拉索桥密封系统

斜拉桥梁下锚头及导管病害检测及改良

2021-01-06

  

  斜拉索桥梁结构一般处于野外环境,受风、雨、雪、腐蚀性大气等因素直接影响,对结构有着较高的耐腐蚀和耐久性性要求。

  2012年在给某立交斜拉桥梁定期检测中,发现斜拉桥中央分隔带凹槽内的聚氨酯发泡沫失效,下导管表面锈蚀,斜拉索锚头渗水严重,锚固端防腐密封系统功能丧失,斜拉索受力状态产生了严重的退化。

  现状调查情况分析

  (1)锚固端下导管外部:下导管外部聚氨酯发泡沫失效,聚氨酯发泡材料蓄水严重,积水深 15cm左右。由于下导管钢管道被蓄水发泡材料所包裹,导致钢管道表层油漆性能退化,起皮失效,造成底漆外露,且表面锈蚀面积达20%。

  (2)锚固端下导管内部:绝大部分导管护罩下方存有积水;减震器部分表面有轻微锈蚀痕迹,个别减震器纵向下滑;导管内部填充物浸水严重、腐蚀变质;部分下导管内壁表面锈蚀。

  (3)部分下锚箱的锚头周围:存在水流沿锚箱壁流淌痕迹,锚杯内部沿定位板边缘有水状液体流出,痕迹处表层油漆退化、失效,部分位置露出底漆,锚箱壁锈蚀,锚箱顶部也存在表层油漆起皮、内壁锈蚀现象。

  通过现场检测,斜拉桥梁下锚头渗水产生的原因分析如下:

  材料方面:在10度以下,其发泡率降低,因此使用时明显受到季节的制约;发泡成型速度快,很难达到密实、平整,闭水性能较差且影响排水速度;正常情况下,封闭率达95%,老化后易透水,后期维护困难;桥梁在使用过程中,缆索系统受到恒载及动载的影响会产生震动,位于下导管上部的聚氨酯发泡材料在拉锁的不断震动中老化破裂,雨水沿缝隙进入导管,致使锚杯锚头出现锈蚀;由于桥梁结构处于野外环境,聚氨酯发泡材料长期受到紫外线照射后,容易变质、开裂,孔隙率变大,易进水,达不到密封效果。

  安装新型拉索导管密封系统

  为了从根本上解决锚固端防护问题,确保锚头部位无渗水、湿气等腐蚀介质进入,同时也不至于过多的提高防护成本,通过分析,确定如下方案:

  采用防雨罩+索导管出口处安装新型拉索密封系统,与索体PE结合处采用硅胶+密封圈处理。

  索导管出口新型密封系统示意

斜拉桥梁下锚头及导管病害检测及改良

  其中,株洲市完全科技有限公司自主研发的新型拉索导管密封系统,主要是由密封气囊、变径密封衬套、防腐密封胶组成。三部分相辅相成,能承受重载通过桥面时拉索出现的低频震动与挤压变形,可以真正确保复杂工作条件下的有效密封。

  防腐密封材料性能及实验

  1、系列化设计的变径胶圈,解决拉索与预埋钢管间间隙过大的问题,同时解决拉索在预埋钢管内偏心的问题,使新型密封装置的通用性、适用性更强。

斜拉桥梁下锚头及导管病害检测及改良

  2、适应环境能力强,适应温度环境(-15℃~60℃)。

  3、安装快速、便捷,不需要水电条件支持,不需要大型施工机械设备支持,单人15-30分钟即可完成。施工占地小,非常适合通车状态下的桥梁维护施工。

  4、系统组件耐候性好,能承受酸碱污水浸泡不出现老化降解,使用寿命长达20年。

  5、密封气囊主体采用高分子金属复合材料,完全防水不渗漏,抗压、耐腐蚀性能好。能在索导管与索体间形成一个隔水无渗漏的柔性密封环。填充紧实度高,彻底隔绝水、空气的流动,真正滴水不漏。

  6、检测维护需要放开钢套管口时,5分钟可完成密封气囊的拆卸,完整取出。不会对拉索表面PE护套及索导管内壁造成损伤。

斜拉桥梁下锚头及导管病害检测及改良

  结束语:经现场验证,锚头导管用新型拉索导管密封系统符合施工和设计要求,提高锚固端防腐密封质量和桥梁技术状况等级,延长了锚固端防腐密封的使用寿命,能达到零点斜拉桥锚头密封防腐的预期效果。

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