[發(fā)明專利]樁柱式橋梁防冰凍系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310141002.8
• 申請日: 2013-04-23
• 公開（公告）號: CN103205932A
• 公開（公告）日: 2013-07-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉建華
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: E01D19/12
• 分類號: E01D19/12;E01C11/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種橋梁防冰凍系統(tǒng)，主要是涉及潮濕低溫易于結冰環(huán)境下的橋梁防冰凍系統(tǒng)，用于橋面的預防結冰及除冰。

背景技術

地球是一個巨大的地熱能源儲存庫，但地球表面的溫度往往會隨季節(jié)的變化發(fā)生較大的變動，對于一些潮濕多雨地區(qū)的橋梁工程，由于橋梁橋面懸掛與空中，當冬季外界溫度低于零攝氏度以下時，極易造成橋面結冰引發(fā)安全事故。由于地熱能源的作用，地表土層1.5~2m之間的地下溫度全年恒定在10°C左右。對于橋梁工程，其橋梁基樁往往在30~50m，該處地熱穩(wěn)定一般穩(wěn)定在15~20°C，若能充分的利用地熱交換系統(tǒng)進行熱源交換和熱能利用，既可以節(jié)省占地空間，又可顯著地降低能源消耗的同時降低有害物質的排放，與傳統(tǒng)的以耗電采暖相比，可節(jié)約運行費用75%左右。故在現(xiàn)有的橋梁基樁中設置地源熱泵，利用埋設與地下基樁管路中的熱交換流體巖石、地下水進行熱交換，吸收地下熱能用于橋面加熱以預防和清除結冰，經(jīng)濟效益顯著，并可有效消除易結冰橋梁的安全隱患，安全意義重大，目前仍沒有此類裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種利用地熱能源進行橋面預防結冰及除冰的系統(tǒng)，適用于潮濕低溫易于結冰環(huán)境下的橋梁防冰凍。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供的樁柱式橋梁防冰凍系統(tǒng)，包括能源基樁、地熱循環(huán)管、地熱水泵和橋面水暖管，所述的能源基樁為人工或機械挖孔基樁，在挖孔完成后，布設鋼筋籠的過程中，直接在鋼筋籠中下置U型管狀換熱器形成地熱循環(huán)管，地熱循環(huán)管內(nèi)填充交換流體，在樁孔內(nèi)澆筑混凝土，通過管狀換熱器系統(tǒng)中的交換流體與混凝土材料、樁周土-地下水系統(tǒng)進行熱交換，形成封閉式的地熱能交換系統(tǒng)。

所述的能源基樁搜集的地熱能源加熱的低溫熱水，通過地熱循環(huán)管出口向上與所述的地熱水泵連接，由地熱水泵將低溫熱水抽送到橋面水暖鋪裝層。

所述的橋梁墩柱為鋼筋混凝土材料，并在外側包裹一定厚度的保溫材料。

安置在基樁內(nèi)地熱循環(huán)管(3)中填充的熱交換流體為水、鹽或防凍液的混合溶液，以形成封閉型的循環(huán)系統(tǒng)。

所述的能源基樁(2)內(nèi)地熱循環(huán)管(3)中填充的熱交換流體為水、鹽或防凍液的混合溶液，以形成封閉型的循環(huán)系統(tǒng)。

所述的橋面鋪裝層(8)上布設橋面水暖管(6)，通過形成的低溫熱水循環(huán)回路，形成一個水暖循環(huán)，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。

綜上所述，本發(fā)明是一種通過埋置于橋梁基樁中的地熱循環(huán)管與熱能交換流體搜集地熱能源加熱循環(huán)管道內(nèi)流體，通過地熱水泵將熱水抽送到橋面進行循環(huán)，以加熱橋面，預防與清除橋面結冰，是結構簡單、制造方便、性能可靠的樁柱式橋梁防冰凍系統(tǒng),適用于潮濕低溫易于結冰環(huán)境下的橋梁防冰凍。

附圖說明

圖1是樁柱式橋梁防冰凍系統(tǒng)立面示意圖。

圖2是樁柱式橋梁防冰凍系統(tǒng)平面示意圖。

圖3是樁柱式橋梁防冰凍系統(tǒng)剖面示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

參見圖1和圖2，在橋梁能源基樁2中布設地熱循環(huán)管3,鋼筋籠中下置U型管狀換熱器形成地熱循環(huán)回路，在樁孔內(nèi)澆筑混凝土，并在地熱循環(huán)管3內(nèi)填充由水、鹽或防凍液形成的混合溶液，通過管狀換熱器系統(tǒng)中的交換流體與混凝土材料、樁周土-地下水系統(tǒng)進行熱交換，形成封閉式的地熱能交換系統(tǒng)。

能源基樁2搜集的地熱能源加熱的低溫熱水，通過地熱循環(huán)管3出口向上與所述的地熱水泵4連接，由設置在地面處的地熱水泵4抽送到橋面水暖管6，并在由鋼筋混凝土材料澆筑的橋梁墩柱7外側包裹一定厚度的保溫材料，以起到保溫的作用，在橋面鋪裝層(8)上布設橋面水暖管(6)，通過形成的低溫熱水循環(huán)回路，形成一個水暖循環(huán)，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。