一种公路特大桥桥面径流收集系统的制作方法

本实用新型涉及道路排水设备领域，特别是一种公路特大桥桥面径流收集系统。

背景技术：

随着公路通行里程的快速增加，公路桥面径流对饮用水源地等重要地表水体的影响日益加剧。桥面径流收集系统是防治径流污染的主要措施。设置桥面径流收集系统除了防范公路桥面径流污染外，更重要的是为了防范发生在桥位处的事故泄漏污染。

当前的公路所设置的桥面径流收集系统多采用以下方案：在桥梁外侧铺设横向排水管连接桥面泄水孔，桥面径流经桥面预留泄水孔流入排水管，再汇入集水池。池底和池壁均为浆砌片石，池底进行简单的防渗处理，一般设在桥梁下方的河道内。

如专利号为cn201210063998.0的公路桥面径流实时识别及选择收集系统，控制器分别与摄像头、第一电磁阀、雨雪传感器、第二电磁阀、超声波流量计和第三电磁阀相连接，控制器经路由器接监控器，超声波流量计贴装在u形检测管的外壁上，u形检测管内有和控制器相连的第二传感器，u形检测管分别和第二电磁阀、第三电磁阀相连通，第二电磁阀的第一个排出口和沉淀池相连通，第二电磁阀的第二个排出口和事故泄漏用的收集池的第一进水管相连通，收集池的第二进水管和第三电磁阀的排出口相连接，收集池内有和控制器相连的液位计，沉淀池的排出口接第一电磁阀，第一电磁阀上有第一排放口和第二排放口，第一电磁阀的第一排放口与净化器的进水管相连接，净化器的出水管和第一电磁阀的第二排放口分别与边沟相连通。

上述桥面径流收集系统适用于1000米以内的桥梁。1000米以上桥梁，由于桥长过大，如采用上述方案收集管道末端管径将≧60厘米，满水状态下桥梁外侧负荷高达0.6t/m，单跨梁承受侧向负荷约≧30t，而桥梁梁片间连接方式是将预埋钢筋焊接在一起形成整体，强度有限，承受侧向负荷过大时，将影响连接处结构安全，外侧梁片存在倾覆隐患，影响通行安全。

为解决千米以上特大桥桥面径流收集存在的问题，保障公路的环保安全运营，对此进行改进和创新势在必行。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术缺陷，本实用新型之目的就是提供一种公路特大桥桥面径流收集系统，可有效解决千米以上特大桥桥面径流收集存在的问题。

本实用新型解决的技术方案是，桥梁上分别有和泄水孔相连通的横向水管，横向水管上连通有倒梯形检测管和增压泵，倒梯形检测管是由中部的倒梯形和倒梯形顶部两端向外水平延伸的进水端和出水末端构成，倒梯形检测管的出水末端和横向水管的连通处连通有沿桥墩向下布设的直排管，直排管上有第一蝶阀；横向水管的出水端连通有倒梯形检测管，横向水管出水端上的倒梯形检测管的出水末端经支管连通水箱，支管上连通有和边沟相通的排出管，排出管上有第二蝶阀，排出管和支管的连通处与水箱和支管的连通处之间的支管上有第三蝶阀；或横向水管出水端经收集管和水箱相接通，靠近收集管和水箱连接处的收集管上有电动水泵，增压泵、第一蝶阀、第二蝶阀、第三蝶阀和电动水泵均与控制器连接。

本实用新型适用于千米以上特大桥桥面径流排水需求，大大提高了排水能力，可以及时排除桥面积水，并解决了特大桥梁的桥面径流收集及事故泄漏防护问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构主视图。

图2为本实用新型的倒梯形检测管的结构主视图。

图3为本实用新型实施例2的结构主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

由图1-图3给出，本实用新型的结构是，桥梁4上分别有和泄水孔5相连通的横向水管22，横向水管上连通有倒梯形检测管7和增压泵8，倒梯形检测管是由中部的倒梯形和倒梯形顶部两端向外水平延伸的进水端9和出水末端10构成，倒梯形检测管的出水末端和横向水管的连通处连通有沿桥墩向下布设的直排管11，直排管上有第一蝶阀12；横向水管的出水端连通有倒梯形检测管，横向水管出水端上的倒梯形检测管的出水末端10经支管32连通水箱13，支管上连通有和边沟相通的排出管15，排出管上有第二蝶阀20，排出管和支管的连通处与水箱和支管的连通处之间的支管上有第三蝶阀21；或横向水管出水端经收集管28和水箱相接通，靠近收集管和水箱连接处的收集管上有电动水泵29，增压泵8、第一蝶阀12、第二蝶阀20、第三蝶阀21和电动水泵29均与控制器1连接。

所述的控制器1分别与摄像头3、第一传感器6和第二传感器相连接，第一传感器6置于桥梁上，第二传感器置于倒梯形检测管内，倒梯形检测管的外壁上贴装有和控制器连接的超声波流量计23。

所述的水箱13为不锈钢水箱，水箱的顶部有排气管24，一侧内有接驳管25，接驳管的下端靠近水箱的内底面，接驳管的上端向上伸出水箱和收集车26的管道接口相连，水箱内的接驳管内侧有和控制器连接的液位计27。

所述的倒梯形检测管7的进水端和出水末端均为在同一水平面上的直管构成，倒梯形检测管7的出水末端上连通有竖直向上的直管33。

所述的倒梯形检测管7的中部倒梯形为弯折呈倒立的等腰梯形。

所述的倒梯形检测管7为多个，多个倒梯形检测管沿着桥梁的长度间隔设置，多个倒梯形检测管分别经横向水管相互连通，倒梯形检测管的直管33高度高于桥面。

所述的横向水管22的形状与桥梁4的形状相配应。

所述的桥梁4为一端高另一端低的斜坡状或中间低两端高的凹坡形状，或中间高两端低的凸坡形状，或两端在同一平面内的水平状，当桥梁为一端高另一端低的斜坡状，或中间高两端低的凸坡形状，或两端在同一平面内的水平状时，增压泵至少有两个，横向水管出水端上的倒梯形检测管的出水末端10不再连接直排管11，而是经支管32连通水箱13；当桥梁为一端高另一端低的斜坡状或两端在同一平面内的水平状时(如图1所示)，横向水管22的一端为进水端，另一端为出水端，增压泵分别位于靠近横向水管进水端的倒梯形检测管的进水端上的横向水管上和横向水管出水端上的倒梯形检测管的进水端上的横向水管上；当桥梁为中间高两端低的凸坡形状时，横向水管22呈中间高两端低的凸弧形，横向水管22中部为进水端，两个下端为出水端，增压泵分别位于横向水管的两个出水端上；当桥梁为中间低两端高的凹坡形状时（如图2所示），横向水管22呈中间低两端高的凹弧形，横向水管22的两端为进水端，中间为出水端，增压泵位于桥梁中间低凹处的横向水管上，横向水管的中间出水端位于桥梁中间的低凹处，横向水管的中间出水端经收集管28和水箱相接通，收集管的进水端上有和控制器1连接的第四蝶阀34，收集管的排出端和水箱相接通，电动水泵和水箱之间的收集管上有单向阀30。

所述的收集管28的口径小于横向水管的口径。

所述的第二传感器分别为浊度传感器16、ph传感器17、电导率传感器18和可燃气体传感器19，浊度传感器、ph传感器和电导率传感器分别置于倒梯形检测管的倒梯形底部的横管内，可燃气体传感器置于倒梯形检测管出水末端上的直管33内。

所述的第一传感器6为雨雪传感器。

所述直排管11的末端出水口与河道地面持平。

所述控制器1经路由器2接监控器14；或控制器1经互联网连接云计算，计算机终端或手机经互联网连接云计算。

所述的路由器2为市售产品，如光纤路由器、gprs无线路由器或adsl路由器等用以实现多台计算机之间有线或无线网络连接的一种设备。

所述的控制器1为以atmel公司生产的atmega324p型avr单片机为cpu，内置控制软件，具备传感器数据信号采集、解析、自动控制和网络通讯功能的智能设备，控制器接电源31。

本实用新型的工作原理是，为适应特大桥桥面径流排水需求，及时排除桥面积水，本实用新型将桥面分成若干区域，每一区域配套设置有一个倒梯形检测管和一个直排管，直排管上有第一蝶阀，直排管沿桥墩向下布设，末端出水口与河道地面持平，直排管靠近倒梯形检测管的出水末端，每一个倒梯形检测管控制一区域的桥面，多个倒梯形检测管实现桥面集水区域全覆盖，多个倒梯形检测管共用或单独使用控制主机均可，单独使用控制主机时，各主机间数据共享。当桥梁为一端高另一端低的斜坡状，或中间高两端低的凸坡形状，或两端在同一平面内的水平状时，横向水管的出水端上设置一个倒梯形检测管，此倒梯形检测管的出水末端10经支管连通水箱，横向水管的出水端上的倒梯形检测管用以检测横向水管的出水端处的水质，支管上连通有和边沟相通的排出管，排出管上有第二蝶阀（为正常排放阀），排出管和支管的连通处与水箱之间的支管上有第三蝶阀（为事故排放阀），事故排放模式下第二蝶阀（为正常排放阀）关闭，第三蝶阀（为事故排放阀）打开，事故泄漏排入不锈钢水箱。

当桥梁为一端高另一端低的斜坡状，或中间高两端低的凸坡形状，或两端在同一平面内的水平状，在排泄正常桥面径流时，打开直排管上的第一蝶阀和第二蝶阀，靠近直排管的倒梯形检测管的进水端处的横向水管中的桥面径流由此排出，增加了管路排泄能力，横向水管出水端上的倒梯形检测管的出水末端内的桥面径流由排出管排到边沟内。当检测到事故泄漏时，控制器控制直排管上的第一蝶阀和第二蝶阀关闭，系统切换为事故泄漏收集模式。当桥梁为中间低两端高的凹坡形状，在排泄正常桥面径流时，打开直排管上的第一蝶阀，靠近直排管的倒梯形检测管的进水端处的横向水管中的桥面径流由此排出，增加了管路排泄能力，当检测到事故泄漏时，控制器控制直排管上的第一蝶阀关闭，打开第四蝶阀34和电动水泵，系统切换为事故泄漏收集模式。

当桥梁为一端高另一端低的斜坡状或两端在同一平面内的水平状时，增压泵分别位于靠近横向水管进水端的倒梯形检测管的进水端上游的横向水管上和横向水管出水端上的倒梯形检测管的进水端上游的横向水管上；当桥梁为中间高两端低的凸坡形状时，增压泵分别位于横向水管的两个出水端上游；当桥梁为中间低两端高的凹坡形状时（如图2所示），增压泵位于桥梁中间低凹处的横向水管上，当横向水管内有水流的时候，增压泵启动，增压泵的安装，在收集系统中具有提升排水速度，增加系统排水能力作用。

当桥梁为中间低两端高的凹坡形状时（如图2所示），横向水管22的两端为进水端，中间为出水端，横向水管的中间出水端位于桥梁中间的低凹处，横向水管的中间出水端经收集管28和水箱相接通，收集管的进水端上有和控制器1连接的第四蝶阀34，收集管的排出端和水箱相接通，电动水泵和水箱之间的收集管上有单向阀30，发生事故泄漏后，电动水泵启动，将事故泄漏抽入不锈钢水箱。

本实用新型与现有的桥面径流收集系统相比，优势如下：

（1）增加了直排管，直排管上安装第一蝶阀，直排管所在的桥面区域配套设置有倒梯形检测管，水质正常时直排管上的第一蝶阀打开，桥面径流直排，检测到事故泄漏时，第一蝶阀关闭。

（2）增加了增压泵，提升系统的排水能力。

（3）采用不锈钢水箱代替钢混结构的事故泄漏收集池，防腐防渗性能更好。

（4）对于中间低两头高的桥梁，收集管的排出端和水箱相接通，靠近收集管和水箱连接处的收集管上有与控制器连接的电动水泵，电动水泵和水箱之间的收集管上有单向阀，采用主动抽吸方式，将事故泄漏抽入不锈钢水箱，并避免了原有的事故泄漏收集箱安装受桥梁地形限制的问题。

（5）对检测管进行了改进，由“u”检测管改为倒梯形，减少了管路水流阻力，有利于排水，并经测试，排水效果远高于“u”检测管。

本实用新型针对特大桥梁的桥面径流收集及事故泄漏防护问题，应用传感器及蝶阀自动控制技术，合理设计系统组成模块和控制流程，解决了事故泄漏收集池/箱安装受限问题，可有效防范防止污染事故的发生，提升公路安全运营水平。