北方寒冷地区钢桥面铺装层温度场分布规律研究

1 概述

钢桥因其轻质高强施工方便的优点正处于高速发展时期,而目前的桥面铺装又多采用沥青混凝土。已有研究表明,温度是影响桥面使用寿命的重要因素,尤其钢桥面铺装因其特殊的闭口结构,在高温季节桥面最高温度高于大气温度,低温季节桥面最低温度又低于大气温度,因此有必要对钢桥桥面温度进行预估,以提出桥面设计温度。特别是我国北方地区及高原地区冬季寒冷,可达到-10℃以下,极寒冷地区可达-30℃以下。由于太阳辐射、风速、大气温度等气象因素,钢箱梁及铺装层内温度均不断随着时间而改变,是典型的非稳态传热现象。

桥面铺装的温度场的分析方法,一般有以下三种：

原料：羊肉片750 g（宜选用内蒙古集宁市产的小尾巴绵羊，而且要阉割过的公羊，这种羊没有膻味），芝麻酱、绍酒、酱豆腐、腌韭菜花、酱油、辣椒油、卤虾油、米醋、香菜末（洗净消毒）、葱花适量。

近年来，互联网的发展越来越迅猛，数字信息化技术已经全方位影响了我们的生活。“互联网+”是互联网技术进一步实践的成果，目的在于充分发挥互联网优势，将互联网与传统产业深入融合，以产业升级提升经济生产力，最后实现社会财富的增加[1]。2015年7月4日，国务院印发《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》， 我国正式步入“互联网+”时代。互联网和教育的深入结合必然会引起我国高等教育模式的变革与创新。民办高校作为新时期高等教育的重要组成部分也面临巨大机遇和挑战，同时针对挑战采取相应对策。

(1)用热传导微分方程求解；

超声诊断病理类型与手术病理检查符合，则为符合；超声未作病理分型，但超声物理性质与手术病理检查基本符合，则为基本符合；未达到上述要求，则为不符合[3]。

所使用的温度传感器为长沙金码高科技实业有限公司生产的JMT-36C型温度传感器。该传感器端头为圆柱体,其直径为6mm,高度为40mm。传感器的分辨率为0.1℃,精度±0.5℃,测量范围为-20℃～110℃,线性误差±0.3℃。根据埋设位置不同,数据引线电缆长度为4～12m不等。

(3)铺装层内部的极端温度高于大气温度,而且极端温度持续时间更长。以四号桥为例,夏季高温时大气最高温度为35.8℃,而铺装层内部最高温度达到43.7℃,比大气温度高7.9℃,冬季低温时,大气温度最低温度为-9.6℃,而铺装层内部的最低温度达到-11.1℃,比大气温度低1.5℃。

第三种方法是从现场实测数据出发,考虑影响控制温度的主要因素,用数理统计的方法,建立控制时刻温度场计算的经验公式的方法。通过埋设监测温度传感器采集不同时期、不同位置、不同层位的温度,研究后丁香大桥沥青混凝土铺装层温度分布规律,为钢桥面沥青混凝土温度设计标准提供依据。

2 铺装层温度采集系统

2.1 温度传感器

(2)采用近似数值解；

2.2 数据采集仪

建设单位临时房屋建筑应归入第五部分独立费用的建设管理费中比较恰当。如继续列入第四部分临时工程中，则应单独列项，并规定计算方法。

2.3 数据采集软件

JMZR2000采集软件使用界面友好方便,功能齐全,用户可通过本软件对仪器设备进行初始化设置、远程测量、远程读取数据并将所获得的数据转换为文本、Excel数据表格以及从打印机中输出,使操作使用或分析更加安全、方便、简洁、高效。

本系统是在Microsoft Windows XP环境下开发的系统,系统的最佳运行环境是Microsoft Windows XP系统(显示分辨率为1024×768,32位真彩色)。

3 温度现场监测概况

3.1 测点布置

选择连续梁中最大跨径61m的跨中断面,分别在上层铺装层底面及下层铺装层底面不同的行车道位置布设温度传感器,传感器距离层底距离1cm。为了防止传感器及其电缆线在施工过程中被损害,在传感器埋设之前采用1cm×1cm空心方钢对其缆线进行保护；而且,采用细料对其进行覆盖并用橡胶锤击实,施工结束后对其线路监测,发现该方法埋设的温度传感器成活率100%。温度传感器布设情况见图1。

张彦等（2009）研究发现pH值会影响合成麝香等有机物在水溶液中溶解度。在碱性环境下，溶液中容易出现“胶溶”现象和“脱吸附”现象，导致已经附着在活性炭上的有机物也溶解到溶液中，从而增加溶液中的杂质，影响吸附效果；而在弱酸性环境下，活性炭表面的羧基和酚羟基等官能团能增强其吸附能力，且可以中和活性炭及原料中少量杂质所带的电荷使其聚沉而去除（陈宝福等，2004）。

图1 桥铺装层温度分布监测测点布置图(单位：cm)

3.2 温度监测结果分析

为掌握桥面铺装使用状态,分别于2014年8月(夏季)、2014年10月(秋季)、2015年1月(冬季)三次对桥面铺装的使用情况进行现场调研。

冬季北方地区寒冷漫长,早晚温差较大,由于降温及温度循环反复作用在桥面铺装层而产生温度收缩裂缝,最低温度、温度下降速率、负积温等是影响桥面铺装温度收缩的要素。本项目对冬季气温的变化进行了重点监测,在2015年1月12日早9点至1月13日早9点,进行了连续24h温度监测,每10min读取一次数据,监测结果如图4所示。

使用JMZX-32数据采集仪进行电阻采集,该系统是一种功能强大的分布式、全自动、多点温度静态数据无线采集系统。由控制单元(如计算机、无线收发仪等)、采集单元(包括采集模块、无线传输模块、电源模块及全密封箱等)以及系统软件(包括计算机软件、嵌入式系统软件)组成,系统可要求配接各种温度传感器(如热敏电阻式、金属式、半导体式等温度传感器)。系统采用分布式结构,每个采集单元的任意通道可接入各种温度传感器,且能任意组成8～2000测点的自动化测量系统。系统具有极强的灵活性,能适应各种环境要求下,对温度场自动化监测的工程项目。可广泛应用于公路、桥梁、建筑、铁路、大坝、实验室等工程领域中,长期无人值守的自动化监测,特别适用于高空、高危、偏远野外等恶劣环境的远程无线遥测。

车辙变形主要在高温期间发生,车辙形成的机理主要是沥青混凝土的侧向流动,在高温条件下车轮碾压的反复作用使流动变形不断累积形成车辙,因此高温车辙与七、八月份平均最高温度联系最为密切。本项目在2014年8月10日、8月12日两天从早9点至下午15点,进行了连续8h温度监测,每10min读取一次数据,监测结果如图2所示。

图2 夏季铺装层温度监测曲线

(2)相同时间内,不同层位同一位置上层温度高于下层温度,相同层位的不同位置,行车道外侧的温度高于内侧。

图3 秋季铺装层温度监测曲线

谷草有较高的营养价值，为了更好地对比谷草的营养价值，通过查阅相关资料，把谷子的粗蛋白含量、粗脂肪含量、粗纤维含量、无氮浸出物含量、粗灰分含量与禾本科作物燕麦、玉米的秸秆，豆科作物大豆的秸秆及专用牧草苜蓿进行对比[15-18]，对比结果见表3。

图4 冬季铺装层温度监测曲线

不同时期监测得到的最高温度及最低温度汇总,见表1。

表1 后丁香四号桥温度监测汇总表

层位夏季高温(℃)秋季高温(℃)冬季低温(℃)SMA-C642.923.6-9.7SMA-C543.723.6-11.0RA-C1239.921.7-10.0RA -C1141.722.4-10.9RA -C1041.422.9-11.1大气温度35.822.9-9.6路表温度48.425.3-8.9

由图2～图4及表1监测数据可知：

(1)钢桥面铺装层的温度变化规律与大气温度变化规律相似。路表直接与大气接触,温度更易受大气温度的影响,受车辆荷载轮胎的直接作用,路表温度要高于铺装层内部的温度；铺装层内部的温度随着大气温度的变化而变化,铺装层内部温度有热传递现象,无论升温还是降温,内部温度达到极值的时间有明显的滞后性。

秋季北方地区寒冷干燥,早晚温差较大,本项目在2014年10月17日、10月18日两天从早9点至下午15点,进行了连续8h温度监测,每10min读取一次数据,监测结果如图3所示。

(3)用半理论半经验公式。

4 主要结论

通过以上温度场监测,得到了以下结论：

(1)采用JMT-36C型温度传感器、JMZX-32数据采集仪和JMZR2000采集软件组成了后丁香大桥钢桥面沥青混凝土铺装层温度监测系统。

(2)采用1cm×1cm空心方钢对其缆线进行包裹,可以有效降低施工车辆和混合料高温等因素对传感器线缆和探头的破坏,该方法埋设的温度传感器成活率100%。

(3)相同时间内,不同层位同一位置上层温度高于下层温度,相同层位的不同位置,行车道外侧的温度高于内侧。三个季节中,铺装层路表温度高于空气温度和铺装层内部的温度。

(4)桥面温度监测结果表明：夏季大气温度为35.8℃时,路表温度可达48.4℃,SMA层内温度可达43.7℃,RA层中温度可达41.7℃；冬季大气温度为-9.6℃时,路表温度可达-8.9℃,SMA层内温度可达-11℃,RA层中温度可达-11.1℃

通过以上监测数据和规律,可为建立控制时刻温度场计算的经验公式及方法奠定科学依据。

由于高通量测序技术在临床应用时间尚短，大多数临床医师不能很好把握其应用范围，存在滥用的情况，一定程度上增加了医疗资源的浪费，也给家庭造成了额外经济负担。依据目前资料，高通量测序能用于且仅用于胎儿发育异常情况的辅助诊断，其余情况均不适合。

参考文献

[1] 辽宁省交通规划设计院有限责任公司. 沈阳绕城高速公路后丁香大桥稳定性评价技术[Z]. 沈阳：2017.5.

[2] 黄卫. 大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法[M].北京：中国建筑工业出版社,2006.10.