吉林临江门大桥拉索体系防护工程方案.docx
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吉林临江门大桥拉索体系防护工程方案
吉林临江门大桥
拉索体系防护工程
建
议
方
案
上海浦江缆索工程有限公司
二ОО三年五月
一、拉索体系现状
吉林临江门大桥建于1993年。
全桥拉索共90根，拉索采用φ5光面钢丝，护层为国产PE。
大桥使用情况表明，国产PE与进口PE相比，质量上确实存在差距。
而大桥施工时对拉索PE护层的保护措施不到位、以及锚具防护结构的缺陷，将直接影响到拉索的使用寿命。
为保证大桥在相当长的时间内安全地使用，我们认为有必要对临江门大桥的拉索进行必要的检查并改善拉索防护体系。
二、建议方案
根据我公司多年同类桥梁的施工经验，结合目前我们所了解的临江门大桥的实际情况，我公司建议采用以下施工方案。
（一）、索体检查及防护
索体防护施工分两步进行：
1、对损伤的拉索PE护层进行修复
根据拉索PE外护层表面损坏情况，采用不同修复工艺，使拉索防护层表面恢复完整。
1.1、对于拉索PE表面小面积的划伤（深度在3mm以内）
1.1.1、截取小段和原拉索PE层相同的聚乙烯小薄片，置于拉索破损处。
1.1.2、用专用塑料焊枪对聚乙烯小薄片和拉索损坏处PE进行加热直至两者融化并融合，关闭焊枪，使融合的PE自然冷却。
1.1.3、用电磨机对修补处进行打磨处理，使损坏处PE层恢复原有厚度，并使拉索表面基本恢复原有平整状态。
1.2、对于比较深、范围较大的损坏（修复面积大于10cm2，深度在3mm以上）
1.2.1、用与拉索护层相同的PE原料填充在受损部位。
1.2.2、然后将加热套管夹于拉索受损处，插上电源进行加热。
使聚乙烯原料热熔补充在损坏的拉索缺口上，和原拉索PE层形成整体，自然冷却。
1.2.3、热熔完成后仍用电磨机进行表面处理，基本恢复表面平整。
1.3、对防护层严重损坏的拉索处理方法
如在检查过程中发现拉索防护层已严重损坏，并且钢丝表面发生严重锈蚀，施工人员将把损坏的情况以照片形式提供给甲方。
由甲方组织有关专家进行评定后，决定是否更换拉索。
2、拉索外层缠包Cableguard™防护带
2.1防护带施工特点
2.1.1无需涂漆而具有颜色，并能保持长久。
2.1.2采用螺旋缠绕方法，在索上形成微凸的螺旋表面。
能改善拉索的抗风雨震动性能。
2.1.3保持一定张力的缠绕装置，使形成的防护套在不同的温度条件下均能将拉索紧密包裹。
2.1.4热熔工艺确保叠层的紧密结合。
2.1.5索体端部的密封措施能有效防止腐蚀介质的侵入。
2.1.6防护层在使用过程中损坏可以用新材料进行修补，而不影响防护效果。
2.1.7独特的挂篮施工工艺能保证施工期间交通畅通。
2.2材料及性能
防护带的基础材料为横向联系的氯磺化聚乙烯聚合物。
防护带系统是以热塑材料为基础，而不是基于氯丁橡胶聚合物或其他天然及合成聚合物或塑料。
防护带由三层结构组成，两侧为基础材料，中间是聚酯纤维加固网。
带宽为152mm，带厚为1.143mm，防护带颜色可根据业主的选择确定。
2.3防护带的防护原理
缠绕后的护腐带叠合为双层，总厚度可达到2.2mm。
这种结构将拉索完全包覆，使之与外界环境的腐蚀隔离开。
防护带缠绕操作时的重叠宽度可为带宽的50%或30%。
防护带在生产过程中未完全硫化，经缠包安装后所进行的热熔硫化工艺使叠合部位结合。
结合处的强度大于防护带基础材料的强度，保证防护带叠合部位不松脱、无空隙，有效地防止潮气的侵入。
2.4防护带应用
防护带应用在索结构上，一般作为拉索的防护套。
可以用在斜拉桥的平行钢丝索和悬索桥的主缆上，也可作为钢绞线拉索的外层防护结构。
我公司在国内的工程实例：
重庆长江二桥、云南省的景洪市西双版纳大桥、昆明市圆通桥斜、上海杨浦大桥、上海南浦大桥、广东紫东大桥等。
2.5防护带的使用年限
Cableguard™防护带的基础材料是一种比较成熟的防护材料，对烈日、雨水、大气尘埃、酸雨及空气中大量的化学腐蚀物具有很强的抗蚀作用。
在美国被广泛应用于屋面、水池等防水工程，已有的工程实例应用年限已超过30年。
已有的老化试验报告也证实Cableguard™防护带具有良好的抗老化性能。
在施工工艺上，具有温度和时间双控性能的控制器加热工艺，保证了材料叠合段的热熔效果。
（二）、锚具防护
1、聚氨酯发泡材料
钢套筒内锚具防护填充的聚氨酯发泡材料采用特制的聚醚与多次甲基多苯基、多异氰酸酯在钢套筒内进行聚合反应后，自我膨胀而形成与钢套筒内管壁和索体表面结合紧密的聚氨酯泡沫塑料。
该泡沫塑料具有质量轻、吸水性特小、低导热性、隔气性好、较好的韧性等特点。
能和钢材和索体表面层粘合成较牢固的整体。
钢套筒内填充发泡材料能防止套筒内积水，并使套管内的锚具与雨水、潮气及其他腐蚀介质相隔离，能在长时间内防止索端锚具锈蚀。
2、锚具防护体系示意图
三、附件
1、附件一：
Cableguard™橡胶防腐带技术指标
2、附件二：
CableguardTM防护带缠包质量检验和质量标准
3、附件三：
聚氨酯发泡材料物理性能指标及检测
4、附件四：
54HD聚氨酯防水密封胶物理性能指标
5、附件五：
Sikaflex单组分聚氨酯密封胶物理性能指标
附件一：
Cableguard™橡胶防腐带技术指标
Cableguard™橡胶防腐带的主要成分为横向联接的氯磺化聚乙烯聚合物，是以热塑材料为基础的橡胶产品。
其主要技术指标见下表：
测试项目
技术规范
测试结果
公制
英制
厚度
ASTMD-751
0.114±0.008cm
0.045±0.003in
抗拉强度
ASTMD-412
615N/cm2
最小875lbs/in2
撕裂强度
ASTMD-624
C型Tie
357N/cm
最小200lbs/in
延伸率（拉断点）
ASTMD-412
最小300%
硬度（肖氏A级）
ASTMD-2240
85±5
抗臭氧性
ASTMD-1149
华氏104度（摄氏40°C），7天，分子比为百万分之一
无裂缝
低温脆性
ASTMD-2136
华氏-40度（摄氏-40°C）
无裂纹
击穿抗度
FTMS101B
2031式
318N
最小70lbs
流体静力抗度
ASTMD-751
A式
56N/cm2
最小80lbs/in2
断裂强度
ASTMD-751
Grab式
454N
最小100lbs
液体侵入度（水）
室温下置于水中70小时后的重量变化
最大5%
液体侵入度（油）
室温下置于ASTM3号油中70小时后的重量变化
最大15%
注：
1、ASTM指“美国标准试验方法”
2、此规范是在对基础材料检测的基础上得出的，即在防腐带内层无纤维加固网的情况下的技术数据。
3、有纤维加固网的材料在以下几方面会与基础材料略有不同：
a、抗拉强度——纤维网断裂强度：
60lbs（272N）
防腐带断裂强度：
100lbs（454N）
b、延伸率——纤维网：
116%
防腐带：
150%
c、撕裂强度——10lbs（45N）
（试样规格为8″×8″，即20.32cm×20.32cm）
附件二：
CableguardTM防护带缠包质量检验和质量标准
一、适用范围
本验收标准适用于斜拉索表面缠包Cableguard™防护带工程。
在斜拉桥、悬索桥、拱桥或其他索结构中，采用Cableguard™防护带对索表面进行缠包防护或颜色更换的其它项目，也可参照应用此标准进行质量检查和验收。
二、质量检验和质量标准
拉索防护带缠包质量检验和质量标准包括保证项目、实测项目和外观要求三个部分。
1、保证项目
（1）、防护带缠包前，拉索的检查。
（2）、护带材料的数量、质量证明书、出厂抽检资料等质量证明材料应完整齐全。
每批7500m2防护带应抽样进行一组（每组检验5个试样，结果取平均值）性能指标检验，材料各项性能指标的检验结果应满足防护带技术指标的要求，见附件一：
Cableguard™防护带技术指标。
（3）、防护带正式缠包前应按以下要求进行加热参数工艺验证，以考核施工工艺的正确性：
在索上缠包一段长度为2m的试验段，进行工艺验证试验。
熔合冷却后将包带切开，制作宽度为25mm、长度约为150mm（至少含有一个完整的熔合搭接段，见图1示）的标准试样8件。
其熔合处的抗拉力应达大于100N。
8件试样需每件合格。
如有不合格，应立即调整熔合工艺参数，如加热温度或加热时间等，重新缠包试验段，切取标准试样检测抗拉力，直至满足熔合强度要求。
2、实测项目
防护带缠包工作分为缠包和热熔两个主要步骤，实测项目分别为缠包节距和熔合效果检查。
（1）、缠包节距
a、标准内容：
规定节距范围，保证缠包节距的均匀性。
b、控制目的：
确保防护带缠包后叠合部分间距的一致性，以满足防护和美观的要求。
c、标准要求：
根据防护带的施工要求，缠包节距控制包括两方面内容：
（1）每20个的总长度在2000±100mm（即1900-2100mm）之间；
（2）每个节距长度为100±5mm。
d、检验方法：
用钢卷尺或其他量具测量。
e、检查频率：
每根索至少抽测一次20个节距长度。
检查20个节距长度时，同时从中抽查3个单个节距长度。
f、检查结果及修补措施：
如20个节距的长度在标准范围内，则说明缠包工作是成功的；如第一次检验超出范围，则向前或向后移动3-5个节距，进行第二次检验，如符合标准，则视为可接受；如仍不符合标准，则仍以同样方法进行第三次检验，如符合标准，则视为可接受；如仍不符合标准，则将这一段不符合要求的防护带除去，重新进行缠包。
每根索单个节距长度的合格率应大于50%，否则应将不符合要求的防护带除去，重新进行缠包。
（2）、熔合效果
a、标准内容：
检验防护带搭接处的熔合情况。
b、控制目的：
确保防护带之间有足够的粘合。
c、标准要求：
进行熔合系数测量和计算。
d、检验方法：
每施工2000m长度的拉索取3片试样，每片试样包含一整圈完整的双层熔合段。
用肉眼观察试样单、双层接合部位的熔合情况，并以卷尺量出熔合段的总长L和漏熔段的长度a。
计算熔合系数δ。
熔合段总长度L1＋2＋3-漏熔段总长度a1＋2＋3
δ=
熔合段总长度L1＋2＋3
e、检查结果及修补措施：
如δ≥95%，则熔合效果良好，说明熔合强度是能满足要求的，工艺控制也是有效的。
如80%≤δ≤95%，则说明熔合效果不好，应对取样的2000m范围进行检查，并用热风机与压轮对熔合不好的部位进行修复。
如δ≤80%，则说明熔合严重不符合要求，应去除与检测处同一班次安装的原防护带，重新进行缠包和热熔。
并对取样的2000m范围内其它部位进行检查，对不合格的部位进行重新热熔。
由于此项检验将破坏已缠包完成的防护带表面，必须对取样部位予以清理干净，并修补完善。
（3）、特殊标准
a、防护带的缠包节距有时会出现变化不均匀的现象，可能会出现超过节距要求的情况，如在防护带的接头处、每根拉索的底端和上端以及拉索本身直径和表面不规则处等。
此种情况下节距不应以一般标准来衡量。
b、在接头处的5～6圈范围内允许三层出现。
c、由于粘合强度的取样抽检属于破坏性检验，修补后仍会影响拉索整体的美观，业主可根据情况适当降低检验频率，以减少取样修补对索体美观的破坏。
3、外观项目：
1、颜色：
安装完成后防护带颜色应一致均匀，洁净无污染。
2、防护带表面：
防护带表面应无明显划痕或破损。
3、防护带搭接处：
搭接处应无翻边、卷起。
附件三：
聚氨酯发泡材料物理性能指标及检测标准
国家标准
项目
指标
导热系数W/（mk）
≤0.022
压缩强度Mpa
≥0.10
尺寸稳定性%
≤0.5
吸水率%（V/V）
≤0.20
使用温度
+120℃~60℃
水平燃烧时间S
≤90
水平燃烧范围mm2
≤50
现场检测标准
检测方法
标准
外观
目测
表皮为淡黄色，目测无焦化，无流淌，无裂缝，无杂色。
实物
目测
触摸检测
小样应细泡紧密、结构紧凑，内部颜色为乳黄色。
手揿后能基本复原，无脆化粘连现象，无酥松现象。
渗水
取小样浸没在有色水中十分钟
剖视无渗透表面现象。
隔热
取小样（厚度不超过15MM），贴在盛有60°C以上热水的容器外侧
小样另一面无明显温升感觉。
附件四：
54HD聚氨酯防水密封胶物理性能指标
序号
试验项目
单位
要求
1
硬度（邵氏D）
≥30
2
抗拉强度
N/mm2
≥5
3
断裂伸长率
%
≥10
4
吸水（23℃/24h）
%
≤0.5
5
耐油（20#机油）（23℃/24h）
%
≤5
附件五：
Sikaflex单组分聚氨酯密封胶物理性能指标
项目
指标
颜色
白、黑、砼色、琥珀、日本灰黑
比重
1.2-1.3kg/l,与颜色有关
固化速度
2mm/天（＋23℃，50％相对湿度）
肖氏硬度
20-25（28天后，＋23℃、50％相对湿度）
工作温度
+70℃~30℃
断裂时的伸长率
≧800%
断裂时的张力
≧1.5N/mm2
恢复率
≧80%
断裂强度
≧7N/mm2
粘合性
紫外线辐射（250h后）
160％
加热老化（168h后）
160％
升级会员 