[發(fā)明專利]一種基于慣性力影響的承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310262189.0
• 申請日: 2023-03-17
• 公開（公告）號: CN116220120A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉清君;王登婷;琚烈紅;黃哲;孫天霆;李巖汀;束仲祎;陳成;陳杰
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運(yùn)輸部國家能源局南京水利科學(xué)研究院
• 主分類號: E02D33/00
• 分類號: E02D33/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運(yùn)紅

本申請涉及一種基于慣性力影響的承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：在所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的頂面、背浪面以及其中一個側(cè)面的中心位置各布置1個單向拉壓力傳感器和1個位移計，采集頂面、背浪面以及側(cè)面的單向拉壓力傳感器和位移計的變化歷時曲線，分析所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的作用力以及慣性力，再結(jié)合力的平衡原理，獲得x、y和z方向上所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型所受的波浪力，從而結(jié)合力的合成原理，獲得所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型所受的總波浪力。由此，承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量系統(tǒng)將波浪作用下承臺結(jié)構(gòu)慣性力部分納入承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量中，降低結(jié)構(gòu)物所受波浪力的測量結(jié)果與真實值的偏差，提高了測量精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及水動力測量技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于慣性力影響的承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

跨海橋梁基礎(chǔ)的承臺部分由于結(jié)構(gòu)尺寸較大，其所受波浪力占整個基礎(chǔ)受力的大部分，因此承臺受力是橋梁基礎(chǔ)受力關(guān)注的焦點。通常在實驗室內(nèi)通過物理模型試驗測定。

相關(guān)技術(shù)中，對于承臺結(jié)構(gòu)波浪力的試驗測量基本均采用六分量天平或單向拉壓力傳感器組合的方法。上述測量方法對于恒定水流、風(fēng)作用下的平衡狀態(tài)結(jié)構(gòu)受力測量是合適的。對于波浪作用，由于水體處于不停地波動過程，導(dǎo)致承臺結(jié)構(gòu)運(yùn)動響應(yīng)也處于不停地變化之中，即處于非平衡狀態(tài)，因此波浪作用下的承臺結(jié)構(gòu)必然存在一定的慣性力。然而，上述測量方法的試驗結(jié)果均未考慮結(jié)構(gòu)物自身慣性力部分的影響，致使結(jié)構(gòu)物所受波浪力的測量結(jié)果與真實值存在偏差較大。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對上述技術(shù)問題，提供一種能夠降低結(jié)構(gòu)物所受波浪力的測量結(jié)果與真實值的偏差的基于慣性力影響的承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量系統(tǒng)。

一種基于慣性力影響的承臺結(jié)構(gòu)波浪力試驗測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：單向拉壓力傳感器、位移計以及承臺結(jié)構(gòu)測力模型；

在所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的頂面、背浪面以及其中一個側(cè)面的中心位置各布置1個單向拉壓力傳感器和1個位移計，各所述單向拉壓力傳感器、各所述位移計的一端與所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型固定連接；

所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的頂部通過頂面的單向拉壓力傳感器吊起，頂面的單向拉壓力傳感器的另一端與頂部的固定支架采用萬向球鉸接，所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的底部與地面無接觸，背浪面的單向拉壓力傳感器的另一端與背浪面的固定支架采用萬向球鉸接，該側(cè)面的單向拉壓力傳感器的另一端與該側(cè)面的固定支架采用萬向球鉸接；

頂面的位移計的另一端與頂部的固定支架采用萬向球鉸接，背浪面的位移計的另一端與背浪面的固定支架采用萬向球鉸接，該側(cè)面的位移計的另一端與該側(cè)面的固定支架采用萬向球鉸接；

采集頂面、背浪面以及側(cè)面的單向拉壓力傳感器和位移計的變化歷時曲線，分析x、y和z方向的單向拉壓傳感器和位移計對所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的作用力以及慣性力，獲得所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型沿x、y和z方向的作用力以及慣性力；

結(jié)合力的平衡原理，根據(jù)x、y和z方向的單向拉壓傳感器和位移計對所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型的作用力以及慣性力進(jìn)行分析，獲得x、y和z方向上所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型所受的波浪力；

結(jié)合力的合成原理，根據(jù)x、y和z方向上所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型所受的波浪力進(jìn)行分析，獲得所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型所受的總波浪力。

在其中一個實施例中，所述承臺結(jié)構(gòu)測力模型沿x、y和z方向的慣性力為：

x方向的慣性力：

y方向的慣性力：

z方向的慣性力：