大跨懸索橋主纜防腐及內(nèi)部溫濕度變化機(jī)理研究綜述

闕家奇，曹素功，范厚彬

(1.浙江省交通投資集團(tuán)有限公司，浙江 杭州，310014；2.浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院，浙江 杭州，311305；3.浙江舟山跨海大橋有限公司，浙江 舟山，315040)

?

大跨懸索橋主纜防腐及內(nèi)部溫濕度變化機(jī)理研究綜述

闕家奇1，曹素功2*，范厚彬3

(1.浙江省交通投資集團(tuán)有限公司，浙江 杭州，310014；2.浙江省交通運(yùn)輸科學(xué)研究院，浙江 杭州，311305；3.浙江舟山跨海大橋有限公司，浙江 舟山，315040)

大跨懸索橋的主纜長(zhǎng)期處于潮濕易腐蝕的海洋環(huán)境中及其容易生銹，以致發(fā)生斷裂而影響大橋的安全性能.從橋梁主纜鋼絲及錨固區(qū)的防腐措施與其腐蝕現(xiàn)狀、主纜內(nèi)部溫濕度分布情況及其變化機(jī)理等方面詳細(xì)闡述了國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行的一系列調(diào)查與研究.同時(shí)總結(jié)了當(dāng)前研究中存在的一些主要問(wèn)題，明確了今后的主要研究方向，可為延長(zhǎng)大跨徑懸索橋的使用壽命等提供理論支持和實(shí)際指導(dǎo).

大跨懸索橋；主纜；防腐；溫濕度；變化機(jī)理；綜述

隨著改革開(kāi)放的迅速發(fā)展尤其是近20年的發(fā)展，我國(guó)橋梁建設(shè)取得了世人矚目的成就.像西堠門大橋這樣的一批結(jié)構(gòu)新穎、技術(shù)難度高的大跨徑懸索橋相繼建成[1].與此同時(shí)，隨著橋梁跨度的進(jìn)一步增大，許多問(wèn)題也隨之而來(lái)，其中以安全性問(wèn)題尤為突出.主纜是懸索橋的主要受力結(jié)構(gòu)，并且由于主纜無(wú)法進(jìn)行更換，因此主纜的壽命決定了懸索橋的使用壽命，是懸索橋的“生命線”[2].

主纜面臨的主要威脅是腐蝕，當(dāng)主纜鋼絲長(zhǎng)期處于潮濕易腐蝕的環(huán)境中，很可能生銹斷裂而影響大橋的安全.傳統(tǒng)的防護(hù)方式是在主纜鋼絲進(jìn)行緊纜處理后，首先沿主纜連續(xù)纏繞一層鋼絲，形成第一道防護(hù)；然后在鋼絲外再纏聚乙烯帶或橡膠防腐帶，形成第二道防護(hù)；最后用特殊涂料安裝在聚乙烯帶或橡膠防腐帶外，形成第三道防護(hù)[3].此類主纜涂裝體系雖然能起到一定的水密性和氣密性作用，但是國(guó)內(nèi)外通過(guò)對(duì)主纜進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)主纜鋼絲依舊受到了不同程度的腐蝕.經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)主纜鋼絲腐蝕的原因，主要是在漫長(zhǎng)的主纜架設(shè)時(shí)期附著在主纜上的水分不能排出，以及運(yùn)營(yíng)期內(nèi)滲透進(jìn)主纜的水分被密封在主纜內(nèi)，導(dǎo)致在主纜內(nèi)部形成了鋼絲的腐蝕條件，造成鋼絲腐蝕.此外，主纜系統(tǒng)錨固區(qū)(錨室)內(nèi)部散索股部分一般只采用：涂覆磷化底漆+涂覆環(huán)氧底漆+涂覆聚氨酯面漆的體系，而這種體系也無(wú)法滿足主纜系統(tǒng)防腐要求.這是由于主纜系統(tǒng)散索股一直存在著應(yīng)力腐蝕的危害，而應(yīng)力腐蝕又可以在環(huán)境相對(duì)濕度很低的情況下發(fā)生.另外，錨室內(nèi)的空氣不流通，一定時(shí)間段后，主纜鋼絲表面就會(huì)有鋅鹽的出現(xiàn)，將縮短鍍鋅的防腐蝕壽命.因此，涂層對(duì)主纜系統(tǒng)的散索股起不到密封作用，只能保護(hù)涂料涂覆到的表面，而沒(méi)有被涂料涂覆到的表面將遭受腐蝕.

懸索橋的養(yǎng)護(hù)特別是懸索橋主纜的養(yǎng)護(hù)及其耐久性是決定橋梁服務(wù)時(shí)間能否達(dá)到設(shè)計(jì)使用年限的關(guān)鍵，并且是安全運(yùn)營(yíng)的重要因素，而目前檢查主纜腐蝕的主要手段主要為目視巡檢(有損傷)和電磁檢測(cè)(無(wú)損).針對(duì)內(nèi)部的溫濕度變化以及其演變規(guī)律還缺乏有效的檢查手段.

1　主纜及錨固區(qū)防腐措施與其腐蝕現(xiàn)狀

1989年日本對(duì)建成6年的因島大橋主纜鋼絲進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)主纜底部存有積水，主纜內(nèi)部濕度較大，主纜的側(cè)面和下部都可以看到明顯的腐蝕，并且發(fā)現(xiàn)鋼絲的鋅皮已經(jīng)耗盡，并有一定的銹蝕，側(cè)面的銹蝕比底部嚴(yán)重[4].1990年日本對(duì)建成使用5年的大鳴門橋主纜鋼絲進(jìn)行檢查，也發(fā)現(xiàn)了相似的情況.

1996年美國(guó)對(duì)紐約地區(qū)的橋梁主纜進(jìn)行了詳細(xì)的開(kāi)放性檢測(cè)，對(duì)美國(guó)紐約市市區(qū)內(nèi)的懸索橋主纜進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn)：由于腐蝕，紐約市內(nèi)的懸索橋主纜都存在一定的強(qiáng)度損失問(wèn)題，其中Williamsburg橋強(qiáng)度損失最大，約為35%[5].Bear Mountain橋主纜外層鋼絲的腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，但是主纜內(nèi)部的鋼絲銹蝕較輕[6]，如圖1所示.

(a)主纜鋼絲腐蝕

(b)緊纜鋼絲腐蝕

懸索橋主纜的防護(hù)系統(tǒng)是一般是在主纜的表面敷涂一層防護(hù)膩?zhàn)?如紅丹或鋅粉膏)，外面用圓形的鍍鋅軟鋼絲纏包，再在纏繞鋼絲的外表面進(jìn)行防腐涂裝[7].在這種相對(duì)傳統(tǒng)的懸索橋主纜防護(hù)體系當(dāng)中，實(shí)際上是通過(guò)對(duì)懸索橋的主纜外層進(jìn)行密封包裹來(lái)防止水分侵入主纜的內(nèi)部以達(dá)到防腐蝕目的.20世紀(jì)建成通車的絕大多數(shù)懸索橋普遍都是采用的這種防護(hù)體系.

懸索橋主纜表層的防護(hù)膩?zhàn)訉?duì)防腐起到?jīng)Q定性的作用，因其有柔韌性好、不易脆裂、延展性好、收縮變形小等特性.常見(jiàn)的膩?zhàn)佑袃煞N，一種為不干性油，另一種如聚氨酯膩?zhàn)覽8].等主纜上完成緊纜和索夾安裝后，便開(kāi)始在鋼絲表面涂抹膩?zhàn)痈綦x外部水汽.紅丹膩?zhàn)釉谕炼涞牟┧垢α_橋、英國(guó)恒伯爾大橋和我國(guó)香港的青馬大橋等中應(yīng)用，但是環(huán)境與健康問(wèn)題比較突出.鋁片膩?zhàn)拥闹饕蛔闶遣荒苡行顫M纏絲縫隙.鋅粉膩?zhàn)佑脕喡橛妥鳛檎{(diào)和劑，需要8小時(shí)以上的干燥固化時(shí)間，其高純度的金屬鋅粉可對(duì)裸露的鋼絲產(chǎn)生陰極保護(hù)作用[9，10].主纜的涂裝是在膩?zhàn)永p絲后進(jìn)行的.在纏絲上涂裝的底層涂層應(yīng)具有較強(qiáng)的附著力，并有良好的防腐性能[11].懸索橋主纜的防護(hù)施工對(duì)氣候和環(huán)境要求很高，特別是膩?zhàn)雍陀推岬氖┕?起霧、結(jié)霜、下雨、飄雪及主纜上結(jié)露而潮濕或者涂料在最初的干燥階段發(fā)生結(jié)露的時(shí)候均不能施工[12].

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的一些學(xué)者對(duì)懸索橋主纜防護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查研究.結(jié)果表明，防護(hù)膩?zhàn)拥姆雷o(hù)效果并不理想.比如日本學(xué)者在對(duì)獺戶大橋的主纜纏絲的開(kāi)纜檢查中發(fā)現(xiàn)，運(yùn)營(yíng)才10年的主纜表面己經(jīng)產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的銹蝕，銹蝕發(fā)生在主纜表面與纏繞鋼絲接觸的部位和部分索股的內(nèi)層，主要分布在主纜側(cè)面和底部[13].再如1988年日本對(duì)本州和四國(guó)之間的聯(lián)絡(luò)線上的懸索橋主纜腐蝕情況進(jìn)行了調(diào)查，調(diào)查結(jié)果顯示以往所采用的防腐方法不完善.后來(lái)經(jīng)相關(guān)部門反復(fù)論證，研發(fā)出一種全新的主纜防腐系統(tǒng)——干燥空氣注入系統(tǒng)[14].

作為主跨世界第一的懸索橋——明石海峽大橋，最早采用了主纜除濕系統(tǒng).系統(tǒng)對(duì)主纜表層防護(hù)的水密性和氣密性要求較高.一旦主纜密封不好會(huì)使得除濕效果降低；泄漏點(diǎn)很多或泄漏量很大，主纜內(nèi)的干燥空氣可能無(wú)法貫穿整個(gè)纜索，從而失去除濕作用[15].后來(lái)采用圓形纏繞鋼絲，外繞包橡膠帶的方法和S型截面纏繞鋼絲的方法來(lái)增加主纜纏絲的密封性能[16].

目前大多數(shù)懸索橋采用的防腐方法有漆線包裹法和合成覆蓋層法[17].19世紀(jì)40年代約翰、羅伯靈提出了漆線包裹法，這種方法的理念是盡量阻止?jié)駳獾臐B入[18].美國(guó)的很多懸索橋都使用了紅色鉛漆作為防腐層，不幸的是大部分都出現(xiàn)了因?yàn)殂U漆損壞致使鋼絲銹蝕的跡象[19].20世紀(jì)60年代早期，鋼鐵工廠和工程師們?cè)趯?shí)踐中提出了合成覆蓋層法[20].曾有兩種較為普遍的合成覆蓋層法替代漆線包裹法.一種方法是以彈性氯丁橡膠作覆蓋物的方法，另外一種是以丙烯酸樹(shù)脂作涂層的方法[21].但是由于施工復(fù)雜，勞動(dòng)力消耗大，很少應(yīng)用于懸索橋建設(shè)[22].

國(guó)內(nèi)外普遍選用柔軟型底漆和中間漆作為主纜防腐材料，因其更能適應(yīng)懸索橋主纜的變形；選用氟碳系列涂料作為面漆，因其具有良好的耐候性且能提高涂裝系統(tǒng)的抗老化性能；選用硅系密封材作為嵌縫材料，因其具有彈性高、抗老化能力強(qiáng)的特點(diǎn)，使得主纜除濕系統(tǒng)更趨完善[23].

2　主纜及錨固區(qū)內(nèi)部濕度變化機(jī)理研究現(xiàn)狀

關(guān)于懸索橋主纜及錨固區(qū)內(nèi)部溫濕度分布情況及其變化機(jī)理方面國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一系列的研究.

Keita Suzumura對(duì)主纜的內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行模擬試驗(yàn)，研究主纜內(nèi)部相對(duì)濕度和溫度在一天內(nèi)的變化規(guī)律，并模擬四種可能的鍍鋅鋼絲腐蝕環(huán)境進(jìn)行加速腐蝕試驗(yàn).研究結(jié)果表明，無(wú)氯鹽侵蝕且相對(duì)濕度低于60%時(shí)，壽命可達(dá)到211年；相對(duì)濕度低于100%時(shí)，壽命為34年；完全潮濕狀態(tài)下，壽命不到10年.如果氯離子濃度較高，即使相對(duì)濕度低于60%，鋼絲也會(huì)很快腐蝕[24].

蘇達(dá)根等對(duì)海印大橋主纜腐蝕在主纜縱向的分布特點(diǎn)進(jìn)行了深入研究，發(fā)現(xiàn)鍍鋅鋼絲腐蝕程度由兩端向內(nèi)部逐步增加，且與主纜密封情況有明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系[25,26].

法國(guó)學(xué)者Darcy于1856提出Darcy定律，首次描述了多孔介質(zhì)內(nèi)單相流體壓降與流速之間的關(guān)系[27].Darcy定律公式如下：

Carman[28]認(rèn)為：多孔介質(zhì)中單相流的壓降是粘性力與慣性力兩部分組成的，在低雷諾數(shù)下可忽略慣性力的作用，但是在高雷諾數(shù)下慣性力的作用不能忽略.

賈代勇等[29]等對(duì)干燥空氣在懸索橋主纜內(nèi)的流動(dòng)阻力進(jìn)行了理論分析，并搭建了實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過(guò)試驗(yàn)得到了沿程阻力系數(shù)的計(jì)算公式和局部阻力系數(shù)的實(shí)驗(yàn)值.

周曉君和郭慶斌[30]引入了體積平均方法以及體均原理對(duì)多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動(dòng)進(jìn)行了研究，根據(jù)Darcy阻力經(jīng)驗(yàn)公式以及Forch-heimer修正，獲得了多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動(dòng)的Brinkman-Forch-heimer廣義Darcy定律，并提出了牛頓流體在充滿多孔介質(zhì)通道內(nèi)的結(jié)構(gòu)流概念，通過(guò)對(duì)邊界層進(jìn)行動(dòng)量積分計(jì)算證明了流核的存在，并得到了流核流速與流核半徑的計(jì)算結(jié)果.

張震等[31]采用Brinkman-Darcy- Forchheime模型，利用數(shù)值模擬的方法對(duì)各向同性、飽和均勻多孔介質(zhì)通道內(nèi)單相流體絕熱流動(dòng)的阻力特性進(jìn)行了研究.研究結(jié)果表明：目前的模型能夠較好地預(yù)測(cè)多孔介質(zhì)通道內(nèi)單相流體的壓降.但是，損失系數(shù)對(duì)流動(dòng)阻力的影響比較大；高雷諾數(shù)下應(yīng)該考慮雷諾數(shù)對(duì)損失系數(shù)產(chǎn)生的影響.

劉學(xué)強(qiáng)等[32]對(duì)雷諾數(shù)下多孔介質(zhì)內(nèi)單相流阻力進(jìn)行了研究.利用空隙有效雷諾數(shù)(Re)對(duì)慣性項(xiàng)系數(shù)進(jìn)行了修正，獲得了多孔介質(zhì)中單相流阻力的關(guān)系式，并分析了影響多孔介質(zhì)內(nèi)單相流阻力的因素.

張加晚[33]通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)主纜橫截面內(nèi)的熱量是通過(guò)相鄰鋼絲的接觸面、鋼絲間空隙中的空氣來(lái)傳導(dǎo)的.從宏觀上看，主纜橫截面內(nèi)的熱量傳導(dǎo)，可以認(rèn)為是平面熱傳導(dǎo)問(wèn)題.

式中：T—t時(shí)刻點(diǎn)(x,y)處的溫度；—為熱擴(kuò)散系數(shù).

Ergun將主纜內(nèi)空氣低速流動(dòng)等價(jià)為空氣在多孔介質(zhì)中的流動(dòng)，采用Hagen-Poseuille公式與平均水力半徑阻力模型對(duì)主纜內(nèi)空氣流動(dòng)沿程阻力進(jìn)行了理論分析，推導(dǎo)出了主纜內(nèi)空氣層流流動(dòng)沿程阻力的計(jì)算公式[34].基于毛細(xì)血管束模型，將主纜內(nèi)不規(guī)則的流通通道處理為圓形流通通道，利用Hagen-Poseuille公式也推導(dǎo)出了主纜內(nèi)空氣層流流動(dòng)沿程阻力的計(jì)算公式.兩種推導(dǎo)方法所得的結(jié)果一致，為干燥空氣在主纜內(nèi)的層流流動(dòng)阻力的試驗(yàn)和模擬研究提供了理論依據(jù).

錢友榮等[35]根據(jù)多孔介質(zhì)的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，運(yùn)用FLUNET軟件對(duì)二分之一主纜模型和四分之一主纜模型內(nèi)的空氣流動(dòng)阻力開(kāi)展了數(shù)值模擬研究工作，結(jié)果表明不同直徑下主纜內(nèi)的空氣層流流動(dòng)阻力，數(shù)值研究、試驗(yàn)和半經(jīng)驗(yàn)公式三者的計(jì)算結(jié)果基本一致.為了進(jìn)一步驗(yàn)證半經(jīng)驗(yàn)公式的準(zhǔn)確性，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試了泰州大橋主纜內(nèi)空氣層流流動(dòng)阻力，結(jié)果表明試驗(yàn)段主纜沿程阻力值和半經(jīng)驗(yàn)公式的計(jì)算結(jié)果基本一致.

3　存在的主要問(wèn)題

從上面論述中可以看出，關(guān)于主纜內(nèi)部溫濕度空間分布及其變化機(jī)理的研究在主纜內(nèi)部溫濕度日變化規(guī)律、鍍鋅鋼絲腐蝕環(huán)境、腐蝕沿索長(zhǎng)分布規(guī)律、多孔介質(zhì)單相流、空氣流動(dòng)沿程阻力、溫度沿索長(zhǎng)分布規(guī)律、主纜橫截面內(nèi)的熱量傳導(dǎo)等方面取得一定成果，但還不足以得到一個(gè)對(duì)主纜及錨固區(qū)內(nèi)部溫濕度變化機(jī)理的全面而清晰的認(rèn)識(shí).為此，研究者們還需解決如下問(wèn)題：

(1)通過(guò)數(shù)值方法得到水在主纜橫截面和縱向的流動(dòng)規(guī)律和分布情況.由于水在主纜中的流動(dòng)復(fù)雜且?guī)в泻艽蟮碾S機(jī)性，在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和室內(nèi)試驗(yàn)中，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行全面觀測(cè)和采集頗有難度.而且現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)試驗(yàn)試驗(yàn)周期長(zhǎng)，需要消耗大量的人力物力，因此有必要引入數(shù)值模擬.

(2)開(kāi)展對(duì)溫濕度耦合作用的研究.主纜內(nèi)部的濕度變化和分布在很大程度上受到溫度場(chǎng)的影響，同時(shí)也反過(guò)來(lái)影響溫度的分布.主纜中的液態(tài)水受熱汽化成水蒸氣，水蒸氣以氣體的形式在主纜孔隙中流動(dòng)，然后遇冷凝結(jié)，釋放熱量.在一天中的光照變化會(huì)導(dǎo)致主纜內(nèi)部溫度變化不均勻，而一年中氣溫和濕度的變化也會(huì)影響到主纜內(nèi)部的溫濕度變化.

(3)明確非飽和多孔介質(zhì)滲流與主纜孔隙滲流的聯(lián)系與區(qū)別.目前缺乏對(duì)利用多孔介質(zhì)滲流模擬主纜滲流的可行性研究.主纜構(gòu)造與一般所謂多孔介質(zhì)不同，它的孔隙是在橫截面上均勻分布的沿縱向的細(xì)長(zhǎng)通道，而從縱剖面上看，這些通道之間也有細(xì)縫相連通.一個(gè)適合于主纜的合理的多孔介質(zhì)模型需要更大量的研究.

(4)將數(shù)值模擬試驗(yàn)結(jié)果同現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比.數(shù)值模擬試驗(yàn)可以采用現(xiàn)場(chǎng)或室內(nèi)試驗(yàn)得到的參數(shù)，如阻力系數(shù)等.同時(shí)將兩者結(jié)果進(jìn)行對(duì)比也可以驗(yàn)證并提高數(shù)學(xué)模型和數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性.

(5)開(kāi)展錨固區(qū)內(nèi)部溫濕度變化的研究.錨固區(qū)主纜的腐蝕將導(dǎo)致主纜系統(tǒng)防腐失效，直接影響橋梁營(yíng)運(yùn)安全.錨固區(qū)主纜受到腐蝕的橋梁，其主纜系統(tǒng)錨室內(nèi)的散索股部分雖然安裝有除濕系統(tǒng)，但對(duì)于主纜系統(tǒng)防腐蝕仍然是很不理想的.

4　結(jié)論

本文在論述溫濕度變化機(jī)理對(duì)于主纜防腐重要性的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)主纜內(nèi)部溫濕度變化機(jī)理方面的相關(guān)研究成果，總結(jié)了當(dāng)前研究中存在的主要問(wèn)題，如：對(duì)主纜及錨固區(qū)內(nèi)部溫濕度變化機(jī)理的研究應(yīng)引入數(shù)值模擬試驗(yàn)、結(jié)合溫濕度耦合作用研究溫濕度變化機(jī)理等，明確了今后的主要研究方向.主纜及錨固區(qū)內(nèi)部溫濕度變化機(jī)理研究的主要目的是為更好地維護(hù)橋梁的正常運(yùn)行、科學(xué)地進(jìn)行大跨徑懸索橋主纜養(yǎng)護(hù)，為延長(zhǎng)大跨徑懸索橋的使用壽命等提供理論支持和實(shí)際指導(dǎo).但是目前仍有許多研究理論尚不夠成熟，需要專家學(xué)者們或工程技術(shù)人員進(jìn)一步開(kāi)展研究.

[1]顧安邦,范立礎(chǔ). 橋梁工程[M].北京: 人民交通出版社, 2000.

[2]楊寧. 大跨懸索橋的主纜除濕防腐系統(tǒng)[D].上海:同濟(jì)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2006.

[3]彭關(guān)中,繆小平,范良凱,等.懸索橋主纜防腐涂裝的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展[J].涂料工業(yè),2011,(5):60-63.

[4]Suzumura K, Nakamura S. Environmental factors affecting corrosion of galvanized steel wires [J]. Journal of Materials in Civil Engineering, 2004,(1):1-7.

[5]Shoichi S, Kazuhiko F. Corrosion protection of suspension bridge cables [J]. Construction of Civil Engineering Structures,2003,(7):35-37,63.

[6]溫文鋒,張宇峰,馬愛(ài)斌,等.懸索橋主纜的防腐與防護(hù)[J].腐蝕與防護(hù),2007,(11):82-93.

[7]Larsen K R, Writer S. Dry air combats corrosion on suspension bridge cables[J]. Materials Performance, 2008,(4) :30-33.

[8]江渝,朱維東,張家琦.橋梁纜索高強(qiáng)鋼絲原料及鋅層質(zhì)量研討[J].貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2006,(1):84-87.

[9]王敬民.大跨徑懸索橋的主纜防護(hù)[J].公路,2000,(2):14-17.

[10]葉覺(jué)明.懸索橋主纜纏絲涂裝防護(hù)[J].腐蝕與防護(hù),2000, (3):112-114.

[11]Latimer M.Bridge to the future: A centennial celebration of the Brookly Bridge[M].New York.: New York Academy of Sciences, 1984.

[12]Walshe D E. Aresume of the aerodynamic investigations for the Forth Road and Severn Bridges[J]. Proc, ICE, 1967, (5):87-108.

[13]Reddy P, Ghaboussi J, Hawkins N M. Simulation of construction of cable stayed bridge[J]. Joumal of Structural Engneer,1999,(4): 332-433.

[14]川田忠樹(shù).現(xiàn)代吊橋[M].理工圖書(shū),1987.

[15]Yukikazu Y, Makoto K. Maintenance of steel bridges on Honshu-Shikoku crossing[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2003,(58):131-150.

[16]Makoto K. Technology of the Akashi Kaikyo Bridges[J]. Struct Control Health Monitor, 2001,(4):18-24.

[17]于軻橋.梁纜索體系可靠性研究[D].北京:北京交通大學(xué)碩士學(xué)位論文,2009.

[18]劉仲波,壬海龍,陳偉.舊金山-奧克蘭海灣新橋的主纜設(shè)計(jì)[J].世界橋梁,2004,(1):5-8.

[19]Troitsky M S. Planning and Design of Bridges[M]. New York: John Wiley Inc,1994.

[20]Pugsley A. The Theory of Suspension Bridges[M]. London: Edward Arnold LtD, 1957.

[21]Ammann O H. George Washington Bridge: General conception and development of design[J]. Transactions, 1933,(97): 1-65.

[22] Victor D J. Essentials of Bridge Engineering[M]. New Delhi: Oxford & Ibh Publishing Co,1998.

[23] Scruton C. An experimental investigation of the aerodynamic stability of suspension bridges[A]. Proc Third Congr, Int’l Ass’n for Bridge and Struct Engrg[C]. 1948: 463-473.

[24]Suzumura K. Environment factors affecting corrosion of galvanized steel wires[J].Materials in Civil Engineering,2004,(1):1-7.

[25]蘇達(dá)根,張君.斜拉橋拉索失效的兩個(gè)問(wèn)題[J].中南公路工程,1996,(12):37-39.

[26]高德虎,劉桂鳳,蘇達(dá)根.斜拉橋拉索失效分析探討[J].廣東公路交通, 2002,(4):14-16.

[27] Albusairi B, Hsu J T. Application of shape factor to determine the permeability of perfusive particles[J]. Chemical Engineering Journal,2002, (1):173-183.

[28]Carman P C. Fluid flow through granular beds[J].Transactions-Institution of Chemical Engineering Science,2000,(27):27-35.

[29]賈代勇,袁印奎,繆小平.懸索橋主纜通風(fēng)干燥空氣流動(dòng)阻力的試驗(yàn)研究[J].流體機(jī)械,2003,(10):42-48.

[30]周曉君,郭慶斌.牛頓流體在從滿多孔介質(zhì)圓管內(nèi)的結(jié)構(gòu)流特征[J].西安石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)學(xué)報(bào)),2007,(2):37-40.

[31]張震,劉學(xué)強(qiáng),閆曉.多孔介質(zhì)通道內(nèi)單相流阻力特征數(shù)值研究[J].核動(dòng)力工程, 2009,(3):91-94.

[32]劉學(xué)強(qiáng),閆曉,肖澤軍.多孔介質(zhì)內(nèi)單相流阻力特性[J].核動(dòng)力工程,2009,(5):40-43.

[33]張加晚.陽(yáng)邏長(zhǎng)江大橋溫度場(chǎng)測(cè)試及主纜溫度效應(yīng)分析[D].武漢:華中科技大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.

[34]Ergun S. Fluid flow through packed columns[J].Chemical Engineering progress,1952, (7):89-94.

[35]錢友榮,何向東.高強(qiáng)度鋼腐蝕疲勞裂紋擴(kuò)展的溫度效應(yīng)和過(guò)載遲滯效應(yīng)[J].金屬學(xué)報(bào),1989,(6):1163-1166.

(責(zé)任編校：晴川)

Review of Corrosion and Temperature and Humidity Change Mechanism of Large Span Suspension Bridge Main Cable

QUE Jiaqi1，CAO Sugong2*，F(xiàn)AN Houbin3

(1. Zhejiang Communications Investment Group Co., Ltd., Hangzhou Zhejiang 310014, China；2. Zhejiang Scientific Research Institute of Transport, Hangzhou Zhejiang 311305, China；3. Zhejiang Zhoushan Crossing Bridge Co., Ltd., Zhoushan Zhejiang 316031,China)

When the main cable of the suspension bridge is in a humid and easy corrosion environment for a long time, it is likely to be broken and influence the safety of the bridge. The corrosion of main cable steel wire and the measures to prevent corrosion status in the anchorage zone, the distribution and variation mechanism of temperature and humidity of main cable are described in detail with the research of domestic and foreign scholars in this paper. The main problems existing in current research are summarized and the main research direction in the future is defined, at the same time. Also, it can provide theoretical support and practical guidance for prolonging the service life of long span suspension bridges.

long span suspension bridge; main cable; corrosion; temperature and humidity; mechanism; review

2016-08-12

浙江省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào):2014H20)；浙江省自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào)：Q14E080002)資助項(xiàng)目；浙江省科學(xué)技術(shù)廳科技項(xiàng)目(批準(zhǔn)號(hào)：2015F50026).

闕家奇(1979— )，男，浙江建德人，浙江省交通投資集團(tuán)有限公司高級(jí)工程師.研究方向：公路工程建設(shè)與養(yǎng)護(hù)管理.

U443.38

A

1008-4681(2016)05-0017-05