1.1 桥梁概况
大桥位于鼓楼西大街上,滨河西路东侧,跨越汾河。汾河大桥主线桥总长为735m,分南北两幅。主桥为五跨中承式钢管混凝土系杆拱桥,跨径组合为30m+80m+105m+80m+30m,全宽41.1m。
全桥共设84对168根吊杆,其中主跨36对,两边跨各24对。水平系杆工12根,布置于桥面板上,位于拱肋两侧(详见图1-1)。
图1-1 全桥总布置图
为保证桥梁正常运营,我司将对鼓楼西汾河大桥的吊杆、系杆索进行专项防腐防水改造施工(吊杆索锚固系统进行全面维护;梁端增加防水装置)。
1.2 全桥主要病害
本次改造主要针对鼓楼西汾河大桥主桥部分的吊杆和系杆索的防水防腐改造。
(1)吊杆索上锚头部分
(2)吊杆索下锚头部分
(3)吊杆索桥面防水
(4)吊杆索索体修补
(5)系杆索防水防腐改造
图1-2 全桥病害示意图
1.3 全桥维修项及主要材料数量表
通过有关资料及现场查看,维修项主要包括:吊杆系杆改造(详见图1-3)、吊杆锚头部分改造(详见图1-4)、吊杆桥面改造(详见图1-5)、吊杆索体修补、系杆防水防腐改造(详见图1-6)等方面。
图1-3 吊杆系杆改造示意图
图1-4 吊杆锚头部分改造示意图
图1-5 吊杆桥面改造示意图
图1-6 系杆防水防腐改造示意图
初步确定全桥维修项主要材料数量为:
二、关键部位施工方案
1工作平台的准备
(1)承重绳及施工挂篮安装
根据现场施工时候的情况可采用架设承重绳加挂篮或者因地制宜搭设脚手架作为施工平台。
方法:在梁下上、下游吊杆索锚具相应的位置,分别架设两根承重绳,在承重绳上安装两个滑轮,滑轮下固定一个挂篮(滑轮用两根短头钢丝绳连接)。挂篮行走方式,在两岸各就位一台卷扬机,两根短头钢丝绳分别与两台卷扬机上的钢丝绳连接。挂篮行走时一台卷扬机放钢丝绳另一台收钢丝绳,便可来回牵引
(详见图2)。
针对承重钢丝绳在跨中位置下垂的问题,可以利用主梁的下水孔道设置临时吊点,通过手拉葫芦等提升施工挂篮到合适的高度(详见图3)。
图2
图3
(2)岸侧搭设工作脚手架
在两岸侧搭设移动脚手架,一方面可作为岸侧锚固区检查维护平台,另一方面方便人员上下挂篮(详见图4)。
图4
4.3吊杆索拱肋端及梁底锚具检查及维护
工艺流程:打开吊杆索拱肋端及梁底锚具保护罩→表面清理→除锈→刷涂防锈脂→包覆缠绕膜→安装封盖→安装保护罩
详见图5。
图5
(1)先将锚固区保护罩打开,通过目测观察锚头部分是否进水,部件是否生锈,破损、脱落或裂缝,锚具表面油脂是否有漏涂、缺失现象,做好记录。
(2)表面清理:主要是将锚头原来防腐油脂去除干净。可用棉布和板刷进行清理,清理范围锚头外表面及锚头内螺纹部分。当大部分原涂装油脂清除后,剩下无法处理的,可采用煤油、柴油或碳氢清洗剂清洗干净。
(3)表面除锈:对于锚头出现部分生锈情况,可用刷子进行清理,用除锈剂进行除锈(详见图6、图7)。
图6 除锈剂
图7 上锚头处理前后示意图
(4)锚头表面防腐:待锚具表面油污、杂质清理干净后,用吹风机进行表面干燥,然后在锚头表面及螺纹内均匀涂抹工程专用防腐润滑脂(详见图8)。
图8 下锚头处理前后示意图
(5)安装封盖及保护罩
锚杯内侧及锚板表面重新满涂工程专用防腐润滑脂后,安装后紧固封盖,并在封盖与保护罩间加设橡胶止水垫圈。
4.4 梁端增加防水装置
目前,梁端防水橡胶存在开裂、破损情况,发展趋势较快,势必会影响密封效果。雨水渗入保护罩后无法排出,导致下锚固系统浸泡在雨水中,会出现锚具生锈现象,给锚固安全造成隐患。增加梁端防水罩,能从源头阻止雨水进入,确保吊索正常使用。
图9 防水装置安装位置
针对本桥桥面锚头连接刚性拉杆和索体,防水已基本失效造成锚杯、锚环及镀锌套管锈蚀的情况,本次改造重新设置新的防水构造及不锈钢防护罩,将桥面锚头完全封闭,彻底切断水的进入渠道,具体措施为:
1)在预埋钢护筒边缘加焊一块圆形钢板,钢板厚10mm,钢板底与桥面顶面用修补砂浆找平;
2)在钢板顶缘设钢护罩,为防止钢护罩过高,将新设的钢护罩分为两段。与钢板焊接的为第一段(防护罩B为哈弗式结构焊接),此段钢护罩顶端与锚环顶缘齐平,这样就使锚环、防护钢圈及预埋护筒处于封闭状态;
3)钢护罩第二段(防护罩A为哈弗式结构螺钉连接),顶端位于热缩套上部,用螺钉将防护罩A固定于吊杆上。钢护罩上部与吊杆索体间设防水密封装置(密封罩),底端与锚环外侧钢护罩重合13cm。这样,两段钢护罩形成了一个密封的整体,有效防止雨水的渗入;
4)在加设钢护罩前要对所有可见表面进行除锈,加装完成后对钢结构表面进行防腐涂装。
预埋管端部密封防腐采用从管口“封堵”+内部“疏通”的思路解决梁端预埋管内的雨水腐蚀问题,具体见下图10:
图10 密封罩+钢护罩整体效果图
安装防护罩(钢护罩)
1)采用无焊渣、无飞溅的氩弧焊接方法,焊丝选择根据被焊材料来决定,一般以不锈钢的成分性质相同为准;
2)在焊接前必须采取保护拉索的防腐措施,建议使用防火石棉保护;
3)对钢护罩进行焊前检查并清洗表面,用刷子或砂纸彻底清除钢护罩表面水、油、氧化物等;
4)把防护罩B按指定索号对号焊接,焊接由专业技术人员进行操作;
5)焊接结束时,焊缝终端要多添加些焊丝金属来填满弧坑。熄灭电弧后,在熄弧处多停留一段时间,使焊缝终端得到充分氩气保护,防止氧化;
6)利用焊机的电流衰减装置,在焊缝终端结束前关闭控制按钮,此时电弧继续燃烧,焊接继续,直至电弧熄灭,保证了焊缝端部不至于烧穿,保证了质量;
7)焊缝必须连续密实;
8)焊接好的防护罩B焊缝先用磨光机打磨平整,再用抛光机抛光至符合要求;
9)在防护罩与索体(外套管)之间的下口处采用双层密封橡胶条,用密封胶密封;防护罩上口处填充防水密封胶(详见图11)。
图11 防护罩安装图
安装密封罩
密封罩的结构形式亦为哈弗式,通过螺栓联接,采用油漆涂装进行防腐,密封罩的密封主要依靠中部硅橡胶密封条的压缩变形来实现防水,硅橡胶密封条有很好的耐老化性能,而且更换方便。为了能够更好地适应拉索直径的误差,选用大线径的密封圈,以保证在各种情况下都能够起到理想的密封作用。安装时注意密封圈应嵌入防水装置槽口,并在配合面上涂防水密封胶,然后用螺栓将防水装置固定(详见图12)。
图12 密封罩安装图
4.5 吊杆索体PE护套修补
针对全桥有43根吊杆PE护套存在开裂,渗油现象,因此针对开裂和渗油的区域进行除油包缠,由于该桥索体是采用双层HDPE防护的全防腐索体,双层PE之间设置有一隔离层,因此对外层PE护套修复前应先进行除油清洗。
根据吊杆PE护套损伤情况,分类进行处理:
(1)PE表面轻微划伤
对于PE表面轻微划伤,主要表现为PE表层划伤、翘皮,未发展到表层PE大面积缺少或未导致露出内层PE,此种情况可直接用磨光机进行打磨处理(详见图13)。
图13 PE损伤图片及打磨处理后
(2)PE深度损伤
表现为PE表层损伤严重,已露出内层PE。此种情况修复工艺如下:
①认真清洗伤口,准备外层同颜色的PE条;
②采用塑料焊枪或挤出式焊枪进行堆焊(详见图14);
图14 大焊枪修补
③修补完后进行打磨处理(详见图15)。
图15 打磨前后
(3)严重损伤
①将损伤PE剥除,检查钢丝情况。若发现钢丝有锈蚀,应先进行除锈处理(详见图16);
图16 局部严重破损图片
②清洗伤口完毕后,准备外层同颜色的PE条,采用挤出式焊枪进行修补(详见图17);
图17 大焊枪修补
③修补完后进行打磨处理(详见图18);
图18 打磨处理
④做好修补记录,以备日后检查。
编制人:冯春波 13598707007
编制日期:2018年1月