盧浦大橋鋼結(jié)構(gòu)橋梁除濕技術(shù)淺談

王 蓓

（上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院，上海200092）

1 立交及橋梁發(fā)展概況

隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，工業(yè)水平的提高，橋梁工程建筑技術(shù)出現(xiàn)了前所未有的嶄新發(fā)展局面。千里江面上的座座跨江大橋，與現(xiàn)代高等級(jí)公路迂回交叉的立交橋，猶如都市彩虹的高架道路，以及特大跨度與深水基礎(chǔ)的海灣、海峽大橋等，使江河、海峽天塹變通途，逐步形成我國(guó)立體交通網(wǎng)，不僅極大地改變了我國(guó)公路交通狀況，而且為提高人民群眾的生活，拉動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，起了不可估量的推動(dòng)作用。立交及大橋?yàn)樵黾訌?qiáng)度和剛度，造型美觀，較多采用鋼結(jié)構(gòu)型式。

2 盧浦大橋工程

盧浦大橋?yàn)槲覈?guó)第一座大跨度鋼結(jié)構(gòu)拱橋，大橋全長(zhǎng)750m，3孔拱橋。主跨550m，兩側(cè)各100m輔跨，橋面標(biāo)高50 m，主拱圈矢跨比1∶5.5。

盧浦大橋橫跨上海黃浦江浦東浦西。二岸地處2010年上海世博會(huì)范圍內(nèi)，大橋的建成在國(guó)際橋梁史上譜寫(xiě)了新的篇章。

上海地處溫帶，長(zhǎng)江中下游地區(qū)的黃梅多雨季節(jié)以及夏季高溫高濕對(duì)大橋的中跨系梁、中拱肋箱，邊跨系梁中的內(nèi)防腐帶來(lái)了新的課題。

從跨江、海大橋建造歷史記載，由于江、海表面大量水份的蒸發(fā)，使橋始終處于極高的濕環(huán)境中，大橋腐蝕、生銹的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，產(chǎn)生概率也極高，對(duì)大橋維護(hù)、保養(yǎng)及安全運(yùn)行帶來(lái)困難，同時(shí)也影響大橋的使用壽命，增加大橋的維護(hù)、保養(yǎng)費(fèi)和工程費(fèi)。

丹麥在1980年左右最先采用了轉(zhuǎn)輪除濕設(shè)備對(duì)大橋鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行干燥除濕防腐保護(hù)，成功地防止了鋼梁和纜索的表面及內(nèi)部腐蝕，達(dá)到最初的設(shè)計(jì)要求。

我國(guó)虎門(mén)大橋，潤(rùn)揚(yáng)大橋、江陰大橋、重慶鵝公巖大橋等工程，也采用除濕防腐技術(shù)。由于上述各橋的結(jié)構(gòu)形式不同，系統(tǒng)設(shè)計(jì)布置方式也不同。經(jīng)過(guò)方案比較，盧浦大橋除濕系統(tǒng)采用除濕與循環(huán)干風(fēng)系統(tǒng)相結(jié)合的除濕系統(tǒng)設(shè)計(jì)，并考慮分段區(qū)域控制。

3 盧浦大橋除濕系統(tǒng)

3.1 空氣環(huán)境設(shè)計(jì)系數(shù)

3.1.1室外設(shè)計(jì)參數(shù)

溫度：T=35℃；

相對(duì)濕度：RH=75%；

絕對(duì)含水量：X=27 g/kg。

3.1.2大橋周圍溫濕度參數(shù)

溫度：T=32℃；

相對(duì)濕度：RH=95%；

絕對(duì)含水量：X=27 g/kg。

3.1.3除濕后大橋內(nèi)部設(shè)計(jì)參數(shù)

溫度：T≤42℃；

相對(duì)濕度：RH≤45%；

絕對(duì)含水量：X=17.7 g/kg。

3.2 除濕范圍及除濕方式

除濕范圍：中跨系梁、中拱肋箱、邊拱肋箱、邊跨系梁、中跨橫梁。

除濕方式：轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)，空氣不斷被干燥，轉(zhuǎn)輪不斷再生，周而復(fù)始，保證除濕機(jī)持續(xù)恒定的工作狀態(tài)。

3.3 工程數(shù)據(jù)(見(jiàn)表1)

盧浦大橋除濕系統(tǒng)設(shè)置主要結(jié)合拱橋特點(diǎn)，根據(jù)結(jié)構(gòu)型式將大橋劃分為14個(gè)除濕系統(tǒng)和8個(gè)循環(huán)干風(fēng)區(qū)域。

3.4 除濕機(jī)原理

吸濕轉(zhuǎn)輪是除濕機(jī)的核心。當(dāng)空氣吹過(guò)轉(zhuǎn)輪干燥區(qū)域時(shí)，活性硅膠將水蒸氣從空氣中吸附出來(lái)，使其干燥。轉(zhuǎn)輪吸收水量后趨于飽和，飽和吸濕量可達(dá)自重的一倍。此時(shí)加熱到100～140℃的再生空氣反向吸入轉(zhuǎn)輪，對(duì)其再生還原。轉(zhuǎn)輪在馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)下緩慢運(yùn)行，除濕以及再生過(guò)程同時(shí)進(jìn)行。

表1 工程數(shù)據(jù)匯總表

空氣處理過(guò)程屬于等焓減濕升溫過(guò)程。圖1中A-D表示這一處理過(guò)程，ε值為：

式中:iA——轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)口的焓值，kJ/kg干空氣；

iD——轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)出口的焓值，kJ/kg干空氣；

dA——轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)進(jìn)口的含濕量，kJ/kg干空氣；

dD——轉(zhuǎn)輪除濕機(jī)出口的含濕量，kJ/kg干空氣。

除濕原理：見(jiàn)圖2所示。

除濕機(jī)負(fù)荷計(jì)算應(yīng)考慮墻壁傳熱負(fù)荷、門(mén)開(kāi)啟負(fù)荷、人員濕負(fù)荷、新風(fēng)濕負(fù)荷。

3.5 系統(tǒng)控制模式

濕度控制區(qū)內(nèi)設(shè)多點(diǎn)濕度傳感器，根據(jù)濕度傳感器信號(hào)控制，自動(dòng)區(qū)分大、中、小數(shù)值比較設(shè)定參數(shù)，自動(dòng)控制、多級(jí)控制通風(fēng)除濕系統(tǒng)的運(yùn)行。控制盤(pán)可遠(yuǎn)程顯示系統(tǒng)運(yùn)行模式、開(kāi)啟狀態(tài)，過(guò)濾器報(bào)警、溫、濕度顯示等。

3.6 輪轉(zhuǎn)除濕與涂裝表面比較

（1）杜絕鋼結(jié)構(gòu)表面生銹的危險(xiǎn)性；

（2）將結(jié)構(gòu)內(nèi)表面涂裝困難工作改變?yōu)槠胀üぷ鳎?/p>

（3）維護(hù)運(yùn)行費(fèi)是表面涂裝方式的20%。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著除濕技術(shù)的不斷地提高和完善，各種鋼結(jié)構(gòu)箱體的構(gòu)件均可采用此技術(shù)。除了大橋，還可應(yīng)用在高速公路/高架橋/摩天大樓/民用鋼結(jié)構(gòu)等工程中。