張曉東

(遼寧大通公路工程有限公司)

淺談斜拉索PE護套的維修

張曉東

(遼寧大通公路工程有限公司)

主要介紹斜拉索護套病害情況，分析斜拉索護套開裂的原因，掌握斜拉索PE護套開裂的維修工藝。

斜拉索;護套;開裂;維修

1 斜拉索的構造

遼河大橋共112根斜拉索，拉索采用扇形布置，梁上拉索錨固點橫向間距30.94 m，斜拉索在主梁上的標準索距為15.0 m。第一對拉索至塔梁交叉點為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護套的鍍鋅平行鋼絲拉索體系，鋼絲為7 mm鍍鋅高強度、低松馳鋼絲，抗拉標準強度為1 670 MPa，鋼絲束外纏繞保護帶，護套采用雙層，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，同心絞合，左旋。扭絞后的裸索外加纏包帶，帶寬30～40 mm，單層重疊寬度應不小于帶寬的1/3，雙層纏包。纏包帶采用高強度復合帶。在纏包帶的鋼絲束外擠包高密度聚乙烯護套兩層(黑色和彩色)，雙層護套一次成型，成型后的拉索表面光滑平整，護套厚度偏差小于±1 mm。

2 斜拉索檢查

養(yǎng)護工作人員對全橋112根斜拉索進行了全面檢查，確定斜拉索PE護套破損類型、破損位置、破損長度及破損程度，做好斜拉索PE護套病害檢查記錄。從檢查結果可以看出，個別斜拉索護套存在開裂破損情況，有一處開裂破損的較為嚴重，同時養(yǎng)護人員也對大橋進行了多項專項檢測，為保證橋梁正常使用，及時消除交通安全隱患，避免嚴重后果發(fā)生，故對斜拉索護套開裂破損處進行專項維修。

3 斜拉索PE護套開裂原因分析

3.1 人為因素的影響

斜拉索施工涉及的工序較為繁雜，具體有運輸、存放、卷盤、展開、拖索、吊裝、牽引、錨固、張拉及調(diào)整等，而斜拉索的PE護套保護層為柔性聚合物，在運輸、掛索、張拉等施工中，斜拉索會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號斜拉索護套開裂就是當時施工時，由于在張拉過程中護套外層的保護層被牽引機具直接拉住，導致PE護套被拉裂，施工方當時修補過，后期經(jīng)過這兩年的運行，發(fā)現(xiàn)在原來修補過的地方又出現(xiàn)了開裂痕跡。

3.2 檢修機具的影響

在拉索檢測過程中，沿拉索移動的檢測小車摩擦擠壓拉索，導致拉索護套局部損傷。

3.3 活載的影響

由于車輛、行人、風、雨等活載的作用，拉索應力變化大，索梁振動加劇，拉索伸長量也發(fā)生往復性的變化，這種往復變化將使得PE材料出現(xiàn)疲勞、開裂，破壞防護系統(tǒng)的整體性。

3.4 意外事故

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

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護套等，其線膨脹系數(shù)相差較大，不能同步伸縮，導致拉索的護套出現(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護套維修

4.1 維修材料

(1)白色高密度聚乙烯護層料(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)，具有足夠的拉力強度和韌性，對鋼絲無腐蝕作用，其pH值在6.5～8.5范圍內(nèi)，其抗拉強度≥1 200 N，伸長率≥2.5 N，屬中性材質(zhì)。

4.2 維修工具

使用的工具有細木銼、鉗子、螺絲刀，塑料焊接用熱風塑焊槍、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(量程為300℃)、角磨機、樹脂磨片、美工刀、220 V電源等。

4.3 維修工藝

(1)局部缺陷的修補方法

對于斜拉索PE護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原料放在修補區(qū)上，覆蓋破損處，用鉗子或螺絲刀固定好，然后用熱風速焊槍連續(xù)焊好，再用角磨機進行表面打磨處理，使損壞處恢復原有的護層厚度，并使斜拉索表面基本恢復原有平整狀態(tài)。注意塑料焊槍熱風溫度不要太高，以免修補處燒焦。

(2)大接頭的修補方法

對于比較深、范圍較大的，修復面積大于10 cm2，深度在3 mm以上的損傷處，采用加熱套管進行護套修復，要求補丁方正規(guī)則、美觀。修復工藝相對復雜，要求修復人具備較高的技術水平。具體操作步驟如下:

①修補前，要把護套破損處周圍的污穢用麻布擦干凈，確保修補時不影響護套之間的粘連。

②用美工刀剝開斜拉索護套開裂破損部位，去掉破損的護套，檢查拉索鋼絲干濕情況，是否從開裂破損處進水，如果進水，要做烘干處理，并對鋼絲表面進行除銹防腐處理，再進行修補。

③用聚氯乙烯纏包帶(PVF)對鋼絲表面進行雙層纏包。

④將相同的PE原料填充在受損部位，然后用加熱套管使PE原料熱熔補充在損壞的拉索缺口上。斜拉索修補過程中，操作時要注意加熱溫度，既不能因溫度不足而產(chǎn)生夾生現(xiàn)象，更不容許因溫度過高而發(fā)生材料炭化，修復表面不允許出現(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，用角磨機對護套表面進行打磨處理，恢復原有的護層厚度，并使斜拉索表面基本恢復原有平整度。

5 結束語

在長年的運行中，斜拉索護套表面開裂破損現(xiàn)象是普遍存在的，損傷輕微的只傷及了護套，如何修補能保證質(zhì)量，而且修補時間短日益成為養(yǎng)護工者普遍關心的問題。拉索護套修補技術投入小，在現(xiàn)場的惡劣條件下又容易實現(xiàn)，因此護套的修補技術及質(zhì)量日益成為大橋管理者關心的問題。這就需要對斜拉橋進行系統(tǒng)的、科學的養(yǎng)護，要加強日常管理，發(fā)現(xiàn)病害及時處理，保證其在最佳狀態(tài)下運行，延長其使用壽命，發(fā)揮最大經(jīng)濟效益。

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2014-01-11