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在寒冷的冬季,路面桥面易结冰,这不仅容易引发大量的交通事故,而且影响人们的出行,造成巨大的经济损失。在道路的除冰过程中,我国道路养护部门被迫使用大量的除冰盐,这样,路面的混凝土容易被除冰盐剥蚀,各种其他的除冰方法在使用过程中,也遇到了许多技术问题,因此寻求一种安全可靠的道路除冰方式具有非常重要的现实意义。本文通过桥面铺装的钢筋网安装发热钢管来达到融雪化冰的目的,所研究的智能控温防冻桥面对实际的除雪防冰有一定的参考价值,得到了以下结论和成果:(1)本文论述了桥面路面防冻除冰技术的发展历程以及目前的国内外研究现状,对整个国际的研究现状做了优劣性的比较,根据此优劣性比较,发挥已有技术的优点,尽量避免其缺点,从而提出一个全新的智能发热钢管防冻桥面的理念;(2)提出了智能控温防冻桥面的概念设计,即在桥面铺装层的钢筋网中,改一个方向的钢筋为钢管,在其中穿发热钢管,然后连接温度感应器、接触器等电学元件装置,组成一个完整的回路。智能控温防冻桥面能够设定一个温度,使其在低于这个温度的2℃时自动开启,高于这个温度时自动关闭,操作方便,维修简单,节约能源;(3)对传热学理论、热传导理论和相变热传导理论进行了研究、推导。其中相变热传导理论的简化为,将相变吸收的潜热,外界环境风力对混凝土板温度的影响集中为一个换热系数,这个系数得出的分析结果接近与现实情况,由此做出的有限元分析中,在-2℃时的融雪化冰所需要的时间在0.5小时到1小时之间,效果良好。加热温度在200℃内对混凝土的结构几乎没有影响;(4)对发热钢管桥面进行了ANSYS分析,结果表明:在-2℃时的融雪化冰所需要的时间在0.5小时到1小时之间,效果良好;混凝土板下穿过的发热钢管的间距和温度升高有关系,间隔20cm发热钢管的混凝土板和间隔10cm发热钢管的混凝土板升高同样的温度所需的时间不相同,如果综合考虑加热所需时间、经济效应等方面的影响,间隔为20cm布置发热钢管经济实惠;(5)通过小试件的现场实验,融雪化冰效果良好,时间在1小时之内混凝土板的温度升高不超过15℃,温度热应力对混凝土的影响很小,可以忽略不计。同时实验结果证明了有限元分析的可靠性和准确性以及智能控温防冻桥面的可行性。(6)通过对一座实桥进行分析,对在桥面铺装中安装智能控温防冻设施增加的费用进行估算。并且,通过对实桥的进行估算造价,评估其对整体造价的影响。