大径橋梁エネルギーパイル熱伝達特性の現地試験および数値シミュレーション研究

ZHAO Zhipeng ,  

WANG Zhipeng ,  

WU Di ,  

CHEN Rong ,  

KONG Gangqiang ,  

摘要

大径橋梁エネルギーパイルの熱伝達特性について、現地試験により熱交換率とパイル周辺の地盤温度分布を測定し、大径橋梁エネルギーパイルの三次元数値モデルを構築した。数値シミュレーションの結果と現地実測データを比較してモデルの妥当性を検証した。検証済みモデルに基づきパラメータ感度解析を行い、橋梁基礎上方の橋脚と周囲の空気との対流熱交換が大径橋梁エネルギーパイルの熱伝達特性に与える影響機構を探究した。結果として、大径橋梁エネルギーパイルの熱交換率は-222.28 W/mに達し、従来のエネルギーパイルの約1.5〜3.9倍であることが示された。しかし、径が大きいことにより断面でのパイル温度分布が不均一となり、熱交換管付近のパイル温度は中心軸位置より約3 ℃高く明らかに上昇した。さらに、周囲の空気との対流熱交換により橋脚の温度が低下し、夏季運転時の熱交換率が向上する。橋脚表面の熱交換形式が自然対流(風速0 m/s)から強制対流(風速5 m/s)に変化すると、橋梁エネルギーパイルの熱交換率は約22 W/m増加する。

关键词

大径パイル;エネルギーパイル;熱伝達特性;現地試験;数値シミュレーション;対流熱交換;熱交換率

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