[發(fā)明專利]一種模擬構(gòu)件受極端環(huán)境與爆炸荷載耦合作用的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210020875.2
• 申請(qǐng)日: 2022-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN114486576A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李佳奇;宗周紅;單玉麟;錢海敏;李奕暉;陳燁婧;陳振健;黃杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/313
• 分類號(hào): G01N3/313;G01N3/18;G01N3/02
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 徐爾東

本發(fā)明涉及一種模擬構(gòu)件受極端環(huán)境與爆炸荷載耦合作用的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，試驗(yàn)裝置包括為試件提供高溫以及冷凍環(huán)境的極端環(huán)境艙、在試件端部為試件提供穩(wěn)定軸力的反力與軸力施加裝置以及為試件提供爆炸荷載的爆炸物，所述的爆炸物與試件之間有間距；通過改變極端環(huán)境艙中高溫環(huán)境以及低溫環(huán)境的施加方式，可以較為準(zhǔn)確的模擬火災(zāi)、冰凍以及凍融等極端環(huán)境；通過改變爆炸荷載以及極端環(huán)境的施加順序，從而較為準(zhǔn)確的模擬構(gòu)件受不同極端環(huán)境和爆炸荷載耦合的作用情況，實(shí)現(xiàn)了極端環(huán)境下橋墩構(gòu)件抗爆性能的試驗(yàn)研究。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種模擬構(gòu)件受極端環(huán)境與爆炸荷載耦合作用的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，屬于構(gòu)件災(zāi)害模擬裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

橋梁結(jié)構(gòu)長(zhǎng)期暴露于自然環(huán)境中，在其全壽命服役期內(nèi)不可避免的會(huì)遭遇冰凍、火災(zāi)和爆炸等極端條件作用。橋梁作為交通生命線工程的重要組成部分，一旦遭到損傷破壞甚至倒塌，將直接造成區(qū)域交通聯(lián)系中斷，進(jìn)而導(dǎo)致物資運(yùn)輸延誤、影響傷員運(yùn)送和加重災(zāi)情發(fā)展等一系列負(fù)面連鎖效應(yīng)乃至城市功能癱瘓，對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成巨大的損失。目前在極端環(huán)境下結(jié)構(gòu)抗爆性能研究較少，因此針對(duì)橋墩等重要結(jié)構(gòu)進(jìn)行極端環(huán)境下結(jié)構(gòu)抗爆性能研究具有重要意義。

傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)防災(zāi)試驗(yàn)裝置大多只考慮單一極端條件（火災(zāi)，冰凍，凍融，爆炸等）作用，不能針對(duì)橋墩受火災(zāi)-爆炸耦合作用及寒區(qū)橋梁受爆炸威脅等實(shí)際工況進(jìn)行試驗(yàn)研究。因此亟需一種新型的試驗(yàn)裝置可以滿足多種極端條件耦合作用的試驗(yàn)需求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種模擬構(gòu)件受極端環(huán)境與爆炸荷載耦合作用的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法，實(shí)現(xiàn)了極端環(huán)境下橋墩構(gòu)件抗爆性能的試驗(yàn)研究。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種模擬構(gòu)件受極端環(huán)境與爆炸荷載耦合作用的試驗(yàn)裝置，包括為試件提供高溫以及冷凍環(huán)境的極端環(huán)境艙、在試件端部為試件提供穩(wěn)定軸力的反力與軸力施加裝置以及為試件提供爆炸荷載的爆炸物，所述的爆炸物與試件之間有間距；

所述的極端環(huán)境艙包括高低溫環(huán)境箱以及用于安置試件的隔熱箱，在所述隔熱箱的兩側(cè)分別設(shè)置一個(gè)高低溫環(huán)境箱，所述的隔熱箱為兩個(gè)相同的半開口箱體部分合并形成，每個(gè)半開口箱體部分與相鄰的高低溫環(huán)境箱連接形成極端環(huán)境艙半艙體，兩個(gè)極端環(huán)境艙半艙體可分離或者合并，隔熱箱內(nèi)壁安裝溫度傳感器；在所述的高低溫環(huán)境箱箱壁安裝溫度顯示及控制面板、電源及調(diào)溫按鈕，電源及調(diào)溫按鈕安裝在溫度顯示及控制面板上，內(nèi)置的溫度傳感器與溫度顯示及控制面板電聯(lián)；

在每個(gè)高低溫環(huán)境箱內(nèi)開設(shè)若干環(huán)境施加通道，每條環(huán)境施加通道的開合均通過溫度顯示及控制面板調(diào)控；

所述反力與軸力施加裝置包括反力結(jié)構(gòu)以及軸力施加結(jié)構(gòu)，反力結(jié)構(gòu)的反力架基礎(chǔ)埋置極端環(huán)境艙的底部地基內(nèi)，軸力施加結(jié)構(gòu)安裝在試件的頂部且軸力施加結(jié)構(gòu)同時(shí)與反力結(jié)構(gòu)連接；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述隔熱箱內(nèi)沿著箱壁布設(shè)耐溫巖棉；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，在每個(gè)高低溫環(huán)境箱內(nèi)開設(shè)四條環(huán)境施加通道，其中兩條環(huán)境施加通道為高溫施加通道，剩余兩條環(huán)境施加通道為低溫施加通道；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，所述軸力施加結(jié)構(gòu)包括固定端支座以及軸力千斤頂，反力結(jié)構(gòu)還包括反力架，反力架底端與反力架基礎(chǔ)垂直布設(shè)，在試件的頂部套設(shè)固定端支座，軸力千斤頂固定在固定端支座表面，向固定端支座施加軸力，軸力千斤頂通過內(nèi)置螺栓與反力架的頂端連接；

固定端支座為試件頂端提供固定端約束，與試件頂端嵌套連接；

作為本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選，在試驗(yàn)裝置的底部安裝若干電動(dòng)滑輪，地面安裝定向?qū)к墸妱?dòng)滑輪與定向?qū)к壠ヅ洌?/p>

一種基于任一所述模擬構(gòu)件受極端環(huán)境與爆炸荷載耦合作用的試驗(yàn)方法，具體包括以下步驟：