T梁桥下贴保温板加热除冰雪的可行性分析

王春清，朱洪泉

(长治高速公路有限责任公司，山西长治046000)

路面积雪、覆冰均对公路交通安全和通行能力都产生严重的影响，采用氯盐类融雪剂进行除雪融冰，不仅对桥梁结构腐蚀严重，致使后期养护费用增加，严重降低桥梁的使用寿命，而且造成公路两侧环境遭到破坏，植被枯死，饮用水遭到污染。采取何种除冰雪方案，达到既先进、环保，又不对既有路桥结构造成腐蚀，是目前亟待解决的问题。为此本文提出采取桥梁电加热除冰雪技术，为减小敷设加热电缆对交通的影响，降低电缆腐蚀成本，提出在T梁翼缘板下面粘贴加热电缆方案，降低加热能耗和在T梁下面粘贴聚苯保温板进行保温的具体操作方案。根据高速公路常用T梁的具体截面型式，提出如图1所示的布设方式，即在相邻两片T梁之间纵向布设7条加热加热电缆。

1 模型参数及边界条件

1.1 模型参数

本文分析对象为高速公路30 m的T梁桥，桥面混凝土找平层厚度15 cm，沥青混凝土桥面铺装层厚度10 cm，T梁下贴10 cm厚聚苯保温板，分析模型中混凝土的导热系数如表1所示，分析模型如图1所示。

图1 梁底贴保温板加热电缆布设示意

1.2 边界条件

在进行桥面加热分析中，假定桥梁的初始温度等于环境温度，对流换热系数和项变边界取值如下。

(1)对流换热系数:参考Saetta试验结果和Enrigue试验结果，对流换热系数h采用下式模拟。①梁外表面hw=5.6+4Vf;②梁内表面hn=2.17+3.5Vf，式中Vf为环境风速。

表1 分析模型材料参数表

(2)项变边界:在本课题的分析中，没涉及冰雪的项变边界问题，而是参考文献[9]将冰雪升温及融化所需的功率P直接计入到稳态加热功率中。……