[实用新型]一种缆索风荷载磁场模拟实验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于结构性能实验领域，尤其涉及一种缆索风荷载磁场模拟实验装置。 

背景技术

风荷载是结构的重要设计荷载，对于高层建筑结构、高耸结构和大跨度桥梁，有时甚至起决定性作用。1940年美国旧塔科马桥（Old Tacoma Narrows Bridge）因在8级大风(17m/s-20m/s)作用下发生强烈的风致振动后破坏而引起世人的重点关注，并最终在桥梁工程师与空气动力学专家密切合作下形成了一门新兴的边缘分支学科——桥梁风工程学。桥梁风工程研究在桥址处各种可能的风场条件下,桥梁结构的静力效应与动力响应，为新建桥梁的设计、施工提供解决方案。 

随着我国交通事业的迅速发展，大跨径桥梁的建设已是今后我国桥梁工程发展的动向之一。至今我国已修建了为数甚多的各种类型的大跨径桥梁，其中也包括不少世界级水平的长桥、大桥，但与国外相比，在抗风制振措施上还考虑得有限。大跨柔性桥梁如悬索桥和斜拉桥、刚性桥梁中的柔性构件，如拱桥的吊杆等，都必须进行桥梁风工程的研究。针对研究内容，桥梁风工程的研究方法主要有三种：风洞试验、现场观测以及数值模拟。 

由于风洞试验的成本高和资源少现状，导致我国现阶段关于风荷载方面的研究大多依托现场观测和数值模拟。但现场观测干扰因素较大，车辆、日照等都将影响观测数据的准确性。而数值模拟又缺少必要的试验数据支撑，由此严重阻碍了我国风荷载研究的步伐。因此现阶段有必要开发一种有效模拟风荷载的试验装置。 

实用新型内容

本实用新型需要解决的上述问题是针对上述现有技术风洞试验成本高和资源少，现场观测干扰因素较大，车辆、日照等都将影响观测数据的准确性，以及数值模拟又缺少必要的试验数据支撑等等的不足，而提供一种可以有效模拟风荷载的缆索风荷载磁场模拟实验装置。 

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案： 

一种缆索风荷载磁场模拟实验装置，包括一个缆索试件，所述的缆索试件固定在两块固定板之间，还包括风场生成系统、振动模态捕捉系统和风场调节系统；

所述的风场生成系统包括：两个电磁铁、转动杆和步进转动电机，所述的缆索试件设置在两个电磁铁的磁场中心，所述的两个电磁铁的一端分别固定在转动杆上，所述的转动杆与步进转动电机的动力输出端相连，所述的步进转动电机与风场调节系统电连接；所述的两个电磁铁的另一端分别通过导线与风场调节系统连接；

所述的振动模态捕捉系统包括：光源和光线感应屏，所述的光源和光线感应屏相对设置在缆索试件的两侧，且所述的光源的光线方向与缆索试件相垂直；

所述的风场调节系统包括：风场控制装置，所述的风场控制装置包括风速调节旋钮、激振按钮、模态捕捉按钮、控制器显示屏、风向调节旋钮、以及内置电路板，所述的内置电路板上集成有限流电阻、双刀双掷触点开关、信号转换器、以及步进转动电机控制系统；

所述的风速调节旋钮每一转动格均对应一个限流电阻，并将所述的限流电阻分别与两个电磁铁串联，所述的限流电阻用于改变电磁铁两端输入电流的大小；

所述的激振按钮与双刀双掷触点开关相连，用于改变流经电磁铁的电流的方向；

所述的模态捕捉按钮与信号转换器相连，用于将光线感应屏上的光信号转化为数字信号，传输到控制器显示屏，控制器显示屏又将数字信号转化为图像显示出来，按下模态捕捉按钮用于存储该时间段的数字信号；

所述的风向调节旋钮与步进转动电机控制系统连接，通过改变输入步进转动电机的脉冲数的参数来控制步进转动电机的转动角度，使磁场方向改变。

所述的固定板为钢板墙，且由超强钢材料制成。 

所述的钢板墙的外侧分别设有用于提高了钢板墙抵抗变形能力的加劲肋，所述的加劲肋包括局部竖向加劲肋；整体竖向加劲肋；整体横向加劲肋。 

所述的钢板墙的厚度为20mm。 

在所述的钢板墙上设有缆索试件安装孔，所述的缆索试件穿过钢板墙上的缆索试件安装孔，并被锚具固定，且在锚具和钢板墙之间还设有垫片。 

所述的电磁铁为矩形。