國內橋梁斜拉索的防火前景

??前言

??隨著我國經濟的快速增長，貿易來往不斷提升，貨運保障已經成為了沿海地區和港口城市的重要指標。而跨海、跨江大橋就相當于貿易交通中的“大動脈”，連接了城市與港口，保證了低成本、高效益的運輸，為企業在全球化的市場競爭中占據先機。洋山深水港就是由2005年竣工的東海大橋作為的通道連接上海臨港區，大橋因此承擔著巨大的交通負擔。而以貨車為主的運輸隊伍往往載著化學原料、原油等易燃易爆物品，地增加了橋梁上火災的風險。類似的大橋都面臨著火災風險;一旦發生車禍，則極有可能有引發起火。像東海大橋這種雙塔單索面斜拉橋，如果發生火災，火勢將會影響到橋梁纜索，導致其構件承重能力退化，并對橋梁的受力結構造成嚴重危害。

??橋梁拉索在火災中的風險

??在斜拉橋或懸索橋上的大火中，橋上的纜索將直接暴露在超過1000°C的高溫里?！斗阑鸸こ虒W報》在2009年的一期文章中指出，當橋梁纜索的溫度上升至 200°C 時，纜索的性能將逐漸變弱[1]。當它們的溫度超過 500°C 時，它們的強度會下降到原始強度的 50% 以下 。此外，由于熱應力產生的熱脹冷縮會使纜索在火災中被拉長，間接降低其作為受力構件的承載力。在美國的UL1709(美國鋼結構防火材料的快速升溫火焰測試)規范中，300°C被認為是一個臨界點。如果橋梁纜索在無保護的情況下接觸超過1000°C熱源，構件承載能力的丟失所引發的受力失衡則有可能會造成特大傷亡事故，成為巨大的安全隱患。

??2007年4月29日，一艘載有 8600 加侖(約 32,555 升)石油的油罐車在靠近舊金山奧克蘭海灣大橋的公路上與另一輛汽車相撞時突發大火?；鹧嫒紵母叨瘸^了200 英尺(約 61 m)，其溫度在 3 小時內達到超過 2700°F(約 1500°C)，終導致大橋的連接坡道坍塌。據加州交當地媒體報道，奧克蘭海灣大橋每天有超過 75,000 輛汽車的通行量，約有超280,000 人通過這座橋來到舊金山，事故造成了大規模的交通擁堵 。

??2008年，佛羅里達州跨越坦帕(Tampa)灣的陽光高架橋因車輛碰撞發生火災。幸運的是，在纜索斷裂之前大火被撲滅。 2007 年，墨西哥梅斯卡拉大橋上一輛公共汽車與一輛集裝箱卡車相撞，引發火災，導致部分橋梁纜索完全斷裂、橋上的一條車道被關閉了 10天才搶修成功

??這些國際案例都表明了橋梁上發生火災的可能性，以及大火所能造成的后果。如果沒有相應的防火措施，橋梁上的纜索極有可能成為一場橋梁事故的“導火索”。

??新型橋梁纜索防火系統

??2015年初，加拿大哈利法克斯港灣大橋管理局(哈利法克斯加拿大新斯科舍省的首府)開始翻修當地俗稱"大電梯"的安格斯·麥克唐納斜拉橋。該項目包括幾個關鍵的結構部件的換新：更換橋的路面、地板橫梁和吊索，并增加主電纜的保護。作為保護主纜索的責任人，總承包商美國橋加拿大公司，與哈利法克斯港灣大橋管理局合作，選擇了美國戴馬特公司的DYMAT FIREWRAP - 戴馬特防火包覆系統。

??安格斯 L. 麥克唐納橋‘’大電梯‘’項目的需要 682 線性英尺 (207.87m)斜拉索的防火保護。其統一直徑為14英寸(356mm)，并平均挑高在路面上方3.6米以上?？偙Ｗo面積達到了232.22m2 并在2018年秋季派有專門工程師現場指導安裝。其中一批在現場進行了試驗，以確保安裝的質量保證。

??戴馬特防火包覆系統是由4種不同材質的耐火材料組合而成的固體薄布復合材料系統。該產品可以通過包裹或平鋪粘貼于需要保護的結構表面，形成一道阻燃隔熱的強力護盾。傳統的防火涂料往往會面臨流掛、開裂、、雨斑等一系列問題，耐久性十分有限。而戴馬特防火包覆系統不僅可以在惡劣的自然環境下保存其所有特性而不脫落，還能有效地抵擋風，雨，霰，雪和高低溫度差所帶來的腐蝕。外層的布料柔韌堅硬，耐火阻熱，包裹并保護著整個系統。此外，它不包含任何可膨脹的組分，無毒無害，安裝簡易方便，在橋梁上施工不需要大規模改道封路。

??該防火包覆體系通過了加拿大國家研究理事會(National Research Council)的UL1709和ASTM E119(建筑物和建筑材料的防火檢測)檢測。防火包覆系統的主材料在平均1100°C的熔爐中堅持了3.5個小時才達到538°C的閾值。這證明了這種復合材料體系的防火性能和低傳熱性能。

??終，在2019年的春季，戴馬特防火包覆系統在哈利法克斯港灣大橋上順利完成安裝。

??結語

??上海安峰泰新材料科技有限公司作為戴馬特公司在中國的代理商，聯合中鐵大橋(鄭州)纜索公司近期在中鋼國檢中完成了戴馬特防火包覆系統的耐火實驗。該系統與另外兩個防火系統各自被實驗人員安裝在一條1.7m長，外徑145mm的試驗纜索上。實驗中，索體上佩戴溫度感應器，連帶防火系統一同被放進碳氫升溫曲線的火爐里接受考驗，期間高溫度將定格在1100°C。終，戴馬特防火包覆系統所保護的纜索的表面溫度在45分鐘內未超過300°C的閾值，是3個實驗產品中防火隔熱性能建議的一個。