一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置论文和设计-马亚飞

全文摘要

本实用新型公开了一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，包括垫板、弹簧、盖板和压头，垫板与盖板平行设置，且盖板位于垫板的上方；弹簧的一端连接于垫板的边缘，另一端连接于盖板的边缘，弹簧设置有两个以上，且两个以上的弹簧均匀分布于垫板和盖板的边缘；垫板的上表面开设有垂直于垫板上表面的通孔或盲孔，盖板上开设有垂直于盖板下表面的通孔，通孔或盲孔的直径大于平行钢丝束中单根钢丝的直径；压头与压缩试验机相连且能够穿过盖板的通孔，用于推动平行钢丝束的其中一根钢丝。本实用新型构造简单、设计新颖，能够确保对平行钢丝束中的单根钢丝进行推动，便于研究桥梁中平行钢丝束内不同位置断丝时的力学特性。

主设计要求

1.一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，包括垫板、弹簧、盖板和压头，所述垫板与所述盖板平行设置，且所述盖板位于所述垫板的上方；所述弹簧的一端连接于所述垫板的边缘，另一端连接于所述盖板的边缘，所述弹簧设置有两个以上，且两个以上的所述弹簧均匀分布于所述垫板和盖板的边缘；所述垫板的上表面开设有垂直于所述垫板上表面的通孔或盲孔，所述盖板上开设有垂直于所述盖板下表面的通孔，所述通孔或盲孔的直径大于所述平行钢丝束中单根钢丝的直径；所述压头与压缩试验机相连且能够穿过所述盖板的通孔，用于推动所述平行钢丝束的其中一根钢丝。

设计方案

2.根据权利要求1所述的用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，所述盖板和所述垫板的边缘均设置有挂孔，所述弹簧的两端分别挂设于所述盖板的挂孔和所述垫板的挂孔。

3.根据权利要求1所述的用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，所述盖板和所述垫板为圆盘状，所述盖板的下表面具有用于容纳所述平行钢丝束上端的凹槽，所述垫板的上表面具有用于容纳所述平行钢丝束下端的凹槽。

4.根据权利要求3所述的用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，所述盖板的通孔设置有多个，多个所述通孔分布于所述盖板的凹槽内；所述垫板的通孔或盲孔设置有多个，多个所述通孔或盲孔分布于所述垫板的凹槽内。

5.根据权利要求1所述的用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，所述压头包括压杆、压盘和连接杆，所述压杆和所述连接杆同轴设置且分别位于所述压盘的两侧，所述压杆的直径小于所述盖板的通孔直径，所述连接杆用于与所述压缩试验机的夹头相连。

6.根据权利要求5所述的用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，所述压杆的直径小于所述平行钢丝束中单根钢丝的直径；所述压杆的长度大于所述盖板的通孔的长度。

7.根据权利要求1所述的用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，所述垫板的通孔或者盲孔的直径小于所述平行钢丝束中单根钢丝直径的两倍。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，属于平行钢丝束性能检测技术领域。

背景技术

平行钢丝吊索在拱桥、斜拉桥和悬索桥上应用广泛，其常年处于高应力状态，断丝后索体内不同钢丝间受力不均匀，吊索出现第一根断丝后，断丝速度迅速加剧，应力分布发生变化。外部环境侵蚀及荷载等因素的作用加剧了其性能的衰退，最终导致吊索静力性能及疲劳性能下降，增大了其断裂的风险。更换吊索不仅导致桥梁维护成本增加，还会阻断交通，影响桥梁结构的正常运营。此外，吊索破损不仅对整个桥梁结构的安全性造成重大影响，还涉及行人的生命财产安全。因此，对平行钢丝吊索开展钢丝间摩擦力测试，研究其在断丝后的力学性能，这对平行钢丝吊索的优化设计、提高桥梁设计使用寿命、降低维护成本等均具有重要意义。

实用新型内容

为了研究平行钢丝束的钢丝间摩擦力，本实用新型提供一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，具体技术方案如下。

一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，包括垫板、弹簧、盖板和压头，所述垫板与所述盖板平行设置，且所述盖板位于所述垫板的上方；所述弹簧的一端连接于所述垫板的边缘，另一端连接于所述盖板的边缘，所述弹簧设置有两个以上，且两个以上的所述弹簧均匀分布于所述垫板和盖板的边缘；所述垫板的上表面开设有垂直于所述垫板上表面的通孔或盲孔，所述盖板上开设有垂直于所述盖板下表面的通孔，所述通孔或盲孔的直径大于所述平行钢丝束中单根钢丝的直径；所述压头与压缩试验机相连且能够穿过所述盖板的通孔，用于推动所述平行钢丝束的其中一根钢丝。

本实用新型的使用方法为：将平行钢丝束试样放置于垫板和盖板之间，在弹簧的作用下，垫板和盖板平行且将平行钢丝束试验夹紧，平行钢丝束的钢丝轴向垂直于垫板和盖板，选定被推出的一根钢丝（该钢丝根据测量位置的需要来选择，比如位于平行钢丝束的中间、边缘或者其他位置），确保该钢丝的上端与盖板的通孔对齐，该钢丝的下端与垫板的通孔或盲孔对齐，启动压缩试验机，使得压头穿过盖板的通孔并推动该钢丝，该钢丝在压头的作用下相对于平行钢丝束产生滑移，压缩试验机获取滑移钢丝的荷载-位移曲线，以模拟平行钢丝束损伤断丝时的作用力。

进一步地，所述盖板和所述垫板的边缘均设置有挂孔，所述弹簧的两端分别挂设于所述盖板的挂孔和所述垫板的挂孔。如此设置，便于弹簧的安装和拆卸，当需要对不同高度的试样进行测试时，可以直接更换合适长度的弹簧即可。

进一步地，所述盖板和所述垫板为圆盘状，所述盖板的下表面具有用于容纳所述平行钢丝束上端的凹槽，所述垫板的上表面具有用于容纳所述平行钢丝束下端的凹槽。凹槽的设置能够限制平行钢丝束的位置，便于安装、定位平行钢丝束试件。

进一步地，所述盖板的通孔设置有多个，多个所述通孔分布于所述盖板的凹槽内；所述垫板的通孔或盲孔设置有多个，多个所述通孔或盲孔分布于所述垫板的凹槽内。多个通孔便于对于平行钢丝束中不同位置的钢丝进行滑移测试。

进一步地，所述压头包括压杆、压盘和连接杆，所述压杆和所述连接杆同轴设置且分别位于所述压盘的两侧，所述压杆的直径小于所述盖板的通孔直径，所述连接杆用于与所述压缩试验机的夹头相连。压杆能够穿过盖板的通孔以推动单根钢丝滑移；压盘能够限制压杆的位移距离，当压盘抵接于盖板，则试验结束；连接杆的外表面可以设置粗糙面或者外螺纹，以便于压缩试验机的夹头稳定可靠地将连接杆进行夹持固定。

进一步地，所述压杆的直径小于所述平行钢丝束中单根钢丝的直径；所述压杆的长度大于所述盖板的通孔的长度。这样可以确保压杆每次只推动一根钢丝滑移。

进一步地，所述垫板的通孔或者盲孔的直径小于所述平行钢丝束中单根钢丝直径的两倍。如此设置能够确保压杆每次只推动一根钢丝滑移，该滑移钢丝周围的钢丝被垫板上表面挡住而不发生滑移。

本实用新型构造简单、设计新颖，能够确保对平行钢丝束中的单根钢丝进行推动，便于研究桥梁中平行钢丝束内不同位置断丝时的力学特性。

附图说明

图1为本实用新型装置的结构示意图；

图2为平行钢丝束示意图（未示意外保护套）；

图3为本实用新型装置的分解示意图；

图4为本实用新型装置使用时的示意图。

图中：1、垫板，2、弹簧，3、盖板，4、压杆，5、压盘，6、连接杆，7、挂孔，8、通孔，平行钢丝束。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。

参见图1-4，一种用于测量平行钢丝束钢丝间摩擦力的装置，其特征在于，包括垫板1、弹簧2、盖板3和压头，所述垫板1与所述盖板3平行设置，且所述盖板3位于所述垫板1的上方；所述弹簧2的一端连接于所述垫板1的边缘，另一端连接于所述盖板3的边缘，所述弹簧2设置有两个以上，且两个以上的所述弹簧2均匀分布于所述垫板1和盖板3的边缘；所述垫板1的上表面开设有垂直于所述垫板上表面的通孔8或盲孔，所述盖板3上开设有垂直于所述盖板下表面的通孔8，所述通孔8或盲孔的直径大于所述平行钢丝束9中单根钢丝的直径；所述压头与压缩试验机（未图示）相连且能够穿过所述盖板3的通孔8，用于推动所述平行钢丝束9的其中一根钢丝。其中，压头包括压杆4、压盘5和连接杆6，所述压杆4和所述连接杆6同轴设置且分别位于所述压盘5的两侧，所述压杆4的直径小于所述盖板3的通孔直径，所述连接杆6用于与所述压缩试验机的夹头相连。压杆4能够穿过盖板3的通孔8以推动单根钢丝滑移；压盘5能够限制压杆4的位移距离，当压盘5抵接于盖板3，则试验结束；连接杆6的外表面可以设置粗糙面或者外螺纹，以便于压缩试验机的压头稳定可靠地将连接杆进行夹持固定。

优选地，所述盖板3和所述垫板1的边缘均设置有挂孔7，所述弹簧2的两端分别挂设于所述盖板3的挂孔和所述垫板1的挂孔。当需要对不同高度的平行钢丝束试样进行测试时，可以直接更换合适长度的弹簧即可。

为了防止平行钢丝束9的横向位移，盖板3和垫板1为圆盘状，所述盖板3的下表面具有用于容纳所述平行钢丝束9上端的凹槽，所述垫板1的上表面具有用于容纳所述平行钢丝束9下端的凹槽。凹槽的设置便于安装、定位平行钢丝束试件。

为了便于对平行钢丝束内不同位置的单根钢丝进行滑移测试，所述盖板3的通孔8设置有多个，多个所述通孔8分布于所述盖板3的凹槽内；所述垫板1的通孔或盲孔也对应的设置有多个，多个所述通孔8或盲孔分布于所述垫板1的凹槽内。

其中，压杆4的直径小于平行钢丝束9中单根钢丝的直径；压杆4的长度大于盖板3的通孔8的长度。垫板1的通孔8或者盲孔的直径小于所述平行钢丝束中单根钢丝直径的两倍。如此设置能够确保压杆每次只推动一根钢丝滑移，该滑移钢丝周围的钢丝被垫板1上表面挡住而不发生滑移。

本实用新型的使用方法为：将平行钢丝束试样放置于垫板1和盖板3之间，其中，平行钢丝束9试样从用于桥梁的平行钢丝束吊杆中截取，平行钢丝束9的外围还包裹有防护套（未图示），如：PE套。在弹簧2的作用下，垫板1和盖板3平行且将平行钢丝束9试验夹紧，平行钢丝束9的钢丝轴向垂直于垫板1和盖板3，选定被推出的一根钢丝（该钢丝根据测量位置的需要来选择，比如位于平行钢丝束的中间、边缘或者其他位置），确保该钢丝的上端与盖板的通孔对齐，该钢丝的下端与垫板的通孔或盲孔对齐，启动压缩试验机，使得压杆4穿过盖板3的通孔8并推动该钢丝，该钢丝在压杆4的作用下相对于平行钢丝束9产生滑移，压缩试验机获取滑移钢丝的荷载-位移曲线，以模拟平行钢丝束损伤断丝时的作用力。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护范围之内。

设计图

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主设计要求

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