鋼結構橋梁除濕防腐關鍵技術應用研究

趙寧寧，朱奇威

（1.寧波市軌道交通集團有限公司，浙江 寧波315000；2.寧波市政工程建設集團股份有限公司，浙江 寧波315000）

1 外灘大橋概況

寧波市外灘大橋主橋長度為337m。主橋采用獨塔四索面異型斜拉橋結構，跨徑布置自西向東為主跨225m+邊跨82m+30m。

全橋節段編號共計26個，其中主跨節段編號為Z1～Z15，每個節段為雙主梁加橫梁為一整體，標準節段長15m，最大節段重337t左右；塔梁結合段分為兩個Z0主梁節段及一個Z0a橫梁節段，單個節段重分別為157t、228t；邊跨節段編號為B1～B8節段，標準節段長15m，最大節段重286t左右，邊跨主梁采用支架上拼裝時，可將橫梁斷開，單個主梁分別運輸安裝就位，現場連接為整體。其中，后斜桿與主梁結合段分為兩個B6主梁節段及一個B6a橫梁節段，單個節段重分別為175t、148t。

對外灘大橋4臺除濕機進行檢查后發現設備內部箱體、轉輪堆積大量灰塵和雜物；過濾器被灰塵堵塞，導致設備PTC加熱和再生風機損壞等現象。

2 灣頭大橋概況

灣頭大橋主橋長度為276m，南岸引橋長度為332.42m，北岸引橋長度為224.42m。

主梁采用結合梁，橋面結構由鋼系梁、鋼橫梁、人行道挑梁、鋼小縱梁和鋼筋混凝土橋面板組成。系梁與鋼桁拱等寬，中心間距33.6m。鋼橫梁、人行道挑梁間距一般為4.5m。鋼系梁、鋼橫梁、人行道挑梁、縱梁組成了橋面格子梁體系，在鋼橫梁與小縱梁頂面布置φ22圓柱頭焊釘與鋼筋混凝土橋面板形成結合梁結構。橋面設2%的雙向橫坡，人行道設1.0%的反向橫坡。

灣頭大橋除濕機檢查數量為6臺，灣頭大橋配置的除濕機為多樂集團瑞典工廠生產。機身全部為不銹鋼材料，防腐性好。設備PLC預設設備保護功能，在運行的過程中一旦發生電氣短路、傳輸信號中斷等故障，設備啟動保護功能，保護處理風機、其他部件和電子元器件完好。

3 除濕的必要性

從跨江、海大橋建造歷史記載上看，由于江海表面上大量水分的蒸發，使得大橋始終處于極高的濕度環境中，這對大橋的維護、保養及安全工作帶來極大困難。特別是在鋼結構大橋中，腐蝕、生銹的現象時有發生，嚴重地影響了大橋的使用壽命，并大大增加了大橋的維護、保養費用和工作量。受空氣相對濕度的影響，當空氣中相對濕度超過60%以上時，鋼鐵的腐蝕速率呈指數曲線上升、空氣相對濕度低于50%時，腐蝕速率極低。

20世紀70年代在歐洲首次采用了轉輪除濕設備對大橋鋼結構進行干燥除濕、防腐保護，從而實現了大橋使用過程中，所有鋼體內部接觸的空氣相對濕度被控制在所要求的低濕范圍之內。通過這種全新的除濕技術應用，從根本上防止了鋼 梁、錨室、鞍室和索套纜索內部腐蝕、生銹的可能性，從而確保了大橋的正常壽命及運行和安全，而且維護成本僅為原來的10%～20%。

4 除濕原理

4.1 除濕機工作原理

空氣經初效過濾網過濾后，進入轉輪處理區域，其結構為很多細小的空氣通道。它是一種特殊的耐熱材料作為母體制成的，并且母體上附著了硅膠和氯化鋰這種獨特的設計使干燥轉輪具有巨大的吸濕表面和緊湊的外形。空氣中的水分子被除濕轉輪的吸濕劑所吸附，從而使經過的空氣變成干燥空氣并從轉輪一側送出，達到所要求相對濕度的干空氣送入工作場所，最終滿足控濕的要求。轉輪在處理空氣的扇面區域吸收了的水分子，變成飽和狀態，再自動轉到再生區域，進行高溫再生處理，使轉輪恢復除濕能力。除濕原理見圖1所示。

圖1 除濕原理圖

4.2 除濕系統的工作原理

通過濕度儀實時監測環境濕度，當濕度達到啟動閾值時，除濕機啟動，被處理的空氣在進行除濕處理后，在達到要求標準時，干燥空氣進入混合箱，濕空氣排出濕度控制空間外，再通過送風機將干燥空氣送入濕度控制范圍內。這樣，往復循環啟動，保證濕度控制區域控制在要求范圍內（見圖2、圖3）。

圖2 除濕系統總體布置圖

圖3 除濕機所在箱梁設備布置圖

5 大橋除濕機檢查

對寧波市外灘大橋和灣頭大橋的鋼箱梁內除濕機進行檢查，檢查情況如下：

（1）設備內部箱體、轉輪堆積大量灰塵和雜物.

（2）設備全套過濾器被灰塵堵塞，導致設備PTC加熱和再生風機損壞。

（3）轉輪皮帶斷裂，設備蓋板密封條脫落，轉輪密封與箱體鈑金件之間出現縫隙。電機電容損壞。

（4）外灘大橋南側水平桿DTS450一臺設備的溫濕度探頭損壞。現場實測濕度為76.8%，設備顯示10.1%。此設備轉輪一面出現損傷，另一面覆蓋黑色的油污，并不能用于壓縮空氣進行清潔，需要更換。

（5）風管連接處密封條老化脫落。

（6）設備再生過濾器被灰塵堵塞，導致設備PTC加熱和再生風機損壞。由于設備再生風空氣進口過濾器被灰塵堵塞，再生空氣不能正常進入PTC加熱器和轉輪，再生風機過載運行，導致再生風機和PTC加熱器損壞。

（7）灣頭大橋B1-7處除濕機電控柜中交流接觸器和電控箱的排風風機損壞。6臺DT450設備中有4臺設備電機損壞。

6 除濕機維修方案

6.1 清理灰塵

（1）將轉輪從機器上拆下。

（2）將轉輪豎立在平臺上將轉輪兩端固定。

（3）用氣槍或者大功率的吹風機（建議氣壓在0.5-0.6MPa）由轉輪的出風面向進風面均勻的吹氣（每次吹3遍），把轉輪表面，以及內部雜質清除干凈。

6.2 過濾器及再生風機更換

更換設備內全套過濾器，以及設備再生風機。

6.3 更換轉輪密封條、皮帶及電機電容

將轉輪拆卸下來，換下已經損壞的密封條和皮帶，將新的密封條和皮帶安裝上去，并更換電機電容。此工作由專業設備裝配人員負責。

6.4 溫濕度探頭和轉輪更換

外灘大橋南側水平桿DTS450一臺設備的溫濕度探頭損壞。現場實測濕度為76.8%，設備顯示10.1%。此設備轉輪一面出現損傷，另外一面覆蓋黑色油污，并不能用壓縮空氣進行清潔，需進行更換。

6.5 密封條更換

更換已老化的風管連接密封條，風管連接處纏繞鋁箔紙進行密封。

7 日常保養

DTS/DT型除濕機可以長期運行且僅需要很少的保養即可。除濕設備的保養對機組長期良好地運行是有益的。保養的頻率取決于機組的操作狀況和安裝環境的好壞。如果所處理的空氣的含塵量較高，相對的保養工作就需要進行得頻繁一些。

（1）除濕設備的內部有較高的電壓，在進行任何的保養工作之前，應確保除濕機組的電源已切斷。

（2）除濕設備的內部有高溫區域（再生加熱段），應讓機組和所連接的管道冷卻下來后再進行保養工作。

（3）除濕設備的調節，保養和維修應由合格的技術人員進行，有關人員應清楚地知道除濕機組內部有高溫和高壓。

8 定期檢查

每月定期對全橋除濕設備進行試運行檢查。

（1）清掃過濾器箱，必要時更換；

（2）定期清掃機組總成和殼體；

（3）檢查再生加熱器接線是否松動；

（4）檢查除濕轉輪有無過熱和堵塞現象，清除轉輪表面灰塵；

（5）檢查轉輪密封圈和橡膠軟管有無損傷移位；

（6）檢查風管的連接有無空氣泄露，與機組連接是否正常；

（7）檢查送風機運行時有無噪音和振動；

（8）檢查工作狀態時指示燈是否對應。

9 結 語

在鋼結構橋梁防腐中，其濕度起到了決定性作用，影響著鋼結構橋梁的使用壽命。鋼結構內部的濕度的決定性因素就是除濕系統長時間的穩定運行，因此除濕系統的維護管理將是鋼結構橋梁養護中的重中之重。

外灘、灣頭兩座大橋10臺除濕機維修費用合計21.5萬元，一次性解決了鋼箱梁內濕度大、鋼箱梁銹蝕加快的問題。后期的正確保養有效地延長了鋼箱梁內涂層的耐久性，相比于動則上百萬的涂裝修復成本，效益十分明顯。除濕設備的維修，大大降低了鋼箱梁內的濕度，延長了橋梁的耐久性，提高了橋梁的整體服務水平。