一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置
1.技术领域：本发明属于工程结构试验技术领域，尤其涉及一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置。
2.
背景技术：土木结构在其全寿命服役期间内不可避免的会遭遇撞击，并引发爆炸。比如车船撞击桥墩引发爆炸，桥梁作为交通生命线工程的重要组成部分，一旦遭遇到损伤破坏甚至倒塌，将直接造成区域交通联系中断，进而导致物资运输延误、影响伤员运送和加重灾情发展等一系负面连锁效应，对社会经济造成损失。但是，长期以来对于撞击引发爆炸作用只能用数值仿真的手段研究，缺乏结构试验这一土木工程研究中的关键手段，无法对结构在该工况下的力学性能进行直观考察，也无法获得结构在横向撞击、爆炸冲击以及爆炸导致的高温等耦合作用下的力学性能指标，导致研究成果缺乏验证手段、可靠性不足。因此，有必要提出一种可在实验室安全进行的服役荷载下结构构件遭遇横向撞击并引发爆炸的试验装置。
3.
技术实现要素：本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，设计合理，能较为真实地反映结构遭遇横向撞击引发爆炸的荷载工况。
4.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，包括冲击组件、防护箱体、轴向载荷加载组件、爆炸引发组件以及数据采集组件，所述防护箱体的左、右两侧分别设有固定支座和活动支座，所述固定支座与活动支座之间固定有沿横向贯穿防护箱体的试件；所述爆炸引发组件设置在防护箱体的顶部，爆炸引发组件与设置在防护箱体底部的炸药相连接；所述冲击组件设于防护箱体的上方，当冲击组件的冲击端向下撞击爆炸引发组件后，爆炸引发组件向下撞击试件并触发炸药爆炸；所述轴向载荷加载组件与活动支座相连接，轴向载荷组件通过活动支座对试件施加轴向载荷；所述数据采集组件包括采集传感器和摄像单元，所述采集传感器设置在试件上，所述摄像单元设于防护箱体的外侧并用于拍摄试件的变形过程。
5.进一步的，所述轴向载荷加载组件包括多根分布在防护箱体外侧且横向设置的加载杆，所述加载杆的左、右两端分别滑动贯穿固定支座和活动支座，所述固定支座上设置有用于驱动加载杆沿横向移动的驱动件，所述活动支座与加载杆的右端之间设置有可沿横向变形的弹性件，当驱动件驱动加载杆沿横向向左移动时，弹性件处于受压状态。
6.进一步的，所述驱动件包括与多根加载杆的位置相对应的多个油泵千斤顶，所述油泵千斤顶横向设置，油泵千斤顶的伸缩端朝左伸出并与加载杆的左端相连接；所述弹性件包括与多根加载杆的位置相对应的多个碟形弹簧，所述碟形弹簧套设在加载杆的右端外侧，碟形弹簧的右端与加载杆相连接，碟形弹簧的左端与活动支座的右侧面相连接。
7.进一步的，所述固定支座固定在刚性平台上，所述活动支座通过横向滑动件与刚性平台沿横向滑动配合。
8.进一步的，所述防护箱体的顶面中部开设有竖向通孔；所述爆炸引发组件包括冲击转换头、爆炸引发器以及炸药引线，所述炸药引线的下端与炸药相连接，炸药引线的上端与设置在试件背爆面的爆炸引发器相连接；所述冲击转换头设置在竖向通孔内且与冲击组件的冲击端相对应，冲击转换头的下端侧壁固定有用于与爆炸引发器相接触的触发杆，当冲击转换头受到冲击组件的冲击端撞击后向下移动，触发杆与爆炸引发器相接触。
9.进一步的，所述竖向通孔的侧壁与冲击转换头的周侧壁之间连接有若干个竖向卡扣，竖向通孔的侧壁还设置有若干个沿竖向分布的滑轮组，冲击转换头的周侧壁设有与若干个滑轮组位置相对应的竖向滑轨，当冲击转换头向下移动时，所述竖向滑轨与滑轮组滑动配合。
10.进一步的，所述防护箱体由多块防护板制成并呈长方体状，所述防护板包括从外往内以此设置的外钢板、混凝土、内钢板以及石棉板。
11.进一步的，所述防护箱体的前后侧壁均设有拍摄窗口，所述拍摄窗口内安装有防爆玻璃；所述摄像单元包括一对前后分布的高速摄像机，所述高速摄像机安装在相机支架上，高速摄像机与拍摄窗口相正对；所述采集传感器包括加速度传感器、超压传感器以及热电偶，所述超压传感器设置在试件迎爆面；所述加速度传感器设置在试件背爆面；所述热电偶设于试件的表面。
12.进一步的，所述冲击组件为落锤式冲击试验机，所述落锤式冲击试验机包括试验机架、竖直设置在试验机架内部的一对钢轨滑道、与钢轨滑道滑动配合的落锤，所述试验机架的顶部安装有卷扬机，所述卷扬机的卷绕端通过钢丝绳与落锤相连接，卷扬机采用电磁阀控制；所述落锤的上端安装有配重块。
13.本发明采用的另外一种技术方案是：一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验方法，包含如下步骤：步骤s1：将加速度传感器设置在试件的背爆面，且加速度传感器通过焊接在试件外钢管上的钢底座实现固定；在试件的迎爆面布置超压传感器；将热电偶固定于试件的表面；步骤s2：将试件的两端分别穿过防护箱体的左右侧壁，将试件的左端通过螺栓固定在固定支座的右侧面上，同时将试件支撑起来，保持水平放置；接着移动活动支座，将试件的右端通过螺栓固定在活动支座的左侧面；步骤s3：将爆炸引发器固定在试件的背爆面，用炸药引线连接炸药和爆炸引发器；步骤s4：装配防护箱体；步骤s5：将高速摄像机架设在相机支架布置于防护箱体的前后两侧，高速摄像机通过防爆玻璃进行实时拍摄；步骤s6：启动油泵千斤顶，油泵千斤顶驱动加载杆朝左侧移动，加载杆通过碟形弹簧对活动支座和试件施加轴向载荷，碟形弹簧处于压缩状态储存弹性势能；步骤s7：卷扬机提升落锤，之后通过电磁阀控制卷扬机断电并释放落锤，落锤向下撞击冲击转换头，撞开竖向卡扣，同时将动能传递到冲击转换头上，冲击转换头顺滑轮组下滑并作用于试件上，冲击转换头下落的过程通过触发杆触发爆炸引发器，引发爆炸；同时，通过加速度传感器、超压传感器和热电偶分别采集试件的加速度响应、爆炸冲击波和试件表面温度，并通过高速摄像机记录试件的全过程变形。
14.与现有技术相比，本发明具有以下效果：本发明结构设计合理，在模拟撞击与爆炸的同时，使得试验能够在实验室内进行，对于研究结构在撞击引发爆炸作用下的性能具有重要意义。
15.附图说明：图1是本发明实施例的主视构造示意图；图2是图1中省略防护箱体前端的构造示意图；图3是本发明实施例中的左视构造示意图；图4是本发明实施例中的右视构造示意图；图5是本发明实施例中防护箱体的立体构造示意图；图6是本发明实施例中防护板的构造示意图；图7是本发明实施例中防护板的剖面构造示意图；图8是本发明实施例中冲击转换头的构造示意图；图9是本发明实施例中的爆炸引发组件的构造示意图。
16.图中：1-刚性横梁；2-格构式钢柱；3-钢轨滑道；4-配重块；5-落锤；6-油泵千斤顶；7-碟形弹簧；8-加载杆；10-固定支座；11-活动支座；12-地锚螺栓；13-防护箱体；131-外钢板；132-混凝土；133-内钢板；134-石棉板；14-高强螺栓；15-高速摄像机；16-相机支架；17-试件；18-螺栓；19-加速度传感器；20-超压传感器；21-热电偶；22-爆炸引发器；23-炸药引线；24-炸药；25-冲击转换头；251-竖向卡扣；252-滑轮组；253-触发杆；26-防爆玻璃；27-拍摄窗口；28-横向通孔；29-防护板；30-落锤式冲击试验机；31-竖向立柱；32-竖向通孔；33-固定卡接杆；34-卡接凸部；35-活动卡接杆；36-卡接凹槽；37-滑轮组；38-竖向滑轨。
17.具体实施方式:下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
18.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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发明，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发明的限制。
19.如图1～9所示，本发明一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，包括冲击组件、防护箱体13、轴向载荷加载组件、爆炸引发组件以及数据采集组件，所述防护箱体13的左、右两侧分别设有固定支座10和活动支座11，所述固定支座10与活动支座11之间通过螺栓固定有沿横向贯穿防护箱体13的试件17；所述爆炸引发组件设置在防护箱体13的顶部，爆炸引发组件与设置在防护箱体13底部的炸药24相连接；所述冲击组件设于防护箱体13的上方，当冲击组件的冲击端向下撞击爆炸引发组件后，爆炸引发组件向下撞击试件17并触发炸药爆炸；所述轴向载荷加载组件与活动支座11相连接，轴向载荷组件通过活动支座11对试件17施加轴向载荷；所述数据采集组件包括采集传感器和摄像单元，所述采集传感器设置在试件上，所述摄像单元设于防护箱体13的外侧并用于拍摄爆炸下试件的变形过程。
20.本施例中，所述冲击组件为落锤式冲击试验机30，用于通过落锤的势能转换成动能来施加撞击载荷。所述落锤式冲击试验机30包括试验机架、竖直设置在试验机架内部的
一对钢轨滑道3、与钢轨滑道3滑动配合的落锤5，所述试验机架的顶部安装有卷扬机（图中未画出），所述卷扬机的卷绕端通过钢丝绳与落锤5相连接，落锤5设于一对钢轨滑道3之间，卷扬机通过钢丝绳拉动落锤5沿着钢轨滑道3向下移动；卷扬机采用电磁阀控制，通过电磁阀控制卷扬机断电，此时落锤可在重力作用下沿着钢轨滑道向下掉落，操作方便、安全可靠。
21.本实施例中，所述落锤5的上端安装有配重块4，落锤5的质量可以通过改变配重块4的质量在一定范围内调整，与不同高度相匹配，以满足不同的冲击性能要求。
22.本实施例中，所述试验机架是由刚性横梁1和竖立的格构式钢柱2组成的门式钢架，刚性横梁1的底面四周顶角处均固定有竖向立柱31。
23.本实施例中，所述轴向载荷加载组件用于施加和保持结构的服役荷载，其包括六根分布在防护箱体13前后两侧且横向设置的加载杆8，所述加载杆8的左、右两端分别滑动贯穿固定支座10和活动支座11，所述固定支座10上设置有用于驱动加载杆8沿横向移动的驱动件，所述活动支座11与加载杆8的右端之间设置有可沿横向变形的弹性件，当驱动件驱动加载杆8沿横向向左移动时，弹性件处于受压状态，同时储存弹性势能，弹性件通过活动支座对试件施加轴向载荷。
24.本实施例中，所述驱动件包括与六根加载杆的位置相对应的六个油泵千斤顶6，所述油泵千斤顶6横向设置，油泵千斤顶6的伸缩端朝左伸出并与位置相对应的加载杆8的左端相连接，油泵千斤顶6驱动加载杆8沿横向左右移动，用以施加试验所需的轴力；所述弹性件包括与六根加载杆8的位置相对应的六个碟形弹簧7，碟形弹簧7横向设置，所述碟形弹簧7套设在加载杆8的右端外侧，碟形弹簧7的右端与加载杆8相连接，碟形弹簧7的左端与活动支座11的右侧面相抵接，当油泵千斤顶6驱动加载杆8沿横向向左移动时，加载杆8对碟形弹簧7进行压缩，碟形弹簧通过活动支座对试件施加轴向载荷。
25.本实施例中，所述固定支座10的下端通过地锚螺栓12固定在刚性平台（图中未画出）上，所述活动支座11通过横向滑动件与刚性平台沿横向滑动配合。优选的，横向滑动件采用横向设置的直线轴承，此直线轴承可以约束试件除轴线方向以外其他所有方向位移，从而使该支座实现夹支的边界条件。
26.本实施例中，在冲击过程中由于挠度的产生，使试件17沿轴向方向迅速缩短，在试件17延轴线缩短的瞬间，碟形弹簧7会把预先储存在其内的弹性势能释放出来，从而使轴向力继续加载在试件17上，在这个过程中轴向力的部分卸载问题可以通过选择合适的弹簧个数来解决。
27.本实施例中，所述防护箱体13的左右两端中部均开设有以利于试件17贯穿的横向通孔28，防护箱体13的顶面中部开设有竖向通孔32，防护箱体13的前后侧壁均设有拍摄窗口30，所述拍摄窗口30内安装有防爆玻璃26。进一步的，所述防护箱体13由多块防护板29制成并呈长方体状，所述防护板29包括从外往内以此设置的外钢板131、混凝土132、内钢板133以及石棉板134。防护板采用双层钢板内填混凝土结构，具有很好的抗冲击性能和吸能能力；在内钢板133上设置石棉板134，以避免爆炸引起的高温对周围设备和人员的影响。应说明的是，防护箱体通过高强螺栓进行装配，在开展大型结构试验时具有方便拆装的优点。
28.本实施例中，所述爆炸引发组件包括冲击转换头25、爆炸引发器22以及炸药引线23，所述炸药引线23的下端与炸药24相连接，炸药引线23的上端与设置在试件17背爆面的
爆炸引发器22相连接；所述冲击转换头25设置在竖向通孔32内且与落锤式冲击试验机的落锤5相对应，冲击转换头25的下端侧壁固定有用于与爆炸引发器22相接触的触发杆253，当冲击转换头25受到落锤5撞击后向下移动，冲击转换头25对试件17施加撞击作用，触发杆253与爆炸引发器22相接触瞬间引发爆炸，从而使试件17同时遭遇横向撞击作用、爆炸冲击波和爆炸高温的共同作用。通过在防护箱体顶面中部设置竖向通孔，且在竖向通孔内设置冲击转换头，可防止爆炸对落锤5造成破坏。
29.本实施例中，所述竖向通孔32的侧壁与冲击转换头25的周侧壁之间连接有若四个呈圆周均布的竖向卡扣，冲击转换头25在落锤的撞击下向下移动，使竖向卡扣分离，所述竖向卡扣包括固定卡接杆33和活动卡接杆35，所述固定卡接杆33固定安装在竖向通孔32的侧壁，固定卡接杆33的上端设有弧形状的卡接凸部34；所述活动卡接杆35呈l形且固定在冲击转换头25的外侧壁，活动卡接杆35的竖直段上端设有弧形状的卡接凹槽36，卡接凹槽36用于与卡接凸部34相配合。优选的，固定卡接杆焊接在防护板的外钢板131和内钢板133上。
30.本实施例中，所述竖向通孔32的侧壁还设置有四个沿竖向分布的滑轮组37，四个滑轮组37呈圆周均布，冲击转换头25的周侧壁设有与四个滑轮组37位置相对应的竖向滑轨38，当冲击转换头向下移动时，所述竖向滑轨38与滑轮组37滑动配合，以对冲击转换头的竖向移动起到导向作用。通过设置竖向卡扣和滑轮组，冲击转换头通过竖向卡扣临时固定于竖向通孔内，当落锤下落至冲击转换头时，其势能转化而成的动能转移到冲击转换头上，迫使冲击转换头冲开竖向卡扣，沿着滑轮组向下运动，在撞击试件的同时通过触发杆冲压爆炸引发器瞬间引发爆炸，从而使试件同时遭遇横向撞击作用、爆炸冲击波和爆炸高温的共同作用。
31.本实施例中，所述摄像单元包括一对前后分布的高速摄像机15，所述高速摄像机15安装在相机支架16上，高速摄像机15与拍摄窗口27相正对，通过防护箱体13的防爆玻璃26进行实时拍摄以记录冲击波的形成、传播及结构相互作用全程中的试验现象，实现采集试验相关数据。所述采集传感器包括加速度传感器、超压传感器以及热电偶，为测量爆炸荷载的分布特性，所述超压传感器设置在试件迎爆面（即：面向炸药的一侧面）；所述加速度传感器设置在试件背爆面（即：背向炸药的一侧面），以测量试件在爆炸作用下的动态响应，同时避免加速度传感器19在爆炸冲击波的作用下发生脱落或损坏；优选的，加速度传感器19通过焊接在试件外钢管上的钢底座实现固定。所述热电偶设于试件的表面，用于测量爆炸引起的高温温度。
32.本实施例中，服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验方法，包含如下步骤：步骤s1，安装加速度传感器19、超压传感器20和热电偶21：将加速度传感器19设置在试件17的背爆面，且加速度传感器19通过焊接在试件17外钢管上的钢底座实现固定；在试件17的迎爆面布置超压传感器20；将热电偶21固定于试件17的表面；步骤s2，安装试件17：将试件17的两端分别穿过防护箱体13的左右侧壁，将试件17的左端通过螺栓18固定在固定支座10的右侧面上，同时将试件17支撑起来，保持水平放置；接着移动活动支座11，将试件17的右端通过螺栓固定在活动支座11的左侧面；步骤s3，安装爆炸引发组件：将爆炸引发器22固定在试件17的背爆面，用炸药引线23连接炸药和爆炸引发器22；
步骤s4，安装防护箱体：装配防护箱体13，使用高强螺栓14进行固定；步骤s5，布置高速摄像机15：将高速摄像机15架设在相机支架16布置于防护箱体13的前后两侧，高速摄像机15通过防爆玻璃26进行实时拍摄；步骤s6，施加轴向荷载：启动油泵千斤顶6，油泵千斤顶6驱动加载杆8朝左侧移动，加载杆8通过碟形弹簧7对活动支座11和试件17施加轴向载荷，碟形弹簧7处于压缩状态储存弹性势能；步骤s7，实施冲击引发爆炸试验：卷扬机提升落锤5，之后通过电磁阀控制卷扬机断电并释放落锤，落锤向下撞击冲击转换头25，撞开竖向卡扣，同时将动能传递到冲击转换头25上，冲击转换头25顺滑轮组37下滑并作用于试件17上，冲击转换头25下落的过程通过触发杆触发爆炸引发器22，引发爆炸；同时，通过加速度传感器19、超压传感器20和热电偶21分别采集试件17的加速度响应、爆炸冲击波和试件表面温度，并通过高速摄像机记录试件的全过程变形。
33.本发明如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
34.另外，上述本发明公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。
35.本发明提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。
36.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。
技术特征：1.一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：包括冲击组件、防护箱体、轴向载荷加载组件、爆炸引发组件以及数据采集组件，所述防护箱体的左、右两侧分别设有固定支座和活动支座，所述固定支座与活动支座之间固定有沿横向贯穿防护箱体的试件；所述爆炸引发组件设置在防护箱体的顶部，爆炸引发组件与设置在防护箱体底部的炸药相连接；所述冲击组件设于防护箱体的上方，当冲击组件的冲击端向下撞击爆炸引发组件后，爆炸引发组件向下撞击试件并触发炸药爆炸；所述轴向载荷加载组件与活动支座相连接，轴向载荷组件通过活动支座对试件施加轴向载荷；所述数据采集组件包括采集传感器和摄像单元，所述采集传感器设置在试件上，所述摄像单元设于防护箱体的外侧并用于拍摄试件的变形过程。2.根据权利要求1所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述轴向载荷加载组件包括多根分布在防护箱体外侧且横向设置的加载杆，所述加载杆的左、右两端分别滑动贯穿固定支座和活动支座，所述固定支座上设置有用于驱动加载杆沿横向移动的驱动件，所述活动支座与加载杆的右端之间设置有可沿横向变形的弹性件，当驱动件驱动加载杆沿横向向左移动时，弹性件处于受压状态。3.根据权利要求2所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述驱动件包括与多根加载杆的位置相对应的多个油泵千斤顶，所述油泵千斤顶横向设置，油泵千斤顶的伸缩端朝左伸出并与加载杆的左端相连接；所述弹性件包括与多根加载杆的位置相对应的多个碟形弹簧，所述碟形弹簧套设在加载杆的右端外侧，碟形弹簧的右端与加载杆相连接，碟形弹簧的左端与活动支座的右侧面相连接。4.根据权利要求1或2所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述固定支座固定在刚性平台上，所述活动支座通过横向滑动件与刚性平台沿横向滑动配合。5.根据权利要求1所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述防护箱体的顶面中部开设有竖向通孔；所述爆炸引发组件包括冲击转换头、爆炸引发器以及炸药引线，所述炸药引线的下端与炸药相连接，炸药引线的上端与设置在试件背爆面的爆炸引发器相连接；所述冲击转换头设置在竖向通孔内且与冲击组件的冲击端相对应，冲击转换头的下端侧壁固定有用于与爆炸引发器相接触的触发杆，当冲击转换头受到冲击组件的冲击端撞击后向下移动，触发杆与爆炸引发器相接触。6.根据权利要求5所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述竖向通孔的侧壁与冲击转换头的周侧壁之间连接有若干个竖向卡扣，竖向通孔的侧壁还设置有若干个沿竖向分布的滑轮组，冲击转换头的周侧壁设有与若干个滑轮组位置相对应的竖向滑轨，当冲击转换头向下移动时，所述竖向滑轨与滑轮组滑动配合。7.根据权利要求1所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述防护箱体由多块防护板制成并呈长方体状，所述防护板包括从外往内以此设置的外钢板、混凝土、内钢板以及石棉板。8.根据权利要求1所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述防护箱体的前后侧壁均设有拍摄窗口，所述拍摄窗口内安装有防爆玻璃；所述摄像单元包括一对前后分布的高速摄像机，所述高速摄像机安装在相机支架上，高
速摄像机与拍摄窗口相正对；所述采集传感器包括加速度传感器、超压传感器以及热电偶，所述超压传感器设置在试件迎爆面；所述加速度传感器设置在试件背爆面；所述热电偶设于试件的表面。9.根据权利要求1所述的一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，其特征在于：所述冲击组件为落锤式冲击试验机，所述落锤式冲击试验机包括试验机架、竖直设置在试验机架内部的一对钢轨滑道、与钢轨滑道滑动配合的落锤，所述试验机架的顶部安装有卷扬机，所述卷扬机的卷绕端通过钢丝绳与落锤相连接，卷扬机采用电磁阀控制；所述落锤的上端安装有配重块。10.一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验方法，其特征在于：包括采用如权利要求1～9中任意一项所述的服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，包含如下步骤：步骤s1：将加速度传感器设置在试件的背爆面，且加速度传感器通过焊接在试件外钢管上的钢底座实现固定；在试件的迎爆面布置超压传感器；将热电偶固定于试件的表面；步骤s2：将试件的两端分别穿过防护箱体的左右侧壁，将试件的左端通过螺栓固定在固定支座的右侧面上，同时将试件支撑起来，保持水平放置；接着移动活动支座，将试件的右端通过螺栓固定在活动支座的左侧面；步骤s3：将爆炸引发器固定在试件的背爆面，用炸药引线连接炸药和爆炸引发器；步骤s4：装配防护箱体；步骤s5：将高速摄像机架设在相机支架布置于防护箱体的前后两侧，高速摄像机通过防爆玻璃进行实时拍摄；步骤s6：启动油泵千斤顶，油泵千斤顶驱动加载杆朝左侧移动，加载杆通过碟形弹簧对活动支座和试件施加轴向载荷，碟形弹簧处于压缩状态储存弹性势能；步骤s7：卷扬机提升落锤，之后通过电磁阀控制卷扬机断电并释放落锤，落锤向下撞击冲击转换头，撞开竖向卡扣，同时将动能传递到冲击转换头上，冲击转换头顺滑轮组下滑并作用于试件上，冲击转换头下落的过程通过触发杆触发爆炸引发器，引发爆炸；同时，通过加速度传感器、超压传感器和热电偶分别采集试件的加速度响应、爆炸冲击波和试件表面温度，并通过高速摄像机记录试件的全过程变形。
技术总结本发明涉及一种服役荷载下土木结构遭遇横向撞击引发爆炸的试验装置，防护箱体的左、右两侧分别设有固定支座和活动支座，固定支座与活动支座之间固定有试件；爆炸引发组件设置在防护箱体的顶部，爆炸引发组件与防护箱体底部的炸药相连接；冲击组件的冲击端向下撞击爆炸引发组件后，爆炸引发组件向下撞击试件并触发炸药爆炸；轴向载荷加载组件与活动支座相连接，轴向载荷组件通过活动支座对试件施加轴向载荷；数据采集组件包括采集传感器和摄像单元，采集传感器设置在试件上，摄像单元设于防护箱体的外侧并用于拍摄试件的变形过程。本发明结构设计合理，使得试验能够在实验室内进行，对于研究结构在撞击引发爆炸作用下的性能具有重要意义。具有重要意义。具有重要意义。
技术研发人员：廖飞宇 林秋辉
受保护的技术使用者：福建农林大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/1
