平行鋼絲斜拉索錨端防護系統檢測及維護設計研究

黃振東

（北京九通衢檢測技術股份有限公司，北京 100070）

1 引言

目前，國內平行鋼絲斜拉索預埋管積水和滲漏問題一直是斜拉橋梁端防腐的難題。以往的斜拉索梁端預埋管防腐設計方案大多采用“單一填充”的方案，即僅在預埋管內填充防腐油脂、發泡材料等。近年來，檢測過程中發現此種單一填充設計方式在長時間使用過程中暴露出許多問題，如一定年限內，由于溫度及斜拉索的振動，不銹鋼防水罩存在開焊，封口膠開裂、失效，發泡材料降解、出現裂縫等現象，由于雨水滲入會使泡沫膨脹、硬化，導致后期維護十分困難。

2 橋梁概況

浙江某跨江斜拉橋為城市快速路上一座雙塔雙索面預應力混凝土斜拉橋。橋梁全長713m，全寬45m，主橋跨徑組合為95.5m+222m+95.5m，斜拉索采用Φ7鍍鋅高強平行鋼絲成品索，拉索采用雙層PE護套，兩端均采用帶外螺紋的張拉端冷鑄錨。全橋共設斜拉索144根，規格由Φ7×151～ 295根不等，最長斜拉索為主跨C18號索，索長約122m。橋梁于2008年9月開通運營。

3 平行鋼絲斜拉索體系的結構組成

為了對斜拉索進行精確有效的檢測和深度分析病害，需在此之前識別斜拉索體系結構，平行鋼絲斜拉索體系分為三個主要部分：

（1）錨固段。包括張拉端與固定端，張拉端由錨杯、錨圈、錨墊板、錨頭防護罩等組成，固定端由錨杯、螺母、錨墊板、錨頭防護罩等組成。

（2）過渡段。由連接筒（預埋管）、減震器、防水罩等組成。

（3）自由段。由高強鋼絲、纏包帶、熱擠壓PE護套等組成。

4 錨端防護系統檢測結果

盡管斜拉索在設計時考慮了防腐、防滲漏等防護問題，也配備了相應的防護體系，如不銹鋼防護罩、密封罩、預埋管內填充防腐油脂等。但許多采用平行鋼絲斜拉索的斜拉橋在經過多年運營后，拉索體系仍然出現了不同程度的病害現象。本次通過對平行鋼絲斜拉索體系的外觀、爬索及開錨檢測發現以下病害：

（1）錨固段。檢查發現主要病害為上、下錨頭防腐油脂失效（老化變質、油脂不足或缺失），下錨頭防護罩積水，上、下錨頭錨墊板銹蝕，下錨頭防水墊圈老化，下錨頭漏油（見圖1～ 4）。

圖1 防腐油脂缺失

圖2 防腐油脂變質

圖3 防護罩內積水

圖4 防水墊圈老化

（2）過渡段。檢查發現主要病害為鋼錨管銹蝕、鋼錨管積水、防水罩密封膠開裂、防水罩開焊、鋼護套密封膠開裂（見圖5～ 8）。

圖 5 鋼錨管內積水

圖 6 防水罩密封膠開裂

圖 7 不銹鋼防水罩開焊

圖 8 鋼護套密封膠開裂

（3）自由段。檢查發現主要病害為PE護套存在淺劃痕。

5 病害原因分析

本次檢測的問題主要為預埋管及下錨頭積水、防腐油脂失效問題。主要原因包括橋面上、下兩部分防護系統失效。

（1）橋面以上防水系統失效。防水罩上口密封膠開裂失效、防水罩開焊、鋼護套上口密封膠開裂失效均會導致雨水流入預埋管內并導致預埋管內防腐油脂乳化、失效，雨水經預埋管向下流并帶出部分防護油脂，進而造成下錨頭積水、防腐油脂失效、漏油等病害。

（2）橋面以下防水系統失效。錨頭防護罩內密封圈老化失效，外界雨水會從老化失效的密封圈縫隙進入錨頭內，進而造成下錨頭積水。

6 錨端系統維護方案

根據檢測結果，斜拉索錨端系統維護工程主要解決雨水滲漏及斜拉索防腐問題。維護工程包括過渡段及錨固段兩大部分。

6.1 過渡段維護

（1）對原不銹鋼防水罩開焊處進行補焊打磨處理。

（2）提升不銹鋼防水罩及上方鋼護套后，更換預埋管內的防腐油脂，其工藝為：采用油脂加注機，高壓作用下利用輸油管把新油脂灌送到鋼錨管底，把舊油脂擠壓上來，完成油脂更換。

（3）油脂更換后，用非硫化型阻蝕密封膏在預埋管上端口進行密封處理，進一步防止雨水滲入預埋管內。在密封處理前，預埋管上端口應預留20cm左右厚的密封位置。非硫化型阻蝕密封膏需具有足夠的耐熱性、耐低溫性和粘附率。

（4）對不銹鋼防水罩及鋼護套進行復位，并在防水罩上口及鋼護套上口用硫化型密封膠封口。硫化型密封膠需要有足夠的拉伸性能和耐老化性能，若膠體伸長率不夠，在熱脹冷縮和斜拉索振動作用下，會導致膠體撕裂拉開，同時，膠體與基體接觸面積需足夠大，若膠體與基體上或下接觸面積小，相同受力作用下，接觸面積小的一方膠體會先開裂。

（5）在原不銹鋼防水罩上增設橡膠防雨罩，并用密封膠進行端口防護，進一步加強防水性能。

（6）對預埋管（鋼錨管）外表進行除銹刷漆處理。

6.2 錨固段維護

（1）更換上、下錨頭內防腐油脂。

（2）更換上、下錨頭內防水墊圈。

（3）對錨墊板進行除銹、刷漆處理。

（4）對缺失、松動的錨杯蓋及防護罩螺栓進行補裝、擰緊處理。

7 結語

綜上所述，在預埋管上端口填充非硫化型阻蝕密封膏，原不銹鋼防水罩上設計一個橡膠防雨罩，這種采用“防腐油脂或者發泡材料等填充物+非硫化型阻蝕密封膏+不銹鋼防水罩+橡膠防雨罩”的設計是一種更為有效的防水方案，此種防水方案在同類斜拉索橋型維護中具有一定借鑒意義。