金沙江金东大桥主缆涂装推荐方案

1、金沙江金东大桥主缆防腐涂装推荐方案郑州中原应用技术研究开发2021年5月国内要紧悬索桥梁主缆涂装体系1悬索桥主缆涂装工程的立项研究背景悬索桥梁主缆是全桥的承力结构，是全桥的生命线，其设计寿命一样要求在100年以上， 在桥梁寿命内是不可改换的。因此，确保其技术平安的防腐涂装工程是全桥建造进程中的重 点项目。由于国内建造大型现代化悬索桥的时刻较晚，以前没有对该项目进行过专门研究， 若是仅依托国外材料来建造中国的悬索桥梁，必将将在造价、配料供给、维修效劳等方面被 制约，这对我国悬索桥梁的建设是很不利的。为此，郑州中原应用技术研究开发连年来致力于桥梁耐老化技术性进步，进行立项研 究，结合悬索桥主缆特点

2、，参考国外最新技术水平，从材料选型、施工工艺研究、模拟实验、 老化寿命评估等多方面进行系统研究，提出了一套完整的主缆防护涂装体系方案，通过连年 的技术改良和工程实践，不断的进展完善，有了自己完整的防腐体系。2国内涂装材料的要紧技术特点我国尽管在上世纪后期修建了 60多座现代悬索桥梁，但跨径小，桥面窄，载 荷标准低，真正建造大型现代化悬索桥梁应该只是从上世纪90年代才开始的。随 着我国第一座现代化大跨径悬索桥一汕头海湾大桥（主跨452m）的建成，我国现代 悬索桥梁的建设进入了一个快速进展的时.期。如已建成的润扬长江大桥（主跨 1490m）和舟山西塘门大桥（主跨1650m）使我国悬索桥梁设计和施工

3、水平已迈入国 际先进水平行列。我国要紧主缆涂装体系见下表：国内要紧悬索桥梁主缆涂装体系涂装 部位江阴桥 体系虎门桥 体系润杨桥 体系汕头海湾桥、西陵桥体系海沧桥、宜昌 桥、西城门桥 等体系主缆 缠丝前锌粉膏聚氨酣 密封胶干躁空气 通风系统聚异丁烯 不干性密封膏磷化底漆 聚异丁烯不干 性密封膏缠丝圆形钢丝圆形钢丝S形钢丝圆形钢丝圆形钢丝主缆 缠丝后磷酸锌环氧 底漆云铁酚醛中 间漆 爵酸面漆聚氨酯 密封胶 聚氨酯涂 料.柔性环氧 中间漆 氟碳面漆环氧云铁底 漆聚氨酯面漆磷化底漆 环氧云铁底漆 聚硫橡胶 聚氨酯面漆施工时间1999 年1997 年2004 年1996 年1999 年其中，汕头桥、江阴

4、桥在投入运行几年后，由于主缆表面仅进行了涂料涂装， 防护品级较低，已别离于2003年和2006年对主缆表面进行了大修，加涂了一层聚 硫橡胶密封剂层。类似主缆涂装方案的西陵桥已运行十年，目前主缆涂装大修方案 已经立项。另外，1996年建成的丰都桥采纳了一种沥青+水泥粉的主缆涂装方案， 是一种刚性体系。国内还有几座小型悬索桥梁主缆采纳了从国外入口的氯丁橡胶包 覆层进行主缆表面防护。3、各类体系防腐成效分析（1）江阴大桥体系采纳英国的技术，与同期建成的香港青马大桥的方案大体相同。其缠丝前采纳的油性锌粉密封育对主缆钢丝有阴极爱惜作用，防侵蚀机理 是有明显成效的，但其比重达78,对主缆的增重较大，而且粘

5、接性也较差。由于圆形钢丝缠丝不可幸免会显现不均匀裂缝，因此缠丝后仅涂几道油漆 不可能完全有效爱惜，香港青马大桥即显现主缆表面局部地址有油漆开裂脱皮的 现象。江阴桥已于2006年用聚硫橡胶密封剂、聚氨酯油漆进行了主缆防护大修， 提高了主缆防护品级，取得了明显的成效。（2）虎门大桥体系其要紧特点是在缠丝前后均采纳了一种美国入口的聚氨酯腻子，防护总厚 度达到5cm,形成了一个整体的橡胶防护层，具有较高的防护品级。材料的采购、运输、施工本钱较高，在虎门桥以后，国内没有再利用过。聚氨酯腻子寿命为40年，维修拆除缠丝，难度大。聚氨酯腻子施工受温、湿度限制，对环境条件要求较高。（3）润扬大桥体系采纳S型钢丝

6、缠丝加装通干燥空气系统，有效地去除主缆间隙中的水分， 确保主缆内部维持相对较低的空气湿度，从而达到防锈的目的。该体系中的防护材料如柔性环氧，含氨聚氨酯涂料，和索夹密封用的有机 硅密封胶都代表了世界新材料的进展方向。但其缠丝前没有腻子密封，缠丝后只有200pm的涂料爱惜，其防护厚度 品级显得有些单薄，防腐成效有待于运行进程中验证。造价相对较高，其性价比值得考虑。（4）汕头海湾桥、西陵桥体系汕头桥在投入运行几年后，由于主缆表面仅进行了涂料涂装，防护品级较 低，已于2003年对主缆表面进行了增强，加涂了一层聚硫橡胶密封剂层。西陵桥已运行十年，目前主缆涂装品级增强方案已经立项，于近期预备大 修施工。（

7、5）国内悬索桥利用最为成熟的主缆防护体系要紧结构为“不干性密封膏+缠丝+聚硫橡胶包覆层+油漆系统重防腐涂 装材料”，索夹等结构裂缝采纳聚硫橡胶密封剂做防水密封。该体系已成功应用于我国最近几年来新建造的几十座大型悬索桥梁主缆 防护，从材料和工艺来看，技术已大体成熟，完全知足了主缆防护技术要求。2007年该体系列入国家交通行业标准，JT/T 694-2007悬索桥主缆系 统防腐涂装技术条件。该标准也是世界上首个有关悬索桥主缆系统防腐涂装的行业标准，应该说对国内悬索 桥主缆系统防腐涂装技术方案的选择具有较强的实际意义。二、金东大桥主缆防护涂装推荐方案1、工程概况：金东大桥位于四川省会东县和云南东川区

8、之间，意为将云南东川区、会泽县及四川会 东县、会理县四地交接，建起了连接两地的金色大桥。地处东川金沙江水域的格勒片区是川、 滇两省重要的物资集散地，目前的2个渡口是东川和会东之间交通运输的要紧途径之一。金 东大桥总投资亿元人民币，桥型采纳悬索桥，主跖730米，总长914.1米，桥面高程850 米，双向4车道，设计速度每小时40千米。金东大桥的建成将活跃两省经济的进展，进一 步增强东川与会东之间的交流，使两地的产业资源取得有效整合。2、金东大桥主缆防护工程技术方案我公司针对金东大桥主缆现设计防腐涂装体系，和现有悬索桥运营中主缆所 显现的问题，在JT/T694-2007体系的基础上，为解决主缆内部

9、存在水汽问题产 品增加吸湿转化性能，且对主缆其他结构薄弱部位做了全方位的密封防护方案， 从全然上解决主缆侵蚀问题，确保整个桥梁主缆处于平安有效效劳状态。主缆缠丝段防护方案说明防护涂装部位涂装用料干膜厚度（um）主缆缠丝区MF2000F非硫化不干性防腐密封胶、 （吸湿性）3500（填满结构缝隙）缠丝钢丝圆形钢丝环氧底漆80MF860F聚硫防腐密封胶2500聚氨酯面漆80主缆缠丝段防护方案示用意MF860F聚硫防腐密封胶 镀锌钢纥刮涂MF2000F非硫化不干性防腐密封胶（吸湿性）缠丝后刷涂环氧底漆刮涂MF860F聚硫防腐密封胶刷涂聚氨酯面漆主缆非缠丝段防护方案说明防护涂装部位防护涂装部位干膜厚度（

10、um）主缆非缠丝区环氧底漆均匀着色MF860F聚硫防腐密封胶5000高强玻璃布2道聚氨酯面漆80主缆非缠丝段防护方案示用意聚经酯而漆镀锌高强钢丝刷涂环氧底漆MF860F聚硫防腐密封胶高强玻璃布或橡胶涂胶布刷涂聚氨酯面漆主缆其他部位防护技术方案说明防护涂装部位防护涂装部位干膜厚度（um）结构健隙（索夹环缝、 对接缝、骑跨式索夹 槽缝、吊索夹具、减 振器、索鞍顶口处等）MF2000G非硫化不干性 防腐密封胶结构缝内密封MF860F聚硫防腐密封 放结构健外密封索夹环缝密封索夹对接缝密封鞍座顶口密封施工操作图索股锚头防腐密封示用意MF 20 00 G陵化不干也乱胃密封房左册梁后错百rn/ 吊索密封示用

11、意由于吊索锚头周围受力较为复杂、而且容易受到侵蚀，是结构薄弱环节。对吊索 防护提出以下方案：PE粘接剂防雨罩MEECO匚非硫化不干性防腐密封胶减震装置钢箱梁顶而钢箱梁MF20coe非碗化不干性防腐密封股辆箱梁底板配套锚垫板-MF353聚硫防腐密封胶、J - 2 M0非硫化不干性防腐密封胶一保护罩施工要求“：一、在下端锚头套筒与双层PE爱惜套之间灌注MF2000G非硫化不干性防腐密封胶；二、在下端锚头套筒与双层PE爱惜套接口处涂抹PE粘接剂。3、防护密封材料性能介绍2000F非硫化不干性防腐密封胶：单组份不干性密封胶，与各类金属、玻璃、陶瓷等材料有良好的粘 附性。果有良好的密封防腐性能。来对一般

12、碳钢和镀锌钢材等金属材料有阻蚀爱惜性能。* 在-4090工作温度范围内可长期维持可塑性。* 在密封空间内利用寿命可达80100年。可有效吸收和转化主缆表面及间隙中的水汽。860F聚硫防腐密封胶：* 高拉伸强度和粘接强度，弹性好。* 优良的耐水稳固性。*工作利用温度范围为-40120C,常温固化来良好的绝缘性能，避免电侵蚀。来优良的耐侵蚀性能*综合老化性能寿命达80100年。环氧云铁底漆：来抗渗屏蔽作用：降低涂层的透水性、透气性，抗击水、氧、电解质 侵蚀。*钝化缓蚀作用：钝化金属表面，具有长效的缓蚀作用和高度抗侵蚀 性能。具有优良的耐盐雾、耐湿热、耐碱、耐水和耐油性能。来施工简便易行，可用刷涂、

13、较涂或喷涂方式施工。*施工可在温度在5、相对湿度（RH） 90%条件下进行。涂层利用温度为-50C120C （空气中）、-3060c （介质中）。丙烯酸聚氨酯面漆：*优良的耐紫外线老化性能、耐黄变性能和保色性能。优秀的耐湿热性能、耐盐雾性能和耐水性能。*优良的耐化学介质性能。来优秀的外观装饰性。来良好的柔韧性和抗拉伸性。米易于用涂刷、滚涂和喷涂方式施工。* 可在040条件下施工。涂层可长期在-50-120 (空气中)温度下使三、推荐方案优势采纳MF2000F非硫化不干性防腐密封胶刮涂，阻隔水汽；腻子本身长期维 持黏弹性状态，可不能干裂，本身不挥发、不亲水；里面有阻蚀剂、起到阴极爱 惜作用；有钝

14、化剂，与钢丝表面残留水分反映形成钝化液，阻止进一步侵蚀；MF2000F非硫化不干性防腐密封胶是一种单组分非硫化、中性不干性、橡 胶型密封胶，具有良好的柔软性和伸缩性，也具有专门好的密封性、耐水和耐老 化性，与金属、玻璃、陶瓷等材料都有良好的粘附性。该产品由聚异丁烯、吸水 剂、阻蚀剂、填充剂和其它助剂组成。具有永久不干性特点，水汽透过率极低， 保证了产品的密封性能，同时聚异丁烯不饱和度极低，且侧链均为中基，且其分 子构型呈螺旋状，散布在螺旋两边的每一对中基彼此都错开一个角度，因此整个 分子链相当柔顺、弹性较好、玻璃化温度较低，具有优良的耐老化性能；吸水剂 对所填充空腔内残留的水分进行吸收，保证腔

15、体处于干燥环境，阻蚀剂可与进入 空腔内的微量水分形成钝化液，进一步阻止基材表面侵蚀。该防腐体系中利用的MF860F聚硫防腐密封胶是以液态聚硫橡胶为基料配 制而成的双组分常温固化聚硫密封胶。常温下固化成弹性体，具有优良的耐油、 耐水、耐老化、耐侵蚀性能，而且弹性好、粘结力强，对基材有良好的粘接性。MF860F聚硫防腐密封胶的骨架材料是液体聚硫橡胶，其分子式为 HS(aHQCH2aHBS)aHQCH2aHBH,分子链为饱和的C-C键和S-S键,且支链 结尾含有活泼的端部基SH),因此它具有良好的耐溶剂、耐老化、耐冲击性能, 和较低的透气率和优良的低温挠曲性。MF860F聚硫防腐密封胶的固化是由A组

16、分中的液体聚硫橡胶(R-SH)和B组 分中的固化剂(金属过氧化物等)发生化学反映成为网状结构的弹性体。其较低的 透气率能够有效地抗击大气中水汽对金属的侵蚀，达到良好的防侵蚀功能。另外MF860F聚硫防腐密封胶中不含溶剂及小分子物质，属于环保无毒产品，对基材有良好的粘接性，密封材料所形成的包复层(事实上是一层橡胶膜)，其分子网络结构是致密 的。它可有效的阻止水、气等侵蚀介质分子通过，从而把侵蚀源挡在被密封材料之外起屏蔽 作用。MF860F聚硬密封胶有良好的涂覆性能，于表面涂刷的漆有良好的相容性，粘接能力 超级好。U!附录悬索桥主缆丁基防腐胶吸水能力计算已知参数：主缆直径：D=2R (cm)；主缆

17、间隙率：18%；主缆间隙内相对湿度由100%下降至40%； 25c下水的饱和蒸汽压为P=3169Pa；主缆长度L=lm=100cm。丁基防腐密封胶：吸水剂5%(质量份)；吸水剂的有效吸附能力：20%； 密度 p =1.37 g/cm3；胶层厚度 H=2.5mm=0.25cmo计算：一、丁基防腐密封胶的用量(g)：M=XDXLXHX p= X2RX100XX= (1)二、丁基防腐密封胶的有效吸水量(g)：Mi=MX5%X20%= X5%X20%=(2)3、主缆的体积为(cn?)：v=xr2xl=xr2xioo=314 R2 (3)4、主缆的间隙体积为(cm)V1=VX18%=314R2X18%=

18、R2cm3= XI0-5 r2m3 (4)五、理想气体状态方程pV =nRT=mRT/Ma、相对湿度100%时，Inf空气中含有的水分(g)：ml=PVM/RT=3169xlxl8/xb、相对湿度40%时，Inf空气中含有的水分(g)： 绝对湿度气压二饱和蒸气压x相对湿度=3169x40%m2=PVM/RT=xlxl8/x六、主缆间隙内相对湿度由100%下降至40%需要吸收掉的水分量(g)：M2=V 1 X(ml-m2)= X10-5 R2X ()= X104R2 (5)要求：丁基防腐密封胶的有效吸附量Ml不小于主缆间隙内相对湿度由100% 下降至40%需要吸收掉的水分量。M12M22X10-

19、4 R2RW实例1：主缆直径D=500mm；主缆长度L=lm。一、依据公式(2) 丁基防腐密封胶的有效吸附量为(g)：Ml = X25二、依据公式(5),主缆间隙内相对湿度由100%下降至40%需要吸收掉的水 分量(g)：M2=X10 4 R2=X 10-4X252Ml/M2=因此丁基防腐密封胶的吸附能力远远高于主缆间隙内的水分(11倍左右)。进而 保证主缆内的干燥。实例2：主缆直径D=1000mm；主缆长度L=lm。一、依据公式(2) 丁基防腐密封胶的有效吸附量为(g)：Ml = X50二、依据公式（5）,主缆间隙内相对湿度由100%下降至40%需要吸收掉的水 分量(g)：M2=X10 4

20、R2=X 104X502Ml/M2=以丁基防腐密封胶的吸附能力远远高于主缆间隙内的水分（倍左右）。进而保证 主缆内的干燥。MF860F聚硫防腐密封胶寿命研究此刻悬索桥主缆防腐涂装用材以JT/T694-2007悬索桥主缆系统防腐涂装技 术条件为依据，该防腐体系在必然条件下对主缆防护起到有效防护。针对悬索 桥所处的复杂环境和施工中所存在的问题和标准中侵蚀指标和老化指标单一的 问题，我公司对MF-860F聚硫防腐密封胶进行了性能指标完善和密封胶寿命进 行研究，以求更好的产品应用到工程项目中保证桥梁寿命。一、针对主缆内部水汽存在对主缆造成侵蚀进行产品改良MF860F聚硫防腐密封胶中不含溶剂及小分子物质

21、，属于环保无毒产品，对 基材有良好的粘接性，密封材料所形成的包复层（事实上是一层橡胶膜），其分 子网络结构是致密的。它可有效的阻止水、气等侵蚀介质分子通过，从而把侵蚀 源挡在被密封材料之外起到屏蔽作用。现实主缆在进行防腐涂装施工时，如遇上阴雨天气且施工现场覆盖不完全， 那么会有雨水流进主缆内部，大部份的雨水会顺着预留的通道流出来，可是仍是 有部份水滴存在于主缆内部，防腐密封胶及油漆一旦涂装上，主缆形成一个密闭 的空间，内部的水分排不出来，长时刻便会对主缆造成侵蚀。针对此现象对我公 司聚硫、丁基防腐产品进行改良，增加特殊助剂，可吸收主缆内的水汽，形成钝 化液，从而有效爱惜主缆系统。二、介电性能的

22、增加桥梁在利用进程中，由于表面电化学性的不均匀，从而产生了许多极小的阴 极和阳极，组成了无数的微电池，会产生电化学侵蚀。据了解，电压超过4V即 可对桥梁造成侵蚀。若是主缆利用的防腐密封胶没有绝缘性能，电流可通过密封 胶对主缆系统造成侵蚀，长时刻可形成局部侵蚀、点侵蚀等，从而对主缆造成不 可修复的破坏。经检测，860F的体积电阻率为X10叱表面电阻率为3X10。一样以为体积 电阻率eiXIO。即为绝缘体，即我公司的聚硫防腐密封胶为绝缘性能好。经检测, MF860F的导热系数为，导热系数较低，即不导热。说明MF860F绝热绝缘，有利 于阻止电热侵蚀，延长桥梁寿命。三、盐雾、酸雾侵蚀实验的增加桥梁所

23、处环境复杂侵蚀因素较多且严峻，我公司在JT/T 694-2007浸泡盐水 实验480h的基础上增加EN15434标准的盐雾实验延长实验时刻至960h,增加酸 雾实验时刻为960h,以验证MF860F聚硫防腐密封胶的防腐性能。一、参照JT/T 694-2007标准，别离进行了在标准条件下放置7天，120C 放置7天，和3%NaCl溶液中60C浸泡20天的实验；实验结果如表1所示：实验方法实验结果标准要求25ftCX7d拉伸强度(MPa)2JT/T 694扯断伸长率()325250JT/T 694剥离强度 (kN/m)4JT/T 694120CX 7d拉伸强度(MPa)2JT/T 694扯断伸长率

24、()4862150JT/T 694剥离强度 (kN/m)3% NaCl溶液中60X20天耐腐蚀性金属表而不腐蚀，密封剂不变质金属表面不腐蚀，密封 剂不变质二、参照EN15434标准进行了盐雾实验(480h),结果如表2所示:表2：实验方法实验结果标准要求3% NaCl盐雾（实做）960h拉伸强度(MPa)EN15434扯断伸长率()324EN15434剥离强度 (kN/m)EN154343、参照EN15434标准进行了酸雾实验(480h),结果如表3所示:表3:实验方法实验结果标准要求SO2气体酸雾(实做)960h拉伸强度(MPa)EN15434扯断伸长率()345EN15434剥离强度(kN

25、/m)EN 15434四、密封胶老化实验的增加JT/T694-2007标准中对老化实验性能指标较少，我公司对MF860F聚硫防 腐密封胶进行了能表现密封胶寿命的紫外老化2500h和水紫外老化1500h实验, 且把制好的MF860F试样放入盐雾实验箱，酸雾实验箱，力学性能无退化。而且 参照美国、欧盟、和国内标准对材料老化的实验方式，采纳加速老化和长期老化 的对例如式对MF860F聚硫防腐密封胶的寿命进行了研究。一、依如实际应用进行了室外暴晒实验，结果如表4所示:表4室外暴晒2500 h拉伸强度(MPa)扯断伸长率()316剥离强度 (kN/m)二、参照UL1703进行了高温高湿实验，结果如表5所示: 表5T:85 RH:85%21OOh拉伸强度(MPa)UL17O3扯断伸长率()547UL17O3剥离强度(kN/m)UL17O33、参照EN 1279进