专利名称：桩柱式桥梁防冰冻系统的制作方法
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3(T50m，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⑵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。
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。
具体实施例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￠)，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。
权利要求
1.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￠)，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。
2.根据权利要求1所述的桩柱式桥梁防冰冻系统，其特征是:所述的能源基桩(2)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(3)，地热循环管(3)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。
3.根据权利要求1或2所述的桩柱式桥梁防冰冻系统，其特征是:所述的能源基桩(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，由地热水泵(4)将低温热水抽送到桥面水暖铺装层(8)。
4.根据权利要求3所述的桩柱式桥梁防冰冻系统，其特征是:所述的桥梁墩柱(7)为钢筋混凝土材料，并在外侧包裹一定厚度的保温材料。
5.根据权利要求1或2所述的桩柱式桥梁防冰冻系统，其特征是: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。
6.根据权利要求1或2所述的桩柱式桥梁防冰冻系统，其特征是: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。
7.根据权利要求1或3所述的桩柱式桥梁防冰冻系统，其特征是:所述的桥面铺装层(8)上布设桥面水暖管￠)， 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。
全文摘要
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。
文档编号E01D19/12GK103205932SQ20131014100
公开日2013年7月17日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者刘建华 申请人:长沙理工大学