一种摆动式鞍座总成的制作方法

本实用新型属于悬索桥领域，尤其涉及一种摆动式鞍座总成。

背景技术：

《公路悬索桥设计规范》(jtg/td65-05-2015)中有关索鞍抗滑的计算中未考虑隔板的影响，单个槽路尺寸的较大变化对抗滑移性能的影响亦无相关的解释说明。为了验证核心部件的可靠性，确保结构安全，需要进行抗滑试验，测试钢丝在宽槽路厚隔板鞍槽内的抗滑系数；验证索鞍结构强度是否安全；定性定量地研究隔板厚度、槽路宽度对抗滑移系数的影响程度。

用于抗滑试验的试验鞍座结构应尽量还原实桥受力形态，才能取得最接近实际的试验结果。实桥中，主缆与鞍槽在摩擦力作用下保持相对静止，通过主塔的柔性偏移来补偿主塔两侧因载荷不均匀导致的主缆钢丝长度的弹性伸缩。因此，试验鞍座需要在结构上考虑主缆钢丝滑移前的弹性变形补偿，避免滑移前的钢丝伸缩对试验结果的影响。

以前的抗滑试验中，试验鞍座被直接固定在试验台上，如图1所示，通过在主缆一端张拉的方式进行抗滑试验。产生相对滑移前主缆钢丝的伸缩量无法补偿，理论上会导致滑移提前，测得的摩擦系数偏小。

因此，亟需一种新型的鞍座结构，能够实现摩擦系数的准确测量。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，为克服现有技术缺陷，本实用新型公开了一种摆动式鞍座总成，通过本鞍体的结构设计使得鞍体在摩擦系数测量试验过程中能够完成对索缆弹性变形的补偿，从而保证摩擦系数的准确测量。

本实用新型目的通过下述技术方案来实现：

一种摆动式鞍座总成，所述摆动式鞍座总成包括鞍体，所述鞍体至少包括摆动支座、鞍体支座以及设置于鞍体支座顶部的索鞍，所述摆动支座固定设置于试验台之上，所述摆动支座的顶端设有凸起的圆弧型板面结构，且所述圆弧型板面结构上设有凸起的梯形状结构的限位键；所述鞍体支座的鞍体底板设有与所述限位键匹配的缺口部，所述鞍体支座经鞍体底板与所述摆动支座的限位键卡合连接，构成摆动式鞍体结构。所述鞍体支座的鞍体底板为平板结构或弧形板面结构。

根据一个优选的实施方式，所述摆动支座至少还包括圆弧承板和连接底板，所述圆弧承板固定设置于所述连接底板之上，且所述圆弧承板的顶面为外凸圆弧型板面结构。

根据一个优选的实施方式，所述限位键为楔形结构，所述限位键的顶端凸出于所述圆弧承板的板面设置。

根据一个优选的实施方式，所述连接底板上设置有方形沉槽结构，所述限位键设置于所述沉槽结构中并经连接组件与所述连接地板相连。

根据一个优选的实施方式，所述连接底板的两侧沿长度方向设置了呈对称分布的螺栓通孔，用于将所述摆动支座安装固定于试验台之上。

根据一个优选的实施方式，所述鞍体支座还包括横筋板、纵筋板和鞍体连接板，所述横筋板两侧平行设置有若干纵筋板，且各纵筋板与所述横筋板刚性连接。

根据一个优选的实施方式，所述横筋板和纵筋板位于所述鞍体底板的顶部，且分别与所述鞍体底板垂直；所述鞍体连接板位于所述横筋板和纵筋板的顶部，且与所述鞍体底板平行设置。

根据一个优选的实施方式，所述索鞍设置于所述鞍体连接板的顶部。

前述本实用新型主方案及其各进一步选择方案可以自由组合以形成多个方案，均为本实用新型可采用并要求保护的方案；且本实用新型，(各非冲突选择)选择之间以及和其他选择之间也可以自由组合。本领域技术人员在了解本实用新型方案后根据现有技术和公知常识可明了有多种组合，均为本实用新型所要保护的技术方案，在此不做穷举。

本实用新型的有益效果：通过本本实用新型公开的鞍体底部弧面摆动支座与鞍体支座配合形成柔性摆动机构，使得主缆钢丝滑移前，可通过鞍体的摆动完成用于索缆弹性伸缩量的补偿。避免了仅仅是由于索缆的弹性变形，则导致滑移提前出现的问题。从而确保了抗滑试验数据的可靠度。

附图说明

图1是现有技术采用的固定式主索鞍试验台的结构示意图；

图2是本实用新型摆动式鞍座的摆动支座和鞍体支座的连接关系示意图；

图3是本实用新型摆动式鞍座的立体结构示意图；

图4是本实用新型摆动式鞍座中摆动支座的爆炸示意图；

图5是本实用新型摆动式鞍座的一种实施结构示意图；

图6是本实用新型摆动式鞍座的另一种实施结构示意图；

图7是本实用新型摆动式鞍座总成的第二实施例的结构示意图；

图8是本实用新型摆动式鞍座总成的第二实施例的立体结构示意图；

图9是本实用新型摆动式鞍座在第二实施例中的受力示意图；

其中，100-试验台，101-索缆，102-压力传感器，103-索夹，200-鞍体，201-摆动支座，201a-圆弧承板，201b-限位键，201c-连接底板，201d-连接组件，202-鞍体支座，202a-鞍体底板，202b-横筋板，202c-纵筋板，202d-鞍体连接板，300-张拉部，301-反力架，302-顶推机构，303-撑脚，304-第一连接组件，305-第二连接组件，306-拉杆，307-连接头。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型要指出的是，本实用新型中，如未特别写出具体涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等，则本实用新型涉及的结构、连接关系、位置关系、动力来源关系等均为本领域技术人员在现有技术的基础上，可以不经过创造性劳动可以得知的。

实施例1：

参考图2至图4所示，本实施例公开了一种摆动式鞍座总成。所述摆动式鞍座总成包括鞍体200。所述鞍体200至少包括摆动支座201、鞍体支座202以及设置于鞍体支座202顶部的索鞍。所述摆动支座201用于完成鞍体200与支撑单元的连接固定，也即是与试验台的连接固定。所述鞍体支座202用于完成对索鞍的的支撑。所述索鞍用于容纳索缆101。

优选地，所述摆动支座201固定设置于试验台之上。所述摆动支座201的顶端设有凸起的圆弧型板面结构，且所述圆弧型板面结构上设有凸起的梯形状结构的限位键201b。

优选地，所述鞍体支座202的鞍体底板202a设有与所述限位键201b匹配的缺口部。所述鞍体支座202经鞍体底板202a与所述摆动支座201的限位键201b卡合连接，构成摆动式鞍体200结构。即是，通过所述限位件201b完成了对鞍体支座202的限位，避免了鞍体支座202与摆动支座201之间产生相对位移或滑动。

优选地，摆动支座201至少还包括圆弧承板201a和连接底板201c。所述圆弧承板201a固定设置于所述连接底板201c之上，且所述圆弧承板201a的顶面为圆弧型板面结构。

即是，通过所述圆弧承板201a的顶面弧形结构设置，使得装配于所述圆弧承板201a顶部的鞍体支座202具备在所述摆动支座201的顶端摆动的可能性。

优选地，所述限位键201b为楔形结构。所述限位键201b的顶端凸出于所述圆弧承板201a的板面设置。

即是，通过所述限位键201b的底部宽，向顶部方向逐渐变窄的结构设置，使得限位键201b不会完全将鞍体支座202卡死。并且，在圆弧承板201a顶部具有弧形结构的基础上，鞍体支座202能够实现相对于所述摆动支座摆动的功能。

优选地，所述连接底板201c上设置有方形沉槽结构，所述限位键201b设置于所述沉槽结构中并经连接组件201d与所述连接地板相连。优选地，所述连接组件201d为沉头螺钉。

通过连接底板201c上的沉槽结构设置，更进一步地保证了限位件201b与连接底板201c之间的连接稳固度。

优选地，所述连接底板201c的两侧沿长度方向设置了呈对称分布的螺栓通孔，用于将所述摆动支座201安装固定于试验台之上。

优选地，所述鞍体支座202的鞍体底板202a为平板结构或弧形板面结构。

优选地，当所述鞍体底板202a为弧形板面结构时。且鞍体底板202a的圆弧开口朝向与圆弧承板201a对应圆弧的开口朝向相同时，所述鞍体底板202a的弧形对应半径值大于所述摆动支座201顶部的圆弧型板面结构的弧形所述对应的半径值。鞍体底板202a的圆弧开口朝向与圆弧承板201a对应圆弧的开口朝向相反时，鞍体底板202a的弧形对应半径值与所述摆动支座201顶部的圆弧型板面结构的弧形所述对应的半径值可任意设置。

优选地，所述鞍体支座202还包括横筋板202b、纵筋板202c和鞍体连接板202d。所述横筋板202b两侧平行设置有若干纵筋板202c，且各纵筋板202c与所述横筋板202b刚性连接。

优选地，所述横筋板202b和纵筋板202c位于所述鞍体底板202a的顶部，且分别与所述鞍体底板202a垂直。且横筋板202b和纵筋板202c分别与鞍体底板202a刚性连接。

优选地，所述鞍体连接板202d位于所述横筋板202b和纵筋板202c的顶部，且与所述鞍体底板202a平行设置。所述鞍体连接板202d与横筋板202b和纵筋板202c刚性连接。

优选地，所述索鞍设置于所述鞍体连接板202d的顶部。

本实施例公开的鞍体200中，鞍体支座202的下平面与摆动支座201的圆弧面形成线面接触。实现了通过摆动结构用以补偿两侧载荷不均引起的主缆或索缆伸缩的目的。避免了仅仅是由于索缆的弹性变形，则导致相对滑移提前出现的问题。从而确保了抗滑试验过程中摩擦系数测量的可靠度。

实施例2：

参考图5所示，在实施例1的基础上，本实施例公开了实施例1示出的摆动式试验鞍体的一种应用案例。

如图所示，所述鞍体200设置于试验台100之上。该试验台100采用本实用新型背景技术中公开的现有试验台。

鞍体200底端的摆动支座201固定设置于所述试验台100之上。鞍体支座202装配于所述摆动支座201之上。

索缆101贯穿于所述鞍体200，并搭载于所述鞍体200顶部的索鞍之内。且索缆101两端分别与试验台100两端部相接。

索缆101的两端部与试验台100的连接处设有压力传感器102，用于分别测量索缆101两端承受的拉力情况。

且，索缆101的两端部与试验台100的连接处还设有张拉机构，用于完成分别对索缆101两端的张拉。例如，所述张拉机构可以是千斤顶机构，即是可以通过千斤顶对索缆101两端部进行拉张处理。

在进行索缆101与鞍体200中索鞍间摩擦系数进行模拟测量过程中。先通过模拟实际桥梁对索缆101的施力情况，由试验台100的张拉机构在索缆101两端施加预设拉力。

然后，再在索缆101一端施加持续增加的拉力，实现所述鞍体200中索鞍与其搭载的索缆101的相对位移，并由所述试验台100上的压力传感器102在索缆101与鞍体200发生相对移动时，完成索缆101两端拉力的分别测量。从而，经由测得的两拉力大小以及两拉力的夹角，完成索缆101在特定模拟场景下的与鞍体200间的摩擦系数的测量。

实施例3

参考图6至图9所示。在实施例1的基础上，本实施例公开的摆动式鞍座总成还包括张拉部300。鞍体200和张拉部300分别设置于试验台100的试验台面之上。

通过模拟实际桥梁对索缆101的施力情况，由试验台100在索缆101两端施加预设拉力。并由所述张拉部300带动所述鞍体200实现所述鞍体200与其搭载的索缆101的相对位移，并由所述试验台100两端的压力传感器102在索缆101与鞍体200发生相对移动时，完成索缆101两端拉力的分别测量。从而，经由测得的两拉力大小以及两拉力的夹角，完成索缆101在特定模拟场景下的与鞍体200间的摩擦系数的测量。

优选地，所述鞍体200的底端设有摆动支座201，所述摆动支座201连接于所述试验台100的试验台面之上。所述摆动支座201的顶端为凸起状弧面结构，所述弧面结构对应弧线所对应的半径为r。且所述摆动支座201的顶部中间位置还设有凸起的限位梯形状结构。

优选地，所述鞍体200的鞍体支座202活动连接于所述摆动支座201之上，并能实现在预设角度内的转动。

进一步地，所述鞍体支座202的底面为平面结构，且所述鞍体支座202的底面设有用于容置所述摆动支座201限位梯形结构的容置槽。从而在所述鞍体支座202装配于所述摆动支座201之上时，所述鞍体支座202能够实现相对于摆动支座201的转动。

优选地，所述张拉部300至少包括反力架301、顶推机构302、第一连接组件304、拉杆306和连接头307。所述连接头307内设有球面垫圈和球面螺母，可以在拉伸过程中保持拉杆306的水平

优选地，所述反力架301固定于所述试验台100的试验台面之上。进一步地，所述反力架301为直角梯形状架体结构，其与试验台100的接触面为梯形结构中的较长底边。

优选地，所述反力架301采用焊接或螺栓连接的方式与所述试验台100相连。

优选地，所述顶推机构302经拉杆306与所述鞍体200的顶端相连。

进一步地，所述鞍体200的鞍体支座202顶部与索鞍经螺栓连接。所述索鞍的顶端设有凸起的锚梁结构，并经所述锚梁完成对拉杆306端部的连接头307的卡接。且所述拉杆306的设置方向为水平设置。通过拉杆306的方向设置，有利于顶推机构302提供相对较小的力即可完成对鞍体200的拉动。

优选地，所述顶推机构302经其撑脚303与所述反力架301的顶端连接。其中，所述撑脚303为所述顶推机构302的顶升臂。

即是，顶伸机构302通过撑脚303的传力，将顶伸的反力作用于反力架304，拉杆306通过第一连接组件304被顶伸机构302同步施加拉力，完成对拉杆306的拉动。

进一步地，所述顶推机构302可以由千斤顶装置构成。

优选地，所述顶推机构302经第一连接组件304与所述拉杆306连接，所述拉杆306末端设有连接头307并经所述连接头307与所述鞍体200的顶端相连。

优选地，所述第一连接组件304与所述拉杆306间还设有第二连接组件305，所述第二连接组件305上设有用于测量拉力大小的传感器及锁紧螺母。通过本传感器的结构设置有利于试验人员可以实时掌握张拉部300提供的拉力变化情况。

优选地，试验用的索缆101贯穿并搭载于所述鞍体200之上，所述索缆101两端分别与所述试验台100两端部相连接，且在所述索缆101与所述试验台100的两连接处设有测力传感器102。

在进行摩擦系数测量试验时，由所述试验台100基于待模拟对象桥梁实际给索缆施加的拉力情况完成对索缆101施加预设的拉力。并由所述张拉部300完成对所述鞍体200的拉动，从而实现所述鞍体200与其搭载的索缆101间的相对滑动。并在滑动时刻经由所述测力传感器102完成索缆两端分别与试验台100间的拉力大小的测量。从而基于测得索缆101张紧端的拉力fct、索缆101相对松弛端的拉力fcl、以及两拉力的夹角，完成摩擦系数的计算。

综上，本实施例公开了鞍座总成的结构设计，本鞍座总成中顶推机构302提供的拉力f通过拉杆306作用于主索鞍顶部，与索缆101的缆力fc、索缆101与鞍体200的索鞍的摩擦力f等效作用点一致。拉力f作用方向水平，使得顶推机构的选型吨位小，安装操作方便。避免了采用传统技术时，需要吨位极大的拉动装置才能够实现索缆与鞍体的相对滑移的发生。大吨位拉动装置的成本随着吨位的增加，其价格成几何倍数的增加。即是，通过本顶推机构的位置设置，从而大大节省了试验成本。

同时，鞍体200底部弧面摆动支座201与鞍体支座202配合形成柔性摆动机构，使得主缆钢丝滑移前，可通过鞍体200的摆动完成用于索缆弹性伸缩量的补偿。避免了仅仅是由于索缆101的弹性变形，则导致滑移提前出现的问题。从而确保了抗滑试验过程中摩擦系数测量的可靠度。

前述本实用新型基本例及其各进一步选择例可以自由组合以形成多个实施例，均为本实用新型可采用并要求保护的实施例。本实用新型方案中，各选择例，与其他任何基本例和选择例都可以进行任意组合。本领域技术人员可知有众多组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。