本发明专利技术属于建筑与桥梁结构试验技术领域，具体涉及一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置和试验方法。本发明专利技术包括固定装置、拉绳式脱钩器、推进系统和冲击框架；拉绳式脱钩器和推进系统水平设置并且两者连接在固定装置的后端顶部，冲击框架滑动连接在固定装置的前端顶部，冲击框架的后端与推进系统连接、前端可拆卸连接有冲击头,冲击头上设有冲击力传感器，推进系统推动冲击框架向前滑动施加水平荷载，水平撞击试件，从而模拟试件在不同边界条件和水平冲击工况下的冲击作用。本发明专利技术结构简单、占地小；可通过改变气压、冲击头形状和质量，实现不同形式的水平撞击荷载的施加，可满足低速水平撞击领域的工况要求。足低速水平撞击领域的工况要求。足低速水平撞击领域的工况要求。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置和试验方法
[0001]本专利技术属于建筑与桥梁结构试验
，具体涉及一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置和试验方法。
技术介绍
[0002]工程结构在服役寿命周期内除承受恒荷载和活荷载等静力荷载，以及风荷载和地震荷载等动力荷载外，还可能遭受撞击荷载作用，如桥梁和建筑结构遭受车辆撞击等。结构在撞击作用下可能会出现严重损伤、失效甚至倒塌的情况，给社会造成巨大的损失。据统计，中国2000
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2014 年在运营阶段发生的92起桥梁倒塌事故中，有27.2%的事故是由于撞击作用引起的。现阶段，《建筑设计标准规范》（2019）和《公路桥涵设计通用规范》（2015）均采用静力设计方法考虑撞击作用，但所给静力设计值缺少依据，以此设计的结构在遭遇撞击作用时，可能会有倒塌的风险。综上所述，开展相关试验研究结构构件在撞击荷载作用下的力学性能已刻不容缓，与之相关的试验装置和试验方法必不可少。
[0003]目前，自重式落锤试验机已被广泛应用于结构构件在撞击作用下的研究，但其适用于两端具有边界约束的梁式构件，不适用于需要实现一端固定一端悬臂构件的抗撞性能研究，如悬臂桥墩或防撞墙等。现阶段，实现水平撞击的装置（摆锤、牵引式水平撞击车）相对复杂、重复性较差，因此有必要进行开发研究，专利技术一种简单实用的水平撞击装置。
技术实现思路
[0004]本专利技术要解决上述问题，提供了一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置和试验方法。
[0005]本专利技术采用如下的技术方案实现：一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置，包括固定装置、拉绳式脱钩器、推进系统和冲击框架；所述拉绳式脱钩器和推进系统水平设置并且两者连接在固定装置的后端顶部，冲击框架滑动连接在固定装置的前端顶部，冲击框架的后端与推进系统连接、前端可拆卸连接有冲击头,冲击头上设有冲击力传感器，推进系统推动冲击框架向前滑动施加水平荷载，水平撞击试件，从而模拟试件在不同边界条件和水平冲击工况下的冲击作用。
[0006]进一步的，所述推进系统包括压力气泵、压力容器、弹簧波纹管和钢制挤压轴；所述压力气泵与压力容器通过管路连通，用于控制压力容器中气体的排出与压缩，压力容器为方形空心容器，压力容器的前端与弹簧波纹管连接；所述钢制挤压轴贯通压力容器和弹簧波纹管，并且钢制挤压轴的前端伸出弹簧波纹管之外、后端伸出压力容器之外，钢制挤压轴的后端与拉绳式脱钩器连接。
[0007]进一步的，所述推进系统的压力气泵与压力容器连通的管路上设有压力控制阀。
[0008]进一步的，所述钢制挤压轴的前端设有防滑离圆盘。
[0009]进一步的，所述固定装置包括两个槽钢和固定框架；所述固定框架为矩形框架结构，固定框架包括垂直支撑、水平支撑和斜撑；
所述两个槽钢分别焊接在固定框架的两侧，并且通过锚栓固定在地面上。
[0010]进一步的，所述固定装置的槽钢的翼缘部上沿其走向间隔设置多个起吊环，两个槽钢之间通过工字型横梁连接。
[0011]进一步的，所述冲击框架为矩形框架结构，冲击框架包括水平支撑、竖直支撑和斜撑，冲击框架的底部两侧均设有滚轮；所述固定框架上设有导轨，导轨与滚轮构成移动副。
[0012]进一步的，所述冲击头包括配重钢板组和撞击头；所述配重钢板组由多个可拆卸的钢板组成；所述撞击头包括扁平头和喇叭头；所述配重钢板组和撞击头通过螺栓可拆卸连接。
[0013]进一步的，所述冲击力传感器设于冲击头的配重钢板组和撞击头之间。
[0014]一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置的试验方法，首先试件就位；开启压力气泵排出压力容器中的空气，钢制挤压轴的前端挤压弹簧波纹管，同时钢制挤压轴后端的环形卸扣压缩至拉绳式脱钩器的钳口处进行锁定；根据试验要求选择撞击头和配重钢板组，并将两者安装在冲击框架上；操作压力气泵向压力容器内充入并压缩空气直至达到预定气压，拉绳式脱钩器释放钢制挤压轴，推动冲击框架沿导轨水平运动，带动冲击头撞击试件。
[0015]本专利技术相比现有技术的有益效果：1.本申请不用单独架立钢架和附属结构，结构简单、占地小、操作简单、可重复使用，可有效模拟实际结构构件受水平撞击作用的真实情况；2.本申请通过控制气压、更换配重钢板组质量和撞击头形状来实现不同形式的水平荷载，可较为合理的模拟结构构件实际撞击工况；即更换不同形式的撞击头可以模拟不同形式的水平撞击荷载；冲击框架上自由配重不同质量的配重钢板组，可实现质量分布不同的撞击荷载的施加；3.试验时，使用压力气泵压缩压力容器中空气至预定水平，释放压缩空气使弹簧波纹管膨胀推动冲击框架撞向构件，从而模拟实际车辆撞击桥梁和建筑结构；由此可见，本专利技术设计合理，可通过改变气压、冲击头形状和质量，实现不同形式的水平撞击作用，可满足低速水平撞击工况模拟，从而模拟试验构件在不同边界条件和水平冲击工况下的抗冲击性能，用于研究桥梁和建筑结构承重部件在水平撞击作用下结构整体的力学性能。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的立面图；图2为本专利技术的俯视图；图3为图1的A
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A剖视图；图4为图1的B
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B剖视图；图5为冲击框架和导轨连接示意图；图6为扁平头的结构示意图；图7为喇叭头的结构示意图；
图中：1
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拉绳式脱钩器，2
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防滑离圆盘，3
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环形卸扣，4
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钢制挤压轴，5
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压力气泵，6
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压力容器，7
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弹簧波纹管，8
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冲击框架，9
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冲击头，9.1
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配重钢板组，9.2
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撞击头，10
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斜撑，11
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槽钢，12
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固定框架，13
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导轨，14
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螺栓，15
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起吊环，16
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滚轮，17
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弧形锁扣，18
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扁平头，19
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喇叭头。
具体实施方式
[0017]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。
[0018]须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本专利技术可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更
技术实现思路
下，当亦视为本专利技术可实施的范畴。
[0019]文中所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置，其特征在于：包括固定装置、拉绳式脱钩器（1）、推进系统和冲击框架（8）；所述拉绳式脱钩器（1）和推进系统水平设置并且两者连接在固定装置的后端顶部，冲击框架（8）滑动连接在固定装置的前端顶部，冲击框架（8）的后端与推进系统连接、前端可拆卸连接有冲击头（9），冲击头（9）上设有冲击力传感器，推进系统推动冲击框架（8）向前滑动施加水平荷载，水平撞击试件，从而模拟试件在不同边界条件和水平冲击工况下的冲击作用。2.根据权利要求1所述的一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置，其特征在于：所述推进系统包括压力气泵（5）、压力容器（6）、弹簧波纹管（7）和钢制挤压轴（4）；所述压力气泵（5）与压力容器（6）通过管路连通，用于控制压力容器（6）中气体的排出与压缩，压力容器（6）为方形空心容器，压力容器（6）的前端与弹簧波纹管（7）连接；所述钢制挤压轴（4）贯通压力容器（6）和弹簧波纹管（7），并且钢制挤压轴（4）的前端伸出弹簧波纹管（7）之外、后端伸出压力容器（6）之外，钢制挤压轴（4）的后端与拉绳式脱钩器（1）连接。3.根据权利要求2所述的一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置，其特征在于：所述推进系统的压力气泵（5）与压力容器（6）连通的管路上设有压力控制阀。4.根据权利要求2所述的一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置，其特征在于：所述钢制挤压轴（4）的前端设有防滑离圆盘（2）。5.根据权利要求1
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4中任意一项所述的一种模拟结构构件遭受水平撞击的撞击装置，其特征在于：所述固定装置包括两个槽钢（11）和固定框架（12）；所述固定框架（12）为矩形框架结构，固定框架（12）包括垂直支撑、水平支撑和斜撑（10）；所述两个槽钢（11）分别焊接在固定框...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨旭，赵晖，王蕊，杨博惠，张浩冉，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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