[发明专利]一种桥面结构轮式滚动疲劳加载试验平台

摘要

本发明公开了一种桥面结构轮式滚动疲劳加载试验平台，包括加载单元，用于在行走导向系统和竖向加载系统的控制下在桥面结构试件上进行水平方向的往复运动，以实现对试件的疲劳加载测试；反力架，承担加载单元在试件上往复运动中产生的反作用力；行走导向系统，驱动加载单元在试件上进行水平方向的往复运动；竖向加载系统，驱动加载单元对试件进行竖向加载；温度控制系统，控制桥面结构试件的工作温度；中央控制系统，控制行走导向系统、竖向加载系统和温度控制系统。本发明实现了车轮滚动单向和双向加载，增加了车轮模拟样式和轮载施加样式，能够合理模拟桥面结构的工作环境，提升了实际车轮模拟水平，提高了车轮加载效率和精度，适用范围广。

主权项

一种桥面结构轮式滚动疲劳加载试验平台，其特征在于，包括加载单元、反力架、行走导向系统、竖向加载系统、温度控制系统和中央控制系统，其中：加载单元，用于在行走导向系统和竖向加载系统的控制下在桥面结构试件上进行水平方向的往复运动，以实现对桥面结构试件的疲劳加载测试；其中所述加载单元由支撑架(21)和加载轮(22)构成，支撑架(21)安装在承载梁(14)下部的水平导向轨道上，其在行走导向系统的曲柄连杆机构(31)的驱动下进行水平方向的往复运动；支撑架(21)下部安装加载轮(22)，加载轮(22)与支撑架(21)之间安装竖向加载系统的伺服作动器(41)，伺服作动器(41)根据竖向加载系统的电液伺服控制指令对加载轮(22)施加竖向压力P；加载轮(22)采用钢轮或橡胶轮，形成单轴单轮、单轴双轮或多轴双轮组，以模拟实际车轮组样式；橡胶轮采用货车或工程车辆车轮，直径不小于1000mm，单轮设计承载力不小于50kN；钢轮直径700mm，宽度300mm，单轮设计承载力不小于70kN；反力架，用于承担加载单元在桥面结构试件上往复运动中产生的反作用力；所述反力架由立柱(11)、横梁(12)、联系梁(13)、承载梁(14)、垂直升降装置(15)、水平移位装置(16)构成，反力架的基频Ω为加载单元最大加载频率ω的1.5倍以上，避免平台运行时发生共振；行走导向系统，用于驱动加载单元在桥面结构试件上进行水平方向的往复运动；竖向加载系统，用于驱动加载单元对桥面结构试件进行竖向加载；其中所述竖向加载系统包括安装在加载单元上的伺服作动器(41)、蓄能器(42)，安装在地面上的液压源、电液伺服控制系统，以及用于连接的液压管路和电缆，其中，电液伺服控制系统控制伺服作动器加载，其带有控制和反馈功能，能够控制伺服作动器做闭环动作；伺服作动器对加载单元的加载轮(22)为单向或双向加载，施加的竖向压力P在0～500kN范围内无级可调，P的模式能够模拟实际车轮加载的波形，至少包括正弦波、方波、斜波、三角波和随机波；P的频率最高为3Hz，P的精度为±2.0％；伺服作动器在加载过程所需要的瞬时大流量供油除液压源提供外由蓄能器(42)提供，以降低液压源的流量和功率；伺服作动器的液压缸采用无摩擦式油缸，能够满足系统长时间高频加载的需要；温度控制系统，用于控制桥面结构试件的工作温度；其中所述温度控制系统包括调节桥面结构试件温度的温度供应器(51)、封闭桥面结构试件四周的隔离门(52)、控制桥面结构试件温度的温度控制器(53)、测试桥面结构试件的温度传感器(54)，以及用于连接的电源和电缆，其中，温度供应器(51)用于调节桥面结构试件温度的介质为气体，温度调节范围：‑30℃～+80℃，温度调节精度为±1℃；桥面结构试件(5)的底部通过轨道(7)固定在地基(6)上；中央控制系统，用于控制行走导向系统、竖向加载系统和温度控制系统，从而控制加载单元在桥面结构试件上进行的竖向和水平运动、以及桥面结构试件的工作温度。