CN104652262A - 一种斜拉索索梁锚固区除湿系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种斜拉索索梁锚固区除湿系统及方法，涉及桥梁工程技术领域，本除湿系统的除湿机连接一根总进气管道，总进气管道分支为若干根分支进气管道，每根分支进气管道分支为若干根进气管道，每根进气管道插入一个套筒的顶端，并沿套筒内壁插入底部，每根出气管道的一端插入套筒顶端，另一端位于混凝土箱梁外，本除湿方法利用除湿机得到干燥空气，并通入套筒内，通过气体流通和交换使套筒的湿度降低。本发明无需拆装锚固区，利用干燥空气除湿，从根本上解决锚固区的冷凝水及泄露产生的积水问题。
Description
技术领域
本发明涉及桥梁工程技术领域，具体涉及一种斜拉索索梁锚固区除湿系统及方法。
背景技术
大跨度桥梁通常使用缆索承重体系，包括各种吊杆拱桥、斜拉桥等。斜拉桥的斜拉索一般布置在桥梁梁体外部，并处于高应力状态。水和温度最易造成斜拉索腐蚀，其中索梁的两个锚固区腐蚀最为严重。如图1所示，斜拉索索梁锚固区一般位于混凝土箱梁1内，索梁锚固区包括斜插入混凝土箱梁1的套筒21，套筒21顶端露出混凝土箱梁1，斜拉索22的尾端贯穿套筒21，并通过锚垫板23锚固于混凝土箱梁1，斜拉索23锚固端设有保护罩24，套筒21和保护罩24分别位于锚垫板23的两侧。
由于套筒和锚垫板、保护罩和锚垫板分别形成一个封闭空间，因此容易在套筒或保护罩内积水。套筒积水主要来源于渗水和冷凝水，渗水主要是由于斜拉索失效造成的。交变的疲劳荷载降低了斜拉索防腐措施的有效性，导致水、氧气和其他有害物质引起斜拉索腐蚀，而腐蚀使斜拉索更难以承受疲劳荷载，斜拉索产生相对位移，会引起套筒的密封失效，雨水容易渗入造成积水，而套筒又具有一定的密封性，使有害物质难以排出，长期腐蚀斜拉索钢丝。
若套管内有积水，传统的除湿方法是拆除索梁锚固区，人工排除积水，用热风将套筒内吹干，然后在套筒内充填泡沫胶，安装防护罩，在防护罩对接面涂抹密封胶，然后在接缝处进行补胶。这种除湿方法需要拆除锚固区，而且重新安装锚固区并不能保证索梁锚固区的密封性能，可能导致套筒积水恶性循环，无法从根本上解决索梁锚固区的积水问题。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种斜拉索索梁锚固区除湿系统及方法，无需拆装锚固区，利用干燥空气除湿，从根本上解决锚固区的冷凝水及泄露产生的积水问题。
为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：一种斜拉索索梁锚固区除湿系统，包括一台除湿机和若干根出气管道，除湿机连接一根总进气管道，总进气管道分支为若干根分支进气管道，每根分支进气管道分支为若干根进气管道，每根进气管道插入一个套筒的顶端，并沿套筒内壁插入底部，每根出气管道的一端插入套筒顶端，另一端位于混凝土箱梁外。
在上述技术方案的基础上，所述除湿机设置于混凝土箱梁内。
在上述技术方案的基础上，所述除湿机分别连接一根排风管道和一根进风管道，所述排风管道和进风管道未连接除湿机的一端均位于混凝土箱梁外。
在上述技术方案的基础上，所述排风管道和进风管道未连接除湿机的一端端口均设有过滤网。
在上述技术方案的基础上，还包括设置于保护罩的排气装置和观察口。
在上述技术方案的基础上，还包括一个设置于混凝土箱梁外的电气化总控制器，所述每个套筒顶端内部设有一个温湿度传感器，每根分支进气管道设有一个自动阀门，每根分支进气管道内设有一个气压传感器，所述除湿机和所有自动阀门、气压传感器、温湿度传感器分别与电气化总控制器连接。
在上述技术方案的基础上，所述电气化总控制器包括除湿机控制模块和阀门控制模块，所述除湿机控制模块连接并控制除湿机，阀门控制模块连接并控制所有自动阀门。
一种斜拉索索梁锚固区除湿方法，包括以下过程：除湿机启动，由混凝土箱梁外吸进空气，经过除湿处理后，得到干燥空气；干燥空气依次通过总进气管道、分支进气管道、进气管道进入套筒内底部；干燥空气吸收水汽后成为湿气，由套筒顶端的出气管道排出混凝土箱梁外。
在上述技术方案的基础上，在混凝土箱梁外设置一个电气化总控制器，在每个套筒内设置一个温湿度传感器，在每根分支进气管道设有一个自动阀门，所有的自动阀门、温湿度传感器和除湿机分别与电气化总控制器连接，每个温湿度传感器监测套筒内的湿度，并传输至电气化总控制器，除湿过程中，当某一个套筒内的湿度监测值等于或大于湿度阀值，电气化总控制器控制除湿机启动，并控制套筒对应的分支进气管道上的自动阀门开启，开始除湿；当所述套筒内的湿度监测值小于湿度阀值，电气化总控制器控制除湿机停止工作，自动阀门关闭，停止除湿。
本发明的有益效果在于：
1、本除湿系统将除湿机通过若干根管道与套筒内部连通，并在套筒上设置一根连通套筒内和混凝土箱梁外的出气管道，利用除湿机得到干燥空气并通入套筒内，然后排出，通过套筒内气体流通和交换使套筒内的湿度降低，从根本上解决锚固区的冷凝水及泄露产生的积水问题。
2、本除湿系统包括在保护罩的排气装置和观察口，方便观察套筒内的积水和湿度状态。
3、本除湿系统还包括电气化总控制器、在每根分支进气管道上设置的自动阀门和在每个套筒内部设置的温湿度传感器，除湿机、所有温湿度传感器和自动阀门分别与电气化总控制器连接，当套筒内的温湿度超过温湿度阀值，即开启自动阀门，启动除湿机，实现锚固区的湿度监控和自动除湿，无需人工干预，智能化程度高。
4、本除湿系统的总进气管道分支为若干根分支进气管道，每根分支进气管道上设置一个自动阀门，每根分支进气管道分支为若干根进气管道，通过多级管道的设置，只需控制特定自动阀门的开闭，即可实现某一个套筒气体的流通，避免为了实现某一个套筒内的除湿，而在所有的套筒内通入干燥气体造成的资源浪费。
5、本除湿系统包括在每根分支进气管道上设置的气压传感器，可以实施检测除湿机对每一根分支进气管道提供的干燥空气压力，当气压超过气压阀值，即关闭自动阀门，停止除湿机，保证送气安全，避免强压对锚固区造成的损伤。
6、本除湿系统安装时只需在套筒露出混凝土箱梁的端部开设两个孔，分别插设进气管路和出气管路，通入干燥空气就可以实现除湿目的，无需拆装锚固区，对桥梁的损伤小。
附图说明
图1为背景技术中斜拉索索梁锚固区的结构示意图；
图2为本发明除湿系统应用于斜拉索索梁锚固区的结构示意图；
图3为电气化总控制器的结构示意图。
附图标记：1-混凝土箱梁，21-套筒，22-斜拉索，23-锚垫板，24-保护罩，3-除湿机，31-排风管道，32-进风管道，41-总进气管道，42-分支进气管道，43-进气管道，5-自动阀门，6-出气管道，7-电气化总控制器，71-除湿机控制模块，72-阀门控制模块，8-温湿度传感器，9-气压传感器。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2所示，一种斜拉索索梁锚固区除湿系统，包括一台除湿机3、若干根出气管道6、一个设置于混凝土箱梁1外的电气化总控制器7，以及设置于保护罩24的排气装置和观察口，电气化总控制器7设置于混凝土箱梁1外，除湿机3设置于混凝土箱梁1内。除湿机3分别连接一根排风管道31和一根进风管道32，排风管道31和进风管道32未连接除湿机3的一端均位于混凝土箱梁1外，且端口均设有过滤网。除湿机3连接一根总进气管道41，总进气管道41分支为若干根分支进气管道42，每根分支进气管道42内设有一个气压传感器9，用于监测每根分支进气管道42内的气压，所有气压传感器9分别与电气化总控制器7连接，每根分支进气管道42设有一个自动阀门5；每根分支进气管道42分支为若干根进气管道43，每根进气管道43插入一个套筒21的顶端，并沿套筒21内壁插入底部，每根出气管道6的一端插入套筒21顶端，另一端位于混凝土箱梁1外。每个套筒21顶端内部设有一个温湿度传感器8，用于检测套筒21内的湿度，所有温湿度传感器8分别与电气化总控制器7连接。如图3所示，电气化总控制器7包括除湿机控制模块71和阀门控制模块72，除湿机控制模块71连接并控制除湿机3，阀门控制模块72连接并控制所有自动阀门5。
本除湿系统的安装方法为：将除湿机3安装在混凝土箱梁1内，布置一根总进气管道41和与其连通的若干根分支进气管道42；在混凝土箱梁1外设置一个电气化总控制器7，在每根分支进气管道42内布置一个气压传感器9，每根分支进气管道42设置一个自动阀门5，将每个套筒21露出混凝土箱梁1的端盖打开，并布置一个温湿度传感器8，并将除湿机3、所有的自动阀门5、温湿度传感器8、气压传感器9分别与电气化总控制器7连接。在每个套筒21露出混凝土箱梁1的顶端开设两个孔，在其中一个孔内插设一根进气管道43并插入至套筒21底部，另一个孔插设一根出气管道6，并将进气管道43与对应的分支进气管道42连通，将总进气管道41与除湿机3连接。调试本除湿系统，将所有管道固定于混凝土箱梁1，完成本除湿系统的安装。整个过程无需拆装锚固区，对桥梁的损伤小。
在安装施工过程中，需要考虑以下问题：
1、送气长度L与套筒21的分布有关，也与套筒21的进气及出气设置位置有关，为保证抽湿效果，进气口位于预埋套筒21的底部，出气口位于套筒21的顶部，两者之间的间距为L0。
送气长度L＝L1×n+L2×n+d×n+ΔL
上式中，L1为预埋套筒21的长度，L2为预埋管道21的长度，n为预埋套筒21的数量，d为预埋套筒21的间距，ΔL为预留长度；
出气管道6的管道直径小于进气管道43的管道直径约2-5mm，即
进气管道43伸入套筒21内的长度L0＝H-(0.4～0.8)m。
2、干燥空气在管道中传输，由于每个套筒21的气密条件不同，因此每个套筒21的泄漏量不同，为保证除湿效果，每个套筒21内的气流量Qi、泄漏量ΔXi与总进气量W关系式如下：
W＝∑Qi+∑ΔXi。
3、送气压力：送气流量取决于送气长度L，以及每个套筒21的送气压力pi。为了将干燥空气输送到所有需要除湿的套筒21内，管路设置非常重要。为了使干燥空气输送效果最佳，送气长度L尽量短一些；为了减小泄漏量，送气压力pi尽量小一些，但是送气压力太小，送气时间则较长，因此存在最小送气压力pmin，在此压力下，泄漏量相对较小，送气时间相对较短，干燥气体输送过程中，总压力p＝∑pi>∑pmin。
4、除湿时间：干燥空气除湿首先要了解套筒21初始状态下的湿度H0i，以及除湿后套筒21内的最终湿度H1i，湿度变化范围为ΔHi＝H0i-H1i；干燥空气在套筒21的泄漏量为ΔXi，因此通过每个套筒21的空气的流量不同，假定某个套筒的空气流量为W，则除湿时间
一种斜拉索索梁锚固区除湿方法，包括以下过程：每个套筒21内的温湿度传感器8实时采集套筒21内的湿度数据，并把湿度监测值传输至电气化总控制器7，电气化总控制器7对湿度监测值进行分析及评估，当某一个套筒21内的湿度监测值等于或大于湿度阀值，即H≥H0(H为湿度监测值，H0为湿度阀值)时，除湿机控制模块71控制除湿机3启动，阀门控制模块72控制套筒21对应的分支进气管道42上的自动阀门5开启，开始除湿，除湿机3通过进风管道32由混凝土箱梁1外吸进空气，进行除湿处理后，得到干燥空气；干燥空气经总进气管道41、分支进气管道42、进气管道43进入套筒21内底部，使套筒21内保持一定正压，气压传感器9监测所述自动阀门5所在的分支进气管道42的压力Pi的变化，并传输至电气化总控制器7，电气化总控制器7根据Pi控制除湿机3的增压减压功能，使得到的干燥空气满足除湿系统的除湿要求，其中，除湿机3增压减压采用的是调整单位时间T内的空气量Q的方法，增压后，使pi＞p0(pi为压力监测值，p0为压力阀值)，以达到除湿要求；干燥空气吸收水汽后成为湿气，由套筒21顶端的出气管道6排出混凝土箱梁1外；当所述套筒21内的湿度监测值小于湿度阀值，即H＜H0时，电气化总控制器7控制除湿机3停止工作，自动阀门5关闭，保证套筒21的封闭环境，多余的空气由排气装置排放，停止除湿，完成斜拉索索梁锚固区的除湿工作。
本发明不局限于上述实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (9)
1.一种斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：包括一台除湿机(3)和若干根出气管道(6)，除湿机(3)连接一根总进气管道(41)，总进气管道(41)分支为若干根分支进气管道(42)，每根分支进气管道(42)分支为若干根进气管道(43)，每根进气管道(43)插入一个套筒(21)的顶端，并沿套筒(21)内壁插入底部，每根出气管道(6)的一端插入套筒(21)顶端，另一端位于混凝土箱梁(1)外。
2.如权利要求1所述的斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：所述除湿机(3)设置于混凝土箱梁(1)内。
3.如权利要求1所述的斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：所述除湿机(3)分别连接一根排风管道(31)和一根进风管道(32)，所述排风管道(31)和进风管道(32)未连接除湿机(3)的一端均位于混凝土箱梁(1)外。
4.如权利要求3所述的斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：所述排风管道(31)和进风管道(32)未连接除湿机(3)的一端端口均设有过滤网。
5.如权利要求1所述的斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：还包括设置于保护罩(24)的排气装置和观察口。
6.如权利要求1所述的斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：还包括一个设置于混凝土箱梁(1)外的电气化总控制器(7)，所述每个套筒(21)顶端内部设有一个温湿度传感器(8)，每根分支进气管道(42)设有一个自动阀门(5)，每根分支进气管道(42)内设有一个气压传感器(9)，所述除湿机(3)和所有自动阀门(5)、气压传感器(9)、温湿度传感器(8)分别与电气化总控制器(7)连接。
7.如权利要求6所述的斜拉索索梁锚固区除湿系统，其特征在于：所述电气化总控制器(7)包括除湿机控制模块(71)和阀门控制模块(72)，所述除湿机控制模块(71)连接并控制除湿机(3)，阀门控制模块(72)连接并控制所有自动阀门(5)。
8.一种基于权利要求1所述系统的斜拉索索梁锚固区除湿方法，其特征在于，包括以下过程：除湿机(3)启动，由混凝土箱梁(1)外吸进空气，经过除湿处理后，得到干燥空气；干燥空气依次通过总进气管道(41)、分支进气管道(42)、进气管道(43)进入套筒(21)内底部；干燥空气吸收水汽后成为湿气，由套筒(21)顶端的出气管道(6)排出混凝土箱梁(1)外。
9.如权利要求8所述的斜拉索索梁锚固区除湿方法，其特征在于：在混凝土箱梁(1)外设置一个电气化总控制器(7)，在每个套筒(21)内设置一个温湿度传感器(8)，在每根分支进气管道(42)设有一个自动阀门(5)，所有的自动阀门(5)、温湿度传感器(8)和除湿机(3)分别与电气化总控制器(7)连接，每个温湿度传感器(8)监测套筒(21)内的湿度，并传输至电气化总控制器(7)，除湿过程中，当某一个套筒(21)内的湿度监测值等于或大于湿度阀值，电气化总控制器(7)控制除湿机(3)启动，并控制套筒(21)对应的分支进气管道(42)上的自动阀门(5)开启，开始除湿；当所述套筒(21)内的湿度监测值小于湿度阀值，电气化总控制器(7)控制除湿机(3)停止工作，自动阀门(5)关闭，停止除湿。
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