[发明专利]桥墩滚石撞击模型及撞击力测量方法

说明书

本发明公开了一种桥墩滚石撞击模型包括模拟滑坡、模拟滚石、模拟桥墩及压力传感器，所述模拟滑坡用于支撑模拟滚石并模拟出模拟滚石滑落的轨迹，所述模拟滑坡上还设置有多组用于释放模拟滚石的释放组件。一桥墩滚石撞击模型的撞击力测量方法，包括：a.将模拟桥墩及模拟滑坡安装于底座上；b.将模拟滚石置于不同位置的释放组件上进行自由释放并记录每次撞击时的实验数据；c.通过力学公式推导计算出最合理的桥墩尺寸及分布密度。本发明通过同比例缩小设置的模拟桥墩配合与模拟桥墩之间距离可调节设置的模拟滑坡并在模拟滑坡的不同位置释放模拟滚石来测量不同位置的模拟滚石滑落时对模拟桥墩产生的撞击力，对桥墩的强度设计起到重要作用。

技术领域

本发明涉及桥墩抗撞击测试技术领域，具体涉及一种桥墩滚石撞击模型及撞击力测量方法。

背景技术

桥墩作为桥面的支撑，对桥面的安全起到极为重要的作用，桥墩一般也建于地势低陷处，因此多有滑坡相伴，滑坡上的滚石在滑落的过程中对桥墩会产生巨大的冲击，甚至是有可能造成桥墩的倒塌。

检测出不同高度滑坡上的滚石滑落时对桥墩产生的冲击力，并且合理地设计桥墩尺寸对桥墩安全起到了至关重要的作用，但是现有技术中并没有该类模型可以模拟测出滚石对桥墩的冲击。

因此，为解决以上问题，需要一种桥墩滚石撞击模型及撞击力测量方法，能够通过该模型简单直观地测出不同位置滚石滑落产生的冲击力，进而设计出合理的桥墩尺寸和分布密度，在桥梁设计中提供重要的计算理论基础。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供桥墩滚石撞击模型及撞击力测量方法，能够通过该模型简单直观地测出不同位置滚石滑落产生的冲击力，进而设计出合理的桥墩尺寸和分布密度，在桥梁设计中提供重要的计算理论基础。

本发明的桥墩滚石撞击模型包括模拟滑坡、模拟滚石、模拟桥墩及压力传感器，所述模拟滑坡用于支撑模拟滚石并模拟出模拟滚石滑落的轨迹，所述模拟滑坡上还设置有多组用于释放模拟滚石的释放组件，模拟滑坡用于模拟桥墩周围的滑坡并且支撑模拟滚石，保证模拟滚石可以在模拟滑坡上自由落体下落并撞击到模拟桥墩上以测试出试验所需的测量数据，模拟滑坡上设置的释放组件主要用于辅助模拟滚石的自由滑落。

进一步，所述压力传感器设置于所述模拟桥墩的冲击面上用于测量模拟滚石的撞击力，压力传感器为非常成熟的现有技术在此不再赘述，压力传感器的压力接收端固定设置于模拟桥墩的撞击面上，用于接受来自模拟滚石的撞击并测出撞击力。

进一步，所述模拟滚石为实心球体，实心球体可以为石头或铸铁制成，试验过程中不用考虑其起始状态，试验数据较为稳定。

进一步，所述模拟桥墩为原型桥墩的缩尺模型，由钢筋混凝土浇筑而成，能够具有相对的强度，在试验时更具有参考价值。

进一步，所述释放组件包括与模拟滑坡铰接的挡板，驱动挡板朝向滑坡的坡面运动的拉绳，所述挡板与模拟滑坡之间通过卷簧弹性铰接，挡板通过卷簧与模拟滑坡的坡面保持垂直以支撑并定位模拟滚石，拉动拉绳使挡板克服卷簧的弹力并朝向模拟滑坡的坡面转动使模拟滚石自由滚落并撞击到模拟桥墩上。

进一步，所述释放组件为多组，分别设置于所述模拟滑坡的不同高度位置上，便于模拟滚石置于不同位置上进行撞击试验。

进一步，所述模拟桥墩和模拟滑坡安装于底座上，且所述模拟桥墩与模拟滑坡之间的水平相对距离可调节，模拟桥墩与模拟滑坡之间的水平相对位置的调节可以测出模拟桥墩与模拟滑坡之间不同距离处的模拟滚石产生的撞击力。

一桥墩滚石撞击模型的撞击力测量方法，包括如下步骤：

a.将模拟桥墩及模拟滑坡安装于底座上；

b.将模拟滚石置于不同位置的释放组件上进行自由释放并记录每次撞击时的实验数据；

c.通过力学公式推导计算出最合理的桥墩尺寸及分布密度。