一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供的一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置，包括：支撑架和隧道模型，所述隧道模型为两端部敞开的长方体；所述隧道模型的底板固定在所述支撑架的上面板上，所述隧道模型的顶板上设有多个高度可调的横梁，且所述横梁沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；火源设置在所述隧道模型的底板中部；在所述横梁之间设置多个顶棚热电偶。本实用新型专利技术提供的隧道火灾试验装置，可用于研究含顶部横梁隧道火灾烟气扩散规律，同时通过试验装置和试验方法，研究得到的含顶部横梁隧道火灾烟气扩散的相关模型和方法，将为优化隧道火灾现场救援策略提供技术支持；可对隧道顶部的横梁、管道，内支撑框架，风门等一系列构筑物的位置和尺寸设计提供技术性指导。

A Tunnel Fire Test Device with Cross Beams at the Top

The utility model provides a tunnel fire test device with a cross beam at the top, which comprises a support frame and a tunnel model, the tunnel model being a cuboid open at both ends; the bottom plate of the tunnel model is fixed on the upper panel of the support frame, and the top plate of the tunnel model is provided with a plurality of cross beams with adjustable height, and the cross beam is along the longitudinal direction of the tunnel model. A uniform arrangement; a fire source is arranged in the middle of the bottom plate of the tunnel model; and a plurality of roof thermocouples are arranged between the beams. The tunnel fire test device provided by the utility model can be used to study the law of smoke diffusion in tunnel fire with top crossbeam, and the relevant models and methods of smoke diffusion in tunnel fire with top crossbeam obtained through the test device and test method will provide technical support for optimizing the rescue strategy of tunnel fire scene, and can support the crossbeam, pipeline and inner part of the tunnel top. The position and dimension design of a series of structures, such as frames and dampers, provides technical guidance.

【技术实现步骤摘要】
一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置
本技术涉及火灾试验
，更具体地，涉及一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置。
技术介绍
横梁指的是在上部结构中，沿建筑物横向设置并支承于主要承重构件上的梁。水平支撑梁、横隔梁、框架梁、连系梁都属于横梁的范畴。横梁广泛存在于公路隧道、地铁换乘隧道、建筑物走廊隧道等狭长隧道内。隧道结构为狭长受限空间，外部由岩石、混凝土或土层包围，仅有两端两个出口。在火灾情况下，隧道火灾产生的有毒有害高温烟气在火羽流以及浮力的作用下迅速向隧道顶部扩散，高温烟气与隧道顶部对流换热后使得隧道结构的温度迅速上升，高温将对隧道结构的稳定性和完整性构成严重的威胁。热烟气由于受到空间限制在烟气到达隧道顶部之后迅速沿隧道纵向方向蔓延，并迅速填充整个隧道空间，造成隧道空间内能见度降低，有毒有害气体浓度增高，对于人员疏散和消防救援极为不利。隧道火灾情况下，多采用纵向通风排烟、射流风机通风排烟、顶部排烟三种机械通风模式，通风量及风速对于能否有效的控制火灾烟气扩散、提高火场能见度、降低有毒有害气体浓度具有重要意义。基于上述特点，众多学者针对火源大小、隧道尺寸、隧道坡度、车辆阻塞比、通风模式、通风风速等特性参数，通过模型实验、数值模拟和全尺寸实验对隧道火灾顶棚最高温度、顶棚温度衰减规律、烟气蔓延规律、临界风速、烟气逆流长度等问题进行了大量研究。但是，现有的隧道火灾试验装置，未考虑隧道顶部结构对于火灾烟气扩散特性如最高顶棚温度、顶棚温度衰减规律、烟气层高度、临界风速、逆流长度等的影响；以及，现有的隧道火灾试验装置及方法无法对隧道顶部横梁、管道，内支撑框架，风门等一系列构筑物的位置和尺寸设计提供指导。
技术实现思路
针对上述的技术问题，本技术提供一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置。第一方面，本技术提供一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置，包括：支撑架和隧道模型，所述隧道模型为两端部敞开的长方体；所述隧道模型的底板固定在所述支撑架的上面板上，所述隧道模型的顶板上设有多个高度可调的横梁，且所述横梁沿所述隧道模型的横向方向均匀布置；火源设置在所述隧道模型的底板的中部；在所述横梁之间设置多个顶棚热电偶。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：在所述隧道模型的端部敞口处设有纵向排烟风机。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：在所述隧道模型的顶板上设置多个射流风机，且所述射流风机沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：在所述隧道模型的顶板上设置多个顶部排烟风机；所述顶部排烟风机沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：在所述隧道模型的顶板与底板之间设置多个热电偶束，且所述热电偶束沿所述隧道模型的横向方向均匀布置；所述热电偶束包括多个热电偶，且所述热电偶均匀布置在所述热电偶束所在的截面上。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：设置在所述隧道模型的顶板下方的多个烟气分析仪，且所述烟气分析仪位于所述火源的下风向。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：设置在所述隧道模型的底板上的多个热流计，且所述热流计位于所述火源的下风向。其中，所述的隧道火灾试验装置，还包括：设置在所述隧道模型的顶板与底板之间的多个风速仪组，且所述风速仪组沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；所述风速仪组包括多根风速仪，且所述风速仪均匀布置在所述风速仪组所在的截面上。本技术提供的一种含顶部横梁的隧道火灾试验装置，通过建立顶部含横梁的隧道火灾试验装置，在隧道环境中，火灾烟气沿隧道顶部纵向扩散，且由于隧道顶部横梁对于火灾烟气纵向蔓延具有显著的阻隔作用，有效降低火灾烟气纵向蔓延的速度；同时由于顶部横梁的阻隔，使得烟气在火源区大量蓄积，造成火源区域温度急剧升高，同时造成烟气层下降；以及由于横梁的阻隔作用，对于临界风速以及烟气逆流长度同样存在影响；因此设计含顶部横梁隧道的火灾试验装置，用于研究含顶部横梁隧道火灾烟气扩散规律，研究得到的含顶部横梁隧道火灾烟气扩散的相关模型和方法，将为优化隧道火灾现场救援策略提供技术支持；可对隧道顶部的横梁、管道，内支撑框架，风门等一系列构筑物的位置和尺寸设计提供技术性指导。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1a为本技术实施例提供的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图1b为图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图2a为将热电偶安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图2b为将热电偶安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图3a为将纵向排烟风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图3b为将纵向排烟风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图4a将射流风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图4b为将射流风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图5a为将顶部排烟风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图5b为将顶部排烟风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图5c为将顶部排烟风机安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的俯视图；图6a为将风速仪安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图6b为将风速仪安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图7a为将热流计安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；图7b为将热流计安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图8a为将烟气分析仪安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的左视图；图8b为将烟气分析仪安装在图1a所示的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图；其中，1-隧道模型的底板；2-隧道模型的顶板；3-操作台；4-横梁；5-火源；6-天平托架；7-纵向排烟风机；8-天平；9-射流风机；10-顶部排烟风机；11-顶棚热电偶；12-热电偶束；13-风速仪组；14-热流计；15-烟气分析仪。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。图1a为本技术实施例提供的顶部含横梁的隧道火灾试验装置的主视图，如图1a-图2b所示，该隧道火灾试验装置包括：支撑架3和隧道模型，所述隧道模型为两端部敞开的长方体；所述隧道模型的底板1固定在所述支撑架3的上面板上，所述隧道模型的顶板2上设有多个高度可调的横梁4，且所述横梁4沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；火源5设置在所述隧道模型的底板1的中部；在所述横梁4之间设置多个顶棚热电偶11。其中，热电偶(thermocouple)是温度测量仪表中常用的测温本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置，其特征在于，包括：支撑架和隧道模型，所述隧道模型为两端部敞开的长方体；所述隧道模型的底板固定在所述支撑架的上面板上，所述隧道模型的顶板上设有多个高度可调的横梁，且所述横梁沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；火源设置在所述隧道模型的底板的中部；在所述横梁之间设置多个顶棚热电偶。

【技术特征摘要】
1.一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置，其特征在于，包括：支撑架和隧道模型，所述隧道模型为两端部敞开的长方体；所述隧道模型的底板固定在所述支撑架的上面板上，所述隧道模型的顶板上设有多个高度可调的横梁，且所述横梁沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；火源设置在所述隧道模型的底板的中部；在所述横梁之间设置多个顶棚热电偶。2.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：在所述隧道模型的端部敞口处设有纵向排烟风机。3.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：在所述隧道模型的顶板上设置多个射流风机，且所述射流风机沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置。4.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：在所述隧道模型的顶板上设置多个顶部排烟风机，且所述顶部排烟风机沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟茂华，田向亮，刘畅，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11