悬索桥主缆通风干燥空气流动阻力的实验研究

悬索桥主缆通风干燥空气流动阻力贾代勇，袁印奎，缪小平，耿世彬，吴茂杰解放军理工大学，江苏南京210007悬索桥主缆采用通风干燥防锈新技术的应用提供了设计依据。
I前言悬索桥主缆是悬索桥的主要承重构件，对悬索桥的使用寿命有直接影响。主缆由数百根钢丝，涂抹防护腻子，并用圆钢丝缠绕，外加保护层后构成，结构形式1所式。
由于在施工过程中可能受雨水侵袭，以及随着使用时间的增长，防护腻子的老化和外护层的破损，空气中的水蒸气侵入，使得主缆中的钢丝因受潮而产生锈蚀。近年来的检查发现，美日等国芈期修建的悬索桥主缆内部钢丝均产生了不程度的锈蚀12.钢丝锈蚀的原因是局部环境相对湿度较高，而防锈腻子无法消除主缆可能积存的雨水和从空气中浸入的水蒸7为了防止钢丝锈蚀，近年来，国外采用了栗送干个气防潮的新技术3.在七缆上按定的趴离设置进排风口，干空气或低相对湿度空气由进风口泵入，吸收水和水蒸气后从排风口排出，由此可保证主缆内的钢丝局部环境的相对湿度在60以下，达到防诱的目的。这种泵送干空气的悬索桥主缆干燥防锈方法是目前国际国内使用的项新技术措施，关键在于确定空气的流动阻力，以下将对其实验研究方法进行介绍。
2主缆中空气流动阻力的理论分析由于主缆是由多股钢丝所组成的，因此，钢丝之间的小间隙就构成了空气的流通通道，2.为合理确定气泵的送气压力以及主缆上进出气口的间距，需了解空气在主缆的间隙中流动时的阻力情况。
钢丝空气流经主缆时，在进出气口间的流动阻力可为2.沿程阻力。，考虑到主缆度远大千其直径。故理论上可简化为沿轴向的维流动，根据流体力学理4，沿程阻力由下式确定其中，4，4流迪截面积，2v湿周。1 v流通截面的平均气流速度，心Re雷诺数v空气的运动粘度，12 2.2局部阻力空气流经主缆的局部阻力包括进气口和排气口的局部阻力，按下式计算3实验台系统实验台系统布如冬3所小环境空气由风机送入免气处理设备，将空气处理到要求的温湿度耵。经高甩1机送入静姐筘，从静玉箱流出的空气经过流量计测量流量后流经实验模型，后流入大气。调憋调节阀和旁通阀的汗度可以调送气量和送气压力。
空气热湿处理设备温湿度测龟仪旁通阀碡流姑计苏通风机调节阀压风机验模型测压计实验模型结构4.考虑到加1制作过程中钢丝过长过细，难以调直的实际情况，分别取05，3呢和处。8长为3.51的钢丝为元件制作模型主缆截面的空隙书为2，制作模型时钢丝根数分别，13488根17984根和22479根。
1实验之前。模型应做气压实验，除偏气现象。以免影响实验数据的准确性。
进气管主缆模沏进气管进气室圆筒静压箱测压管4实验步骤及方法为了获得所需要的数据，实验按以下方法进进气口局部阻力测试将4中静压箱取下，由进气管送入空气。
气流在进气口内首先外进模型。然6沿模型轴向向右流动，后在模型右端出口流入大气。
空气流量由3中的流量计测量，进气口的压力信号由测压管送入测压计测量并记录。调节3中的调节阀，可以改变流经模型的空气流量，同时由测压计测量相应的压力信号，这样可获得不同工况下的流量和压力数据。
为了解不，长度的进气的阻力，实验时卸下4中的进气室圆筒，在主缆上用缠丝缠上不同的长度，再加外护层，装上进气室圆筒后，按上述实验方法即可获得不同长度的进气口在不同工况下的流量和压力数据。
出气口局部阻力测试关闭4中进气管上的阀门，开启进气管的阀门，卸下测压管，使排气管直接通大气。空气由进气管进入静压箱，再由主缆右端面沿轴向流入主缆，在左端部径向流出，经过排气管流入大气，测压符将压力送入测压计，调节流量，即可得到不况下的流和压力数据，为了了解不同长度的排气口对阻力的影响，实验时亦改变出气口长度，测试不同长度的排气口在不同工况下的流量和压力数据。
沿程阻力测试卸下4中的端盖，关闭进气管和测压管上沿轴向进入主纟览，流经模型后在左端面沿轴向直接流入大气。测压管将压力信号送入测压计，由此可获得不同工况下的沿程阻力。为使数据准确，实验时，进气口内的主缆应全部用缠丝缠上，并加外护层。
5实验结论5.J沿程阻力系数根据实验数据，按式2进行计算其结果绘制在双对数坐标中，5.
数扼分析结果明，1以与线性相关。山此可整理得住瓜40的范围内，式与实验结汜能很好吻合。
5.2进。出气口的局部阻力系数和=2将实骀数据代式45确定进出气口构形式和尺寸是样的，结果如1.
径。
参考文鲷I4周漠仁。流体力学泵与风机第版肘。中国建筑工业出版社。
址210007江苏南京市海福巷1号解放军理工大学工程兵工程学院内设教研室。