等活载作用。本发明通过安装于反力架横梁、连续梁的伺服作动器用于竖向加载，可模拟拱桥极限承载能力和在运营阶段的承载能力，同时本发明通过安装于水平加载梁的伺服作动器用于水平加载，可模拟桥梁受到水平方向荷载(例如风荷载、地震荷载)作用下的承载能力。通过可自动升降的反力架横梁可调节伺服作动器的加载位置，通过设置多个伺服作动器可实现多点加载。

因此，本发明具有对特大跨拱桥缩尺模型的动静力加载能力，可实现特大跨拱桥模型多点多向加载试验，完成对竖向列车荷载、水平风荷载的模拟加载。

作为本发明的优选方案，所述水平加载梁包括相互连接的水平加载纵梁和水平加载横梁。