流速水流的模擬，其包括水栗12、噴水法蘭15及具 有多相調(diào)節(jié)器13的氣液增壓栗14 ;所述氣液增壓栗14的輸出端與噴水法蘭15相連接；
[0026] 所述測(cè)試系統(tǒng)，包括四個(gè)智能管道流量計(jì)18和三個(gè)螺旋式流速儀1 ;所述智能管 道流量計(jì)18分別設(shè)置在氣液增壓栗14增壓后的管道和噴水法蘭15上，螺旋式流速儀1分 別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)試件安裝位置的周圍。智能管道流量計(jì)18用于測(cè)試進(jìn)入噴水法蘭15的水流 和從噴水法蘭15噴射出的水流流量，避免氣液增壓栗14和噴水法蘭15的損壞；螺旋式流 速儀1可實(shí)時(shí)監(jiān)控上層水箱4內(nèi)實(shí)驗(yàn)試件安裝位置周圍的水流流速。
[0027] 在所述防回流板9位置的上層水箱4外壁設(shè)置有固定度盤17,在防回流板9上設(shè) 置有回流板旋轉(zhuǎn)指針8,所述回流板旋轉(zhuǎn)指針8與固定度盤17相對(duì)應(yīng)；防回流板9每轉(zhuǎn)過 一定角度，可直接從固定度盤17上讀出角度值。
[0028] 所述水栗12的進(jìn)水口通過連接軟管和卡具與水栗抽水口 10相連接，水栗12的出 水口通過連接軟管和卡具與噴水口 11或氣液增壓栗14的輸入端相連接。
[0029] 所述水栗12采用的型號(hào)為W0RECHI-170F，氣液增壓栗14采用的型號(hào)為STA100， 智能管道流量計(jì)18采用的型號(hào)為LUGB DN-50。
[0030] 采用所述的模擬橋梁水毀實(shí)驗(yàn)的水箱裝置的實(shí)驗(yàn)方法，包括如下步驟：
[0031] 步驟一：將外接水源連接至下層進(jìn)水口 6,打開下層水箱16的閥門5,將水引入下 層水箱16 ;當(dāng)水從上層水箱4的噴水口 11溢出時(shí)，關(guān)閉閥門5 ;
[0032] 步驟二：將實(shí)驗(yàn)試件放入上層水箱4內(nèi)，按實(shí)驗(yàn)要求固定在安裝位置上；
[0033] 步驟三：將水栗12的出水口與上層水箱4的噴水口 11相連接，啟動(dòng)水栗12,將下 層水箱16內(nèi)的水通過水栗抽水口 10抽出，并通過上層水箱4的噴水口 11注入上層水箱4， 達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求給定的水面高度時(shí)，關(guān)閉水栗12 ;
[0034] 步驟四：斷開水栗12出水口與噴水口 11之間的連接，將水栗12出水口與氣液增 壓栗14的輸入端相連接，并將噴水法蘭15連接至上層水箱4的噴水口 11 ;啟動(dòng)水栗12和 螺旋式流速儀1，通過多相調(diào)節(jié)器13調(diào)節(jié)水流流速至實(shí)驗(yàn)要求的流速，當(dāng)水流改變時(shí)螺旋 式流速儀1的讀數(shù)將會(huì)改變，當(dāng)滿足實(shí)驗(yàn)要求的流速時(shí)，停止調(diào)節(jié)多相調(diào)節(jié)器13使水流流 速固定；根據(jù)螺旋式流速儀1的讀數(shù)調(diào)節(jié)防回流板9,即通過外接直流電機(jī)變壓器向低壓直 流電機(jī)2輸入直流電，低壓直流電機(jī)2的動(dòng)力輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而通過軟鋼絲繩3拉動(dòng)防回流 板9繞其旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，并通過固定度盤17和回流板旋轉(zhuǎn)指針8讀取防回流板9的旋轉(zhuǎn)角度； 當(dāng)螺旋式流速儀1的讀數(shù)顯示上層水箱4內(nèi)水流無回流及側(cè)向環(huán)流時(shí)，制動(dòng)防回流板9的 低壓直流電機(jī)2，此時(shí)即可進(jìn)行相關(guān)模擬實(shí)驗(yàn)。
[0035] 實(shí)施例1
[0036] 本實(shí)施例中對(duì)橋梁路橋結(jié)合部位進(jìn)行水毀模型試驗(yàn)研究。根據(jù)河床幾何特征、河 流流速、路橋結(jié)合部位工程特征等因素，當(dāng)選擇當(dāng)橋臺(tái)高度為5m時(shí)，幾何相似比為25 ;當(dāng) 橋臺(tái)高度為IOm時(shí)，幾何相似比為50,水流速度相似比則分別為5和7,即試驗(yàn)流速：實(shí)際 流速=1 : 5(或1 : 7)，模型試驗(yàn)的流速為原型的五分之一或七分之一。設(shè)計(jì)了六種工況 的相似試驗(yàn)，具體工況見表1。
[0037] 表1路橋結(jié)合部位的水毀模型試驗(yàn)工況
[0039] 注：模型長度為路橋結(jié)合部位伸入河道的阻水段相似長度；水位高度為路橋結(jié)合 部位伸入河道的阻水段相似高度；挑角為路橋結(jié)合部位與河流的交角；端頭為路橋結(jié)合部 位入水側(cè)的形狀；時(shí)間為水流沖刷時(shí)間；防護(hù)為路橋結(jié)合部位表面采用的防水毀構(gòu)造措 施；坡比為路橋結(jié)合部位高度與寬度的比。
[0040] 試驗(yàn)過程為：將外接水源連接至下層進(jìn)水口 6,打開下層水箱16的閥門5,將水引 入下層水箱16 ;當(dāng)水從上層水箱4的噴水口 11溢出時(shí)，關(guān)閉閥門5。將由硅砂、水泥及石膏 拌合的路橋結(jié)合部位實(shí)驗(yàn)試件模型體放入上層水箱4內(nèi)，按實(shí)驗(yàn)要求固定在安裝位置上； 將水栗12的出水口與上層水箱4的噴水口 11相連接，經(jīng)12小時(shí)穩(wěn)定后，啟動(dòng)水栗12,將 下層水箱16內(nèi)的水通過水栗抽水口 10抽出，并通過上層水箱4的噴水口 11注入上層水箱 4,達(dá)到實(shí)驗(yàn)要求給定的水面高度15cm(工況1、3、4、5、6)或17〇11(工況2)時(shí)，關(guān)閉水栗12; 斷開水栗12出水口與噴水口 11之間的連接，將水栗12出水口與氣液增壓栗14的輸入端 相連接，并將噴水法蘭15連接至上層水箱4的噴水口 11 ;啟動(dòng)水栗12和螺旋式流速儀1， 水流經(jīng)水栗12、氣液增壓栗14和噴水法蘭15注入上層水箱4,應(yīng)用智能管道流量計(jì)18監(jiān) 控水流流量的均勻性，通過多相調(diào)節(jié)器13調(diào)節(jié)水流流速至實(shí)驗(yàn)要求的流速并固定；根據(jù)螺 旋式流速儀1的讀數(shù)調(diào)節(jié)防回流板9 ;當(dāng)螺旋式流速儀1的讀數(shù)顯示上層水箱4內(nèi)水流無 回流及側(cè)向環(huán)流，并且水流流速達(dá)到0. 3~0. 6m/s時(shí)，制動(dòng)防回流板9的低壓直流電機(jī)2， 此時(shí)即可進(jìn)行橋梁水毀試驗(yàn)。此時(shí)開始，并記錄相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0041] 以工況5為例，路橋結(jié)合部位水毀試驗(yàn)的迎水面和背水面堆積物厚度見表2。
[0042] 表2路橋結(jié)合部位水毀試驗(yàn)工況5的堆積物情況
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種模擬橋梁水毀實(shí)驗(yàn)的水箱裝置，其特征在于包括槽體防回流系統(tǒng)、自循環(huán)系統(tǒng)、 模擬水流系統(tǒng)及測(cè)試系統(tǒng)； 所述槽體防回流系統(tǒng)，包括防回流板，防回流板的下端通過旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在上層水箱內(nèi)， 在上層水箱的內(nèi)側(cè)軸向?qū)ΨQ設(shè)置有兩個(gè)低壓直流電機(jī)，兩個(gè)低壓直流電機(jī)的動(dòng)力輸出軸分 別與兩條軟鋼絲繩的一端相連接，軟鋼絲繩的另一端分別與防回流板的上端相連接；所述 低壓直流電機(jī)與外接直流電機(jī)變壓器相連接； 所述自循環(huán)系統(tǒng)，包括上層水箱、下層水箱、獨(dú)立防震裝置及水栗；所述上層水箱設(shè)置 在下層水箱的上方，在上層水箱的左端面上設(shè)置有噴水口，在上層水箱與下層水箱之間的 隔板的右側(cè)設(shè)置有循環(huán)出水口；在下層水箱的左端面上設(shè)置有水栗抽水口，在下層水箱的 右端面上設(shè)置有下層進(jìn)水口，在下層進(jìn)水口處設(shè)置有閥門；所述水栗設(shè)置在獨(dú)立防震裝置 上，水栗的進(jìn)水口與下層水箱的水栗抽水口相連接； 所述模擬水流系統(tǒng)，包括水栗、噴水法蘭及具有多相調(diào)節(jié)器的氣液增壓栗；所述氣液增 壓栗的輸出端與噴水法蘭相連接； 所述測(cè)試系統(tǒng)，包括若干個(gè)智能管道流量計(jì)和螺旋式流速儀；所述智能管道流量計(jì)分 別設(shè)置在氣液增壓栗增壓后的管道和噴水法蘭上，螺旋式流速儀分別設(shè)置在實(shí)驗(yàn)試件安裝 位置的周圍。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬橋梁水毀實(shí)驗(yàn)的水箱裝置，其特征在于在所述防回流板 位置的上層水箱外壁設(shè)置有固定度盤，在防回流板上設(shè)置有回流板旋轉(zhuǎn)指針，所述回流板 旋轉(zhuǎn)指針與固定度盤相對(duì)應(yīng)。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬橋梁水毀實(shí)驗(yàn)的水箱裝置，其特征在于所述水栗的進(jìn)水 口通過連接軟管和卡具與水栗抽水口相連接，水栗的出水口通過連接軟管和卡具與噴水口 或氣液增壓栗的輸入端相連接。
【專利摘要】一種模擬橋梁水毀實(shí)驗(yàn)的水箱裝置，屬于橋梁水毀破壞實(shí)驗(yàn)研究技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型的槽體防回流系統(tǒng)包括防回流板，兩個(gè)低壓直流電機(jī)分別與兩條軟鋼絲繩的一端相連接，軟鋼絲繩的另一端分別與防回流板的上端相連；自循環(huán)系統(tǒng)的上層水箱設(shè)置在下層水箱的上方，在上層水箱的左端面上設(shè)置有噴水口，在上層水箱與下層水箱之間的隔板的右側(cè)設(shè)置有循環(huán)出水口；在下層水箱的左端面上設(shè)置有水泵抽水口，在下層水箱右端面上設(shè)置具有閥門的下層進(jìn)水口；水泵的進(jìn)水口與水泵抽水口相連；模擬水流系統(tǒng)包括水泵、噴水法蘭及具有多相調(diào)節(jié)器的氣液增壓泵；所述氣液增壓泵的輸出端與噴水法蘭相連接；測(cè)試系統(tǒng)，包括若干個(gè)智能管道流量計(jì)和螺旋式流速儀。
【IPC分類】G01N3/02, G01N3/56
【公開號(hào)】CN204882206
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520383556
【發(fā)明人】王家偉, 周宇彬, 郎俊彪, 王笑二, 楊柏, 孫首印, 董天文, 金佳旭, 董姝言, 張二軍
【申請(qǐng)人】中冶沈勘工程技術(shù)有限公司, 遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【公開日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2015年6月4日