[实用新型]多孔拱结构实验教学装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及桥梁结构教学领域，特别涉及一种多孔拱结构实验教学装置。

背景技术

拱桥是在竖直平面内以拱作为结构主要承重构件的桥梁，其是一种压弯结构，即受弯又受压。连拱桥是具有多个拱圈的拱桥，连拱桥除具有与单拱桥拱圈相同的活载受力情况以外，还存在着连拱作用，即多孔拱在荷载作用下，桥墩和拱跨结构都会产生弹性变形，各拱结点会产生相与的水平位移和转角位移。现有技术中，由于自身结构的特殊性，多孔拱的实践教学一般通过到现场参观来实现，但到现场参观受到参观时机安排、现场接受参观的条件、安全管理以及交通等诸多限制，一次教学往往要花费很多的时间和精力，而且教学成本大大提高；如果是在室内教学，现有技术中，多通过电脑模拟教学或平面图教学来实现，但学生在学习过程中不能直观的对多孔拱的具体结构进行真实的观察，也不能实地对多孔拱在活载作用下的内力变化进行数据分析，且不能增强学生对多孔拱中连拱作用对拱圈和墩台受力影响的认识，教学质量不高。

因此，需要提供一种多孔拱结构实验教学装置，可使学生在教室内即可了解多孔拱的基本构造特征，并通过增加荷载，理解在荷载作用下多孔拱的受力特性和内力分布情况，并可在室内增强学生对多孔拱的连拱作用对拱圈和墩台受力影响的认识，从而保证教学质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供一种多孔拱结构实验教学装置，可使学生在教室内即可了解多孔拱的基本构造特征，并通过增加荷载，理解在荷载作用下多孔拱的受力特性和内力分布情况，并可在室内增强学生对多孔拱的连拱作用对拱圈和墩台受力影响的认识，从而保证教学质量。

本实用新型的多孔拱结构实验教学装置，包括设置在基础上的多孔拱结构仿真体和用于施加竖向荷载和水平力的加载系统，多孔拱结构仿真体包括拱圈和为拱圈提供支承的支承台，拱圈设置至少两个；教学装置还包括当在不同加载工况下对多孔拱结构仿真体受力状况进行检测的检测系统，检测系统包括用于检测拱圈应变的应变检测装置、用于检测拱圈挠度变化的挠度检测装置和用于检测支承台水平位移的位移检测装置。

进一步，拱圈包括左拱圈、中拱圈和右供圈，每一拱圈为等截面圆弧无铰拱。

进一步，位于左拱圈、中拱圈的拱顶、两侧拱脚和拱顶与拱脚间的二分之一处的上缘或/和下缘，以及右拱圈的拱顶的上缘或/和下缘位置处设有应变测点。

进一步，左拱圈和所述中拱圈的拱顶以及拱顶与两侧拱脚间的二分之一处下缘设置有挠度测点。

进一步，支承台包括左桥台和右桥台，以及位于左桥台和右桥台间的两墩台，左桥台、右桥台和两个墩台上均设置有水平位移测点。

进一步，应变检测装置包括应变片和与应变片连接的应变采集仪，所述应变片粘贴于每一所述应变测点设置一个。

进一步，挠度检测装置包括挠度检测器和高度可调并用于对挠度检测器形成支撑的支撑架，所述挠度检测器对应每一所述挠度测点设置一个。

进一步，水平位移检测装置为位移计，所述位移计对应每一所述水平位移测点设置一个。

进一步，加载系统包括用于竖向荷载施加的杠杆加载装置和用于对支承台增加水平推力或拉力的水平力加载装置；

所述杠杆加载装置包括基座、竖杆、以可在竖直平面内转动的方式与竖杆上端连接的横杆和用于悬挂于横杆上提供荷载力的加载体，所述竖杆为高度可调结构并可顺桥向沿基座移动，所述横杆上设置有可沿横杆纵向往复移动并用于与拱圈接触的加载头；

所述水平力加载装置包括支架和固定设置在支架上的施力件，所述施力件包括固定杆、可调套管和与墩台固定连接的施力杆，所述固定杆和所述施力杆以螺纹旋向相反的方式与分别与可调套管两端螺纹配合。

进一步，加载头和所述施力杆上设置有测力传感器。

本实用新型的有益效果：本实用新型的多孔拱结构实验教学装置，可增强多孔拱中连拱作用对拱圈和墩台受力影响的认识，为正确进行多孔拱的设计、建养和管理，打下良好的基础；将实验实测结果与理论计算值进行对比分析，验证连拱设计理论与计算方法的合理性，培养学生进行结构试验的动手能力和科学研究的分析能力。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型中的多孔拱结构仿真体结构示意图；

图3为本实用新型中的应变测点、挠度测点和水平位移测点布置示意图；

图4为本实用新型中的杠杆加载装置结构示意图。

具体实施方式