用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统的制作方法

本技术涉及桥梁工程施工，尤其涉及一种用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统。

背景技术：

1、混凝土节段大箱梁结构在施工浇筑后的水化热阶段以及环境温度变化下，均面临着严峻的温度裂缝和变形控制问题。混凝土水泥水化反应会释放大量热量，由于箱梁结构尺寸庞大，且顶板、腹板、底板厚度差异显著，导致内部热量积聚且散发不均，形成非线性温度场。较厚的腹板、底板部位散热缓慢，内部温升较高且持续时间长，而较薄的顶板部位散热较快，温度下降迅速。这种由水化热产生的内外温差和部位间温差，会在混凝土中产生巨大的拉应力，当应力超过混凝土抗拉强度时，即引发温度裂缝。同时，不均匀的温度分布会导致箱梁产生上拱或下挠等有害变形，严重影响结构初始应力状态、线形精度及长期耐久性。

2、目前，针对水化热温控的传统方法多采用优化配合比、使用低热水泥、预埋冷却水管、覆盖保温材料等。其中，预埋冷却水管是控制大体积混凝土水化热温升的常用有效手段。然而，传统的冷却水管系统通常采用均匀布管和统一管径的设计，未能充分考虑箱梁各部位（顶板、腹板、底板）因厚度和散热条件不同而导致的热量生成速率与散热需求的显著差异。这种统一的冷却方式可能导致不同部位冷却速率不匹配：厚壁部位冷却不足，内部温升依然过高。薄壁部位则可能冷却过度，温度梯度过大，反而增加了开裂风险。同时，传统预埋冷却水管系统往往缺乏根据实时温度数据进行动态精细调控的能力，冷却过程与混凝土实际热力学状态匹配性不佳，控制效果有限，甚至可能带来副作用。

3、因此，极需一种能够针对箱梁结构特点进行差异化设计，并能实现智能精准调控的温控系统，以高效、均衡地消散水化热，从源头抑制温度裂缝与变形。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，以针对箱梁结构特点进行差异化设计，实现智能精准温度调控，高效、均衡地消散水化热，从源头抑制箱梁的温度裂缝与变形。

2、为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其中，包括：

4、循环流体管网络，所述循环流体管网络包括独立布设的多个第一管道和多个第二管道，所述第一管道布设于腹板和顶板内部，多个所述第一管道沿箱梁的纵向间隔分布，所述第二管道布设于腹板和底板内部，多个所述第二管道沿箱梁的纵向间隔分布，多个所述第一管道和多个所述第二管道的入口汇集为所述循环流体管网络的总入口，多个所述第一管道和多个所述第二管道的出口汇集为所述循环流体管网络的总出口，所述第一管道和所述第二管道内均充注有流体，所述第一管道内的流体由腹板流向顶板，所述第二管道内的流体由腹板流向底板，所述第一管道的直径大于所述第二管道的直径；

5、温控主机，所述温控主机包括出口和入口，所述温控主机的出口连通于所述循环流体管网络的总入口，所述温控主机的入口连通于所述循环流体管网络的总出口，所述温控主机被配置为对所述循环流体管网络内的流体进行调温和泵送；

6、温度监测模块，所述温度监测模块被配置为对箱梁内部温度进行监测；

7、控制模块，所述控制模块电连接于所述温控主机和所述温度监测模块，所述控制模块被配置为控制所述温控主机对所述循环流体管网络内流体的温度、流速和流量进行调节。

8、可选地，所述第一管道包括第一分管道和第二分管道，所述第一分管道由位于箱梁立面的竖直中心线左侧的腹板底部沿竖直方向向上延伸至顶板，并在顶板内沿水平方向向右延伸至顶板中部，所述第一分管道的入口设置于腹板的底部，所述第一分管道的出口设置于顶板中部，所述第二分管道和所述第一分管道沿箱梁立面的竖直中心线呈轴对称布设。

9、可选地，所述第二管道包括第三分管道和第四分管道，所述第三分管道由位于箱梁立面的竖直中心线左侧的腹板顶部沿竖直方向向下延伸至底板，并在底板内沿水平方向向右延伸至底板中部，所述第三分管道的入口设置于腹板的顶部，所述第三分管道的出口设置于底板中部，所述第四分管道和所述第三分管道沿箱梁立面的竖直中心线呈轴对称布设。

10、可选地，所述循环流体管网络的所述第一管道和所述第二管道布设于同一箱梁立面内时，相邻两个布设所述循环流体管网络的箱梁立面沿箱梁的纵向间距为1m。

11、可选地，所述循环流体管网络的所述第一管道和所述第二管道布设于不同箱梁立面内时，相邻两个布设所述第一管道的箱梁立面和布设所述第二管道的箱梁立面沿箱梁的纵向间距为0.8m。

12、可选地，所述温度监测模块包括多个温度传感器，多个所述温度传感器均匀分布于箱梁的腹板、顶板和底板内部，每个所述温度传感器均和所述控制模块电连接。

13、可选地，所述第一管道的管径为60mm，壁厚为2mm，所述第二管道的管径为40mm，壁厚为2mm。

14、可选地，所述第一管道和所述第二管道内充注的流体为水或防冻液。

15、本实用新型的有益效果：

16、本实用新型提供了一种用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，通过对循环流体管网络的差异化布设方式，使得第一管道和第二管道均部分布设于腹板内部，箱梁在水化热阶段或环境温度变化时需对内部进行均匀温度控制时，流经腹板的流体流量大于顶板和底板的流体流量，提高了对内部温升较高且持续时间较长的腹板的冷却效果，同时有效避免了顶板和底板的冷却过度，进而避免了因均匀布管冷却方式导致箱梁的开裂风险增加。第一管道内的流体由腹板流向顶板，第二管道内的流体由腹板流向底板，使得携带腹板热量的流体能够有效通过顶板和底板进行散热，符合箱梁各部位因厚度和散热条件不同而导致的散热需求的差异，进一步提高了箱梁内部温度场的均匀性。基于顶板散热能力强于底板的特点，将第一管道的直径设计为大于第二管道的直径，同等流体流速下，腹板内的热量能够更多地由顶板散出，从而平衡整个箱梁立面的温度场，有效抑制了温度裂缝的产生。控制模块能够接收来自温度监测模块的温度信号，并根据预设的温度目标值或温差限值对温控主机进行控制，调节循环流体管网络内流体的温度、流速和流量，以实现对箱梁内部温度进行动态精细调控。

1.用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，所述第一管道包括第一分管道和第二分管道，所述第一分管道由位于箱梁立面的竖直中心线左侧的腹板底部沿竖直方向向上延伸至顶板，并在顶板内沿水平方向向右延伸至顶板中部，所述第一分管道的入口设置于腹板的底部，所述第一分管道的出口设置于顶板中部，所述第二分管道和所述第一分管道沿箱梁立面的竖直中心线呈轴对称布设。

3.根据权利要求1所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，所述第二管道包括第三分管道和第四分管道，所述第三分管道由位于箱梁立面的竖直中心线左侧的腹板顶部沿竖直方向向下延伸至底板，并在底板内沿水平方向向右延伸至底板中部，所述第三分管道的入口设置于腹板的顶部，所述第三分管道的出口设置于底板中部，所述第四分管道和所述第三分管道沿箱梁立面的竖直中心线呈轴对称布设。

4.根据权利要求1所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，所述循环流体管网络的所述第一管道和所述第二管道布设于同一箱梁立面内时，相邻两个布设所述循环流体管网络的箱梁立面沿箱梁的纵向间距为1m。

5.根据权利要求1所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，所述循环流体管网络的所述第一管道和所述第二管道布设于不同箱梁立面内时，相邻两个布设所述第一管道的箱梁立面和布设所述第二管道的箱梁立面沿箱梁的纵向间距为0.8m。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，所述温度监测模块包括多个温度传感器，多个所述温度传感器均匀分布于箱梁的腹板、顶板和底板内部，每个所述温度传感器均和所述控制模块电连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于， 所述第一管道的管径为60mm，壁厚为2mm，所述第二管道的管径为40mm，壁厚为2mm。

8.根据权利要求1-5任一项所述的用于箱梁均匀温度控制的流体循环系统，其特征在于，所述第一管道和所述第二管道内充注的流体为水或防冻液。