該發(fā)明涉及橋梁安全技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)是一種用于橋梁安全性實(shí)驗(yàn)與驗(yàn)證的公路配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

測(cè)試混凝土橋梁的火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力需要制作混凝土梁火災(zāi)試驗(yàn)爐，常規(guī)試驗(yàn)爐的形式多種多樣，大小規(guī)格各不相同，試驗(yàn)爐內(nèi)部的升溫曲線按照相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)升溫曲線，并且主要是測(cè)試工民建結(jié)構(gòu)在封閉情況下構(gòu)件火災(zāi)損傷狀況。混凝土橋梁火災(zāi)大多發(fā)生在野外，具有開(kāi)放式性，其燃燒規(guī)律和升溫曲線具有獨(dú)特性，而普通火災(zāi)試驗(yàn)爐很難滿足要求。針對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求，需要制作一種特殊的火災(zāi)試驗(yàn)燃燒裝置，并且具有如下功能：(1)真實(shí)有效模擬野外橋梁火災(zāi)時(shí)的真實(shí)場(chǎng)景，達(dá)到測(cè)試火災(zāi)梁的升溫規(guī)律、損傷機(jī)理及承載力變化情況，(2)同時(shí)能進(jìn)行小型混凝土試件單面受火、雙面受火、三面受火的燃燒試驗(yàn)。

常用的火災(zāi)試驗(yàn)爐，存在如下問(wèn)題：一、封閉式的爐膛，與橋梁發(fā)生火災(zāi)時(shí)的真實(shí)情況不相符；二、普通的試驗(yàn)爐，使用天然氣和汽油為燃料的居多，不能模擬真實(shí)的高速路掛車(chē)起火的真實(shí)場(chǎng)景；三、大型的、封閉的試驗(yàn)爐較為笨重，無(wú)法靈活移動(dòng)，因而造成實(shí)驗(yàn)過(guò)程的不便性；四、功能單一，燃燒大構(gòu)件的燃燒爐在燃燒小構(gòu)件時(shí)容易產(chǎn)生浪費(fèi)，燃燒小構(gòu)件的燃燒爐無(wú)法完成大構(gòu)件的燃燒。所以有必要發(fā)明一種能夠模擬橋梁火災(zāi)真實(shí)場(chǎng)景、開(kāi)口式、多功能的、能靈活移動(dòng)的以柴油為燃料的火災(zāi)試驗(yàn)爐。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種公路配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷 機(jī)理與承載力變化的實(shí)驗(yàn)裝置，要解決的第一個(gè)技術(shù)問(wèn)題是使得火災(zāi)試驗(yàn)爐能模擬野外橋梁發(fā)生火災(zāi)時(shí)的真實(shí)場(chǎng)景，第二個(gè)技術(shù)問(wèn)題是使火災(zāi)試驗(yàn)爐的上封頂開(kāi)放，不在封閉的環(huán)境下實(shí)驗(yàn)，增加實(shí)驗(yàn)的安全性、可靠性；第三個(gè)技術(shù)問(wèn)題是使用柴油作為燃料，增加了爐子的霧化裝置，使得燃料充分燃燒，更加接近現(xiàn)實(shí)情況，并且節(jié)約成本；第四個(gè)技術(shù)問(wèn)題是制造爐子盡可能在滿足實(shí)驗(yàn)的前提下縮小爐子的幾何尺寸，方便移動(dòng)(升降)，因?yàn)榭紤]到橋梁主梁比較笨重，移動(dòng)不方便，采取移動(dòng)火災(zāi)燃燒爐，即燒完主梁后，移走火災(zāi)燃燒爐，再做火災(zāi)梁的相關(guān)力學(xué)性能試驗(yàn)，第五個(gè)技術(shù)問(wèn)題是滿足多功能試驗(yàn)要求，即既能燃燒大型混凝土主梁，又能對(duì)不同尺寸的小構(gòu)件采取單面受火、雙面受火、三面受火的燃燒試驗(yàn)(實(shí)現(xiàn)方式為點(diǎn)燃不同的噴油燃燒嘴)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：

針對(duì)火災(zāi)損傷橋梁，通過(guò)外觀損傷觀測(cè)、材料火災(zāi)性能實(shí)驗(yàn)手段，進(jìn)一步揭示橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理。

公路，尤其是高架橋高速路/快速路，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)，需要對(duì)火災(zāi)橋梁的損傷進(jìn)行研究，例如，油罐車(chē)在橋下爆燃等情況。這種情況下需要從時(shí)間和強(qiáng)度的角度定量的分析其對(duì)于橋梁的影響。

該裝置包括燃燒箱體、燃燒嘴、供油系統(tǒng)、氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)和移動(dòng)支持載體。

燃燒箱體，采用矩形的鋼箱，在鋼箱內(nèi)設(shè)置耐火磚，耐火磚采用300mm×800mm的耐火磚，經(jīng)過(guò)堆砌形成燃燒箱體。

在燃燒箱體的中間位置設(shè)置一個(gè)耐火磚隔斷，將燃燒箱體內(nèi)部分割為兩個(gè)空間，呈“日”字形,可以根據(jù)需要選擇一個(gè)或者兩個(gè)燃燒室進(jìn)行試驗(yàn)。

在燃燒箱體的側(cè)壁上開(kāi)孔，每一個(gè)孔中安裝一個(gè)燃燒嘴，燃燒嘴采用工業(yè)級(jí)燃燒嘴，作為一種通用型號(hào)。

在燃燒箱體的上端口還設(shè)置有模擬風(fēng)出口，模擬風(fēng)出口采用陶瓷風(fēng)嘴，安 裝在燃燒箱體的上邊沿，通常設(shè)置為兩排，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，對(duì)其進(jìn)行控制，噴出風(fēng)為空氣，用于模擬自然風(fēng)的影響。

陶瓷風(fēng)嘴角度可調(diào)節(jié)，根據(jù)需要調(diào)節(jié)陶瓷風(fēng)嘴的角度，用于模擬不同風(fēng)向的情況。陶瓷風(fēng)嘴與風(fēng)機(jī)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行連接，其中的送風(fēng)量可調(diào)節(jié)。

在燃燒箱體的底部設(shè)置有多個(gè)模擬風(fēng)出口，可以根據(jù)需要進(jìn)行送風(fēng)，模擬不同火焰強(qiáng)度下的情況。其中模擬風(fēng)出口主要用于控制火焰的強(qiáng)度和火焰的剛度。陶瓷風(fēng)嘴用于控制橫向風(fēng)，使得火焰呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)，模擬橫風(fēng)情況下的燃燒與損傷情況。

供油采用柴油，供油系統(tǒng)包括油箱、油泵和電噴控制，通過(guò)供油系統(tǒng)向燃燒嘴供油。

送風(fēng)系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)和調(diào)節(jié)閥門(mén)。

所述調(diào)節(jié)閥門(mén)的內(nèi)部有兩塊閥板，兩閥板之間成90°夾角，沿兩閥板的連接處在閥門(mén)的閥體上有一調(diào)節(jié)桿，可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿，使兩閥板一起轉(zhuǎn)動(dòng)，若將轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿旋轉(zhuǎn)至兩極限處，則為陶瓷風(fēng)嘴和模擬出風(fēng)口兩處中只有一處可進(jìn)風(fēng)，在其他位置則為調(diào)節(jié)陶瓷風(fēng)嘴和模擬出風(fēng)口兩處的進(jìn)風(fēng)量大小。

在燃燒箱體的底部四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有四個(gè)固定卡，固定卡為矩形結(jié)構(gòu)，并在固定卡附近設(shè)置有加固鋼板。

移動(dòng)支持載體，采用自行走式結(jié)構(gòu)，包括升降機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)底盤(pán)和角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中升降機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)燃燒箱體的高度，控制火焰與橋底的距離，水平移動(dòng)底盤(pán)用于控制燃燒箱體的水平位置，尤其是控制火焰在橋梁橫向上的位置。角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，用于控制火焰的燃燒角度，模擬不同燃燒狀況下的損傷機(jī)理。

移動(dòng)支持載體分為兩部分，一部分為移動(dòng)載體，是水平移動(dòng)底盤(pán)，即在支持架下安裝四個(gè)帶有剎車(chē)作用的充氣橡膠輪；另一部分為支持載體，是升降機(jī)構(gòu)和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是由若干方鋼通過(guò)焊接和鉸接的方式組合而成，整體為一 長(zhǎng)方體框架結(jié)構(gòu)。

水平移動(dòng)底盤(pán)，即在支持架下安裝四個(gè)帶有剎車(chē)作用的充氣橡膠輪，在水平移動(dòng)底盤(pán)上有一個(gè)載物平臺(tái)，將支持載體直接放在載物平臺(tái)上，在支持平臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有扶手。

支持載體的底面是一個(gè)長(zhǎng)方形的框架，從長(zhǎng)方形框架的兩條長(zhǎng)邊垂直向上延伸有四根方鋼立柱，四根方鋼立柱分為上下兩段，上面一段立柱的截面邊長(zhǎng)要小于下面的立柱截面邊長(zhǎng)，即上段的立柱可插入下段的立柱內(nèi)，且由液壓缸控制上段立柱可沿下段立柱內(nèi)進(jìn)行上下滑動(dòng)，在下段立柱上設(shè)置有一個(gè)孔，在上段立柱上設(shè)置有多個(gè)孔，可將銷(xiāo)插入下段立柱與上端立柱重合的孔中。在下段立柱和上端立柱的頂部之間分別固定有三根橫梁，分別平行于底面長(zhǎng)方形框架的兩寬和一長(zhǎng)，即共有兩根長(zhǎng)橫梁和四根短橫梁，在上下兩根短橫梁之間設(shè)置有液壓缸，由此可以調(diào)節(jié)上下兩橫梁之間的距離，換句話說(shuō)，也就是調(diào)節(jié)火焰與橋底的距離，也就是升降機(jī)構(gòu)。

支持載體的上段立柱頂部的兩根短橫梁選用方鋼，為第一橫梁，且在橫梁靠后的一端鉸接另一根方鋼，為第二橫梁。在第二橫梁的上表面設(shè)置有兩個(gè)卡勾，所述卡勾為L(zhǎng)型，與燃燒箱體底部轉(zhuǎn)角處的固定卡配合，用來(lái)固定箱體。在第二橫梁與第一橫梁之間還設(shè)置有平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)，平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)的兩個(gè)對(duì)角分別固定在第一橫梁和第二橫梁內(nèi)部，由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，當(dāng)平行四邊形拉伸機(jī)構(gòu)進(jìn)行拉伸時(shí)，第二橫梁可繞鉸接處旋轉(zhuǎn)，來(lái)改變箱體的傾斜角度，從而控制火焰的燃燒角度，也就是角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

在上段方鋼立柱上還設(shè)置有噴淋系統(tǒng)，沿著第二橫梁的內(nèi)部設(shè)置有伸縮桿，伸縮桿由液壓缸控制，伸縮桿上設(shè)置輸水管道和水泵，并且在伸縮桿的前端，沿著伸縮桿的伸縮方向固定一直桿，并且在直桿的端部設(shè)置有噴頭。在不需要用到噴淋系統(tǒng)時(shí)，可利用液壓缸將伸縮桿收回至第二橫梁內(nèi)部。

在支持載體的底面的長(zhǎng)方形框架上，放置有三個(gè)存儲(chǔ)箱，分別為：油箱、 水箱和液壓站。油箱是用來(lái)存儲(chǔ)柴油，通過(guò)供油系統(tǒng)輸送至燃燒嘴，提供燃燒所需的燃料。水箱是用來(lái)存儲(chǔ)水，在噴淋系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，打開(kāi)水泵，由水箱經(jīng)輸水管送水至噴頭，進(jìn)行噴淋作業(yè)。液壓站是用來(lái)存儲(chǔ)液壓油，提供液壓油給液壓缸，保證其工作正常進(jìn)行。

將三個(gè)存儲(chǔ)箱放置在支持載體底面的長(zhǎng)方形框架上，也加強(qiáng)支持載體的穩(wěn)定性。

詳細(xì)的發(fā)明內(nèi)容：配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括：

燃燒箱體，所述燃燒箱體內(nèi)壁設(shè)置耐火磚形成測(cè)試爐膛；

燃燒嘴，所述燃燒嘴安裝在燃燒箱體的側(cè)壁上；在燃燒箱體的上端邊沿設(shè)置有第一模擬風(fēng)出口，在所述燃燒箱體的底部設(shè)置有第二模擬風(fēng)出口；

供油系統(tǒng)，所述供油系統(tǒng)通過(guò)油泵向燃燒嘴供油；

氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng),所述氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)通過(guò)氣泵向燃燒嘴供應(yīng)氮?dú)猓?/p>

送風(fēng)系統(tǒng)，所述送風(fēng)系統(tǒng)包括風(fēng)機(jī)和空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)，其中，所述空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)由Y形殼體和L形閥板組成，所述Y型殼體的三個(gè)端口分別連接風(fēng)機(jī)、第一模擬風(fēng)出口和第二模擬風(fēng)出口，所述的L形閥板中部樞接在Y形殼體內(nèi)，且通過(guò)L形閥板的方位轉(zhuǎn)換控制第一模擬風(fēng)出口和第二模擬風(fēng)出口的啟閉；

和移動(dòng)支持載體，包括角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)和水平移動(dòng)底盤(pán)，其中，所述燃燒箱體固定在角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)安裝在升降機(jī)構(gòu)頂部，所述升降機(jī)構(gòu)固定在水平移動(dòng)底盤(pán)上；所述水平移動(dòng)底盤(pán)采用自行走式結(jié)構(gòu)，在所述水平移動(dòng)底盤(pán)的載物臺(tái)上放置液壓站、油箱和電控系統(tǒng)。

所述水平移動(dòng)底盤(pán)采用可橫向和縱向行走的電動(dòng)拖車(chē)底盤(pán)，電動(dòng)拖車(chē)底盤(pán)采用帶有剎車(chē)作用的充氣橡膠輪。

所述升降機(jī)構(gòu)包括上框架、下框架和液壓油缸，上、下框架之間進(jìn)行上下可滑動(dòng)的連接，且在兩個(gè)框架之間安裝豎向布置的液壓油缸，所述上框架上焊 接連接角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

所述角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括第一橫梁、第二橫梁和平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)，其中，所述第二橫梁焊接固定在上框架上，所述第一橫梁和第二橫梁之間鉸接連接，在第一橫梁和第二橫梁上對(duì)應(yīng)的設(shè)置有安裝平行四邊形伸縮機(jī)構(gòu)的空間，其中四邊形伸縮機(jī)構(gòu)中的一對(duì)對(duì)角鉸接點(diǎn)分別安裝在第二橫梁與第一橫梁之間，另外一對(duì)對(duì)角所在的軸通過(guò)一個(gè)絲杠由電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述第二橫梁可繞鉸接處旋轉(zhuǎn)，燃燒箱體傾斜角度改變。

在第一橫梁的上表面設(shè)置有兩個(gè)卡勾，所述卡勾為L(zhǎng)型，與燃燒箱體底部轉(zhuǎn)角處的固定卡配合；在燃燒箱體的底部四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有四個(gè)固定卡，所述固定卡為矩形結(jié)構(gòu)，并在固定卡附近設(shè)置有加固鋼板。

在所述上框架上還設(shè)置有噴淋系統(tǒng)，沿著上框架的橫梁的內(nèi)部設(shè)置有伸縮桿，所述伸縮桿由電動(dòng)推桿控制伸縮，所述伸縮桿上設(shè)置輸水管道和水泵，在伸縮桿的前端固定一直桿，并且在直桿的端部設(shè)置有噴頭，水箱設(shè)置在下框架上。

所述L形閥板外接調(diào)節(jié)桿，將轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿旋轉(zhuǎn)至兩極限處，則僅有第一模擬出風(fēng)口或者第二模擬出風(fēng)口中的一處通風(fēng)。

在燃燒箱體的中間位置設(shè)置一個(gè)耐火磚隔斷將測(cè)試爐膛分割為兩個(gè)空間，呈“日”字形。

配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，準(zhǔn)備一臺(tái)配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：首先檢查好實(shí)驗(yàn)裝置是否正常，其次要確保油箱中的油量充足，將耐高溫?zé)犭娕紲囟葌鞲衅鞣胖糜谌紵靽娀鹂凇?shí)驗(yàn)橋梁的內(nèi)部及周?chē)㈦S同于測(cè)試爐膛外部的紅外溫度傳感器一并連接到溫度采集控制儀上，然后按如下操作順序開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：

調(diào)試好溫度采集儀，包括采樣頻率和采樣時(shí)間；

通過(guò)移動(dòng)支持載體將燃燒箱放置在需要做火災(zāi)試驗(yàn)的混凝土試件下面，并 固定住，然后啟動(dòng)燃燒程序：燃燒程序啟動(dòng)順序?yàn)椋猴L(fēng)機(jī)、氣泵和油泵；

點(diǎn)火前準(zhǔn)備，必須滿足氣泵壓力大于0.6MP，油泵壓力大于0.6MP，才能進(jìn)行下一步，

開(kāi)啟風(fēng)機(jī)的助燃風(fēng)閥，再開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)，最后開(kāi)油閥，若燃燒不穩(wěn)定要適當(dāng)調(diào)節(jié)助燃空氣閥、壓縮空氣和油閥；

若測(cè)試混凝土試件單面受火：開(kāi)啟一個(gè)燃燒嘴，燃燒嘴噴出火焰正對(duì)試件一個(gè)面，為防止火焰烘烤側(cè)面，采用耐火磚和耐火土對(duì)其它面進(jìn)行遮擋和保護(hù)；若測(cè)試雙面受火：開(kāi)啟兩個(gè)燃燒嘴，燃燒嘴出火焰正對(duì)試件相鄰兩個(gè)面，為防止火焰烘烤其它側(cè)面，采用耐火磚和耐火土對(duì)其它面進(jìn)行遮擋和保護(hù)；若測(cè)試三面受火：開(kāi)啟三個(gè)燃燒嘴，燃燒嘴噴出火焰正對(duì)試件相鄰三個(gè)面，為防止火焰烘烤其它側(cè)面，采用耐火磚和耐火土對(duì)其它面進(jìn)行遮擋和保護(hù)；在燃燒過(guò)程中，溫度測(cè)溫儀實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)溫度變化值，采樣頻率為0.1HZ，考慮燃燒時(shí)間對(duì)試件的損傷情況，燃燒時(shí)間分為0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、2.5小時(shí)五個(gè)工況，并記錄單面受火、雙面受火、三面受火工況下試件的溫度傳遞規(guī)律和溫度分布情況，建立試件溫度與燃燒時(shí)間、空間位置參數(shù)的定量計(jì)算公式，從而能定量計(jì)算試件的溫度場(chǎng)；試驗(yàn)進(jìn)行完畢按照先開(kāi)的后關(guān)，后開(kāi)的先關(guān)的順序進(jìn)行操作。

配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)方法，其特征在于，準(zhǔn)備一臺(tái)配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于：首先檢查好實(shí)驗(yàn)裝置的是否正常，其次要確保油箱中的油量充足，將耐高溫?zé)犭娕紲囟葌鞲衅鞣胖糜谌紵靽娀鹂?、?shí)驗(yàn)橋梁的內(nèi)部及周?chē)㈦S同于測(cè)試爐膛外部的紅外溫度傳感器一并連接到溫度采集控制儀上，然后按如下操作順序開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：

調(diào)試好溫度采集儀，包括采樣頻率和采樣時(shí)間；

通過(guò)移動(dòng)支持載體將燃燒箱放置在需要做火災(zāi)試驗(yàn)的主梁下面，并固定住，然后啟動(dòng)燃燒程序：燃燒程序啟動(dòng)順序?yàn)椋猴L(fēng)機(jī)、氣泵和油泵；

點(diǎn)火前準(zhǔn)備，必須滿足氣泵壓力大于0.6MP，油泵壓力大于0.6MP，才能進(jìn)行下一步，

開(kāi)啟助燃風(fēng)閥，再開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)，最后開(kāi)油閥，若燃燒不穩(wěn)定要適當(dāng)調(diào)節(jié)助燃空氣閥、壓縮空氣、油閥；

測(cè)試主梁燃燒試驗(yàn)：燃燒嘴同時(shí)開(kāi)啟，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，調(diào)節(jié)風(fēng)閥、噴火角度、噴油量和升降燃燒箱體，在燃燒過(guò)程中，溫度測(cè)溫儀實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)溫度變化值，采樣頻率為0.1HZ，考慮燃燒時(shí)間對(duì)梁的損傷情況，燃燒時(shí)間分為0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、2.5小時(shí)五個(gè)工況，并記錄不同風(fēng)力、不同燃燒強(qiáng)度、不同燃燒位置和不同燃燒時(shí)間下的火災(zāi)梁損傷指標(biāo)；

試驗(yàn)進(jìn)行完畢按照先開(kāi)的后關(guān)，后開(kāi)的先關(guān)的順序進(jìn)行操作。

本發(fā)明的有益效果是：

1、風(fēng)量、風(fēng)向可調(diào)節(jié)，可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行不同工況下的模擬，并采集相應(yīng)的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2、可以單獨(dú)使用，也可車(chē)載使用，可升降和移動(dòng)，滿足不同高度和寬度的橋梁的實(shí)驗(yàn)要求，適用性強(qiáng)。

3、采用開(kāi)口設(shè)置，使得空氣流通，并適時(shí)補(bǔ)充空氣，燃料充分燃燒，安全性高。

4、功能多樣，既能燃燒大型混凝土主梁，又能對(duì)不同尺寸的小型構(gòu)件進(jìn)行單面受火、雙面受火、三面受火試驗(yàn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明燃燒箱體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明燃燒箱體的俯視示意圖。

圖3為本發(fā)明燃燒箱體的斷面示意圖。

圖4為本發(fā)明送風(fēng)系統(tǒng)的空氣調(diào)節(jié)閥的原理圖。

圖5為本發(fā)明燃燒箱體放置在支持載體上的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明支持載體上的第一橫梁及角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖7為本發(fā)明支持載體的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明實(shí)驗(yàn)過(guò)程效果示意圖。

圖9為本發(fā)明需角度調(diào)節(jié)時(shí)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程示意圖。

圖中：1-燃燒箱體，111-固定卡，2-燃燒嘴，31-陶瓷風(fēng)嘴，32-模擬風(fēng)出口，燃燒箱體14-充氣橡膠輪，51-上段立柱，52-下段立柱，53橫梁，61-第一橫梁，62-第二橫梁，7-卡勾，8-平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)，81絲杠、電機(jī)，9-伸縮桿，91電動(dòng)推桿，10-水泵，11-噴頭，12-水箱，13-油箱，14-液壓站，15-空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)，151Y形通道，152L形閥板。

具體實(shí)施方式

如圖1-圖9，一種可以模擬火災(zāi)真實(shí)燃燒場(chǎng)景的配筋混凝土橋梁火災(zāi)損傷機(jī)理與承載力實(shí)驗(yàn)裝置，包括燃燒箱體1、燃燒嘴2、供油系統(tǒng)、氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)、送風(fēng)系統(tǒng)和移動(dòng)支持載體。

燃燒箱體1，采用矩形的鋼箱，在鋼箱內(nèi)設(shè)置耐火磚，耐火磚采用300mm×800mm的耐火磚，形成燃燒箱體1,內(nèi)部空間為測(cè)試爐膛。

在燃燒箱體1的中間位置設(shè)置一個(gè)耐火磚隔斷，將燃燒箱體1內(nèi)部分割為兩個(gè)空間，呈“日”字形。

在燃燒箱體1的側(cè)壁上開(kāi)孔，每一個(gè)孔中安裝一個(gè)燃燒嘴2，燃燒嘴2采用工業(yè)級(jí)燃燒嘴，作為一種通用型號(hào)。

在燃燒箱體1的上端口還設(shè)置有模擬風(fēng)出口，模擬風(fēng)出口采用陶瓷風(fēng)嘴31，安裝在燃燒箱體1的上邊沿，通常設(shè)置為兩排，根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要，對(duì)其進(jìn)行控制，噴出風(fēng)為空氣，用于模擬自然風(fēng)的影響。

陶瓷風(fēng)嘴31角度可調(diào)節(jié)，根據(jù)需要調(diào)節(jié)陶瓷風(fēng)嘴31的角度，用于模擬不同風(fēng)向的情況。陶瓷風(fēng)嘴31與風(fēng)機(jī)送風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行連接，其中的送風(fēng)量可調(diào)節(jié)。

在燃燒箱體1的底部設(shè)置有多個(gè)模擬風(fēng)出口32，可以根據(jù)需要進(jìn)行送風(fēng)， 模擬不同火焰強(qiáng)度下的情況。其中模擬風(fēng)出口32主要用于控制火焰的強(qiáng)度和火焰的剛度。陶瓷風(fēng)嘴31用于控制橫向風(fēng)，使得火焰呈現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)。

供油采用柴油，供油系統(tǒng)包括油箱13、油泵和電噴控制，通過(guò)供油系統(tǒng)向燃燒嘴2供油。

氮?dú)夤?yīng)系統(tǒng)，包括高壓氮?dú)夤藓涂刂齐姶砰y，通過(guò)控制電磁閥控制氮?dú)獾墓?yīng)流量，保證火焰的穩(wěn)定燃燒。

電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔連接不同的管道，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉不同的出氣孔，而進(jìn)氣孔是常開(kāi)的，氣體就會(huì)進(jìn)入不同的管道，然后通過(guò)氣壓來(lái)推動(dòng)氣缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。

送風(fēng)系統(tǒng)，包括風(fēng)機(jī)和空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)15。

所述空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)15的管體為Y形，形成分叉的通道，通道為Y形通道151，總管口與風(fēng)機(jī)連通，兩個(gè)分管口分別與陶瓷風(fēng)嘴和模擬出風(fēng)口進(jìn)行連通，其內(nèi)部有L形閥板152，兩閥板片之間成90°夾角，沿兩閥板片的連接處在閥門(mén)的閥體上有一調(diào)節(jié)桿，樞接連接在通道殼體上，可轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿，使兩閥板片一起轉(zhuǎn)動(dòng)，若將轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)桿旋轉(zhuǎn)至兩極限處，則為陶瓷風(fēng)嘴31和模擬出風(fēng)口32兩處中只有一處可進(jìn)風(fēng)，在其他位置則為調(diào)節(jié)陶瓷風(fēng)嘴31和模擬出風(fēng)口32兩處的進(jìn)風(fēng)量大小。由此空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)15可以控制陶瓷風(fēng)嘴31和模擬出風(fēng)口32兩處的進(jìn)風(fēng)口的啟閉以及送風(fēng)量的大小。

在燃燒箱體1的底部四個(gè)轉(zhuǎn)角處設(shè)置有四個(gè)固定卡111，固定卡111為矩形結(jié)構(gòu)，并在固定卡111附近設(shè)置有加固鋼板。

移動(dòng)支持載體，采用自行走式結(jié)構(gòu)，包括升降機(jī)構(gòu)、水平移動(dòng)底盤(pán)和角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，其中升降機(jī)構(gòu)用于調(diào)節(jié)燃燒箱體1的高度，控制火焰與橋底的距離，水平移動(dòng)底盤(pán)用于控制燃燒箱體1的水平位置，尤其是控制火焰在橋梁橫向上 的位置。角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，用于控制火焰的燃燒角度，模擬不同燃燒狀況下的損傷機(jī)理。

移動(dòng)支持載體采用水平移動(dòng)底盤(pán)，水平移動(dòng)底盤(pán)采用可橫向和縱向行走的電動(dòng)拖車(chē)底盤(pán)，電動(dòng)拖車(chē)底盤(pán)采用帶有剎車(chē)作用的充氣橡膠輪4；另一部分為支持載體，是升降機(jī)構(gòu)和角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，是由若干方鋼通過(guò)焊接和鉸接的方式組合而成，整體為一長(zhǎng)方體框架結(jié)構(gòu)。

水平移動(dòng)底盤(pán)，即在支持架下安裝四個(gè)帶有剎車(chē)作用的充氣橡膠輪4，充氣橡膠輪能夠適應(yīng)復(fù)雜的橋下環(huán)境，方便轉(zhuǎn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，在水平移動(dòng)底盤(pán)上有一個(gè)載物平臺(tái)，將支持載體直接放在載物平臺(tái)上，在支持平臺(tái)的一側(cè)設(shè)置有扶手，方便推動(dòng)移動(dòng)支持載體至模擬橋梁下，容易控制燃燒箱體1的水平位置。

支持載體的底面是一個(gè)長(zhǎng)方形的框架，從長(zhǎng)方形框架的兩條長(zhǎng)邊垂直向上延伸有四根方鋼立柱，四根方鋼立柱分為上下兩段，上面一段立柱的截面邊長(zhǎng)要小于下面的立柱截面邊長(zhǎng)，即上段的立柱可插入下段的立柱內(nèi)，且由液壓缸控制上段立柱51可沿下段立柱52內(nèi)進(jìn)行上下滑動(dòng)，在下段立柱52上設(shè)置有一個(gè)孔，在上段立柱51上設(shè)置有多個(gè)孔，在確定好高度后，若需長(zhǎng)時(shí)間保持此高度，可將銷(xiāo)插入下段立柱52與上端立柱51重合的孔中，以穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。上段立柱通過(guò)橫梁形成上框架，下段立柱通過(guò)橫梁形成下框架。在下段立柱52和上端立柱51的頂部之間分別固定有三根橫梁，分別平行于底面長(zhǎng)方形框架的兩寬和一長(zhǎng)，即共有兩根長(zhǎng)橫梁和四根短橫梁，增加支持載體的穩(wěn)定性，在上下兩根短橫梁之間設(shè)置有液壓缸，由此可以調(diào)節(jié)上下兩橫梁之間的距離，換句話說(shuō)，也就是調(diào)節(jié)火焰與橋底的距離，也就是升降機(jī)構(gòu)。這種機(jī)構(gòu)具有最大的升降空間，以及安裝油箱、水箱的空間，空間布局合理。

角度調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)包括第一橫梁61、第二橫梁和四邊形伸縮結(jié)構(gòu)8，其中，第二橫梁62焊接固定在上述的升降機(jī)構(gòu)的橫梁53上，長(zhǎng)度相同的第二橫梁和橫梁并列焊接固定在一起。第一橫梁和第二橫梁之間鉸接連接，且鉸接點(diǎn)位于后 端，標(biāo)記為A，第二橫梁62與第一橫梁在此處形成剪刀叉，在第一橫梁61的上表面設(shè)置有兩個(gè)卡勾7，所述卡勾7為L(zhǎng)型，與燃燒箱體1底部轉(zhuǎn)角處的固定卡111配合，用來(lái)固定燃燒箱體，其中，為提高燃燒箱體的局部強(qiáng)度，局部進(jìn)行鋼板加強(qiáng)。在第一橫梁和第二橫梁上對(duì)應(yīng)的設(shè)置有安裝槽，用于安裝四邊形伸縮機(jī)構(gòu)8，其中四邊形伸縮機(jī)構(gòu)是由四個(gè)桿件組成的平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，其中的一個(gè)對(duì)角鉸接點(diǎn)分別固定在第二橫梁62與第一橫梁61之間還設(shè)置有平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)8，平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)8的兩個(gè)對(duì)角分別固定在第一橫梁61和第二橫梁62內(nèi)部，另外一對(duì)的對(duì)角所在的軸通過(guò)一個(gè)絲杠、電機(jī)81進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，平行四邊形伸縮結(jié)構(gòu)8進(jìn)行變形，第二橫梁62可繞鉸接A處旋轉(zhuǎn)，來(lái)改變箱體的傾斜角度，從而控制火焰的燃燒角度，也就是角度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，且該機(jī)構(gòu)具有自鎖功能，可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保持在某一角度。根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的目的，最大轉(zhuǎn)動(dòng)45度即可滿足要求。

在上段方鋼立柱上還設(shè)置有噴淋系統(tǒng)，沿著上框架的橫梁的內(nèi)部設(shè)置有伸縮桿9，橫梁53為鍍鋅方鋼管，伸縮桿與橫梁內(nèi)腔之間采用滾動(dòng)輪配合，伸縮桿9由電動(dòng)推桿91控制，伸縮桿9上設(shè)置輸水管道和水泵10，并且在伸縮桿9的前端，沿著伸縮桿9的伸縮方向固定一直桿，并且在直桿的端部設(shè)置有噴頭11，水箱設(shè)置在下框架上，兼有配重的作用，防止傾覆。在不需要用到噴淋系統(tǒng)時(shí)，可利用液壓缸將伸縮桿9收回至橫梁53內(nèi)部。

在支持載體的底面的長(zhǎng)方形框架上，放置有三個(gè)存儲(chǔ)箱，分別為：油箱13、水箱12和液壓站14。油箱13是用來(lái)存儲(chǔ)柴油，通過(guò)供油系統(tǒng)輸送至燃燒嘴2，提供燃燒所需的燃料。水箱12是用來(lái)存儲(chǔ)水，在噴淋系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，打開(kāi)水泵10，由水箱12經(jīng)輸水管送水至噴頭11，進(jìn)行噴淋作業(yè)。液壓站14是用來(lái)存儲(chǔ)液壓油，提供液壓油給液壓缸，保證其工作正常進(jìn)行。

將三個(gè)存儲(chǔ)箱放置在支持載體底面的長(zhǎng)方形框架上，也加強(qiáng)支持載體的穩(wěn)定性。

本發(fā)明的試驗(yàn)方法：

首先檢查好實(shí)驗(yàn)裝置的各個(gè)內(nèi)部裝置是否正常，其次要確保油箱中的油量充足，將耐高溫?zé)犭娕紲囟葌鞲衅鞣胖糜趪娀鹂?、?shí)驗(yàn)構(gòu)件的內(nèi)部及周?chē)㈦S同于測(cè)試爐膛外部的紅外溫度傳感器一并連接到溫度采集控制儀上。按如下操作順序開(kāi)始實(shí)驗(yàn)：

將熱電偶溫度傳感器連接到溫度采集控制儀上，并調(diào)試好溫度采集儀，包括采樣頻率，采樣時(shí)間等。

通過(guò)移動(dòng)支持載體將燃燒箱放置在需要做火災(zāi)試驗(yàn)的主梁下面，并固定住，然后啟動(dòng)燃燒系統(tǒng)。

燃燒系統(tǒng)啟動(dòng)順序?yàn)椋猴L(fēng)機(jī)，氣泵，油泵。

點(diǎn)火前準(zhǔn)備，必須滿足氣泵壓力大于0.6MP，油泵壓力大于0.6MP，才能進(jìn)行下一步。

開(kāi)啟助燃風(fēng)閥，再開(kāi)空氣調(diào)節(jié)閥，最后開(kāi)油閥，若燃燒不穩(wěn)定要適當(dāng)調(diào)節(jié)助燃空氣閥，壓縮空氣，油閥。

混凝土試件燃燒試驗(yàn)方法：(1)若測(cè)試單面受火：開(kāi)啟一個(gè)燃燒嘴的油嘴，燃燒嘴噴出火焰正對(duì)試件一個(gè)面，為防止火焰烘烤側(cè)面，采用耐火磚和耐火土對(duì)其它面進(jìn)行遮擋和保護(hù)。(2)若測(cè)試雙面受火：開(kāi)啟兩個(gè)燃燒嘴的控制油嘴，燃燒嘴噴出火焰正對(duì)試件相鄰兩個(gè)面，為防止火焰烘烤其它側(cè)面，采用耐火磚和耐火土對(duì)其它面進(jìn)行遮擋和保護(hù)。(3)三面受火：開(kāi)啟三個(gè)燃燒嘴，燃燒嘴噴出火焰正對(duì)試件相鄰三個(gè)面，為防止火焰烘烤其它側(cè)面，采用耐火磚和耐火土對(duì)其它面進(jìn)行遮擋和保護(hù)。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、噴油量等方式，實(shí)現(xiàn)不同火災(zāi)強(qiáng)度下試件的受火情況，獲取不同燃燒工況下試件梁的溫度變化規(guī)律和損傷規(guī)律。在燃燒過(guò)程中，溫度測(cè)溫儀實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)溫度變化值，采樣頻率為0.1HZ，考慮燃燒時(shí)間對(duì)試件的損傷情況，燃燒時(shí)間分為0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、2.5小時(shí)五個(gè)工況。通過(guò)燃燒試件的火災(zāi)試驗(yàn)，最終達(dá)到如 下目的：考慮不同燃燒強(qiáng)度和燃燒時(shí)間等因素的影響，獲得單面受火、雙面受火、三面受火工況下試件的溫度傳遞規(guī)律和溫度分布情況，建立試件溫度與燃燒時(shí)間、空間位置參數(shù)的定量計(jì)算公式，從而能定量計(jì)算試件的溫度場(chǎng)。

主梁燃燒試驗(yàn)方法：8個(gè)燃燒嘴同時(shí)開(kāi)啟，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)調(diào)節(jié)風(fēng)閥、燃燒嘴燃燒角度、噴油量、升降燃燒爐等方式，實(shí)現(xiàn)不同工況下梁的受火情況，獲取不同燃燒工況下梁的火災(zāi)損傷規(guī)律。在燃燒過(guò)程中，溫度測(cè)溫儀實(shí)時(shí)采集各點(diǎn)溫度變化值，采樣頻率為0.1HZ，考慮燃燒時(shí)間對(duì)梁的損傷情況，燃燒時(shí)間分為0.5小時(shí)、1小時(shí)、1.5小時(shí)、2小時(shí)、2.5小時(shí)五個(gè)工況。通過(guò)燃燒梁試驗(yàn)，最終達(dá)到如下目的：針對(duì)野外橋梁火災(zāi)特點(diǎn)，考慮不同風(fēng)力、不同燃燒強(qiáng)度、不同燃燒位置和燃燒時(shí)間等因素的影響，建立火災(zāi)梁損傷指標(biāo)體系，從而對(duì)火災(zāi)橋梁損傷狀況進(jìn)行定性和定量評(píng)價(jià)。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求確定所需風(fēng)的位置以及風(fēng)量，調(diào)節(jié)空氣調(diào)節(jié)閥門(mén)，確保實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性。

若需研究滅火過(guò)程或滅火后對(duì)橋梁強(qiáng)度損傷的影響，則可在燃燒時(shí)開(kāi)啟噴淋系統(tǒng)，模擬消防救援實(shí)景，并實(shí)時(shí)記錄所需數(shù)據(jù)，并結(jié)合火災(zāi)梁力學(xué)性能指標(biāo)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，獲得火災(zāi)梁在噴淋冷卻工況下的損傷狀況。

試驗(yàn)進(jìn)行完畢按照先開(kāi)的后關(guān)，后開(kāi)的先關(guān)的順序進(jìn)行合理規(guī)范化的操作，確保實(shí)驗(yàn)過(guò)程萬(wàn)無(wú)一失。

關(guān)閉完燃燒器后，需要對(duì)油路進(jìn)行吹掃，以免堵塞。

如有堵塞，需檢查油嘴，用壓縮空氣進(jìn)行吹掃。

上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)擴(kuò)如本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。