CN108824231A - 一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系及其养护防腐方式实施方法 - Google Patents

Abstract

一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，包括主缆封闭密封系统，惰性气体输送养护系统、排湿系统及监测系统；本发明在悬索桥主缆封闭式结构基础上设置排湿系统负责负压抽湿和设置惰性气体输送养护系统负责正压输送高纯度惰性气体同时进行，使得主缆内获得长距离排湿除氧；高纯度的惰性反应气体可有效排除主缆内部的湿气，并将主缆内部的水膜干燥，配合抽湿可实现长距离除湿，且除湿速度快效率高能耗低。

Description

一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系及其养护防腐方 式实施方法

技术领域

本发明涉及一种悬索桥主缆防腐体系及其防腐方法，具体涉及一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系及其养护防腐方式实施方法。

背景技术

悬索桥主缆的防腐蚀养护材料及养护方法的优劣直接影响悬索桥使用寿命长短。现有的悬索桥主缆防护主要为：主缆外表面进行防腐加主缆内部送热干风进行除湿或向主缆内进行抽湿。热干风除湿的不足为：热干风输送有效距离短，需要大功率及多台风机及辅助设备衔接循环输送，成本高能耗高见效慢，通常需要一年才能降低主缆内部湿度达60%以下。主缆抽湿不足为：抽湿距离短，附着在主缆钢丝的水膜除湿不彻底。

发明内容

本发明提供一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，通过在悬索桥主缆封闭式结构基础上同时设置负压抽湿和正压输送高纯度惰性气体进行排湿除氧，使得主缆内部干燥无氧，从而实现悬索桥主缆长效寿命且成本低见效快。本发明并同时提供该带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系的养护防腐方式实施方法。

本发明采取的技术方案是：一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，包括主缆封闭密封系统，该主缆封闭密封系统是从主缆锚定散索段、散索鞍、主缆非缠丝段、主索鞍、主缆缠丝索段及全主缆索夹进行全封闭密封，构成所述的主缆封闭密封系统；其特征在于：所述带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系还包括有惰性气体输送养护系统、排湿系统及监测系统；

所述惰性气体输送养护系统主要由正压惰性气体气源、输送管路、安装在输送管路上的输送管路组件和养护索夹构成；所述养护索夹套装在密封的主缆上，位于索塔主索鞍的两侧；所述养护索夹通过输送管路与正压惰性气体气源连接；

所述排湿系统主要由排湿设备机组、排湿管路、安装在排湿管路上的排湿管路组件和排湿索夹构成；所述排湿索夹套装在密封的主缆上，位于主缆跨中的最低处和主缆两边跨的最低处；所述排湿索夹通过排湿管路与排湿设备机组连接；

所述监测系统主要由温湿度检测装置、压力检测装置、氧气浓度检测装置、监测索夹和PLC控制系统构成；所述监测索夹套装在密封的主缆上，位于养护索夹与排湿索夹之间；所述养护索夹、排湿索夹和监测索夹内均设置有温湿度检测装置和氧气浓度检测装置；所述压力检测装置设置在监测索夹上；各个所述温湿度检测装置、压力检测装置和氧气浓度检测装置均通过无线传输设备与PLC控制系统进行无线通信连接，所述PLC控制系统的控制端与排湿设备机组电路连接。

其进一步技术方案是：所述输送管路组件主要由依次设置在输送管路上的球阀Ⅰ、法兰Ⅰ、流量计Ⅰ、球阀Ⅱ、快速接头Ⅰ和减压阀构成；所述减压阀的一端通过软管与快速接头Ⅰ连接，其另一端通过输送管路与正压惰性气体气源连接。

其进一步技术方案是：所述排湿管路组件主要由依次设置在排湿管路上的球阀Ⅲ、法兰Ⅱ、流量计Ⅱ、球阀Ⅳ和快速接头Ⅱ构成；所述快速接头Ⅱ的一端通过排湿管路与球阀Ⅳ连接，其另一端通过软管与排湿设备机组连接。

其更进一步技术方案是：所述排湿设备机组采用真空泵。

其进一步技术方案是：所述正压惰性气体气源或采用气罐或是采用可提供正压力的装置或采用可提供正压力的设备；所述惰性气体采用纯度99.9%以上氮气。

其相关的另一技术方案是：一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系的养护防腐方式实施方法，它是上述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系实现悬索桥主缆的养护防腐的施工方法，它包括以下步骤：

A、安装排湿系统：在两个锚室及主缆跨中最低处分别设置一套排湿系统，所述主缆跨中的最低处和主缆两边跨的最低处都套装有排湿索夹；所述锚室端排湿设备机组放置在锚室内，排湿管路及排湿管路组件从锚室内引出并沿着主缆进入排湿索夹；主缆跨中排湿设备机组放置在主梁内，排湿管路及排湿管路组件沿着梁壁延伸至跨中的排湿索夹；

B、安装惰性气体输送养护系统：在两个索塔主索鞍两侧各安装一套惰性气体输送养护系统，所述养护索夹套装在索塔主索鞍两侧，各个所述养护索夹作为充惰性气体入口，与排湿系统形成高输送惰性气体低抽湿；正压惰性气体气源设置在主梁内，输送管路及输送管路组件沿着梁壁延伸至索塔壁并从索塔壁走线至养护索夹；

C、安装监测系统：在位于养护索夹与排湿索夹之间的中间位置处套装监测索夹在密封的主缆上；在各个排湿索夹和各个养护索夹及各个监测索夹内均安装上温湿度检测装置和氧气浓度检测装置，在每个监测索夹上还安装有压力检测装置；调试各检测装置通过无线传输设备与PLC控制系统进行无线通信连接，所述PLC控制系统的控制端与各排湿设备机组电路连接；当监测系统监测到主缆内部的氧气浓度及内部湿度上升则自动报警并补充惰性反应气体及启动排湿系统。

由于采取上述技术方案，本发明之一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系及其养护防腐方式实施方法具有如下有益效果：

1、本发明在悬索桥主缆封闭式结构基础上设置负压抽湿（即排湿系统）和正压输送高纯度惰性气体（即惰性气体输送养护系统）同时进行，使得主缆内获得长距离排湿除氧；高纯度的惰性反应气体可有效排除主缆内部的湿气，并将主缆内部的水膜干燥，配合抽湿可实现长距离除湿，且除湿速度快效率高能耗低；从而也降低了养护索夹、排湿索夹的安装密度，提高了布置效率。

2、主缆内部的湿度及氧气浓度可监测，除湿效果可监控，可靠性高。并且检测到的主缆内部的湿度及氧气浓度等数据通过无线传输设备进行传送，使电路布线更加简单，更趋于智能化并且能进行远程控制。

3、排湿设备少投入成本低。

4、高纯度的惰性气体氮气制造成本低，用量少。

下面结合附图和实施例对本发明之一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系及其养护防腐方式实施方法的技术特征作进一步说明。

附图说明

图1是本发明之一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系总体布置图；

图2是图1中A的放大图；

图3是图1中B的放大图；

图4是本发明之一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系养护方式原理图。

图中：

1-养护索夹，2-排湿索夹， 3-监测索夹，4-主缆，5-锚室，6-主梁，71-第一索塔，72-第二索塔；

a表示主缆跨中，b表示主缆第一边跨，c表示主缆第二边跨；

1a-1#惰性气体输送养护系统，1b-2#惰性气体输送养护系统；2a-1#排湿系统，2b-2#排湿系统，2c-3#排湿系统；3a-1#监测系统，3b-2#监测系统，3c-3#监测系统，3d-4#监测系统。

图1中的空心箭头方向表示为抽气送气流向；

图4中的实心箭头方向表示惰性气体流向。

具体实施方式

实施例1：

一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，包括主缆封闭密封系统，惰性气体输送养护系统、排湿系统及监测系统。

所述主缆封闭密封系统是现有的主缆封闭密封系统，是从主缆锚定散索段、散索鞍、主缆非缠丝段、主索鞍、主缆缠丝索段及全主缆索夹进行全封闭密封，构成所述的主缆封闭密封系统。该主缆封闭密封系统所采用的密封材料及方式不限，例如主缆可以采用缠包带或是密封胶的方式密封。

所述惰性气体输送养护系统用于正压输送高纯度惰性气体对主缆内部进行排湿除氧，主要由正压惰性气体气源、输送管路、安装在输送管路上的输送管路组件和养护索夹1构成；所述养护索夹1套装在密封的主缆4上，位于索塔主索鞍的两侧最近的索夹位置；所述养护索夹1通过输送管路与正压惰性气体气源连接；所述输送管路组件主要由依次设置在输送管路上的球阀Ⅰ、法兰Ⅰ、流量计Ⅰ、球阀Ⅱ、快速接头Ⅰ和减压阀构成；所述减压阀的一端通过软管与快速接头Ⅰ连接，其另一端通过输送管路与正压惰性气体气源连接。

所述排湿系统用于对主缆内部进行负压抽湿，主要由排湿设备机组、排湿管路、安装在排湿管路上的排湿管路组件和排湿索夹2构成；所述排湿索夹2套装在密封的主缆4上，位于主缆跨中a的最低处和主缆两边跨的最低处；所述排湿索夹2通过排湿管路与排湿设备机组连接；

所述排湿管路组件主要由依次设置在排湿管路上的球阀Ⅲ、法兰Ⅱ、流量计Ⅱ、球阀Ⅳ和快速接头Ⅱ构成；所述快速接头Ⅱ的一端通过排湿管路与球阀Ⅳ连接，其另一端通过软管与排湿设备机组连接。

所述排湿设备机组可采用真空泵。

所述监测系统用于监测主缆内部的温湿度、氧气浓度、气体压力、流量等，氧气浓度及内部湿度上升则自动报警并补充惰性反应气体及启动排湿系统；补充惰性反应气体可为自动补充（当监测系统检测到主缆内部的湿度、氧气浓度超标时，通过PLC自动控制打开惰性气体气源阀门自动补充，待主缆内部湿度、氧气浓度达标后通过PLC自动控制关闭阀门）或为人工补充（当监测系统检测到主缆内部的湿度、氧气浓度超标时，通过人工打开惰性气体气源阀门进行补充）。本发明的监测系统主要由温湿度检测装置、压力检测装置、氧气浓度检测装置、监测索夹3和PLC控制系统构成；所述监测索夹3套装在密封的主缆4上，位于养护索夹1与排湿索夹2之间；所述养护索夹、排湿索夹和监测索夹内均设置有温湿度检测装置和氧气浓度检测装置；所述压力检测装置设置在监测索夹上；各个所述温湿度检测装置、压力检测装置和氧气浓度检测装置均通过无线传输设备与PLC控制系统进行无线通信连接，所述PLC控制系统的控制端与排湿设备机组电路连接。

本实施例中的所述温湿度检测装置用于检测主缆4内部的温湿度，该温湿度检测装置可采用无线传输的温湿度传感器；所述氧气浓度检测装置用于检测主缆4内部的氧气浓度，该氧气浓度检测装置可采用具有无线传输功能的氧气浓度传感器；所述压力检测装置用于检测主缆4内部的气体压力，该压力检测装置可采用具有无线传输功能的压力传感器。所述流量计Ⅰ、流量计Ⅱ用于检测主缆4内部气体的流量，该所述流量计Ⅰ、流量计Ⅱ均可采用具有无线传输功能的流量计。所述PLC控制系统的数据采集带面板显示。无线传输设备与PLC控制系统电路连接。各传感器采集到的主缆4内部空间的温湿度、氧气浓度、气体压力、流量等的信号通过无线传输设备送至PLC控制系统，PLC控制系统通过数据处理，发出控制信号，控制排湿系统和惰性气体输送养护系统的运行状态。所述正压惰性气体气源或采用气罐或是采用可提供正压力的装置或采用可提供正压力的设备，正压力通过减压阀进行压力调节；所述惰性气体采用纯度99.9%以上氮气但不限于氮气。

实施例2：

一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系的养护防腐方式实施方法，它是实施例1所述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系实现悬索桥主缆的养护防腐的施工方法，它包括以下步骤：

A、安装排湿系统：在两个锚室5及主缆跨中最低处分别设置一套排湿系统，所述主缆跨中a的最低处和主缆两边跨的最低处都套装有排湿索夹；结合图1来说明，即在主缆第一边跨b的最低处套装排湿索夹在主缆上，并安装1#排湿系统2a，在主缆跨中a最低处套装排湿索夹在主缆上，并安装2#排湿系统2b，在主缆第二边跨c的最低处套装排湿索夹在主缆上，并安装3#排湿系统2c；所述锚室端的排湿设备机组放置在锚室内，排湿管路及排湿管路组件从锚室内引出并沿着主缆进入排湿索夹；主缆跨中的排湿设备机组放置在主梁6内，排湿管路及排湿管路组件沿着梁壁延伸至跨中的排湿索夹；

B、安装惰性气体输送养护系统：在两个索塔主索鞍两侧各安装一套惰性气体输送养护系统，所述养护索夹套装在索塔主索鞍两侧。结合图1来说明，即在第一索塔71主索鞍两侧最近的索夹位置分别套装一个养护索夹在主缆上，并安装1#惰性气体输送养护系统1a，在第二索塔72主索鞍两侧最近的索夹位置分别套装一个养护索夹在主缆上，并安装2#惰性气体输送养护系统1b；各个所述养护索夹作为充惰性气体入口，与排湿系统形成高处输送惰性气体低处抽湿；正压惰性气体气源设置在主梁6内，输送管路及输送管路组件沿着梁壁延伸至索塔壁并从索塔壁走线至养护索夹；

C、安装监测系统：在位于养护索夹1与排湿索夹2之间的中间位置处套装监测索夹3在密封的主缆4上；结合图1来说明，即在1#、2#、3#排湿系统与1#、2#惰性气体输送养护系统间设置1#、2#、3#、4#监测系统，所述1#、2#、3#、4#监测系统可以共用一套PLC控制系统；在各个排湿索夹和各个养护索夹及各个监测索夹内均安装上温湿度检测装置和氧气浓度检测装置，在每个监测索夹上还安装有压力检测装置；各检测装置用于监测主缆内部的温湿度、氧气浓度、气体压力、流量；调试各检测装置通过无线传输设备与PLC控制系统进行无线通信连接，所述PLC控制系统的控制端与各排湿设备机组电路连接；当监测系统监测到主缆内部的氧气浓度及内部湿度上升（例如：湿度大于50%或是氧气浓度大于1%）则自动报警并补充惰性反应气体及启动排湿系统。

本方法中的所述温湿度、氧气浓度、气体压力、流量等的采集为自动采集，并通过无线传输系统传送数据到PLC控制系统。

本发明的PLC控制系统安装在监控室内。

本发明的工作原理（参见图2）：

在主缆全封闭下，在主缆高端处利用作为充惰性气体入口的养护索夹往主缆内部输送高纯度惰性气体，在主缆低端处利用排湿设备机组从作为气体出口的排湿索夹抽走主缆内部空气，输送高纯度惰性气体为正压力，排湿为负压力，两者形成输送回路，可获得长距离输送惰性气体，使得惰性气体充满整个主缆内部。高纯度惰性气体为无水无氧气的干燥气体，可将主缆内的空气排走，同时可将附着在主缆钢丝表面的水膜干燥，从而实现悬索桥主缆长寿命养护。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于上述各实施例的记载，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (6)

1.一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，包括主缆封闭密封系统，该主缆封闭密封系统是从主缆锚定散索段、散索鞍、主缆非缠丝段、主索鞍、主缆缠丝索段及全主缆索夹进行全封闭密封，构成所述的主缆封闭密封系统；其特征在于：所述带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系还包括有惰性气体输送养护系统、排湿系统及监测系统；

所述惰性气体输送养护系统主要由正压惰性气体气源、输送管路、安装在输送管路上的输送管路组件和养护索夹构成；所述养护索夹套装在密封的主缆上，位于索塔主索鞍的两侧；所述养护索夹通过输送管路与正压惰性气体气源连接；

所述排湿系统主要由排湿设备机组、排湿管路、安装在排湿管路上的排湿管路组件和排湿索夹构成；所述排湿索夹套装在密封的主缆上，位于主缆跨中的最低处和主缆两边跨的最低处；所述排湿索夹通过排湿管路与排湿设备机组连接；

所述监测系统主要由温湿度检测装置、压力检测装置、氧气浓度检测装置、监测索夹和PLC控制系统构成；所述监测索夹套装在密封的主缆上，位于养护索夹与排湿索夹之间；所述养护索夹、排湿索夹和监测索夹内均设置有温湿度检测装置和氧气浓度检测装置；所述压力检测装置设置在监测索夹上；各个所述温湿度检测装置、压力检测装置和氧气浓度检测装置均通过无线传输设备与PLC控制系统进行无线通信连接，所述PLC控制系统的控制端与排湿设备机组电路连接。

2.根据权利要求1所述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，其特征在于：所述输送管路组件主要由依次设置在输送管路上的球阀Ⅰ、法兰Ⅰ、流量计Ⅰ、球阀Ⅱ、快速接头Ⅰ和减压阀构成；所述减压阀的一端通过软管与快速接头Ⅰ连接，其另一端通过输送管路与正压惰性气体气源连接。

3.根据权利要求1所述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，其特征在于：所述排湿管路组件主要由依次设置在排湿管路上的球阀Ⅲ、法兰Ⅱ、流量计Ⅱ、球阀Ⅳ和快速接头Ⅱ构成；所述快速接头Ⅱ的一端通过排湿管路与球阀Ⅳ连接，其另一端通过软管与排湿设备机组连接。

4.根据权利要求3所述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，其特征在于：所述排湿设备机组采用真空泵。

5.根据权利要求1所述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系，其特征在于：所述正压惰性气体气源或采用气罐或是采用可提供正压力的装置或采用可提供正压力的设备；所述惰性气体采用纯度99.9%以上氮气。

6.一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系的养护防腐方式实施方法，其特征在于：它是权利要求1所述的一种带惰性气体养护的悬索桥主缆防腐体系实现悬索桥主缆的养护防腐的施工方法，它包括以下步骤：

A、安装排湿系统：在两个锚室及主缆跨中最低处分别设置一套排湿系统，所述主缆跨中的最低处和主缆两边跨的最低处都套装有排湿索夹；所述锚室端排湿设备机组放置在锚室内，排湿管路及排湿管路组件从锚室内引出并沿着主缆进入排湿索夹；主缆跨中排湿设备机组放置在主梁内，排湿管路及排湿管路组件沿着梁壁延伸至跨中的排湿索夹；

B、安装惰性气体输送养护系统：在两个索塔主索鞍两侧各安装一套惰性气体输送养护系统，所述养护索夹套装在索塔主索鞍两侧，各个所述养护索夹作为充惰性气体入口，与排湿系统形成高输送惰性气体低抽湿；正压惰性气体气源设置在主梁内，输送管路及输送管路组件沿着梁壁延伸至索塔壁并从索塔壁走线至养护索夹；

C、安装监测系统：在位于养护索夹与排湿索夹之间的中间位置处套装监测索夹在密封的主缆上；在各个排湿索夹和各个养护索夹及各个监测索夹内均安装上温湿度检测装置和氧气浓度检测装置，在每个监测索夹上还安装有压力检测装置；调试各检测装置通过无线传输设备与PLC控制系统进行无线通信连接，所述PLC控制系统的控制端与各排湿设备机组电路连接；当监测系统监测到主缆内部的氧气浓度及内部湿度上升则自动报警并补充惰性反应气体及启动排湿系统。