CN110196147A - 一种多维多向多功能联合冲击试验台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多维多向多功能冲击联合试验台，包括：斜坡滚落试验台、可多维旋转的球面基座试验台和巨型龙门吊；所述斜坡滚落试验台包括液压导轨，液压导轨可在液压系统的作用下形成具有一定坡宽和一定坡角的人造机械坡面；钢筋混凝土坡面用于安装被动柔性防护网试验模型或者帘式网试验模型，所述可多维旋转的球面基座试验台包括柔性棚洞试验模型，所述柔性棚洞试验模型锚固在台面基座上，巨型球面支座及液压顶升机构用于转动并支撑台面基座。本申请实验系统具有试验成本低，效率高，并且可以安全方便重复地进行冲击试验和数据采集的优势。

Description

一种多维多向多功能联合冲击试验台

技术领域

本发明涉及防护系统技术领域，具体是一种可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台。

背景技术

我国是个多山国家，特别是西南山区，泥石流、落石等坡面地质灾害频发，其具有分布广、破坏性强、隐蔽性好和突发性强的特点，每年都对临坡工程的正常运营和人民的生命财产安全造成严重威胁。被动柔性防护网、帘式防护网和柔性棚洞作为较前沿的柔性防护系统，经济性与整体性好、具有良好的地形适应性、施工与维护便捷，可以在不破坏自然坡面的情况下防治落石、泥石流、雪崩等地质灾害及气候灾害。明确防护系统的防护能力，优化防护系统的设计，是提高防护能力的前提。但国内目前尚无可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台，故能够解决多功能联合平台这一问题，可以使柔性防护技术的发展更上一步台阶。

国外的针对被动柔性防护网、帘式防护网和柔性棚洞的试验基本上是利用既有山坡开展冲击试验，缺点是试验场地易受现场环境的限制，试验成本高且效率底。而人工建立的试验场试验对象单一，不具有多种柔性防护系统的多维多功能联合试验能力。

发明内容

针对上述问题本发明的目的在于提供一种可降低试验成本，节约时间成本以及可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台。技术方案如下：

一种多维多向多功能冲击联合试验台，包括：斜坡滚落试验台、可多维旋转的球面基座试验台和巨型龙门吊；

所述斜坡滚落试验台包括钢筋混凝土基座，钢筋混凝土基座上设有一定坡度的钢筋混凝土坡面，钢筋混凝土坡面上设有液压导轨，液压导轨可在液压系统的作用下形成具有一定坡宽和一定坡角的人造机械坡面；

钢筋混凝土坡面用于安装被动柔性防护网试验模型，被动柔性防护网试验模型通过锚杆安装在坡脚处，锚杆固定在钢筋混凝土坡面上预留的锚孔内，拉索一端固定在钢筋混凝土坡面上，另一端固定在锚杆的悬臂端；巨型龙门吊用于冲击试块的提升，并通过远程脱钩装置在冲击试块达到试验要求的高度后释放冲击试块，使其自由下落，完成被动柔性防护网试验模型的冲击试验；

钢筋混凝土坡面还可用于安装帘式网试验模型，帘式网试验模型上端连接在锚杆的两端，该锚杆悬臂端通过拉索连系在钢筋混凝土坡面上，液压导轨以下适当位置设有锚杆，帘式网两端固定在锚杆上，帘式网下端依重力自由垂下，帘式网左右两侧适当位置设有若干根拉索与坡面连接；用巨型龙门吊将冲击滑块提升至钢筋混凝土坡面顶端，使得冲击滑块沿着液压导轨的轨道滑落，冲击滑块通过轨道将势能转换为动能，在离开轨道时获得一定的水平方向速度，以设计的能量冲击帘式网试验模型；

所述可多维旋转的球面基座试验台包括柔性棚洞试验模型，所述柔性棚洞试验模型锚固在台面基座上，巨型球面支座及液压顶升机构用于转动并支撑台面基座。

进一步地，对于可多维旋转的球面基座试验台，远程脱钩装置在冲击试块达到试验要求的高度后释放冲击试块，使其自由下落，完成柔性棚洞试验模型的冲击试验。

进一步地，所述台面基座四周设有可替换式支撑结构，用于实现台面基座在旋转特定角度后的加固支撑。

进一步地，还包括主动防护网试验台；所述主动防护网试验台包括主动柔性防护网试验模型，主动柔性防护网试验模型安装在主动网试验槽上，转动支座安装在钢筋混凝土基座前方的地面上；主动网试验槽支撑在钢筋混凝土基座上；巨型龙门吊用于提升主动网试验槽使其定轴转动。

进一步地，所述混凝土坡面坡度为60度，液压导轨一端可转动设置在距所述混凝土坡面顶部20m处，液压导轨另一端设置有液压支撑杆，所述液压支撑杆垂直固定在所述混凝土坡面上，液压导轨可提供不超过15°的坡脚。

进一步地，所述钢筋混凝土基座长12m，宽12m，高0.5m，主动网试验槽长10m，宽10m，槽深1.2m。

进一步地，在所述混凝土坡面内部设有预埋管，用于埋藏传感器数据线。

进一步地，还包括保护墙，保护墙竖直设置在距所述球面基座试验台20m处。

进一步地，可多维旋转的球面基座试验台可360度旋转，最大旋转角度为30度。

进一步地，还包括保护面，保护面设置在保护墙上、斜坡滚落试验台下部和可多维旋转的球面基座试验台台面基座周围。

本发明的有益效果是：本发明的大型多功能联合平台可以修建在就近的场地，利用斜坡滚落试验台来安装被动柔性防护网和帘式网试验模型，可多维旋转的球面基座试验台安装柔性棚洞试验模型，主动防护网试验台安装主动柔性防护网试验模型，在同一平台上实现多种柔性防护结构在多种冲击体多角度冲击下的足尺冲击的试验，试验场地不受现场环境限制，不需要每次试验时搬运试验设备到较远的山地，试验成本低，效率高；并且可以安全方便重复地进行冲击试验和数据采集。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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1为本发明实施例的一种可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台的结构示意图。

图2为本发明实施例的一种可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台的被动柔性防护网试验模型试验示意图。

图3为本发明实施例的一种可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台的帘式网试验模型试验示意图

图4为本发明实施例的一种可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台的柔性棚洞试验模型试验示意图。

图5为本发明实施例的一种可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台的主动柔性防护网试验模型试验示意图。

图6为本发明实例的主动网试验台结构详图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

如图1-6所示，可用于多种柔性防护结构足尺冲击试验的多维多向多功能联合冲击试验台，包括斜坡滚落试验台1、球面基座试验台2、主动柔性防护网试验台3、用于提升并释放冲击试块5的巨型龙门吊4、用于龙门吊移动的轨道10、用于保护龙门吊基座及周围设备的保护墙6、用于保护试验台面的保护面7、用于人员升降及材料运输的人货两用电梯8、用于试验设备储存及调度的试验用房9、液压导轨102、用于安装被动柔性防护网试验模型103及帘式网试验模型104的钢筋混凝土坡面101、用于安装柔性棚洞试验模型204的台面基座201、用于转动并支撑台面基座201的巨型球面支座202及液压顶升机构203、用于安装主动柔性防护网304的主动网试验槽301、用于试验槽定轴转动的转动支座302和支撑试验槽的钢筋混凝土基座303。

如图2所示，巨型龙门吊3和钢筋混凝土坡面101用于完成被动柔性防护网试验模型103的安装，被动柔性防护网试验模型103使用锚固件安装在坡脚处；巨型龙门吊4用于冲击试块5的提升，并通过远程脱钩装置在冲击试块5达到试验要求的高度后释放冲击试块5，使其自由下落，完成被动柔性防护网试验模型103的冲击试验。

如图3所示，巨型龙门吊4和钢筋混凝土坡面101用于完成帘式网试验模型104的安装，帘式网试验模型104使用锚固件安装在钢筋混凝土坡面101上，液压导轨102用于改变冲击体滚落角度；巨型龙门吊4用于冲击试块5的提升，并通过远程脱钩装置在冲击试块5达到试验要求的高度后释放冲击试块5，使其沿斜坡滚落，完成帘式网试验模型104的冲击试验。

如图4所示，巨型龙门吊4用于完成柔性棚洞试验模型204的安装，柔性棚洞试验模型锚固在台面基座201上，巨型球面支座202及液压顶升机构203用于转动并支撑台面基座201；巨型龙门吊4用于冲击试块5的提升，并通过远程脱钩装置在冲击试块5达到试验要求的高度后释放冲击试块5，使其自由下落，完成柔性棚洞试验模型204的冲击试验。

如图5-6所示，主动网试验槽301用于完成主动柔性防护网试验模型304的安装，主动柔性防护网试验模型安装在主动网试验槽301上，转动支座302安装在钢筋混凝土基座303前方的地面上；主动网试验槽301支撑在钢筋混凝土基座303上；巨型龙门吊4用于提升主动网试验槽301使其定轴转动。

巨型龙门吊3吊装范围及吊装能力需保证巨型龙门吊3能够在试验区域内使用。

钢筋混凝土坡面101用于被动柔性防护网试验模型103和帘式网试验模型104的安装，为了满足不同间距和长度试验模型的安装，钢筋混凝土坡面101在地面以上的高度为100m，宽度为80m。为满足冲击试块5以不同的角度冲击试验模型，在墙体距顶部20m处设置液压导轨102。钢筋混凝土坡面101上设置均匀分布的贯穿墙体的锚孔，便于使用锚固件通过锚孔安装液压导轨102、被动柔性防护网试验模型103和帘式网试验模型104。

钢筋混凝土坡面101背面设置有用于人员升降及材料运输的人货两用电梯8。

钢筋混凝土坡面101内部设置有试验用房9，用于远程控制试验、检测试验及设备储存。

所有试验台均埋藏有传感器数据线的集线盒。

冲击试块5为规则二十六面体，高度为0.4m-2m，重量为0.25t-5t。为避免冲击试块5在进行冲击试验过程中发生破坏，冲击试块5外表面由钢板焊接而成，内部布置钢筋，并浇筑混凝土。为便于冲击试块5在起吊达到指定高度后能够自由下落，可采用专门的脱钩装置用于释放冲击试块5。同时，在冲击试块5的制作过程中，可预埋弯钩，用于冲击试块10的起吊及释放。

本试验平台的工作原理为：将被动柔性防护网试验模型103安装于钢筋混凝土坡面101上，用巨型龙门吊4将冲击试块5提升至一定的高度，利用自动施放装置使冲击试块5脱落，冲击试块5自由落体运动将势能转换为动能，以设计的能量冲击被动柔性防护网试验模型103；将帘式网试验模型104安装于钢筋混凝土坡面101上，用巨型龙门吊4将冲击滑块5提升至钢筋混凝土坡面101顶端，使得冲击滑块5沿着液压导轨102上轨道滑落，冲击滑块5通过轨道将势能转换为动能，在离开轨道时获得一定的水平方向速度，以设计的能量冲击帘式网试验模型104；将柔性棚洞试验模型204锚固在台面基座201上，用起吊设备4将冲击试块5提升至一定的高度，利用自动释放装置使冲击试块5脱落，冲击试块5自由落体运动将势能转换为动能，以设计的能量冲击柔性棚洞试验模型204；将主动柔性防护网试验模型304安装在主动网试验槽301上，利用巨型龙门吊4提升主动网试验槽301，以设计坡度绕转动支座302定轴转动主动柔性防护网试验模型304。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，包括：斜坡滚落试验台、可多维旋转的球面基座试验台和巨型龙门吊；

所述斜坡滚落试验台包括钢筋混凝土基座，钢筋混凝土基座上设有一定坡度的钢筋混凝土坡面，钢筋混凝土坡面上设有液压导轨，液压导轨(102)可在液压系统的作用下形成具有一定坡宽和一定坡角的人造机械坡面；

钢筋混凝土坡面(101)用于安装被动柔性防护网试验模型(103)，被动柔性防护网试验模型(103)通过锚杆安装在坡脚处，锚杆固定在钢筋混凝土坡面上预留的锚孔内，拉索一端固定在钢筋混凝土坡面(101)上，另一端固定在锚杆的悬臂端；巨型龙门吊(4)用于冲击试块(5)的提升，并通过远程脱钩装置在冲击试块(5)达到试验要求的高度后释放冲击试块(5)，使其自由下落，完成被动柔性防护网试验模型(103)的冲击试验；

钢筋混凝土坡面(101)还可用于安装帘式网试验模型(104)，帘式网试验模型(104)上端连接在锚杆的两端，该锚杆悬臂端通过拉索连系在钢筋混凝土坡面(101)上，液压导轨以下适当位置设有锚杆，帘式网两端固定在锚杆上，帘式网下端依重力自由垂下，帘式网左右两侧适当位置设有若干根拉索与坡面连接；用巨型龙门吊(4)将冲击滑块(5)提升至钢筋混凝土坡面(101)顶端，使得冲击滑块(5)沿着液压导轨(102)的轨道滑落，冲击滑块(5)通过轨道将势能转换为动能，在离开轨道时获得一定的水平方向速度，以设计的能量冲击帘式网试验模型(104)；

所述可多维旋转的球面基座试验台包括柔性棚洞试验模型(204)，所述柔性棚洞试验模型锚固在台面基座(201)上，巨型球面支座(202)及液压顶升机构(203)用于转动并支撑台面基座(201)。

2.根据权利要求1所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，对于可多维旋转的球面基座试验台，远程脱钩装置在冲击试块(5)达到试验要求的高度后释放冲击试块(5)，使其自由下落，完成柔性棚洞试验模型(204)的冲击试验。

3.根据权利要求2所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，所述台面基座(201)四周设有可替换式支撑结构，用于实现台面基座在旋转特定角度后的加固支撑。

4.根据权利要求1或2所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，还包括主动防护网试验台；所述主动防护网试验台包括主动柔性防护网试验模型(304)，主动柔性防护网试验模型(304)安装在主动网试验槽(301)上，转动支座(302)安装在钢筋混凝土基座(303)前方的地面上；主动网试验槽(301)支撑在钢筋混凝土基座(303)上；巨型龙门吊(4)用于提升主动网试验槽(301)使其定轴转动。

5.根据权利要求1或2所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，所述混凝土坡面坡度为60度，液压导轨一端可转动设置在距所述混凝土坡面顶部20m处，液压导轨另一端设置有液压支撑杆，所述液压支撑杆垂直固定在所述混凝土坡面上，液压导轨可提供不超过15°的坡脚。

6.根据权利要求4所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，所述钢筋混凝土基座长12m，宽12m，高0.5m，主动网试验槽(301)长10m，宽10m，槽深1.2m。

7.根据权利要求1所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，在所述混凝土坡面内部设有预埋管，用于埋藏传感器数据线。

8.根据权利要求1-7之一所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，还包括保护墙，保护墙竖直设置在距所述球面基座试验台20m处。

9.根据权利要求1-7之一所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，可多维旋转的球面基座试验台可360度旋转，最大旋转角度为30度。

10.根据权利要求1-7之一所述的多维多向多功能冲击联合试验台，其特征在于，还包括保护面，保护面设置在保护墙上、斜坡滚落试验台下部和可多维旋转的球面基座试验台台面基座周围。