專利名稱：樁柱式橋梁防冰凍系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種橋梁防冰凍系統，主要是涉及潮濕低溫易于結冰環境下的橋梁防冰凍系統，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的變化發生較大的變動，對于一些潮濕多雨地區的橋梁工程，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3(T50m，該處地熱穩定一般穩定在15 20° C，若能充分的利用地熱交換系統進行熱源交換和熱能利用，既可以節省占地空間，又可顯著地降低能源消耗的同時降低有害物質的排放，與傳統的以耗電采暖相比，可節約運行費用75%左右。故在現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。
發明內容
本發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，適用于潮濕低溫易于結冰環境下的橋梁防冰凍。為了解決上述技術問題，本發明提供的樁柱式橋梁防冰凍系統，包括能源基樁、地熱循環管、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管，地熱循環管內填充交換流體，在樁孔內澆筑混凝土，通過管狀換熱器系統中的交換流體與混凝土材料、樁周土 -地下水系統進行熱交換，形成封閉式的地熱能交換系統。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。安置在基樁內地熱循環管(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系統。所述的能源基樁⑵內地熱循環管(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系統。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回路，形成一個水暖循環，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。綜上所述，本發明是一種通過埋置于橋梁基樁中的地熱循環管與熱能交換流體搜集地熱能源加熱循環管道內流體，通過地熱水泵將熱水抽送到橋面進行循環，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，適用于潮濕低溫易于結冰環境下的橋梁防冰凍。
圖1是樁柱式橋梁防冰凍系統立面示意圖。圖2是樁柱式橋梁防冰凍系統平面示意圖。圖3是樁柱式橋梁防冰凍系統剖面示意圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步說明。參見圖1和圖2，在橋梁能源基樁2中布設地熱循環管3，鋼筋籠中下置U型管狀換熱器形成地熱循環回路，在樁孔內澆筑混凝土，并在地熱循環管3內填充由水、鹽或防凍液形成的混合溶液，通過管狀換熱器系統中的交換流體與混凝土材料、樁周土-地下水系統進行熱交換，形成封閉式的地熱能交換系統。 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￠)，通過形成的低溫熱水循環回路，形成一個水暖循環，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。
權利要求
1.本發明公開了一種樁柱式橋梁防冰凍系統，包括能源基樁(2)、地熱循環管(3)、地熱水泵(4)和橋面水暖管￠)，其特征是:通過在橋梁基樁內設置有熱交換進水管，其中每根基樁分別設置4根地熱循環管(3)，2根水管形成一個低溫熱水循環回路，通過設置在地面處所述的地熱水泵(4)將地熱循環管(3)加熱的低溫熱水抽送到橋面水暖層(4)，形成一個水暖循環，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。
2.根據權利要求1所述的樁柱式橋梁防冰凍系統，其特征是:所述的能源基樁(2)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管(3)，地熱循環管(3)內填充交換流體，在樁孔內澆筑混凝土，通過管狀換熱器系統中的交換流體與混凝土材料、樁周土-地下水系統進行熱交換，形成封閉式的地熱能交換系統。
3.根據權利要求1或2所述的樁柱式橋梁防冰凍系統，其特征是:所述的能源基樁(2)搜集的地熱能源加熱的低溫熱水，通過地熱循環管(3)出口向上與所述的地熱水泵(4)連接，由地熱水泵(4)將低溫熱水抽送到橋面水暖鋪裝層(8)。
4.根據權利要求3所述的樁柱式橋梁防冰凍系統，其特征是:所述的橋梁墩柱(7)為鋼筋混凝土材料，并在外側包裹一定厚度的保溫材料。
5.根據權利要求1或2所述的樁柱式橋梁防冰凍系統，其特征是:安置在基樁內地熱循環管(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系統。
6.根據權利要求1或2所述的樁柱式橋梁防冰凍系統，其特征是:所述的能源基樁(2)內地熱循環管(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系統。
7.根據權利要求1或3所述的樁柱式橋梁防冰凍系統，其特征是:所述的橋面鋪裝層(8)上布設橋面水暖管￠)， 通過形成的低溫熱水循環回路，形成一個水暖循環，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。
全文摘要
本發明公開了一種樁柱式橋梁防冰凍系統，包括能源基樁(2)、地熱循環管(3)、地熱水泵(4)和橋面水暖管(6)，其特征是通過在橋梁基樁內設置有熱交換進水管，其中每根基樁分別設置4根地熱循環管(3)，2根水管形成一個低溫熱水循環回路，通過設置在地面處所述的地熱水泵(4)將地熱循環管(3)加熱的低溫熱水抽送到橋面水暖層(4)，形成一個水暖循環，起到一個加熱橋面，預防冰凍的作用。在橋梁所處較為潮濕環境，且外界氣溫低于零攝氏度時，通過啟動地熱泵(4)，將預埋于深部地層中橋梁基樁內的地熱循環管(3)，搜集地熱能源以加熱系統中的水，并形成閉合加熱回路。本發明能有效減少低溫多雨山區橋梁冰凍病害，避免由于橋梁結冰造成的安全隱患。防冰凍系統結構簡單、制造方便、性能可靠。
文檔編號E01D19/12GK103205932SQ20131014100
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月23日 優先權日2013年4月23日
發明者劉建華 申請人:長沙理工大學