CN217536672U - 一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，属于桥梁缆索的防火防护技术领域，本实用新型以气凝胶毡作为主要防火层，从缆索钢丝表面由内到外依次包括缆索钢丝束、缠丝层、密封防护层、气凝胶毡层、缠包层、表面防护层，采用不燃性高强纤维布与阻燃性硅烷改性密封胶采用布+胶叠加在气凝胶毡层表面形成火场情况下保持可靠稳定的缠包层，整个缆索防腐防火结构设计减少甚至避免污染性油漆使用，在保证缆索可靠防腐防火的同时，整个结构设计突出了绿色环保效果。经制样测试，本实用新型结构满足缆索密封防护要求及缆索碳氢火灾场防护要求，缆索内干燥空气压力保持良好，防腐及耐候性良好，完全满足桥梁缆索防腐防火实际要求。
Description
技术领域：
本实用新型涉及桥梁缆索表面防腐防火技术，具体涉及一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，属于桥梁缆索工程防腐防火技术领域。
技术背景
主缆作为悬索桥最重要的受力构件之一，且不可更换，其腐蚀防护技术一种受到工程技术人员的高度重视，目前主缆防腐体系主要有两大类：一是硫化型密封胶涂层防护体系；二是缠包带密封防护体系，均取得了较好的防腐保护效果。近年来随着桥梁设计寿命的不断提高，以及现有主缆防腐潜在问题或隐患的发生发现，为进一步提高缆索防腐效果及可靠性、耐久性，在缆索内部增加干燥空气通风防腐技术得到了广泛应用。
目前国内对桥梁缆索的防火防护没有相关的标准，成熟技术体系很少。但任何防火隔温层方案必须满足如下主要要求:①能够满足碳氢火灾温度场的防火要求，索体表面温度不能超过400℃；②可在长期承受风荷载、振动荷载等作用下具有良好的抗震性和耐久性；③由于缆索属柔性的建筑材料，因此防火体系必须具有一定的柔性， 能长期牢固地附着于缆索表面；④与缆索防腐体系和密封防护体系配套。
现有研究表明，气凝胶是目前行业内最具隔热保温性能的一种新型材料，CN2018210572299提供了一种应用于悬索桥主缆防腐保温中的气凝胶，主缆在任意两个相邻的索夹之间的主缆段外圈向外依次设置有气凝胶层、缠绕钢丝层、底漆层、中间漆层、面漆层，减少温度效应对主缆安全系数的影响，延长了主缆的使用寿命，但是其将气凝胶设计在悬索桥主缆钢丝表面，随后被主缆缠丝包裹，一是导致气凝胶被缠丝挤压变型甚至破损；二是其气凝胶被缠丝缠包在六角型的悬索桥主缆钢丝表面后很难保证形成完整、密实的层状防护结构，其防火甚至防腐性能都无法保证。CN202110492575X公开了一种桥梁主缆防火涂层结构、桥梁主缆和桥梁主缆的制造方法，其桥梁主缆防火涂层结构，应用于缆索表面，由内至外的顺序依次设置了底漆层、密封层、气凝胶防火复合层以及硅制无机材料复合涂层，解决现有技术中缆索防火性能差且不防止结冰的问题，其主要问题是施工过程中其气凝胶防火复合层采用耐高温硅酮密封胶粘接气凝胶毡，外面仅用铝箔胶带缠包，这样一旦遇火，不论其表面丙烯酸聚氨酯涂层和硅制无机材料涂层构成的硅制无机材料复合涂层、还是气凝胶防火复合层中表层的铝箔胶带，都很难抵挡火场上千度的高温，当上述涂层结构被大火燃烧及气流冲击掉后，其气凝胶毡将直接承受火焰冲击或现场高温焰流冲击，极易导致气凝胶毡脱落而导致气凝胶防火复合层失去防火作用。
另外，上述技术设计采用了多道次油漆涂装，不仅工序繁琐，不能增加多少防腐效果，还给施工现场带来严重的环境污染隐患。
发明内容
针对现有技术中气凝胶毡层火场下其防火结构稳定性不足，气凝胶毡直接高温受火裂变甚至具备厚度减薄，整个防腐防火结构存在环保性不足、施工繁琐等问题，本实用新型提供一种新型气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，在解决上述问题的同时，满足桥梁缆索防腐可靠耐久的同时，保证其在碳氢火灾场下的可靠防火要求。
本实用新型所采用的技术方案如下：一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，包括缆索钢丝束，所述缆索钢丝束的表面由内到外依次设有缠丝层、密封防护层、气凝胶毡层、缠包层和表面防护层；
所述密封防护层为硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层；
所述气凝胶毡层厚度为10mm~20mm；
所述缠包层为不燃性高强纤维布和阻燃性硅烷改性密封胶，二者互叠加粘连形成，厚度为0.5mm～5mm；
所述表面防护层为耐候面漆涂层，厚度为60μm~120μm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层，厚度为200μm~3000μm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层，厚度为500μm~1000μm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述气凝胶毡层厚度为10mm~15mm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述不燃性高强纤维布为玄武岩纤维网格布，所述玄武岩纤维网格布的网格为（1mm~5mm）×（1mm~5mm）。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述缠包层中的不燃性高强纤维布为1层，所述阻燃性硅烷改性密封胶为1层，厚度为1mm~3mm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述缠包层中的不燃性高强纤维布为2层，所述阻燃性硅烷改性密封胶为2层，厚度为1.5mm~2mm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述缠包层中的不燃性高强纤维布为3层，所述阻燃性硅烷改性密封胶为3层，厚度为1.5mm~3mm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述耐候面漆涂层为柔性聚氨酯面漆或柔性氟碳面漆，厚度为60μm~80μm。
作为本实用新型所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索的优选方案：所述耐候面漆涂层为复合涂层结构，是由底层的水性耐候面漆涂层与上层的硅树脂涂层组成；
其中，水性耐候面漆涂层厚度为40μm~60μm，硅树脂涂层厚度为20μm~40μm，所述复合涂层结构为60μm~80μm。
上述的缆索钢丝束、缠丝层表面均不含有油漆涂层，一是减少施工现场对环境污染，相应国家双碳政策；二是现有缆索已采用干燥空气通风，不需要增加2道涂装，且这2道涂装也仅是涂装在缆索钢丝束及缠丝的外表面，防腐效果一般；三是减少2道涂装可以进一步降低了缆索防火防腐施工成本。
上述的密封防护层为硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层，厚度为200μm~3000μm。上述的硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层还可以进一步优选其相应的阻燃型产品，即阻燃性硫化型硅烷改性密封胶层与阻燃性耐候型硅酮密封胶形成阻燃性的密封防护层，其厚度可优化为500μm~1000μm。现有硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层均可耐120℃以上的温度，阻燃型密封防护层不仅耐受较高温度，且燃烧性极低，不会燃烧释放大量热量或导致火焰蔓延加剧缆索受火破坏。
上述的气凝胶毡层厚度为10mm~20mm；可根据缆索防火要求进一步优选为10mm~15mm，或者根据缆索防火要求直接选择10mm或15mm或20mm。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，以气凝胶毡作为主要防火层，采用不燃性高强纤维布与阻燃性硅烷改性密封胶采用布+胶叠加形成可靠高效的缠包层，整个缆索防腐防火结构设计可避免油漆涂层，在保证缆索可靠防腐防火的同时，整个结构设计实现绿色环保效果。
经制样测试，本实用新型结构满足缆索密封防护要求及缆索碳氢火灾场防护要求，缆索内干燥空气压力保持良好，模拟碳氢火灾场下、60min内缆索钢丝表面温度未超过300℃，取得了良好的技术效果。
附图说明
图1是是本实用新型结构示意图；
图2是表面防护层结构示意图；
图中：1、缆索钢丝束；2、缠丝层；3、密封防护层；4、气凝胶毡层；5、缠包层；6、表面防护层； 6-1、水性耐候面漆涂层；6-2、硅树脂涂层。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1
见图1、图2所示；一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，包括缆索钢丝束1，所述缆索钢丝束1的表面由内到外依次设有缠丝层2、密封防护层3、气凝胶毡层4、缠包层5和表面防护层6；
密封防护层3为硫化型硅烷改性密封胶层，采用硫化型硅烷改性密封胶刮涂在清洁干净的缠丝层2表面形成，其厚度为1~2mm。
在密封防护层3形成后，且其未完全硫化前，将10mm厚度的气凝胶毡铺贴到密封防护层3表面，铺贴平整、接缝严密后即形成气凝胶毡层4。
采用纤维网格为2mm×2mm的玄武岩纤维布，起首处先叠加1道缠紧，然后单道缠包在气凝胶毡层4上，收尾处也叠加1道缠紧，然后再刮涂阻燃性硅烷改性密封胶，厚度控制在2mm～3mm。
最后在阻燃性硅烷改性密封胶硫化后的缠包层5表面上，刷涂1道耐候型水性聚氨酯面漆，厚度为40μm~50μm，形成水性耐候面漆涂层6-1；然后在水性耐候面漆涂层6-1上涂装一道硅树脂涂料形成硅树脂涂层6-2，总厚度控制为60μm~80μm，即形成表面防护层6。
实施例2
见图1、图2所示；一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，包括缆索钢丝束1，所述缆索钢丝束1的表面由内到外依次设有缠丝层2、密封防护层3、气凝胶毡层4、缠包层5和表面防护层6；
密封防护层3为阻燃性耐候型硅酮密封胶刮涂在清洁干净的缠丝层2表面形成，其厚度为0.8~1.2mm。
在密封防护层3形成后，且其未完全硫化前，将15mm厚度的气凝胶毡铺贴到密封防护层3表面，铺贴平整、接缝严密后即形成气凝胶毡层4。
采用纤维网格为1mm×1mm的玄武岩纤维布，起首处先叠加1道缠紧，然后单道缠包在气凝胶毡层4上，收尾处也叠加1道缠紧，然后刮涂阻燃性硅烷改性密封胶，厚度控制在1.5mm~2mm，即形成一布一胶的缠包层5。
最后在阻燃性硅烷改性密封胶硫化后的缠包层5表面上，刷涂2道柔性聚氨酯面漆，厚度为60μm~80μm，即形成表面防护层6。
实施例3
见图1、图2所示；一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，包括缆索钢丝束1，所述缆索钢丝束1的表面由内到外依次设有缠丝层2、密封防护层3、气凝胶毡层4、缠包层5和表面防护层6；
密封防护层3为阻燃性耐候型硅酮密封胶刮涂在清洁干净的缠丝层2表面形成，其厚度为0.5~1mm。
在密封防护层3形成后，且其未完全硫化前，将20mm厚度的气凝胶毡铺贴到密封防护层3表面，铺贴平整、接缝严密后即形成气凝胶毡层4。
采用纤维网格为2mm×2mm的玄武岩纤维布，起首处先叠加1道缠紧，然后单道缠包在气凝胶毡层4上，收尾处也叠加1道缠紧，然后再刮涂阻燃性硅烷改性密封胶；然后在阻燃性硅烷改性密封胶未完全硫化前，在其表面缠包纤维网格为5mm×5mm的玄武岩纤维布，随后再刮涂阻燃性硅烷改性密封胶；总厚度控制在1.5mm~2mm，即形成二布二胶的缠包层5。
最后在阻燃性硅烷改性密封胶硫化后的缠包层5表面上，刷涂2道柔性氟碳面漆，厚度为60μm~70μm，即形成表面防护层6。
对比例1为现有缆索硫化型密封防腐结构体系样品面漆氟碳；
对比例2为现有缆索氯磺化聚乙烯缠包带密封防腐结构体系样品；
对比例3为现有缆索密封缠包气凝胶毡防火防护结构体系样品气凝胶毡10mm，面漆聚氨酯。
本实用新型防腐防火结构缆索的主要性能测试数据及对比例测试情况见表1。
根据表1测试数据对比，本实施例取得了良好的防火、防腐效果，结构设计及可靠性、耐久性均具有明显优势。
表1实施例及对比例主要防腐防火性能测试数据
Claims (10)
1.一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：包括缆索钢丝束（1），所述缆索钢丝束（1）的表面由内到外依次设有缠丝层（2）、密封防护层（3）、气凝胶毡层（4）、缠包层（5）和表面防护层（6）；
所述密封防护层（3）为硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层；
所述气凝胶毡层（4）厚度为10mm~20mm；
所述缠包层（5）为不燃性高强纤维布和阻燃性硅烷改性密封胶，二者互叠加粘连形成，厚度为0.5mm～5mm；
所述表面防护层（6）为耐候面漆涂层，厚度为60μm~120μm。
2.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层，厚度为200μm~3000μm。
3.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述硫化型硅烷改性密封胶层或耐候型硅酮密封胶层，厚度为500μm~1000μm。
4.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述气凝胶毡层（4）厚度为10mm~15mm。
5.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述不燃性高强纤维布为玄武岩纤维网格布，所述玄武岩纤维网格布的网格为（1mm~5mm）×（1mm~5mm）。
6.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述缠包层（5）中的不燃性高强纤维布为1层，所述阻燃性硅烷改性密封胶为1层，厚度为1mm~3mm。
7.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述缠包层（5）中的不燃性高强纤维布为2层，所述阻燃性硅烷改性密封胶为2层，厚度为1.5mm~2mm。
8.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述缠包层（5）中的不燃性高强纤维布为3层，所述阻燃性硅烷改性密封胶为3层，厚度为1.5mm~3mm。
9.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述耐候面漆涂层为柔性聚氨酯面漆或柔性氟碳面漆，厚度为60μm~80μm。
10.根据权利要求1所述的一种气凝胶毡防腐防火结构的桥梁缆索，其特征在于：所述耐候面漆涂层为复合涂层结构，是由底层的水性耐候面漆涂层（6-1）与上层的硅树脂涂层（6-2）组成；
其中，水性耐候面漆涂层（6-1）厚度为40μm~60μm，硅树脂涂层（6-2）厚度为20μm~40μm，所述复合涂层结构为60μm~80μm。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN117626802A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-03-01 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 一种膨胀型桥梁缆索防火缠包带及制造、安装方法 |
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2022
- 2022-06-21 CN CN202221552120.9U patent/CN217536672U/zh active Active
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| CN117626802A (zh) * | 2023-10-30 | 2024-03-01 | 中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司 | 一种膨胀型桥梁缆索防火缠包带及制造、安装方法 |
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Denomination of utility model: A kind of bridge cable with anti-corrosion and fireproof structure of aerogel felt Granted publication date: 20221004 Pledgee: Industrial Bank Co.,Ltd. Shanghai Hongkou sub branch Pledgor: SHANGHAI QIHAI ANTI-CORROSION ENGINEERING TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2025310000212 |