CN109736194A - 一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，包括导流装置，所述导流装置包括沿高架桥延伸方向设置的多个相拼接的土工织物组合结构，土工织物组合结构设置在排水口的下方且通过连接件连接在高架桥上，所述土工织物组合结构包括伸缩钢圈、从上到下依次悬挂在伸缩钢圈上的三层不同材质的土工织物网，第一层织物网为土工布，第二层织物网为碳纤维，第三层织物网为人造棉。当冰凌出现融化时，融化的冰凌与排水口脱离并下落到土工织物网中兜住，在土木织物网内融化后排泄到地下排水管中。

Description

一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置

技术领域

本发明涉及一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置。

背景技术

自改革开放以来，我国城市化进程发展迅速，但大部分城市公共交通建设相对落后，随着各种车辆数量的增多，传统的平交路口交通方式已成为城市交通的“路癌”，严重制约城市化的进程。在严峻的交通形势下，城市高架桥和立交桥这种“空中交通”应运而生，原本平交路口的车辆在不同的高程上沿不同的方向行驶，各行其道、互不干扰，从而极大地提高了车辆和道路的通行能力，有效地缓解了城市的交通压力。为了方便排泄桥面的积水，不影响高架桥路面的正常使用，高架桥或立交桥在建设过程中都会预留很多排水口。虽然预留的排水口能及时地排出高架桥路面的积水，提高路面的使用年限及车辆和行人的安全，但在冬季，我国北方大多数城市中的高架桥和立交桥在降雪或降雨后，排水口在低温的环境下容易结冰并逐渐形成大的冰凌。冰凌在融化过程中对桥下的行人及车辆是个极大的安全隐患。

目前我国普遍采用的方法是人工清理（利用升降车或长竹竿）。人工清理需要投入大量的人力物力，并且效率比较低。在清理过程中一方面要注意清除者自身的安全，另一方面要时刻注意桥下车辆行驶情况，防止诱发新的安全事故。

高架桥和立交桥在每个排水口的下侧都对应一个排水管，这样不仅增加了排水管的设置量，而且排水管道大都裸露于大气环境中，容易凹陷变形积水结冰，排泄过程中会结冰阻塞管道、产生冻涨破坏管道。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种结构简单、安全可靠的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，包括导流装置，所述导流装置包括沿高架桥延伸方向设置的多个相拼接的土工织物组合结构，土工织物组合结构设置在排水口的下方且通过连接件连接在高架桥上，所述土工织物组合结构包括伸缩钢圈、从上到下依次悬挂在伸缩钢圈上的三层不同材质的土工织物网，第一层织物网为土工布，第二层织物网为碳纤维，第三层织物网为人造棉。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述土工织物组合结构的两端设置有限位螺栓孔，相邻土工织物组合结构通过钢丝串联起来，钢丝与限位螺栓孔之间通过紧固螺栓连接。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述的连接件包括第一连接架和第二连接架，所述第一连接架的一端固定连接在土工织物组合结构的一端，第一连接架的另一端固定在高架桥的侧壁上，所述第二连接架为L型，第二连接架的一端固定连接在土工织物组合结构的另一端，第二连接架的另一端连接在高架桥的底面上。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述连接件为连接钢带，连接钢带的一端固定连接在高架桥的底面上，连接钢带的另一端绕过伸缩钢圈且通过膨胀螺钉固定连接在高架桥的侧壁上。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述伸缩钢圈为圆弧状的管体。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，还包括控制装置、加热装置和检测装置，所述加热装置包括加热丝和加热丝安装元件，所述加热丝安装元件包括通水套管和设置在通水套管内的一对安装架，所述通水套管固定安装在排水口的排水通道内，两个安装架关于通水套管的中心呈中心对称设置，所述安装架包括铰接杆和连接在铰接杆上下两端的弧形杆，所述加热丝设置在两根弧形杆之间，所述通水套管的内侧壁上设置有安装架凹槽，所述铰接杆转动设置在安装架凹槽内，铰接杆上端与通水套管之间设置有轴套，铰接杆与通水套管均与轴套转动连接，且铰接杆与轴套之间设置有扭簧，通水套管的一端设置有驱动套管，所述驱动套管与通水套管转动连接，且驱动套管与通水套管相邻近的一侧设置有凹槽，所述凹槽内设置有齿圈，所述轴套穿过通水套管的端部通过齿轮与齿圈啮合连接，所述驱动套管连接有驱动装置。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述检测装置包括冰点报警器和桥面积水传感器，所述冰点报警器和桥面积水传感器均与控制装置连接。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述控制装置连接有供电装置，所述供电装置包括储能电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板与储能电池连接。

上述适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，所述控制装置连接有上位机。

本发明的有益效果在于：本发明的土工织物组合结构包括伸缩钢圈、从上到下依次悬挂在伸缩钢圈上的三层不同材质的土工织物网，高架桥排水口在冬季低温环境下形成冰凌，当冰凌出现融化时，融化的冰凌与排水口脱离并下落到土工织物网中兜住，在土木织物网内融化后排泄到地下排水管中。排水口与土工织物组合结构之间有一定的距离，在冰凌下落到土工织物组合结构中时冰凌先与第一层织物网土工布直接接触，当冰凌达到一定重量时第二层织物网炭纤维会自动向上收缩，减小冰凌对土工布的进一步撞击并防止冰凌持续下坠，第三层织物网人造棉增加对冰凌进一步下坠防护，并有美化桥梁结构的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中土工织物组合结构的俯视图。

图3为本发明中土工织物组合结构的侧视图。

图4为本发明的控制原理框图。

图5为本发明中加热丝安装元件的结构示意图。

图6为图5的A-A局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1-图4所示，一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，包括设置在排水口下方的导流装置，所述导流装置包括沿高架桥1延伸方向设置的多个相拼接的土工织物组合结构，土工织物组合结构设置在排水口3的下方且通过连接件连接在高架桥1上，所述土工织物组合结构包括伸缩钢圈4、从上到下依次悬挂在伸缩钢圈4上的三层不同材质的土工织物网，第一层织物网5为具有防刺穿性能的土工布，第二层织物网6为具有导电导热性能的碳纤维，第三层织物网7为具有可染性、起装饰作用的人造棉。这样设置能够在冰凌下落后，冰凌不会直接垂直下落到桥下，而是先与第一层织物网5土工布接触，减缓它的冲击力，再与第二层织物网6碳纤维接触，当达到一定重量以后，碳纤维自动向上收缩兜住冰凌，进一步防止冰凌持续下坠，第三层织物网7人造棉具有良好的可染性，可以设置成不同的款式点缀桥梁结构，并且也能对冰凌下坠做进一步的防护

所述土工织物组合结构的两端设置有限位螺栓孔16，相邻土工织物组合结构的相对的限位螺栓孔16通过钢丝18串联起来，钢丝18与限位螺栓孔16之间通过紧固螺栓连接。

所述的连接件包括第一连接架2和第二连接架8，所述第一连接架2的一端通过铆钉固定连接在土工织物组合结构的一端，第一连接架2的另一端通过膨胀螺钉15固定在高架桥1的侧壁上，所述第二连接架8为L型，第二连接架8的一端通过铆钉固定连接在土工织物组合结构的另一端，第二连接架8的另一端通过膨胀螺钉15连接在高架桥1的底面上。

所述连接件也可以是连接钢带，连接钢带的一端固定连接在高架桥1的底面上，连接钢带的另一端绕过伸缩钢圈4且通过膨胀螺钉固定连接在高架桥1的侧壁上。

所述伸缩钢圈4为圆弧状的管体，伸缩钢圈4连通有地下排水管线，方便将水排泄到地下排水管线中。

本发明还包括控制装置、加热装置和检测装置，所述加热装置包括加热丝14和加热丝14安装元件，所述加热丝14安装元件包括通水套管11和设置在通水套管11内的一对安装架，所述通水套管11固定安装在排水口3的排水通道内，两个安装架关于通水套管11的中心呈中心对称设置，所述安装架包括铰接杆12和连接在铰接杆12上下两端的弧形杆13，所述加热丝14设置在两根弧形杆13之间，所述通水套管11的内侧壁上设置有安装架凹槽17，所述铰接杆12转动设置在安装架凹槽17内，铰接杆12上端与通水套管11之间设置有轴套10，铰接杆12与通水套管11均与轴套10转动连接，且铰接杆12与轴套10之间设置有扭簧，通水套管11的一端设置有驱动套管9，所述驱动套管9与通水套管11转动连接，且驱动套管9与通水套管11相邻近的一侧设置有凹槽，所述凹槽内设置有齿圈，所述轴套10穿过通水套管11的端部通过齿轮与齿圈啮合连接，所述驱动套管9连接有驱动装置。

在排水口3的排水通道内出现冰凌时，控制装置控制驱动套管9的驱动装置启动，驱动装置带动驱动套管9转动一定的角度，驱动套管9转动轴套10转动一定的角度，轴套10与铰接杆12之间的扭簧产生形变，让铰接杆12存在转动的趋势，在加热丝14加热使冰凌融化的过程中，安装架向中心转动，逐渐释放扭簧的势能，使加热丝14一直与冰凌近距离接触，増加冰凌的融化速度，而在其他季节使用不到时，安装架位于安装架凹槽17内，在排水口3排水时，能够减少水流冲击的影响。

所述检测装置包括冰点报警器和桥面积水传感器，所述冰点报警器和桥面积水传感器均与控制装置连接。

所述控制装置连接有供电装置，所述供电装置包括储能电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板与储能电池连接。

所述控制装置连接有上位机，便于管理者及时了解到装置运行的状态。通过桥面积水传感器检测高架桥1上存在积水时，同时冰点报警器检测温度值小于或等于0℃时，控制装置就会控制加热装置启动。

本发明中将电子信息技术与土木工程材料相结合，不仅远程监控高架桥1排水口3冰凌形成情况，还能通过控制装置防范其坠落的风险。同时本发明还能延伸到其他地方解决此类问题，比如屋檐、桥梁伸缩缝下坡端头等地方形成的冰锥都能使用此方法解决。土工织物组合结构巧妙地利用了三种不同土工织物材料的不同特点，同时当冰凌达到一定重量时，土工织物网会逐渐收缩兜住冰凌，进一步防止冰凌自由下坠。

Claims (9)

1.一种适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：包括导流装置，所述导流装置包括沿高架桥延伸方向设置的多个相拼接的土工织物组合结构，土工织物组合结构设置在排水口的下方且通过连接件连接在高架桥上，所述土工织物组合结构包括伸缩钢圈、从上到下依次悬挂在伸缩钢圈上的三层不同材质的土工织物网，第一层织物网为土工布，第二层织物网为碳纤维，第三层织物网为人造棉。

2.根据权利要求1所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述土工织物组合结构的两端设置有限位螺栓孔，相邻土工织物组合结构通过钢丝串联起来，钢丝与限位螺栓孔之间通过紧固螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述的连接件包括第一连接架和第二连接架，所述第一连接架的一端固定连接在土工织物组合结构的一端，第一连接架的另一端固定在高架桥的侧壁上，所述第二连接架为L型，第二连接架的一端固定连接在土工织物组合结构的另一端，第二连接架的另一端连接在高架桥的底面上。

4.根据权利要求1所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述连接件为连接钢带，连接钢带的一端固定连接在高架桥的底面上，连接钢带的另一端绕过伸缩钢圈且通过膨胀螺钉固定连接在高架桥的侧壁上。

5.根据权利要求1所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述伸缩钢圈为圆弧状的管体。

6.根据权利要求1所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：还包括控制装置、加热装置和检测装置，所述加热装置包括加热丝和加热丝安装元件，所述加热丝安装元件包括通水套管和设置在通水套管内的一对安装架，所述通水套管固定安装在排水口的排水通道内，两个安装架关于通水套管的中心呈中心对称设置，所述安装架包括铰接杆和连接在铰接杆上下两端的弧形杆，所述加热丝设置在两根弧形杆之间，所述通水套管的内侧壁上设置有安装架凹槽，所述铰接杆转动设置在安装架凹槽内，铰接杆上端与通水套管之间设置有轴套，铰接杆与通水套管均与轴套转动连接，且铰接杆与轴套之间设置有扭簧，通水套管的一端设置有驱动套管，所述驱动套管与通水套管转动连接，且驱动套管与通水套管相邻近的一侧设置有凹槽，所述凹槽内设置有齿圈，所述轴套穿过通水套管的端部通过齿轮与齿圈啮合连接，所述驱动套管连接有驱动装置。

7.根据权利要求6所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述检测装置包括冰点报警器和桥面积水传感器，所述冰点报警器和桥面积水传感器均与控制装置连接。

8.根据权利要求7所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述控制装置连接有供电装置，所述供电装置包括储能电池和太阳能电池板，所述太阳能电池板与储能电池连接。

9.根据权利要求7所述的适用于高架桥排水口的智能防坠冰装置，其特征在于：所述控制装置连接有上位机。