轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统技术方案

本发明专利技术公开一种轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，包括反力地基、组合式承载框架、被测试样、加载小车，所述被测试样固定于所述反力地基上，所述反力地基和所述组合式承载框架相互固定，所述加载小车放置于所述被测试样上，所述组合式承载框架上设置有水平横梁，所述加载小车顶部连接于所述水平横梁上并且所述加载小车可相对所述水平横梁左右移动，所述水平横梁上还设置有伺服电机，所述伺服电机通过曲柄滑块机构带动加载小车左右移动，加载小车上的电液伺服作动器可控制加载小车的滚轮在垂直方向上上下移动。本发明专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，可以进行全尺寸桥梁与路面疲劳试验，确保桥梁与道路安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测试装置，特别是涉及一种全尺寸钢结构桥梁试样或路面试样的疲劳性能试验系统。
技术介绍
在国民经济粗放型发展时期，道路、桥梁结构的设计以类比法为主，无论是设计的精准性还是合理性都不是考虑的重点。这样的设计方法在主要是用常规材料和常规结构的设计中，经验类比法尽管会有较大的设计误差，但因为有前人的经验和比较发达的计算机模拟计算技术，最终的结果还是可以接受的。进入二十一世纪以来，国家现代化建设飞速发展，各种新结构、新材料层出不穷，产品和工程大型化、整体化和复杂化的发展方向以及资源短缺引发的各类矛盾，使类比设计遇到了越来越大的挑战，新结构和新材料的应用导致没有类似的可以借鉴的成功经验，超大规模的工程设计的风险性和节约资源减少成本的总体要求也对大型工程在设计阶段的试验验证变得更为重要和必不可少。在设计和使用过程中必须考虑的结构在复杂外界条件下的疲劳寿命等关键技术指标，类比法因为没有可供参考的项目而无法实施，单纯的基于有限元分析的工程设计的可靠性问题也日益突出。由于应用标准材料试样或小尺寸大比例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。而对于复合材料组成的结构，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足尺桥梁与路面疲劳试验仪器的开发研究。本专利技术基于电液伺服定点疲劳加载和伺服电机无级高精度调速控制技术，设计了由伺服电机驱动的回转式偏心轮加曲柄连杆往复运动系统和带有电液伺服载荷控制的轮式加载系统组成的轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，主要用于大型桥梁和路面的足尺试样的轮式载荷疲劳性能试验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，以解决上述现有技术存在的问题，其可以进行全尺寸桥梁与路面疲劳试验，确保桥梁与道路安全。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，包括反力地基、组合式承载框架、被测试样、加载小车，所述被测试样固定于所述反力地基上，所述反力地基和所述组合式承载框架相互固定，所述加载小车放置于所述被测试样上，所述组合式承载框架上设置有水平横梁，所述加载小车顶部连接于所述水平横梁上并且所述加载小车可相对所述水平横梁左右移动，所述水平横梁上还设置有伺服电机，所述伺服电机与所述加载小车之间设置曲柄滑块机构，所述伺服电机通过所述曲柄滑块机构带动所述加载小车左右移动，所述加载小车上设置有电液伺服作动器，所述电液伺服作动器连接所述加载小车的滚轮，所述滚轮可在垂直方向上上下移动。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述水平横梁可沿所述组合式承载框架在垂直方向上上下移动。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述组合式承载框架上安装有若干个同步动作的驱动油缸，所述水平横梁固定于各所述驱动油缸的活塞杆上。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述加载小车上设置有直线滚动导向机构。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述加载小车还包括安装架及滚轮支架，所述滚轮可拆卸安装于所述滚轮支架上，所述电液伺服作动器设置于所述安装架上，所述滚轮支架上端固定于所述电液伺服作动器的活塞杆上。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述滚轮支架左右两侧分别设置一对滑块，所述安装架上固定有一对沿垂直方向设置的导轨，所述滑块可沿其所对应的所述导轨上下滑动，所述滑块及导轨构成所述直线滚动导向机构。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述电液伺服作动器上安装有负荷传感器及位移传感器。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述水平横梁底部固定有横梁导轨，所述横梁导轨由耐磨材料制成，所述加载小车的安装架顶部设置有一对承载轮及一对导向轮，所述承载轮的轴线和所述导向轮的轴线相互垂直，所述承载轮抵靠在所述横梁导轨底部，所述导向轮抵靠在所述横梁导轨侧壁。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，还包括控制器，所述控制器连接所述伺服电机及所述电液伺服作动器。本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其中，所述控制器为POP-MF控制器。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：由于本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统的伺服电机可通过曲柄滑块机构带动加载小车左右往复移动，同时加载小车上设置的电液伺服作动器可控制加载小车根据需要向被测试样施加载荷，因此加载小车可准确模拟车辆施加在桥梁或路面上的载荷，从而进行全尺寸桥梁与路面疲劳试验，确保桥梁与道路安全，本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统的研制和发展，对国家现代化建设过程中的关键基础设施如：大跨度桥梁、高速公路等的设计检验、优化、验证具有重要意义。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统的立体结构图；图2为本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统的主视结构示意图；图3为本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统中加载小车的立体结构图；图4为本专利技术轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统中加载小车的剖面图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术提供一种轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，如图1、2所示，包括反力地基11、组合式承载框架12、被测试样13、加载小车14，被测试样13为路面或桥梁试样，被测试样13固定于反力地基11上，反力地基11和组合式承载框架12通过多个预应力螺杆相互固定连接，以消除反力地基11和组合式承载框架12之间的间隙，加载小车14放置于被测试样13上，组合式承载框架12上设置有水平横梁121，加载小车14顶部连接于水平横梁121上，水平横梁121上还设置有伺服电机，伺服电机连接有减速器，减速器的输出端连接有曲柄滑块机构15的曲柄轴，曲柄滑块机构15的连杆铰接于加载小车14上，伺服电机通过曲柄滑块机构15带动加载小车14沿水平横梁121左右往复移动，加载小车14上设置有电液伺服作动器16，在电液伺服作动器16的作用下，加载小车14上的滚轮141对被测试样13施加轮式载荷。如图1所示，组成组合式承载框架12的立柱上安装有多个同步动作的驱动油缸122，水平横梁121固定于各驱动油缸122的活塞杆上，在各驱动油缸122的同步驱动作用下，水平横梁121可沿组合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其特征在于：包括反力地基(11)、组合式承载框架(12)、被测试样(13)、加载小车(14)，所述被测试样(13)固定于所述反力地基(11)上，所述反力地基(11)和所述组合式承载框架(12)相互固定，所述加载小车(14)放置于所述被测试样(13)上，所述组合式承载框架(12)上设置有水平横梁(121)，所述加载小车(14)顶部连接于所述水平横梁(121)上并且所述加载小车(14)可相对所述水平横梁(121)左右移动，所述水平横梁(121)上还设置有伺服电机，所述伺服电机与所述加载小车(14)之间设置曲柄滑块机构(15)，所述伺服电机通过所述曲柄滑块机构(15)带动所述加载小车(14)左右移动，所述加载小车(14)上设置有电液伺服作动器(16)，所述电液伺服作动器(16)连接所述加载小车(14)的滚轮(141)，所述滚轮(141)可在垂直方向上上下移动。

【技术特征摘要】
1.一种轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其特征在于：包括反力地基(11)、组合式承载框架(12)、被测试样(13)、加载小车(14)，所述被测试样(13)固定于所述反力地基(11)上，所述反力地基(11)和所述组合式承载框架(12)相互固定，所述加载小车(14)放置于所述被测试样(13)上，所述组合式承载框架(12)上设置有水平横梁(121)，所述加载小车(14)顶部连接于所述水平横梁(121)上并且所述加载小车(14)可相对所述水平横梁(121)左右移动，所述水平横梁(121)上还设置有伺服电机，所述伺服电机与所述加载小车(14)之间设置曲柄滑块机构(15)，所述伺服电机通过所述曲柄滑块机构(15)带动所述加载小车(14)左右移动，所述加载小车(14)上设置有电液伺服作动器(16)，所述电液伺服作动器(16)连接所述加载小车(14)的滚轮(141)，所述滚轮(141)可在垂直方向上上下移动。2.根据权利要求1所述的轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其特征在于：所述水平横梁(121)可沿所述组合式承载框架(12)在垂直方向上上下移动。3.根据权利要求2所述的轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其特征在于：所述组合式承载框架(12)上安装有若干个同步动作的驱动油缸(122)，所述水平横梁(121)固定于各所述驱动油缸(122)的活塞杆上。4.根据权利要求1所述的轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其特征在于：所述加载小车(14)上设置有直线滚动导向机构。5.根据权利要求1所述的轮式载荷桥梁与路面疲劳试验系统，其特征在于：所述加...

【专利技术属性】
技术研发人员：张冠华，刘光荣，郭骞，王辉，
申请(专利权)人：辽宁省交通规划设计院有限责任公司，杭州邦威机电控制工程有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21