[實用新型]一種單側通道失火時沉管隧道變形的測試機構

有效

• 申請號: 201720492869.1
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN206862656U
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 董毓利;閆銀龍;房圓圓;張大山;張濤;林劍青
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司35204
• 代理人: 張松亭,楊鍇

技術領域

本實用新型涉及隧道結構的試驗技術領域，更具體地說，涉及一種單側通道失火時沉管隧道變形的測試機構。

背景技術

沉管隧道由于其利用空間大、對地質條件適應性強等特點而越來越被廣泛地應用在交通隧道中。但由于沉管隧道在火災中升溫速率快、溫度高和危害大等特點，因此對其在火災高溫下的火災試驗研究也逐漸受到重視。到目前為止，國內外對于沉管隧道的火災高溫下的研究主要是：研究火災高溫下，沉管隧道在未考慮使用荷載情況下的空間溫度分布規律、煙氣分布規律等；并采用有限元模擬的方法來研究沉管隧道火災高溫下的應力分布規律以及變形規律。

以上這些研究包含了對沉管隧道的管段、接頭部位以及在有無防火措施情況下的火災高溫性能，可以說所研究的范圍是廣泛的。

但是目前對于沉管隧道的火災試驗研究都沒有考慮沉管隧道的使用荷載，他們的物理模型試驗只是研究其溫度分布規律、煙氣流動規律等，對變形規律只是通過有限元模擬的方式來進行研究獲得，而不是通過模型試驗的實驗數據來整理獲得其變形規律。

另外，以往沉管隧道接頭的火災高溫試驗，除了沒有考慮使用荷載外，也沒有對沉管隧道的整個接頭進行試驗，而是選取接頭的局部來進行火災高溫試驗。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能夠系統而又全面地測試出沉管隧道在管段和接頭處的溫度分布及變形特征，進而有利于準確地認識沉管隧道在單側隧道發生火災情況下的破壞特征，從而為沉管隧道在結構運營過程中的健康監測提供理論依據的單側通道失火時沉管隧道變形的測試機構。

本實用新型的技術方案如下：

一種單側通道失火時沉管隧道變形的測試機構，包括試驗試件、加載系統、加熱裝置、數據采集系統，試驗試件包括至少兩節沉管隧道管段，沉管隧道管段間的接頭形式是管節接頭；加載系統包括豎向加載裝置、橫向加載裝置，從外部分別對沉管隧道管段加載豎向負載、橫向負載；加熱裝置包括試驗爐，設置于沉管隧道管段的單側通道內或單側通道的管節接頭；數據采集系統包括熱電偶、位移計、轉角儀，分別設置于試驗爐所在的試驗試件上。

作為優選，豎向加載裝置包括豎向反力架、豎向千斤頂、一級分配梁、二級分配梁、空間三角支架，試驗試件設置于豎向反力架下方，從上至下依次設置豎向千斤頂、一級分配梁、二級分配梁、空間三角支架，空間三角支架與試驗試件的頂面相抵。

作為優選，二級分配梁的兩端分別設置空間三角支架，二級分配梁沿隧道縱向設置于沉管隧道管段上方，一級分配梁沿隧道橫向設置于二級分配梁上方。

作為優選，一級分配梁與至少兩個二級分配梁相抵。

作為優選，空間三角支架均布于沉管隧道管段的單側通道上方，位于單側通道的橫向中間位置。

作為優選，橫向加載裝置包括橫向反力架、橫向千斤頂，橫向千斤頂設置于橫向反力架側面，與沉管隧道管段的外側墻相抵。

作為優選，包括墊層，試驗試件、加載系統設置于墊層上。

作為優選，試驗爐包括兩個爐墻，爐墻圍成燃燒室；當試驗爐設置于沉管隧道管段的單側通道內時，兩個爐墻都在同一個沉管隧道管段的單側通道內；當試驗爐設置于單側通道的管節接頭時，兩個爐墻分別設置于相鄰的沉管隧道管段的單側通道內。

作為優選，熱電偶設于沉管隧道管段的單側通道的頂板、外墻、內墻以及轉角位置；或者，在管節接頭設置剪力鍵的位置，熱電偶設于剪力鍵內、防火材料表面、Ω止水帶表面、GINA止水帶內表面；在管節接頭不設置剪力鍵的位置，熱電偶設于防火材料表面、Ω止水帶表面、GINA止水帶內表面。

作為優選，位移計包括豎向位移計、橫向位移計，豎向位移計設于沉管隧道管段的頂面，橫向位移計設于單側通道的內側墻與外側墻，轉角儀設于內墻與外墻的轉角位置；或者，在管節接頭的位置，豎向位移計設于沉管隧道管段的頂面，橫向位移計設于單側通道的內側墻與外側墻，轉角儀設于內墻與外墻的轉角位置。

本實用新型的有益效果如下：

本實用新型所述的單側通道失火時沉管隧道變形的測試機構，能夠系統而又全面地測試出沉管隧道在施加使用荷載情況下，管段和接頭處的溫度分布及變形特征，進而有利于準確地認識沉管隧道在施加使用荷載情況下，單側隧道發生火災情況下的破壞特征，從而為沉管隧道在結構運營過程中的健康監測提供理論依據。

本實用新型中，所建造的試驗試件沒有對其進行簡化，而是完全保留沉管隧道的所有結構特征，從而使研究現象更加符合現狀。實施時，豎向反力架與橫向反力架可以不采用傳統的鋼結構，而采用型鋼-鋼筋混凝土組合結構，較為經濟、合理。