（1.鎮(zhèn)江藍舶科技股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212008；2.四川公路橋梁建設(shè)集團有限公司，四川 成都 610041；3.鎮(zhèn)江藍舶科技股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江 212008）

1 國內(nèi)主纜防護工程技術(shù)現(xiàn)狀

從防腐和密封的角度而言，目前懸索橋主纜防護技術(shù)通過不斷發(fā)展衍生了三個發(fā)展方向，一是密封用的涂裝材料和噴涂工藝的不斷改進；二是在主纜內(nèi)部通入干燥空氣達到主動除濕和防腐的目的；三是在主纜最外層熱熔復(fù)合材料的纏包帶，從而增強主纜的密封性能，這樣就引出了主纜三種類型的防護體系：第一類是圓形鋼絲纏繞+外層涂料涂裝密封的復(fù)合體系；第二類是采用S 型鋼絲纏繞+外層密封涂裝+干燥空氣除濕的復(fù)合體系；第三類是采用圓形鋼絲纏繞+熱熔包裹纏包帶+干燥空氣除濕的復(fù)合體系。

“圓形鋼絲纏繞+熱熔纏包帶+空氣除濕”復(fù)合體系綜合和突出了三者的優(yōu)勢，是被動和主動防護的有效集成，被動防護是指纏繞鋼絲約束和定型主纜鋼絲形成了第一層防護層，而纏包帶在此基礎(chǔ)上形成了密封、防腐的第二層防護層；主動防護是指利用一定壓力、一定溫度的干燥流動空氣主動地改善了主纜鋼絲間隙通道的環(huán)境，有效排除了主纜架設(shè)、纏繞和纏包施工過程中由于雨水、空氣潮氣等造成不可避免的纜內(nèi)積水。該復(fù)合防護技術(shù)于2017年運用在云南龍江特大橋主纜防護工程上，從運行已近三年的效果來看，其技術(shù)先進性、造價成本、維護管理等指標得到了業(yè)內(nèi)的肯定。

2 大橋主纜結(jié)構(gòu)和環(huán)境特點

2.1 大橋主纜結(jié)構(gòu) 赤水河大橋是習水至古藺段橫跨川黔兩省高速公路的重要控制性工程，大橋全長 2237.669 米，跨越赤水河，其中主跨1200m，采用懸索橋設(shè)計，赤水河至橋面高約 290 米。貴州岸為重力式錨碇，四川岸錨碇為隧道錨，主梁為桁架式梁。貴州岸引橋布置為2×30+4×（4×40）m 的T 型梁，四川岸引橋為3×33m 現(xiàn)澆連續(xù)箱梁，大橋索塔的塔柱總高243.5m。

2.2 大橋環(huán)境和氣候條件 赤水河大橋橋址地區(qū)屬于亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)，年平均氣溫13.1℃，最冷1月份平均2.4℃，最熱7月份平均氣溫23.1℃，極端最高氣溫34.4℃，極端最低－8.4℃，年平均≥30℃的日數(shù)為14.3天，最低氣溫≤0℃的日數(shù)為33.4 天，平均無霜期254 天。年平均降雨量為1137.8 毫米，集中于下半年，年平均降雨量日數(shù)日降水量≥0.1 毫米210.3 天，日降水量≥5 毫米的日數(shù)55.3 天，暴雨量日降水量≥50 毫米2.1 天，大暴雨日日降水量≥100 毫米0.4 天，最大一日降水量曾達178.8 毫米。受大氣環(huán)流及地形等影響，西南大部分地區(qū)的氣候呈現(xiàn)多樣性，“一山分四季，十里不同天”。另外，氣候變化頻繁不穩(wěn)定，災(zāi)害性天氣種類較多，干旱、秋風、凌凍、冰雹等頻度大，山區(qū)霧多造成空氣濕度大，這些氣候條件給大橋主纜防護工藝，特別是除濕體系中的除濕效率提高和參數(shù)優(yōu)化控制提出了更為苛刻的要求。

3 大橋主纜防護復(fù)合體系需要解決的問題

問題1：如何結(jié)合氣候特征優(yōu)化除濕工藝及其參數(shù)

本文針對我國西南地區(qū)的特定氣候條件和環(huán)境因素，對主纜纏包帶和干燥空氣除濕復(fù)合防護體系的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，結(jié)合大橋所處地區(qū)氣候多變、霧氣重、濕度大的特定條件，對纏包帶材質(zhì)性能和施工工藝、除濕系統(tǒng)參數(shù)、除濕機前端保護平臺等關(guān)鍵工藝和設(shè)備選型提出了更高的要求。由此，需要統(tǒng)計和分析大橋地區(qū)每天、每月的溫度、濕度變化數(shù)據(jù)和規(guī)律，比對除濕系統(tǒng)中的進氣、排氣索夾中溫度傳感器、濕度傳感器的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為優(yōu)化轉(zhuǎn)輪除濕機的控制參數(shù)提供依據(jù)，進一步提高除濕系統(tǒng)的除濕能力和提高整個體系運行的監(jiān)控效率。

問題2：如何有效降低主纜防護體系的能耗

干燥空氣除濕體系具有主動性和有效性的顯著特點，是目前主纜防護體系的主流，但這類除濕系統(tǒng)方面存在著除濕機能耗大、熱量利用率低的問題，也是擺在業(yè)內(nèi)工程技術(shù)人員面前的一個具有挑戰(zhàn)性的難題。破解這個難題需要系統(tǒng)性地分析各個因素，包括環(huán)境因素，需要從防護復(fù)合體系的整體性優(yōu)化、各個參數(shù)（風量、風壓、濕度、溫度和時間等諸多控制參數(shù)）的優(yōu)化和復(fù)雜環(huán)境條件的施工工藝等關(guān)鍵技術(shù)入手，從而合理選型轉(zhuǎn)輪除濕機、合理利用除濕機再生風的熱量、合理設(shè)計送氣管路（降低管路壓損）、合理設(shè)計進/出氣索夾密封和設(shè)定控制運行參數(shù)等具體環(huán)節(jié)，才能有效降低除濕系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)的能耗，提高除濕系統(tǒng)的運行效率和運行的可靠性。

總之，本文結(jié)合大橋地區(qū)的氣候條件，通過改進除濕機的送風（處理風）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，增加熱量回收結(jié)構(gòu)，優(yōu)化管路和加強密封來降低壓力損失，保證處理風和再生風流量的穩(wěn)定性等諸多設(shè)計和工藝手段來提高主纜防護體系的密封能力和除濕能力。

4 大橋主纜纏包帶密封體系的技術(shù)要點

主纜纏包帶防護體系主要依賴纏包帶自身的物理性能和熱熔后的密封能力，纏包帶由三層結(jié)構(gòu)組成的，其中上下兩層橡膠體為氯磺化聚乙烯聚合材料，中間層為纖維加強網(wǎng)，三者借助專用裝備和通過熱壓工藝已形成了一種高彈性、抗老化的復(fù)合材料。

有關(guān)纏包帶材料組成、物理性能測試和密封性能測試等已有多篇文獻做了介紹，本文重點介紹纏包帶施工工藝及其技術(shù)要點。

（1）主纜纏包帶施工環(huán)境和施工前準備 纏包帶施工環(huán)境要求：大氣環(huán)境較為干燥的天氣，濕度不超過90%，雨天不能施工，環(huán)境溫度低于+5℃必須采取升溫措施。

主纜表面必須干燥，不能有液態(tài)水和冰塊；主纜纏絲表面必須干凈清潔，不能有污垢和銹跡；纏絲表面如有尖銳凸起物要用角磨機打磨平滑，防止尖角鋒利物刺傷纏包帶。

（2）主纜纏包帶施工基本方法 纏包帶整體應(yīng)從主纜的頂端往下進行纏包纏繞作業(yè)，索夾間應(yīng)從下端往上施工。根據(jù)主纜直徑選用相應(yīng)的纏包帶規(guī)格、纏帶機和加熱裝置，根據(jù)搭接寬度的要求調(diào)整好纏帶機的螺旋升角，面向索體上端從下往上順時針或逆時針進行纏繞操作。

（3）主纜索夾附近的施工 由于纏帶機不能緊靠索夾端面進行纏繞操作，需用專用起始纏包帶，手工纏繞主纜一圈后再開始手工纏包；起始帶長度大于主纜周長5～10cm，起始帶的一側(cè)插入索夾環(huán)縫2～3cm。手工纏包時，必須保持足夠的張力，由下而上開始偏角度纏繞4 圈后并且已達到52%以上的搭接率后，可以使用纏帶機進行纏繞操作。

（4）更換新纏包帶卷連接要求 一卷纏包帶纏繞完成后，要用正確方式拼接纏包帶（以順時針安裝為例）。主要操作要點是：保持上一卷纏包帶的張力，解下剩余纏包帶然后切斷；下一卷的起始段插入上一卷的結(jié)尾，深度大于50mm，并用管道膠布粘緊固定（加熱時務(wù)必要將粘緊連接管道膠布撕下），然后繼續(xù)進行纏繞操作；纏包帶保持原位，保持張緊度，同時攤開剩余的纏包帶卷；剪斷纏包帶，以便拼接處在與纜索頂部400mm 寬度范圍之內(nèi)；用管道膠帶將未固定端固定到位，或者用熱氣槍和滾壓輥將未固定端熱焊在重疊尾端；開始纏繞新卷時，使搭接處朝下；如果用管道膠布將未固定端固定在一起，在新卷纏繞約3 圈后要拆下固定接合處的管道膠布。

（5）纏包帶加熱 纏包帶加熱溫度：120℃～130℃，纏包帶加熱壓力：0.2～0.3Mpa，纏包帶加熱時間：3min/周期，2 個加熱時間段作為一個周期。加熱操作步驟和要點是：將加熱毯包覆到主纜上，連接電源線和溫控線，收緊加熱毯上的收緊帶，在加熱毯充氣口上充氣，一般氣壓力控制在0.2～0.3MPa；充氣完成后開始加熱，等溫度顯示儀和時間到達設(shè)定值后關(guān)掉電源，必須做到溫度控制與時間控制的雙控；加熱完成后關(guān)掉電源并釋放氣囊氣壓，解開收緊帶，加熱毯旋轉(zhuǎn)90 °～180°，對同一主纜斷面的中間縫隙進行加熱；纏包帶加熱完畢后，需要不受干擾地冷卻，冷卻時間至少需要15min；對于小部分不能正確粘結(jié)的部位，使用加熱槍或加熱毯進行重新加熱。

5 大橋主纜除濕體系的技術(shù)要點

5.1 主纜除濕體系的基本情況

赤水河大橋主纜系統(tǒng)將大橋每側(cè)的主纜分為2 個除濕區(qū)域，每一個區(qū)域采用1 套除濕系統(tǒng)，維持每個區(qū)域主纜內(nèi)部的干燥空氣的循環(huán)運行。主纜除濕系統(tǒng)在兩座主塔內(nèi)各布置一套空氣制備站，除濕機選用LBCST-1100P 型，處理風量為1000m3/h，再生風量為530m3/h，除濕量7.2Kg/h，加熱功率6.75Kw。

干燥空氣通過送氣管道沿主纜送入設(shè)于大橋主纜上的12 處索夾的進氣口，送入主纜的干燥空氣滲透進入主纜鋼絲縫隙后帶走水分，再通過主纜索夾上的排氣口排出，完成主纜除濕空氣流動的整個過程。主纜除濕系統(tǒng)包括除去微顆粒的過濾器、除去空氣中水分的轉(zhuǎn)輪除濕機（包括加熱器、處理風風機、再生風風機）、羅茨鼓風機、冷卻器、干燥空氣分配箱、進氣索夾、排氣索夾、數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)監(jiān)控等組成。外部空氣在過濾器除去顆粒，然后經(jīng)除濕機進行除濕，干燥空氣（處理風）由羅茨鼓風機送到冷卻器，經(jīng)冷卻器冷卻到60℃以下，經(jīng)分氣箱送入每一個進氣索夾，氣流流量通過設(shè)于分氣箱處的調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)至規(guī)定值，從進氣索夾送入主纜。每一個進氣索夾處都配有壓力傳感器，送入主纜內(nèi)的干空氣壓強不超過3000Pa。進氣索夾處還設(shè)有安全保護閥，防止送入主纜的氣壓過高。

5.2 主纜除濕系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)的改進

在上述除濕系統(tǒng)中存在以下幾點可利用熱能：除濕機處理風出風口高溫空氣熱能的利用、再生風出風口高溫空氣熱能的利用、除濕機組內(nèi)部殘留熱能的利用，基于這樣的考慮，本文提出了一種充分利用除濕機工作時產(chǎn)生的熱量機械結(jié)構(gòu)的改進，其基本原理簡述如下：

除濕系統(tǒng)安放在封閉的空間內(nèi)工作，室內(nèi)裝有溫度控制器來調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度，降低除濕系統(tǒng)在工作中所受外界溫度變化的影響，通過進風口和出風口與外界進行空氣交換，在進風口出裝有過濾網(wǎng)，保證室內(nèi)空氣質(zhì)量?？諝膺M入除濕機前需要經(jīng)過除濕系統(tǒng)中的過濾器進行進一步過濾，從而提高處理風和再生風質(zhì)量，不僅提高除濕機的使用壽命，而且提高除濕效率。并且修改了原先除濕系統(tǒng)設(shè)備通過管道連接，對主纜除濕設(shè)備進行了機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化改變除濕機送風管路結(jié)構(gòu)，對除濕機管路壓損的影響，優(yōu)化的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計，盡量減少管路的壓力損失，以保證處理風和再生風流量的穩(wěn)定。再生風進口的冷空氣能夠?qū)Τ凉裣到y(tǒng)內(nèi)部進行降溫，處理風出口多余熱能也能傳遞給再生風進行預(yù)加熱，使得主纜除濕系統(tǒng)，不會因為熱能的無法及時擴散，導(dǎo)致重復(fù)啟停，再生風吸收了除濕系統(tǒng)內(nèi)部熱能和處理風多余的熱能，降低了再生加熱的功率。

綜上所述主纜除濕系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)改進后可利用的熱能得到充足利用、穩(wěn)定了主纜送氣風量、保護主纜除濕設(shè)備，集成式的布置使得設(shè)備布置更加統(tǒng)一美觀便于后期的維護保養(yǎng)。

6 結(jié)語

繼云南龍江特大橋的主纜防護工程之后，赤水河大橋也采用了“熱熔纏包帶+干燥空氣除濕”復(fù)合防護體系和施工工藝，工程實例說明：大跨進懸索橋主纜防護系統(tǒng)利用纏包帶體系能夠很好的對主纜進行防腐工作，并且纏包帶體系能夠很好的和主纜除濕系統(tǒng)相配合，結(jié)合大橋環(huán)境特點采用復(fù)合防護體系，今后會有更多的實橋應(yīng)用案例。赤水河大橋?qū)χ骼|采用熱熔纏包帶進行防護時，除了對纏包帶材料、性能進行嚴格把關(guān)之外，對纏包機操作的施工流程和工藝要點，以及纏包機無法操作區(qū)域的作業(yè)要點做出了進一步的規(guī)范，為國內(nèi)推廣和制定熱熔纏包帶作業(yè)標準進行了實踐和探索。赤水河大橋?qū)χ骼|采用除濕體系進行防護時，考慮了大橋所處區(qū)域環(huán)境的氣候特點優(yōu)化了除濕系統(tǒng)的布局和工作參數(shù)，并對傳統(tǒng)除濕系統(tǒng)的機械結(jié)構(gòu)進行了改進，充分回收了除濕系統(tǒng)自身工作產(chǎn)生的熱量并進行了合理的利用，大大提升了除濕系統(tǒng)的除濕能力。