斜拉橋塔內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)除濕技術(shù)淺談

摘要：為了維持斜拉橋索塔內(nèi)封閉結(jié)構(gòu)的相對濕度，保證索塔內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)處于不易腐蝕的干環(huán)境，從而延長結(jié)構(gòu)使用壽命，減少維護(hù)成本，索塔內(nèi)除濕系統(tǒng)起到了關(guān)鍵作用。本文針對廈門灣亞熱帶多雨氣候斜拉橋索塔內(nèi)防腐問題介紹了除濕系統(tǒng)的設(shè)計結(jié)構(gòu)以及施工中需要注意的問題。

關(guān)鍵詞：斜拉橋；除濕系統(tǒng)

1.引言

隨著我國交通系統(tǒng)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，一座座跨越江河、跨越海灣的特大橋不僅極大地改善了我國的交通狀況，而且對拉動地方經(jīng)濟(jì)起到了很大的推動作用。

國內(nèi)外的任何一座跨海大橋，鋼結(jié)構(gòu)是其不可缺少的重要結(jié)構(gòu)，而鋼結(jié)構(gòu)容易腐蝕眾所周知，特別是我國南方沿海城市所處的海濱大氣環(huán)境，不僅空氣濕度大，而且空氣中含有海洋環(huán)境的海鹽粒子以及工廠排出的含有化學(xué)腐蝕污染的有害物質(zhì)。雖然我國當(dāng)今在建的特大橋都采取了重防腐的施工方案，但由于索塔結(jié)構(gòu)的特點，不論何種外形的索塔都近似于一個接近封閉的混凝土箱體，這種結(jié)構(gòu)下索塔內(nèi)部空氣不流通，相對濕度會明顯加大，對鋼結(jié)構(gòu)防腐十分不利。為了避免這一現(xiàn)象，就需要采取合適的方法除濕，保證索塔內(nèi)部重要鋼構(gòu)件時刻處于不易腐蝕的干環(huán)境中。

2.工程概況

廈漳跨海大橋為H型雙塔雙索面的斜拉橋，主跨300m，塔高137m。大橋橋址位于廈門灣南岸，屬于亞熱帶海濱氣候，溫和多雨，鋼結(jié)構(gòu)防腐環(huán)境復(fù)雜。有研究表明：廈門冬、春、夏、秋季平均相對濕度分別是75.0%、83.3%、80.5%、69.7%，以春季最高、秋季最低，不過盡管秋季平均相對濕度較低，但也達(dá)到了69.7%?？諝鉂穸仍路植继攸c為單峰單谷型，6月最高達(dá)到85.7%，11月最低值為69.2%。詳細(xì)數(shù)值見表1：

表1 廈門兩站季平均相對濕度線性傾向率和趨勢系數(shù)

廈漳跨海大橋南汊索塔分為上中下三部分，索塔內(nèi)有鋼錨梁、鋼牛腿、鋼平臺、爬梯以及各種管線的預(yù)埋件等鋼構(gòu)件。索塔三部分的交匯處設(shè)有上、下兩道橫梁，塔頂與橫梁頂均設(shè)置有人孔。

3.塔內(nèi)除濕系統(tǒng)

廈漳跨海大橋南汊主橋共分為四個除濕區(qū)域，每個索塔的上塔柱作為一個除濕區(qū)域，設(shè)置一臺除濕機(jī)，對上塔柱的鋼構(gòu)件特別是鋼錨梁、鋼牛腿等重要構(gòu)件進(jìn)行保護(hù)。

除濕系統(tǒng)的原理見圖1，除濕轉(zhuǎn)輪的兩個側(cè)面由徑向密封件分成三個扇形區(qū)間，下方180°的扇形區(qū)間作為空氣處理區(qū)域，上方的兩個90°區(qū)間分別是再生區(qū)和熱回收區(qū)。將需要處理的潮濕空氣抽進(jìn)處理區(qū)域，空氣中的水蒸氣被轉(zhuǎn)輪中的硅膠吸附，從而變干燥，干燥后的干空氣通過風(fēng)機(jī)送到工作區(qū)域。而吸濕以后的那部分轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動至再生區(qū)，其中的水份被高溫的空氣（即通常所說的再生空氣）脫附，恢復(fù)了吸濕的能力以便重新進(jìn)入處理區(qū)，開始下一個吸濕循環(huán)。吸收了水份后的再生空氣損失了本身熱能，降溫后濕度增大，變成了“濕空氣”，通過風(fēng)機(jī)排出結(jié)構(gòu)外部，從而完成了水份從處理空氣中到濕空氣中的轉(zhuǎn)移過程，即完成了除濕的一個循環(huán)，隨著轉(zhuǎn)輪的轉(zhuǎn)動，吸濕和再生過程同時連續(xù)進(jìn)行，周而復(fù)始的使干空氣源源不斷的送往需干燥的空間內(nèi)。

圖1 除濕系統(tǒng)原理圖

抽濕機(jī)控制風(fēng)量為1000m3/h，索塔內(nèi)相對濕度不超過50%，正常工作狀態(tài)下，干空氣溫度為25～40℃，濕空氣溫度為30～60℃。

4.索塔除濕注意事項

索塔除濕系統(tǒng)的正常運行要求索塔內(nèi)形成一個封閉的環(huán)境，如果有孔洞等使得外界潮濕空氣大量進(jìn)入到索塔內(nèi)，必然會增加除濕的工作量，同時降低除濕的效果，因此在除濕機(jī)運行之前需要將所有孔洞進(jìn)行封閉，其中常見的問題如下：

4.1 人洞未封閉

索塔人洞主要有三處：上、下橫梁人洞，索塔頂人洞以及門洞。為了達(dá)到封閉效果，上、下橫梁人洞以及塔頂人洞不能夠簡單地設(shè)計成普通的防雨罩蓋板形式，本工程人洞蓋板最初設(shè)計未考慮封閉效果，存在漏風(fēng)現(xiàn)象，初步調(diào)試后發(fā)現(xiàn)除濕效果不佳。人洞蓋板經(jīng)過設(shè)計變更后采用了密閉模式，保證了關(guān)閉狀態(tài)下內(nèi)外空氣無法流通，從而確保了除濕的質(zhì)量。

4.2 通氣孔未封閉

索塔施工時期以及鋼錨梁、斜拉索施工時期為了平衡混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外溫度以及保證施工時空氣質(zhì)量，索塔設(shè)置有許多通氣孔。當(dāng)橋梁建成后如果不及時進(jìn)行封堵，則這些通氣孔就會成為內(nèi)外空氣的流通通道，如果預(yù)埋的不好，雨水也會順著通氣孔流入索塔內(nèi)，因此除濕系統(tǒng)初步調(diào)試前要保證所有通氣孔已封閉，特別注意中塔柱的通氣孔也要進(jìn)行封閉，檢查時容易將中塔柱通氣孔忽略。

4.3 集水管接頭漏水

索塔內(nèi)集水管接頭漏水同樣會增加索塔內(nèi)的水份，施工中要嚴(yán)格按照設(shè)計要求對接頭處涂抹玻璃膠進(jìn)行防漏水措施，檢查中要進(jìn)行全橋檢查，特別注意彎頭部位是滲水、漏水的常見部位。

5.效果

由于廈漳跨海大橋位于潮濕的廈門灣海洋環(huán)境中，除濕系統(tǒng)運行前后的效果還是十分明顯的，如圖2為除濕機(jī)運行之前索塔內(nèi)部的真實環(huán)境，可以看到塔壁上結(jié)滿了水珠，圖3為除濕機(jī)運行之后的照片，塔壁處于一個滿足設(shè)計要求的相對干燥的環(huán)境。

圖2 除濕機(jī)運行前塔內(nèi)環(huán)境

圖3 除濕機(jī)運行后塔內(nèi)環(huán)境

6.結(jié)語

索塔除濕系統(tǒng)可以對塔內(nèi)封閉環(huán)境提供干燥空氣，進(jìn)而對索塔內(nèi)部各種鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效地保護(hù)。這種保護(hù)措施不僅可以不斷進(jìn)行保護(hù)，避免了涂裝修復(fù)的費用，而且可以隨時進(jìn)行檢測，綠色環(huán)保無污染。本工程除濕系統(tǒng)運行良好，為同類工程取得了寶貴經(jīng)驗。

參考文獻(xiàn)

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