主缆破损和开裂怎么修?——辨证论治,治标还需治本

学术   其他   2024-12-09 08:30   江苏  

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项目背景

近年对悬索桥主缆进行检测时,发现多座悬索桥存在主缆防护层破损或索夹上方的主缆存在开裂现象,甚至破损达平方米级别开裂宽度达到了数公分

▲主缆防护层破损典型病害

索夹滑移典型病害
因此需要对开裂的主缆进行修复。

检测时也有发现部分主缆经过简单维修,但是却在数月到一年的短时间内又再次出现开裂(如下图)。主要就是因为没有辨证论治,有的病害只治标不治本导致的。

不合适的修补后再次开裂、破损

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索夹上方主缆开裂修复

索夹上方主缆开裂的现象,主缆的旧防护结构已经失效,并且出现剥离和脱落现象,为了保证新的防护结构与主缆的附着良好,在修复前必须除去旧结构,再按原设计要求或新的防护设计要求重新进行防护

 在主缆外面铲除开裂破损部位两端一定长度的油漆和密封胶,暴露缠丝金属表面,并对金属表面进行清洁。

原缠绕钢丝松动实例照片
 由于开裂部位的缠绕钢丝已随主缆防护层移动(见上图),难以恢复,因此需移除受损部位缠绕钢丝,再移除该部位缠绕钢丝前,为防止其余部位缠绕钢丝散开,拟采用铝热焊将安装段附近的缠绕钢丝并焊,再去除受损部位的缠绕钢丝。钎焊温度应不影响缠丝下的主缆钢丝,且要有足够的钎焊长度并质量良好。
 从焊接部位处截断缠丝,拆除缠绕钢丝。
 对暴露的主缆进行清洁处理,主要清理主缆钢丝表面的不干性腻子。使用挥发性溶剂清洗缠丝和主缆表面,并擦拭干净,经过处理的表面应该无油垢、可溶性盐分或其它污物,达到清洁的要求。
 按原设计要求或新的防护设计要求在主缆表面重新进行防护。在去除缠丝位置进行磷化底漆、不干性腻子以及手工缠绕钢丝,并与原有钢丝焊接成一个整体。

 缠绕钢丝并焊接示意图及重新缠丝施工照片

而后,在缠丝表面进行底漆、聚硫密封剂以及面漆的涂装防护,由于本次为破损主缆位置进行修复,硫化型橡胶密封胶是形成整套防腐体系的关键,为保证修复质量,上述新的聚硫密封剂的涂装与原有聚硫密封剂的涂装层需有一定长度的搭接过度。

主缆防护结构示意图

非缠丝区主缆段密封结构示意图

索夹环缝密封结构示意图

▲ 聚硫密封胶涂装照片

▲面漆修补后照片
 主缆出现防护破损的地方经过防护层的修复后,索夹两端密封良好,涂装良好。

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主缆缠丝段涂层破损修复

针对主缆自由段破损的现象,主要需对损坏处及时修复,某桥的修补方案如下:

对密封胶病害部位进行进一步的检查,测试病害周边的密封胶与底层的附着力,如密封胶与底层缠丝间已经脱层,形成鼓包,则该部分密封胶需要一并去除。
 去除附着力不佳的密封胶层后,为了保证修补前后的密封层的一体性,需要将修补区域边缘往外延伸约5cm范围作为修补过渡层,使用砂纸去除过渡区域表面的油漆,并对密封胶表面进行拉毛处理,最后对主缆缠丝表面进行清洗,清洗用的溶剂可以选择丙酮或者二甲苯。
 为了提高密封胶与镀锌缠丝之间的附着力,需要先对待修补区域的主缆缠丝表面涂刷过渡底漆,可以选择磷化底漆(10μm)+环氧底漆(40μm)组合或者直接涂刷环氧锌黄底漆(40μm)。
 使用与主缆原密封体系相同的硫化橡胶密封胶对上述区域进行修补,确保新旧密封胶之间的相容性,且密封胶必须满足耐候的相关要求(材料指标可参考JT/T 694-2007规范要求),为了美观修补密封胶刮涂厚度需要与原密封胶层一致。根据实际情况,密封胶可能需要分2道进行刮涂,对于应力较大的区域还可以根据实际情况在两层密封胶之间增加玻璃纤维网格布进行加强。

 待密封胶完全固化后(一般为24小时),在修补区域重新刮涂刷涂与主缆色号一致的面漆。至此,主缆修补完毕。

主缆刮胶修补

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辩证论治,治标还需治本

悬索桥索夹上方的主缆存在开裂,本质原因是索夹高强螺栓存在较大的预紧力衰减导致索夹与主缆间的摩擦力不足造成滑移故维修前需对高强度螺栓的预拉力进行检测和复拧。

主缆缠丝段鼓包,脱落的主要原因是主缆密封胶与缠丝之间的附着力不够,解决的根本办法在于修复时要对缠丝表面进行彻底的清洗,去除油污等杂质,并涂刷改善密封胶与缠丝之间附着力的过渡底漆(如磷化底漆或者环氧锌黄底漆),对于安装了主缆除湿系统的主缆,还要考虑密封胶涂层的耐压等级,必要时可通过缠包玻璃纤维布的方式,改善主缆密封胶涂层的抗撕裂性能。
主缆防护层严重开裂导致雨水进入主缆,将严重影响主缆的正常使用,为更好的保护主缆需排除主缆内水分,对于无主缆除湿系统的桥梁后续需在主缆底端排水,必要时安装检查窗观察。
文章简单介绍了主缆破损及开裂的维修技术,如果大家对其中内容感兴趣可以跟我们联系(微信手机:18666290404),咱们进一步交流。
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林阳子,哈哈哈博士

本硕博均就读于哈尔滨工业大学,桥梁与隧道工程专业

教授级高级工程师,一级注册结构工程师

广东省优秀公路工程师,交通部检测工程师

十余年磨一剑,专注索桥检修

出版《桥梁索体系特殊检测及维修加固技术》专著;

完成桥索检修相关省部级科研项目多项,获中国公路学会科学技术奖等多项;

开发出爬索机器人、锈蚀断丝检测系统等先进设备并获相关专利多项;

完成上百座索体系桥梁的特殊检测和维修加固项目。
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