淺談斜拉索PE護(hù)套的維修

張曉東

(遼寧大通公路工程有限公司)

淺談斜拉索PE護(hù)套的維修

張曉東

(遼寧大通公路工程有限公司)

主要介紹斜拉索護(hù)套病害情況，分析斜拉索護(hù)套開(kāi)裂的原因，掌握斜拉索PE護(hù)套開(kāi)裂的維修工藝。

斜拉索;護(hù)套;開(kāi)裂;維修

1 斜拉索的構(gòu)造

遼河大橋共112根斜拉索，拉索采用扇形布置，梁上拉索錨固點(diǎn)橫向間距30.94 m，斜拉索在主梁上的標(biāo)準(zhǔn)索距為15.0 m。第一對(duì)拉索至塔梁交叉點(diǎn)為17.7 m。拉索規(guī)格按A14～A1，H14～H1順序分別為211絲4根，187絲3根，151絲3根，121絲3根，151絲1根。拉索最長(zhǎng)237.662 m，最短72.935 m。

遼河大橋斜拉索采用的是中鐵大橋(鄭州)纜索有限公司生產(chǎn)的雙層HDPE護(hù)套的鍍鋅平行鋼絲拉索體系，鋼絲為7 mm鍍鋅高強(qiáng)度、低松馳鋼絲，抗拉標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度為1 670 MPa，鋼絲束外纏繞保護(hù)帶，護(hù)套采用雙層，內(nèi)層為黑色高密度聚乙烯，外層為彩色高密度聚乙烯。鋼絲排列整齊密實(shí)，同心絞合，左旋。扭絞后的裸索外加纏包帶，帶寬30～40 mm，單層重疊寬度應(yīng)不小于帶寬的1/3，雙層纏包。纏包帶采用高強(qiáng)度復(fù)合帶。在纏包帶的鋼絲束外擠包高密度聚乙烯護(hù)套兩層(黑色和彩色)，雙層護(hù)套一次成型，成型后的拉索表面光滑平整，護(hù)套厚度偏差小于±1 mm。

2 斜拉索檢查

養(yǎng)護(hù)工作人員對(duì)全橋112根斜拉索進(jìn)行了全面檢查，確定斜拉索PE護(hù)套破損類型、破損位置、破損長(zhǎng)度及破損程度，做好斜拉索PE護(hù)套病害檢查記錄。從檢查結(jié)果可以看出，個(gè)別斜拉索護(hù)套存在開(kāi)裂破損情況，有一處開(kāi)裂破損的較為嚴(yán)重，同時(shí)養(yǎng)護(hù)人員也對(duì)大橋進(jìn)行了多項(xiàng)專項(xiàng)檢測(cè)，為保證橋梁正常使用，及時(shí)消除交通安全隱患，避免嚴(yán)重后果發(fā)生，故對(duì)斜拉索護(hù)套開(kāi)裂破損處進(jìn)行專項(xiàng)維修。

3 斜拉索PE護(hù)套開(kāi)裂原因分析

3.1 人為因素的影響

斜拉索施工涉及的工序較為繁雜，具體有運(yùn)輸、存放、卷盤(pán)、展開(kāi)、拖索、吊裝、牽引、錨固、張拉及調(diào)整等，而斜拉索的PE護(hù)套保護(hù)層為柔性聚合物，在運(yùn)輸、掛索、張拉等施工中，斜拉索會(huì)不可避免地受到不同程度的損傷。在這次檢查中發(fā)現(xiàn)的LNA4號(hào)斜拉索護(hù)套開(kāi)裂就是當(dāng)時(shí)施工時(shí)，由于在張拉過(guò)程中護(hù)套外層的保護(hù)層被牽引機(jī)具直接拉住，導(dǎo)致PE護(hù)套被拉裂，施工方當(dāng)時(shí)修補(bǔ)過(guò)，后期經(jīng)過(guò)這兩年的運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)在原來(lái)修補(bǔ)過(guò)的地方又出現(xiàn)了開(kāi)裂痕跡。

3.2 檢修機(jī)具的影響

在拉索檢測(cè)過(guò)程中，沿拉索移動(dòng)的檢測(cè)小車(chē)摩擦擠壓拉索，導(dǎo)致拉索護(hù)套局部損傷。

3.3 活載的影響

由于車(chē)輛、行人、風(fēng)、雨等活載的作用，拉索應(yīng)力變化大，索梁振動(dòng)加劇，拉索伸長(zhǎng)量也發(fā)生往復(fù)性的變化，這種往復(fù)變化將使得PE材料出現(xiàn)疲勞、開(kāi)裂，破壞防護(hù)系統(tǒng)的整體性。

3.4 意外事故

橋上發(fā)生火災(zāi)或爆炸等高溫引起斜拉索護(hù)套燒傷，使其力學(xué)性能下降，交通事故中失控車(chē)輛沖撞斜拉索使斜拉索護(hù)套開(kāi)裂損傷。

3.5 溫度的影響

東北地區(qū)一年四季溫差的變化較為明顯，組成拉索材料的鋼材、PE護(hù)套等，其線膨脹系數(shù)相差較大，不能同步伸縮，導(dǎo)致拉索的護(hù)套出現(xiàn)微裂縫，在外界環(huán)境因素的侵蝕下，加速了拉索的老化與損壞。

4 斜拉索PE護(hù)套維修

4.1 維修材料

(1)白色高密度聚乙烯護(hù)層料(PE)，直接暴露在自然環(huán)境下，除經(jīng)受南方地區(qū)的高溫、北方地區(qū)的嚴(yán)寒外，還能經(jīng)受空氣中各種有害氣體的侵蝕，具有較高的耐侯性、耐腐蝕性和耐光性等抗老化能力。

(2)聚氯乙烯纏包帶(PVF)，具有足夠的拉力強(qiáng)度和韌性，對(duì)鋼絲無(wú)腐蝕作用，其pH值在6.5～8.5范圍內(nèi)，其抗拉強(qiáng)度≥1 200 N，伸長(zhǎng)率≥2.5 N，屬中性材質(zhì)。

4.2 維修工具

使用的工具有細(xì)木銼、鉗子、螺絲刀，塑料焊接用熱風(fēng)塑焊槍、電烙鐵、焊槍功率在300 W以上，熱熔夾具(自制)、電子溫度調(diào)節(jié)器、溫度計(jì)(量程為300℃)、角磨機(jī)、樹(shù)脂磨片、美工刀、220 V電源等。

4.3 維修工藝

(1)局部缺陷的修補(bǔ)方法

對(duì)于斜拉索PE護(hù)套表面小面積局部的劃傷，深度在3 mm以下的地方，用美工刀修整缺陷部位，并剖割成坡形，將相同的PE原料放在修補(bǔ)區(qū)上，覆蓋破損處，用鉗子或螺絲刀固定好，然后用熱風(fēng)速焊槍連續(xù)焊好，再用角磨機(jī)進(jìn)行表面打磨處理，使損壞處恢復(fù)原有的護(hù)層厚度，并使斜拉索表面基本恢復(fù)原有平整狀態(tài)。注意塑料焊槍熱風(fēng)溫度不要太高，以免修補(bǔ)處燒焦。

(2)大接頭的修補(bǔ)方法

對(duì)于比較深、范圍較大的，修復(fù)面積大于10 cm2，深度在3 mm以上的損傷處，采用加熱套管進(jìn)行護(hù)套修復(fù)，要求補(bǔ)丁方正規(guī)則、美觀。修復(fù)工藝相對(duì)復(fù)雜，要求修復(fù)人具備較高的技術(shù)水平。具體操作步驟如下:

①修補(bǔ)前，要把護(hù)套破損處周?chē)奈鄯x用麻布擦干凈，確保修補(bǔ)時(shí)不影響護(hù)套之間的粘連。

②用美工刀剝開(kāi)斜拉索護(hù)套開(kāi)裂破損部位，去掉破損的護(hù)套，檢查拉索鋼絲干濕情況，是否從開(kāi)裂破損處進(jìn)水，如果進(jìn)水，要做烘干處理，并對(duì)鋼絲表面進(jìn)行除銹防腐處理，再進(jìn)行修補(bǔ)。

③用聚氯乙烯纏包帶(PVF)對(duì)鋼絲表面進(jìn)行雙層纏包。

④將相同的PE原料填充在受損部位，然后用加熱套管使PE原料熱熔補(bǔ)充在損壞的拉索缺口上。斜拉索修補(bǔ)過(guò)程中，操作時(shí)要注意加熱溫度，既不能因溫度不足而產(chǎn)生夾生現(xiàn)象，更不容許因溫度過(guò)高而發(fā)生材料炭化，修復(fù)表面不允許出現(xiàn)氣泡。用電子溫度調(diào)節(jié)器控制溫度，一般控制在180℃左右。

⑤熱熔完成，待冷卻后，用角磨機(jī)對(duì)護(hù)套表面進(jìn)行打磨處理，恢復(fù)原有的護(hù)層厚度，并使斜拉索表面基本恢復(fù)原有平整度。

5 結(jié)束語(yǔ)

在長(zhǎng)年的運(yùn)行中，斜拉索護(hù)套表面開(kāi)裂破損現(xiàn)象是普遍存在的，損傷輕微的只傷及了護(hù)套，如何修補(bǔ)能保證質(zhì)量，而且修補(bǔ)時(shí)間短日益成為養(yǎng)護(hù)工者普遍關(guān)心的問(wèn)題。拉索護(hù)套修補(bǔ)技術(shù)投入小，在現(xiàn)場(chǎng)的惡劣條件下又容易實(shí)現(xiàn)，因此護(hù)套的修補(bǔ)技術(shù)及質(zhì)量日益成為大橋管理者關(guān)心的問(wèn)題。這就需要對(duì)斜拉橋進(jìn)行系統(tǒng)的、科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，要加強(qiáng)日常管理，發(fā)現(xiàn)病害及時(shí)處理，保證其在最佳狀態(tài)下運(yùn)行，延長(zhǎng)其使用壽命，發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)效益。

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