[发明专利]一种基于惯性力影响的承台结构波浪力试验测量系统

说明书

本申请涉及一种基于惯性力影响的承台结构波浪力试验测量系统。该系统包括：在所述承台结构测力模型的顶面、背浪面以及其中一个侧面的中心位置各布置1个单向拉压力传感器和1个位移计，采集顶面、背浪面以及侧面的单向拉压力传感器和位移计的变化历时曲线，分析所述承台结构测力模型的作用力以及惯性力，再结合力的平衡原理，获得x、y和z方向上所述承台结构测力模型所受的波浪力，从而结合力的合成原理，获得所述承台结构测力模型所受的总波浪力。由此，承台结构波浪力试验测量系统将波浪作用下承台结构惯性力部分纳入承台结构波浪力试验测量中，降低结构物所受波浪力的测量结果与真实值的偏差，提高了测量精度。

技术领域

本申请涉及水动力测量技术领域，特别是涉及一种基于惯性力影响的承台结构波浪力试验测量系统。

背景技术

跨海桥梁基础的承台部分由于结构尺寸较大，其所受波浪力占整个基础受力的大部分，因此承台受力是桥梁基础受力关注的焦点。通常在实验室内通过物理模型试验测定。

相关技术中，对于承台结构波浪力的试验测量基本均采用六分量天平或单向拉压力传感器组合的方法。上述测量方法对于恒定水流、风作用下的平衡状态结构受力测量是合适的。对于波浪作用，由于水体处于不停地波动过程，导致承台结构运动响应也处于不停地变化之中，即处于非平衡状态，因此波浪作用下的承台结构必然存在一定的惯性力。然而，上述测量方法的试验结果均未考虑结构物自身惯性力部分的影响，致使结构物所受波浪力的测量结果与真实值存在偏差较大。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够降低结构物所受波浪力的测量结果与真实值的偏差的基于惯性力影响的承台结构波浪力试验测量系统。

一种基于惯性力影响的承台结构波浪力试验测量系统，所述系统包括：单向拉压力传感器、位移计以及承台结构测力模型；

在所述承台结构测力模型的顶面、背浪面以及其中一个侧面的中心位置各布置1个单向拉压力传感器和1个位移计，各所述单向拉压力传感器、各所述位移计的一端与所述承台结构测力模型固定连接；

所述承台结构测力模型的顶部通过顶面的单向拉压力传感器吊起，顶面的单向拉压力传感器的另一端与顶部的固定支架采用万向球铰接，所述承台结构测力模型的底部与地面无接触，背浪面的单向拉压力传感器的另一端与背浪面的固定支架采用万向球铰接，该侧面的单向拉压力传感器的另一端与该侧面的固定支架采用万向球铰接；

顶面的位移计的另一端与顶部的固定支架采用万向球铰接，背浪面的位移计的另一端与背浪面的固定支架采用万向球铰接，该侧面的位移计的另一端与该侧面的固定支架采用万向球铰接；

采集顶面、背浪面以及侧面的单向拉压力传感器和位移计的变化历时曲线，分析x、y和z方向的单向拉压传感器和位移计对所述承台结构测力模型的作用力以及惯性力，获得所述承台结构测力模型沿x、y和z方向的作用力以及惯性力；

结合力的平衡原理，根据x、y和z方向的单向拉压传感器和位移计对所述承台结构测力模型的作用力以及惯性力进行分析，获得x、y和z方向上所述承台结构测力模型所受的波浪力；

结合力的合成原理，根据x、y和z方向上所述承台结构测力模型所受的波浪力进行分析，获得所述承台结构测力模型所受的总波浪力。

在其中一个实施例中，所述承台结构测力模型沿x、y和z方向的惯性力为：

x方向的惯性力：

y方向的惯性力：

z方向的惯性力：