论钢丝绳在水剩程审的应用与维修养护

1、 论钢丝绳在水剩程审的应用与维修养护论钢丝绳在水剩程审的应用与维修养护 【摘要】本文结合工作实践，重点介绍钢丝绳在水利工程中的应用及检查保养方法，旨在为其他水管单位在水工建筑物安全运行中出现类似情况提供一定参考。 【关键词】钢丝绳应用检查维修保养 江苏省淮沭新河管理处管理着涵闸、泵站等水工建筑物. 31 座，共有. 3 04 扇闸门，构筑了淮水北调、分淮入沂、引沂济淮、排污引清的工程控制体系，发挥着防洪、排涝、灌溉、挡潮、降渍、排污、供水、航运、发电等综合效益，管理范围跨越淮河、沂沭泗两大水系，涉及淮安、宿迁、连云港、盐城4 市. 1O 多个县区。在这些工程中钢丝绳占据了一定地位，在安全运行中

2、起到决定性作用。但因其结构简单，在工程维修养护中往往会被轻视。因钢丝绳使用、维修养护不当而造成的险情或事故也不少见。 钢丝绳的选择钢丝绳具有刚度大、抗折性差、易腐蚀等特点。在涵闸工程中，必须选择合理型号，加强养护维修，以保证工程安全运行，延长工作寿命，提高工程综合效益。在我处工程中常用的是. D 型钢丝绳。其主要特点是所有组成钢丝直径相等，由数根钢丝捻成股，再以绳芯为中心，最后数股绕成绳。它按接触状态和绕向不同等分为多种型号。它所承受的最大拉力与它的直径及其抗拉强度有密切联系，当负荷在其抗拉强度范围内时，可以安全控制运用。但在工程运用中，其往往受闸门自重、启闭速度、闸门上下游设计水位差、流速大

3、小等因素制约，因此在选用时，要根据以上实际情况综合考虑，按规范选择一定的安全系数。我处一般以安全系数为标准，选用钢丝绳。 钢丝绳的应用、常见的险情及处理方法1 钢丝绳的应用在使用前要进行检查，检查是否磨损、锈蚀、拉伸、弯曲、变形、疲劳、断丝、绳芯露出的程度等，确定其是否在安全起重范围内使用。使用中注意观察它的运行轨迹，防止在闸门启闭时咬绳、变轨，禁止拖拉、抛掷、超限使用等情况发生。使用后要及时组织保养。 常见的险情及处理方法锈蚀。钢丝绳一般露天使用，容易腐蚀，尤其在有害气体与恶劣环境下使用锈蚀更为严重。因锈蚀的表面存在氧亲和性的差异，从而产生很多圆形腐蚀坑并逐步加深，这些坑就成了应力集中点、疲

4、劳裂纹的源泉。同时腐蚀使其截面积减小，弹性和承受冲击的能力降低。 磨损。分为外、内部磨损和变形磨损。外部磨损是在使用过程中由其外周与滑轮槽、卷筒壁表面接触而引起，磨损后绳径将变细、外周表面的细钢丝被磨平，使承受载荷的截面积减小，它的破断载荷也相应降低。单周较全周磨损更严重，应尽可能地使单周磨损改为全周均匀磨损，在全长范围内尽量做到均匀磨损。如在使用中期换头可延长它使用寿命 3 040。变形磨损是由振动、碰撞造成的它表面撞损，是一种局部磨损现象。如卷筒表面的钢丝绳受到其他物体的撞击、起升钢丝绳相互打缠，或者由于滑轮与卷筒中心偏斜而产生的咬绳现象，都会使它产生变形磨损。内部磨损是在使用过程中，由于

5、钢丝绳的弯曲使内部各根细钢丝相互作用产生滑移，股与股之间接触应力增大，相邻股间的钢丝产生局部压痕深凹，当反复循环拉伸弯曲时在深凹处因产生应力集中而折断，构成了内部磨损。通常细钢丝表面的压力与钢丝绳的压力成正比，在张力相同情况下由于受压面积不同，单位面积承受的压力也不同。从表面受压磨损来看，采用线接触比采用点接触较为有利，采用面接触比采用线接触更有利，因此选择线接触或者面接触类型的钢丝绳是减少内部磨损的有效途径。此外它的弯曲程度、运动速度对其内部磨损均有影响。 王斌，钢丝绳在水利工程中的应用与维修养护疲劳。钢丝绳在使用过程中主要承受弯曲疲劳和拉伸、扭曲、振动引起的疲劳。它无数次地弯曲、重复绕过滑

6、轮或卷筒时，使钢丝产生疲劳、韧性下降，最终导致断丝。疲劳断丝一般出现在股的弯曲程度最厉害一侧的外层钢丝上，意味着钢丝绳已经接近使用后期。拉伸、扭曲和振动引起的疲劳，承受载荷的前后，其变化的拉伸应力都会引起金属疲劳，此外钢丝绳经常受到扭曲和振动也是产生疲劳的原因。疲劳损伤的原理是在变应力的作用下细钢丝表面由于各种滑移形成初始裂纹，裂纹尖端在切应力的作用下反复产生塑性变形并扩展直至断裂。疲劳引起的断丝断口一般平齐，多半出现在表层钢丝上，很有规律。防止疲劳损伤的主要途径：尽可能使卷筒和滑轮的直径加大；. 在安排滑轮布局时尽量避免使钢丝绳反向弯曲；尽可能选择线接触钢丝绳。 过载。钢丝绳随着载荷的增加会

7、有微量的伸长，当载荷超过弹性极限时就可能断裂。因过载而破断的钢丝绳断口呈松散状，这是因过载而断裂的特征。过载即使不发生断裂事故，也会大大缩短使用寿命。 变形：外伤：操作中与其他设备不正常的接触会造成外伤；压溃：钢丝绳在卷筒上卷乱后相互倾轧，易产生压溃现象，操作时发出嘎吱嘎吱的声响，并在局部迅速出现断丝与压扁的痕迹；扭结：即钢丝绳在局部扭曲后产生的永久变形。 咬绳。钢丝绳咬绳现象一般发生在多层卷绕的卷筒上，正确选择钢丝绳在卷绕过程中的轴向位移方向对第二层钢丝绳是否产生咬绳关系极大。根据卷筒上若干圈钢丝绳不经常使用但又不能缺少的特点，可将这若干圈钢丝绳绕存在卷筒的一侧，而把工作频繁的重载受力区段单

8、层卷绕，以改善钢丝绳的接触状况，消除咬绳现象。另外根据整根钢丝绳在卷筒上的受载情况采用变截面卷筒，可延长其使用寿命. 45 倍。 钢丝绳的检查检查分日常、定期、专项检查。由于其在使用中，存在工作环境差异，负荷变化大等情况，因此在日常应用中，要加大对其外观的日常检查。在大流量或长时间开闸后，特别是在恶劣气候条件下运行，要及时组织相关人员对钢丝绳逐根进行专项检查。定期检查，结合每年度的涵闸汛前、汛后检查保养同时进行。我处涵闸大部分是卷扬式启闭机控制，钢丝绳因闸门吊点位置不同，分为水上、水下两部分。水上三种检查直观、快捷、简单，水下因控制运用等因素影响，要结合时机进行检查。水下部分应重点检查有可能出

9、现受折的部位，如绳套顶部. 50m 范围，查明钢丝绳是否缺油，是否有锈蚀断丝，绳套锌块有无粉化、松动，绳套有无裂纹等。通过三种检查，认真分析检查内容，采取相应的应对措施，确保工程安全高效运行。 钢丝绳的维修养护及注意事项在我处涵闸钢丝绳维修养护中，一般水上的结合汛前养护每年一次，方法是：用钢丝刷顺着每股钢丝走向往返拖刷，将油垢刷除，再用粗毛巾或纱头蘸柴油擦洗，反复进行，直到钢丝无油垢，露出本色为止。等表面干燥后再涂抹黄油。涂时应均匀密实，数量适中。黄油要求附着力强、粘性大，有一定的粘稠度，我处采用的是钙基脂、复合锂基脂。水下养护与上述方法相同。但为避免水下绳体内部产生锈蚀破坏，还要加设防护。其

10、方法是：保养结束后，从水下向上包裹塑料膜，将塑料膜切成. 1 5cm 宽左右的长条，每圈至少叠压条宽的 13，裹至吊点处，然后用稀黄油涂抹在外表，并扎牢带头部，外部敷设开口橡胶管，最后用粗铁丝绑扎牢固，绑扎间隙为. 2 0cm，橡胶管管径以略大于钢丝绳直径为宜。 保养注意事项如下： 钢丝绳的使用期限与使用方法有很大的关系，因此应做到按规定使用，不准使钢丝绳发生锐角折曲，不准急剧改变升降速度，避免冲击载荷。 钢丝绳每使用 4 个月涂油一次，涂油时最好用热油( 5左右)浸透绳芯，再擦去多余的油脂。 钢丝绳盘好后应放在清洁干燥的地方，不得重叠堆置，防止扭伤。 端部用钢丝扎紧或用熔点低的合金焊牢，也可

11、用铁箍箍紧，以免绳头松散。 表面处理宜用钢丝刷、铜丝刷或细目铁砂布。 钢丝绳的报废与更新涵闸总体设计不允许钢丝绳具有无限长的寿命。出现以下情形时要及时报废与更新： 断丝。当绳端或其附近出现断丝时，即使数量很少也表明该部位应力很高，可能是由于绳端安装不正确造成的，应查明损坏原因。如绳长允许，应将断丝的部位切去重新合理安装。如断丝紧靠一起形成局部聚集，则应报废。如这种断丝聚集在小于的绳(下转第 61 页严宗杰，西溪桥闸闸门破损原因分析与维修养护探讨坏处周围的砂浆轻轻凿去，凿除范围比原孔洞大 5，开口最好成一斜面，使新老砂浆接触面大一些。并把锈蚀严重的钢筋网割掉，但一定要留一小段以便搭接新钢筋网，并

12、要适当加密钢筋，另用新网覆盖绑扎牢固。填补前要对旧砂浆面喷水湿润，再用. 1：1 砂浆进行填补。当砂浆初凝后，要反复压平抹光，使新老砂浆粘结好。要细心养护，防止结合处发生干缩裂缝。待强度达. 70以上时方可使用。 闸门横梁、斜梁、底拉梁破损修补。闸门的横梁、斜梁、底拉梁是闸门的重要构筑要件，一旦产生严重的破损就可能造成整个闸门的报废。因此，发现有病害一定要及时修补。修补时可用凿子对破损、松动、开裂的疏松混凝土进行凿除，破损部位一定要清除干净至结构密实部位。 同时，也要用凿子轻轻凿去老混凝土 4 个接触面上的表面污尘并清理干净，以利于与新混凝土粘接。此外，对于有变形的钢筋要给予矫正；对于锈蚀的钢

13、筋要用钢丝刷或其他除锈工具进行除锈，除锈要彻底干净；对于严重锈蚀的钢筋则要切除割掉。因为使用严重锈蚀的钢筋将使钢筋混凝土结构的承载能力受到极大影响。所更换的钢筋要原设计同一型号或高一级型号，不能降低型号。新老钢筋焊接时，要按照钢筋焊接规范进行，焊点一定要清除干净。安装支摸要按照结构梁原来的尺寸安装。一切准备就绪后，要及时浇筑混凝土，以防钢筋再次生锈，所浇筑宣业窖 穹上接第 63 页)长范围内，或者集中在任一支绳股里，也应予报废。绳股断裂。如出现整根绳股的断裂，则应报废。当绳芯损坏或钢芯断裂而造成绳径显著减小时，应报废。 弹性减小。在某些情况下，钢丝绳的弹性会显著减小，若继续使用则是不安全的。虽

14、未发现断丝，但钢丝绳明显的不易弯曲和直径减小比起单纯是由于钢丝磨损而引起的断裂也要快得多，在动载作用下会突然断裂，故应立即报废。 外部及内部磨损。当外层钢丝磨损达到其直径的时，应报废。当钢丝绳直径相对于公称直径减小 7或更多时，即使未发现断丝，也应报废。外部钢丝的腐蚀可用肉眼观察，当表面出现深坑、钢丝相当松弛时应报废。如果有任何内部腐蚀的迹象，则应由主管人员对钢丝绳进行内部检验。若确认有严重的内部腐蚀，则钢丝绳应的混凝土要与原设计同等标号，同时在混凝土的配合比中要添加粘结性较好的添加剂。施工过程中一定要捣拌密实，预防结合处干缩裂缝，要精心养护，确保质量。修补时段应选择在开闸期间，以避免水流、潮

15、水冲击闸门产生振动，影响施工质量。 防碳化处理。对于碳化深度超过混凝土保护层、钢筋已产生锈胀的部位，要在彻底清除的基础上用粘结性好、密实度高的水泥砂浆或混凝土进行修补，恢复结构物的整体外形后再用粘结性强的防碳化柔性涂料对整个钢筋混凝土结构进行全面封闭，以达到整体防护的效果。针对闸门所存在的碳化问题，可采用丙乳砂浆抹面防腐，再在所有碳化混凝土表面喷漆. cM 混凝土耐久防水剂一层。此外，也可采用. sK 柔性防碳化涂料。 因西溪桥闸闸门数量多、病害面广，有些闸门甚至破损严重，建议更换问题严重的闸门，并配置备用闸门，以提高闸门的安全性，确保闸门乃至整座桥闸的安全。结语西溪桥闸自建成投入运行以来发挥

16、了巨大的工程效益。但是随着工程运行年限的增长，闸门老化病害日趋严重，已直接威胁到工程的安全运行。目前的当务之急是尽快制定维修养护方案，采取重点治理和全面维护相结合的加固措施，防止病害加剧，确保桥闸工程安立即报废。 变形。出现波浪形时，在长度不超过 2 5d 的范围内，若. d4，d3应报废。笼状畸变应立即报废。绳股挤出的、钢丝挤出的应报废。绳径局部严重增大或减小的、严重扭结的应立即报废。钢丝绳部分被压扁严重时，弯折变形的应立即报废。由于高温作用而引起的损坏其外表出现识别的颜色时，应报废。对于 D 型钢丝绳，当任何部位的一个节距内的断丝数：交绕绳占总数的 1 0，顺绕绳占总数的 5时，则必须报废。 结语淮沭新河管理处管理的涵闸、泵站等各型水工建筑物是国家重点水利工程，功能多、作用大、