[发明专利]一种城市地下综合管廊结构火灾行为试验装置及试验方法

说明书

一种城市地下综合管廊结构火灾行为试验装置及试验方法，属于城市地下综合管廊结构火灾行为试验领域，包括综合管廊试件、反力装置、竖向千斤顶、水平千斤顶、加热连接装置、电加热板及耐高温摄像装置，本发明可模拟管廊内部遭受火灾时的真实荷载环境，竖向千斤顶施加竖向荷载模拟顶板覆土荷载作用；水平千斤顶对两侧墙板施加水平荷载模拟管廊两侧墙板土压力作用；电加热板及加热连接装置将火荷载传入管廊内部模拟真实火灾作用；在管廊内部设置可自由转动的耐高温摄像装置，观测火灾作用下内部混凝土破坏现象。本发明可进行管廊结构火灾行为全过程试验研究，可检验管廊结构承载能力及耐火性能，对管廊结构火灾行为下结构承载安全可进行深入研究。

技术领域

本发明属于城市地下综合管廊结构火灾行为试验领域，尤其涉及一种城市地下综合管廊结构火灾行为试验装置及试验方法。

背景技术

城市地下综合管廊，是将燃气、电力、电信、给排水等两种或两种以上的生命线工程集中设置于同一人工空间中所形成的现代化、集约化的城市生命线基础设施。其内部电线短路、燃气泄漏、维修时不慎引燃、电热效应等都会引起火灾，使管廊结构温度上升，承载能力下降，温度上升到一定程度时，管廊结构失效，产生极大的危害。随着我国管廊建设进入快速发展阶段，城市地下综合管廊的火灾行为试验研究已经是迫在眉睫的事情。

目前管廊结构的试验研究方法可概括为两类：一是进行管廊结构的承载能力试验研究，对其加以竖向及水平荷载，测量其力学性能；另一类是进行管廊火灾烟气弥漫及消防设计研究。上述两类试验研究方法均有其局限性，无法同时进行管廊结构力与高温共同耦合作用试验研究。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对目前的试验研究方法中存在的无法同时进行管廊结构力与高温共同耦合作用试验研究的问题，本发明提供一种城市地下综合管廊结构火灾行为试验装置及试验方法。

具体本发明采用如下的技术方案：

本发明提出了一种城市地下综合管廊结构火灾行为试验装置，其特征在于，包括反力装置、力加载装置、高温加载装置及综合管廊试件，

所述综合管廊试件为标准单节单仓城市地下综合管廊，其为钢筋混凝土结构，综合管廊试件的端部截面为矩形，综合管廊试件设置在反力装置内部；

所述反力装置是由反力横梁、反力侧墙及反力台座焊接而成的闭合框架式结构；

所述力加载装置包括竖向千斤顶和水平千斤顶，竖向千斤顶均匀布置在综合管廊试件的顶板上，用于模拟覆土均布荷载；水平千斤顶分布在综合管廊试件的两侧墙板上，且两侧墙板上的水平千斤顶呈对称设置，处在同一侧墙板呈上下布置的水平千斤顶为一组，且在同一侧墙板上设置有多组水平千斤顶，用于模拟墙板两侧自上而下随埋深荷载不断增大的土压力；

所述高温加载装置包括加热连接装置及电加热板，加热连接装置设置在综合管廊试件的端部，加热连接装置由铁板及角钢焊接呈凹型，中部开洞，洞口尺寸与综合管廊试件的端部尺寸一致；电加热板设置在加热连接装置的外部，电加热板和加热连接装置通过U型卡卡在一起形成紧密连接；

所述耐高温摄像装置为布置在综合管廊试件内部的耐高温摄像装置，其镜头可自由旋转。

所述综合管廊试件分为整浇式管廊和装配叠合式管廊，整浇式管廊即一次浇筑成型，装配叠合式管廊则为预制顶板、底板及两侧墙板，进行二次浇筑，装配组合成型。

在所述反力台座上布置有钢垫块，用于使得综合管廊试件的顶板与底板所受荷载大小一致，方向相反。

所述加热连接装置内部填装有最高可耐1000℃的耐高温的陶瓷纤维毯。

所述耐高温摄像装置型号为YB－FL800G，耐高温可达2000℃。