桥梁养护第十一课

'第11课缆索系统养护同济大学桥梁工程系桥梁评定与加固研究室徐俊2009.09 缆索系统简介•特点：仅能承受拉力、强度高•功能：主缆、斜拉索、吊杆•构成：索体、锚固体系、防护体系 防护体系•涂镀层¢油漆、镀锌•护套¢高密度聚乙烯(HDPE)、聚氨酯(PU)、玻璃钢•填充剂¢亚麻油、油脂、水泥•缠绕构造¢绕包带、异性钢丝 主缆病害 拉吊索病害 锚固体系病害 缆索病害规律•主缆在地锚室、跨中以及鞍座处往往锈蚀最严重•缆索锈蚀由外向内逐渐减轻•下锚头易渗积水•拉索越长越容易存在索体损坏•吊杆越短越容易发生断索•早期护套破损往往由于施工损伤 缆索的检测•振型测试：仅用于测索力，无法判断拉索损坏程度•无损检测方法尚在研究：X射线检测、超声检测、时域反射检测、漏磁检测•剖索检测(破坏性)：¢悬索桥可检测内部钢丝状况¢斜拉桥仅可检测外部钢丝状况 钢丝锈蚀程度分级IIIIIIIVVVIVIIVIII 锈蚀描述等级I钢丝完好无锈，表面泛着金属光泽II钢丝表面出现白色镀锌锈蚀粉末，但钢丝基质没有锈蚀III钢丝表面局部镀锌耗尽，基质锈蚀导致黄色斑点出现。用钢丝刷、抹布清洁这些黄色斑点后，钢丝恢复光滑外表，无肉眼可见的锈蚀痕迹IV钢丝表面出现黄色斑点，且无法用钢丝刷清除V钢丝表面黄色锈斑颜色变深，数量增多，部分锈斑连接成片，但铁锈覆盖的面积比锌粉面积小。锈斑中心出现易剥落的锈蚀产物，除锈后可见浅坑VI钢丝表面锈斑成片出现，铁锈覆盖的面积比锌粉的面积大。锈蚀产物膨胀隆起，除锈后钢丝表面出现明显凹坑VII镀锌耗尽，钢丝严重锈蚀，除锈前即可发现明显截面损失VIII钢丝截面损失80％以上，可视为断裂 主缆承载力评定•剖索检测确定主缆锈蚀最不利位置(以5个索夹范围计)，建立锈蚀分布云图•实桥取丝进行力学试验(取丝处用钢丝连接器连接)•建立主缆串并联钢丝模型•计算模型承载力最大值(考虑断丝后承载力在索夹处恢复80%) 拉吊索承载力评定•拉吊索承载力计算方法与主缆承载力计算方法类似•拉吊索锈蚀分布需推测确定•拉吊索不能截取钢丝，因此不同锈蚀程度钢丝的承载力需预测•部分类型拉吊索无法评定承载力 主缆维修•地锚室内大量断丝，按束对锈蚀钢丝进行连接更换•其它部分断丝，按根采用钢丝连接器更换•修复主缆匝丝和涂装后可增加除湿装置防锈•严重时需对主缆换索 更换主缆步骤•重新设置地锚和鞍座•增设新主缆•转移桥面恒载¢安装新吊索¢张拉新吊索，使新旧主缆受力一致¢逐渐释放旧缆内力，使荷载转移到新主缆 拉吊索维修•振动控制：增设阻尼器、增设雨线•护套修复：¢机械方法剔除PE破损部位，直至露出完好聚乙烯；¢用丙酮对待修补部位进行清洗，加工坡口；¢用与原护套材料相同的焊条进行加压堆焊，直至达到护套厚度；¢最后用抛光机对焊接部位进行抛光。¢修补后的PE护套应光滑、平整、牢固、无裂痕。修复后可在护套表面涂刷特制的颜料，并用绕包带密封。 拉吊索维修•索体锈蚀：¢首先剖开护套，露出钢丝；用钢丝刷清除钢丝表面浮锈，并涂刷环氧富锌底漆两道；用防锈油脂填充钢丝间空隙；最后修复护套，将索体密封。•上锚头积水：¢首先抽水，用防锈油脂填充积水的空隙，最后再重新封闭上锚头。•下锚头渗积水：¢疏通下锚头排水孔，重做桥面防水。 拉索换索•换索步骤：¢换索前准备、卸旧索、装新索•注意事项¢对称顺序施工，每次换一根索。¢索力、标高双控，索力为主。¢每根索更换完毕应测量索力，如有较大变化应对新索力进行调整。 吊杆换索•设置反力架，进行准备工作•安装替代索（通常为四根)，并逐级加载(50kN)，每一周期结束时采用砂轮机切割相对应数量的钢丝对旧索进行卸载，直至旧索切断后停止加载；•拆卸旧吊杆，并安装新吊杆；•逐级加载新吊杆，同时利用千斤顶对替代索逐级卸载，直到新吊杆达到指定张拉力。•拆卸替代索及替代索的锚固构件；•在下一个换索位置重复以上步骤；•对全桥调索，使索力和加劲梁线形达到最佳状态。 第十一课结束！！'