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工程案例

斜拉橋梁下錨頭及導管病害檢測及改良

2021-01-06

  

  斜拉索橋梁結構一般處于野外環境,受風、雨、雪、腐蝕性大氣等因素直接影響,對結構有著較高的耐腐蝕和耐久性性要求。

  2012年在給某立交斜拉橋梁定期檢測中,發現斜拉橋中央分隔帶凹槽內的聚氨酯發泡沫失效,下導管表面銹蝕,斜拉索錨頭滲水嚴重,錨固端防腐密封系統功能喪失,斜拉索受力狀態產生了嚴重的退化。

  現狀調查情況分析

  (1)錨固端下導管外部:下導管外部聚氨酯發泡沫失效,聚氨酯發泡材料蓄水嚴重,積水深 15cm左右。由于下導管鋼管道被蓄水發泡材料所包裹,導致鋼管道表層油漆性能退化,起皮失效,造成底漆外露,且表面銹蝕面積達20%。

  (2)錨固端下導管內部:絕大部分導管護罩下方存有積水;減震器部分表面有輕微銹蝕痕跡,個別減震器縱向下滑;導管內部填充物浸水嚴重、腐蝕變質;部分下導管內壁表面銹蝕。

  (3)部分下錨箱的錨頭周圍:存在水流沿錨箱壁流淌痕跡,錨杯內部沿定位板邊緣有水狀液體流出,痕跡處表層油漆退化、失效,部分位置露出底漆,錨箱壁銹蝕,錨箱頂部也存在表層油漆起皮、內壁銹蝕現象。

  通過現場檢測,斜拉橋梁下錨頭滲水產生的原因分析如下:

  材料方面:在10度以下,其發泡率降低,因此使用時明顯受到季節的制約;發泡成型速度快,很難達到密實、平整,閉水性能較差且影響排水速度;正常情況下,封閉率達95%,老化后易透水,后期維護困難;橋梁在使用過程中,纜索系統受到恒載及動載的影響會產生震動,位于下導管上部的聚氨酯發泡材料在拉鎖的不斷震動中老化破裂,雨水沿縫隙進入導管,致使錨杯錨頭出現銹蝕;由于橋梁結構處于野外環境,聚氨酯發泡材料長期受到紫外線照射后,容易變質、開裂,孔隙率變大,易進水,達不到密封效果。

  安裝新型拉索導管密封系統

  為了從根本上解決錨固端防護問題,確保錨頭部位無滲水、濕氣等腐蝕介質進入,同時也不至于過多的提高防護成本,通過分析,確定如下方案:

  采用防雨罩+索導管出口處安裝新型拉索密封系統,與索體PE結合處采用硅膠+密封圈處理。

  索導管出口新型密封系統示意

斜拉橋梁下錨頭及導管病害檢測及改良

  其中,株洲市完全科技有限公司自主研發的新型拉索導管密封系統,主要是由密封氣囊、變徑密封襯套、防腐密封膠組成。三部分相輔相成,能承受重載通過橋面時拉索出現的低頻震動與擠壓變形,可以真正確保復雜工作條件下的有效密封。

  防腐密封材料性能及實驗

  1、系列化設計的變徑膠圈,解決拉索與預埋鋼管間間隙過大的問題,同時解決拉索在預埋鋼管內偏心的問題,使新型密封裝置的通用性、適用性更強。

斜拉橋梁下錨頭及導管病害檢測及改良

  2、適應環境能力強,適應溫度環境(-15℃~60℃)。

  3、安裝快速、便捷,不需要水電條件支持,不需要大型施工機械設備支持,單人15-30分鐘即可完成。施工占地小,非常適合通車狀態下的橋梁維護施工。

  4、系統組件耐候性好,能承受酸堿污水浸泡不出現老化降解,使用壽命長達20年。

  5、密封氣囊主體采用高分子金屬復合材料,完全防水不滲漏,抗壓、耐腐蝕性能好。能在索導管與索體間形成一個隔水無滲漏的柔性密封環。填充緊實度高,徹底隔絕水、空氣的流動,真正滴水不漏。

  6、檢測維護需要放開鋼套管口時,5分鐘可完成密封氣囊的拆卸,完整取出。不會對拉索表面PE護套及索導管內壁造成損傷。

斜拉橋梁下錨頭及導管病害檢測及改良

  結束語:經現場驗證,錨頭導管用新型拉索導管密封系統符合施工和設計要求,提高錨固端防腐密封質量和橋梁技術狀況等級,延長了錨固端防腐密封的使用壽命,能達到零點斜拉橋錨頭密封防腐的預期效果。

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