[发明专利]一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置及试验方法

权利要求书

1.一种顶部含横梁的隧道火灾试验装置，其特征在于，包括：支撑架和隧道模型，所述隧道模型为两端部敞开的长方体；

所述隧道模型的底板固定在所述支撑架的上面板上，所述隧道模型的顶板上设有多个高度可调的横梁，且所述横梁沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；

火源设置在所述隧道模型的底板的中部；在所述横梁之间设置多个顶棚热电偶。

2.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：在所述隧道模型的端部敞口处设有纵向排烟风机；在所述隧道模型的顶板上设置至少一个射流风机；或者，在所述隧道模型的顶板上设置至少一个顶部排烟风机。

3.根据权利要求1或2所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：在所述隧道模型的顶板与底板之间设置多个热电偶束，且所述热电偶束沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；所述热电偶束包括多个热电偶，且所述热电偶均匀布置在所述热电偶束所在的截面上。

4.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：设置在所述隧道模型的顶板下方的多个烟气分析仪，且所述烟气分析仪位于所述火源的下风向。

5.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：设置在所述隧道模型的底板上的多个热流计，且所述热流计位于所述火源的下风向。

6.根据权利要求1所述的隧道火灾试验装置，其特征在于，还包括：设置在所述隧道模型的顶板与底板之间的多个风速仪组，且所述风速仪组沿所述隧道模型的纵向方向均匀布置；所述风速仪组包括多根风速仪，且所述风速仪均匀布置在所述风速仪组所在的截面上。

7.一种顶部含横梁的隧道火灾试验方法，其特征在于，包括：

在不同的横梁高度、不同的横梁间隔以及不同的火源大小条件下进行正交试验，获取顶棚热电偶在第一通风模式和第二通风模式下，对应测得隧道模型的第一顶棚温度和第二顶棚温度；

基于所述第一顶棚温度，建立第一最高拱顶温度模型；以及，基于所述第二顶棚温度，建立第二最高拱顶温度模型；

基于所述第一最高拱顶温度模型和所述第二最高拱顶温度模型，优化隧道模型的顶部结构设计和通风模式。

8.根据权利要求7所述的隧道火灾试验方法，其特征在于，还包括：

基于所述第一顶棚温度建立第一顶棚温度衰减模型，以及基于所述第二顶棚温度建立第二顶棚温度衰减模型；

基于所述第一最高拱顶温度模型、所述第二最高拱顶温度模型、所述第一顶棚温度衰减模型和所述第二顶棚温度衰减模型，优化隧道模型的顶部结构设计和通风模式。

9.根据权利要求7所述的隧道火灾试验方法，其特征在于，还包括：在不同的横梁高度、不同的横梁间隔以及不同的火源大小条件下进行正交试验，获取烟气分析仪在第一通风模式和第二通风模式下，对应测得隧道模型内的第一烟气特性参数和第二烟气特性参数；

基于所述第一顶棚温度和所述第一烟气特性参数，建立第一烟气蔓延速率模型；以及，基于所述第二顶棚温度和所述第二烟气特性参数，建立第二烟气蔓延速率模型；

基于所述第一烟气蔓延速率模型和所述第二烟气蔓延速率模型，优化隧道模型的顶部结构设计和通风模式。

10.根据权利要求9所述的隧道火灾试验方法，其特征在于，还包括：所述第二通风模式为纵向通风模式时，在不同的横梁高度、不同的横梁间隔以及不同的火源大小条件下进行正交试验，获取风速仪在所述纵向通风模式下，对应测得隧道模型内的第二断面风速；

基于所述第二断面风速、所述第二顶棚温度和所述第二烟气特性参数，建立第二临界风速模型和第二逆流长度模型；

基于所述第二临界风速模型和所述第二逆流长度模型，优化隧道模型的顶部结构设计和通风模式。