CN105463954A - Pc轨道梁加热钢管融冰雪装置和融冰雪方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及融冰雪技术领域，具体涉及PC轨道梁加热钢管融冰雪装置和融冰雪方法。其包括：预埋于轨道梁表面混凝土中的多根加热钢管和穿过每一根加热钢管的电缆，电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流，电缆的首端与变压器连接。本发明中PC轨道梁梁体表面混凝土中预埋加热钢管，加热钢管中穿有电缆，通电后能产生集肤效应，加热钢管内温度升高，加热钢管的热量迅速传到混凝土，而混凝土具备一定导热能力，热量能够较快传递到混凝土表面，融冰雪效果好。

Description

PC轨道梁加热钢管融冰雪装置和融冰雪方法

技术领域

本发明涉及融冰雪技术领域，具体涉及PC轨道梁加热钢管融冰雪装置和融冰雪方法。

背景技术

跨座式轨道交通在寒冷地区冬季运营中，由于冰雪覆盖在轨道的运行表面，减少了橡胶车轮和轨道之间的摩擦，从而阻碍了对列车的控制，造成列车停运及延误等问题。目前，用于跨座式轨道交通的融冰雪技术主要有：

方法一，车辆上装备除雪刷。这种方法对积雪较薄且未结冰的情况较为适用，但对较厚积雪和表面覆冰的去除效果和效率都很低。

方法二，喷洒融雪剂。这种方法虽然能有效的融化冰雪，但融雪剂一般都具有较强的腐蚀性，对梁体钢材的耐久性造成一定的影响，并且对周围环境造成破坏，不利于环保。

方法三，人工除雪。这种方法虽然较为简单，但轨道梁架设位置高，除雪过程中人员比较危险，并且清理积雪需要一定的时间，对列车运营依旧会造成延误。

除此以外，公路桥梁采用的桥面加热融冰雪技术也不适用于轨道梁。轨道梁具有不同于其他桥梁的特点：加热面积大，梁底顶面和侧面都需要除雪，梁体内部加热会对钢板较大的温度应力，降低其安全性能；梁体截面小，管线不易布置，容易对梁体结构构造产生破坏；线路长，目前应用于公路桥梁的桥面加热除冰雪技术仅适用于局部桥面，轨道梁需要全线融冰雪，这就需要克服远距离能量输送的问题。由此可见，现有技术都不能很好解决轨道梁在冬季降雪天气下的运营问题。

发明内容

本发明的实施例提供一种PC轨道梁加热钢管融冰雪装置及融冰雪方法，能够解决寒冷环境下，PC轨道梁上的积雪快速融化的问题。

根据本发明的提供了一种PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其包括：预埋于轨道梁表面混凝土中的多根加热钢管和穿过每一根所述加热钢管的电缆，所述电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流，所述电缆的首端与变压器连接。

在一些实施例中，优选为，所有所述加热钢管在平行于所述轨道梁表面的平面上平行均布。

在一些实施例中，优选为，所有所述加热钢管在距离所述轨道梁上表面和所述轨道梁侧表面相等的面上均匀布置。

在一些实施例中，优选为，所述加热钢管为空心无缝钢管。

在一些实施例中，优选为，所述电缆穿过所述加热钢管。

在一些实施例中，优选为，所述电缆中通有单相交流电。

在一些实施例中，优选为，所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置还包括：变压器，所述变压器根据所述PC轨道梁加热所需电压值进行相应电压值的电压转换。

在一些实施例中，优选为，所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置还包括：控制设备，所述控制设备与所述变压器相连接，所述控制设备用于根据预设方式确定所述单相交流电的电压值，并将所述电压值发送给所述变压器。

本发明另一个方面还提供了一种所述PC轨道梁加热钢管融冰雪装置的融冰雪方法，其包括：

在PC轨道梁的制备过程中，将加热钢管预埋入所述PC轨道梁表面混凝土中；

在PC轨道梁的盖梁上预留接线盒安装位；

待所述PC轨道梁架设到位后，将电缆穿入所述加热钢管中；电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流；

向电缆中通电。

在一些实施例中，优选为，所述向电缆中通电包括：

根据PC轨道梁的长度确定电缆中的单相交流电的电压值；

变压器根据所述电压值进行相应电压转换。

通过本发明实施例提供的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置及融冰雪方法，与现有技术相比，PC轨道梁梁体表面混凝土中预埋加热钢管，加热钢管中穿有电缆，通电后能产生集肤效应，加热钢管内温度升高，加热钢管的热量迅速传到混凝土，而混凝土具备一定导热能力，热量能够较快传递到混凝土表面，融冰雪效果好。

而且，这种温度应力小，不会对PC轨道梁结构的安全造成影响。整体构造简单合理，对PC轨道梁的初始结构基本不做改变，整个融冰雪装置施工方便，便于电缆的安装和替换、维修。

另一方面，该融冰雪装置能够促进冰雪天气下轨道梁的正常运营，又具有较低的造价，具有明显的社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，以下将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行论述，显然，在结合附图进行描述的技术方案仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图所示实施例得到其它的实施例及其附图。

图1是本发明一个实施例中PC轨道梁加热钢管融冰雪装置纵截面示意图；

图2是本发明图1中加热钢管和电缆的设置方式细节示意图。

注：1，电缆；2，加热钢管；3，PC轨道梁；4，混凝土。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不需要创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都在本发明所保护的范围内。

考虑到目前寒冷环境下，PC轨道梁上积雪融化方式有的除冰雪效果不好，有的对轨道梁有腐蚀作用，人工除雪又影响车辆的正常运行的问题，本实施例提供了一种PC轨道梁加热钢管融冰雪装置及融冰雪方法。

该PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其包括：预埋于轨道梁表面混凝土中的多根加热钢管和穿过每一根加热钢管的电缆，电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流，电缆的首端与变压器连接。

利用该融冰雪装置进行融冰雪的方法为：

在PC轨道梁的制备过程中，将加热钢管预埋入PC轨道梁表面混凝土中；

在PC轨道梁的盖梁上预留接线盒安装位；

待PC轨道梁架设到位后，将电缆穿入加热钢管中；电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流；

向电缆中通电。

PC轨道梁梁体表面混凝土中预埋加热钢管，加热钢管中穿有电缆，通电后能产生集肤效应，加热钢管内温度升高，加热钢管的热量迅速传到混凝土，而混凝土具备一定导热能力，热量能够较快传递到混凝土表面，融冰雪效果好。这种温度应力小，不会对PC轨道梁结构的安全造成影响。整体构造简单合理，对PC轨道梁的初始结构基本不做改变，整个融冰雪装置施工方便，便于电缆的安装和替换、维修。

另一方面，该融冰雪装置能够促进冰雪天气下轨道梁的正常运营，又具有较低的造价，具有明显的社会效益。

接下来运用多个实施例来详细描述：

一种PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，如图1，2所示，其包括：预埋于轨道梁表面混凝土4中的多根加热钢管2和穿过每一根加热钢管2的电缆1，电缆1通电后产生集肤效应，使钢管发热，加热钢管2具有一定导热性，热量传递到混凝土4表面，对PC轨道梁3进行融冰雪处理。电缆1可通过串联自成回路或利用钢管回流。电缆1的首端与变压器连接，变压器输出的电进入电缆1，实现集肤效应，产生热量。

通过在梁体表面混凝土4中预埋加热钢管2，加热钢管2释放热量通过混凝土4传递至梁体表面，实现对走行面的加热并融化路面冰雪。混凝土4具有一定的导热能力，加热钢管2通电加热时热量可以较快传递到混凝土4表面，融冰雪效果好。而且，钢管具有较好的耐久性，且混凝土4对钢管也有一定的保护作用。钢管内部穿电缆1产生集肤效应使钢管发热。

而且，PC轨道梁加热钢管2融冰雪技术能够解决寒冷环境下梁面融冰雪和用时的问题，保障列车的正常运营，不会造成停运或延误。

施工时，先在制梁过程中预埋钢管，待梁体架设就位后，将电缆1穿入钢管中，钢管既对电缆1起到保护作用，又可以方便电缆1的定位、安装和后期的维修更换。

合理的加热钢管2位置和数量既能让梁面迅速融雪，又不造成浪费。因此，加热钢管2的布置方式需要根据实际环境而定，比如：

在一些技术方案中，为了促使加热的均匀性，以及热量传递的同步效果，所有加热钢管2在平行于轨道梁表面的平面上平行均布，生成的热量均匀布置，而且热量从同一平面向混凝土4表面同时传递，近乎同时到达。

在其他的技术方案中，考虑到轨道梁的上表面和侧表面均覆盖有冰雪，这些位置都需要融冰雪，因此，所有加热钢管2在距离轨道梁上表面和轨道梁侧表面相等的面上均匀布置。加热钢管2中产生的热量能够均匀到达轨道梁的上表面和侧表面上。

为了产生集肤效应，加热钢管2为空心无缝钢管。

电缆1距离加热钢管2内表面的距离尽量相等，产生热量更均衡。

当加热钢管2中穿有电缆1，电缆1通有单相交流电后，会产生集肤效应电伴热。但单相的交变电流经电缆1通过伴热管壁(即加热钢管2)时，在集肤效应和邻近效应的作用下，电流不是均匀沿着管壁流动，而是集中在伴热管内表层通过，在管壁电阻的作用下，通过电流发热，来满足PC轨道梁电伴热(加热)的需要。

通过采用电伴热(加热)方式，能够使梁体表面温度升高，使列车运行轨道梁面的冰雪融化，达到跨座式单轨轨道交通能适应低温冰雪条件下运营环境的目的。

基于常规用电均为三相电，在使用中需要将其转换为单相电，而且轨道梁的长度不同，需要加热的电压值也不同，轨道梁越长，电压值越高；轨道梁越短，电压值越低。因此，PC轨道梁加热钢管融冰雪装置还设置了变压器，变压器根据PC轨道梁3加热所需电压值进行相应电压值的电压转换。

PC轨道梁加热钢管融冰雪所需电压值可根据经验值进行人为设定，也可以编制为程序进行自动化调整，相对来说，自动化调整更节省人力，同时也设定更准确，基于这种分析，融冰雪装置还设置了控制设备，控制设备与变压器相连接，控制设备用于根据预设方式确定单相交流电的电压值，并将电压值发送给变压器。

为了利用上述PC轨道梁加热钢管融冰雪装置进行融冰雪处理，需要在PC轨道梁制备之时开始相应部件的布置。因此，融冰雪方法可以追溯到PC轨道梁的制备，因此，具体的步骤为：

步骤101，在PC轨道梁的制备过程中，将加热钢管预埋入PC轨道梁表面混凝土中；

步骤102，在PC轨道梁的盖梁上预留接线盒安装位；

步骤103，待PC轨道梁架设到位后，将电缆穿入加热钢管中；电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流；

步骤104，向电缆中通电

通电后产生集肤效应电伴热，实现加热功能。

具体到向电缆中通电，其可以分解为：

步骤1041，根据PC轨道梁的长度确定电缆中的单相交流电的电压值；

步骤1042，变压器根据电压值进行相应电压转换。

本发明提供的各种实施例可根据需要以任意方式相互组合，通过这种组合得到的技术方案，也在本发明的范围内。

显然，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，本领域技术人员可以对本发明进行各种改动和变型。如果对本发明的这些改动和变型是在本发明的权利要求及其等同方案的范围之内，则本发明也将包含这些改动和变型。

Claims (9)

1.一种PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，包括：预埋于轨道梁表面混凝土中的多根加热钢管和穿过每一根所述加热钢管的电缆，所述电缆通过串联自成回路或利用钢管回流，所述电缆的首端与变压器连接。

2.如权利要求1所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，所有所述加热钢管在平行于所述轨道梁表面的平面上平行均布。

3.如权利要求1所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，所有所述加热钢管在距离所述轨道梁上表面和所述轨道梁侧表面相等的面上均匀分布。

4.如权利要求1所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，所述加热钢管为空心无缝钢管。

5.如权利要求1-4任一项所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，所述电缆中通有单相交流电。

6.如权利要求5所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，还包括：变压器，所述变压器根据所述PC轨道梁加热所需电压值进行相应电压值的电压转换。

7.如权利要求6所述的PC轨道梁加热钢管融冰雪装置，其特征在于，还包括：控制设备，所述控制设备与所述变压器相连接，所述控制设备用于根据预设方式确定所述单相交流电的电压值，并将所述电压值发送给所述变压器。

8.一种所述PC轨道梁加热钢管融冰雪装置的融冰雪方法，其特征在于，包括：

在PC轨道梁的制备过程中，将加热钢管预埋入所述PC轨道梁表面混凝土中；

在PC轨道梁的盖梁上预留接线盒安装位；

待所述PC轨道梁架设到位后，将电缆穿入所述加热钢管中；电缆可通过串联自成回路或利用钢管回流；

向电缆中通电。

9.如权利要求8所述的融冰雪方法，其特征在于，所述向电缆中通电包括：

根据PC轨道梁的长度确定电缆中的单相交流电的电压值；

变压器根据所述电压值进行相应电压转换。