[发明专利]一种用于悬索桥主缆内部送气除湿系统的评估方法

说明书

本发明公开了一种悬索桥主缆内部送气除湿系统的评估方法，所述悬索桥主缆内部送气除湿系统包括用于输送干燥空气的送气设备和开设有多个通气小孔的送气管道，送气管道连接到送气设备并埋置在悬索桥主缆内部，主缆外部还套装了多个索夹，索夹包括普通索夹和排气索夹；根据干燥空气在悬索桥主缆内部流动过程中产生的总阻力损失评估所述悬索桥主缆内部送气除湿系统。本发明的有益效果在于，根据干燥空气在悬索桥主缆内部流动过程中产生的总阻力损失对悬索桥主缆内部送气除湿系统进行评估，以确定主缆内部送气除湿系统的构造合理性及进气参数设定的合理性等，结果较为精确。

技术领域

本发明涉及悬索桥缆索除湿技术领域，特别是一种用于悬索桥主缆内部送气除湿系统的评估方法。

背景技术

悬索桥的主缆和吊索分别是其重要的承重和传力构件，故缆索构件的耐久性直接影响到大跨悬索桥的使用寿命。近年来，对部分大跨悬索桥主缆及吊索的检测发现，悬索桥主缆及吊索内部高强钢丝的腐蚀问题相当严重，部分高强钢丝的镀锌层已锈蚀殆尽，高强钢丝的强度也有不同程度的退化，耐久性问题十分突出，详见《大跨悬索桥主缆防腐及内部温湿度变化机理研究综述》、《我国悬索桥主缆除湿系统研究的最新进展》等文献。因此，对悬索桥的缆索构件实施有效的防腐保护有重要的工程价值。

传统的主缆防腐体系是在主缆外部涂抹防腐层阻隔雨水及湿空气进入到主缆内部。该防腐体系在一定程度上延缓了主缆高强钢丝的腐蚀，但无法从根本上解决其腐蚀问题。因为随着防腐层的老化开裂，外部水汽可从防腐层裂缝处进入到主缆内部，进而腐蚀高强钢丝。此外，传统的防腐涂层方案无法除去主缆架设期间进入到其内部的水分。近年来，从主缆外部通入干燥空气的除湿方案已在实际工程中广泛应用，但从主缆外部送气除湿存在着送气能耗大、除湿效率低、对主缆气密性要求高及对于大尺寸主缆截面干燥空气难以压送到主缆中央等缺陷。在此工程背景下，考虑从主缆构件内部输送干燥空气进行除湿。具体方案是在主缆正中央埋置一根送气管道，送气管道上开设有通气小孔，干燥空气首先通过风机输送到送气管道内部，再通过通气小孔扩散到主缆内部，最后通过排气索夹排出到主缆外部。干燥空气在流动过程中带走主缆内部的水分，以达到除湿的目的。主缆内部送气除湿系统具有送气能耗低、除湿效率高、对于大尺寸主缆截面除湿彻底等优势，然而尚缺少有效的评估方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于悬索桥主缆内部送气除湿系统的评估方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种用于悬索桥主缆内部送气除湿系统的评估方法，所述悬索桥主缆内部送气除湿系统包括用于输送干燥空气的送气设备和开设有多个通气小孔的送气管道(6)，送气管道(6)连接到送气设备并埋置在悬索桥主缆内部，主缆外部还套装了多个索夹，索夹包括普通索夹(7)和排气索夹(8)；干燥空气在悬索桥主缆内部流动过程中产生的总阻力损失ΔP，

ΔP＝ΔP_f+ΔP_e

式中，ΔP_f为悬索桥主缆内部沿程气体阻力损失，ΔP_e为悬索桥主缆内部局部气体阻力损失；

式中，s为送气管道的开孔间距，n为送气管道的开孔数目，d为送气管道的开孔直径，ε为主缆干燥空气沿程泄漏率，ξ为主缆截面的空隙率，v₀为干燥空气的初始流速，ρ为干燥空气的密度，λ为干燥空气在主缆内部流动的沿程阻力系数，为干燥空气在主缆内部流动的局部阻力系数；

式中，m_j为干燥空气流经的普通索夹(7)数目，v_j为干燥空气的平均流速；

所述总阻力损失ΔP用于评估悬索桥主缆内部送气除湿系统的构造合理性以及进气参数的合理性。