本實(shí)用新型涉及橋梁與道路疲勞試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)及其輪式載荷加載小車。

背景技術(shù)：

輪式載荷橋梁與路面疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)是一種用于測(cè)試全尺寸鋼結(jié)構(gòu)橋梁或鋼混與瀝青路面在輪式載荷作用下的疲勞性能的大型儀器，它的研制和發(fā)展，對(duì)國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)過(guò)程中的關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施如大跨度橋梁、高速公路等的設(shè)計(jì)檢驗(yàn)、優(yōu)化、驗(yàn)證具有重要意義。

在國(guó)民經(jīng)濟(jì)粗放型發(fā)展時(shí)期，上述結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以類比法為主，無(wú)論是設(shè)計(jì)的精準(zhǔn)還是合理性都不是考慮的重點(diǎn)，這樣的設(shè)計(jì)方法在主要是用常規(guī)材料和常規(guī)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，經(jīng)驗(yàn)類比法盡管會(huì)有較大的設(shè)計(jì)誤差，但因?yàn)橛星叭说慕?jīng)驗(yàn)和比較發(fā)達(dá)的計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算技術(shù)，最終的結(jié)果還是可以接受的。

進(jìn)入二十一世紀(jì)，國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)的飛速發(fā)展，各種新結(jié)構(gòu)、新材料層出不窮，產(chǎn)品和工程大型化、整體化和復(fù)雜化的發(fā)展方向以及資源短缺引發(fā)的各類矛盾，類比設(shè)計(jì)遇到了越來(lái)越大的挑戰(zhàn)，新結(jié)構(gòu)和新材料的應(yīng)用導(dǎo)致沒(méi)有類似的可以借鑒的成功經(jīng)驗(yàn)，超大規(guī)模的工程設(shè)計(jì)的風(fēng)險(xiǎn)性和節(jié)約資源減少成本的總體要求也對(duì)大型工程在設(shè)計(jì)階段的試驗(yàn)驗(yàn)證變得更為重要和必不可少。在設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中必須考慮的結(jié)構(gòu)在復(fù)雜外界條件下的疲勞壽命等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，類比法因?yàn)闆](méi)有可供參考的項(xiàng)目而無(wú)法實(shí)施，單純的基于有限元分析的工程設(shè)計(jì)的可靠性問(wèn)題也日益突出。

由于應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)材料試樣或小尺寸大比例模型推定很難獲得整體結(jié)構(gòu)性能的完整可靠的數(shù)據(jù)，為了滿足客觀存在的上述要求，現(xiàn)代結(jié)構(gòu)試驗(yàn)必須完成由過(guò)去的單個(gè)構(gòu)件試驗(yàn)向整體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和足尺寸試驗(yàn)的轉(zhuǎn)化，而對(duì)于復(fù)合材料組成的結(jié)構(gòu)，甚至用計(jì)算機(jī)進(jìn)行多參數(shù)分析也很難推定，為確保安全必須進(jìn)行接近實(shí)際結(jié)構(gòu)或全尺寸試驗(yàn)。同時(shí)，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和液壓伺服技術(shù)的飛速發(fā)展為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，為各種復(fù)雜結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和監(jiān)測(cè)提供了有力的保障，促進(jìn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的發(fā)展；因此，世界上各國(guó)都在致力于足尺橋梁與路面疲勞試驗(yàn)儀器的開發(fā)研究。

然而現(xiàn)有的輪式載荷橋梁與路面疲勞試驗(yàn)儀器中還存在著試驗(yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的問(wèn)題；因此，亟需提供一種試驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的橋梁與道路疲勞試驗(yàn)儀器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種加載精度高、試驗(yàn)精度高的橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)及其輪式載荷加載小車，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使得橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，輪式載荷加載小車對(duì)待試驗(yàn)橋梁與道路進(jìn)行高精度的載荷施加，進(jìn)而使得橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)精度得以提高。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了如下方案：本實(shí)用新型提供一種輪式載荷加載小車，包括加載輪、加載頭、電液伺服作動(dòng)器、直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、支撐架、連接條、承載輪和導(dǎo)向輪，所述加載頭與所述加載輪的軸固定連接，所述加載頭通過(guò)所述直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)與所述支撐架的內(nèi)部側(cè)壁相連接，所述電液伺服作動(dòng)器固定在所述支撐架上，所述電液伺服作動(dòng)器的活塞桿與所述加載頭的上表面相接觸，所述連接條設(shè)置在所述支撐架的上部側(cè)壁上，所述承載輪和所述導(dǎo)向輪設(shè)置在所述連接條的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述加載頭與所述加載輪的軸之間設(shè)置有軸連接件。

優(yōu)選的，所述連接條為多個(gè)，所述連接條設(shè)置在所述支撐架的上部頂角處。

優(yōu)選的，每個(gè)所述連接條上設(shè)有上、下兩個(gè)所述承載輪。

本實(shí)用新型還提供一種橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輪式載荷加載小車和承載框架，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，所述承載框架上設(shè)置有滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述輪式載荷加載小車的所述承載輪和所述導(dǎo)向輪均配合安裝在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌上。

優(yōu)選的，所述滑動(dòng)導(dǎo)軌為多條。

本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下有益效果：本實(shí)用新型提供的一種輪式載荷加載小車的內(nèi)部裝有電液伺服作動(dòng)器，電液伺服作動(dòng)器通過(guò)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和伺服閥控制施加到待測(cè)橋梁與道路上的加載載荷，控制加載載荷恒定或按照正弦波、路面載荷譜的方式加載，使得加載載荷不會(huì)受到試樣表面不平的影響，進(jìn)而提高了輪式載荷加載小車的載荷加載精度。

輪式載荷加載小車的內(nèi)部安裝有直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使得與電液伺服作動(dòng)器的活塞桿相觸接的加載頭僅能作單自由度的直線運(yùn)動(dòng)，防止加載輪沿路面與橋面往復(fù)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的摩擦力傳遞到活塞桿上從而影響加載精度，進(jìn)而提高了輪式載荷加載小車的載荷加載精度。

本實(shí)用新型提供的一種橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)中通過(guò)輪式載荷加載小車的承載輪、導(dǎo)向輪與承載框架上的滑動(dòng)導(dǎo)軌配合安裝，完成沿承載框架的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，輪式載荷加載小車的移動(dòng)速度可以通過(guò)設(shè)定和調(diào)整伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)高精度伺服控制，進(jìn)而提高了橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)精度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實(shí)用新型輪式載荷加載小車的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型輪式載荷加載小車的剖視圖；

圖3為本實(shí)用新型橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1-加載輪、2-加載頭、3-電液伺服作動(dòng)器、4-支撐架、5-連接條、6-承載輪、7-導(dǎo)向輪、8-軸連接件、9-承載框架、10-直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)/11-伺服電機(jī)、12-曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

本實(shí)用新型的目的是提供一種加載精度高、試驗(yàn)精度高的橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)及其輪式載荷加載小車，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，使得橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，輪式載荷加載小車對(duì)待試驗(yàn)橋梁與道路進(jìn)行高精度的載荷施加，進(jìn)而使得橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)的試驗(yàn)精度得以提高。

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

如圖1-2所示，本實(shí)用新型提供一種輪式載荷加載小車，包括加載輪1、加載頭2、電液伺服作動(dòng)器3、直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10、支撐架4、連接條5、承載輪6和導(dǎo)向輪7，所述加載頭2與所述加載輪1的軸固定連接，所述加載頭2通過(guò)所述直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10與所述支撐架4的內(nèi)部側(cè)壁相連接，所述電液伺服作動(dòng)器3固定在所述支撐架4上，所述電液伺服作動(dòng)器3的活塞桿與所述加載頭2的上表面相接觸，所述連接條5設(shè)置在所述支撐架4的上部側(cè)壁上，所述承載輪6和所述導(dǎo)向輪7設(shè)置在所述連接條5的兩側(cè)。

其中，輪式載荷加載小車通過(guò)加載輪1對(duì)橋面與路面施加加載載荷，加載輪1可以為單軸單輪、單軸雙輪、雙軸雙輪，加載輪1的輪軸與加載固定連接，加載頭2將受到電液伺服作動(dòng)器3活塞桿的加載力傳遞給輪軸，進(jìn)而傳遞給加載輪1；其中，直線滾動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)10為現(xiàn)有技術(shù)中的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌副。

將電液伺服作動(dòng)器3安裝在輪式載荷加載小車支撐架4的內(nèi)部，其水平方向的高度高于加載頭2的，位于支撐架4的上端部，使得電液伺服作動(dòng)器3穩(wěn)固的對(duì)加載頭2提供加載載荷；

將U形連接條5設(shè)置在支撐架4的上部側(cè)壁上，承載輪6和導(dǎo)向輪7設(shè)置在連接條5的兩側(cè)，承載輪6位于連接條5的內(nèi)側(cè)，導(dǎo)向輪7位于連接條5的外側(cè)，當(dāng)輪式載荷加載小車進(jìn)行加載工作時(shí)，通過(guò)承載輪6與導(dǎo)向輪7與外部導(dǎo)軌等機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。

為了使得加載頭2與加載輪1之間更好的進(jìn)行連接，在加載頭2與加載輪1的軸之間設(shè)置有軸連接件8；

連接條5為多個(gè)，如4個(gè)，將連接條5設(shè)置在支撐架4的上部頂角處，并且每連接條5上設(shè)有上、下兩個(gè)承載輪6，每個(gè)連接條5上設(shè)有一個(gè)導(dǎo)向輪7；

如圖3所示，本實(shí)用新型還提供一種橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)，其還包括驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、輪式載荷加載小車和承載框架9，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)11和曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12，將伺服電機(jī)11的電機(jī)軸與曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12的一端相連接，曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12的另一端與輪式加載小車相連接，如與輪式加載小車支撐架4的外側(cè)壁相連接，以帶動(dòng)輪式加載小車作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述承載框架9上設(shè)置有滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述輪式載荷加載小車的所述承載輪6和所述導(dǎo)向輪7均配合安裝在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌上。

輪式加載小車的往復(fù)運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)11帶動(dòng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)12驅(qū)動(dòng)，移動(dòng)速度可以通過(guò)設(shè)定和調(diào)整伺服電機(jī)11的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)高精度伺服控制。

滑動(dòng)導(dǎo)軌為多條，以配合安裝多個(gè)相應(yīng)的承載輪6和導(dǎo)向輪7。

在橋梁與道路疲勞試驗(yàn)系統(tǒng)中設(shè)置多個(gè)輪式加載小車并通過(guò)連接件組成一個(gè)整體，對(duì)橋梁與道路進(jìn)行疲勞試驗(yàn)。

本說(shuō)明書中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本實(shí)用新型的方法及其核心思想；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處。綜上所述，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。