下承式鋼管混凝土系桿拱橋PE 護套病害修復方法探索

□文/呂大勇 宋博琪 羅會來

□宋博琪、羅會來/天津市市政工程研究院。

下承式鋼管混凝土系桿拱橋PE 護套病害修復方法探索

□文/呂大勇 宋博琪 羅會來

文章簡述了彩虹大橋系桿PE護套的典型病害，對常見的PE護套修復工藝及適用范圍進行了比對，根據彩虹大橋的工程特點提出了針對性的修復方法。

系桿；PE護套；修復

1 概況

彩虹大橋由主橋及兩側引橋共3部分組成，總長1215.69m，主橋為168m+168m+168m下承式鋼管混凝土系桿拱橋。拱肋矢高32m，矢跨比1/5，拱軸為懸鏈線。拱肋截面為啞鈴形，上下鋼管直徑1.5m，用腹板連結，全高3.75m，鋼管和腹板內壓注強度等級為C50的混凝土。大橋共3跨、計6片拱肋，每片拱肋在拱腳處設8根高強度低松馳預應力鋼絞線束為系桿，每根鋼絞線束由37根φ5mm鋼絞線組成，外覆PE護套。該橋于1998年11月正式通車。

2 病害情況

對彩虹大橋進行檢查時發現系桿PE護套開裂嚴重。由于系桿是橋梁的重要結構體系，若開裂的系桿PE護套不能及時進行修復，雨水等對系桿索索體侵蝕，進而引起系桿索的銹蝕甚至斷裂，必將引發嚴重事故，為此對系桿PE護套進行修復勢在必行。

3 系桿PE護套常見修復方法

3.1 熱熔焊接法

熱熔焊接法是將兩個相同的連接界面用熱板加熱到粘流態后，移開熱板，再給連接界面施加一定壓力并在此壓力狀態下冷卻固化，形成牢固的連接。其主要工藝過程為調整、加熱、切換、合縫加壓和冷卻。此方法可在索體具有一定空間的情況下進行，適用于PE開裂較小，開裂處亦較少的病害修復。

3.2 熱縮帶纏包法

其工藝過程主要分3步：

1）將裂縫處進行干燥處理；

2）用纏包機對索體纏包；

3）用加熱裝置對纏包的熱縮帶進行加熱，使熱縮帶粘合。

此方法可在索體間距離較大、有操作空間情況下用，適用于索體損傷開裂處數多，需要對整束系桿拉索進行全纏包修復的情況。

3.3 發泡劑密封法

采用聚氨酯發泡劑將需要修補的位置進行密封，此方法操作簡單，可以對沒有操作空間的病害進行修復。

4 彩虹大橋PE護套修復

4.1 難點

主橋系桿防護體系為箱式密閉結構，即系桿兩側為鋼筋混凝土防撞墻，系桿頂部用錳鋼板封閉的倒U型結構，加之系桿索索體緊密接觸，操作空間狹小，見圖1。

圖1 彩虹大橋既有系桿防護體系

所以熱熔焊接法和熱縮帶纏包法均不適用于本工程。發泡劑密封法雖然可以將PE護套裂縫進行封堵，但是大面積的使用發泡劑會有2個問題：

1）無法觀察系桿PE護套是否出現新的病害；

2）若系桿出現異常、需要進行檢查、修復時，剝離發泡劑是個極大的難題。為此必須尋找適合本工程的方法進行修復。

4.2 解決方法

在動荷載作用下系桿反復出現拉（壓）應力變化，PE護套錨固于拱腳處、不能自由伸縮，因此PE護套必須具備相應的抗拉（抗壓）強度，才能不至于在應力作用下破壞。

為找到適宜的密封材料，對多種常見的密封膠進行比對試驗，試驗結果表明試用的密封膠雖然可以對裂縫進行密封，但是其抗拉強度極低，無法滿足工程需要。通過大量的調查研究和比對試驗，HM106聚硫密封劑是一種較為理想的系桿PE護套裂縫修補材料，能夠對具備一定操作空間的裂縫進行修復。

HM106聚硫密封劑采用液態聚硫橡膠為基配制而成的雙組分硫化型密封劑。由于其分子結構中含有特殊的補強劑和憎水助劑，因而具有極高的粘接穩定性能，優異的耐水、耐油和耐大氣老化性能。該產品主要特點：高拉伸強度和粘接強度，老化性能穩定；優異的耐水穩定性；工作使用溫度范圍為-40～120℃，短期為130℃；綜合老化性能壽命達20a以上。

經過反復試驗，本工程主要施工工藝如下。

1）環縫及縱縫內。剝除裂縫周圍的失效PE防護層；吹干鋼絞線表面及鋼絞線間（即內部）的殘留水分；清潔鋼絞線表面；在鋼鉸線表面刷涂XF06-2磷化底漆1道；在磷化底漆表面刷涂BC-1表面處理劑；刮涂HM-106聚硫密封劑，以填平縫隙為準。

2）接縫處。清洗接縫處兩側的PE外護層和面漆表面；用預先刮涂HM106聚硫密封劑的高強玻璃纖維布包覆修復處，在此玻纖布兩端處刮涂HM106聚硫密封劑圓滑過渡。

5 總結

由于施工工藝及技術水平的限制，彩虹大橋系桿PE護套的維修面臨很大難題。

1）系桿箱空間狹小，幾乎沒有維修空間。為了增加維修空間，便于對系桿的檢查和維修，對系桿防護系統進行了改造。

2）既有系桿PE護套與系桿索為一體成型、共同埋入拱腳。在長期反復應力的作用下，系桿PE護套發生開裂，由于錨固于拱腳，應力難以釋放，進而加劇了PE護套的損壞。現狀沒有更好的辦法對系桿PE護套進行更換，只能進行維修和保護，延緩PE護套的使用壽命。

3）由于系桿的特殊結構形式，系桿索難以更換，必須限載、限重，同時加強系桿受力狀態的監測，及時發現狀況并預警，確保系桿體系的安全運行。

4）采用此種工藝對彩虹橋全部系桿PE護套進行了維修，效果良好。

U445.7

C

1008-3197（2011）04-47-02

2010-04-18

呂大勇/男，1978年出生，工程師，天津市市政工程研究院，主要從事樁基及橋梁檢測工作。

□宋博琪、羅會來/天津市市政工程研究院。