[實(shí)用新型]一種水下振動(dòng)臺(tái)全向造流管道系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820945458.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN208721357U
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鐘登華;練繼建;燕翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M7/02
• 分類號(hào): G01M7/02;G01M10/00
• 代理公司: 天津耀達(dá)律師事務(wù)所 12223
• 代理人: 張耀

一種水下振動(dòng)臺(tái)全向造流管道系統(tǒng)，涉及土木、水利等振動(dòng)臺(tái)與流場(chǎng)模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，包括造流水池、閘門、閘墩，其中造流水池分為兩層，上層是試驗(yàn)區(qū)域，下層是回流區(qū)域，回流區(qū)域設(shè)有回流口、出流口、回流管道、雙向貫流泵，其中，回流口連接回流管道，回流管道連接雙向貫流泵，雙向貫流泵再連接回流管道，回流管道再連接出流口；匯流區(qū)下半部分連接造流水池下層，與回流口、出流口相連，上半部分連接造流水池上層，與閘門、閘墩相連；閘門、閘墩分布在造流水池上層試驗(yàn)區(qū)四邊，擋板設(shè)置在造流水池上層試驗(yàn)區(qū)，造流水池上層試驗(yàn)區(qū)經(jīng)擋板隔水后形成了局部流場(chǎng)與外部流場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了試驗(yàn)水池的全向造流。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及土木、水利等振動(dòng)臺(tái)與流場(chǎng)模擬試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，是一種可實(shí)現(xiàn)全方向造流的管道系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著近海、海岸結(jié)構(gòu)物、跨海大橋的不斷修建，以及涉水工程在地震過程中破壞現(xiàn)象的不斷發(fā)生，工程界與科學(xué)界逐漸關(guān)注水動(dòng)力與地震的耦合激勵(lì)機(jī)制與結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)規(guī)律。未來振動(dòng)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì)逐漸由無水發(fā)展為有水，且逐漸由靜水發(fā)展為動(dòng)水。

在水動(dòng)力當(dāng)中，流(包括河流、海流)的作用不可忽略，尤其對(duì)水深較大的結(jié)構(gòu)物(如深水碼頭、海上風(fēng)電、跨海大橋等近海結(jié)構(gòu)物)，流的影響程度十分顯著。另外，不同的結(jié)構(gòu)物，或結(jié)構(gòu)物的不同流向，海流的作用程度也并不一致。比如，對(duì)于大跨橋梁橋墩，不同的海流方向會(huì)呈現(xiàn)串列多柱體、并列多柱體以及斜向布置多柱體的差異，其尾流的形態(tài)差異顯著，流固耦合作用各不相同。目前，海流模擬裝置中多采用單一的流道造出某一特定方向的正向或反向流，以模擬潮流的漲潮與退潮過程。對(duì)于海上風(fēng)電等海洋結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)的軸對(duì)稱特性，不同方向的海流作用差異幾乎可忽略不計(jì)；對(duì)于建筑體量較小的海洋平臺(tái)，則可通過試驗(yàn)過程中調(diào)整模型的角度實(shí)現(xiàn)不同海流方向的加載。因此，該類結(jié)構(gòu)物可在單一流場(chǎng)環(huán)境中進(jìn)行模型試驗(yàn)。然而，對(duì)于模型尺度較大的振動(dòng)臺(tái)(臺(tái)陣)試驗(yàn)，尤其是大跨橋梁、水下隧道、港口碼頭等結(jié)構(gòu)物，其結(jié)構(gòu)建筑體量較大，且不同方向上的尺度差異較大，其不同方向流的作用對(duì)結(jié)構(gòu)的流固耦合特性及地震響應(yīng)影響相差較大，且通過試驗(yàn)過程中模型方向的調(diào)整實(shí)現(xiàn)不同方向流的模擬十分困難。

因此，有必要提出一種可實(shí)現(xiàn)不同方向水流模擬的裝置，已滿足大尺度長(zhǎng)距離結(jié)構(gòu)物的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)旨在提出一種適用于土木、水利等工程領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)全方向造流的系統(tǒng)，以滿足大尺度長(zhǎng)距離結(jié)構(gòu)物振動(dòng)臺(tái)物理模型試驗(yàn)需求。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：

一種水下振動(dòng)臺(tái)全向造流管道系統(tǒng)，包括造流水池、回流口、出流口、回流管道、雙向貫流泵、匯流區(qū)、閘門、閘墩、導(dǎo)流葉片、擋板，其中造流水池分為兩層，上層是試驗(yàn)區(qū)域，下層是回流區(qū)域，造流水池下層回流區(qū)域包含回流口、出流口、回流管道、雙向貫流泵；其中，回流口連接回流管道，回流管道再連接雙向貫流泵，雙向貫流泵再連接回流管道，回流管道再連接出流口；匯流區(qū)下半部分連接造流水池下層，與回流口、出流口相連，上半部分連接造流水池上層，與閘門、閘墩相連；閘門、閘墩設(shè)置多個(gè)，分布在造流水池上層試驗(yàn)區(qū)四邊，擋板設(shè)置在造流水池上層試驗(yàn)區(qū)，造流水池上層試驗(yàn)區(qū)經(jīng)擋板隔水后形成了局部流場(chǎng)與外部流場(chǎng)。

進(jìn)一步的，匯流區(qū)包括兩個(gè)，為“L”型結(jié)構(gòu)，軸對(duì)稱設(shè)置于造流水池外側(cè)，高度與造流水池上層與下層整體高度一致。匯流區(qū)中間寬兩端窄，最寬處為回流管道三倍。

進(jìn)一步的，回流口與出流口、匯流區(qū)均為流線型結(jié)構(gòu)。回流口、出流口、回流管道、雙向貫流泵的個(gè)數(shù)根據(jù)造流流速需求進(jìn)行設(shè)定。

所述的閘門位于閘墩的中部，且包含自動(dòng)啟閉裝置；閘墩的前部設(shè)置導(dǎo)流葉片，導(dǎo)流葉片由4～8片可轉(zhuǎn)動(dòng)鋼制葉片組成，高度比閘門高度略高；根據(jù)不同的造流方向需求，導(dǎo)流葉片角度可進(jìn)行方向調(diào)整。

進(jìn)一步的，閘門、閘墩的個(gè)數(shù)、寬度、高度根據(jù)設(shè)計(jì)水深、承載能力以及試驗(yàn)需求進(jìn)行設(shè)置。閘門、閘墩的個(gè)數(shù)在造流水池長(zhǎng)邊布置26個(gè)，短邊布置13 個(gè)。