模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置制造方法及图纸

模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，它涉及钢桥面铺装技术领域。本实用新型专利技术解决了现有的钢桥面铺装层动力响应试验设备存在设备成本高，实验数据准确性较低的问题。本实用新型专利技术的竖向加载单元、加载导向盘和有机玻璃试验箱由上至下依次设置在支撑框架内，竖向加载单元安装在支撑框架上，竖向加载单元的载荷输出端与加载导向盘上端面固接，导轨单元上部固定在加载导向盘下端面上，有机玻璃试验箱位于导轨单元正下方，试件置于有机玻璃试验箱的环形安装槽内，试验小车位于试件和加载导向盘之间，试验小车上部滑动安装在导轨单元上，试验小车的轮胎与试件相接触。本实用新型专利技术用于模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验。

Dynamic Response Test Device of Steel Deck Pavement under Simulated Reciprocating Traffic Moving Load

【技术实现步骤摘要】
模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置
本技术涉及钢桥面铺装
,具体涉及一种模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置。
技术介绍
钢箱梁桥面板由于自重轻、跨度大、标准化制作、运输架设便利、施工周期短等特点被广泛应用到大跨径桥梁中。桥面铺装层直接铺设在钢桥面板上，是桥面板的保护层，其使用性能的好坏涉及到桥梁稳定性及耐久性，因此桥梁面铺装材料与结构逐渐成为钢桥建设中的关键问题。我国东北寒冷地区夏季高温可达38℃，低温可达到-32℃，桥面铺装层的使用环境十分恶劣，易产生低温开裂、坑槽、面层松散等病害，钢桥面铺装层材料除要满足桥梁结构受力要求外，还应具有良好的路用性能、低温抗裂性能、层间剪切性能和抗疲劳性能。车速和车重是影响铺装层的动力响应的两个重要因素，不同车速、不同车重情况下，导致桥面铺装层病害的机理也有所不同。为保证钢桥面铺装层长期处于良好的使用状态，不过早出现病害，应选择综合性能优异的材料做铺装层材料。近年来随着国内外对桥面铺装认识不断深入，科研人员研发出了越来越多的先进试验设备，产生了越来越多的试验方法，依托钢桥面铺装实际工程，对桥面铺装的材料、结构进行了相关的试验研究。在现场试验难以开展情况下，采用室内试验手段对铺装层材料进行试验研究已经成为评价铺装层材料性能的重要方法，但试验测定方法和手段不统一，导致试验结果很难进行参考验证。铺装材料的疲劳特性关系到钢桥面铺装的使用寿命，各国学者在材料的疲劳性能方面进行了大量的理论与试验研究工作。试验方法主要有室内疲劳性能试验，室外加速加载试验等，加速加载疲劳试验能更加准确模拟钢桥面铺装的实际使用情况，但试验费用成本较高。综上所述，现有的钢桥面铺装层动力响应试验设备存在设备成本高，实验数据准确性较低的问题。
技术实现思路
本技术为了解决现有的钢桥面铺装层动力响应试验设备存在设备成本高，实验数据准确性较低的问题，进而提供一种模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置。本技术的技术方案是：模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，它包括支撑框架、竖向加载单元、有机玻璃试验箱、试验小车、导轨单元和加载导向盘，竖向加载单元、加载导向盘和有机玻璃试验箱由上至下依次设置在支撑框架的内部，竖向加载单元固定安装在支撑框架上，加载导向盘为圆形饼状结构，竖向加载单元的载荷输出端与加载导向盘的上端面固接；导轨单元整体为圆环形结构，导轨单元的上部固定在加载导向盘的下端面上，有机玻璃试验箱整体为圆环形结构，有机玻璃试验箱位于导轨单元的正下方，有机玻璃试验箱的下端面固定在水平地面上，有机玻璃试验箱的上端面开设环形安装槽，试件置于环形安装槽内；试验小车位于试件和加载导向盘之间，试验小车的上部滑动安装在导轨单元上，试验小车的轮胎与试件相接触；试验小车包括伺服电机、变速器和驱动齿轮，伺服电机安装在试验小车的车架的一侧纵梁上，试验小车的后轴上设有驱动齿轮，伺服电机与驱动齿轮之间设有变速器，伺服电机的动力输出端与变速器的动力输入端连接，变速器的动力输出端与驱动齿轮相啮合。进一步地，支撑框架包括两个横向支撑杆、两个纵向支撑柱、四个竖向支撑柱、四个连接组件和四个高度微调单元，四个竖向支撑柱以矩形阵列的方式竖直设置在水平地面上，长度方向上的相邻两个竖向支撑柱之间分别设有一个横向支撑杆，横向支撑杆与竖向支撑柱之间通过连接组件连接，宽度方向上的相邻两个竖向支撑柱之间分别设有一个纵向支撑柱，纵向支撑柱与竖向支撑柱之间通过连接组件连接，四个高度微调单元分别设置在四个竖向支撑柱的下部；每个高度微调单元包括支撑螺柱和锁紧螺母，支撑螺柱的一端为圆柱形杆状结构，圆柱形杆状结构的外圆柱面上设有外螺纹，圆柱形杆状结构上设有锁紧螺母，支撑螺柱的另一端为圆台形饼状结构，圆柱形杆状结构与圆台形饼状结构为同轴设置的一体式结构，每个竖向支撑柱的下部均为空心柱状结构，竖向支撑柱的内圆柱面上设有与支撑螺柱的圆柱形杆状结构配合的内螺纹，竖向支撑柱通过相互配合的外螺纹和外螺纹与高度微调单元连接。进一步地，竖向加载单元包括液压加载系统、加载系统安装架和加载平衡架，液压加载系统和加载平衡架由上至下依次设置在支撑框架的内部，加载系统安装架水平设置在两个横向支撑杆之间，加载系统安装架分别与两个横向支撑杆的中部固接，加载系统安装架的中部设有一通孔，液压加载系统安装在加载系统安装架上，液压加载系统的活塞杆穿过加载系统安装架的通孔并与加载平衡架固接，加载平衡架的下部与加载导向盘的上端面固接。进一步地，试验小车还包括车架、前轴、前锥齿轮副、后轴、后锥齿轮副、转动轴、导轮组件、四个轴承座和四个车轮，前轴通过轴承座转动安装在车架的前侧，前轴的两端分别安装一个车轮，前锥齿轮副的第一锥齿轮设置在前轴的中部，后轴通过轴承座转动安装在车架的后侧，后轴的两端分别安装一个车轮，后锥齿轮副的第三锥齿轮设置在后轴的中部，转动轴沿车架的长度方向设置在前轴和后轴之间，前锥齿轮副的第二锥齿轮设置在转动轴的一端，第二锥齿轮与第一锥齿轮相啮合，后锥齿轮副的第四锥齿轮设置在转动轴的另一端，第四锥齿轮与第三锥齿轮相啮合；导轮组件的下部与车架固接，导轮组件的上部与导轨单元滑动配合。进一步地，导轮组件包括两个导轮纵梁、两个导轮横梁、四个导轮支撑杆和四个导轮单元，四个导轮支撑杆的一端竖直固接在四个轴承座上，长度方向的两个导轮支撑杆之间设有一个导轮纵梁，宽度方向的两个导轮支撑杆之间设有一个导轮横梁，每个导轮支撑杆的另一端设有一个导轮单元。进一步地，每个导轮单元包括轴套、导轮轴和两个导轮，轴套套装在导轮轴上，轴套与导轮轴之间设有轴承，两个导轮分别安装在导轮轴的两端。进一步地，导轨单元包括第一导轨、第二导轨、导轨连接环和导轨连接件，第一导轨和第二导轨的结构相同，第二导轨和第一导轨由外至内依次固定在导轨连接环的下端面上，导轨连接环通过导轨连接件与加载导向盘的下端面固接。进一步地，第一导轨包括内导轨、外导轨、内外导轨连接螺栓、内导轨锁紧螺钉和外导轨锁紧螺钉，内导轨和外导轨之间通过内外导轨连接螺栓连接，内导轨通过内导轨锁紧螺钉与导轨连接环的下端面固接，外导轨通过外导轨锁紧螺钉与导轨连接环的下端面固接。进一步地，内导轨为由多个弧形导轨单元组装而成的环形结构，外导轨为由多个弧形导轨单元组装而成的环形结构。进一步地，有机玻璃试验箱为圆环状透明结构。本技术与现有技术相比具有以下效果：1、本技术的模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，能够模拟车辆在桥面铺装层上行驶时，铺装层直接承受车辆移动荷载作用。通过改变试验小车的速度和重量分析车速和车重对铺装层动力响应的影响规律。当分析车速对铺装层动力响应的影响时，应当保证竖向加载单元对试验小车施加的车辆荷载不变，通过改变试验小车的速度分析车速对铺装层(即试件)动力响应的影响规律。保证竖向加载单元对加载导向盘向下施加一定的载荷，试验小车在圆环形导轨单元的作用下做圆周运动，试验小车的轮胎与试件相接触，使得试件在一定车辆荷载、不同车速的作用下发生动力响应的变化。当分析车重对铺装层动力响应的影响时，应当保证试验小车的速度不变，通过改变试验小车的重量分析车重对铺装层(即试件)动力响应的影响规律。保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，其特征在于：它包括支撑框架(1)、竖向加载单元(2)、有机玻璃试验箱(3)、试验小车(4)、导轨单元(5)和加载导向盘(6)，竖向加载单元(2)、加载导向盘(6)和有机玻璃试验箱(3)由上至下依次设置在支撑框架(1)的内部，竖向加载单元(2)固定安装在支撑框架(1)上，加载导向盘(6)为圆形饼状结构，竖向加载单元(2)的载荷输出端与加载导向盘(6)的上端面固接；导轨单元(5)整体为圆环形结构，导轨单元(5)的上部固定在加载导向盘(6)的下端面上，有机玻璃试验箱(3)整体为圆环形结构，有机玻璃试验箱(3)位于导轨单元(5)的正下方，有机玻璃试验箱(3)的下端面固定在水平地面上，有机玻璃试验箱(3)的上端面开设环形安装槽，试件(W)置于环形安装槽内；试验小车(4)位于试件(W)和加载导向盘(6)之间，试验小车(4)的上部滑动安装在导轨单元(5)上，试验小车(4)的轮胎与试件(W)相接触；试验小车(4)包括伺服电机(4‑7)、变速器(4‑8)和驱动齿轮(4‑10)，伺服电机(4‑7)安装在试验小车(4)的车架(4‑1)的一侧纵梁上，试验小车(4)的后轴(4‑4)上设有驱动齿轮(4‑10)，伺服电机(4‑7)与驱动齿轮(4‑10)之间设有变速器(4‑8)，伺服电机(4‑7)的动力输出端与变速器(4‑8)的动力输入端连接，变速器(4‑8)的动力输出端与驱动齿轮(4‑10)相啮合。...

【技术特征摘要】
1.模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，其特征在于：它包括支撑框架(1)、竖向加载单元(2)、有机玻璃试验箱(3)、试验小车(4)、导轨单元(5)和加载导向盘(6)，竖向加载单元(2)、加载导向盘(6)和有机玻璃试验箱(3)由上至下依次设置在支撑框架(1)的内部，竖向加载单元(2)固定安装在支撑框架(1)上，加载导向盘(6)为圆形饼状结构，竖向加载单元(2)的载荷输出端与加载导向盘(6)的上端面固接；导轨单元(5)整体为圆环形结构，导轨单元(5)的上部固定在加载导向盘(6)的下端面上，有机玻璃试验箱(3)整体为圆环形结构，有机玻璃试验箱(3)位于导轨单元(5)的正下方，有机玻璃试验箱(3)的下端面固定在水平地面上，有机玻璃试验箱(3)的上端面开设环形安装槽，试件(W)置于环形安装槽内；试验小车(4)位于试件(W)和加载导向盘(6)之间，试验小车(4)的上部滑动安装在导轨单元(5)上，试验小车(4)的轮胎与试件(W)相接触；试验小车(4)包括伺服电机(4-7)、变速器(4-8)和驱动齿轮(4-10)，伺服电机(4-7)安装在试验小车(4)的车架(4-1)的一侧纵梁上，试验小车(4)的后轴(4-4)上设有驱动齿轮(4-10)，伺服电机(4-7)与驱动齿轮(4-10)之间设有变速器(4-8)，伺服电机(4-7)的动力输出端与变速器(4-8)的动力输入端连接，变速器(4-8)的动力输出端与驱动齿轮(4-10)相啮合。2.根据权利要求1所述的模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，其特征在于：支撑框架(1)包括两个横向支撑杆(1-1)、两个纵向支撑柱(1-2)、四个竖向支撑柱(1-3)、四个连接组件(1-4)和四个高度微调单元(1-5)，四个竖向支撑柱(1-3)以矩形阵列的方式竖直设置在水平地面上，长度方向上的相邻两个竖向支撑柱(1-3)之间分别设有一个横向支撑杆(1-1)，横向支撑杆(1-1)与竖向支撑柱(1-3)之间通过连接组件(1-4)连接，宽度方向上的相邻两个竖向支撑柱(1-3)之间分别设有一个纵向支撑柱(1-2)，纵向支撑柱(1-2)与竖向支撑柱(1-3)之间通过连接组件(1-4)连接，四个高度微调单元(1-5)分别设置在四个竖向支撑柱(1-3)的下部；每个高度微调单元(1-5)包括支撑螺柱(1-5-1)和锁紧螺母(1-5-2)，支撑螺柱(1-5-1)的一端为圆柱形杆状结构，圆柱形杆状结构的外圆柱面上设有外螺纹，圆柱形杆状结构上设有锁紧螺母(1-5-2)，支撑螺柱(1-5-1)的另一端为圆台形饼状结构，圆柱形杆状结构与圆台形饼状结构为同轴设置的一体式结构，每个竖向支撑柱(1-3)的下部均为空心柱状结构，竖向支撑柱(1-3)的内圆柱面上设有与支撑螺柱(1-5-1)的圆柱形杆状结构配合的内螺纹，竖向支撑柱(1-3)通过相互配合的外螺纹和外螺纹与高度微调单元(1-5)连接。3.根据权利要求1或2所述的模拟往复交通移动载荷下钢桥面铺装层动力响应试验装置，其特征在于：竖向加载单元(2)包括液压加载系统(2-1)、加载系统安装架(2-2)和加载平衡架(2-3)，液压加载系统(2-1)和加载平衡架(2-3)由上至下依次设置在支撑框架(1)的内部，加载系统安装架(2-2)水平设置在两个横向支撑杆(1-1)之间，加载系统安装架(2-2)分别与两个横向支撑杆(1-1)的中部固接，加载系统安装架(2-2)的中部设有一通孔，液压加载系统(2-1)安装在加载系统安装架(2-2)上，液压加载系统(2-1)的活塞杆穿过加载系统安装架(2-2)的通孔并与加载平衡架(2-3)固接，加载平衡架(2-3)的下部与加载导向盘(6)的上端面固接。4.根据权利要求3所述的模拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘秀，徐闯，李丽敏，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江,23