[发明专利]一种大风影响下缆机吊罐摆动的风洞试验研究装置及方法

说明书

本发明公开了一种大风影响下缆机吊罐摆动的风洞试验研究装置及方法，它包括用于模拟大风环境的风模拟装置，所述风模拟装置设置在摆动装置的侧面，所述摆动装置用于模拟缆机吊罐并与风模拟装置相配合，模拟缆机吊罐在不同风速等级下的摆动情况；所述摆动装置与用于记录模拟试验结果的试验记录仪器相配合，所述试验记录仪器记录试验结果。此装置能够模拟在大风条件下的缆机吊罐摆动情况，进而为后续的研究提供数据支撑。

技术领域

本发明属于缆机施工研究领域，具体涉及一种研究缆机吊罐在大风影响下摆动的风洞试验装置及方法。

背景技术

缆机作为高山峡谷地区拱坝建设中主要的混凝土运输和浇筑机械，具有一次搭建，全施工期受益的特点。从其自身结构分析，缆机的柔性缆绳是吊罐运输过程中的主要部件，同时考虑缆机的浇筑高度，缆绳的长度能够达到数百米；再者，从缆机的施工环境考虑，缆机吊罐往返于供料平台和坝体间，与大坝浇筑仓内的施工机械和人员易产生冲突；另外，缆机布置在河谷两岸，受到顺河向风荷载的作用，缆机吊罐会产生较大幅度的摆动，这种情况对缆机的施工安全不利。

对于像我国西南的某些高山峡谷地区，顺河谷向的风力可达九级，全年中达七级风的时间占比较大，因此，在这种大风环境下缆机吊罐大幅度摆动的现象值得被关注。然而自然风是一种随机激励，及时在某一固定风级条件下，其风速大小也是在某一范围内随机变化的，因而利用力学模型进行近似计算不能够反映吊罐摆动的真实特点。

因此，采用模型试验方法，制作缆机结构模型，并在人工模拟的大风环境下记录吊罐摆动的过程，进而形成了一种研究大风作用下缆机吊罐摆动规律的风洞试验装置。

发明内容

本发明根据对缆机受风摆动研究的需求公开了一种简单而又精细的大风影响下缆机吊罐摆动研究的风洞试验装置及方法，此装置能够模拟在大风条件下的缆机吊罐摆动情况，进而为后续的研究提供数据支撑。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种大风影响下缆机吊罐摆动的风洞试验研究装置，它包括用于模拟大风环境的风模拟装置，所述风模拟装置设置在摆动装置的侧面，所述摆动装置用于模拟缆机吊罐并与风模拟装置相配合，模拟缆机吊罐在不同风速等级下的摆动情况；所述摆动装置与用于记录模拟试验结果的试验记录仪器相配合，所述试验记录仪器记录试验结果。

所述风模拟装置包括风箱支架，所述风箱支架的顶部安装有风箱，所述风箱内部安装有交流多档风扇，所述风箱由渐变段、分孔段和平直段构成，在风箱的出风口位置设置有风速风向仪，所述风速风向仪安装在风向仪支架上。

所述渐变段内部安装有滤风网，所述分孔段内部设置有矩形多孔风道。

所述摆动装置包括摆动支架，所述摆动支架的顶部支撑安装有横杆，所述横杆之间安装有横梁，所述横梁的中间部位吊装有摆绳，所述摆绳的一端连接有吊罐，另一端绕过摆绳引导孔，并与手动绕线轮相连，所述摆绳引导孔固定安装在横杆的底部。

所述吊罐由轻质铝合金制成，表面涂有荧光漆，形状为圆桶状内部容纳一定质量的砝码。

所述摆动支架由四根可升降的三脚架支撑，每根可升降的三脚架支撑都包含多节伸缩杆，在每节伸缩杆上均标有从上至下和从下至上的两个长度尺寸。

所述试验记录仪器由角度标识板组件和高清摄像机组合而成，所述高清摄像机与角度标识板组件相对布置，并与风速方向垂直。

所述高清摄像机固定安装在摄像机支架上。

所述角度标识板组件包括角度标识板，所述角度标识板固定安装在角度标识板框架体上，所述角度标识板框架体支撑安装在伸缩滑槽上，所述伸缩滑槽安装在角度标识板三脚架上，所述角度标识板上设置有角度标识线，所述角度标识线与角度刻度线相配合指示角度值；所述角度刻度线采用荧光漆标记，且正负方向上用不同颜色区分；

所述摆绳的初始位置与角度标识板组件的角度标识线重合。