一种桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法与流程

本发明属于桥梁消防，涉及一种桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法。

背景技术：

1、目前，我国的大跨度桥梁多为悬索桥，其中桥梁缆索特别是桥梁主缆是悬索桥的关键承力结构。近年来，因通行车辆起火导致的缆索体系桥梁火灾事故时有发生，当桥面出现火灾事故(特别是油罐车火灾事故)时，极易出现pe护套燃烧，钢丝温度持续升高，防腐层脱落、钢丝性能退化等火灾损伤病害，而且桥梁主缆不可更换，受火灾损伤后难以修复，给桥梁安全带来严重的安全隐患，甚至可造成桥梁的整体垮塌和人员伤亡，引发重大安全事故导致恶劣的社会影响。

2、目前主要采取的桥梁主缆防火措施是包覆防火涂料或者防火材料等被动防火措施，存在抗火时间短(抗火时间一般约1小时)、受风吹日晒老化防火性能下降、间隔一段时间需要重新养护等问题，特别是遇到大型油罐车火灾事故时，火灾持续时间超过一小时，远远超过防火措施的抗火能力，无法做到长时间的桥梁主缆保护。

技术实现思路

1、有鉴于此，为了提高桥梁主缆的抗火能力，克服现有技术的不足，本发明提供了一种桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，能够主动和长时间的进行桥梁主缆保护，隔热效率高。

2、为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，包括以下步骤：

4、s1：沿着桥梁主缆布置火灾探测器和喷淋支管，喷淋支管上设置有若干用于对桥梁灭火的水幕喷头组，水幕喷头组与供水系统连接，供水系统和火灾探测器分别与控制系统电连接，火灾探测器将探测到的信号传递给控制系统，控制系统控制供水系统给喷淋支管供水；

5、s2：确定水幕喷头组布置间距与喷洒保护面积，在纵横坐标网格图上，根据提供的水幕喷头喷洒外形图，绘制设定设计压力和流量下的水幕喷洒外形曲线，保证相邻两个水幕喷头的水幕喷洒外形曲线有相交点；

6、s3：每个喷淋支管都连接有对应的供水支路，供水支路上设置有控制喷淋支管水压的减压阀，每一供水支路上的减压阀都需要单独设定出口压力，其出口压力按照以下公式进行计算：

7、p＝(1.20～1.40)∑pp+p0+z

8、式中：p—减压阀的出口设定压力(mpa)；

9、∑pp—管道沿程和局部水头损失的累计值(mpa)；

10、p0—最不利点处水幕喷头组的工作压力(mpa)；

11、z—供水支路与减压阀之间的高程差(mpa)。

12、进一步的，步骤s2中，量取相邻两个水幕喷头组的水幕喷洒外形曲线的相交点之间的直线距离d，即为水幕喷头组的布置间距，以水幕喷头组的中心为圆心，以相交点到圆心的距离为半径r画圆，此时所形成的圆形即为该水幕喷头组的水幕喷洒保护面积，水幕喷头组的水幕喷洒保护圆形半径r应满足：

13、

14、式中：d―水幕喷头组距离桥梁主缆轴心线的距离；r―桥梁主缆的半径。

15、进一步的，喷淋支管长度应满足最高点水幕喷头组与最低点水幕喷头组的高位差不超过20米。

16、进一步的，供水系统包含消防水源，消防水源下端的出水口与主供水管路的一端连通，主供水管路的另外一端与分区控制阀组的进水口连通，分区控制阀组的另外一端连接各路供水支管，主供水管路上设置有消防水泵，控制系统电连接消防水泵，火灾探测器将探测到的火灾信号传递给控制系统，控制系统控制消防水泵启动，同时启动分区控制阀组从而给该路喷淋支管提供水源进行水幕喷淋。

17、进一步的，供水支管上还安装有单向阀、水泵接合器和减压阀，水泵接合器设置在单向阀和减压阀之间的供水支管上，单向阀靠近分区控制阀组，水泵接合器能够与消防车的水源连通。

18、进一步的，水泵接合器布置在大桥桥面的路边上。

19、进一步的，水幕喷头组包含喷头底座，喷头底座上固定有若干个水幕喷头，水幕喷头与喷淋支管连通，喷头底座固定在喷淋支管上，水幕喷头在喷头底座上围绕成圆周形状且均匀布置，水幕喷头的喷嘴朝外，围绕成圆周的水幕喷头的喷嘴喷出的水幕形成一个360度的圆形水幕。

20、进一步的，水幕喷头选用展角为120°的水幕喷头，那么其喷头数量n＝360°/120°＝3。

21、进一步的，水幕喷头组的进水轴线与水平线呈45°角布置，水幕喷射方向与水幕喷头组的进水轴线角度呈90°。

22、本发明的有益效果在于：

23、与现有的被动防火措施相比，该系统能够依靠火灾探测器进行火灾探测报警，主动启动为桥梁主缆提供连续的水幕保护，水幕能够有效的阻隔火焰高温和热辐射，防止桥梁主缆受到火灾伤害，且保护时间长，当消防水源消耗尽后，可采用消防车通过水泵接合器供水的方式持续进行水幕保护，大大提高了桥梁主缆的安全防护水平。同时该系统具有设计简单，可靠性较高，便于维护的优势

技术特征：

1.一种桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：步骤s2中，量取相邻两个水幕喷头组(12)的水幕喷洒外形曲线的相交点之间的直线距离d，即为水幕喷头组(12)的布置间距，以水幕喷头组(12)的中心为圆心，以相交点到圆心的距离为半径r画圆，此时所形成的圆形即为该水幕喷头组(12)的水幕喷洒保护面积，水幕喷头组(12)的水幕喷洒保护圆形半径r应满足：

3.根据权利要求1所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：喷淋支管(11)长度应满足最高点水幕喷头组(12)与最低点水幕喷头组(12)的高位差不超过20米。

4.根据权利要求1所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：供水系统包含消防水源(1)，消防水源(1)下端的出水口与主供水管路(5)的一端连通，主供水管路(5)的另外一端与分区控制阀组(6)的进水口连通，分区控制阀组(6)的另外一端连接各路供水支管(7)，主供水管路(5)上设置有消防水泵(2)，控制系统(13)电连接消防水泵(2)，火灾探测器(14)将探测到的火灾信号传递给控制系统(13)，控制系统(13)控制消防水泵(2)启动，同时启动分区控制阀组(6)从而给该路喷淋支管(11)提供水源进行水幕喷淋。

5.根据权利要求4所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：供水支管(7)上还安装有单向阀(8)、水泵接合器(9)和减压阀(10)，水泵接合器(9)设置在单向阀(8)和减压阀(10)之间的供水支管(7)上，单向阀(8)靠近分区控制阀组(6)，水泵接合器(9)能够与消防车的水源连通。

6.根据权利要求5所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：水泵接合器(9)布置在大桥桥面的路边上。

7.根据权利要求1所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：水幕喷头组(12)包含喷头底座(121)，喷头底座(121)上固定有若干个水幕喷头(122)，水幕喷头(122)与喷淋支管(11)连通，喷头底座(121)固定在喷淋支管(11)上，水幕喷头(122)在喷头底座(121)上围绕成圆周形状且均匀布置，水幕喷头(122)的喷嘴朝外，围绕成圆周的水幕喷头(122)的喷嘴喷出的水幕形成一个360度的圆形水幕。

8.根据权利要求7所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：水幕喷头(122)选用展角为120°的水幕喷头(122)，那么其喷头数量n＝360°/120°＝3。

9.根据权利要求1所述的桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，其特征在于：水幕喷头组(12)的进水轴线与水平线呈45°角布置，水幕喷射方向与水幕喷头组(12)的进水轴线角度呈90°。

技术总结
本发明公开了一种桥梁主缆消防水幕保护系统的设计方法，包括以下步骤：S1：沿着桥梁主缆布置火灾探测器和喷淋支管，喷淋支管上设置有若干用于对桥梁灭火的水幕喷头组，水幕喷头组与供水系统连接，供水系统和火灾探测器分别与控制系统电连接；S2：确定水幕喷头组布置间距与喷洒保护面积，在纵横坐标网格图上，根据提供的水幕喷头喷洒外形图，绘制设定设计压力和流量下的水幕喷洒外形曲线，保证相邻两个水幕喷头的水幕喷洒外形曲线有相交点；S3：每个喷淋支管都连接有对应的供水支路，供水支路上设置有控制喷淋支管水压的减压阀，每一供水支路上的减压阀都需要单独设定出口压力。

技术研发人员：吴玲正,倪雅,胡成,朱红亚,郝天姿,禹金银,卢靖宇,罗治华
受保护的技术使用者：广东省公路建设有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6