斜拉橋塔內鋼結構除濕技術淺談

摘要：為了維持斜拉橋索塔內封閉結構的相對濕度，保證索塔內鋼結構處于不易腐蝕的干環境，從而延長結構使用壽命，減少維護成本，索塔內除濕系統起到了關鍵作用。本文針對廈門灣亞熱帶多雨氣候斜拉橋索塔內防腐問題介紹了除濕系統的設計結構以及施工中需要注意的問題。

關鍵詞：斜拉橋；除濕系統

1.引言

隨著我國交通系統的發展以及科學技術的進步，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，而且對拉動地方經濟起到了很大的推動作用。

國內外的任何一座跨海大橋，鋼結構是其不可缺少的重要結構，而鋼結構容易腐蝕眾所周知，特別是我國南方沿海城市所處的海濱大氣環境，不僅空氣濕度大，而且空氣中含有海洋環境的海鹽粒子以及工廠排出的含有化學腐蝕污染的有害物質。雖然我國當今在建的特大橋都采取了重防腐的施工方案，但由于索塔結構的特點，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，這種結構下索塔內部空氣不流通，相對濕度會明顯加大，對鋼結構防腐十分不利。為了避免這一現象，就需要采取合適的方法除濕，保證索塔內部重要鋼構件時刻處于不易腐蝕的干環境中。

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，鋼結構防腐環境復雜。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，但也達到了69.7%。空氣濕度月分布特點為單峰單谷型，6月最高達到85.7%，11月最低值為69.2%。詳細數值見表1：

表1 廈門兩站季平均相對濕度線性傾向率和趨勢系數

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

3.塔內除濕系統

廈漳跨海大橋南汊主橋共分為四個除濕區域，每個索塔的上塔柱作為一個除濕區域，設置一臺除濕機，對上塔柱的鋼構件特別是鋼錨梁、鋼牛腿等重要構件進行保護。

除濕系統的原理見圖1，除濕轉輪的兩個側面由徑向密封件分成三個扇形區間，下方180°的扇形區間作為空氣處理區域，上方的兩個90°區間分別是再生區和熱回收區。將需要處理的潮濕空氣抽進處理區域，空氣中的水蒸氣被轉輪中的硅膠吸附，從而變干燥，干燥后的干空氣通過風機送到工作區域。而吸濕以后的那部分轉輪轉動至再生區，其中的水份被高溫的空氣（即通常所說的再生空氣）脫附，恢復了吸濕的能力以便重新進入處理區，開始下一個吸濕循環。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”，通過風機排出結構外部，從而完成了水份從處理空氣中到濕空氣中的轉移過程，即完成了除濕的一個循環，隨著轉輪的轉動，吸濕和再生過程同時連續進行，周而復始的使干空氣源源不斷的送往需干燥的空間內。

圖1 除濕系統原理圖

抽濕機控制風量為1000m3/h，索塔內相對濕度不超過50%，正常工作狀態下，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

索塔除濕系統的正常運行要求索塔內形成一個封閉的環境，如果有孔洞等使得外界潮濕空氣大量進入到索塔內，必然會增加除濕的工作量，同時降低除濕的效果，因此在除濕機運行之前需要將所有孔洞進行封閉，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。為了達到封閉效果，上、下橫梁人洞以及塔頂人洞不能夠簡單地設計成普通的防雨罩蓋板形式，本工程人洞蓋板最初設計未考慮封閉效果，存在漏風現象，初步調試后發現除濕效果不佳。人洞蓋板經過設計變更后采用了密閉模式，保證了關閉狀態下內外空氣無法流通，從而確保了除濕的質量。

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構內外溫度以及保證施工時空氣質量，索塔設置有許多通氣孔。當橋梁建成后如果不及時進行封堵，則這些通氣孔就會成為內外空氣的流通通道，如果預埋的不好，雨水也會順著通氣孔流入索塔內，因此除濕系統初步調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

索塔內集水管接頭漏水同樣會增加索塔內的水份，施工中要嚴格按照設計要求對接頭處涂抹玻璃膠進行防漏水措施，檢查中要進行全橋檢查，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境中，除濕系統運行前后的效果還是十分明顯的，如圖2為除濕機運行之前索塔內部的真實環境，可以看到塔壁上結滿了水珠，圖3為除濕機運行之后的照片，塔壁處于一個滿足設計要求的相對干燥的環境。

圖2 除濕機運行前塔內環境

圖3 除濕機運行后塔內環境

6.結語

索塔除濕系統可以對塔內封閉環境提供干燥空氣，進而對索塔內部各種鋼結構進行有效地保護。這種保護措施不僅可以不斷進行保護，避免了涂裝修復的費用，而且可以隨時進行檢測，綠色環保無污染。本工程除濕系統運行良好，為同類工程取得了寶貴經驗。

參考文獻

[1] 張少麗；鄭禮新；鄭世文；鄒夷；呂文惠；黃陽霞《廈門城市“干島效應”研究》[J].安徽農業科學.2013（23）

[2]《公路橋涵施工技術規范》JTG/T F50-2011