[发明专利]悬索桥缆索系统的防腐防护方法及缆索系统防腐防护结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种悬索桥缆索系统的防腐防护方法及由该方法获得的缆索系统防护结构。

背景技术

现代悬索桥上的支撑在索塔鞍座和散鞍座上的主缆通过固定在索夹上的吊索与桥面箱梁连接，是全桥的承力结构，也就是说主缆是悬索桥的生命线。主缆通常由数十束乃至百束以上的钢丝束组成，通过索夹挤紧成具有大体为圆形截面的缆股。对主缆系统采取有效的防腐保护是至关重要的。

中国发明专利ZL 99119397.0发明专利公开说明书，公开了一种悬索桥主缆的防腐方法，在具有圆形截面的给定数量的高强度镀锌钢丝构成的圆形截面钢丝束的最外层表面涂覆非硫化型橡胶不干性密封膏之聚异丁烯不干性密封膏的防腐涂层，缠绕截面近似S形、两侧具有楔形啮合部分的带材，然后在其外周涂覆磷化底漆、环氧云铁底漆、聚硫型防水密封剂及非黄变形聚氨酯面漆的涂料。由于非硫化型橡胶不干性密封膏的主体胶料不含或仅含有部分的网状交联结构，因此不但它的内聚强度较低，且较易透过水蒸气。再者非硫化密封剂在缠丝后不能提供一层完整的密封层。受长期高温度变化和交变载荷影响，同时在索股架设期间主缆密封前就已存在并被裹入主缆内的水分在密封后又难以溢出，使其在白天温度高时蒸发，夜晚温度低时冷凝，周而复始的影响，可能出现密封失效，导致防腐性能的降低。

发明内容

本发明的目的旨在克服上述现有技术之不足，提供一种能长期对悬索桥主缆系统实施有效保护的方法和由此形成的改良型悬索主缆系统防护结构体系。特别是在苛刻的海洋腐蚀环境、化学及工业大气污染严重区域，更能显示此悬索桥主缆防护方法及防护结构的优异防腐蚀性能。

上述目的是通过对悬索桥缆索系统进行防腐防护而实现的，具体采用了以下技术方案：一种悬索桥主缆系统的防腐防护方法，该缆索系统包括由多股高强度镀锌钢丝组成的钢丝束构成的主缆、索塔顶部的主鞍座、近锚固端的散索鞍座、固定在主缆上的多个索夹和固定在各索夹上的吊索，其中所述主缆包括其缠丝段和主鞍座与其相邻的第一索夹之间的非缠丝主缆段及散索鞍距其相邻的第一个索夹之间的非缠丝主缆段，其特征在于：对所述缠丝段主缆依次进行以下处理：

(A)对主缆采用预密封除湿处理，即在主缆钢丝束张紧完成后用橡胶防水带将其封闭，并向钢丝束内注入清洁的干燥空气；

(B)在主缆的外周表面进行内层防腐处理，即在所述主缆钢丝束外周表面涂覆硫化型高性能密封弹性体；

(C)缠绕一层钢丝或带材缠绕层；

(D)在缠绕层的外周表面进行外层防护处理。

主缆系统的主缆由多束钢丝束构成，钢丝束由多股钢丝组成，存在18％～20％左右的空隙。事实上，有一部分水分在索股架设期间就已存在并被裹入主缆内，密封后的主缆内部的水分难以溢出，使其在白天温度高时蒸发，夜晚温度低时冷凝，周而复始，使主缆索股的镀锌层表面存在湿气和结露，表面产生白锈。白锈的成份主要是氧化锌和氢氧化锌，其体积非常大，是产生它的锌的500倍。白锈不能很好的附着于镀锌层上，因此当存在潮气时，可提供氧使腐蚀过程继续进行。镀锌层对索股钢丝而言是阳极，在镀锌层的破损区域和镀层中的小孔隙处能起到牺牲阳极保护的作用。当镀锌层浸没于海水中时，镀锌层可提供这种形式的电化学保护，但在高电阻的电解液或许多大气环境中，这种镀锌层则不甚有效。这也是主缆防护失效的重要原因之一。本发明就是在主缆钢丝束涂覆之前对主缆系统进行预密封除湿处理，旨在通过对主缆系统的预密封保护和除湿处理，去除已包裹在主缆内部的水分和潮气，杜绝主缆内部原始存在的水分对主缆钢丝造成的从缆索内部开始的无法避免及不可控制的局部腐蚀现象，确保主缆防护能达到预期效果。

具体地来说，主缆钢丝束密封前预密封除湿处理是在主缆钢丝束张紧完成后用橡胶防水带将其封闭，并向钢丝束内注入清洁的干燥空气。

上述内层防腐处理是在所述主缆钢丝束外周表面涂覆硫化型高性能密封弹性体。优选力学性能优异的高性能脂肪链聚氨酯密封剂作为硫化型高性能密封弹性体。

进一步地，在涂覆高性能脂肪链聚氨酯密封剂的步骤前，在主缆的外周表面预先涂覆一层锌加涂层。

上述外层防护处理依次包括以下具体步骤：

(D1)在缠绕层外周表面涂覆锌加涂层；

(D2)在锌加涂覆层外表面涂覆聚氨酯-脲密封剂；

(D3)在涂覆聚氨酯-脲密封剂的外表面涂覆弹性聚氨酯面漆或弹性聚硅氧烷面漆或弹性氟碳面漆。

具体外层的密封材料和面漆的选择要根据桥梁位置所处的腐蚀环境和业主对桥梁的美化效果要求来选定。