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：
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。
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。
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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