公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，包括可調(diào)節(jié)縱坡的主體支撐系統(tǒng)、設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板組件和拱形隧道罩、用于向路面板組件供水的水循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明能夠滿足公路隧道洞口段泄洪研究的需求，為科研工作、理論研究提供試驗(yàn)基礎(chǔ)，為公路隧道泄洪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，參數(shù)取值提供依據(jù)，保證設(shè)計(jì)的合理有效，減小或避免暴雨對隧道甚至是道路交通系統(tǒng)的危害，保障公路隧道在暴雨條件下的運(yùn)營順暢和運(yùn)營安全。
【專利說明】
公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及公路隧道防災(zāi)減災(zāi)領(lǐng)域，特別涉及一種公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]在新特性暴雨?duì)顩r下，雨水容易在公路隧道洞口處匯集并涌入隧道洞內(nèi)，隧道防排水系統(tǒng)不能及時(shí)排走路面積水，導(dǎo)致隧道遭受洪澇災(zāi)害。而人們對于公路隧道在暴雨?duì)顩r下屢屢遭受洪澇災(zāi)害的問題重視不夠，為了解決個(gè)別問題，僅僅是通過加大排水設(shè)施尺寸的方式，而沒有考慮到從整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造。為了避免隧道遭受洪澇災(zāi)害的發(fā)生，有必要建立一套公路隧道洞口段泄洪系統(tǒng)，將涌入隧道洞內(nèi)的大量雨水在流經(jīng)隧道洞口段時(shí)排放出去，從而保證道路隧道的正常通行。目前國內(nèi)外還沒有這方面的研究，需要通過建立一套試驗(yàn)?zāi)Ｐ停兄陂_展隧道洞口段泄洪研究。
[0003]因此，急需開發(fā)一種公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，能夠滿足公路隧道洞口段泄洪研究的需求，為科研工作、理論研究提供試驗(yàn)基礎(chǔ)，為公路隧道泄洪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，參數(shù)取值提供依據(jù)，保證設(shè)計(jì)的合理有效，減小或避免暴雨對隧道甚至是道路交通系統(tǒng)的危害，保障公路隧道在暴雨條件下的運(yùn)營順暢和運(yùn)營安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，能夠滿足公路隧道洞口段泄洪研究的需求，為科研工作、理論研究提供試驗(yàn)基礎(chǔ)，為公路隧道泄洪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，參數(shù)取值提供依據(jù)，保證設(shè)計(jì)的合理有效，減小或避免暴雨對隧道甚至是道路交通系統(tǒng)的危害，保障公路隧道在暴雨條件下的運(yùn)營順暢和運(yùn)營安全。
[0005]本發(fā)明的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，包括可調(diào)節(jié)縱坡的主體支撐系統(tǒng)、設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板組件和拱形隧道罩、用于向路面板組件供水的水循環(huán)系統(tǒng)，所述路面板組件包括沿縱向并排設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板I和路面板II，所述路面板I上設(shè)有若干排水孔，所述拱形隧道罩位于路面板I上方，所述水循環(huán)系統(tǒng)包括注水槽、儲水槽、排水槽、水栗組件、供水管，所述注水槽固定于主體支撐系統(tǒng)頂部且位于路面板II上方，所述注水槽設(shè)置有向路面板II供水的出水口，所述儲水槽位于主體支撐系統(tǒng)下方通過供水管與注水槽連通，所述水栗組件設(shè)置在供水管上，所述排水槽固定于主體支撐系統(tǒng)底部且位于路面板I下方，排水槽內(nèi)部與路面板I上的排水孔連通，排水槽一側(cè)設(shè)有向儲水槽排水的排水口。
[0006]進(jìn)一步，所述主體支撐系統(tǒng)包括主框架、設(shè)置于主框架底部的立柱、用于調(diào)節(jié)主體支撐系統(tǒng)縱坡的升降機(jī)，所述主框架為由兩個(gè)縱梁和兩個(gè)主橫梁構(gòu)成的矩形框架，兩個(gè)縱梁之間沿縱向間隔設(shè)置有多個(gè)平行于主橫梁的橫支撐梁，所述立柱為兩組，兩組立柱分別固定于縱梁底部，其中一組立柱位于路面板I下方，另一組立柱位于路面板II下方，每組立柱為兩個(gè)，每組的兩個(gè)立柱對稱設(shè)置在兩個(gè)縱梁上，所述升降機(jī)為兩個(gè)，兩個(gè)升降機(jī)分別固定于位于路面板I下方的一組立柱的底部。
[0007]進(jìn)一步，每組的兩個(gè)立柱之間固定有橫加強(qiáng)梁，所述立柱為兩段式結(jié)構(gòu)，立柱上段的上端與縱梁底部焊接固定，上段下端通過銷釘與下段上端連接，所述立柱上段與縱梁連接處設(shè)置有加勁肋I。
[0008]進(jìn)一步，兩個(gè)升降機(jī)之間通過連接軸同步傳動(dòng)，兩個(gè)升降機(jī)分別固定于所對應(yīng)的立柱下段底部。
[0009]進(jìn)一步，所述升降機(jī)為手搖式蝸輪絲桿升降機(jī)。
[0010]進(jìn)一步，所述路面板I和路面板II分別可拆卸式固定在橫支撐梁上，路面板I與路面板I1、路面板I與橫支撐梁、路面板II與橫支撐梁之間的接縫處填充有堵漏劑。
[0011]進(jìn)一步，所述路面板I和路面板II均為木板，路面板I和路面板II的外表面涂刷有水泥混凝土層。
[0012]進(jìn)一步，所述注水槽的出水口開設(shè)于注水槽的內(nèi)側(cè)壁上，所述注水槽底部固定于縱梁上，該注水槽與縱梁的連接處設(shè)置有加勁肋II。
[0013]進(jìn)一步，所述排水槽頂部固定于縱梁上，該排水槽位于儲水槽上方的一側(cè)槽壁敞開形成排水口，所述排水槽底壁為向儲水槽口端傾斜的傾斜面。
[0014]進(jìn)一步，所述儲水槽兩側(cè)分別通過一供水管與排水槽連通，各供水管上分別設(shè)置有水栗組件，所述水栗組件位于供水管靠近儲水槽的一端，所述水栗組件包括水栗、與水栗連接的水閘和流量表。
[0015]本發(fā)明的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，能夠滿足公路隧道洞口段泄洪研究的需求，為科研工作、理論研究提供試驗(yàn)基礎(chǔ)，為公路隧道泄洪系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，參數(shù)取值提供依據(jù)，保證設(shè)計(jì)的合理有效，減小或避免暴雨對隧道甚至是道路交通系統(tǒng)的危害，保障公路隧道在暴雨條件下的運(yùn)營順暢和運(yùn)營安全。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述:
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為圖1的A-A向示意圖；
[0019]圖3為圖1的B-B向示意圖；
[0020]圖4為圖1的C-C向示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的A-A向示意圖，圖3為圖1的B-B向示意圖，圖4為圖1的C-C向示意圖，如圖所示:本實(shí)施例的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，包括可調(diào)節(jié)縱坡的主體支撐系統(tǒng)、設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板組件和拱形隧道罩1、用于向路面板組件供水的水循環(huán)系統(tǒng)，所述路面板組件包括沿縱向并排設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板12和路面板113，所述路面板12上設(shè)有若干排水孔4，各排水孔4的孔徑和各排水孔4之間的間距可根據(jù)試驗(yàn)需要進(jìn)行設(shè)置，以滿足不同排水泄洪條件，排水孔4的布置方式可根據(jù)實(shí)際路面情況進(jìn)行設(shè)置，如梅花形布置等，路面板12用于模擬隧道內(nèi)路面，即泄洪路面，路面板113用于模擬隧道外路面，通過調(diào)節(jié)主體支撐系統(tǒng)的縱坡，使水沿路面板113流向路面板12;所述拱形隧道罩I位于路面板12上方，拱形隧道罩I采用透明亞克力外殼輔以彎曲成拱形的方管內(nèi)襯制作，彎曲成拱形的方管每間隔Im與主體支撐系統(tǒng)焊接;所述水循環(huán)系統(tǒng)包括注水槽5、儲水槽6、排水槽7、水栗組件、供水管8，所述注水槽5固定于主體支撐系統(tǒng)頂部且位于路面板113上方，所述注水槽5設(shè)置有向路面板113供水的出水口 9，所述儲水槽6位于主體支撐系統(tǒng)下方通過供水管8與注水槽5連通，所述水栗組件設(shè)置在供水管8上，所述排水槽7固定于主體支撐系統(tǒng)底部且位于路面板12下方，排水槽7內(nèi)部與路面板12上的排水孔4連通，排水槽7—側(cè)設(shè)有向儲水槽6排水的排水口 11，使用時(shí)，儲水槽6內(nèi)預(yù)先儲蓄一定量的水，通過水栗組件工作，將儲水槽6內(nèi)的水通過供水管8輸送到注水槽5內(nèi)，流入注水槽5內(nèi)的水通過出水口 9較均勻的流向路面板113，路面板113的水流沿著主體支撐系統(tǒng)的縱坡流向路面板12，通過路面板12上設(shè)置的排水孔4實(shí)現(xiàn)模擬泄洪試驗(yàn)，同時(shí)從排水孔4流出的水能夠流入排水槽7內(nèi)，排水槽7中的水再通過排水口 11回流至儲水槽6中，形成水循環(huán)。
[0022]本實(shí)施例中，所述主體支撐系統(tǒng)包括主框架、設(shè)置于主框架底部的立柱12、用于調(diào)節(jié)主體支撐系統(tǒng)縱坡的升降機(jī)13，所述主框架為由兩個(gè)縱梁14和兩個(gè)主橫梁15構(gòu)成的矩形框架，兩個(gè)縱梁14之間沿縱向間隔設(shè)置有多個(gè)平行于主橫梁15的橫支撐梁16，所述立柱12為兩組，兩組立柱12分別固定于縱梁14底部，其中一組立柱位于路面板12下方，另一組立柱位于路面板113下方，每組立柱為兩個(gè)，每組的兩個(gè)立柱對稱設(shè)置在兩個(gè)縱梁14上，所述升降機(jī)13為兩個(gè)，兩個(gè)升降機(jī)13分別固定于位于路面板12下方的一組立柱的底部，通過升降機(jī)來調(diào)節(jié)主體支撐系統(tǒng)的縱坡，本實(shí)施例的縱梁14、主橫梁15、立柱12均采用22#a槽鋼，橫支撐梁16采用10#槽鋼，縱梁14、主橫梁15、立柱12、橫支撐梁16通過焊接固定，橫支撐梁16兩端與各縱梁14連接處通過螺栓連接有4#角鋼，以提高連接強(qiáng)度，連接牢固，承重效果好。
[0023]本實(shí)施例中，每組的兩個(gè)立柱12之間固定有橫加強(qiáng)梁17，橫加強(qiáng)梁17采用22#a槽鋼，橫加強(qiáng)梁17的兩端分別與對應(yīng)的立柱12焊接固定，所述立柱12為兩段式結(jié)構(gòu)，立柱12上段的上端與縱梁14底部焊接固定，上段下端通過銷釘18與下段上端連接，所述立柱12上段與縱梁14連接處設(shè)置有加勁肋119，加勁肋119采用4#角鋼，以提高支撐強(qiáng)度。
[0024]本實(shí)施例中，兩個(gè)升降機(jī)13之間通過連接軸20同步傳動(dòng)，兩個(gè)升降機(jī)13分別固定于所對應(yīng)的立柱12下段底部，兩個(gè)升降機(jī)13的頂部固定有橫連接梁，橫連接梁采用22#a槽鋼，兩個(gè)升降機(jī)13通過橫連接梁與立柱12固定連接，以保證兩個(gè)升降機(jī)13能夠位于同一高度，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)升降機(jī)13同步升降;本實(shí)施例的用于連接升降機(jī)13的立柱12，其上段和下段上設(shè)有的用于安裝銷釘18的銷釘安裝孔內(nèi)預(yù)留有供銷釘18橫向滑動(dòng)的滑槽，使升降機(jī)13進(jìn)行升降時(shí)，銷釘18可以沿滑槽滑動(dòng)，避免強(qiáng)制升降造成的結(jié)構(gòu)變形。
[0025]本實(shí)施例中，所述升降機(jī)13為手搖式蝸輪絲桿升降機(jī)，升降機(jī)13底部固定在地面上，地面上預(yù)留有供絲桿通過的孔洞，為絲桿的上下升降提供空間。
[0026]本實(shí)施例中，所述路面板12和路面板113分別可拆卸式固定在橫支撐梁16上，路面板113通過螺釘固定在橫支撐梁16上，以保證路面的平整，路面板12可先根據(jù)使用需要加工好后，再拼裝固定在橫支撐梁16上，方便安裝和更換;路面板12與路面板113、路面板12與橫支撐梁16、路面板113與橫支撐梁16之間的接縫處填充有堵漏劑，防止試驗(yàn)時(shí)水流從排水孔4以外的地方流出，影響試驗(yàn)結(jié)果。
[0027]本實(shí)施例中，所述路面板12和路面板113均為木板，以滿足不同工況的實(shí)驗(yàn)要求；路面板12和路面板113的外表面涂刷有水泥混凝土層，本實(shí)施例的路面板12和路面板113由1mm厚的五層板和普通水泥砂漿層組成，以模擬實(shí)際道路路面。
[0028]本實(shí)施例中，所述注水槽5的出水口 9開設(shè)于注水槽5的內(nèi)側(cè)壁上，出水口 9位于注水槽5內(nèi)側(cè)壁靠近底壁處，使注水槽5內(nèi)能夠先儲存一定量的水，待注水槽5內(nèi)水位達(dá)到一定高度便自動(dòng)從出水口9流出并沿出水口 9較為均勻的流向路面板113，以模擬洪水從各個(gè)方向流向路面板113進(jìn)行泄洪模擬試驗(yàn);所述注水槽5底部固定于縱梁14上，該注水槽5與縱梁14的連接處設(shè)置有加勁肋1121，加勁肋1121采用4#角鋼，以提高連接強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)牢靠。
[0029]本實(shí)施例中，所述排水槽7頂部固定于縱梁14上，排水槽7頂面敞開并焊接固定在縱梁14底部，使通過排水孔4進(jìn)行模擬泄洪后的水能夠流入排水槽7內(nèi)，該排水槽7位于儲水槽6上方的一側(cè)槽壁敞開形成排水口 11，所述排水槽7底壁為向儲水槽6 口端傾斜的傾斜面，使流入排水槽7內(nèi)的水能夠沿著傾斜面從排水口 11回流入儲水槽6內(nèi)，以達(dá)到水循環(huán)的目的。
[0030]本實(shí)施例中，所述儲水槽6兩側(cè)分別通過一供水管8與排水槽7連通，各供水管8上分別設(shè)置有水栗組件，通過設(shè)置兩組水栗組件，以保證模擬的洪水初始狀態(tài)較為均勻，同時(shí)能夠確保供水穩(wěn)定性;所述水栗組件位于供水管8靠近儲水槽6的一端，所述水栗組件包括水栗10、與水栗10連接的水閘和流量表，水閘用于調(diào)節(jié)水栗的水流量，流量表用于讀出水流量的大小，以便于控制和調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的進(jìn)水量。
[0031 ]本發(fā)明公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，以梅花形布置排水孔為例，可通過調(diào)整供水量、改變路面排水孔孔徑和間距、調(diào)節(jié)路面縱坡等來模擬不同工況下的隧道洞口段泄洪，可進(jìn)行以下試驗(yàn):
[0032]①模擬同降雨量、路面縱坡、排水孔孔徑、排水孔間距等因素對公路隧道洞口段泄洪效果的影響試驗(yàn)；
[0033]②公路隧道洞口段泄洪結(jié)構(gòu)型式可靠性的試驗(yàn)；
[0034]③試研究公路隧道的防洪設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
[0035]通過開展一系列的試驗(yàn)，從而獲得相關(guān)的試驗(yàn)測試數(shù)據(jù)，最終通過統(tǒng)計(jì)、計(jì)算與分析，達(dá)到試驗(yàn)?zāi)康摹?br>[0036]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:包括可調(diào)節(jié)縱坡的主體支撐系統(tǒng)、設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板組件和拱形隧道罩、用于向路面板組件供水的水循環(huán)系統(tǒng)，所述路面板組件包括沿縱向并排設(shè)置在主體支撐系統(tǒng)上的路面板I和路面板II，所述路面板I上設(shè)有若干排水孔，所述拱形隧道罩位于路面板I上方，所述水循環(huán)系統(tǒng)包括注水槽、儲水槽、排水槽、水栗組件、供水管，所述注水槽固定于主體支撐系統(tǒng)頂部且位于路面板II上方，所述注水槽設(shè)置有向路面板II供水的出水口，所述儲水槽位于主體支撐系統(tǒng)下方通過供水管與注水槽連通，所述水栗組件設(shè)置在供水管上，所述排水槽固定于主體支撐系統(tǒng)底部且位于路面板I下方，排水槽內(nèi)部與路面板I上的排水孔連通，排水槽一側(cè)設(shè)有向儲水槽排水的排水口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述主體支撐系統(tǒng)包括主框架、設(shè)置于主框架底部的立柱、用于調(diào)節(jié)主體支撐系統(tǒng)縱坡的升降機(jī)，所述主框架為由兩個(gè)縱梁和兩個(gè)主橫梁構(gòu)成的矩形框架，兩個(gè)縱梁之間沿縱向間隔設(shè)置有多個(gè)平行于主橫梁的橫支撐梁，所述立柱為兩組，兩組立柱分別固定于縱梁底部，其中一組立柱位于路面板I下方，另一組立柱位于路面板II下方，每組立柱為兩個(gè)，每組的兩個(gè)立柱對稱設(shè)置在兩個(gè)縱梁上，所述升降機(jī)為兩個(gè)，兩個(gè)升降機(jī)分別固定于位于路面板I下方的一組立柱的底部。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:每組的兩個(gè)立柱之間固定有橫加強(qiáng)梁，所述立柱為兩段式結(jié)構(gòu)，立柱上段的上端與縱梁底部焊接固定，上段下端通過銷釘與下段上端連接，所述立柱上段與縱梁連接處設(shè)置有加勁肋I。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:兩個(gè)升降機(jī)之間通過連接軸同步傳動(dòng)，兩個(gè)升降機(jī)分別固定于所對應(yīng)的立柱下段底部。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述升降機(jī)為手搖式蝸輪絲桿升降機(jī)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述路面板I和路面板II分別可拆卸式固定在橫支撐梁上，路面板I與路面板I1、路面板I與橫支撐梁、路面板II與橫支撐梁之間的接縫處填充有堵漏劑。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述路面板I和路面板II均為木板，路面板I和路面板II的外表面涂刷有水泥混凝土層。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述注水槽的出水口開設(shè)于注水槽的內(nèi)側(cè)壁上，所述注水槽底部固定于縱梁上，該注水槽與縱梁的連接處設(shè)置有加勁肋II。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述排水槽頂部固定于縱梁上，該排水槽位于儲水槽上方的一側(cè)槽壁敞開形成排水口，所述排水槽底壁為向儲水槽口端傾斜的傾斜面。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的公路隧道洞口段泄洪模型試驗(yàn)裝置，其特征在于:所述儲水槽兩側(cè)分別通過一供水管與排水槽連通，各供水管上分別設(shè)置有水栗組件，所述水栗組件位于供水管靠近儲水槽的一端，所述水栗組件包括水栗、與水栗連接的水閘和流量表。
【文檔編號】G01M10/00GK106017859SQ201610303892
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月10日
【發(fā)明人】蔣樹屏, 吳夢軍, 丁浩, 向召, 曹更任, 王旭, 王建華, 李勤熙
【申請人】招商局重慶交通科研設(shè)計(jì)院有限公司