[发明专利]一种用于桁架桥风速监测的风速仪支架

说明书

本发明属于测量工具技术领域，公开了一种用于桁架桥风速监测的风速仪支架；主体结构由抱箍装置、悬臂装置、斜拉悬吊装置和附属设施构成。抱箍装置由抱箍空心筒、空心筒耳板和止转板组成；悬臂装置由悬臂杆、固定端耳板、止转板合页和悬臂端架设杆组成；斜拉悬吊装置由钢丝拉绳、卡环和固定竖杆组成；附属设施包括节点板、高强螺栓、销轴、铜垫板。本发明安装简便、支架悬臂端变形小，能够保证风场监测的精密度；与现有的其它风速监测支架相比，在构造本身的设计上节约成本、减轻支架自重，从而尽可能地减小了桥梁健康监测系统附属设施对全桥自身结构特性的影响，也大大减小了风速仪支架本身对风速测量的干扰；同时增大了风速仪支架的悬臂长度。

技术领域

本发明涉及大跨径桥梁运营阶段健康监测技术(SHM)领域，具体涉及到一种用于桁架桥风速监测的风速仪支架。

背景技术

现今，我国正在大规模修建大跨径桥梁，这类桥梁结构形式以悬索桥、斜拉桥构型为主，普遍具有柔性大、易受到自然的作用而发生不利振动等特点。同时，这些大跨度桥梁往往建造在山区等特殊地形地貌区域，自然风特性复杂，因此需要在桥梁健康监测系统中加入对桥梁来流自然风的测量。风特性的相关资料主要来自于气象站，虽然这些气象资料为桥梁风工程研究提供了宝贵的参考，然而风速的大小、风向的变化受到山区地形地貌等不同复杂因素的影响，随机性非常强；同时，气象站不会恰好和桥梁所在的地址一致，这就使得我们所采用的来自远离桥址处气象站的实测风特性资料与桥梁实际所在地的风速特性有很大差别。因此，为了确保各座大跨径桥梁的运营安全和耐久性，需对各座大桥的风场特征进行实时监测，为大桥的交通运营安全预警提供风力与风速数据的指示参考，确保桥梁运营安全。桥梁健康监测系统(SHM)为实现上述目的，通常在主梁外侧安置风速仪。然而，建在山区的桥梁多数为桁架主梁，其在设计时以桥梁自身受力考虑，而无法兼顾在其上安装风速仪，因此无法设计固定风速仪的装置和构件，从而无法在桁架主梁上安装风速仪。为了解决这个风速测量问题，当前的桥梁健康监测系统(SHM)目前常用的风速仪安置方式主要有两种：1、直接将风速仪安装在主梁边缘的竖直杆件上(如护栏或架设的竖直长杆)，这种方式有重要缺陷：车辆荷载对桥面系正交异形板的冲击作用将很大程度地干扰风速仪对风场信号的实时监测；2、采用焊接、穿孔等方式将风速仪固定在钢桁架构件上，这种安装方式破坏了桁架主梁本身的力学特性，影响桥梁结构的耐久性，给运营使用阶段带来安全隐患，在设计中一般不予采用；3、采用在钢桁架腹杆和弦杆上的定制托架，将风速仪尽可能地伸向外侧，并远离主梁，该方式虽然减弱了车辆荷载冲击作用对风场监测的噪声，但定制托架的自重较大，将会严重影响主梁的受力状态，并对风速仪周围的流场也会产生干扰。

发明内容

鉴于现有风场监测固定支架的上述缺陷，本发明提供了一种既适用于桁架桥风速监测、也可用于桥梁健康监测系统(SHM)的风速仪支架，该支架采用高强度钢，支架各构件的卡槽、预留孔都经过精密的数控车床加工，不仅安装简便，还能在桥梁长期运营过程中减小机械疲劳效应对风场监测条件的不利影响。此外，这种风速仪支架在不破坏钢桁架自身力学特性和结构耐久性的前提下，在一定程度上减小了噪声，确保风速仪能正常、精密、实时地监测风场信号。

本发明是这样实现的，一种用于桁架桥风速监测的风速仪支架，所述的用于桁架桥风速监测的风速仪支架设置有：

抱箍装置；

抱箍空心筒熔接固定有耳板，抱箍空心筒通过节点板与固定竖杆连接，固定竖杆预留有通孔连接钢丝拉绳，钢丝拉绳另一端与预留有通孔的悬臂杆卡环连接。

进一步，所述抱箍空心筒熔接固定有耳板，空心筒耳板通过销轴和铜垫板连接悬臂杆固定端耳板。

进一步，所述卡环卡接在悬臂杆上，悬臂杆端部焊接固定有悬臂端架设杆，架设杆和悬臂杆均为空心，中通数据线，可固定风速仪传感器。

进一步，所述悬臂杆固定端底部设置有耳板，通过销轴和铜垫板连接抱箍装置的空心筒耳板。