[發明專利]一種水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置及測試方法

在審

• 申請號: 202010323508.0
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111413273A
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 郭學東;郭威;劉德浩;趙洪洲;張天宏;郝建英;陳喜軍;賈宏達;王朝陽;王子文;楊帆;李準;郝如意
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G01N19/02
• 分類號: G01N19/02;G01L5/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮;肖莎

本發明公開了一種水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置，包括：球鉸結構、荷載系統、牽引系統；其中，球鉸結構包括上球鉸結構、下球鉸結構、定位銷軸以及球鉸定位支架；荷載系統包括加載板、數個撐腳、水平儀、自重塊以及自重塊放置架；牽引系統整體安裝在球鉸結構的外側，包括角度調位固定滑輪、牽引滑輪、電子數顯拉力表、鋼絞線、牽引機以及滑道。本發明還公開了一種水平轉體球鉸界面摩阻力的測試方法。本發明可實現不同噸位、球鉸尺寸、球鉸材料的球鉸界面摩阻力的準確測定，用于指導工程施工，為實際工程施工提供理論依據和數據參考；本發明還可以用來測定不同球鉸界面潤滑材料的摩擦系數，用于轉體球鉸界面潤滑材料的研發。

技術領域

本發明涉及交通土建技術領域，更具體的說，涉及一種水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置及測試方法。

背景技術

隨著近年來公路鐵路基礎建設的加速發展，我國路網密度明顯增加，新建橋梁與現有公路、鐵路的立體交叉問題日益常見。為了減少上行橋梁施工對下行交通(特別是鐵路運行)的影響，采用平轉施工的橋梁將會越來越多。在轉體橋梁建設過程中，轉體球鉸部分是橋梁轉體的核心構件，主要起到承擔上部結構質量的作用，還可以作為平衡體系，調整橋梁姿態，控制轉體結構偏心距離。

在橋梁上部結構自重作用下，球鉸轉動過程中上下球鉸間的相對位移會使兩球鉸間發生滑動摩擦以及產生滑動摩擦力，而上下球鉸界面間的摩阻力決定了球鉸間的摩阻力，由于轉動體的摩阻力不僅直接影響橋梁轉動時所需牽引力，而且還影響轉動體平穩就位的慣性轉動距離，因此準確獲取水平轉體球鉸界面摩阻力是非常關鍵的。目前對于水平轉體球鉸界面摩阻力的確定，主要還是以理論計算和場地量測結合為主。通過將整個轉動體視作剛體，并施加轉動力矩，轉動體將繞球鉸做剛體轉動，當轉動體從靜止狀態進入動摩擦狀態，即發生轉動位移突變時，轉動體在施加的轉動力矩、不平衡力矩及靜摩阻力矩的作用下剛好處于力矩平衡的臨界狀態，根據靜力平衡方程即可求得轉動體不平衡力矩，建立球鉸摩阻力矩的計算數學模型，推導球鉸摩阻力矩和靜摩擦系數計算公式。其中，通過球鉸法不平衡稱重試驗測試可以得到橋梁的不平衡力矩以及球鉸摩阻力矩。

目前關于測定水平轉體球鉸界面摩阻力的相關研究較少，尤其是室內水平轉體球鉸界面摩阻力的測定試驗幾乎沒有。為了準確獲取水平轉體球鉸界面的摩阻力，有必要開發一種能夠測試水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置和測試方法，并且在這種測試方法下可以用來研發不同的轉體球鉸界面潤滑材料。此外，通過研發一種室內水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置和測試方法，可以用于指導工程施工，為實際工程施工提供理論依據和數據參考。

發明內容

為此，本發明的目的在于提出一種水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置及測試方法，其具體技術方案如下：

一種水平轉體球鉸界面摩阻力的測定裝置，包括：

球鉸結構，所述球鉸結構包括上球鉸結構、下球鉸結構以及安裝在所述上球鉸結構和所述下球鉸結構中心處的定位銷軸；所述上球鉸結構和所述下球鉸結構能夠相對所述定位銷軸轉動；所述下球鉸結構通過球鉸定位支架與地面固定；

荷載系統，所述荷載系統包括加載板、數個撐腳、水平儀、自重塊以及自重塊放置架；所述加載板的底部與所述上球鉸結構固定且所述上球鉸結構內部填充有活性粉末混凝土；所述加載板的頂部安裝有所述自重塊放置架，所述自重塊可拆卸的固定于所述自重塊放置架內；數個所述撐腳垂直固定于所述加載板的底部且環繞所述球鉸結構設置，所述撐腳懸空于地面；所述水平儀安裝在所述撐腳上；