悬索桥主缆除湿系统分析和养护探讨

季晓亮

（南京地铁建设有限公司 江苏南京 210000）

悬索桥在使用过程中较为广泛，尤其是在进行我国现代化的跨海跨江大桥的建设时，悬索桥成为其中不可忽视的一种工程类型，这也是我国现代交通道路工程中的重要节点。悬索桥的维护与维修是贯穿整个桥梁使用的关键，科学合理地做好悬索桥的维护维修，能够有效节约成本，同时，还能够在一定程度上提高我国交通环境的整体质量。

主缆是悬索桥最重要的受力构件，而主缆在使用过程中长期处于潮湿环境内，极易在外界环境的影响下出现腐蚀或者断裂的情况，对于大桥的安全产生极大的影响。相关工作人员需要了解悬索桥主缆的特点，并且在使用过程中做好有效的优化管理，探讨主缆除湿系统在建设时的特点并分析养护方案，只有这样，才能够使悬索桥的使用质量得到保障，避免阻拦出现损伤。悬索桥在使用过程中主缆是最重要的受力一点，而主缆由于长期暴露在外界的湿润环境中，十分容易出现腐蚀或者断裂的情况，对于桥梁使用寿命产生极大的影响，同时，还有可能对桥梁的安全产生影响。研究人员在对主缆进行实验时发现腐蚀是导致主缆强度受到影响的关键，而最大损失度可以达到35%，研究人员针对主缆的特点进行分析，并探讨了主缆系统的除湿养护方式。

从国内和国外的悬索桥主缆防腐工作进行分析，可以发现，传统的主缆防护方式虽然在短期内能够获得一定的防护效果，但在使用过程中产生的长期防护效果整体来说并不理想。而在大型悬索桥使用过程中，综合外界因素会对主缆的运行产生一定的影响，所以工作人员需要了解温度和湿度对主缆产生的危害，并选择合适的方式对其进行优化调整，只有这样，才能够使悬索桥的使用质量得到提升，如图1所示。

图1 传统的主缆防腐体系

1 悬索桥的主缆构成

我国是当今世界上悬索桥发展最快的国家之一，目前，我国已经建成的特大跨径悬索桥有江阴大桥、润扬大桥、珠江黄埔大桥、四渡河大桥、阳逻长江大桥、舟山西猴门大桥、贵州坝陵河大桥、矮寨大桥、泰州大桥和南京长江第四大桥，在建的有鹦鹉洲长江大桥和马鞍山长江大桥。我国桥梁结构的耐久性已受到越来越多的业主和设计者的关注与重视。传统的悬索桥主缆防腐涂装体系主要采用“防腐腻子＋缠绕钢丝＋外防护涂层”的防护结构，这种体系虽然短期内有效，但不能彻底解决主缆腐蚀问题。

主缆是悬索桥中最重要的一种构件类型，悬索桥在使用过程中主缆承载着大部分的荷载。而悬索桥在使用过程中，需要工作人员根据实际的建设需求选择材料和弹性模量较好的设备，除此之外，在进行悬索桥的主缆选择时，更加需要重视主缆的强度。目前，在主缆使用过程中，大多选择高强度镀锌钢丝及镀锌钢丝绳作为主缆的材料。而在使用过程中，由于主缆的需求有所不同，所以在进行建设时，需要根据实际需求对主板所使用的材料和预先处理工艺做出相应的调整。通过有效的热处理，能够合理提高材料中的C、Cr、Si等金属元素的质量分数，并且还能够在一定程度上使主缆的综合性能得到提升。而为了提高主缆的防护性能和耐腐蚀性能，需要在安装锁架和紧栏后，在主缆上按要求涂抹一层合适的防腐涂装，进而起到隔绝空气的效果，通过这种方式，则能够使主缆的耐腐蚀性得到提升，保障主缆的使用质量。

2 悬索桥的主缆故障常见原因及影响因素

2.1 主缆结冰

悬索桥在建设过程中，外围会按照要求缠绕一圈一圈的匝丝，这些匝丝在使用过程中容易受到外界风雪和灰尘的影响。尤其是在我国的北方地区，由于会长期覆盖冰雪，所以十分容易出现结冰的情况，如果不按照要求采用合理的方式对其进行处理，则会导致主缆的表面覆盖有少量的冰凌，冰凌会对主缆的截面形状产生间接的影响，导致主缆在使用过程中的震动频率降低，而在车辆正常运行的情况下，悬索桥就会由于车辆的运行受到影响发生破坏。

2.2 涂装失效

在主缆使用的过程中，外部涂抹防腐涂装是保障主缆使用的关键。而影响涂装使用的因素较多，并且较为复杂，在外力作用的影响下，涂装可能由于使用存在问题而发生皲裂或者起皮的情况，严重时还会出现涂装剥落，进而导致主缆的使用受到影响。由于主缆在进行建设时往往悬吊于滨海地区或者我国的长江上方，这些环境中的整体空气湿度相对来说较大，并且在悬索桥使用过程中长期暴露在强烈的日照下，主缆的涂装会在这一环境下出现急速老化的情况。除此之外，在目前，涂装层的使用都直接涂抹在主缆的外层匝丝上，但匝丝在使用过程中并非紧密相连的，许多不同种类的杂丝之间并不会形成横向联系，而在主缆受力变形时，其涂装层也会受到牵拉，当所受到的拉力超过了涂装层能够承受的拉力的极限后，涂装层就会在较大的拉力的影响下出现破坏的情况，进而导致主缆的使用受到影响。

2.3 匝丝锈蚀而出现松弛断裂的情况

匝丝在使用过程中会直接缠绕在主缆的表面，一方面能够对缆起到保护作用，避免主缆受到外力的影响较为严重；另一方面则还能起到隔绝空气的作用，能够有助于避免主缆在使用过程中与环境中的潮湿空气直接接触，对于主缆能够形成良好的保护作用。但匝丝在使用时，传统的匝丝所选择的保护方式为缠绕保护的形式，而缠绕的方式在使用过程中不可避免地会出现少量的缝隙，这样的少量缝隙就会潮湿水的入侵提供空间，所以在涂装受损的情况下，匝丝会快速出现锈蚀的情况。主缆上出现的锈蚀累积到一定的程度后，主缆的使用就会受到一定的影响，并且在这一阶段如果受到外力作用，就容易出现匝丝断裂的情况，一旦匝丝发生断裂或者松弛变形，则匝丝的使用效果会进一步降低，导致主缆的破坏快速加剧。

2.4 主缆钢丝发生锈蚀

主缆钢丝出现锈蚀是使用过程中较为常见的一种风险问题。导致主缆钢丝出现锈蚀，主要是由于主缆在使用过程中出现防护层失效所导致的，在防护层失效的影响下，相关工作人员需要了解不同主缆在使用过程中容易受到的外界因素的影响，尤其是主缆在使用时存在的风险状况应当与当地的环境密切相连。主缆与潮湿的空气相接触时，会发生氧化还原反应。在发生锈蚀的初期，主缆表面的镀锌和空气会首先发生反应，在这一过程中，主缆的表面会出现少量的白色新粉，但在这一时段内，主缆的强度不会受到直接的影响，并且其承载能力也不会下降。而如果主缆的表面已经出现了少量的黄色锈斑，则说明主缆的高强钢丝发生锈蚀，其表面的镀锌已经基本消耗殆尽，所以主缆会出现截面缺失的情况，对于主缆的承载能力会产生极大的影响。在这一时间段内，相关工作人员进行检查时，可发现主缆的承载能力有明显的降低，此时，需要做好主缆的有效维修，才能保障主缆恢复至正常的使用状态。如果主缆已经发生了较为严重的锈蚀，则需要针对其中存在的问题进行分析，应力锈蚀和疲劳锈蚀都有可能导致钢丝出现断裂的情况，此时，需要工作人员对主缆的承载能力进行评定，并选择合适的方式进行加固，判断主缆的承载能力，只有这样，才能够使其整体质量得到提升［1-3］。

3 主缆除湿系统的有效检查以及评估

3.1 涂膜检查

首先，在进行检查时，相关工作人员需要按照要求对主缆的全场进行检查，确认其是否出现了开裂或者锈蚀的病害，尤其是需要确认其是否发生了机械碰撞或者气泡的情况。如果发现涂膜具有较为严重的破损，并且导致匝丝出现严重锈渍或者断裂的情况，首先需要做好部位的记录，并通过拍照的形式确认其问题，将最终的检查结果交由主管部门进行分析，申请主管部门的同意后，针对这一部位的主缆进行详细的内部检查，以保障涂膜在受损后内部的主缆得到管理，避免出现其他的问题而导致主缆的使用受到影响。

3.2 锚室内检查

在进行检查室，工作人员需要对锚室内的锚板、锚头、拉杆、连接器及松散的丝股进行全面检查，确认是否出现了涂装锈蚀的情况，尤其是工作人员在进行检查时需要确认是否发生断裂或者松弛的情况。一旦发现问题，则需要对不同构件的危害等级进行对应的评分；同时，还需要检查锚室内的除湿机是否处于正常的运转状态，其中的密闭门是否具有良好的性能，确定锚室内的温度控制是否处于正常的范围内，通过全方位的检查来保障钢缆的使用安全性，避免由于过大的湿度对锚室内环境产生影响。

3.3 索鞍检查

在进行索鞍的检查时，需要相关工作人员确定主缆是否出现锈蚀或者污染的风险，尤其是锚固螺栓是否发生了松动的情况，而鞍座处的油漆是否出现了锈斑脱落的问题。通过对索鞍进行综合性的分析，能够帮助工作人员了解主缆的运行状况，在进行索鞍检查时，还需要针对密封门进行分析，了解密封门的密封状况，其中是否出现空气湿度过大的情况，保障后续的管理工作能够更为顺利地开展。

4 主缆除湿系统的养护及维修

悬索桥主缆在进行养护时的工程较为特殊，这种设备在进行养护时，所选择的养护方式与常规的混凝土结构养护和钢结构混凝土养护有较大的差异。在进行养护时，工作人员需要针对主缆的构件形式进行分析。主缆在制作时所选择的是高强的钢丝来将其作为细长的构件，而在悬索桥使用过程中，主缆会承受较大的荷载，所以在使用过程中产生的拉力极大。除了主缆的缆绳，还包含外围的防护系统、转向系统及锚固系统，近年来出现的事故较多，并且发生因素较为复杂，所以在使用过程中的安全性和有效性受到了相关工作人员的高度关注，需要对其进行有效的优化并加以管理，借此保障主缆的使用安全，降低外界风险事件和因素，对主缆的牢固程度产生影响，保障主缆的使用。

4.1 主缆的有效养护

首先，在进行主缆的养护时，应当做好主缆表面的清洁。由于悬索桥在使用过程中整体环境较为恶劣，大多数悬索桥在进行建设时主要建设于滨海或者江河地区，尤其是滨海地区所建设的悬索桥所处的环境较为恶劣，并且空气中的水分中含有大量的盐离子，具有极强的腐蚀性，所以工作人员在进行处理时应当按照要求对主缆上的灰尘及污物进行定期清理，保障主缆的清洁，则能够在一定程度上保障悬索桥的合理应用。

4.2 涂装层的防护

涂装层的最终目的是使主缆能够与潮湿的空气形成有效的隔绝，进而保障除湿机始终处于正常的运行状态，并且将室内的湿度控制在合理的范围内。所以想达到这样的目的，就需要保持密封门具有良好的密封效果，避免出现漏水或其他风险，而导致其密封性降低，影响主缆的使用质量。

4.3 主缆的维修

主缆的维修工作涉及的内容较为复杂，需要相关工作人员引起重视。首先，在进行修复时，匝丝的修复是最为关键的，匝丝及涂装是主缆在使用过程中最外层的防护系统，能够有效避免阻拦与腐蚀介质之间直接接触，而导致外层的防护系统遭到破坏。所以在进行维护及检查时，如果发现匝丝出现断裂或者锈蚀，则需要及时进行修复，避免锈蚀进一步深入到主缆上，对于主缆的使用产生影响［4-6］。

5 结语

在进行悬索桥的建设时，相关工作人员需要了解悬索桥的特点，并对悬索桥的结构进行分析，了解悬索桥结构中主缆的组成结构，并分析悬索桥主缆产生的病害及病害的成因，提出相应的检查维修方式，只有这样，才能够保障悬索桥在使用过程中的安全性和整体质量得到保障，为悬索桥除湿系统的日常养护提供参考与帮助。而在进行悬索桥的建设和养护时，工作人员需要了解主缆防湿、防腐的需求，在进行处理时，应当保障主缆始终处于良好的运行状态，持续对其进行有效的养护和维修，尽可能保障主缆的整体使用质量和安全性。