[实用新型]一种悬浮隧道整体冲击响应试验装置

说明书

技术领域

本实用新型属于土木工程领域，具体涉及一种悬浮隧道整体冲击响应试验装置。

背景技术

悬浮隧道主要由管段、锚索、基础、驳岸段等组成，具有跨越能力大、适应深水施工、全天候运营，环保和经济性好等优点。它被认为是21世纪最有挑战和发展潜能的新型交通结构物。但目前世界上还没有悬浮隧道建成实例。人们对其复杂环境下的力学特性及安全性还存在担忧。

综合考虑各种因素，悬浮隧道一般应位于30米以下的深水中。由于内部车辆的撞击、沉船及渔船拖网、潜艇甚至恐怖袭击等引起的冲击荷载无疑对悬浮隧道结构的安全构成严重的威胁。在悬浮隧道冲击动力响应的理论计算中，由于结构的非线性和流固耦合效应，使得计算复杂，且不得不作较多的简化。因此，基于悬浮隧道缩尺模型的整体冲击响应试验则是一种有效的技术手段，不仅有助于验证理论模型的准确性，还能获得和修正相关的计算参数。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种悬浮隧道整体冲击响应的试验装置，为悬浮隧道在遭受内部车辆碰撞、沉船等冲击荷载下的整体动力响应提供了一种有效的试验方法。

本实用新型的悬浮隧道整体冲击响应试验装置包括支撑框架、试验管、试验管支架、钢索丝拉紧梁、冲击加载装置和传感测量装置。

所述的支撑框架为立方体框架，包括四根底梁、四根顶梁和四根侧梁；四根底梁为处于同一平面的两根长底梁和两根短底梁，四根底梁构成矩形的框架底面，两根短底梁上开有钢索丝拉紧梁固定槽；四根顶梁为处于同一平面的两根长顶梁和两根短顶梁，四根顶梁构成矩形的框架顶面。

所述的试验管包括位于同一轴向的铝合金管体和橡胶环，相邻的两根铝合金管体的端面之间设置有橡胶环，并通过试验管连接螺栓固定连接；试验管的两端固定设置在两个试验管支架上。

所述的传感测量装置包括位移传感器和加速度传感器，均设置在铝合金管体上。

两个试验管支架分别固定设置两根短底梁上；每个试验管支架包括斜梁和水平平台，斜梁的两端分别与水平平台的底面和短底梁固定连接；水平平台上设置有两个夹板，铝合金管体的一端位于两个夹板之间，试验管固定螺栓穿过试验管的管体和两个夹板设置，将试验管固定在试验管支架上。

两根平行的钢索丝拉紧梁设置在框架底面上，且与长底梁平行，钢索丝拉紧梁的两端分别开有钢索丝拉紧梁固定孔，钢索丝拉紧梁固定孔与短底梁的钢索丝拉紧梁固定槽位置对应，钢索丝拉紧梁固定螺栓穿过钢索丝拉紧梁固定孔和钢索丝拉紧梁固定槽设置，将钢索丝拉紧梁与短底梁固定连接；多根钢索丝的一端与铝合金管体固定连接，另一端与钢索丝拉紧梁固定连接。

框架顶面上设置有活动框架，活动框架对应的两边分别与两根长顶梁活动连接，活动框架可以沿长顶梁方向水平移动；活动框架上活动设置有活动板，活动板可以在活动框架上沿短顶梁方向水平移动。

所述的冲击加载装置包括落锤和撞击传力杆，撞击传力杆穿过活动板中心开设的穿孔，并与活动板之间通过复位弹簧连接；落锤导轨竖直固定在活动板上，落锤与落锤导轨活动连接，落锤可以沿落锤导轨垂直下落，落锤导轨边设置有标尺。

本实用新型构造明确，安装方便，性能可靠，可实现不同参数（如：边界条件、锚固方式、冲击位置、冲击荷载大小等）状态下水下悬浮隧道冲击动力响应的试验模拟。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为图1中试验管的连接结构示意图；

图3为图1中试验管支架的结构示意图；

图4为图1中钢索丝拉紧梁与短底梁连接结构示意图；

图5为图1中冲击加载装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种悬浮隧道整体冲击动力响应试验装置，包括:支撑框架1、试验管2、试验管支架3、钢索丝拉紧梁4、冲击加载装置和传感测量装置。

支撑框架1为立方体框架，包括四根底梁1-1、四根顶梁1-2和四根侧梁1-3；四根底梁1-1为处于同一平面的两根长底梁和两根短底梁，四根底梁1-1构成矩形的框架底面，两根短底梁上开有钢索丝拉紧梁固定槽1-4；四根顶梁1-2为处于同一平面的两根长顶梁和两根短顶梁，四根顶梁1-2构成矩形的框架顶面。