探討某懸索橋主纜防腐系統(tǒng)施工技術(shù)

歐 強

（貴州路橋集團有限公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

懸索橋具有自重輕、跨越能力強、線型美觀等優(yōu)點，在大跨度橋梁施工中得到廣泛應(yīng)用。但由于其主纜鋼絲易腐蝕，導(dǎo)致主纜強度顯著降低，縮短橋梁運營壽命，嚴重限制其應(yīng)用和發(fā)展[1-2]。為此，該文依托某公路橋梁工程實踐，對懸索橋主纜防腐系統(tǒng)施工技術(shù)展開綜合探究，以期能有效延長主纜使用壽命。

1 工程概況

某公路橋梁工程，采用雙向六車道標準設(shè)計，標準跨徑組合為4×50 m+739 m+9×50 m，懸索橋段長739 m，包括主纜2 條，垂跨比為1 ∶9，主纜主要由高強度鋼絲組成，單條主纜包含75 根平行索股，每條索股包含鋼絲127 根，直徑為5.10 mm，總強度超過1 770 MPa，通過預(yù)制平行鋼絲索股法施工。

2 傳統(tǒng)主纜防腐存在的問題

傳統(tǒng)主纜防腐是對其表面實施密封處理，完全隔離水分，以起到防腐的作用[3]。但就防腐效果來看。此方法防腐效果很不理想，僅能降低主纜腐蝕速率，無法從根本上解決主纜銹蝕問題。通過調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)主纜防腐存在的問題如下：

（1）主纜各索股鋼絲間存在較大空隙。

（2）主纜架設(shè)周期長，遭受降雨，雨水及水蒸氣勢必會滲入主纜內(nèi)部，加劇主纜鋼絲銹蝕。

（3）若主纜內(nèi)部空氣濕度較大，排除不徹底，也會造成主纜索股鋼絲銹蝕。

3 主纜除濕系統(tǒng)方案

3.1 主纜除濕系統(tǒng)的工作原理

主纜最佳的運營條件為密閉、干燥且擁有完善的無縫防護系統(tǒng)，但實際工作中達不到這種條件。因此，利用主纜除濕系統(tǒng)主要是為了降低其內(nèi)部濕度，以干燥氣體替換潮濕空氣，以起到防止主纜鋼絲銹蝕的目的[4]。

3.2 主纜除濕系統(tǒng)布置方案

結(jié)合該公路橋梁工程實際情況，共設(shè)置2 套主纜除濕系統(tǒng)，其具體布設(shè)情況如圖1 所示。

圖1 主纜除濕系統(tǒng)布置圖

（1）將主纜中跨及邊跨的除濕設(shè)備安裝在索塔橫梁部位，利用輸氣管將干燥氣體輸送到主纜進氣孔，經(jīng)單向流動由排氣孔流出。氣體通過輸氣管傳輸至主纜進氣夾，進入除濕系統(tǒng)內(nèi)部由排氣夾、鞍室、錨室流出。除濕系統(tǒng)內(nèi)部濕度不超過45%。

（2）北側(cè)主纜除濕系統(tǒng)包括：LBCST-1100P 型除濕機1 臺、羅茨風(fēng)機1 臺、主控PLC 電控柜1 臺、進氣夾4 套、排氣夾2 套，過濾器1 套、通信箱6 套、安全閥4 套、單向閥及溫濕度傳感器2 套、流量傳感器、壓力傳感器等。

（3）南側(cè)主纜除濕系統(tǒng)包括：LBCST-1100P 型除濕機1 臺、羅茨風(fēng)機1 臺、主控PLC 電控柜1 臺、進氣夾4 套、過濾器1 套、通信箱4 套、安全閥4 套、溫濕度傳感器4套、流量傳感器、壓力傳感器等。

3.3 主纜除濕系統(tǒng)監(jiān)控方案

主纜除濕系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)由主、從采集站及監(jiān)控中心三部分組成，具體布置情況如圖2 所示。

圖2 主纜除濕系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備布置圖

（1）主采集站。主采集站主要作用是利用網(wǎng)絡(luò)采集下屬各從采集站的信息，并利用局域網(wǎng)將采集到的信息傳輸至監(jiān)控中心。

（2）從采集站—設(shè)備從站。該系統(tǒng)對除濕設(shè)備運行狀態(tài)實施監(jiān)測的主要內(nèi)容包括除濕機運行狀態(tài)、濕度、溫度、流速及壓力等。

（3）從采集站—末端從站。通過該系統(tǒng)完成對氣夾末端部位的濕度、溫度及壓力等指標的采集[5]。

（4）遠程監(jiān)控系統(tǒng)。除濕機工作情況及異常信息由通信端口直接傳輸至遠程監(jiān)控系統(tǒng)。正常條件下，除濕機始終保持自動除濕狀態(tài)，但遇到異常情況時，工作人員可直接通過集控系統(tǒng)實現(xiàn)除濕機的遠程控制；此外，此系統(tǒng)還具有遠程監(jiān)控及本地控制功能。利用遠程監(jiān)控能夠在監(jiān)控室完成對各設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)測，降低了管理難度，并減輕了管理部門工作強度。

4 主纜除濕系統(tǒng)施工

4.1 施工工藝流程

該橋梁工程主纜除濕系統(tǒng)安裝主要包括設(shè)備、風(fēng)管、電氣儀表三部分。根據(jù)實際施工工序進行劃分，先安裝設(shè)備，風(fēng)管及電氣儀表結(jié)合實際情況可同步施工。風(fēng)管、彎頭等構(gòu)配件在工廠加工成型后，在施工現(xiàn)場進行組拼，并實現(xiàn)與設(shè)備的配套連接[6]。待系統(tǒng)整體組裝完畢后，先單機試運行，而后再聯(lián)機試運行，待系統(tǒng)聯(lián)機運行正常后，方能進行設(shè)備驗收，其施工工藝流程如圖3 所示。

圖3 主纜除濕系統(tǒng)施工工藝流程

4.2 設(shè)備安裝

4.2.1 除濕機組安裝

（1）基礎(chǔ)質(zhì)量驗收。設(shè)備安裝前應(yīng)先對設(shè)備及基礎(chǔ)質(zhì)量實施驗收。主要是由于除濕機等設(shè)備均為整體式構(gòu)造，下部直接安裝在設(shè)備基礎(chǔ)之上，基礎(chǔ)質(zhì)量狀況直接決定設(shè)備安裝的質(zhì)量。因此，對基礎(chǔ)要求較高，其表面應(yīng)堅硬、平整、無蜂窩麻面現(xiàn)象。

（2）設(shè)備開箱驗收。因除濕機等設(shè)備是由工廠直接加工好整體運至施工現(xiàn)場，安裝水平度是在其表面完成的，因此必須對其外觀質(zhì)量進行全面檢查，防止存在變形、破損等現(xiàn)象，否則應(yīng)返廠處理。此外，還應(yīng)對設(shè)備規(guī)格、型號、數(shù)量、構(gòu)配件等進行全面檢查。

（3）放線。設(shè)備基礎(chǔ)放線應(yīng)以原有建筑為基準進行定位放線。它是決定設(shè)備安裝位置準確與否的重要環(huán)節(jié)，必須根據(jù)圖紙及周邊既有建筑結(jié)構(gòu)實施校核。

（4）設(shè)備定位、調(diào)整。放線完成并校核合格后，根據(jù)設(shè)計標準完成除濕機基礎(chǔ)支架加工。由于風(fēng)機底部自帶支架，因此無須制作。將設(shè)備基礎(chǔ)安裝牢固后，開始設(shè)備定位。設(shè)備就位前，先在設(shè)備底部加墊一圈δ=10 mm 的橡膠墊圈起緩沖作用。設(shè)備定位準確后，調(diào)節(jié)底部墊圈，保證貼合緊密，嚴禁存在凹凸不齊現(xiàn)象，最后進行找平，并固定牢固[7]。

4.2.2 主輸氣管安裝

主輸氣管應(yīng)為耐久性好、抗老化能力強的高分子柔性管道。其具體施工流程包括三部分。即：盤卷管放卷、提升、固定。

（1）盤卷管放卷。先將用于固定主輸氣管的法蘭牢固固定在橋面上，確保位置準確，牢固性滿足要求，待安裝完成并檢測合格后，再進行輸氣管敷設(shè)。具體敷設(shè)時，應(yīng)借助施工貓道完成布管、安裝工作。因輸氣管道長度較長，為避免施工中出現(xiàn)損壞，應(yīng)通過柔性敷設(shè)方式完成施工。

（2）提升。盤卷管放卷完成后，開始輸氣管道提升工作。具體提升時，嚴格按照設(shè)計高程進行輸氣管提升，并在主纜與輸氣管接觸部位安裝與輸氣管道材質(zhì)相同的臨時墊管，防止輸氣管道拉扯過程中產(chǎn)生破壞。將輸氣管道自由端從主纜與橋面交界處緩慢牽入，并嚴格控制管道位置，確保始終處于扶手繩中間部位[8]。

（3）固定。將敷設(shè)到位的輸氣柔性管道一端固定，然后由另一端開始逐步扭轉(zhuǎn)輸氣管，使其由扶手繩里側(cè)轉(zhuǎn)至外側(cè)。扭轉(zhuǎn)過程中應(yīng)分段進行，并嚴格控制分段長度，確保每次扭轉(zhuǎn)長度不超過20 m，以有效防止輸氣管道跌落。扭轉(zhuǎn)到位的輸氣管應(yīng)及時采用卡扣實施固定。

4.3 質(zhì)量保證措施

結(jié)合工程實際情況，構(gòu)建科學(xué)有效的質(zhì)量組織架構(gòu)，明確分工、權(quán)責(zé)分明，形成切合工程實際的質(zhì)量保證體系。主要內(nèi)容如下：

（1）質(zhì)量保證。按照標準流程選擇工程隊伍，并對其施工水平進行考核，最大限度保證其專業(yè)性。實際施工時，加強過程控制，對各施工人員的施工行為及關(guān)鍵工序進行全方位監(jiān)控，全面保證施工規(guī)范性，并根據(jù)過程監(jiān)控情況科學(xué)實施獎懲措施，以提高施工人員質(zhì)量意識，規(guī)范施工行為[9]。同時，應(yīng)落實標準化、規(guī)范化施工，借助智能化監(jiān)控手段對施工中的關(guān)鍵部位、工序進行重點把控。

（2）思想保障。加強施工人員專業(yè)技能培訓(xùn)，增強質(zhì)量意識及責(zé)任意識。并參考同類項目管理經(jīng)驗，科學(xué)處置施工中出現(xiàn)的問題。

（3）技術(shù)保證。①強化圖紙會審工作，減少設(shè)計變更，并對設(shè)計圖紙及施工方案進行逐級交底，確保施工人員全面了解設(shè)計意圖，掌握技術(shù)標準，規(guī)范施工行為，保證工程質(zhì)量；②加強日常質(zhì)量監(jiān)管，發(fā)現(xiàn)問題及時處置；③結(jié)合現(xiàn)場實際施工情況編制工程資料，保證資料的真實性、有效性滿足工程驗收相關(guān)規(guī)定；④結(jié)合工程規(guī)模及實際特征，合理編制施工方案，并嚴格落實，針對重點施工環(huán)節(jié)應(yīng)保留影像資料；⑤加強原材料質(zhì)量控制，所有材料進場應(yīng)對其質(zhì)量證明文件及規(guī)格、型號、數(shù)量進行檢查，使用前應(yīng)進行取樣送檢，檢驗合格后方可使用。

5 檢漏驗收方法

5.1 發(fā)泡劑檢測

主纜除濕系統(tǒng)所有設(shè)備及管道施工完成，并將各連接部位縫隙再次收攏后，開始氣密性試驗。在主纜防腐位置、接縫位置均勻涂抹發(fā)泡劑，看是否有氣泡產(chǎn)生，如出現(xiàn)氣泡應(yīng)及時處理。

5.2 標袋檢測

在實驗室內(nèi)通過渦街流量計對塑料袋容積實施標定，其容積通過肉眼或內(nèi)外壓力差確定。將經(jīng)過標定處理的塑料袋套在輸氣管排氣孔處，記錄塑料袋由最小容積至最大容積所用的時間，由容積增量及所用時間，可得到流量值[10]。并通過對比，可確定有無泄漏發(fā)生。

6 結(jié)論

綜上所述，該文結(jié)合某橋梁工程案例，對懸索橋主纜除濕施工技術(shù)進行綜合分析。通過試驗檢測發(fā)現(xiàn)，該橋梁工程主纜內(nèi)部相對濕度低于35%，符合規(guī)范要求。事實證明，主纜除濕防腐方案可有效降低主纜內(nèi)部濕度，防止索股鋼絲銹蝕，延長主纜使用年限。