[发明专利]一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验装置及方法

说明书

一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验装置及方法，包括高压气源生成系统、气动弹射机构及气动阀控制组件；所述高压气源生成系统包括空气压缩机，空气压缩机通过第一气管依次与第一闸阀、高压气瓶、第二闸阀连接；所述气动弹射机构包括一端与第二闸阀连接的气动阀，气动阀另一端通过第二气管与开口气缸连接，开口气缸固定安装在试验斜面上且开口气缸内通过铁环夹紧机构安装有石样；所述气动阀控制组件包括液压站，液压站输出端通过油路依次与流量比例控制阀、气动阀连接。本发明提供的一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验装置及方法，方便设计和记录滚石在不同初速度下撞击塔脚对铁塔的影响。

技术领域

本发明涉及铁塔撞击试验装置，尤其是一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验装置及方法。

背景技术

输电线路工程具有线路长，常跨越不同的气候区、不同的地形地貌单元、区域地质构造单元、水文地质单元、工程地质单元及江河或湖泊水系等特点，由于跨越的地质环境复杂，其面对的自然气候和地质灾害也各有千秋。在气候和地形地质等多方面因素的影响下，线路工程区地质灾害尤其频繁，具有数量大、种类多、分布范围不均、监测预警困难等特点，主要以滑坡、崩塌、不稳定斜坡和泥石流为主。其中，崩塌(滚石)灾害是山区地质灾害防治的重难点。

所以，输电线路的正常、安全运行，离不开线路沿线的地质灾害防治。输电线路杆塔作为输电系统的重要组成部分，发挥着不可或缺的功能和作用，但它同时也是工程中的薄弱环节，需要重点保护的对象。而塔脚是杆塔的核心，因此，塔脚结构的牢固，安全性，决定了杆塔的稳定性。目前，塔脚的保护主要是以更加先进的焊接工艺，焊缝结构，防腐蚀为主，却鲜有以保护塔脚不被滚石直接撞击的方案，大量塔脚不得不直面滚石带来的威胁。对于那些在山区地质活跃带的输电线路，危害尤为严重，高能量的反复冲击，使得塔脚被破坏，杆塔整体失衡，还因此可能对周围环境造成破坏，影响经济效应和可持续发展。

于是，就要针对崩塌下来的滚石冲击输电线路杆塔，破坏杆脚，从而导致杆塔失衡的问题，进行实验研究。

从现有的滚石撞击杆塔的试验来看，出现了一种滚石撞击输电线路铁塔及其附属基础的测试方法，但此方法在滚石崩塌过程中仍存在一些问题没有解决：1)、在滚石放置斜坡的过程较为繁琐，成本较高2)、在模拟山区滚石崩塌时，缺少考虑多种自然因素的影响，如斜坡的地形未考虑折线边坡与曲线边坡；(3)发射装置气体密封性较差，试验中会产生相应误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验装置及方法，方便设计和记录滚石在不同初速度下撞击塔脚对铁塔的影响。该发射装置占地面积小，携带方便，操作简单，安全、可靠性高，可模拟山区的复杂自然因素影响。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验装置，包括高压气源生成系统、气动弹射机构及气动阀控制组件；

所述高压气源生成系统包括空气压缩机，空气压缩机通过第一气管依次与第一闸阀、高压气瓶、第二闸阀连接；

所述气动弹射机构包括一端与第二闸阀连接的气动阀，气动阀另一端通过第二气管与开口气缸连接，在斜面位置通过建造钢筋混凝土地基搭建由螺栓连接的钢支架，开口气缸固定安装在钢支架上，且开口气缸内通过铁环夹紧机构与拉断杆与石样相连接安装有石样；

所述气动阀控制组件包括液压站，液压站输出端通过油路依次与流量比例控制阀、气动阀连接，阀门定位器与气动阀相连接。

所述空气压缩机与第一闸阀之间安装有干燥器。

所述第二闸阀与气动阀之间安装有压力表。

所述开口气缸上安装有拉断杆、排气孔、泄压孔。

所述试验斜面上位于开口气缸下方设有嵌入式水槽。

一种基于气动弹射滚石铁塔撞击试验方法，包括以下步骤：