橋面智能控溫防凍裝置的設(shè)計與研究.pdf

1、在寒冷的冬季,路面橋面易結(jié)冰,這不僅容易引發(fā)大量的交通事故,而且影響人們的出行,造成巨大的經(jīng)濟損失。在道路的除冰過程中,我國道路養(yǎng)護部門被迫使用大量的除冰鹽,這樣,路面的混凝土容易被除冰鹽剝蝕,各種其他的除冰方法在使用過程中,也遇到了許多技術(shù)問題,因此尋求一種安全可靠的道路除冰方式具有非常重要的現(xiàn)實意義。本文通過橋面鋪裝的鋼筋網(wǎng)安裝發(fā)熱鋼管來達到融雪化冰的目的,所研究的智能控溫防凍橋面對實際的除雪防冰有一定的參考價值,得到了以下結(jié)論和成

2、果:
　　(1)本文論述了橋面路面防凍除冰技術(shù)的發(fā)展歷程以及目前的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,對整個國際的研究現(xiàn)狀做了優(yōu)劣性的比較,根據(jù)此優(yōu)劣性比較,發(fā)揮已有技術(shù)的優(yōu)點,盡量避免其缺點,從而提出一個全新的智能發(fā)熱鋼管防凍橋面的理念;
　　(2)提出了智能控溫防凍橋面的概念設(shè)計,即在橋面鋪裝層的鋼筋網(wǎng)中,改一個方向的鋼筋為鋼管,在其中穿發(fā)熱鋼管,然后連接溫度感應(yīng)器、接觸器等電學元件裝置,組成一個完整的回路。智能控溫防凍橋面能夠設(shè)定一個溫度

3、,使其在低于這個溫度的2℃時自動開啟,高于這個溫度時自動關(guān)閉,操作方便,維修簡單,節(jié)約能源;
　　(3)對傳熱學理論、熱傳導理論和相變熱傳導理論進行了研究、推導。其中相變熱傳導理論的簡化為,將相變吸收的潛熱,外界環(huán)境風力對混凝土板溫度的影響集中為一個換熱系數(shù),這個系數(shù)得出的分析結(jié)果接近與現(xiàn)實情況,由此做出的有限元分析中,在-2℃時的融雪化冰所需要的時間在0.5小時到1小時之間,效果良好。加熱溫度在200℃內(nèi)對混凝土的結(jié)構(gòu)幾乎沒有影

4、響;
　　(4)對發(fā)熱鋼管橋面進行了ANSYS分析,結(jié)果表明:在-2℃時的融雪化冰所需要的時間在0.5小時到1小時之間,效果良好;混凝土板下穿過的發(fā)熱鋼管的間距和溫度升高有關(guān)系,間隔20cm發(fā)熱鋼管的混凝土板和間隔10cm發(fā)熱鋼管的混凝土板升高同樣的溫度所需的時間不相同,如果綜合考慮加熱所需時間、經(jīng)濟效應(yīng)等方面的影響,間隔為20cm布置發(fā)熱鋼管經(jīng)濟實惠;
　　(5)通過小試件的現(xiàn)場實驗,融雪化冰效果良好,時間在1小時之內(nèi)混凝