【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于城镇燃气管道爆炸作用下地铁工程破坏效应研究，尤其涉及一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置及试验方法。
技术介绍
1、目前城市中普遍建设地铁。地铁前期开工或通车的线路，由于周边环境相对简单，地铁隧道及车站与城镇燃气管道的矛盾较易解决。随着地铁建设的蓬勃发展，城镇燃气管道与地铁的安全距离问题越来越引起轨道公司和人防部门的重视。如燃气管道发生爆炸会对地铁隧道产生什么样的影响，采取怎样的荷载模型进行计算取值等，《城镇燃气输配工程设计规范》、《地铁设计规范》及相关地铁行业规范均未涉及，荷载取值只能参照《人民防空工程设计规范》、《轨道交通工程人民防空设计规范》中的武器爆炸地面冲击波荷载，荷载取值合理性无法验证，一方面，如果荷载取值过大，可能导致建设成本的增加，反之，取值过小，燃气管道发生爆炸时会破坏整个地铁工程的使用功能，造成非常严重的后果。
2、基于上述因素，立项研究燃气管道爆炸对地铁工程产生怎样的影响，以为地铁工程结构设计提供相关设计参数具有重要意义。但是目前相应的研究仅为数字计算，对计算出的结果没有相应的手段进行验证。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，解决或至少减轻燃气管道爆炸对地铁工程产生怎样的影响目前仅能数字计算，无法进行相应验证的问题，提供一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置及试验方法。
2、本专利技术是通过以下技术方案实现的：
3、一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，包括检测架、模拟燃气管、模拟
4、所述检测架呈长方体壳体状；
5、所述模拟燃气管横向设置于检测架上部，模拟燃气管通过扭簧转动设置于检测架，模拟燃气管中部阵列设置有若干个摆珠，所述摆珠通过柔性线体连接至模拟燃气管侧壁；
6、所述模拟隧道管横向设置于检测架下部，模拟隧道管的一端伸出检测架且设置有顶杆，所述顶杆上端铰接于模拟隧道管；
7、所述测量组件包括测量筒，所述测量筒竖直设置于顶杆下方，通过顶杆伸入测量筒的距离判定模拟隧道管受冲击后的偏移距离；
8、所述海绵垫填充设置于模拟燃气管与模拟隧道管之间和模拟隧道管与检测架底面之间。
9、为了进一步实现本专利技术，可优先选用以下技术方案：
10、优选地，所述模拟燃气管与检测架之间设置有缓冲定位组件，两组所述缓冲定位组件分别设置于模拟燃气管两端伸出检测架的一段：
11、所述缓冲定位组件包括定位块和定位板，所述定位块转动套合于模拟燃气管伸出检测架的一段，定位块位于检测架外侧，两个所述定位板分别设置于定位块的上方和下方，定位板与检测架固定连接，两个定位板与定位块之间均设置有第一弹簧，所述第一弹簧上下两端分别固定连接至定位板和定位块。
12、优选地，所述模拟燃气管与两个定位块之间均设置有防逆机构，所述防逆机构包括棘轮和棘齿，所述棘轮套合于模拟燃气管外侧且轴向滑动套合于模拟燃气管，所述棘齿上部转动设置于定位块、下端啮合于棘轮。
13、优选地，所述防逆机构设置有开闭组件，所述开闭组件包括定位轴、开闭杆和开闭挡板，所述定位轴轴向滑动设置于模拟燃气管内且固定连接至棘轮，定位轴与模拟燃气管之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧驱动定位轴向模拟燃气管外侧平移，定位轴外端面设置有内凹的第一开槽，所述第一开槽的深度值大于棘轮的厚度值，所述开闭杆同轴转动套合于模拟燃气管内，所述开闭挡板固定连接至开闭杆，两个开闭挡板分别对应设置于两个棘轮；
14、所述棘轮与棘齿啮合时，所述开闭挡板位于第一开槽外且贴合于定位轴外端面；所述棘轮与棘齿脱离时，所述定位轴带动开闭挡板转动至定位轴的第一开槽处，第二弹簧驱动定位轴连同棘轮向外平移，开闭挡板位于第一开槽内。
15、优选地，所述定位轴外端面还设置有内凹的第二开槽，所述第二开槽的底面为斜面，所述开闭挡板朝向定位轴的一面为与第二开槽底面相对应的斜面；
16、所述棘轮与棘齿啮合时，所述开闭挡板位于第二开槽内，模拟燃气管转动时带动棘轮和定位轴转动，第二开槽的侧面带动开闭挡板和开闭杆随模拟燃气管转动。
17、优选地，所述测量组件还包括测量膜，所述测量膜横向设置于测量筒内，多个测量膜纵向等距阵列设置，位于最上方的测量膜贴合于顶杆下端；
18、所述顶杆下部呈圆锥状。
19、优选地，所述测量组件还包括测量块，所述测量块呈口字形，所述测量膜固定铺设于测量块上侧，所述测量筒呈上端开口的筒状，多个测量块层叠布设于测量筒内。
20、优选地，所述测量筒下部设置有调节组件，所述调节组件包括螺杆、升降板、螺套和驱动杆，所述螺杆沿测量筒长度方向设置于测量筒内，螺杆下端转动设置于测量筒底面，所述升降板纵向滑动设置于测量筒内，所述螺套上端固定连接至升降板、下部螺纹套合于螺杆上部，所述驱动杆横向转动设置于测量筒下部且通过蜗轮蜗杆机构传动连接至螺杆。
21、优选地，所述测量筒呈上端开口的密封筒体，测量筒内灌注有有色液体；
22、所述顶杆呈等截面柱体，所述测量筒内所述有色液体的液面贴合于顶杆下端面。
23、一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的试验方法，所述试验方法基于一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，所述试验方法包括以下步骤：
24、a、排布，根据待模拟的实际情况，将模拟隧道管和海绵垫放置于检测架内，将测量筒放置于模拟隧道管的顶杆下方，使测量筒内最上方的测量膜或有色液体的液面贴合于顶杆下端；
25、b、蓄力，转动模拟燃气管，使扭簧对模拟燃气管进行蓄力，使模拟燃气管带动摆珠对下方海绵垫的冲击力适配待模拟的燃气管爆炸力；
26、c、模拟爆炸，释放模拟燃气管，模拟燃气管带动摆珠对下方的模拟隧道管进行冲击，顶杆受冲击后下移，将测量膜戳破；
27、d、测量，根据被戳破的测量膜的数量或顶杆被有色液体染色的长度值判定模拟隧道管受冲击的最大偏移距离，并通过更换不同材质的测量膜检测模拟隧道管受到的冲击力。
28、通过上述技术方案，本专利技术的有益效果是：
29、本专利技术能够模拟燃气管爆炸对地铁隧道的冲击，并检测冲击结果，从而验证燃气管道爆炸对地铁工程产生的影响，装置简单、可靠、易操作。
30、模拟燃气管转动确定圈数时，扭簧带来的离心力为定值，便于在相同爆炸力下重复验证。
31、通过模拟燃气管转动时的离心力带动摆珠对模拟隧道管进行冲击来模拟爆炸的冲击力，便于设定并控制冲击力，且不会造成意外伤害。
32、本专利技术的测量筒通过设置测量膜和有色液体，检测模拟隧道管所受冲击力的大小和偏移距离，实用性强。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，包括检测架(1)、模拟燃气管(2)、模拟隧道管(3)、测量组件和海绵垫(4)；
2.根据权利要求1所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述模拟燃气管(2)与检测架(1)之间设置有缓冲定位组件，两组所述缓冲定位组件分别设置于模拟燃气管(2)两端伸出检测架(1)的一段：
3.根据权利要求2所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述模拟燃气管(2)与两个定位块(8)之间均设置有防逆机构，所述防逆机构包括棘轮(10)和棘齿(11)，所述棘轮(10)套合于模拟燃气管(2)外侧且轴向滑动套合于模拟燃气管(2)，所述棘齿(11)上部转动设置于定位块(8)、下端啮合于棘轮(10)。
4.根据权利要求3所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述防逆机构设置有开闭组件，所述开闭组件包括定位轴(12)、开闭杆(13)和开闭挡板(14)，所述定位轴(12)轴向滑动设置于模拟燃气管(2)内且固定连接至棘轮(10)，定位轴(12)与模拟燃气管(2)之间设置
5.根据权利要求4所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述定位轴(12)外端面还设置有内凹的第二开槽(16)，所述第二开槽(16)的底面为斜面，所述开闭挡板(14)朝向定位轴(12)的一面为与第二开槽(16)底面相对应的斜面；
6.根据权利要求1所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述测量组件还包括测量膜(17)，所述测量膜(17)横向设置于测量筒(7)内，多个测量膜(17)纵向等距阵列设置，位于最上方的测量膜(17)贴合于顶杆(6)下端；
7.根据权利要求6所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述测量组件还包括测量块(18)，所述测量块(18)呈口字形，所述测量膜(17)固定铺设于测量块(18)上侧，所述测量筒(7)呈上端开口的筒状，多个测量块(18)层叠布设于测量筒(7)内。
8.根据权利要求7所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述测量筒(7)下部设置有调节组件，所述调节组件包括螺杆(19)、升降板(20)、螺套(21)和驱动杆(22)，所述螺杆(19)沿测量筒(7)长度方向设置于测量筒(7)内，螺杆(19)下端转动设置于测量筒(7)底面，所述升降板(20)纵向滑动设置于测量筒(7)内，所述螺套(21)上端固定连接至升降板(20)、下部螺纹套合于螺杆(19)上部，所述驱动杆(22)横向转动设置于测量筒(7)下部且通过蜗轮蜗杆机构传动连接至螺杆(19)。
9.根据权利要求1所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述测量筒(7)呈上端开口的密封筒体，测量筒(7)内灌注有有色液体；
10.一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的试验方法，所述试验方法基于如权利要求1-9任一所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述试验方法包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，包括检测架(1)、模拟燃气管(2)、模拟隧道管(3)、测量组件和海绵垫(4)；
2.根据权利要求1所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述模拟燃气管(2)与检测架(1)之间设置有缓冲定位组件，两组所述缓冲定位组件分别设置于模拟燃气管(2)两端伸出检测架(1)的一段：
3.根据权利要求2所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述模拟燃气管(2)与两个定位块(8)之间均设置有防逆机构，所述防逆机构包括棘轮(10)和棘齿(11)，所述棘轮(10)套合于模拟燃气管(2)外侧且轴向滑动套合于模拟燃气管(2)，所述棘齿(11)上部转动设置于定位块(8)、下端啮合于棘轮(10)。
4.根据权利要求3所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述防逆机构设置有开闭组件，所述开闭组件包括定位轴(12)、开闭杆(13)和开闭挡板(14)，所述定位轴(12)轴向滑动设置于模拟燃气管(2)内且固定连接至棘轮(10)，定位轴(12)与模拟燃气管(2)之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧驱动定位轴(12)向模拟燃气管(2)外侧平移，定位轴(12)外端面设置有内凹的第一开槽(15)，所述第一开槽(15)的深度值大于棘轮(10)的厚度值，所述开闭杆(13)同轴转动套合于模拟燃气管(2)内，所述开闭挡板(14)固定连接至开闭杆(13)，两个开闭挡板(14)分别对应设置于两个棘轮(10)；
5.根据权利要求4所述的一种模拟燃气管道爆炸作用地铁隧道的装置，其特征在于，所述定位轴(12)外端面还设置有内凹的第二开槽(16)，所述第二开槽(16)的底...
【专利技术属性】
技术研发人员：程建华，李琳钰，王辉，李瑚均，顿志林，苑东亮，叶亚齐，王庭辉，张永胜，郭亚鹏，翁应康，梁正，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。