大跨徑懸索橋主纜防腐蝕技術(shù)的研究

陳 勃

(貴州路橋集團有限公司，貴州 貴陽 550001)

1 大跨徑懸索橋主纜防腐蝕環(huán)境分析

與其他結(jié)構(gòu)橋梁相比，大跨徑懸索橋在實際運行期間所承受的環(huán)境更為惡劣。地區(qū)大氣污染情況嚴(yán)重，空氣中的氯化鈉與氯化鎂等顆粒均會使主纜受到腐蝕，導(dǎo)致主纜發(fā)生化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的反應(yīng)。因此在研究主纜防腐蝕技術(shù)期間，相關(guān)工作人員須結(jié)合大跨徑懸索橋所在地的氣候條件，對防腐蝕方案進行不斷優(yōu)化。

2 大跨徑懸索橋主纜傳統(tǒng)防腐蝕技術(shù)

在大跨徑懸索橋主纜防腐蝕工作中，操作人員通常采用在主纜外層涂抹防腐材料，纏繞鋼絲等方式防止主纜受到腐蝕。其中，涂抹防腐材料錢，需對主纜進行緊纜處理，使防腐蝕材料能夠均勻覆蓋在主纜外表面。纏繞鋼絲方式就是沿主纜圓周方向連續(xù)纏繞鋼絲，最后在鋼絲表面分層涂抹防腐蝕材料，形成一個更加堅固的主纜防腐層結(jié)構(gòu)。

此種主纜防腐蝕方式主要應(yīng)用在19世紀(jì)及20世紀(jì)的大跨徑懸索橋修建過程中，在延長大跨徑懸索橋使用壽命中發(fā)揮出了積極作用。目前仍有很多大跨徑懸索橋在施工期間應(yīng)用傳統(tǒng)主纜防腐蝕技術(shù)，并對防腐蝕材料以及纏絲方式進行了不斷優(yōu)化。

在打開主纜防腐蝕保護層后，相關(guān)工作人員發(fā)現(xiàn)主纜內(nèi)部存在大量水分，在主纜的中間及較低地位腐蝕情況嚴(yán)重。同時，主纜的錨固結(jié)構(gòu)的腐蝕現(xiàn)象更加明顯，部分大跨徑懸索橋甚至出現(xiàn)斷絲等嚴(yán)重病害。經(jīng)過大量試驗研究發(fā)現(xiàn)，在采用傳統(tǒng)防腐蝕技術(shù)時，主纜內(nèi)部的水分通常存在于最低點結(jié)構(gòu)內(nèi)部，雨水仍可對主纜結(jié)構(gòu)造成腐蝕損壞。究其原因，主要是主纜防腐蝕施工流程較長，水分與鹽分等物質(zhì)會存留在鋼絲內(nèi)部，從而破壞主纜結(jié)構(gòu)。在受到溫度影響的情況下，主纜主體結(jié)構(gòu)也會發(fā)生熱脹冷縮反應(yīng)，與防腐蝕保護層產(chǎn)生一定距離，導(dǎo)致多余水分可隨時進入主纜結(jié)構(gòu)，縮短了主纜的使用壽命。同時，因大跨徑懸索橋的跨度較大，主纜架設(shè)與防腐蝕工作需在現(xiàn)場內(nèi)完成，因此僅利用涂抹防腐材料的方式施工進度緩慢。

在大跨徑懸索橋運營過程中，主纜結(jié)構(gòu)的錨固結(jié)構(gòu)防腐蝕難度較大，需對鋼箱梁內(nèi)部進行防腐蝕處理，而應(yīng)用傳統(tǒng)的涂抹防腐蝕材料等方式，難以更好保障鋼箱梁內(nèi)部空間穩(wěn)定，因此需對傳統(tǒng)防腐蝕技術(shù)進行不斷優(yōu)化。

3 大跨徑懸索橋主纜防腐蝕新技術(shù)的應(yīng)用

為充分延長橋梁主纜結(jié)構(gòu)的使用壽命，需引進更加先進的防腐蝕技術(shù)，從根本上控制大跨徑懸索橋維護成本，保障建設(shè)部門的經(jīng)濟利益。就目前來看，常用于大跨徑懸索橋主纜防腐蝕的技術(shù)為注入干空氣法。

對大跨徑懸索橋主纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行不斷優(yōu)化，營造出更加穩(wěn)定的環(huán)境。20世紀(jì)90年代末，日本首次在大跨徑懸索橋主纜建設(shè)過程中引進了空氣干燥系統(tǒng)，為主纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)輸送大量干空氣，破壞主纜的腐蝕途徑，延長主纜結(jié)構(gòu)使用壽命。現(xiàn)行大跨徑懸索橋主纜送氣系統(tǒng)主要由過濾裝置、除濕裝置、送氣裝置與排氣裝置組成。其中，過濾裝置主要就是將空氣中的粉塵與鹽分子隔離開，防止其進入到主纜結(jié)構(gòu)內(nèi)部；送風(fēng)裝置需使用自帶調(diào)節(jié)功能的鼓風(fēng)機，結(jié)合主纜結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀調(diào)節(jié)不同送風(fēng)量，確保主纜內(nèi)部空間始終處于干燥的情況下。

在空氣進入到過濾裝置過濾后，通過除濕裝置對空氣進行干燥處理，而后由送風(fēng)裝置送入到主纜內(nèi)部，經(jīng)過一段時間的滯留，再從排風(fēng)系統(tǒng)中排出。為確保主纜結(jié)構(gòu)完全處于密封狀態(tài)，需選用密封性更好的主纜外表材料，防止干空氣從主纜外表裂縫中泄露。舉例而言，在設(shè)計橋梁主纜密封系統(tǒng)期間，應(yīng)在橋梁主纜纏絲的基礎(chǔ)上，應(yīng)用橡膠帶等材料進行二次密封。

4 大跨徑懸索橋主纜防腐蝕技術(shù)的對比分析

對大跨徑懸索橋主纜傳統(tǒng)防腐蝕技術(shù)與送嗯干空氣防腐蝕技術(shù)進行對比分析，增設(shè)送氣裝置無需再主纜表面涂抹防腐蝕材料，通過在主纜內(nèi)輸入干空氣，營造出合理環(huán)境。從主纜腐蝕過程角度分析，需對主纜的源頭進行防水分與防鹽分的處理，因此使用送氣方式的防腐蝕效果比僅通過密封隔絕的防腐蝕效果更好，雖然一定程度上的增加了防腐蝕系統(tǒng)建設(shè)成本，但也使得大跨徑懸索橋主纜后期維護經(jīng)濟投入降低，具有一定的經(jīng)濟價值。

為確保大跨徑懸索橋建設(shè)水平能夠達(dá)到國際先進標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)工作人員還需對大跨徑懸索橋主纜的防腐蝕技術(shù)進行不斷優(yōu)化，結(jié)合各地區(qū)氣候條件等差異，增強防腐蝕送風(fēng)裝置的各項功能，在控制主纜防腐蝕過程中提升各類資源的利用率，真正意義上解決大跨徑懸索橋主纜防腐蝕問題。積累大跨徑懸索橋主纜建設(shè)經(jīng)驗，評估在主纜防腐蝕過程中存在的各項不穩(wěn)定因素，從而對防腐蝕方案進行不斷優(yōu)化，使所建立起的防腐蝕系統(tǒng)能夠更加適用于國內(nèi)環(huán)境，充分發(fā)揮出主纜腐蝕工作在延長大跨徑懸索橋整體使用壽命中的積極作用。

完善大跨徑懸索橋主纜設(shè)計方案，在主纜架設(shè)過程中采用適當(dāng)?shù)募茉O(shè)方式，從而使防腐蝕工作能夠配合架設(shè)工作有序開展。增強主纜防腐蝕管控力度，縮短主纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)監(jiān)測周期，及時發(fā)現(xiàn)主纜防腐蝕系統(tǒng)存在的運行安全問題，定期更換以及老化的防腐蝕裝置，確保主纜的防腐蝕效果更加顯著，使大跨徑懸索橋工程能夠更好實現(xiàn)綜合效益最大化目標(biāo)。

5 總 結(jié)

總而言之，我國大跨徑懸索橋工程數(shù)量不斷增多，建設(shè)規(guī)模進一步擴大。為從根本上發(fā)揮出大跨徑懸索橋結(jié)構(gòu)施工優(yōu)勢，相關(guān)管理部門需加深對主纜結(jié)構(gòu)的研究力度，在傳統(tǒng)主纜防腐技術(shù)基礎(chǔ)上對防腐材料進行不斷優(yōu)化，通過增強主纜防腐性能，切實提升大跨徑懸索橋施工質(zhì)量與效率。