CN206438403U - 一种悬索桥主缆密封防护复合结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种悬索桥主缆密封防护复合结构，在主缆钢丝外包裹有非硫化硅烷改性聚合物密封膏形成的内密封防护层，其上附有的钢丝缠绕层，钢丝缠绕层表面是硫化型硅烷改性聚合物密封剂形成的外密封防护层，最外层为硅烷改性聚合物涂料涂层，硅烷改性聚合物涂料涂层上还可以涂装水性耐候面漆涂层。本复合结构的防水、防腐等密封防护效果优异、耐化学溶剂，施工方便，可实现主缆的长期密封防护，同时本密封防护复合结构省去了多道油漆涂层，解决了施工现场油漆涂装造成的严重环境污染问题。

Description

一种悬索桥主缆密封防护复合结构

技术领域

本发明涉及一种密封防护技术，具体涉及一种悬索桥主缆密封防护复合结构，适用于桥梁腐蚀防护技术领域。

背景技术

主缆是悬索桥主要的承重结构，是工程的不可更换部分，是悬索桥的“生命线”，一旦主缆发生腐蚀破坏，将导致严重后果，造成的经济社会损失极大。因此，悬索桥主缆的密封防护，已越来越引起人们的重视。

中国专利ZL99119397.0公开了一种悬索桥主缆缠丝段的防腐方法，由里及外的结构为：磷化底漆、非硫化型橡胶不干性密封膏层、缠绕钢丝或带材缠绕层、磷化底漆层、环氧云铁底漆层、聚硫型防水密封剂层、非黄变型聚氨酯面漆层，该技术在工程应用十余年来取得了积极效果，但是由于非硫化型橡胶不干性密封膏的主体材料为聚异丁烯橡胶，不仅与钢丝基体附着力差，自身无法消化渗进的水气，加上长期高温度变化和交变载荷影响，最终引起密封失效，水分侵蚀主缆钢丝，给桥梁安全造成危害。

中国专利ZL200820050655.X公开了一种主缆缠丝段外表面防护结构(由里及外)：锌加涂层；以硫化型高性能密封弹性体涂覆形成的内防腐层；钢丝或带材缠绕层；锌加涂层；聚氨酯-聚脲密封剂层；及弹性聚氨酯面漆或弹性聚硅氧烷面漆或弹性氟碳面漆形成的保护层。中国专利ZL200810190126.4公开了一种悬索桥缆索缠丝段密封防护处理的方法：清除主缆镀锌钢丝表面的污物并进行干燥处理；在主缆钢丝外表面涂覆纳米改性环氧封闭漆；涂覆硫化型硅烷改性聚醚密封剂；缠绕一层钢丝或带材缠绕层；清除钢丝或带材缠绕表面的污物及所挤出来的多余的密封剂；在主缆缠绕钢丝或带材表面涂覆纳米改性环氧封闭漆；涂覆硫化型硅烷改性聚醚密封剂，并整形至均匀圆滑的曲面；涂覆高耐候且具有适当弹性的聚脲涂料或者硅丙涂料。以上两项专利中提及的主缆缠丝段密封防护方式中，在缠丝前均使用硫化型密封剂，而硫化型密封剂在缠丝前已硫化成弹性体(或部分硫化成弹性体)，不具有流动性，在缠丝施工时容易被缠丝机撕坏，引起缠丝前防护涂层的破坏，影响整个涂层的密封防护效果。

中国专利ZL201120487376.1发明了一种复合式防腐桥梁缆索，钢丝表面有2-5mm厚度的热镀锌层，钢丝束间隙间浇注凝固有低密度聚乙烯高分子填充材料，高分子填充材料外围设有1-3cm环氧树脂涂层。该体系采用镀锌层、低密度聚乙烯填充及环氧涂层保护具有一定的防护效果，但浇注凝固的低密度聚乙烯高分子填充材料缺乏必要的流动性，易出现裂纹、空隙，而环氧涂层耐候性极差，整个体系无法满足不了户外缆索长期防护要求。

中国专利ZL201020562433.3公开了一种桥梁防护技术领域使用的悬索桥主缆缠丝段密封防护涂层结构，包括主缆钢丝外包裹有硅烷改性聚醚密封膏的内密封防护层，内密封防护层上附有柔性带缠绕层，柔性带缠绕层上附有硅烷改性聚醚密封剂的外密封防护层，外密封防护层上附有柔韧型聚氨酯面漆或柔韧型氟碳面漆的面漆涂层。内密封防护层采用的硅烷改性密封膏是一种以硅烷改性聚醚树脂为原料的密封膏，属于缓硫化型密封膏，使密封膏涂抹时能充满缆索钢丝缝隙，缠丝后密封膏能与缆索及缠绕钢丝形成一个整体，密封剂缓慢硫化后形成弹性密封体，借以实现对主缆的长期密封防护。该技术在应用中也取得一定的积极作用，但形成内密封防护层的硅烷改性聚醚密封膏硫化形成一个整体后，虽然硫化后具有较好的附着力和弹性，初期能够适应桥梁缆索由于振动及热胀冷缩引起的形变。但随着时间的延长，硫化后密封膏涂层受缆索震动及形变的影响，一是逐渐与底材(主缆、缠丝)脱离附着，二是其内易出现开裂问题，最终导致密封膏的密封防护能力快速失去。

现有主缆涂装防护技术基本采用了多道油漆涂装设计，如主缆钢丝表面一道防护底漆(如环氧富锌涂层)、缠丝后缠丝表面涂装一层防护底漆(如环氧底漆、环氧富锌漆或纳米环氧封闭漆等)等，多道油漆涂层设计不仅将整个防护涂层分割成底、中、面多道单一防护结构，由于环氧富锌、环氧底漆、纳米封闭漆等涂层缺乏必要的拉伸性能，随着主缆长期运行引起层间结合失效及阻水屏蔽性能丧失等问题，更为严重的是，现场大量油漆的开放涂装使用，给工程环境尤其是桥梁所跨越的河流、海洋等水体造成了严重的污染危害问题。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种悬索桥主缆密封防护复合结构，该密封防护复合结构了采用的非硫化硅烷改性聚合物密封膏作为内密封防护层，能始终保持一定的流动性、整体性等，本复合体层结构的防水、防腐等密封防护效果优异、耐化学溶剂，施工方便，可提高主缆的长期密封防护能力。本复合结构减区油漆涂层设计，有力与发挥非硫化硅烷改性聚合物密封膏的流变密封性能，提高防护效果，还避免现场油漆的开放性使用，排除了主缆防护施工对工程现场、河流水体的环境污染问题。

本悬索桥主缆密封防护复合结构如下：一种悬索桥主缆密封防护复合结构，该密封防护复合结构包括：自内向外依次为：在主缆钢丝外包裹有非硫化硅烷改性聚合物密封膏形成的内密封防护层、内密封防护层上缠绕有钢丝缠绕层、钢丝缠绕层上有硫化型硅烷改性聚合物密封剂形成的外密封防护层、和外密封防护层上的硅烷改性聚合物涂料涂层。所述的内密封防护层厚度为0.5-2.5mm。

所述的外密封防护层厚度为2-3mm。

所述的硅烷改性聚合物涂料涂层0.2-2mm。

另外，为进一步提高主缆防护的效果，保证其长寿命使用，外层硅烷改性聚合物涂料涂层之上还可以涂一层水性耐候面漆涂层，水性耐候面漆涂层厚度为60-100μm。

根据桥梁工程及其使用设计寿命要求不同，同时为了进一步降低工程施工成本，满足中小型悬索桥工程实际需要，中小型悬索桥或腐蚀环境不太苛刻的悬索桥工程，其主缆密封防护复合结构可以进一步简化、优化，即在外密封防护层上直接使用水性耐候面漆涂层，水性耐候面漆涂层厚度为70-120μm，从而省去硅烷改性聚合物涂料涂层，也能满足上述桥梁主缆防护需求。

上述非硫化硅烷改性聚合物密封膏、硫化型硅烷改性聚合物密封剂、硅烷改性聚合物涂料等均为现有市售产品，如MS、SPUR、STP类非硫化密封膏、改性密封剂、防水涂料、外墙涂料、面漆等，相关商家有美国迈图、日本钟化、德国汉高、中矿安丰、青岛宇田、中远关西、中涂等。各类硅烷改性聚合物材料所用主要树脂包括硅烷改性聚醚树脂MS、硅烷改性聚氨酯树脂SPUR、或硅烷改性树脂STP，硅烷改性聚醚树脂MS类树脂如市售的日本钟化的S303H、S203H；硅烷改性聚氨酯树脂SPUR如美国迈图公司生产销售的SPUR产品；硅烷改性树脂STP如泰州瑞洋立泰生产的STP树脂产品。上述树脂及其制备的硅烷改性聚合物材料是国内外测试和公认的环保清洁型产品，且性能优异、持久、高效。

上述水性耐候面漆包括聚氨酯、丙烯酸、氟碳等现有水性耐候面漆，可保证现场清洁施工，杜绝环境污染问题发生。

主缆钢丝缠绕层，目前采用的是现有镀锌圆钢丝或“S”型钢丝通过缠丝而成。

本发明的有益效果是：

本复合防护结构利用内层的非硫化硅烷改性聚合物密封膏，在长期服役过程中一直保持的非硫化状态，始终与主缆钢丝基体保持密切粘结，具有良好的密封、阻隔、防腐性能，利用其保持的流变性有效阻止局部出现破损、微裂缝时腐蚀介质的侵渗，即随着运行中缆索的振动、热胀冷缩等密封膏膏体可及时利用流变性能实现裂缝弥合、空隙封堵效果。

本复合防护结构减去了现有常用防护体系中主缆钢丝表面油漆层及缠绕后缠绕钢丝表面油漆层的设计与施工，三道体系全部采用环境友好型硅烷改性聚合物材料设计完成，面层则使用水性涂料，整个施工及材料对环境造成的VOC影响极低，也从根本解决了现有主缆防护体系现场油漆涂装开发施工所造成的环境污染、工程涉及的河流或海洋的水体污染等严重环境危害问题。

本复合防护结构中内层的非硫化硅烷改性聚合物锌粉膏密封防护层采用的非硫化硅烷改性聚合物锌粉膏，选用了防水性能优异的硅烷改性聚合物树脂，辅以鳞片锌粉、优质触变剂聚酰胺蜡SL，添加乙烯基三甲氧基硅烷、对苯二酚、叔丁基邻苯二酚、环烷酸铜，实现硅烷改性聚合物锌粉膏优异的流变性及其涂层的非硫化，产品具有良好的复合除水、阻水、阻聚作用，而以非硫化硅烷改性聚合物锌粉膏形成的内层密封防护涂层的悬索桥主缆密封防护复合结构，则被赋予了防水、阻水、除水及对水气的拒阻与消除能力，显著提高了内部密封层以及整个主缆密封防护复合结构的防水防腐密封的耐久性和可靠性。

附图说明

图1是本实用新型悬索桥主缆缠丝段密封防护涂层结构示意图；

图2本实用新型一个实施例的结构示意图；

图3是本实用新型又一实施例的结构示意图。

图中：1-主缆钢丝，2-内密封防护层，3-钢丝缠绕层，4-外密封防护层，5-硅烷改性聚合物涂料涂层，6-水性耐候面漆涂层。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1：

如附图1所示，本发明包括主缆钢丝1、内密封防护层2、钢丝缠绕层3、外密封防护层4和硅烷改性聚合物涂料涂层5。主缆钢丝1外包裹有采用非硫化硅烷改性聚合物密封膏的内密封防护层2，内密封防护层2厚度为0.5-2.5mm；内密封防护层2上附有钢丝缠绕层3，钢丝缠绕层3上附有采用硅烷改性聚醚密封剂的外密封防护层4，外密封防护层4厚度为2-3mm；外密封防护层4上附有采用硅烷改性聚合物涂料涂层5，涂层5厚度为0.2-2mm。

具体操作流程：清除主缆钢丝1表面的污物并进行干燥处理，然后在主缆钢丝外表面涂覆非硫化硅烷改性聚合物密封膏，填平主缆钢丝间缝隙，并整形为基本圆滑曲面，形成内密封防护层2，厚度为0.5-2.5mm；再用缠丝机密排缠绕一层直径4.0mm的镀锌钢丝，形成钢丝缠绕层3；清除缠绕钢丝表面挤出来的多余密封膏；再在主缆缠绕钢丝表面涂覆硅烷改性聚合物密封剂，填平缠绕钢丝间缝隙并整形至均匀圆滑的曲面，形成外密封防护层4，厚度为2-3mm，最后辊涂硅烷改性聚合物防水涂料2道，形成硅烷改性聚合物涂料涂层5，涂层5总厚度为0.2-2mm。

实施例2：

如附图2所示，为进一步提高主缆防护的效果，保证其长寿命使用，外层硅烷改性聚合物涂料涂层之上还可以涂一层水性耐候面漆涂层，水性耐候面漆涂层厚度为60-100μm。具体包括主缆钢丝1、内密封防护层2、钢丝缠绕层3、外密封防护层4、硅烷改性聚合物涂料涂层5及耐候面漆涂层6。内密封防护层2厚度为0.5-2.5mm；外密封防护层4厚度为2-3mm；硅烷改性聚合物涂料涂层5厚度为0.2-2mm，在硅烷改性聚合物涂料涂层表面辊涂水性氟碳面漆2道，形成水性耐候面漆涂层6，其厚度为60-100μm。

实施例3：

如附图3所示，根据桥梁工程及其使用设计寿命要求不同，同时为了进一步降低工程施工成本，满足中小型悬索桥工程实际需要，中小型悬索桥或腐蚀环境不太苛刻的悬索桥工程，其主缆密封防护复合结构可以进一步简化、优化，即在外密封防护层4上直接使用水性耐候面漆涂层6，从而省去硅烷改性聚合物涂料涂层，也能满足上述桥梁主缆防护需求。本实施例3包括主缆钢丝1、内密封防护层2、钢丝缠绕层3、外密封防护层4及耐候面漆涂层6。内密封防护层2厚度为0.5-2.5mm；外密封防护层4厚度为2-3mm；在外密封防护层4上喷涂水性氟碳面漆2道，形成水性耐候面漆涂层6，水性耐候面漆涂层6厚度为70-120μm。

Claims (6)

1.一种悬索桥主缆密封防护复合结构，其特征在于：该密封防护复合结构包括：自内向外依次为：在主缆钢丝(1)外包裹有非硫化硅烷改性聚合物密封膏形成的内密封防护层(2)、内密封防护层上缠绕有钢丝缠绕层(3)、钢丝缠绕层上有硫化型硅烷改性聚合物密封剂形成的外密封防护层(4)和外密封防护层上的硅烷改性聚合物涂料涂层(5)。

2.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆密封防护复合结构，其特征是所述的内密封防护层厚度为0.5-2.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆密封防护复合结构，其特征是所述的外密封防护层厚度为2-3mm。

4.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆密封防护复合结构，其特征是所述的硅烷改性聚合物外涂层厚度为0.2-2mm。

5.根据权利要求1所述的一种悬索桥主缆密封防护复合结构，其特征是在所述的硅烷改性聚合物涂料涂层(5)上还有水性耐候面漆涂层(6)，水性耐候面漆涂层厚度为60-100μm。

6.一种悬索桥主缆密封防护复合结构，其特征是该密封防护复合结构包括：自内向外依次为：在主缆钢丝外(1)包裹有非硫化硅烷改性聚合物密封膏形成的内密封防护层(2)、内密封防护层上缠绕有钢丝缠绕层(3)、钢丝缠绕层上有硫化型硅烷改性聚合物密封剂形成的外密封防护层(4)，在外密封防护层上喷涂有水性耐候面漆涂层(6)，所述的水性耐候面漆涂层厚度为70-120μm。