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摘要:与其他桥梁相比,斜拉桥具有跨径能力好、经济效益好等优点,斜拉桥是大跨径桥梁的一种,是我国中跨桥梁的首选类型。随着国内外技术的进步,我国已建成了许多斜拉桥,其中最大的主跨度达1088米。然而,现在很多斜拉桥都存在很多腐蚀问题,如电缆腐蚀、错端锈蚀、电缆受力不足等。而且斜拉桥的腐蚀严重造成了经济损失、使用寿命等问题,艾米,还有缺点施工成本低比制作的成本高出几倍。因此,对斜拉桥的缆索腐蚀进行合理的研究,可以为斜拉桥的设计提供依据。
关键词:斜拉桥拉索,腐蚀,防护
1.研究目的
斜索又称拉索,是把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部材。斜拉桥的拉索材料通常为钢索,其形式按其组成方法而不同,可由平行钢丝,平行钢缆,单根钢缆,钢丝绳,封闭式钢索或实体钢筋组成。由于拉索系倾斜放置,故称斜索。
斜拉索主要由钢材组成且长期暴露在空气中,因而存在拉锁锈蚀或断裂的问题,这必然会影响整个结构的安全。尽管斜拉索桥在设计初一定采取了很多防拉索腐蚀的办法,但很多方法在材料、工艺、维护技术上还不成熟,桥梁的维持时间和安全问题严重被影响。于1989 年建立的广州海印大桥。广州海印大桥中的斜拉索中的钢丝有四层保护,分别是:镀锌层,水泥压浆层,聚乙烯含碳黑防老化层,多通树脂玻璃钢缠带包裹层。在当时的知识水平下,被认为已经做足了防腐蚀准备。从我们组收集的换索工程案例来看,大型桥梁工程的换索长达数月甚至数年,并且会造成严重的经济损失和社会生活效益损失。于是,斜拉索防腐蚀就成为了桥梁工程领域的一大关键课题。拉索长期处于高应力状态下,腐蚀的效果更加明显。这种腐蚀主要是电化学腐蚀,因此采用的防护材料中必须杜绝腐蚀钢材的成分且有良好的强度和耐候性。除此之外,斜拉索配套构件系统,也会直接影响到桥梁的使用情况。经过查找研究资料我们发现,拉索的腐蚀主要表现为氧的去极化作用,所以在我们组看来,最终目的就是为了阻止大气进入,因此要拉索表面形成电解液水膜来保护他。
2.研究方法
本次斜拉桥拉索腐蚀及其防护调研,采用的调研方法主要是文案调研和实地调研。文案调研,主要是依靠所收集到的资料进行整理与分析,更全面的了解拉索腐蚀及防护的方法。根据调查研究,找出的国内19座斜拉桥的换锁资料显示,列出了已经换索的桥梁时间、换索时间、竣工时间,桥梁原拉索钢丝形式、防护斜拉桥拉索被腐蚀的方式及更换斜拉索的原因。同时,通过实地现场调研,了解南京附近斜拉桥拉索腐蚀及防护的情况。在现场调研可以直接记录正在发生的情况,依靠观察法收集信息。通过询问法,询问相关技術施工人员,了解一些桥梁的腐蚀情况和防护措施,对比措施之间的差别和对其可行性进行分析。综合所有收集到的资料,分析总结斜拉桥拉索腐蚀情况和各类防护措施。
3.研究成果
3.1索体防护
索体保护是斜拉桥保护的基础,是一种保护钢铁、主要途径,是实现热浸镀锌过程或环氧材料材料涂层工艺的高强度钢丝,保护索体,以避免索体被腐蚀的斜拉桥。二是斜拉桥整体索体的保护。主要方法是挤出高密度聚乙烯(PE)壳钢丝束和粉线束,保护管的母质特性具有增亮、防水、耐压等效果。具有实用性和并行性,可形成不同的防护结构体系。
3.2索体与锚具结合部位防护
斜拉桥中的防护薄弱环节—斜拉桥月锚具的结合部位,因为索体的结构和斜拉桥锚具的结构不同,因此导致存在结构上的差异,锚固区有一段钢丝索的PE要剥开,以方便错固。不易密封的这一区间,易造成腐蚀,必须采取有效的结构措施采用适当的材料、工艺进行特殊处理,防止水等污染源进入。
平行电线电缆的接头部分为冷铸锚(或帽铸锚),填充材料为能有效抗腐蚀的砂配方(或耐腐蚀性能较好的锌铜合金)。结合有限元剥离区特点,采用抗疲劳结构的连接管对管道内带有耐腐蚀填料的PE剥离段进行密封。在连接管与聚乙烯体之间的边界处,采用橡胶结垢环或热阻一个平行钢绞线夹紧固定,接缝部分用环氧树脂或水泥砂浆密封。考虑到电缆更换的需要,错误的固定区域用防腐润滑脂保护。长期在室外环境中使用的防腐润滑脂应具有滴点高、漏损小、耐腐蚀、耐候性和抗氧化性。
3.3安装后的防腐蚀处理
安装后,一般采用涂料保护锚杆外侧。选用优质的材料去除剂,使其具有良好的耐高温性能并分层来覆盖锚。同时,采用高性能密封剂密封端盖和连接部位。涂料涂装时,也要考虑到镀层上的底层处理问题,在斜拉桥的桥面错固区选用合适的底漆,要设置锚板和错管结构,经常下雨时沿电缆本体被弄脏,一旦安装在错管振动不紧密封橡胶圈和端口帽结构,故障管易积水,电缆本体与锚具交界处被腐蚀。在检查某桥梁下错管进水时,造成连接管、密封圈等锚固在水中,如果密封不严,水可能进入连接管简腐蚀钢丝,研制了针对错管的聚氨酯泡沫充填技术醋,硅胶醋与钢、铁等材料具有神附着力,壤土注入人错管,填充层可吸振吸能,并有抗老化性能、水密空气,安装在端口内,水环,并用止水带密封硅胶。这一措施取得了良好效果。
3.4斜拉索防腐蚀技术探讨
虽然从结构、材料等方面采取了一些有效措施,但斜拉索防护措施仍不完善,需要不断改进。由于经历了早期电缆腐蚀失效的电缆更换工程,因此正在进行与电缆保护有关的维护工作,并逐渐应用一些新材料和新技术。电缆体PE套管长。长期使用,可能产生老化和表面裂纹膨胀,使水和空气起动。目前,许多桥梁电缆在原有的电缆外缠绕特制缠绕带(橡胶钟形或塑料腹形),形成新的保护层。也可采用双PE层挤压,限制外层裂纹向内层膨胀,但应防止外层因薄滑而造成起皱。PE分层敷设时,电缆两端应采取有效的固定措施。可以考虑特殊的紧固环或热塑性密封端口。此外,还可以考虑开发专用密封涂料,使涂料与PE材料的性能适应,粘合力强,在使用一段时间内对PE套直接涂覆,延长其使用寿命。
结语
随着大跨径桥梁和大型建筑结构技术的进步和发展,钢索等拉索得到了广泛的应用,拉索技术也在不断的改进和完善中。腐蚀是影响斜拉桥(或其他桥梁和大型建筑结构)安全运行的重要因素之一,它直接关系到斜拉桥(或其他桥梁和大型建筑结构)的安全。目前,拉索保护仍然是基于钢线保障,PE 套管保护,以及油脂填充防止腐蚀,通过隔离钢丝的腐蚀源渗透和其他金属的身体,防止腐蚀破坏的产生。
关键词:斜拉桥拉索,腐蚀,防护
1.研究目的
斜索又称拉索,是把斜拉桥主梁及桥面重量直接传递到塔架上的主要承重部材。斜拉桥的拉索材料通常为钢索,其形式按其组成方法而不同,可由平行钢丝,平行钢缆,单根钢缆,钢丝绳,封闭式钢索或实体钢筋组成。由于拉索系倾斜放置,故称斜索。
斜拉索主要由钢材组成且长期暴露在空气中,因而存在拉锁锈蚀或断裂的问题,这必然会影响整个结构的安全。尽管斜拉索桥在设计初一定采取了很多防拉索腐蚀的办法,但很多方法在材料、工艺、维护技术上还不成熟,桥梁的维持时间和安全问题严重被影响。于1989 年建立的广州海印大桥。广州海印大桥中的斜拉索中的钢丝有四层保护,分别是:镀锌层,水泥压浆层,聚乙烯含碳黑防老化层,多通树脂玻璃钢缠带包裹层。在当时的知识水平下,被认为已经做足了防腐蚀准备。从我们组收集的换索工程案例来看,大型桥梁工程的换索长达数月甚至数年,并且会造成严重的经济损失和社会生活效益损失。于是,斜拉索防腐蚀就成为了桥梁工程领域的一大关键课题。拉索长期处于高应力状态下,腐蚀的效果更加明显。这种腐蚀主要是电化学腐蚀,因此采用的防护材料中必须杜绝腐蚀钢材的成分且有良好的强度和耐候性。除此之外,斜拉索配套构件系统,也会直接影响到桥梁的使用情况。经过查找研究资料我们发现,拉索的腐蚀主要表现为氧的去极化作用,所以在我们组看来,最终目的就是为了阻止大气进入,因此要拉索表面形成电解液水膜来保护他。
2.研究方法
本次斜拉桥拉索腐蚀及其防护调研,采用的调研方法主要是文案调研和实地调研。文案调研,主要是依靠所收集到的资料进行整理与分析,更全面的了解拉索腐蚀及防护的方法。根据调查研究,找出的国内19座斜拉桥的换锁资料显示,列出了已经换索的桥梁时间、换索时间、竣工时间,桥梁原拉索钢丝形式、防护斜拉桥拉索被腐蚀的方式及更换斜拉索的原因。同时,通过实地现场调研,了解南京附近斜拉桥拉索腐蚀及防护的情况。在现场调研可以直接记录正在发生的情况,依靠观察法收集信息。通过询问法,询问相关技術施工人员,了解一些桥梁的腐蚀情况和防护措施,对比措施之间的差别和对其可行性进行分析。综合所有收集到的资料,分析总结斜拉桥拉索腐蚀情况和各类防护措施。
3.研究成果
3.1索体防护
索体保护是斜拉桥保护的基础,是一种保护钢铁、主要途径,是实现热浸镀锌过程或环氧材料材料涂层工艺的高强度钢丝,保护索体,以避免索体被腐蚀的斜拉桥。二是斜拉桥整体索体的保护。主要方法是挤出高密度聚乙烯(PE)壳钢丝束和粉线束,保护管的母质特性具有增亮、防水、耐压等效果。具有实用性和并行性,可形成不同的防护结构体系。
3.2索体与锚具结合部位防护
斜拉桥中的防护薄弱环节—斜拉桥月锚具的结合部位,因为索体的结构和斜拉桥锚具的结构不同,因此导致存在结构上的差异,锚固区有一段钢丝索的PE要剥开,以方便错固。不易密封的这一区间,易造成腐蚀,必须采取有效的结构措施采用适当的材料、工艺进行特殊处理,防止水等污染源进入。
平行电线电缆的接头部分为冷铸锚(或帽铸锚),填充材料为能有效抗腐蚀的砂配方(或耐腐蚀性能较好的锌铜合金)。结合有限元剥离区特点,采用抗疲劳结构的连接管对管道内带有耐腐蚀填料的PE剥离段进行密封。在连接管与聚乙烯体之间的边界处,采用橡胶结垢环或热阻一个平行钢绞线夹紧固定,接缝部分用环氧树脂或水泥砂浆密封。考虑到电缆更换的需要,错误的固定区域用防腐润滑脂保护。长期在室外环境中使用的防腐润滑脂应具有滴点高、漏损小、耐腐蚀、耐候性和抗氧化性。
3.3安装后的防腐蚀处理
安装后,一般采用涂料保护锚杆外侧。选用优质的材料去除剂,使其具有良好的耐高温性能并分层来覆盖锚。同时,采用高性能密封剂密封端盖和连接部位。涂料涂装时,也要考虑到镀层上的底层处理问题,在斜拉桥的桥面错固区选用合适的底漆,要设置锚板和错管结构,经常下雨时沿电缆本体被弄脏,一旦安装在错管振动不紧密封橡胶圈和端口帽结构,故障管易积水,电缆本体与锚具交界处被腐蚀。在检查某桥梁下错管进水时,造成连接管、密封圈等锚固在水中,如果密封不严,水可能进入连接管简腐蚀钢丝,研制了针对错管的聚氨酯泡沫充填技术醋,硅胶醋与钢、铁等材料具有神附着力,壤土注入人错管,填充层可吸振吸能,并有抗老化性能、水密空气,安装在端口内,水环,并用止水带密封硅胶。这一措施取得了良好效果。
3.4斜拉索防腐蚀技术探讨
虽然从结构、材料等方面采取了一些有效措施,但斜拉索防护措施仍不完善,需要不断改进。由于经历了早期电缆腐蚀失效的电缆更换工程,因此正在进行与电缆保护有关的维护工作,并逐渐应用一些新材料和新技术。电缆体PE套管长。长期使用,可能产生老化和表面裂纹膨胀,使水和空气起动。目前,许多桥梁电缆在原有的电缆外缠绕特制缠绕带(橡胶钟形或塑料腹形),形成新的保护层。也可采用双PE层挤压,限制外层裂纹向内层膨胀,但应防止外层因薄滑而造成起皱。PE分层敷设时,电缆两端应采取有效的固定措施。可以考虑特殊的紧固环或热塑性密封端口。此外,还可以考虑开发专用密封涂料,使涂料与PE材料的性能适应,粘合力强,在使用一段时间内对PE套直接涂覆,延长其使用寿命。
结语
随着大跨径桥梁和大型建筑结构技术的进步和发展,钢索等拉索得到了广泛的应用,拉索技术也在不断的改进和完善中。腐蚀是影响斜拉桥(或其他桥梁和大型建筑结构)安全运行的重要因素之一,它直接关系到斜拉桥(或其他桥梁和大型建筑结构)的安全。目前,拉索保护仍然是基于钢线保障,PE 套管保护,以及油脂填充防止腐蚀,通过隔离钢丝的腐蚀源渗透和其他金属的身体,防止腐蚀破坏的产生。