中联创科桥梁主缆除湿

(一)主缆除湿的必要性

悬索桥是现代大跨度桥梁中最自然、美观和经济的桥型，它主要由主塔、锚碇、鞍座、主缆、吊索、桥面承载梁体以及附件构成，设计使用寿命一般为 100 年。主缆是通过塔顶鞍座悬挂在主塔上并锚固于两端锚固体中的柔性承重构件，主缆本身又通过索夹和吊索承受活载和加劲梁（包括桥面）的恒载，除此之外，它分担一部分横向荷载并将它直接传递到塔顶。

在运行和维护过程中，主缆是不可更换构件，因此，它被称为悬索桥的生命线。主缆的寿命直接影响甚至决定着悬索桥的使用年限。主缆长期暴露在大气环境中，经受着各种不利环境的侵蚀。

主缆的腐蚀主要表现在以下两个方面：其一，主缆架设的周期较长，持续时间往往长达数月或半年以上，长时间天气变化的原因使得主缆架设过程中水汽进入了钢索的各个部分，导致架设期间就发生腐蚀；其二，在主缆的使用过程中由于温度变化引起的结露或者雨水大量聚集在主缆的两侧和底部造成电化学腐蚀。

(二)主缆除湿系统构成

主缆除湿系统的目的是降低主缆内部的相对湿度，使主缆处于一个相对封闭、干燥的环境中，避免主缆内的钢丝锈蚀。悬索桥的主缆是一般由直径5mm左右的镀锌钢丝组合而成的，其间有约20%左右的空隙，主缆外表设有密闭护套层。

主缆除湿系统通过送气管和送气罩将干空气注入主缆钢丝空隙，干空气在主缆空隙内流动，降低主缆空隙内的空气湿度，最后干空气变成湿空气从排气罩排出。主缆护套层将干燥的主缆内部环境与外界大气隔离，保持主缆内干燥状态。主缆除湿系统工作流程为：粗过滤空气→精过滤处理→除湿机除湿→高压风机送风→冷却→送气管输气→送气罩送气→主缆内除湿→排气罩排气，主缆除湿系统工作流程见图1。

主缆除湿系统包括除去微颗粒的过滤装置，除去空气中水分的转轮除湿机，把空气送入送气夹的罗茨鼓风机，对干燥空气进行冷却的后冷却系统[2]。外部空气在过滤装置中除去颗粒后被送入转轮除湿机进行除湿，用高压风机加压到大约10～220kPa（0.102～0.204kgf/cm2），然后通过后冷却器冷却到60℃以下，通过管道分流送入每一个送气夹，气流流量通过送气夹的调节阀调节至规定值，并从送气夹送入主缆，主缆除湿系统送气处理过程见图2。

(三)主缆除湿系统项目案例

南京长江第四大桥主缆除湿系统是我国首次由国人自行设计实施的悬索桥主缆除湿系统，在我国悬索桥主缆除湿系统史上具有里程碑式意义。

南京四桥是国内跨径（1418m）最大的双塔三跨悬索桥，共设置3套主缆除湿系统，空气制备站采用箱体式设计，分别设置在南、北主塔上横梁处及大桥中间的箱梁内，干空气通过RTP管道送至主缆16个送气夹处进入主缆，在主缆内除湿后由排气夹排出，采用全新风系统设计，如下图所示。