一种高铁防灾减灾试验系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高铁防灾减灾试验系统及方法，该系统包括：高铁线路模型，高铁线路模型包括高铁有砟轨道模型、高铁无砟轨道模型、桥梁模型、隧道模型；震动模拟装置，震动模拟装置设置于高铁线路模型的下方并承载高铁线路模型；降雨模拟装置，降雨模拟装置设置于高铁线路模型的上方；温度模拟装置，温度模拟装置的出风口设置于高铁线路模型的四周；控制装置，控制装置用于与震动模拟装置、温度模拟装置、降雨模拟装置进行通信。本发明专利技术的试验系统及方法在震动模拟装置上建立高铁线路模型，再结合降雨模拟装置、温度模拟装置，模拟了高铁线路所处的降雨、干湿循环、严寒、高温、风灾、地震等恶劣环境，从而为高铁防灾减灾研究提供一种综合系统。

【技术实现步骤摘要】
一种高铁防灾减灾试验系统及方法
本专利技术涉及高速铁路工程模拟
，特别涉及一种高铁防灾减灾试验系统及方法。
技术介绍
目前针对恶劣环境条件下高速铁路工程的防灾减灾研究主要集中在暴雨、严寒、高温、风灾以及地震灾害等领域，但针对上述恶劣环境下的灾害试验研究较为分散，尚未形成一套完整的可同时适用于多种主要灾害研究的试验平台；且目前各项试验研究大多只考虑一至两种灾害作用，缺乏多种恶劣环境耦合作用下试验研究平台。
技术实现思路
为解决上述至少一个技术问题，本说明书实施例提供了一种高铁防灾减灾试验系统及方法。一方面，本说明书实施例提供的一种高铁防灾减灾试验系统，包括：高铁线路模型，所述高铁线路模型包括高铁有砟轨道模型、高铁无砟轨道模型、桥梁模型、隧道模型；震动模拟装置，所述震动模拟装置设置于所述高铁线路模型的下方并承载所述高铁线路模型；降雨模拟装置，所述降雨模拟装置设置于所述高铁线路模型的上方；温度模拟装置，所述温度模拟装置的出风口设置于所述高铁线路模型的四周；控制装置，所述控制装置用于与所述震动模拟装置、所述温度模拟装置、所述降雨模拟装置进行通信。另一方面，本说明书实施例提供的一种高铁防灾减灾试验方法，包括：布置上述的高铁防灾减灾试验系统；基于所述降雨模拟装置进行降雨模拟；基于所述震动模拟装置进行震动模拟；基于所述温度模拟装置进行升温模拟或降温模拟。由以上本说明书实施例提供的技术方案可见，本专利技术实施例在震动模拟装置上建立高铁线路模型，再结合降雨模拟装置、温度模拟装置，模拟了高铁线路所处的降雨、干湿循环、严寒、高温、风灾、地震等恶劣环境，从而为高铁防灾减灾研究提供一种综合系统。附图说明图1为本说明书一些实施例的高铁防灾减灾试验系统的三维示意图。图2为本说明书一些实施例的高铁防灾减灾试验系统的平面布置图。图3为本说明书一些实施例的子震动台的平面布置图。图4是本说明书一些实施例的高铁防灾减灾试验方法的流程图。图5是本说明书一些实施例的高铁防灾减灾试验方法的细化流程图。附图说明：1、高铁线路模型；2、出风口；3、子震动台；4、分区降雨箱；5、风机；6、加热装置；7、制冷装置；8、高铁有砟轨道模型；9、高铁无砟轨道模型；10、桥梁模型；11、隧道模型。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。如图1至图3所示，本说明书一些实施例中提供了一种高铁防灾减灾试验系统，包括高铁线路模型1，高铁线路模型1包括高铁有砟轨道模型8、高铁无砟轨道模型9、桥梁模型10、隧道模型11；震动模拟装置，震动模拟装置设置于高铁线路模型1的下方并承载高铁线路模型1；降雨模拟装置，降雨模拟装置设置于高铁线路模型1的上方；温度模拟装置，温度模拟装置的出风口2设置于高铁线路模型1的四周；控制装置，控制装置用于与震动模拟装置、温度模拟装置、降雨模拟装置进行通信。高铁线路模型1可以基于高铁线路原型按1:10的构造比例进行构造。在本说明书一些实施例中，高铁有砟轨道模型8从下至上依次设置有第一地基模型、第一基床模型、道砟模型、轨枕模型、第一钢轨模型，轨枕模型可采用Ⅲ型砼轨枕模型，Ⅲ型砼轨枕模型级配为16根/米，轨枕模型之间可以设置有防爬撑组件，防爬撑组件可以包括防爬撑、连接钢板、螺栓，防爬撑上可以预设有与螺栓相匹配的螺栓孔；高铁无砟轨道模型9从下至上依次设置有第二地基模型、第二基床模型、底座板、轨道板、第二钢轨模型，前述轨道板可以采用Ⅲ型板按1：10比例制作；第一基床模型和第二基床模型均包括从下至上依次设置的基床底层和基床表层；桥梁模型10包括简支箱梁、支座、桥墩、重力式桥台，桥墩用于支撑简支箱梁的中间部分，简支箱梁的两个端部通过支座支撑在重力式桥台上；隧道模型11包括人工模拟山体模型和隧道衬砌模型。在本说明书一些实施例中，降雨模拟装置，包括降雨装置和供水装置；降雨装置，降雨装置包括分区降雨箱4、止回阀、分向阀、降雨针头；止回阀设置在分区降雨箱4的底部，分向阀的第一出水口与降雨针头相连，分向阀的第二出水口与止回阀相连，分区降雨箱4还设置有排水管路，排水管路上设置有排水阀；分区降雨箱4包括依次设置在高铁有砟轨道模型8、高铁无砟轨道模型9、桥梁模型10、隧道模型11上方的第一分区、第二分区、第三分区和第四分区；供水装置，供水装置包括进水管路、流量计、水泵、供水管路、流量控制阀；进水管路的一端与水源相连，进水管路的另一端与水泵的入口相连，水泵的出口与供水管路的入口相连，供水管路的出口与分区降雨箱4的入口相连，分区降雨箱4的入口的上游设置有流量控制阀，流量控制阀用于控制由供水管路流向分区降雨箱4的分区的流量；流量计设置于进水管路，用于监测进水管路的总流量和瞬时流量。本实施例可利用水泵与流量计调节一级水管的流量，通过流量控制阀控制每个降水区域顺流的开关及其流量的大小。在本说明书一些实施例中，温度模拟装置包括制冷装置7、加热装置6、风机5、导风墙、保温隔热板、温控主机，风机5的送风口分别与制冷装置7和加热装置6相连通，导风墙设置在高铁线路模型1的四周，且导风墙上设置有出风口2，出风口2可以设置多个，比如，在导风墙的纵向等间距设置4个出风口2，横等间距设置3个出风口2；导风墙的内壁还设置有保温隔热板；温控主机用于控制制冷装置7、加热装置6和风机5。在本说明书一些实施例中，震动模拟装置包括震动台、位于震动台上方的承载平台、液压控制系统、波形复现控制系统；承载平台用于承载高铁线路模型1；震动台包括子震动台3，子震动台3包括水平X向作动器、水平Y向拉杆组件、垂直Z向拉杆组件；液压控制系统用于控制水平X向作动器、水平Y向拉杆组件、垂直Z向拉杆组件；波形复现控制系统用于复现波形，模拟地震波。在本说明书一些实施例中，震动台包括6个子震动台3，每1对子震动台3对应1个震动区域。在本说明书一些实施例中，水平X向作动器的最大幅值为±150mm，最大频率为50Hz，最大加速度为1.5g，旋转角度±30°，摆动角度±10°，承载力630kN；水平Y向拉杆组件、垂直Z向拉杆组件的连接铰的旋转角度为±45°，摆动角度为±9°，承载力为50吨。另一方面，如图4、图5所示，本说明书一些实施例还提供了一种高铁防灾减灾试验方法，方法包括：步骤S1.布置高铁防灾减灾试验系统；高铁减灾实验系统可以是前述实施例中所述的高铁防灾减灾试验系统；步骤S2.基于降雨模拟装置进行降雨模拟；步骤S3.基于震动模拟装置进行震动模拟；步骤S4.基于温度模拟装置进行升温模拟或降温模拟。...

【技术保护点】
1.一种高铁防灾减灾试验系统，其特征在于，包括，/n高铁线路模型，所述高铁线路模型包括高铁有砟轨道模型、高铁无砟轨道模型、桥梁模型、隧道模型；/n震动模拟装置，所述震动模拟装置设置于所述高铁线路模型的下方并承载所述高铁线路模型；/n降雨模拟装置，所述降雨模拟装置设置于所述高铁线路模型的上方；/n温度模拟装置，所述温度模拟装置的出风口设置于所述高铁线路模型的四周；/n控制装置，所述控制装置用于与所述震动模拟装置、所述温度模拟装置、所述降雨模拟装置进行通信。/n

【技术特征摘要】
1.一种高铁防灾减灾试验系统，其特征在于，包括，
高铁线路模型，所述高铁线路模型包括高铁有砟轨道模型、高铁无砟轨道模型、桥梁模型、隧道模型；
震动模拟装置，所述震动模拟装置设置于所述高铁线路模型的下方并承载所述高铁线路模型；
降雨模拟装置，所述降雨模拟装置设置于所述高铁线路模型的上方；
温度模拟装置，所述温度模拟装置的出风口设置于所述高铁线路模型的四周；
控制装置，所述控制装置用于与所述震动模拟装置、所述温度模拟装置、所述降雨模拟装置进行通信。


2.根据权利要求1所述的高铁防灾减灾试验系统，其特征在于，
所述高铁有砟轨道模型从下至上依次设置有第一地基模型、第一基床模型、道砟模型、轨枕模型、第一钢轨模型，所述轨枕模型之间设置有防爬撑组件，所述防爬撑组件包括防爬撑、螺栓，所述防爬撑上预设有与所述螺栓相匹配的螺栓孔；
所述高铁无砟轨道模型从下至上依次设置有第二地基模型、第二基床模型、底座板、轨道板、第二钢轨模型；
所述第一基床模型和第二基床模型均包括从下至上依次设置的基床底层和基床表层；
所述桥梁模型包括简支箱梁、支座、桥墩、重力式桥台，所述桥墩用于支撑所述简支箱梁的中间部分，所述简支箱梁的两个端部通过所述支座支撑在所述重力式桥台上；
所述隧道模型包括人工模拟山体模型和隧道衬砌模型。


3.根据权利要求1所述的高铁防灾减灾试验系统，其特征在于，
所述降雨模拟装置，包括降雨装置和供水装置；
所述降雨装置包括分区降雨箱、止回阀、分向阀、降雨针头；所述止回阀设置在所述分区降雨箱的底部，所述分向阀的第一出水口与所述降雨针头相连，所述分向阀的第二出水口与所述止回阀相连，所述分区降雨箱还设置有排水管路，所述排水管路上设置有排水阀；所述分区降雨箱包括依次设置在高铁有砟轨道模型、高铁无砟轨道模型、桥梁模型、隧道模型上方的第一分区、第二分区、第三分区和第四分区；
所述供水装置包括进水管路、流量计、水泵、供水管路、流量控制阀；
所述进水管路的一端与水源相连，所述进水管路的另一端与所述水泵的入口相连，所述水泵的出口与所述供水管路的入口相连，所述供水管路的出口与所述分区降雨箱的入口相连，所述分区降雨箱的入口的上游设置有流量控制阀，所述流量控制阀用于控制由所述供水管路流向所述分区降雨箱的分区的流量；所述流量计设置于所述进水管路，用于监测所述进水管路的总流量和瞬时流量。


4.根据权利要求1所述的高铁防灾减灾试验系统，其特征在于，
所述温度模拟装置包括制冷装置、加热装置、风机、导风墙、保温隔热板、温控主机，所述风机的送风口分别与所述制冷装置和所述加热装置相连通，所述导风墙设置在所述高铁线路模型的四周，且所述导风墙上设置有所述出风口，所述导风墙的内壁还设置有所述保温隔热板；所述温控主机用于控制所述制冷装置、所述加热装置和所述风机。


5.根据权利要求1所述的高铁防灾减灾试验系统，其特征在于，<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨长卫，陈桂龙，童心豪，张良，瞿立明，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：四川;51