CN103205932B - 桩柱式桥梁防冰冻系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种桩柱式桥梁防冰冻系统，包括能源基桩(2)、地热循环管(3)、地热水泵(4)和桥面水暖管(6)，其特征是：通过在桥梁基桩内设置有热交换进水管，其中每根基桩分别设置4根地热循环管(3)，2根水管形成一个低温热水循环回路，通过设置在地面处所述的地热水泵(4)将地热循环管(3)加热的低温热水抽送到桥面水暖层(4)，形成一个水暖循环，起到一个加热桥面，预防冰冻的作用。在桥梁所处较为潮湿环境，且外界气温低于零摄氏度时，通过启动地热泵(4)，将预埋于深部地层中桥梁基桩内的地热循环管(3)，搜集地热能源以加热系统中的水，并形成闭合加热回路。本发明能有效减少低温多雨山区桥梁冰冻病害，避免由于桥梁结冰造成的安全隐患。防冰冻系统结构简单、制造方便、性能可靠。

Description

桩柱式桥梁防冰冻系统
技术领域
本发明涉及一种桥梁防冰冻系统，主要是涉及潮湿低温易于结冰环境下的桥梁防冰冻系统，用于桥面的预防结冰及除冰。
背景技术
地球是一个巨大的地热能源储存库，但地球表面的温度往往会随季节的变化发生较大的变动，对于一些潮湿多雨地区的桥梁工程，由于桥梁桥面悬挂与空中，当冬季外界温度低于零摄氏度以下时，极易造成桥面结冰引发安全事故。由于地热能源的作用，地表土层1.5~2m之间的地下温度全年恒定在10°C左右。对于桥梁工程，其桥梁基桩往往在30~50m，该处地热稳定一般稳定在15~20°C，若能充分的利用地热交换系统进行热源交换和热能利用，既可以节省占地空间，又可显著地降低能源消耗的同时降低有害物质的排放，与传统的以耗电采暖相比，可节约运行费用75%左右。故在现有的桥梁基桩中设置地源热泵，利用埋设与地下基桩管路中的热交换流体岩石、地下水进行热交换，吸收地下热能用于桥面加热以预防和清除结冰，经济效益显著，并可有效消除易结冰桥梁的安全隐患，安全意义重大，目前仍没有此类装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用地热能源进行桥面预防结冰及除冰的系统，适用于潮湿低温易于结冰环境下的桥梁防冰冻。
为了解决上述技术问题，本发明提供的桩柱式桥梁防冰冻系统，包括能源基桩、地热循环管、地热水泵和桥面水暖管，所述的能源基桩为人工或机械挖孔基桩，在挖孔完成后，布设钢筋笼的过程中，直接在钢筋笼中下置U型管状换热器形成地热循环管，地热循环管内填充交换流体，在桩孔内浇筑混凝土，通过管状换热器系统中的交换流体与混凝土材料、桩周土-地下水系统进行热交换，形成封闭式的地热能交换系统。
所述的能源基桩搜集的地热能源加热的低温热水，通过地热循环管出口向上与所述的地热水泵连接，由地热水泵将低温热水抽送到桥面水暖铺装层。
所述的桥梁墩柱为钢筋混凝土材料，并在外侧包裹一定厚度的保温材料。
安置在基桩内地热循环管(3)中填充的热交换流体为水、盐或防冻液的混合溶液，以形成封闭型的循环系统。
所述的能源基桩(2)内地热循环管(3)中填充的热交换流体为水、盐或防冻液的混合溶液，以形成封闭型的循环系统。
所述的桥面铺装层(8)上布设桥面水暖管(6)，通过形成的低温热水循环回路，形成一个水暖循环，起到一个加热桥面，预防冰冻的作用。
综上所述，本发明是一种通过埋置于桥梁基桩中的地热循环管与热能交换流体搜集地热能源加热循环管道内流体，通过地热水泵将热水抽送到桥面进行循环，以加热桥面，预防与清除桥面结冰，是结构简单、制造方便、性能可靠的桩柱式桥梁防冰冻系统,适用于潮湿低温易于结冰环境下的桥梁防冰冻。
附图说明
图1是桩柱式桥梁防冰冻系统立面示意图。
图2是桩柱式桥梁防冰冻系统平面示意图。
图3是桩柱式桥梁防冰冻系统剖面示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
参见图1和图2，在桥梁能源基桩2中布设地热循环管3,钢筋笼中下置U型管状换热器形成地热循环回路，在桩孔内浇筑混凝土，并在地热循环管3内填充由水、盐或防冻液形成的混合溶液，通过管状换热器系统中的交换流体与混凝土材料、桩周土-地下水系统进行热交换，形成封闭式的地热能交换系统。
能源基桩2搜集的地热能源加热的低温热水，通过地热循环管3出口向上与所述的地热水泵4连接，由设置在地面处的地热水泵4抽送到桥面水暖管6，并在由钢筋混凝土材料浇筑的桥梁墩柱7外侧包裹一定厚度的保温材料，以起到保温的作用，在桥面铺装层(8)上布设桥面水暖管(6)，通过形成的低温热水循环回路，形成一个水暖循环，起到一个加热桥面，预防冰冻的作用。

Claims (1)

1.一种桩柱式桥梁防冰冻系统，包括作为能源基桩的桥梁基桩、地热循环管、地热水泵和桥面水暖管，其特征是：在桥梁基桩内设置有地热循环管，其中每根基桩分别设置4根地热循环管，2根地热循环管形成一个低温热水循环回路，设置在地面处所述的地热水泵将地热循环管加热的低温热水抽送到桥面水暖层，形成一个水暖循环，起到一个加热桥面，预防冰冻的作用；
所述的能源基桩为人工或机械挖孔基桩，在挖孔完成后，布设钢筋笼的过程中，直接在钢筋笼中下置U型管状换热器形成地热循环管，地热循环管内填充水，在桩孔内浇筑混凝土，通过U型管状换热器系统中的水与混凝土、桩周土-地下水系统进行热交换，形成封闭式的地热能交换系统；所述的能源基桩收集的地热能源加热的低温热水，通过地热循环管出口向上与所述的地热水泵连接，由地热水泵将低温热水抽送到桥面水暖层；
桥面铺装层上布设桥面水暖管，形成所述的桥面水暖层，所述桥面水暖管分两侧，每侧成U型铺设；
桥梁墩柱为钢筋混凝土材料，并在外侧包裹保温材料。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103643631B (zh) * 2013-11-30 2015-08-26 郑州大学 具有温度调节功能的水泥混凝土桥面铺装层
CN104294760B (zh) * 2014-01-09 2016-04-06 长沙同成交通科技有限公司 一种用于公路桥梁的环保智能型的防冰除冰系统及方法
CN104727283B (zh) * 2015-03-31 2016-04-20 孔领锐 防止水面结冰保护桥墩的装置及其使用方法
CN105021041B (zh) * 2015-07-29 2017-06-13 中国一冶集团有限公司 用于加热炉支撑梁冬季施工的保温装置
CN110055853A (zh) * 2018-01-19 2019-07-26 山东省交通规划设计院 一种桥敦式桥面无机介质热管融雪系统及安装布置方法
CN109795027A (zh) * 2018-12-14 2019-05-24 福建鸿生高科环保科技有限公司 一种适用于冰冻区桥梁水中施工的管桩防冻裂方法
CN109868703A (zh) * 2019-03-14 2019-06-11 华中科技大学 一种基于深层埋管能源桩的公路桥梁路面融雪化冰设备
CN110512512A (zh) * 2019-09-29 2019-11-29 中建七局第四建筑有限公司 一种桥梁地源热泵换热系统及其施工方法
CN111979871A (zh) * 2020-07-21 2020-11-24 河海大学 基于能量桩的桥面除冰、储能和发电装置及施工方法
CN112554120A (zh) * 2020-12-10 2021-03-26 湖北工业大学 一种基于地热的桥面自动融雪化冰系统及方法
CN113063242B (zh) * 2021-04-15 2022-10-04 上海理工大学 一种通过贴膜预结冰实现抑霜除霜的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5592404A (en) * 1978-12-28 1980-07-12 Sho Bond Const Bridge antifreeze method
CN1804229A (zh) * 2006-01-19 2006-07-19 张延军 低温地热能转换预制钢筋混凝土方桩
CN201850499U (zh) * 2010-11-12 2011-06-01 郭敬业 采用地源热力进行桥梁融冰除雪的装置
CN202023147U (zh) * 2011-01-21 2011-11-02 张建忠 一种利用热泵提升温度的桥梁桥面防冻装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5592404A (en) * 1978-12-28 1980-07-12 Sho Bond Const Bridge antifreeze method
CN1804229A (zh) * 2006-01-19 2006-07-19 张延军 低温地热能转换预制钢筋混凝土方桩
CN201850499U (zh) * 2010-11-12 2011-06-01 郭敬业 采用地源热力进行桥梁融冰除雪的装置
CN202023147U (zh) * 2011-01-21 2011-11-02 张建忠 一种利用热泵提升温度的桥梁桥面防冻装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余闯等.热交换桩的作用机制及其应用.《岩土力学》.2009,第30卷(第4期),第933-937页、第948页. *
刘研.道路固体结构集热蓄能过程分析及其传热研究.《中国博士学位论文全文数据库工程科技Ⅱ辑》.2011,(第5期),第C039-7页. *

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