一种桥面除冰温控系统及方法与流程

1.本发明涉及桥梁技术领域，特别涉及一种桥面除冰温控系统及方法。


背景技术：

2.华北地区桥梁冬季下雪结冰期较长，由于桥面积雪结冰而引发的交通事故逐年增加，造成较大的人员伤亡和经济损失，传统的除冰撒盐法、机械法易造成桥面腐蚀、破坏桥面结构，甚至盐化物流入农田危害农作物生长。以往的桥面热管道除冰技术需要额外在混凝土板中布置换热管，人材机消耗较大，同时对工期有一定的延误。而且夏季桥面板高温导致混凝土过度膨胀，易造成桥面板裂缝，影响结构安全。因此现在亟需可以在夏季和冬季对桥面进行温度控制的一种桥面除冰温控系统及方法。


技术实现要素：

3.为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种桥面除冰温控系统及方法。
4.一方面，提供了一种桥面除冰温控系统，所述系统包括：桥面板配筋、输送管道、温度
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应力传感器和智能温控仪；
5.所述桥面板配筋固定安装在桥面板内，所述桥面板配筋上连接有温度控制管道；
6.所述温度控制管道的出口和进口分别与所述输送管道连接，形成整体回路；
7.所述输送管道上连接有空气源热泵机组和水箱；
8.所述水箱内设置有水泵，所述水泵的出水口与所述输送管道连接，
9.所述温度
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应力传感器安装在桥面混凝土板内部；
10.所述空气源热泵机组和所述温度
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应力传感器均与所述智能温控仪通信连接。
11.进一步地，所述桥面板配筋包括：若干纵向钢筋和若干横向钢筋；
12.所述温度控制管道包括：若干直型钢管道和若干u型钢管道；
13.每根所述直型钢管道设置在相邻两个所述纵向钢筋之间，所述横向钢筋分别与所述纵向钢筋和所述直型钢管道固定连接；
14.相邻两根所述直型钢管道通过所述u型钢管道连通，首尾的两根所述直型钢管道分别与所述输送管道连接。
15.进一步地，所述桥面混凝土板上设置有两个预留孔；
16.两个所述预留孔与所述温度控制管道的两个管口位置对应，所述温度控制管道的两个管口分别从两个所述预留孔穿出，通过连接管道与所述输送管道连通。
17.进一步地，所述直型钢管道与相邻所述纵向钢筋的间距均为10cm。
18.进一步地，所述直型钢管道与所述u型钢管道通过内入式连接器连通；
19.所述内入式连接器包括：第一连接管；
20.所述第一连接管两端均连接有第二连接管；
21.两端的所述第二连接管分别与所述直型钢管道和所述u型钢管道螺纹连接。
22.进一步地，所述直型钢管道与所述u型钢管道的连接处连接有连接筋；
23.且所述连接筋与至少两个所述横向钢筋固定连接。
24.进一步地，所述水箱外侧顶部安装有太阳能电池板和照明灯，所述太阳能电池板与所述照明灯电连接；
25.所述水箱内设置有加热装置和温度感应器；
26.所述加热装置和所述温度感应器均与所述智能温控仪通信连接。
27.进一步地，所述连接管道与所述输送管道的连接处均设置有温度计；
28.所述输送管道上还连接流速控制器和开关。
29.另一方面，提供了一种桥面除冰温控方法，采用所述的一种桥面除冰温控系统进行除冰温控，所述方法包括：
30.搭建所述的桥面除冰温控系统；
31.在所述智能温控仪中设定温度控制范围；
32.通过所述温度
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应力传感器获取桥面温度；
33.所述智能温控仪将所述桥面温度与所述温度控制范围对比，若所述桥面温度在所述温度控制范围内时，
34.所述智能温控仪控制所述空气源热泵机组将所述水箱内的水制冷至制冷温度范围内或加热至加热温度范围内，
35.制冷或加热后的水输送至温度控制管道，将桥面降温或加热。
36.进一步地，所述温度控制范围内包括：冬季温度控制范围和夏季温度控制范围；
37.所述冬季温度控制范围包括：ⅰ级冬季温度控制范围和ⅱ级冬季温度控制范围，所述ⅰ级冬季温度控制范围为0～
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10℃，所述ⅱ级冬季温度控制范围为
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10℃以下；
38.所述加热温度范围包括：ⅰ级加热温度范围和ⅱ级加热温度范围，所述ⅰ级加热温度范围为17℃～20℃，所述ⅱ级加热温度范围为25℃～30℃；
39.所述ⅰ级冬季温度控制范围与所述ⅰ级加热温度范围对应，所述ⅱ级冬季温度控制范围与所述ⅱ级加热温度范围对应；
40.所述夏季温度控制范围为50℃以上，所述制冷温度范围包括：ⅰ级制冷温度范围和ⅱ级制冷温度范围；
41.所述ⅰ级制冷温度范围为30℃～35℃，所述ⅱ级制冷温度范围为15℃～20℃；
42.在夏季制冷时，首先所述空气源热泵机组将所述水箱内的水制冷至ⅰ级制冷温度范围内，当桥面温度降低至40℃～45℃时，所述空气源热泵机组将所述水箱内的水制冷至所述ⅱ级制冷温度范围内。
43.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明中，在桥面板配筋上连接温度控制管道，温度控制管道与桥外的输送管道连成回路，在夏季温度过高或者冬季温度过低桥面结冰时，通过智能温控仪控制空气源热泵机组将水箱内的水降温或加热，将降温或加热的水输送至温度控制管道对桥面进行降温或升温，使得桥面的温度保持在正常范围内，防止桥面温度过高导致混凝土过度膨胀，或者防止桥面温度过底导致结冰而引发的交通事故。另外，本发明中将原本桥面板配筋的纵向钢筋部分由直型钢管道代替，使温度控制管道兼具桥面网片结构，又能进行传热控温，又能节省造价。
附图说明
44.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
45.图1是本发明提供的一种桥面除冰温控系统的结构示意图；
46.图2是本发明提供的一种桥面板配筋与温度控制管道连接的截面图；
47.图3是本发明提供的一种直型钢管道与u型钢管道的连接示意图。
48.附图标记：1
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输送管道；2
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智能温控仪；3
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空气源热泵机组；4
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水箱；5
‑
水泵；6
‑
温度
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应力传感器；7
‑
纵向钢筋；8
‑
横向钢筋；9
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直型钢管道；10
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u型钢管道；11
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预留孔；12
‑
连接管道；13
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第一连接管；14
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第二连接管；15
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连接筋；16
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太阳能电池板；17
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温度计；18
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流速控制器；19
‑
开关。
具体实施方式
49.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
50.参见图1
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3，一种桥面除冰温控系统，包括：桥面板配筋、输送管道1、温度
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应力传感器6和智能温控仪2；桥面板配筋连接在桥面板上，桥面板配筋上连接有温度控制管道；桥面板配筋包括：若干纵向钢筋7和若干横向钢筋8，温度控制管道包括：若干直型钢管道9和若干u型钢管道10；相邻两个纵向钢筋7间距为20cm，每根直型钢管道9设置在相邻两个纵向钢筋7之间，直型钢管道9与相邻纵向钢筋7的间距均为10cm，本发明中将原本桥面板配筋的纵向钢筋7部分由直型钢管道9代替，使温度控制管道兼具桥面网片结构，又能进行传热控温，节省造价。横向钢筋8分别绑扎在纵向钢筋7和直型钢管道9的上方，相邻两根直型钢管道9通过u型钢管道10连通，直型钢管道9与u型钢管道10通过内入式连接器连通，内入式连接器包括：第一连接管13，第一连接管13两端均连接有第二连接管14，两端的第二连接管14分别与直型钢管道9和u型钢管道10螺纹连接；直型钢管道9与u型钢管道10连接的端部均连接有绑扎筋15，且连接筋15与至少两个横向钢筋8进行绑扎，搭接长度不小于25m，从而增强整体性。桥面混凝土板上设置有两个预留孔11，预留孔11与首尾的两根直型钢管道9的管口位置对应，首尾两根直型钢管道9的管口从预留孔11穿出，通过连接管道12与输送管道1连通，形成整体回路，最后浇筑湿接缝填补预留孔。连接管道12与输送管道1的连接处均连接有温度计17，观测桥面温度控制系统的温度
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结构响应，随时应对突发情况，连接管道12可以为90
°
弯管。
51.温度
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应力传感器6安装在桥面混凝土板内，输送管道1上连接有空气源热泵机组3、水箱4、流速控制器18和开关19；水箱4外侧顶部连接有太阳能电池板16和照明灯，太阳能电池板16与照明灯电连接，做站点的维护照明；水箱4内设置有水泵5、加热装置和温度感应器，水泵5的出水口与输送管道1连接，空气源热泵机组3、水泵5、温度
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应力传感器6、加热装置、温度感应器均与智能温控仪2通信连接，温度感应器实时感应水箱4内的温度，防止应温度过低，水箱4内的水结冰，无法流通。
52.该桥面除冰温控系统的完整工作流程可以为：
53.搭建上述的桥面除冰温控系统，冬季时，在智能温控仪2中预先设定冬季温度控制范围和加热温度范围，冬季温度控制范围包括：0～
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10℃的ⅰ级冬季温度控制范围和
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10℃以下的ⅱ级冬季温度控制范围，加热温度范围包括：17℃～20℃的ⅰ级加热温度范围和25℃～30℃的ⅱ级加热温度范围。
54.需要对桥面加热时，开启智能温控仪2和空气源热泵机组3，通过温度
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应力传感器6获取桥面温度，并将检测到的桥面温度发送至智能温控仪2中，智能温控仪2接收到桥面温度后与冬季温度控制范围进行比对，若桥面温度在0～
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10℃内时，室外开始结冰，通过水泵5将水箱4内的水输送至空气源热泵机组3中，智能温控仪2控制空气源热泵机组3将水加热至20℃时停止继续升温，并将水的温度恒温在17℃～20℃内，循环系统继续工作，若桥面温度在
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10℃以下时，室外结冰非常严重，智能温控仪2控制空气源热泵机组3将水加热至30℃时停止继续升温，并将水的温度恒温在25℃～30℃内，循环系统继续工作；打开开关19，将加热后的水通过输送管道1输送至温度控制管道内，对桥面进行加热，对桥面加热后的水进入水箱4中，继续通过空气源热泵机组3加热，不断循环，在水循环过程中，可以通过流速控制器18控制水的流速。
55.另外，冬季时，在智能温控仪2中可以预先储存好水箱4的加热温度，水箱4内的温度感应器实时监测水箱4内的温度，并将监测的温度发送至智能温控仪2，当监测到水箱4内的水温低于0℃时，智能温控仪2控制水箱4内加热装置启动，对水箱4内的水加热至0℃以上，防止水箱4内的水结冰，在使用时无法循环。其中加热装置可以为电机热管等。
56.在夏季时，由于炎热夏季桥面板在阳光暴晒下，最高温度可达到60℃，混凝土受热膨胀易导致开裂。在智能温控仪2中设定夏季温度控制范围和制冷温度范围，夏季温度控制范围为50℃以上，空气源热泵机组3的制冷系统效率需要逐渐递增，因为混凝土从50℃以上急速降温到30℃会产生更大的热应力，更易造成结构开裂，因此制冷温度范围包括：30℃～35℃的ⅰ级制冷温度范围和15℃～20℃的ⅱ级制冷温度范围，当桥面温度达到50℃以上，通过水泵5将水箱4内的水输送至空气源热泵机组3中，智能温控仪2控制空气源热泵机组3将水制冷在35℃时停止制冷，并将温度控制在30℃～35℃内，循环系统继续工作，水进入温度控制管道内，对桥面进行降温，待温度
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应力传感器6测出的温度在40℃～45℃时，调整等级为ⅱ级，智能温控仪2控制空气源热泵机组3将水制冷在20℃时停止制冷，并将温度控制在15℃～20℃内，使桥面进一步降温。若想停止加热和降温，关闭智能温控仪2、空气源热泵机组3即可。
57.值得说明的是，本发明中，在桥面板配筋上连接温度控制管道，温度控制管道与桥外的输送管道连成回路，在夏季温度过高或者冬季温度过低桥面结冰时，通过智能温控仪控制空气源热泵机组将水箱内的水降温或加热，将降温或加热的水输送至温度控制管道对桥面进行降温或升温，使得桥面的温度保持在正常范围内，防止桥面温度过高导致混凝土过度膨胀，或者防止桥面温度过底导致结冰而引发的交通事故。另外，本发明中将原本桥面板配筋的纵向钢筋部分由直型钢管道代替，使温度控制管道兼具桥面网片结构，又能进行传热控温，又能节省造价。
58.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
59.以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。