[发明专利]车桥耦合振动模型试验的加速和减速装置及其加速和减速方法

说明书

一种车桥耦合振动模型试验的加速和减速装置及其加速和减速方法，加速和减速装置包括加速段、车桥耦合振动试验区、水平引道、减速段、支撑装置、桥梁支座和水平导轨；加速段具有加速装置；车桥耦合振动试验区包括桥梁模型和模型车辆；减速段具有减速装置。加速段、水平引道和减速段由支撑装置支撑，车桥耦合振动试验区由桥梁支座支撑，两根水平导轨间隔设置在加速段、车桥耦合振动试验区、水平引道和减速段上方；本发明采用弹性势能与动能相互转化的方法，通过加速装置解决现有坡道加速装置存在的桥头跳车问题；通过减速装置，并将减速装置安装于导轨之上，解决现有撞击耗能减速方法冲击大、噪声响、损害高等问题。

技术领域

本发明属于桥梁工程技术领域。特别涉及一种车桥耦合振动模型试验的加速和减速装置及其加速和减速方法。

背景技术

近年来，随着重载交通的发展和桥梁结构趋于大跨、轻型化，车辆动荷载在桥梁所受荷载中所占比例逐渐增大，车辆荷载对桥梁结构的冲击和振动影响，已成为桥梁结构计算分析中不可忽略的重要因素之一。

在公路工程中，研究车桥耦合相互作用时，新的动态参数随着桥梁结构类型、跨度、加载位置以及车辆等因素的变化而变化，为确定其大小往往需要大量的重复试验，而现场试验不仅操作难、投资大、周期长，而且不确定性因素较多，对动态参数的确定影响较大。因此，采用车桥耦合振动实验模型装置进行模拟实验是一种高效的分析手段。

现有车桥耦合模型试验装置的加速方法中，坡道大多采用曲率突变或曲率连续变化的曲线形式。曲率突变的坡道加工便捷，但是在坡道末端与水平引道之间存在突变(曲线上曲率为固定值，是曲率半径的倒数，直线段曲率为0)。在试验过程中，车辆模型的重心瞬间下移，使模型车辆的减震弹簧81压缩，从而产生振动，使车辆在进入试验平台前存在竖向位移，车体上下跳动，即模型车辆产生桥头跳车现象，造成实验误差。曲率连续变化的坡道理论上可以解决曲率突变坡道所存在的跳车问题，但是曲线形式较为理想化，在施加加工时造价较高且困难，加工不理想时，还是会存在桥头跳车的现象。

现有车桥耦合模型试验装置减速采用的装置主要有多级耗能减速装置、缓冲耗能减速装置、坡道减速装置等。多级耗能减速装置与缓冲耗能减速装置均存在撞击现象，冲击的产生不仅造成较大的噪声，而且对车辆模型甚至整个装置产生存在潜在的危害，对其耐久性不利。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种车桥耦合振动模型试验的加速和减速装置及其加速和减速方法，本发明采用弹性势能与动能相互转化的方法，通过加速装置解决现有坡道加速装置存在的桥头跳车问题；通过减速装置，并将减速装置安装于导轨之上，解决现有撞击耗能减速方法冲击大、噪声响、损害高等问题。

本发明之一种车桥耦合振动模型试验的加速和减速装置，包括加速段、车桥耦合振动试验区、水平引道、减速段、支撑装置、桥梁支座和水平导轨；加速段具有加速装置；车桥耦合振动试验区包括桥梁模型和模型车辆；减速段具有减速装置。

加速段、车桥耦合振动试验区、水平引道和减速段从左至右水平衔接在一起，加速段、水平引道和减速段由支撑装置支撑，车桥耦合振动试验区由桥梁支座支撑，两根水平导轨间隔设置在加速段、车桥耦合振动试验区、水平引道和减速段上方；

所述加速装置为弹簧，可根据模型车辆所需不同速度更换不同刚度的弹簧。同时，不局限于弹簧，所述加速装置也可为弹性绳等可释放弹性势能的装置。弹簧一端由螺栓固定在加速段底板上，弹簧与螺栓高度均低于模型车辆车轴的高度，弹簧另一端装有倒钩装置，倒钩装置与模型车辆后轴连接。当弹簧伸长量为零时，模型车辆速度达到最大，继续向前行驶，倒钩装置自动与模型车辆后轴脱离。