
2015年3月28日,在陸地交通地質災害防治技術國家工程實驗室的新津落石沖擊實驗場,交大土木趙世春研究團隊在距離成功進行3000kJ能級沖擊試驗僅隔2個月后,再次成功進行了5000kJ被動柔性網結構足尺落石沖擊試驗,國內記錄再一次被刷新!據資料統計顯示,本次試驗也是亞洲落石防護結構目前的最高防護能級記錄。

圖1 試驗現場

圖2 掛沖擊錘
3月28日,經歷約20天時間的制造安裝后,由四根鋼柱、輕盈的環網與略微張緊的鋼繩組成的防護結構被固定在大型鋼筋混凝土反力墻距離地面約10米高度處。下午2點,開始進入沖擊試驗程序。重達12.1噸的巨石被起重機緩緩提升到距離地面52米高空,在場的研發人員均屏住了呼吸,等待著激動人心的瞬間一擊!隨著試驗指揮人員的口令,試驗各項臨界準備工作均已到位。很快,試驗進入倒計時,“10,9,8,…….1,脫鉤”,“咔擦”聲響過后,脫鉤器掛鉤瞬間張開,巨大的沖擊錘攜帶著雷霆萬鈞之勢沖向輕薄的金屬網面,時空仿佛瞬間凝固。大約3.5秒鐘后,巨大的沖擊振動伴隨著一陣類似狂風掃過森林的沙沙聲響很快歸于靜止,最高時速達105公里的落錘被成功攔截!現場瞬間爆發出歡慶的雷鳴,嘯叫聲、掌聲、歡呼聲、驚嘆聲摻雜一起。至此,5000kJ足尺沖擊試驗宣告成功!研發人員快速檢查后匯報:結構除了耗能器啟動,主要結構部件無一損壞!

圖3 計算模擬

圖4 試驗結果

圖5 網片沖擊漏斗
稍后,在無修復狀態下,研發人員再次分別以2700kJ的沖擊能量對防護結構進行了原位沖擊試驗、不對稱沖擊試驗,沖擊速度被提升到110公里/小時,補砸試驗均取得圓滿成功!累積沖擊能量超過10000kJ。

圖6 準備二次無修復沖擊

圖7 二次無修復沖擊后
據悉,本次試驗在單次沖擊能級、無修復累積沖擊能級上均取得了重大突破,意味著趙世春研究團隊針對柔性防護結構技術的研究已經成功邁過“高能級”到“超高能級”這一大關,而該區段則是當前落石重災區的普適需求能級!同時,距離3000kJ試驗成功僅僅兩個月就快速突破5000kJ能級大關,這也意味著趙世春研究團隊在計算理論、設計方法兩個方面找到了準確的突破口。
試驗后趙世春教授介紹道:由團隊自主設計完成的新型防護結構在體系構成理論、計算理論與設計方法均具有獨創性,該體系具有更簡約的安裝性、更高的抗沖擊性、更便捷的易維護性、更優的經濟性,而取材均源于既有成熟材料;從完成的研究來看,5000kJ級防護結構與10000kJ級防護結構均屬于同一種結構體系,本次試驗更大的意義在于對10000kJ沖擊試驗進行預檢??深A期,交大防護結構技術研究將從“普快時代”進入“高鐵時代”!

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