[实用新型]风夹雨结构表面作用力实测装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种主要用于所有建、构筑物或大跨桥梁、海洋平台等结构风载特性研究的风夹雨结构表面作用力实测装置。

背景技术

风夹雨结构表面作用力实测装置是一类利用风压传感器与力传感器实测风夹雨恶劣风场环境下雨滴对结构表面作用力的影响规律的装置。为精确掌握台风对结构（桥梁、建筑物及构筑物）的作用，首先需要掌握台风风场中雨水对结构作用力的影响程度，雨滴对结构作用力的影响表现在两个方面：一方面风夹雨中雨滴直接对结构的冲击力，其次是雨滴附着在结构表面，改变了结构表面的流场性质从而影响风对结构的作用力。因为缺乏有效监测风夹雨风场环境下雨滴对结构受力影响的实测装置，国内对工程结构（桥梁、建筑物及构筑物）风夹雨研究起步较晚，但研究方向很有前瞻性，为了精确掌握风夹雨对结构受力的影响规律，开发一套结构简单、成本低、使用前景广泛、易于控制且精度高的风夹雨结构表面作用力实测装置，具有重要而现实的意义。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于暴风疾雨恶劣风场环境的风夹雨结构表面作用力实测装置，它利用风压传感器确定流场特定稳定域的风压，再基于力传感器精确捕获同一风场环境下特定域范围的风夹雨作用力，两者的实测结果差值就获得雨滴对结构作用力的影响规律，从而实现本实用新型结构简单、成本低、易于控制且精度高的特点。

本实用新型的目的是通过如下的技术方案来实现的：该风夹雨结构表面作用力实测装置，它包括并列安装于桥梁或建筑物或构筑物结构表面上的风压监测箱和风夹雨作用力监测箱，风压监测箱和风夹雨作用力监测箱的上表面面积和箱体高度相同；所述风压监测箱的上表面均匀对称设置有若干风压测孔，风压测孔之下的箱体内安装有风压实测装置并与风压测孔连接；所述风夹雨作用力监测箱的上表面中心设置有一活动面板，活动面板之下连接有弹簧，弹簧下连接有力传感器，活动面板在未受风压作用时，与风夹雨作用力监测箱的上表面处于同一平面；所述风压实测装置和力传感器进行实时同步监测。

更进一步，所述风夹雨作用力监测箱上表面中心活动面板的面积与风压监测箱上表面中心均匀设有的9个风压测孔所形成的方形的面积相同。

所述风压监测箱和风夹雨作用力监测箱采用钢化玻璃板制成。

为了强化风压监测箱和风夹雨监测箱的结构，在风压监测箱和风夹雨监测箱内设有肋板，所述风压实测装置、活动面板、弹簧、力传感器均安装于肋板上。

本实用新型的工作原理是：风压监测箱安装于工程结构（桥梁、建筑物及构筑物）上，其上表面测孔下的风压实测装置监测架构表面的风压；将同样尺寸的风夹雨结构表面作用力监测箱放置于同风场，其上表面中心的活动面板感应风夹雨作用，并将作用力传递给弹簧通过与其连接的力传感器实时监测并记录，将所得数据减去同步监测的风压数据，即获取风场中雨滴对结构表面风载特性的影响规律。实际投入使用时，也可根据具体需要选用风压监测箱与结构表面作用力监测箱材料，并根据风压监测箱中间9个测点间距选定活动面板的尺寸，使活动面板的面积与9个风压测孔所形成的方形的面积相同。

本实用新型是一种适用于暴风疾雨的风夹雨结构表面作用力监测装置，它与现有测定结构表面风载特性的装置相比，具有如下优点：

（1）本实用新型从整体上说，弹簧将活动面板与力传感器有效连接，可以实现活动面板范围所受作用力通过力传感器有效监测并记录，并将结果与同风场及同面积域的风压数据对比，获取风夹雨风场中雨滴对结构风载特性的影响规律，结构简单，所占空间也不大，成本低，工作原理清晰，实测效果好。

（2）本实用新型所采用的风压实测装置（见另一专利“通用风压实测装置”，201120446680.1），利用了S型管内自动保有足够设计水量的特点，无论工程结构测点在实测风场中是受压力还是吸力，通过S型管内积水自重，简易且方便地解决了疾风暴雨恶劣环境有效实测风压的难题，在工程应用上易于实现下雨环境全自动控制其特性，最终使结构测压达到最优效果。

附图说明

图1是本实用新型实施例的风压监测箱的结构示意图。

图2是本实用新型实施例的风夹雨作用力监测箱的结构示意图。

图3是图1中各测孔下的风压实测装置的结构示意图。

图4是图2中活动面板、弹簧、力传感器在箱体内的侧面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的描述。