CN117589498B - 一种防火试验装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种防火试验装置及方法，防火试验装置用于对待试验件进行检测，防火试验装置包括加热件、受热件以及第一温度检测件，加热件用于加热待试验件；受热件用于间隔设置在待试验件背离加热件的一侧，受热件具有朝向加热件设置的槽部，槽部用于与待试验件限定出受热腔；本申请中的待试验件为沉管隧道管节接头的防火结构，通过设置第一温度检测件设置在受热腔内，获取受热腔内的温度，以模拟检测出隧道内发生火灾时接头的温度，进而能够对接头所适用的待试验件进行筛选。

Description

一种防火试验装置及方法

技术领域

本申请属于防火测试技术领域，尤其涉及一种防火试验装置及方法。

背景技术

沉管隧道管通常由多段管道拼接形成，相邻两个管道之间通常设置有接头，以保证相邻两个管道之间的连接密封性能。然而，在隧道管内发生火灾时，接头容易受到高温影响而发生变形，进而导致隧道漏水。

在相关技术中，在接头处设置有防火结构，然而目前仅对防火结构的本身的防火性能进行测试，并没有对防火结构应用在沉管接头上时的性能进行检测，因此当前的试验方式难以准确筛选出符合对接头保护要求的防火结构。

因此，如何筛选出更适合接头的防火结构是本领域技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种防火试验装置及方法，旨在解决传统技术中难以筛选出更适合接头的防火结构的问题。

本申请实施例的第一方面提出了一种防火试验装置，用于对待试验件进行检测，防火试验装置包括：

加热件，用于加热待试验件；

受热件，用于间隔设置在待试验件背离加热件的一侧，受热件具有朝向加热件设置的槽部，槽部用于与待试验件限定出受热腔；

第一温度检测件，设置在受热腔内，并用于获取受热腔内的温度。

在本申请的部分实施例中，槽部具有用于与加热件相对设置的底壁，第一温度检测件设置在底壁上。

在本申请的部分实施例中，第一温度检测件设置在底壁的中垂线上。

在本申请的部分实施例中，防火试验装置包括支撑板件，支撑板件设置在受热件靠近待试验件的一侧；

其中，支撑板件上设置有开孔，开孔与槽部连通，开孔的孔壁与槽部的槽壁以及待试验件围合形成受热腔。

在本申请的部分实施例中，防火试验装置包括第二温度检测件，第二温度检测件设置在支撑板件内，并用于对所述支撑板件的温度进行检测。

在本申请的部分实施例中，第二温度检测件的数量为多个，且多个第二温度检测件绕开孔的周向间隔设置；

和/或，第二温度检测件的数量为多个，且多个第二温度检测件沿着远离开孔的方向间隔设置。

在本申请的部分实施例中，受热件和支撑板件为一体式结构，受热件和支撑板件为钢筋混凝土结构；

或者，受热件和支撑板件为混凝土结构，且受热件和支撑板件靠近加热件的一侧设置有金属支撑层。

在本申请的部分实施例中，加热件包括第一支撑部、第二支撑部以及加热部，第一支撑部和第二支撑部间隔设置，以用于支撑待试验件；加热部设置在第一支撑部和第二支撑部之间。

第二方面，本申请还提供一种防火试验方法，应用在上述的防火试验装置上，防火试验方法包括：

提供加热件，并将待试验件放置到加热件上；

将受热件设置在待试验件背离加热件的一侧；

开启加热件，第一温度检测件检测受热腔内的第一温度，并根据第一温度判定待试验件的防火性能。

在本申请的部分实施例中，在开启加热件，第一温度检测件检测受热腔内的第一温度，并根据第一温度判断待试验件的防火性能包括：

第二温度检测件检测支撑板件上的第二温度；

并根据第一温度和/或第二温度判定待试验件的防火性能。

在本申请的部分实施例中，开启加热件，第一温度检测件检测受热腔内的第一温度，并根据第一温度判定待试验件的防火性能还包括：

控制加热件的温度沿着RABT升温曲线进行升温；

若第一温度大于第一预设阈值，则判定待试验件的防火性能不符合要求；

和/或，控制加热件的温度沿着RABT升温曲线进行升温；

若第二温度大于第二预设阈值，则判定待试验件的防火性能不符合要求；其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

本发明实施例与现有技术相比存在的有益效果是：上述的一种防火试验装置及方法，防火试验装置用于对待试验件进行检测，防火试验装置包括加热件、受热件以及第一温度检测件，加热件用于加热待试验件；受热件用于间隔设置在待试验件背离加热件的一侧，受热件具有朝向加热件设置的槽部，槽部用于与待试验件限定出受热腔；本申请中的待试验件为沉管隧道管节接头的防火结构，通过设置第一温度检测件设置在受热腔内，获取受热腔内的温度，以模拟检测出隧道内发生火灾时接头的温度，进而能够对接头所适用的待试验件进行筛选。

附图说明

图1为本申请一相关技术提供的沉管的结构示意图；

图2为本申请一实施例提供的防火试验装置的结构示意图；

图3为本申请一实施例提供的防火试验方法的步骤示意图；

图4为本申请一实施例提供的RABT升温曲线的示意图。

具体元素符号说明：100-接头，110-止水带，120-隔热腔，130-防火结构，200-防火试验装置，210-受热件，211-受热腔，212-第一温度检测件，213-底壁，220-待试验件，230-加热件，231-第一支撑部，232-第二支撑部，233-加热部，240-支撑板件，241-第二温度检测件，250-防火隔断。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

需要说明的是，沉管隧道广泛应用于跨江、跨海的水下隧道工程。隧道由提前预制好的沉管管节拼接而成，施工时将预制好的沉管管节浮运至隧道位置，并沉放在预先挖好的地槽(基槽)内，完成管段间的水下连接，移去临时止水头部，回填基槽保护沉管，铺设隧道内部设施，从而形成一个完整的水下通道。

沉管隧道在运营过程中直接与水体接触，会受到来自地基沉降、水土压力变化、运营车辆荷载、突发地震等各种外力作用而造成受力不均匀，其变形易集中在沉管接头处，相比刚性管节，沉管接头强度要低很多，沉管接头需保持足够的抗变形性能和防水性能。沉管接头通常包括GINA（吉娜）橡胶止水带和OMEGA（欧米伽）橡胶止水带形成的双道防水结构。其中，GINA橡胶止水带和OMEGA橡胶止水带通常由天然橡胶或天然橡胶与丁苯橡胶的混炼胶构成，其耐高温性能较差，在火灾高温作用下，隧道内表面结构可能遭受破坏，从而引发接头变形、防水措施失效，甚者可能导致接头部位大量涌入外部水土，造成隧道难以修复的境地，因此沉管隧道管节接头保护结构的耐火性能至关重要。

在相关技术中，请参阅图1，图1示出了现有技术中的沉管的接头结构示意图；其中，在沉管的接头100处设置有防火结构130，且防火结构130和止水带110之间形成隔热腔120，以保证止水带110处于正常的温度环境中工作。然而目前仅对防火结构的本身的防火性能进行测试，并没有对防火结构应用在沉管接头上时的性能进行检测，因此当前的试验方式难以准确筛选出符合对接头保护要求的防火结构。

因此，本申请基于此对相关的防火试验装置及运行设备进行了改进。

请参阅图2，图2示出了本实施例提供的防火试验装置200的结构示意图。本实施例的一种防火试验装置200，用于对待试验件220进行检测，该防火试验装置200包括加热件230、受热件210以及第一温度检测件212。加热件230用于加热待试验件220；受热件210用于间隔设置在待试验件220背离加热件230的一侧，受热件210具有朝向加热件230设置的槽部，槽部用于与待试验件220限定出受热腔211；第一温度检测件212设置在受热腔211内，并用于获取受热腔211内的温度。

可以理解的是，待试验件220为沉管的接头中的防火结构，具体为接头中的防火板。加热件230能够形成火焰或者模拟出火焰温度，以加热待试验件220。受热件210为止水带的模拟结构，受热腔211为隔热腔的模拟结构。具体地，在接头结构中，止水带和防火结构间隔设置，且两者之间形成隔热腔，防火结构不仅能够起到阻挡火焰烧至止水带上，还能够形成隔热腔以降低止水带的温度。在防火试验装置200中，受热腔211的温度能够表征出隔热腔的温度，并能够一定程度表征出止水带的温度。

在本申请实施例的技术方案中，采用待试验件220为沉管隧道管节接头的防火结构，通过加热件230对待试验件220进行加热，并对待试验件220另一侧的受热腔211进行温度检测，以模拟出接头的隔热腔的温度，并以此来检测待试验件220是否合格，进而能够对接头所适用的防火结构的防火性能进行筛选，以适应于接头的止水带。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的槽部具有用于与加热件230相对设置的底壁213，第一温度检测件212设置在底壁213上。

在本申请实施例的技术方案中，止水带、两侧管壁以及防火结构围合形成隔热腔（对应本实施例中的受热腔）。槽部的底壁213对应隔热腔中止水带的一侧壁，也就是说，通过对槽部的底部的温度进行检测，能够更准确的表征出止水带侧壁上的温度，进而提高对防火结构的检测准确性。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的第一温度检测件212设置在底壁213的中垂线上。

可以理解的是，相邻两个管道通常为对称式结构，止水带的中点处的位置更能够体现出止水带的平均温度。因此，通过将第一温度检测件212设置在底壁213的中垂线上，能够更准确的表征出止水带上的平均温度，进而提高对防火结构的检测准确性。

在一些实施例中，第一温度检测件212的数量为多个，多个第一温度检测件212所检测到的多个第一检测温度，将多个第一检测温度取平均值后得到第一温度。

在一些实施例中，多个第一温度检测件212间隔分布在底壁213上。

在一些实施例中，第一温度检测件212为热电偶。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的防火试验装置200包括支撑板件240，支撑板件240设置在受热件210靠近待试验件220的一侧；其中，支撑板件240上设置有开孔，开孔与槽部连通，开孔的孔壁与槽部的槽壁以及待试验件220围合形成受热腔211。

可以理解的是，支撑板件240能够模拟出沉管的管壁结构，能够提高防火试验装置200的模拟真实性，以提高防火试验装置200的试验准确性。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的防火试验装置200包括第二温度检测件241，第二温度检测件241设置在支撑板件240内，并用于对所述支撑板件240的温度进行检测。

可以理解的是，支撑板件240对应为沉管的管壁，通过对支撑板件240的第二温度进行检测，以模拟出沉管的管壁上的温度，进而提高对防火结构的检测准确性。

在本申请的部分实施例中，第二温度检测件241的数量为多个，且多个第二温度检测件241绕开孔的周向间隔设置；和/或，第二温度检测件241的数量为多个，且多个第二温度检测件241沿着远离开孔的方向间隔设置。

在本申请实施例的技术方案中，通过对支撑板件240上多个位置进行温度检测，以提高待试验件220的防火适配性能。也就是说，经过试验合格的待试验件220更适用于沉管的接头结构。

在一些实施例中，第二温度检测件241包括第一检测子件和第二检测子件，第一检测子件设置在支撑板件240靠近加热件230的一侧表面上，第二检测子件嵌设在支撑板件240的内部。

在本申请的部分实施例中，本实施例的受热件210和支撑板件240为一体式结构，受热件210和支撑板件240为钢筋混凝土结构；或者，受热件210和支撑板件240为混凝土结构，且受热件210和支撑板件240靠近加热件230的一侧设置有金属支撑层。

可以理解的是，受热件210和支撑板件240为一体的钢筋混凝土结构或者钢-混凝土组合结构。

在一些实施例中，受热件210和支撑板件240为C30混凝土制成。

在一些实施例中，待试验件220上设置有拼接缝，在试验过程中，拼接缝对准加热件230的加热部233设置。也就是说，防火结构上的拼接缝需要直接受火进行检测。

在一些实施例中，待试验件220上设置有防火隔断250，且防火隔断250设置在受热腔211内，以提高模拟接头防火结构的真实环境。

在本申请的部分实施例中，请继续参阅图2，本实施例的加热件230包括第一支撑部231、第二支撑部232以及加热部233，第一支撑部231和第二支撑部232间隔设置，以用于支撑待试验件220；加热部233设置在第一支撑部231和第二支撑部232之间。

在本申请的实施例中，防火试验装置200包括加热件230、受热件210、支撑板件240、第一温度检测件212以及第二温度检测件241。

加热件230包括第一支撑部231、第二支撑部232以及加热部233，第一支撑部231和第二支撑部232间隔设置，以用于支撑待试验件220；加热部233设置在第一支撑部231和第二支撑部232之间。

支撑板件240设置在受热件210靠近待试验件220的一侧；支撑板件240上设置有开孔。

受热件210用于间隔设置在待试验件220背离加热件230的一侧，受热件210具有朝向加热件230设置的槽部，槽部与开孔连通，并用于与开孔的孔壁以及待试验件220限定出受热腔211。

第一温度检测件212设置在受热腔211内，并用于获取受热腔211内的温度。第二温度检测件241设置在支撑板件240内，并用于对所述支撑板件240的温度进行检测。

进一步地，为了更好地实施上述任意实施例中的防火试验装置200，在上述任意实施例的防火试验装置200的基础上，本申请还提供一种防火试验方法，该防火试验方法应用在上述的防火试验装置200上，请参阅图3，图3示出了本实施例提供的防火试验方法的步骤示意图；该防火试验方法包括：

S100：提供加热件230，并将待试验件220放置到加热件230上；具体地，待试验件220为板状结构，将待试验件220铺设在加热件230上。

S200：将受热件210设置在待试验件220背离加热件230的一侧；具体地，待试验件220为防火结构，能够在一定程度上隔离加热件230一侧的高温。

S300：开启加热件230，第一温度检测件212检测受热腔211内的第一温度，并根据第一温度判定待试验件220的防火性能。具体地，第一温度为受热腔211内的温度，能够表征出接头的隔热腔以及止水带的温度，以实现对防火结构的准确筛选。

在本申请的部分实施例中，本实施例的步骤S300包括：

S310：第二温度检测件241检测支撑板件240上的第二温度；具体地，还对支撑板件240上的温度进行检测，并根据第二温度表征出沉管的管壁上的温度，以提高对防火结构的筛选准确性。

S320：根据第一温度和/或第二温度判定待试验件220的防火性能。

在本申请的部分实施例中，请参阅图3和图4，图4示出了本实施例提供的RABT（Rapidly Achieved Benchmark Temperature ，快速达到基准温度）升温曲线的示意图；本实施例的步骤S300包括：

S330：控制加热件230的温度沿着RABT升温曲线进行升温；具体地，升温时间为2h。

S340：若第一温度大于第一预设阈值，则判定待试验件220的防火性能不符合要求；

和/或，S350：控制加热件230的温度沿着RABT升温曲线进行升温；具体地，升温时间为2h。

S360：若第二温度大于第二预设阈值，则判定待试验件220的防火性能不符合要求；其中，第二预设阈值大于第一预设阈值。

在一些实施例中，第一检测子件对支撑板件240面上的第一子温度进行检测，第二检测子件对支撑板件240内的第二子温度进行检测，第一温度检测件212对受热腔211内的第一温度进行检测。

在满足以下任意结果时，判定待试验件220达到耐火极限，即超过该极限的待试验件220不符合防火性能的要求：

1、对于钢筋混凝土结构来说，第一子温度大于380℃；对于钢-混凝土结构来说，第一子温度大于300℃；

2、第二子温度大于250℃；

3、第一温度大于100℃，或第一温度超过70℃的持续时间超过2h，或第一温度的最高温度大于150℃。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。

同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种防火试验结构，其特征在于，用于对待试验件进行检测，所述防火试验结构包括：

加热件，用于加热所述待试验件；

受热件，用于间隔设置在所述待试验件背离所述加热件的一侧，所述受热件具有朝向所述加热件设置的槽部，所述槽部用于与所述待试验件限定出受热腔；

第一温度检测件，设置在所述受热腔内，并用于获取所述受热腔内的温度；

所述槽部具有用于与所述加热件相对设置的底壁，所述第一温度检测件设置在所述底壁上，且所述第一温度检测件设置在所述底壁的中垂线上；

所述防火试验结构包括支撑板件，所述支撑板件设置在所述受热件靠近所述待试验件的一侧；

其中，所述支撑板件上设置有开孔，所述开孔与所述槽部连通，所述开孔的孔壁与所述槽部的槽壁以及所述待试验件围合形成所述受热腔。

2.根据权利要求1所述的防火试验结构，其特征在于，所述防火试验结构包括第二温度检测件，所述第二温度检测件设置在所述支撑板件内，并用于对所述支撑板件的温度进行检测。

3.根据权利要求2所述的防火试验结构，其特征在于，所述第二温度检测件的数量为多个，且多个所述第二温度检测件绕所述开孔的周向间隔设置；

和/或，所述第二温度检测件的数量为多个，且多个所述第二温度检测件沿着远离所述开孔的方向间隔设置。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的防火试验结构，其特征在于，所述受热件和所述支撑板件为一体式结构，所述受热件和所述支撑板件为钢筋混凝土结构；

或者，所述受热件和所述支撑板件为混凝土结构，且所述受热件和所述支撑板件靠近所述加热件的一侧设置有金属支撑层。

5.根据权利要求1所述的防火试验结构，其特征在于，所述加热件包括第一支撑部、第二支撑部以及加热部，所述第一支撑部和所述第二支撑部间隔设置，以用于支撑所述待试验件；所述加热部设置在所述第一支撑部和所述第二支撑部之间。

6.一种防火试验方法，其特征在于，应用在权利要求1至5任意一项所述的防火试验结构上，所述防火试验方法包括：

提供所述加热件，并将所述待试验件放置到所述加热件上；

将所述受热件设置在所述待试验件背离所述加热件的一侧；

开启所述加热件，所述第一温度检测件检测所述受热腔内的第一温度，并根据所述第一温度判定所述待试验件的防火性能；

所述槽部具有用于与所述加热件相对设置的底壁，所述第一温度检测件设置在所述底壁上，且所述第一温度检测件设置在所述底壁的中垂线上；

所述防火试验结构包括支撑板件，所述支撑板件设置在所述受热件靠近所述待试验件的一侧；

其中，所述支撑板件上设置有开孔，所述开孔与所述槽部连通，所述开孔的孔壁与所述槽部的槽壁以及所述待试验件围合形成所述受热腔。

7.根据权利要求6所述的防火试验方法，其特征在于，在所述开启所述加热件，第一温度检测件检测所述受热腔内的第一温度，并根据所述第一温度判断所述待试验件的防火性能的步骤中还包括：

第二温度检测件检测所述支撑板件上的第二温度；

根据所述第一温度和/或第二温度判定所述待试验件的防火性能。

8.根据权利要求7所述的防火试验方法，其特征在于，在所述开启所述加热件，第一温度检测件检测所述受热腔内的第一温度，并根据所述第一温度判定所述待试验件的防火性能的步骤中还包括：

控制所述加热件的温度沿着RABT升温曲线进行升温；

若所述第一温度大于第一预设阈值，则判定所述待试验件的防火性能不符合要求；

和/或，控制所述加热件的温度沿着RABT升温曲线进行升温；

若所述第二温度大于第二预设阈值，则判定所述待试验件的防火性能不符合要求；其中，所述第二预设阈值大于所述第一预设阈值。