超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统，包括基站、位于基站旁侧的塔吊和设于基站上的实验桥墩，该实验桥墩的顶部设有风速仪，实验桥墩的桥柱面上均布有若干组由风压计和振动传感器构成的风压振动模块，实验桥墩的下部还设有测风雷达；所述基站由节段预制可拼装模块组成，且该基站划分为配重区、供能区、工作生活区、控制设备区和圆盘转子区，所述实验桥墩位于圆盘转子区上并随其旋转。该现场测试系统利用风速仪、测风雷达、风压计和传感器等设备，可实时监测足尺实验桥墩的风特性，所监测结果为超高柔性桥墩的抗风设计与理论研究提供可靠的实测依据，会产生显著的经济和社会效益。

Movable field test system of wind effect on super high flexible pier

The invention discloses a mobile field test system is an ultra high flexible pier wind effect, including the pier crane base station, located on the base station side and a station on the top of the pier, experiment with anemometer, wind pressure vibration module groups by wind pressure meter and vibration sensor composed of uniform cylindrical bridge the pier on the lower part of the pier is also equipped with the experimental radar; the base station is composed of precast segment assembling modules, and the base station is divided into weight area, energy region, work for the living area, control area and equipment disk rotor area, the pier is located in the area of experimental disc rotor and rotates. The field test system using anemometer, lidar, pressure gauges and sensors and other equipment, can be real-time monitoring of full-scale experimental wind characteristics of bridge piers, the monitoring results provide a reliable basis for experimental and theoretical research on wind resistant design of ultra high flexible piers, will produce significant economic and social benefits.

【技术实现步骤摘要】
超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统
本专利技术涉及一种大跨度桥梁的现场测试系统，尤其涉及一种超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统。
技术介绍
建造于山区、峡谷地带的大跨度桥梁往往具有超高柔性桥墩，如北盘江大桥、四渡河特大桥和普利特大桥等，其引桥部分桥墩高度均在百米以上。这些超高柔性桥墩对强/台风、峡谷风作用更加敏感。此外，随着全球气候条件的恶化，尤其是极端风气候的接连发生，例如台风、龙卷风、雷暴等，都会对桥梁结构造成各种程度的损伤。如今面向强/台风、峡谷风等的高桥墩抗风设计存在诸多简化和假设，静力三分力系数、颤振导数、风特性参数等一些重要结构抗风设计参数的确定依赖于风洞试验及规范，结构抗风设计易受模型缩尺比、设计人员经验不足等因素影响。因此有必要开展足尺实验对超高柔性桥墩风效应进行实测分析。低碳、节能已成为世界经济发展的主题，这对工业化节段拼装技术的发展起到促进作用。与传统结构相比，装配式结构在技术经济效益和社会效益方面具有较大优势。国内外在建筑及桥梁施工方面已有采用预制节段拼装工艺的先例，其中预制装配式的住宅近些年在我国已得到一定程度的推广；美国早在1996年就对韦斯特切斯特高速公路上的两座高架桥桥墩采用预制节段施工方法进行建造。工业化程度高、成本低、耐久性好、施工周期短、可回收利用等装配式结构独有的优势，正引起越来越多学者、工程技术人员及管理部门的重视，该项技术势必更加完善。近年来，传感器技术及自动化控制理论得到飞速发展，风速仪、风压计、振动传感器及测风雷达的工作性能不断提升，传感器技术和智能化技术的结合，使得传感器由单一功能、单一监测对象向多功能和多变量检测发展，也使传感器由被动转换信号向主动控制传感器特性和主动进行信息处理发展。国内诸多大型土建工程均安装有SHMS用以监测结构工作性能，充分说明了传感器技术及自动化控制在土木工程领域已有较为成熟的应用。以上均为本超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统的实现提供了强有力的技术支持。因此，亟待解决上述问题。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种方便运输与施工，且可重复利用节约成本，并能模拟足尺实验桥墩的抗风试验的超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统。技术方案：为实现以上目的，本专利技术所述的超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统，包括基站、位于基站旁侧的塔吊和设于基站上的实验桥墩，该实验桥墩的顶部设有风速仪，实验桥墩的桥柱面上均布有若干组由风压计和振动传感器构成的风压振动模块，实验桥墩的下部还设有测风雷达；所述基站由节段预制可拼装模块组成，且该基站划分为配重区、供能区、工作生活区、控制设备区和圆盘转子区，所述实验桥墩位于圆盘转子区上并随其旋转。该现场测试系统采用预制可拼装模块组成基站，并按不同的功用将基站划分为不同的功能区，使得基站的施工搭建和运输都非常的便利，且基站的各组成模块可根据基站实际使用大小选用不同数量拼装，且能反复利用从而节约成本。其中，所述基站为由36个3m×3m×3m～5m×5m×3m的预制可拼装立方单元组成的18m×18m×3m～30m×30m×3m的长方体基站，所述配重区对称分布于基站的4个角部，每一角部上的配重区均由4个立方单元组成；所述供能区对称分布于基站的3边的居中位置，每一边上的供能区均由2个立方单元组成，所述工作生活区分布于基站余下的一边的居中位置，该边上的工作生活区由2个立方单元组成；所述圆盘转子区由4个立方单元组成且分布于基站的中心位置，所述控制设备区由余下的立方单元组成且紧邻圆盘转子区布置，控制设备区上设有传感器和实现圆盘转子区强风作用下的旋转的测控设备。优选的，所述实验桥墩为由节段预制可拼装桥墩模块组成的空心桥墩，该实验桥墩的墩高为30m～35m，壁厚0.4m，截面尺寸为2m×5m。再者，所述桥墩模块的数量为30～35个，自下而上依次拼装形成实验桥墩，每一桥墩模块的高为1m，壁厚0.4m，截面尺寸为2m×5m。该现场测试系统采用预制可拼装桥墩模块组成的空心桥墩，实现现场模拟足尺的桥墩，且该实验桥墩的施工搭建和运输都非常的便利，且各组成模块可根据桥墩实际高度选用不同尺寸进行拼装，且能反复利用从而节约成本。进一步，所述测风雷达布置于距实验桥墩墩底0～2m处。优选的，所述风压振动模块的数量为9组，从距墩底4～5m处每隔3m依次均布，位于实验桥墩的正、后面的每组风压振动模块由2个风压计和1个振动传感器组成，位于实验桥墩的左、右侧面的每组风压振动模块由1个风压计和1个振动传感器组成。进一步，所述塔吊为节段预制可拼装单元组成，且设于基站的旁侧3～5m处，塔吊高35±2m，臂展15±2m。塔吊拼装按《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程JGJ196-2010》进行。有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：首先该现场测试系统采用预制可拼装模块组成基站，并按不同的功用将基站划分为不同的功能区，使得基站的施工搭建和运输都非常的便利，且基站的各组成模块可根据基站实际使用大小选用不同数量拼装，且能反复利用从而节约成本；其次该现场测试系统采用预制可拼装桥墩模块组成的空心桥墩，实现现场模拟足尺的桥墩，且该实验桥墩的施工搭建和运输都非常的便利，且各组成模块可根据桥墩实际高度选用不同尺寸进行拼装，且能反复利用从而节约成本；最后该现场测试系统利用风速仪、测风雷达、风压计和传感器等设备，可实时监测足尺实验桥墩的风特性，所监测结果为超高柔性桥墩的抗风设计与理论研究提供可靠的实测依据，会产生显著的经济和社会效益。附图说明图1为本专利技术中基站和塔吊的俯视图；图2为本专利技术的结构示意图；图3为本专利技术中基站配重区的结构示意图；图4为本专利技术中基站配重区和工作生活区的结构示意图；图5为本专利技术中基站控制设置区的结构示意图；图6为本专利技术中基站圆盘转子区的结构示意图；图7为本专利技术中实验桥墩的主视图；图8为本专利技术中实验桥墩的侧视图；图9为本专利技术中实验桥墩的俯视图；图10本专利技术中实验桥墩的主视图上风压振动模块的布置示意图；图11本专利技术中实验桥墩的侧视图上风压振动模块的布置示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。如图1和图2所示，本专利技术公开了一种超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统，包括基站1、塔吊2和实验桥墩3，塔吊2为节段预制可拼装单元组成，且设于基站1的旁侧3～5m处，塔吊2高35±2m，臂展15±2m。塔吊拼装按《建筑施工塔式起重机安装、使用、拆卸安全技术规程JGJ196-2010》进行。实验桥墩3设于基站2上，该实验桥墩3的顶部设有风速仪4，实验桥墩3的桥柱面上均布有若干组由风压计5和振动传感器6构成的风压振动模块，实验桥墩3的下部还设有测风雷达7，测风雷达7布置于距实验桥墩3墩底0～2m处，优选置于距实验桥墩3墩底1.5m处，测风雷达7布置在桥墩下部，且位于桥墩模块的中心处时测得结果最准确。如图1和图3所示，基站1为由36个3m×3m×3m～5m×5m×3m的预制可拼装立方单元组成的18m×18m×3m～30m×30m×3m的长方体基站，且该基站1划分为配重区8、供能区9、工作生活区10、控制设备区11和圆盘转子区12，所述实验桥墩3位于圆盘转子区12上并随其旋转。附图中36个立方单元采用标记示意。上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统，其特征在于：包括基站(1)、位于基站(1)旁侧的塔吊(2)和设于基站(2)上的实验桥墩(3)，该实验桥墩(3)的顶部设有风速仪(4)，实验桥墩(3)的桥柱面上均布有若干组由风压计(5)和振动传感器(6)构成的风压振动模块，实验桥墩(3)的下部还设有测风雷达(7)；所述基站(1)由节段预制可拼装模块组成，且该基站(1)划分为配重区(8)、供能区(9)、工作生活区(10)、控制设备区(11)和圆盘转子区(12)，所述实验桥墩(3)位于圆盘转子区(12)上并随其旋转。

【技术特征摘要】
1.一种超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统，其特征在于：包括基站(1)、位于基站(1)旁侧的塔吊(2)和设于基站(2)上的实验桥墩(3)，该实验桥墩(3)的顶部设有风速仪(4)，实验桥墩(3)的桥柱面上均布有若干组由风压计(5)和振动传感器(6)构成的风压振动模块，实验桥墩(3)的下部还设有测风雷达(7)；所述基站(1)由节段预制可拼装模块组成，且该基站(1)划分为配重区(8)、供能区(9)、工作生活区(10)、控制设备区(11)和圆盘转子区(12)，所述实验桥墩(3)位于圆盘转子区(12)上并随其旋转。2.根据权利要求1所述的超高柔性桥墩风效应的可移动现场测试系统，其特征在于：所述基站(1)为由36个3m×3m×3m～5m×5m×3m的预制可拼装立方单元组成的18m×18m×3m～30m×30m×3m的长方体基站，所述配重区(8)对称分布于基站(1)的4个角部，每一角部上的配重区(8)均由4个立方单元组成；所述供能区(9)对称分布于基站(1)的3边的居中位置，每一边上的供能区(9)均由2个立方单元组成，所述工作生活区(10)分布于基站(1)余下的一边的居中位置，该边上的工作生活区(10)由2个立方单元组成；所述圆盘转子区(12)由4个立方单元组成且分布于基站(1)的中心位置，所述控制设备区(11)由余下的立方单元组成且...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，徐梓栋，茅建校，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32