浅谈斜拉索锚具的防护.doc

浅谈斜拉索锚具的防护李定达 李 伟 摘 要 本文结合成都火车南站斜拉桥斜拉索锚具防护的实际情况，介绍了当今较为先进的斜拉索防护方法。关键词 斜拉索 锚具 防护一、前言 随着当今吊（系）杆类桥梁质量事故的不断出现，吊（系）杆的防护越来越引起人们重视。在大跨斜拉桥结构中，斜拉索是桥的生命线，而防护则是生命线的重要屏障，对于桥梁的安全使用具有举足轻重的地位。如何保证斜拉索在使用过程中不受外界环境的侵蚀，使斜拉桥的部件处于良好的工作状态，是广大桥梁工程技术人员和养护人员长期追求的目标。而斜拉索结构中易受外界侵蚀的薄弱位置，往往在斜拉索索体PE护层及两端的锚具部位。两端锚具位于梁、塔的预埋钢套筒内，具有隐蔽性，由此也给这些部位的检查和防护工作带来了难度。 目前我国已建成的大部分斜拉桥由于未进行拉索锚具和预埋钢套筒内的防水处理，或防水处理效果不佳，往往导致预埋钢套筒内积水、进杂物，锚具发生锈蚀。不仅严重影响拉索的使用寿命而且严重影响斜拉桥中期索力调整以及将来更换拉索的工作。 为了寻求锚具防护的最佳方法，桥梁养护工作人员们进行了各种尝试，目前效果最好的办法是：采用封闭性聚氨酯发泡，填充在拉索锚具与预埋钢套筒的间隙内，防止水分进入钢套筒，锚具露出锚板的部分采用专用防护油脂涂刷在锚具表面，然后在锚具外加盖不锈钢护罩。在斜拉桥使用期间，需要考虑防止对桥面拉索PE护层的人为刻划损伤，可对人行范围内的斜拉索表面加装不锈钢套进行防护。二、工程概况 成都市火车南站跨线桥是一座单塔双索面预应力砼斜拉桥，全桥共有拉索64根。斜拉索由7高强镀锌钢丝外套高密度热挤聚乙烯PE层组成，其张拉端设在塔上，锚固端设在梁上，锚具为冷铸墩。三、防护范围1、为防止因钢套内积水或其它杂物进入钢套筒而导致锚具表面锈蚀和锚具在大气环境下发生锈蚀，对全桥拉索梁、塔端钢套筒内锚具和锚具露出锚板的部分进行防护；2、为防止行人人为破坏拉索外PE层，对斜拉索靠近桥面的部位，在PE护层表面加装不锈钢套管进行防护；3、为防止拉索在各种荷载的作用下发生过大的震动，在索道管出口处安装减震器。四、拉索防护方案1、梁上钢套筒内锚具的防护为防止拉索钢套筒内积水或其它杂物进入钢套筒而导致锚具表面锈蚀，在拉索梁端钢套筒内灌注聚氨酯发泡材料。钢套筒内发泡材料采用特制的聚醚与多次甲基苯基、多异氰酸酯的聚合反应后，自我膨胀而形成与索端钢套筒内管壁和索体表面结合紧密的聚氨酯泡沫塑料。该泡沫塑料具有质量轻、吸水性特小、低导热性、隔气性好、韧性较好等特点，能使钢材和索体表面PE层粘合成较牢固的整体。钢套筒内填充发泡材料能防止套筒内积水，并使套管内的锚具与雨水、潮气及其他腐蚀介质相隔离，能在长时间内防止索端锚具锈蚀。发泡材料易于清理，相对于以前采用的灌注水泥砂浆的方法来说，更便于将来拉索的维护和更换。梁上钢套筒内锚具的防护见图1所示：同时，为防止发泡材料被雨水淋湿，在钢套管管口处加装不锈钢防雨罩。为避免拉索震动造成不锈钢雨罩与成品泡沫之间脱离，在二者之间填充有弹性的聚氨脂密封胶，并在防雨罩上、下罩口位置处填以密封橡胶条（见图2防雨罩处防护示意图）。为防止人行道处的拉索表面PE护层被行人划伤，在防雨罩以上至桥面2.5m垂直高度处的拉索PE护层表面加装一层不锈钢的保护套管。不锈钢套管伸入防雨罩内10cm，防雨罩、套管和拉索之间的接缝均用密封胶进行密封。2、锚具露出锚板部分的防护 拉索两端锚具露出锚板部分直接暴露在空气中，为防止外露锚具长期受空气中湿气的影响发生锈蚀，影响锚具的使用和将来的索力调整及换索工作，应采取有效措施对锚具外露部分进行防护：在两端锚具外露部分的表面涂刷一层锚具专用防护油脂，然后在塔上锚具外加盖不锈钢护罩。防护专用油脂由矿物油脂及适量的树脂组成，它具有对金属无腐蚀，常温下不粘手，80C下不流淌，低湿下不开裂的性能。在锚具表面均匀地涂刷一层防护油脂后，锚具表面与大气隔离，达到防护的目的。加盖不锈钢护罩起到双重保护的作用，又防止油脂被损坏而导致锚具锈蚀。防护示意图见图3所示：五、施工工艺1、梁上钢套筒内锚具防护 根据梁上拉索钢套筒的构造特点，在钢套筒内填充聚氨酯硬质泡沫塑料，钢套筒口加装不锈钢防雨罩。防雨罩以上安装拉索表面的不锈钢套管。最后在防雨罩与发泡料之间填充弹性聚氨脂防水密封料。1.1施工程序：1.1.1清理钢套筒内杂物，管口除锈，以保证发泡材料与管壁间的粘结力。1.1.2用高压气流对钢套筒内进行吹洗，除去管内浮锈和灰尘。1.1.3将喷枪管、送料管插入钢套筒底，启动发泡机，由下往上进行发泡，使发泡材料填满钢套管与管口。1.1.4修整钢管外的成品泡沫。1.1.5安装拉索PE护层的不锈钢套管。1.1.6安装不锈钢防雨罩及下罩口的密封橡胶条，并用硅胶密封。1.1.7从防雨罩上罩口与拉索的间隙处向内灌注聚氨脂防水密封料。1.1.8将密封橡胶条填入上罩口与拉索的间隙，并用硅胶密封。2、两端锚具外露部分防护主塔利用塔内施工用脚手架作为工作平台，主梁采用特制挂蓝。2.1施工程序：2.1.1用钢丝刷清除锚具表面浮锈，抹布除去灰尘。2.1.2加热油脂至完全融化。2.1.3将融化的油脂均匀的涂刷在锚具表面。2.1.4清理锚垫板，对塔上端，用电焊将护罩固定在锚垫板上。2.1.5在护罩垫板凹槽内安装密封橡胶圈，用硅胶密封护罩垫板与锚垫板间的缝隙。2.1.6安装不锈钢护罩，用螺栓连结。六、质量控制措施1、钢套管内填充发泡材料1.1保证措施1.1.2钢管管壁的清洗用高压气，控制气流压力和方向，使气流围绕管壁旋转，除去管壁上的浮锈和灰尘，确保发泡材料和管壁粘合良好。1.1.3梁上发泡由下至上，塔上发泡由上至下，保证发泡材料的密实性及管内全部填充。1.1.4发泡前根据现场温度和条件，在管外做现场试验，以观察到发泡后的固体外观呈淡奶黄色、气泡细微均匀、按压后弹性恢复较好并且不软、不硬、不脆、不疏松为宜。目测合格后方可进行管内灌注。1.2发泡材料的质量检测发泡材料成型后采用现场检测的方法，应符合以下标准：聚氨酯发泡材料检测方法与标准检 测 方 法标 准外观目测表皮为淡黄色，目测无焦化，无流淌，无裂缝，无杂色。实物目测触摸检测小样应细泡为乳黄色。手揿后能基本复原，无脆化粘连现象，无酥松现象。渗水取小样浸没在有色水中十分钟。剖视无渗透表面现象。隔热取小样（厚度15mm），贴在盛有60C以上热水容器外侧。小样另一面无明显温升感觉。2、锚具外露部分标准2.1油脂融化彻底，油脂内无固体物。2.2油脂涂刷均匀，无漏涂。2.3护罩垫板与锚板间焊缝不少于6段，每段不短于5cm。七、主要材料及机具1、主要材料材料主要包括发泡原材料（聚醚、多次甲基多苯基、多异氰酸酯、催化剂、发泡剂）、不锈钢防雨罩、不锈钢护罩等。主要材料一览表序号名称规格数量备注1发泡材料32.5m32聚氨脂密封胶1738kg3不锈钢锚具防护罩64个配密封橡胶条4垫板64套配螺栓、平垫、密封橡胶条5不锈钢防雨罩64套6不锈钢套筒0.4mm厚64套2、主要机具 机具包括挂篮、发泡机、空压机、卷扬机。主要机具一览表序号名称规格数量备注1发泡机1套配发泡枪2空压机0.9m31台配长橡胶管3电焊机23KW1套4亚弧焊机30K