碳纤维发热桥面融雪化冰性能预测模型

采用内置碳纤维发热线加热方法进行桥面融雪化冰室内试验,并构建内置碳纤维发热线桥面有限元模型对融雪化冰过程进行数值模拟。结果表明:碳纤维发热线布设方式和外界环境均对桥面铺装融雪化冰效率造成一定程度的影响,其中发热线布设间距、环境温度和风速对融雪化冰效率影响较大;通过模拟结果与室内试验结果对比分析验证,建立的有限元模型能够准确地预测碳纤维发热桥面融雪化冰性能。     

桥面碳纤维发热融雪化冰系统影响因素分析

通过在桥面混凝土板内埋设不同布置方式的碳纤维发热线,并改变混凝土板所处的环境条件(温度、风速、冰层厚度),研究发热线布置方式及外界环境对桥面铺装层融雪化冰效率的影响。结果表明,碳纤维发热线的布置间距对混凝土升温影响及融雪化冰影响最显著,其他因素影响则较小。此外,相比冰层厚度影响作用,环境温度和风速对桥面融雪化冰影响作用较大。     

麻昭高速公路内置碳纤维发热线桥面融冰技术应用

文章通过采用内置碳纤维发热线桥面融冰系统在麻昭高速公路工程中进行融冰;通过室内试验对不同发热线布设位置和布设间距的导热效果进行了对比分析,发现当发热线布设于上、中面层之间,布设间距为10cm时,导热效果最好;选取麻昭高速公路左幅上高桥隧道出口至打堡寨2#隧道入口之间50m桥(路)面为试验段,铺设宽度为从超车道行车分界线左侧开始计7.25m,铺装功率采用335W/m2,设计目标为2.5h内使桥面表面温度从-5℃达到2℃左右从而实现融冰,并介绍了碳纤维发热线刻槽铺设工艺流程及施工方法。     

混凝土路面碳纤维发热线融雪化冰研究

采用有限元法分析了布置碳纤维发热线的混凝土路面融雪化冰的性能.利用ANSYS热分析模块,建立了布置碳纤维发热线的混凝土路面的有限元分析模型,通过与室内、室外混凝土板的升温试验结果对比,验证了模型和计算方法的正确性.在此基础上,根据实际气象情况,计算了在不同环境温度和风力等级下,不同发热线布置间距、不同输入功率下混凝土路面的温度-时间曲线,进而得到了不同厚度的冰层完全融化所需要的时间,可以为工程设计提供参考.     

机场道面碳纤维发热线化冰试验研究

为研究埋设有碳纤维发热线的机场道面的化冰效果,通过开展室内化冰试验,研究了不同加热功率、不同风力等级条件对道面化冰的影响.结果表明:距离发热线越近,温升速率越快,温度越高;加热功率、风力等级对道面化冰时间与耗电量影响显著,加热功率在一定范围内每提高50.0 W/m2,化冰时间缩短约2.15小时,耗电量减少约0.30 k...     

高寒地区隧道路面发热电缆融雪化冰试验研究

我国在高寒地区修建的高速公路隧道越来越多。因为隧道进出口路面积雪结冰而导致的道路交通事故呈逐年上升趋势。隧道路面的融雪化冰问题日益成为制约道路交通安全的关键因素之一。近年来,发热电缆系统作为融雪除冰一种新技术得到了越来越多的关注。本文依托在建兰州至郎木寺高速公路晒经滩隧道,建立了发热电缆融雪化冰的试验段,通过对隧道内温度长期持续测量,探讨了发热电缆系统最佳设防长度;对试验段表层和内部的温度分布变化进行监控,探讨了甘肃省甘南地区沥青混凝土道路铺装发热电缆的功率及应用。研究结果表明:该地区的最佳设防长度为60m,外界气候条件(尤其是气温)是影响发热电缆融雪化冰效果的主控因素;使用反热毯可以大大提高发热电缆系统的工作效率;通过动态功率控制,可以实现不同降雪条件下和不同气候条件下的融雪化冰要求。     

基于太阳能-热管的循环流体加热桥面融雪系统试验研究

为准确分析基于太阳能-热管的循环热流体桥面融雪系统的工作性能,综合考虑桥面结构、热管埋深、集热器类型等因素,建立了以太阳能集热器为热源的循环热流体加热热管融化桥面积雪的足尺试验系统。基于前期监测数据,对系统融雪性能、集热效率进行了分析。研究结果表明:(1)系统对桥面升温效果明显,在桥面无预热且桥面供热温度为15℃～20℃条件下,最大可提高桥面温度7℃,且系统在5h内以先慢后快的速度融化了5cm厚的积雪;(2)较浅的热管埋深更加有利于融雪,融雪过程中浅埋段、中埋段和深埋段的平衡温度分别为2℃、1.5℃和0.6℃;(3)热管热量向下部水泥混凝土传递比上部沥青混凝土更多,距离热管相同距离的水泥混凝土和沥青混凝土温度相差3℃(5cm)和6℃(10cm);(4)融雪过程中热管管身温度并不一致,两端较中间温度高1.0～1.5℃,同时管排串管温度较热管高约5℃～6℃;(5)冬季晴朗天气光照下,系统平均集热功率为2.2kW,阴雨天气平均热损功率为0.33kW,真空管集热器较平板型集热器效率更高,两者集热效率之比约为1∶0.58。     

在汽车荷载作用下U型肋尺寸对钢桥面力学性能的影响

为了探明在车辆荷载作用下U型肋开口大小、桥面铺装对钢桥面板力学性能的影响,本文以带有U型肋的简支梁钢桥面为研究对象,进行局部建模有限元分析。分析中采用abaqus通用有限元软件建立了9个钢桥面局部模型,U型肋开口及间距分别选取的170mm（密肋形式）,320mm（标准形式）和340mm（大开口形式）3种类型、桥面铺装为SMA沥青混凝土材料,并考虑了桥面铺装材料受季节温度的变化。从标准车辆轮载作用下模型典型部位的应力分布、竖向变形等有限元结果可知：（1）桥面铺装有无对标准U型肋及大开口U型肋构造的桥面应力分布影响较大,桥面铺装大大较少了桥面的竖向变形及应力幅值;（2）适当增加U型肋开口大小、间距及钢板厚度,有桥面铺装的情况下,桥面竖向变形满足规范要求,同时有效减小钢桥面应力幅值,提高了钢桥面疲劳性能;（3）季节温度的变化对桥面的变形和应力也有一定的影响,春秋季节时,桥面受车辆荷载作用下产生的应力和变形较小。     

泰州大桥刚柔复合型钢桥面铺装高温服役状态研究

温度对混合料的路用性能有较大的影响,特别是在高温条件下其稳定性变差,严重影响使用效果。泰州大桥作为世界首座三塔两跨钢箱梁悬索桥,采用国内首创的"下层浇注+上层环氧"铺装结构,其在不同工作条件下的温度状况尤其值得研究。通过对泰州大桥正交异性钢桥面铺装进行长期监测,获取钢桥面铺装使用温度数据并对其分布及变化状况进行了深入分析研究,结果表明:高温条件下钢桥面铺装的温度竖向分布呈现环氧层顶>浇筑层顶>钢桥面板>桥面空气;铺装温度传导存在延迟效应,温度由上而下依次达到峰值,一日内最大温度超过35℃;洒水降温对于控制钢桥面铺装温度有明显效果,同时可以有效地降低车辆荷载所产生的钢桥面铺装应变,并在一定程度上减轻荷载产生的位移。     

矮寨特大桥融雪防冰电发热沥青混凝土试验研究

为了解决矮寨特大桥的桥面融雪防冰问题,经过方案比选,提出了电发热沥青混凝土方案,并进行了试验研究.制作了导电沥青混凝土试块及20 cm×10 cm铜网格电极,分别测试了3种电压的发热升温情况,并采用自然降雪验证发热性能.试验结果表明,试块表面各点发热不同,温度随着通电电压的升高而升高,试块在12、24、36 V电压下各...     

自发热技术在机场道面融雪化冰中的应用研究

目前对机场道面降雪结冰所采用的融雪化冰方法都存在一定缺点,很有必要寻求一种新的融雪化冰方法。自发热技术融雪化冰方法就是将导电体铺装在沥青混凝土中,利用导电体通电发热提高道面表面温度,使其高于冰点温度来实现对机场道面融雪化冰的目的。自发热技术融雪化冰方法效率高,效果好,且为绿色环保技术,具有广阔的应用前景。     

高温季节桥面沥青铺装层温度场预估

为了准确预估高温情况下桥面沥青铺装层内的温度分布状况,建立了基于热传导学的桥面铺装层有限元模型.对沥青路面不同深度下温度分布情况进行预估,并对相同气温变化下路面桥面温度场差异性进行研究.研究结果表明:桥面沥青铺装层温度分布状况与大气温度、太阳辐射变化有关,铺装层内温度最大值随深度不同分别出现在下午16:00～18:00,此时桥面铺装层温度大于路面温度2℃左右,最低温度出现在上午8:00,此时桥面铺装层温度小于路面温度3℃左右.     

瓯江北口大桥上层桥钢桥面铺装设计

为指导瓯江北口大桥上层桥钢桥面铺装实施,针对桥梁结构特点、区域外部环境、运营阶段交通环境、施工工期安排等因素,提出了3种行车道铺装方案,通过方案论证,确定行车道采用3.5 cm GA10+3.5 cm高弹改性沥青SMA10的铺装方案,并对其正交异性钢桥面铺装体系刚度进行了验算,对组合结构性能进行了验证。结果表明该方案各项性能指标均满足实桥服役性能要求;优化确定了中央分隔带采用7.2 cm GA10铺装方案,其厚度比行车道高0.2 cm。同时提出了钢桥面铺装材料关键控制指标:改性沥青用基质沥青10℃延度≥30 cm、聚合物改性沥青软化点≥90℃、GA用矿粉0.075 mm筛孔通过率为85%～95%及亲水系数<0.8%、5 mm～10 mm规格集料的4.75 mm筛孔通过率为0%～10%。     

山区高速公路桥面漫排式水热融雪系统应用

为通过热流体的能量传递来达到融雪化冰的目的,水热式融雪技术在预先埋设的管道内通入作为传热载体的循环热流体。针对山区高速的特殊路段,结合地理与气温环境情况,将可循环再生资源隧道温泉水作为山区高速桥面融雪的热源。在此基础上结合工程实例确定了漫排式水热融雪桥面系统的设计与铺设方案,并铺设了试验路。结果表明,对于一定环境条件下的桥面漫排式温泉水融雪系统,融雪效果良好。研究成果可以为采用水热式融雪化冰系统的路面及桥面铺装设计与施工提供指导。     

钢桥桥面铺装结构温度场分布的回归分析

以新建钢桁架桥的沥青桥面铺装结构为研究对象进行温度场的实测,根据夏季高温季节和冬季低温季节对铺装结构温度场的实测结果,研究了温度场的分布规律,分析了温度造成钢桥面铺装结构破坏的原因,并对钢桥面铺装与一般桥面铺装及路面温度场进行了对比分析.并利用SPSS统计分析软件探讨了桥面铺装结构极端温度计算关系式,可为桥面铺装结构的...     

桥面铺装破坏综合分析

桥面铺装层直接承受行车荷载、梁体变形和环境因素的作用。该文列举了桥梁铺装常见病害,通过桥梁种类、受力分析、钢筋布置、铺装层厚度、材料选择、材料性能、施工管理、施工工艺、交通运输及环境等,对桥面铺装面层的破坏进行了综合分析,结果表明:应重视对沥青混凝土桥面铺装的研究,开发满足桥面铺装受力特征的新材料,改进施工工艺,从根本上解决桥面铺装损坏问题。     

导电沥青混凝土的桥面铺装开裂预警技术研究

沥青混凝土桥面铺装层在低温条件下极易产生开裂,空气中水分、灰尘等通过裂缝深入到桥面板与铺装层中间,会进一步造成层间滑移、水损坏。为及时对沥青混凝土桥面铺装的低温开裂病害进行预警,降低后期维修养护费用,采用碳纤维、石墨制备了复合导电沥青混凝土,并通过间接拉伸蠕变试验研究了其变形发展与电阻率的变化关系,根据曲线特点利用多项式拟合获得了不同蠕变阶段其力-电机敏特性。结果表明:碳纤维-石墨导电沥青混凝土电阻率与应变在不同阶段分别呈现出二次非线性、线性相关关系。同时,结合实体工程设计了分布式光纤传感器布设方案与施工流程,即在桥面铺装层间布设分布式光纤,上面层铺筑碳纤维-石墨导电混凝土,形成一种新型桥面铺装结构,为沥青混凝土桥面铺装低温开裂预警提供了一种全新的思路。     

水泥混凝土T梁桥沥青铺装结构温度场分析

桥面铺装温度场属于非线性瞬态温度场,由于其结构的复杂性,难以采用理论方法求得解析解。通过对进入铺装层的对流换热、太阳辐射及辐射换热等方面进行全面地分析后,按平面问题利用有限元方法对重庆奉云路梅子沟大桥50mT梁桥面铺装瞬态温度场进行分析。通过计算分析认为:在正确的掌握边界条件、桥面铺装和桥梁结构体材料特性参数及本地区气候条件情况下,能够可靠地计算出不同位置、不同时间桥面铺装结构的温度场分布,以便于进行温度应力的计算;确定防水粘结层的试验温度;减少获取桥面铺装温度环境的费用和时间。     

高弹性桥面铺装表面冰层破坏形式及破冰效果研究

计算分析了不同桥面铺装层在荷载作用下表面冰层应力应变及应变能密度分布,根据强度理论能能量法确定了桥面冰层破坏形式,提出以破冰率Rbreak作为破冰效果定量评价指标并分析了铺装层模量、厚度和冰层厚度对Rbreak影响,得到的主要结论:采用橡胶颗粒沥青混合料高弹桥面铺装层可实现桥面冰层破坏,且冰层破坏形式为受压破坏;高弹性铺装层厚度达到4cm时具备破冰条件,随橡胶颗粒沥青混合料桥面铺装厚度的增加,破冰率Rbreak呈抛物线增长;铺装层模量在700MPa～900MPa时,破冰率Rbreak达40%以上,随铺装层模量增加破冰率呈线性降低;橡胶颗粒高弹性桥面铺装层仅在结冰初始阶段(厚度≤2mm)可达到的除冰效果,冰层厚度持续增加或温度持续降低破冰效果急剧下降。     

重庆市某桥桥面铺装病害成因分析及重铺措施

重庆市主城区某桥桥面铺装出现破损露筋、纵横向开裂和唧浆等病害,主要由超载、桥面铺装层厚度不足、原材料质量控制不严、除冰盐的影响等造成.针对该桥桥面铺装病害提出3种重新铺装方式:保留原铺装层,在原有铺装层的基础上加铺沥青层;凿除原铺装层,直接改用沥青混凝土铺装;凿除部分铺装层后对桥面进行重新铺装.通过比较3种铺装方式的优缺点,并采用有限元法对预制T梁进行结构验算,最终确定采用保留3 cm原铺装层,加铺8 cm改性沥青混凝土的重铺方式.重新铺装工作完成半年后,桥面铺装未产生新的病害.