悬索桥主缆密封及除湿系统技术与施工工艺综述

悬索桥主缆密封及除湿系统技术与施工工艺综述

四川雅康高速公路有限责任公司四川雅安625000

摘要:泸定大渡河兴康特大桥主跨达1100m,是目前四川省第一跨径悬索桥,也被誉为“川藏高速第一桥”。桥址所在区域位于海拔爬升地带,具有风场复杂,风速高,昼夜温差大的特点。主缆全长达1754m。本文围绕主缆架设过程中索股调整的方式方法,测量的控制方法及测量的控制项目对如何实现高精度主缆架设要求工艺进行总结。

关键词:悬索桥;主缆;密封;除湿

1工程背景

大渡河兴康特大桥位于四川甘孜藏族自治州泸定县泸定大渡河河面上,是雅(安)康(定)高速公路全线“一桥一隧”重点控制性工程之一,主桥为1100米单跨悬索桥,钢混叠合桥道系,桥面至大渡河水面高239米,被誉为“川藏第一桥”。兴康特大桥是一座建在高海拔、高地震烈度带、复杂风场及温度场环境下的超大跨径钢桁梁悬索桥。悬索桥主缆是桥梁设计生命周期内不可更换的构件,主缆的内部的防腐直接关系到桥梁的使用寿命。

2主缆防护技术方案

研究表明,环境的相对湿度在60%以下时,钢材的腐蚀速率急剧降低。区别于20世纪90年代以前的以各种形式的密封材料、密封结构、密封方案保护主缆钢丝的Ⅰ代主缆防护技术,本桥采用的主缆防护采用的是的Ⅱ代主缆防护技术(主缆密封+除湿复合技术),增加了除湿系统,对主缆钢丝、索鞍、锚室内部难以更换的构件进行防腐除湿。大渡河兴康特大桥的主缆密封方案为:S型缠丝+单组份硫化型橡胶密封剂的传统方案。大渡河兴康特大桥的除湿系统方案:主缆除湿系统设备安装在上横梁内,制备低湿度的干空气,在主缆扶手绳上安装送气管道,通过管道将干空气送入主缆内,以此降低主缆内部的相对湿度,减缓主缆钢丝的腐蚀。

传统的主缆密封方案为是为了隔绝主缆与外界空气的接触,使主缆除湿相对封闭的状态,从而阻止主缆钢丝的腐蚀。但是传统密封方案无法去除在主缆架设过程中进入的明水。

由于大气环境的温度变化,这部分水分会不断处于蒸发-凝结的状态,使得主缆内部的相对湿度长时间内处于较高状态,加速主缆钢丝的腐蚀。近几年,早期建设的悬索桥分别进行了主缆的开窗检查,发现均存在不同程度的锈蚀,其中以沿海地区的悬索桥锈蚀情况最为严重。

故而悬索桥主缆除湿系统就变得尤为重要。主缆除湿系统的稳定运行又需要主缆密封使主缆内部成为一个相较密闭的空间。主缆密封与主缆除湿之间的关系比想象中更加密切。

3主缆密封及除湿的施工工艺

3.1主缆密封的主要施工工艺

①主缆表面油污等处理,去除锈蚀物、油污等污染物及水分,为涂装准备清洁干燥的表面;②主缆表面清洁干净并干燥后的1h内在主缆钢丝外刷涂磷化底漆1道。这道工序的主要目的是修复主缆架设及紧缆过程中损伤的主缆钢丝表面;③S型缠丝;④缠丝表面油污等处理;⑤缠丝外刷涂磷化底漆,干膜厚度10μm;⑥刷涂环氧云铁底漆,干膜80μm。涂装环氧底漆的作用是对缠绕镀锌钢丝起进一步的防水、防腐保护作用;⑦刮涂单组份硫化型橡胶密封剂,厚度为2500μm。本桥使用的是单组份硫化型橡胶密封剂便于施工,环境友好度较高。密封剂刮涂完成后使用画格法或者插针法进行检测厚度,使用整形工具对密封剂表面进行整形修理,整形修理后的外观应达到圆滑平整的效果。⑧刷涂丙烯酸聚氨酯面漆,干膜厚度120μm。主缆密封方案⑨主缆密封检测,通过气夹送入干空气,送气参数需要参照除湿系统的设计要求,并使用刷涂肥皂水的方式检测泄漏点。

3.2主缆除湿的主要施工工艺

①预留预埋孔洞的施作。为了避免因为上横梁人孔尺寸小于设备尺寸,致使除湿设备无法进入,需要在主体施工过程中进行仔细核对。安装在上横梁上表面的除湿设备②气夹及观察窗的安装。气夹结构形似索夹,供干空气进出主缆。气夹安装处的缠丝需要拆除或者提前预留。

⑤主缆通讯箱子的制作及安装。为了了解除湿系统的运行状况,主缆除湿每个送排气点均需要安装通讯箱来对进出气的温湿度、压力等数据进行采集并上传。安装之前应根据扶手绳加工制作固定支架,使通讯线可以固定在扶手上上。

⑥主缆通讯箱子的制作及安装。为了了解除湿系统的运行状况,主缆除湿每个送排气点均需要安装通讯箱来对进出气的温湿度、压力等数据进行采集并上传。安装之前应根据扶手绳加工制作固定支架,使通讯箱固定在扶手绳上。⑦调试与试运行。设备安装完毕,待电气安装、调试正常后,可进行除湿机与送风风机的单机试运行。单机试运行正常后即可进行系统运行。首先应检查落实设备及周围环境要保持清洁、干燥,附近不得进行粉尘或噪声较大的作业。技术人员应对参加试车人员提前进行设备的构造性能、技术参数等知识的培训。电气专业人员应对安装的电控柜、线路进行复查,对线路是否正确,保护是否可靠等方面进行模拟实验,合格后方可与设备联动。

专业人员应检查机械转动是否灵活,润滑油是否足够等,合格后才能与电气进行联动,具体顺序:点动--检查,一切正常后,进行运行,第一次运行为10分钟,停机后进行检查,无异常才开始系统运行。系统运行中应有各个送排气点的温湿度信号传回,且持续运行一段时间后,主缆检测数据应当满足设计文件的要求系统运行界面

4结语

悬索桥主缆除湿及主缆密封互为表里,主缆除湿系统的良好运行有依赖于主缆涂装的密封,同时除湿系统的送气又增加了检测主缆密封质量方法,悬索桥主缆的施工管理应当同时兼顾主缆密封及主缆除湿施工,合理安排两者穿插进行,节约工期,保证施工质量,确保主缆设计的使用寿命。

参考文献:

[1]赵通,黄兵,李光白,范安军.泸定大渡河兴康特大桥的工程设计特点与技术创新[J].西南公路,2018(04):7-10.

[2]常文,张李,李庆达,王潇.悬索桥主缆缠包带密封性能试验研究[J]世界桥梁,2017(02):55-59.

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