[发明专利]主缆多点变载弯曲疲劳监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种主缆多点变载弯曲疲劳监测装置，包括：

支撑基架，所述的支撑基架包括底板、对称设置在底板两侧的两根支撑塔和两根固定基架；

桥梁系统，包括地锚、主缆锚头、主缆连接耳、主缆、鞍座、锁夹、上吊索锚、吊索、吊索下锚头和吊索连接耳，其中，每根固定基架上均设有地锚，主缆的两端分别通过主缆锚头与所述地锚连接；

锁夹包括多个，多个锁夹等间距排布在位于两根支撑塔之间的主缆中间部分，所述的锁夹下端依次通过上吊索锚、吊索、下吊索锚以及吊索连接耳与第一负载机构连接，所述第一负载机构用于模拟加筋梁对桥梁提供的负载；

其特征在于，所述第一负载机构包括：负载架，所述负载架设置在主缆中间部分正下方，负载架的上端与所述吊索连接耳连接，负载架上设有与所述锁夹相同间距的挂钩，通过在挂钩上悬挂不同的负载，模拟不同质量的加筋梁对吊索和主缆的作用力；

第二负载机构，设置在所述负载架下方，用于模拟主缆受到的动态负载，包括：竖向伸缩单元，竖向伸缩单元的底部与一水平位移传动机构连接，竖向伸缩单元的伸缩杆上依次通过第三拉压传感器、法兰吊耳、双向连接扣以及滑块连接扣与第一滑块连接，第一滑块装配在所述负载架底部的第一滑轨上；

所述水平位移传动机构包括：

旋转驱动单元，所述旋转驱动单元固定在所述底板的一端，旋转驱动单元的驱动轴上连接传动机构，传动机构上固定连接有滑台，所述滑台的底部与固定设置在底板上的第二滑轨滑动连接，滑台的上端与所述竖向伸缩单元的底部固定连接；

状态检测系统，包括连接在主缆两端的第一拉压传感器，吊索下端的第二拉压传感器，装配在竖向伸缩单元伸缩杆上的第三拉压传感器、以及贴在主缆和吊索表面的应变片，其中，第一拉压传感器用于监测主缆所受的拉力；

第二拉压传感器用于监测吊索所受的拉力；

第三拉压传感器用来监测竖向伸缩单元所提供的拉力大小；

应变片用于监测在不同受力状态下，主缆和吊索的变形信息；

所有拉压传感器和应变片采集的信息均与数据采集卡相连，数据采集卡获得的数据信息传送到控制器中并保存；

所述竖向伸缩单元和第一滑块能够模拟在交变载荷作用下，主缆受力情况及不同部位的变形。

2.根据权利要求1所述的主缆多点变载弯曲疲劳监测装置，其特征在于，所述竖向伸缩单元为液压缸。

3.根据权利要求1所述的主缆多点变载弯曲疲劳监测装置，其特征在于，旋转驱动单元为伺服电机。

4.根据权利要求1所述的主缆多点变载弯曲疲劳监测装置，其特征在于，所述传动机构为带轮传动机构。

5.根据权利要求1所述的主缆多点变载弯曲疲劳监测装置，其特征在于，所述控制器为计算机。

6.一种基于权利要求1~ 5中任一所述主缆多点变载弯曲疲劳监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

a.启动试验装置，通过数据采集卡采集第一拉压传感器、第二拉压传感器、第三拉压传感器以及应变片采集到的数值传送到控制器中并保存，然后对竖向伸缩单元上的第三拉压传感器和主缆、吊索上的应变片进行校零；

b.通过控制器控制旋转驱动单元转动，通过传动机构带动将竖向伸缩单元移动到旋转驱动单元一侧的末端，旋转驱动单元停止运转；

c.调节竖向伸缩单元提供的拉力，拉力的大小通过第三拉压传感器测得；

d.控制器控制旋转驱动单元转动，使竖向伸缩单元沿着第二导轨做往复运动，同时监测系统开始采集数据并保存在控制器中，直至实验结束；

e.调节旋转驱动单元的转速，重复步骤b至d；

f.在负载架上的每个挂钩上悬挂质量相同的质量块，改变负载架的重量对主缆的初始作用力，重复步骤a到e；

g.将上述实验采集得到的数据进行处理与对比，分析在相同负载下不同移动速度和不同负载相同移动速度条件下，主缆和吊索的受力、变形信息，对主缆和吊索的失效形式以及使用寿命进行预测。