一种智能环保型桥梁雨水排水系统的制作方法

1.本发明涉及桥梁雨水排放领域，尤其是涉及一种智能环保型桥梁雨水排水系统。


背景技术：

2.桥面排水系统是桥梁设计的重要组成部分，它的主要作用是将降落在桥面上的雨水或积雪融化的雪水快速排出桥面，以避免桥面积水或雨水对下面的混凝土梁形成侵蚀和损坏，提高桥梁的安全性。在降雨初期，雨水溶解了空气中酸性气体、汽车尾气、工厂废气，并冲刷桥面，导致初期雨水中含有大量的污染物质，污染程度较高、甚至是超出市政污水的污染程度，且传统的桥面排水系统大多是汇集至雨水管排入河道或直接排入自然水域中，给自然水体造成一定程度的水污染。因此，如何避免桥面上初期雨水直接排放至自然水体（或市政雨水管网）以减少水体污染对本行业至关重要。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本发明提供一种智能环保型桥梁雨水排水系统，有效避免污染程度较高的初期雨水（或雪水）直接排入市政雨水管网或河道，保护水体资源。
4.为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：本发明所述的包括排水管路和排水控制系统，所述排水管路包括：雨水口，所述雨水口为多个，沿桥梁纵向间隔设置在所述桥梁的桥面上；横向排水管路，具有多个横向设置在桥梁桥面上的横向排水管，每个所述横向排水管的进水口和其中一个雨水口连通而其出水口向外延伸出桥梁；纵向排水管路，纵向设置在桥梁的底边缘处，具有至少一段纵向排水管；所述纵向排水管与横向排水管连通，且纵向排水管路的出水口与市政污水管网连通；所述排水控制系统包括监测雨水水质的监测组件、第一控制阀、第二控制阀和监测控制器，所述监测组件设置在横向排水管内且靠近所述雨水口；其中，所述第一控制阀设置在横向排水管的出水端以控制横向排水管的排水，所述第二控制阀控制横向排水管和纵向排水管的通断，所述监测组件将监测到的水质信号传输至所述监测控制器，所述监测控制器控制所述第一控制阀和第二控制阀的开启和关闭。
5.有益效果是：本发明将横向排水管和纵向排水管连接在一起，在雨雪天气可通过第一控制阀和第二控制阀的开关实现雨水或雪水的分类排放。当雨水或雪水的水质符合相关标准时，第一控制阀处于开启而第二控制阀处于关闭状态，雨水沿着横向排水管直接排入水域；当雨水或雪水的水质不符合相关标准时，第一控制阀关闭、第二控制阀开启，雨水经第二排水管路排放至市政污水管网，有效避免污染程度较高的雨水或雪水直接或间接地排放至自然水域（如河流、河道等）中，减少水环境污染。
6.更进一步地，每个所述横向排水管自其进水口沿着桥面坡度向下游延伸，且横向排水管的延伸段为竖直向下的弯头结构，使雨水依靠自重顺利排出桥面。
7.作为更进一步地改进，所述桥梁的梁体的边缘处设置有安装座，所述纵向排水管
路通过多个呈u形结构的管道卡敷设在所述安装座的安装槽内，有效保证纵向排水管路的固定效果，以最大限度地避免纵向排水管出现位移而影响排水。
8.更进一步地，所述纵向排水管位于所述横向排水管的下方，横向排水管和纵向排水管通过倾斜设置的连接管连接在一起，所述连接管与所述横向排水管之间的夹角α为锐角。有益效果是：连接管倾斜设置，便于排水，使得桥面上的雨水在自重作用下自动排入纵向排水管路，减小雨水排放阻力。
9.作为更进一步地改进，所述第一控制阀为设置在横向排水管出水端部的第一电磁阀；所述第二控制阀为设置在所述连接管上的第二电磁阀，所述第二电磁阀靠近连接管的进水端。有益效果是：第一电磁阀和第二电磁阀均与监测控制器连通，实现横向排水管路和纵向排水管路的自动切换，进而实现雨水的分类排放，有效避免污染程度较高的雨水直接或间接排入自然水体中，减少水污染。
10.在本发明的另一个优选实施方式，所述横向排水管和纵向排水管交叉设置，所述第一控制阀设置在横向排水管上且位于交叉点的下游，所述第二控制阀设置在纵向排水管上，特别适用于桥体长度较短且水质总体一致的桥梁，纵向排水管设置在桥梁的预留孔内。
11.作为更进一步地改进，所述监测组件包括多个用于监测水质的探头；所述监测控制器设置在所述桥梁边缘处的防水盒内。有益效果是：监测组件具有多个探头，能够实现水质中不同指标信息的监测，能够全面分析雨水的水质，确保直接排出的雨水符合相关规范的要求，降低水污染。
12.本发明的智能环保型桥梁雨水排水系统还包括电源组件，所述电源组件的电源输出端与所述排水控制系统的电源输入端连接，电源组件的电源输入端与市政供电管网或路灯太阳能发电系统连接。有益效果是：本发明的智能环保型桥梁雨水排水系统可利用路灯上方的太阳能发电系统的电能，节约能源。
13.本发明优点在于具有与外界连通的横向排水管路和与市政污染管网连通的纵向排水管路，可通过两个排水管路的自动切换实现雨水的智能分类排放，有效避免污染程度较高的雨水直接排放至外界水体中，保护外界水资源免受污染，不仅适用于市政桥梁，还适用于跨江或跨河桥梁，适用范围广。
附图说明
14.图1是本发明实施方式一的结构示意图。
15.图2是本发明实施方式一的电路原理框图。
16.图3是本发明实施方式二的结构示意图。
17.图4是本发明实施方式二中横向排水管和纵向排水管的连接图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述实施例。
19.实施方式一如图1和图2所示，本发明所述的智能环保型桥梁雨水排水系统，包括排水管路和
排水控制系统；排水管路包括雨水口1、横向排水管路和纵向排水管路，多个雨水口1沿着桥梁纵向间隔设置在桥梁的桥面4.1上；其中：横向排水管2具有多个横向设置在桥面4.1上的横向排水管2（横向排水管2横向设置），横向排水管2与雨水口1一一对应，横向排水管2的进水口和其中一个雨水口1连通而其出水口向外延伸出桥梁，横向排水管2自雨水口1沿着桥面的坡度倾斜向下设置，横向排水管2向外延伸出桥梁，且横向排水管2的延伸段（即位于桥梁外侧的部分）为竖向向下折弯的弯头结构，使横向排水管2的雨水依靠自重完全排出桥面4.1，减少排水阻力；纵向排水管路是由多节沿连接在一起的纵向排水管3构成（当然，根据桥梁长度纵向排水管路也可是一根纵向排水管3），纵向排水管3沿桥梁纵向设置，纵向排水管3位于横向排水管2的下方，纵向排水管3具有与横向排水管2一一对应的连接管6，纵向排水管3通过多个连接管6分别与横向排水管2连通，连接管6自其顶部倾斜向下延伸，连接管6的中轴线与竖平面的夹角α≤70
°
，使得横向排水管2内的雨水依靠自重自动排放至纵向排水管3内；纵向排水管路的出水口与市政污水管网连通，使不符合排放要求的雨水经纵向排水管路直接排放至市政污染管网中，进入市政污染处理系统经处理合格后再排至自然水体中。
20.如图2所示，桥梁的梁体4.2底边缘处设置有安装座4.3（纵向设置），纵向排水管3通过多个呈u形结构的管道卡7敷设在安装座4.3内，有效保证纵向排水管路的固定效果，以最大限度地避免纵向排水管3出现位移而影响排水。另外，纵向排水管3的长度可根据桥梁的总长度和当地降雨量灵活调整。
21.如图1所示，排水控制系统包括监测雨水水质的监测组件、第一控制阀（即第一电磁阀8.1）、第二控制阀（即第二电磁阀8.2）和监测控制器10，水体质量监测件设置在横向排水管2内且靠近雨水口1；第一电磁阀8.1设置在横向排水管2的出水端以控制横向排水管2的排水，第二电磁阀8.2设置在连接管6上以控制纵向排水管3和横向排水管2的通断情况，为实现分类排放打下基础。在下雨天气或雨水融化期间，监测组件将监测到的水质信号发送至监测控制器10，监测控制器对接收到的水质信号进行分析，并根据分析后的水质数据控制第一电磁阀8.1和第二电磁阀8.2的开启和关闭，以实现横向排水管2和纵向排水管3的自动切换，使不符合排放要求的雨水（或雪水）经纵向排水管路流入市政污水管网，避免污染较为严重的水体直接汇入河道。
22.如图1所示，监测组件9靠近横向排水管2的进水口，其包括间隔设置在横向排水管2内的第一探头（即浊度传感器）、第二探头（即溶氧传感器）、第三探头（cod传感器）、第四探头（即氨氮传感器）、第五探头（即bod传感器）和第六探头（即ph探头），多个探头将监测的水质信号传输至监测控制器10，监测控制器10对监测到的信号进行处理以分析水质，使符合排放标准的雨水直接排出而不符合排放标准的雨水经市政污染处理系统处理后再排出，有效避免雨水中的污染物直接排入外界水体中，避免水污染。在实际安装时，监测组件和监测主控制器可以是配套设置的市售多参数水质监测仪；横向排水管2内的探头可根据当地排水指标进行灵活新增，如还可以在横向排水管2内安装温度传感器、总磷传感器、总氨传感器等。
23.在实际施工时，本发明的桥梁雨水排放系统的排水管路关于桥梁纵向中线对称设置，使得雨水由桥面4.1中心流入桥梁两侧的横向排水管2内，以实现桥面4.1的快速排水；
另外，在实际安装时排水控制系统与横向排水管2配套设置，以确保每个横向排水管2排出的雨水均符合行业规范的排放要求。
24.在实际安装时，监测控制器设置在桥梁的栏杆固定基础上的防水盒内，保护监测控制器；本发明的智能环保型桥梁雨水排水系统还包括电源组件，电源组件的电源输出端与排水控制系统的电源输入端连接，电源组件的电源输入端与市政供电管网或路灯太阳能发电系统连接，可充分利用太阳能转化的电能，节约能源；市政供电管网作为备用供电，以保证排水控制系统的正常工作。
25.本发明的智能环保型桥梁雨水排水系统的工作过程如下：在下雨天（或积雪融化），由于桥面4.1在宽度方向上往往是中部稍高而两端较低，此时桥面4.1上的雨水沿着桥面4.1流向两端并由雨水口1进入横向排水管2，探测组件实时监控着雨水的水质信号，并将监测到的水质信号传输至监测控制器10，监测控制器10对接收到的水质信号进行分析并根据分析结果控制第一电磁阀8.1和第二电磁阀8.2的开关。具体地：当雨水或雪水的水质符合相关标准时，监测控制器控制第一电磁阀8.1开启而第二电磁阀8.2关闭，雨水或雪水沿着倾斜设置的横向排水管2自动排水，对于跨江或跨河桥梁，可将符合排放指标的雨水直接排入自然水域中；当雨水或雪水的水质不符合相关排放标准时，监测控制器10控制第一电磁阀8.1关闭而第二电磁阀8.2开启，雨水经横向排水管2流入纵向排水管路，经纵向排水管路排放至市政污水管网，有效避免污染程度较高的雨水或雨水直接或间接地排放至自然水域（如河流、河道等）中，减少水环境污染。
26.本发明可通过两个排水管路的自动切换实现雨水的灵活排放，有效避免污染程度较高的雨水直接排放至外界水体中，保护外界水资源免受污染，不仅适用于市政桥梁，还适用于跨江或跨河桥梁，适用范围广。
27.实施方式二本实施方式与实施方式一的不同之处在于：本实施方式中的横向排水管2和纵向排水管3交叉设置，纵向排水管3设置在桥梁的预留孔内；纵向排水管3与横向排水管2具有交叉点，第一电磁阀8.1设置在横向排水管上且位于交叉点的下游，第二电磁阀8.2设置在纵向排水管3上且位于交叉点的上游和下游，具体如图3-4所示。当水质符合排放标准时，第一电磁阀8.1打开且第二电磁阀8.2关闭，使雨水由横向排水管2直接排入水体；当雨水水质不符合当地排放标准时，将第一电磁阀8.1关闭并打开第二电磁阀8.2，使雨水沿着纵向排水管3进入市政污水系统。本实施方式特别适用于桥长较短，桥面雨水水质总体一致的情况。
28.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
29.最后还需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对
其中部分技术特征进行等同替换。因而，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。