鄭曉明
(山西省公路局臨汾分局,山西 臨汾 041000)
根據(jù)材料的不同,大橋施工主纜密封防護(hù)方式分為圓鋼絲+涂裝方式、S形鋼絲+涂裝方式、圓鋼絲+彈性纏包帶方式以及S形鋼絲+纏包帶方式。傳統(tǒng)涂裝方式的施工操作難度大,防護(hù)效果差。相比而言,彈性纏包帶不僅密封性能良好且具有較強(qiáng)的防腐蝕性能,施工簡(jiǎn)單,施工周期可控,被逐漸應(yīng)用到大橋主纜密封防護(hù)施工中[1]。從國(guó)內(nèi)實(shí)踐情況看,目前對(duì)于彈性纏包帶在主纜施工中的應(yīng)用案例雖然較少,但已凸顯出巨大的應(yīng)用潛力。有文獻(xiàn)指出,如果能夠?qū)椥岳p包帶與主動(dòng)除濕系統(tǒng)相結(jié)合,則彈性纏包帶的密封性和防腐性能將得到進(jìn)一步強(qiáng)化,并且能為后續(xù)維護(hù)帶來(lái)更多便利條件[2]。
為了進(jìn)一步推動(dòng)彈性纏包帶在主纜密封防護(hù)施工中的運(yùn)用,推動(dòng)施工工藝進(jìn)步與發(fā)展,本文結(jié)合國(guó)內(nèi)某懸索橋施工情況,對(duì)彈性纏包帶的施工工藝要點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)分析。該工程主橋設(shè)計(jì)構(gòu)造為單跨鋼桁架梁懸索橋,主纜防護(hù)采用圓鋼絲+彈性纏包帶+除濕系統(tǒng)形式,共設(shè)計(jì)6套干空氣制備站,其中4套空氣制備站位于錨室,另外2套分布在索塔上橫梁。該大橋主纜裸露在外側(cè)位置,需要進(jìn)行密封防護(hù)施工的范圍為錨碇到主塔的邊跨長(zhǎng)度和兩個(gè)主塔之間的主跨長(zhǎng)度。雙層彈性纏包帶被圓形纏絲外纏繞,為促進(jìn)纏包帶的硫化,采用氯磺化聚乙烯漆進(jìn)行輔助施工。主纜彈性纏包帶橫斷面設(shè)計(jì)如圖1所示。
圖1 主纜彈性纏包帶橫斷面設(shè)計(jì)圖
該大橋工程項(xiàng)目主纜彈性纏包帶施工分為3個(gè)階段:第1階段為斂縫密封;第2階段為纏帶及加熱;第3階段為防滑層施工以及顏色修補(bǔ)。3個(gè)階段在兩段索夾距離內(nèi),必須嚴(yán)格按照上述施工順序進(jìn)行,不能交叉進(jìn)行。每個(gè)階段包含相應(yīng)的施工工序,同樣也要遵循施工順序,不可交叉施工[3]。
直縫封堵方式操作簡(jiǎn)單,結(jié)合該大橋施工實(shí)際情況,對(duì)密封位置下進(jìn)行清洗,填充索夾端面,然后涂刷聚氨酯面漆,以防止出現(xiàn)嚴(yán)重色差。環(huán)縫密封施工時(shí)間可與直縫密封同時(shí)間開(kāi)展,注意做好面漆施工,保證密封膠不與外界環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間接觸,特別是陽(yáng)光暴曬,從而保證該處與主纜結(jié)構(gòu)外部顏色相一致。環(huán)縫密封配套涂裝工藝流程如圖2所示。
圖2 環(huán)縫密封施工工序
環(huán)縫密封前,需要對(duì)密封處進(jìn)行仔細(xì)清理。手動(dòng)纏起始帶之前采用空壓機(jī),吹干纏帶密封膠和索夾接觸的位置。纏帶過(guò)程中一并將其塞進(jìn)索夾內(nèi),然后填充密封膠。隨后進(jìn)行外層膠涂裝,繼而封閉外部。為保證環(huán)縫密封施工質(zhì)量,密封圈安裝和密封膠涂刷同時(shí)進(jìn)行。注膠要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)深度,保證均勻性。注膠后采用弧形工具刮壓密封膠,整形后環(huán)縫面類似月牙狀。與此同時(shí),膠體內(nèi)部應(yīng)該黏結(jié)牢靠、密實(shí),并保證無(wú)斷頭、脫膠及滲漏情況。觀察外層膠表面平整、光滑且無(wú)氣泡的情況下,達(dá)到最佳強(qiáng)度后方可進(jìn)行面漆施工。外層膠大概在(25±3)℃溫度下保持48h后固化效果達(dá)到最佳強(qiáng)度,在此期間,不能進(jìn)行性能測(cè)試,如油封、水封及氣封等[4]。
采用專業(yè)纏繞機(jī)安裝彈性纏包帶。作業(yè)過(guò)程中應(yīng)保證纏繞機(jī)與主纜平行,直到彈性纏包帶重疊后停止。纏繞兩圈后開(kāi)始邊纏繞邊將彈性纏包帶向主索上端移動(dòng),逐漸形成重疊。經(jīng)過(guò)反復(fù)測(cè)試和對(duì)比實(shí)驗(yàn),該大橋主纜彈性纏包帶工藝采用重疊率為48%~49%的方案。與52%方案相比,48%~49%方案纏繞后外表更加平整,且沒(méi)有產(chǎn)生環(huán)形凸起情況,從而能最大程度地避免出現(xiàn)加熱不均現(xiàn)象。為進(jìn)一步增強(qiáng)密封性,降低硫化不均勻性和不充分性,彈性纏包帶施工過(guò)程中,采用CSM膠進(jìn)行涂抹接縫處。與此同時(shí),根據(jù)重疊度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整后,在1個(gè)索夾間距內(nèi),彈性纏包帶采用自下而上的形式進(jìn)行纏繞,保證每個(gè)重疊面都能被均勻覆蓋,避免惡劣天氣的影響,尤其下雨時(shí)主纜表面不會(huì)形成局部積水而滲入密封層內(nèi)部[5]。如果纏繞過(guò)程中發(fā)現(xiàn)重疊率不滿足施工規(guī)范或要求,則發(fā)轉(zhuǎn)纏繞機(jī),將已經(jīng)纏繞的部分收回,并重新進(jìn)行纏繞操作。由于纏包帶完成纏繞后,纏包帶之間相互獨(dú)立,因此需要進(jìn)行硫化加熱處理,使其成為一個(gè)整體。具體操作時(shí),需要將加熱器扣在需要硫化加熱的位置,并保證加熱器保持一定張力,但不能扣得太緊,避免加熱器被損壞。加熱器的插頭需要連接在控制器的插座上。
通過(guò)以往施工案例發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)防滑層形式時(shí),當(dāng)其與彈性纏包帶黏結(jié)后,出現(xiàn)老化和脫落的概率比較高。為避免上述情況,經(jīng)過(guò)周密計(jì)算和討論,決定采用定制防滑帶作為防滑層材料。定制防滑帶材料與彈性纏包帶材料結(jié)構(gòu)性能相同,且表面粗糙,具有良好的防滑性能。在此基礎(chǔ)上,定制防滑帶能夠更好地與主纜表面結(jié)合,并在自然環(huán)境下發(fā)生硫化反應(yīng),促進(jìn)防滑帶黏合劑發(fā)揮黏合作用,同時(shí)緩慢的硫化反應(yīng)能使彈性纏包帶與防滑層連為一體。防滑層施工結(jié)束后,需要對(duì)主纜局部進(jìn)行相應(yīng)的處理,即顏色修補(bǔ)。通常來(lái)說(shuō),需要進(jìn)行顏色修補(bǔ)的局部位置包括索夾環(huán)縫、彈性纏包帶連續(xù)部位及索夾端部。局部顏色修補(bǔ)能夠消除色差,使主纜結(jié)構(gòu)完整。
實(shí)踐證明,基于圓鋼絲+彈性纏包帶+除濕系統(tǒng)形式的主纜密封防護(hù)具有以下優(yōu)勢(shì):①纏包帶緊跟纏絲,不會(huì)占用大橋施工的主工期;②主纜密封施工良好;③三者配合,能夠降低除濕系統(tǒng)施工成本,且耐空氣壓力性能良好;④施工操作節(jié)能環(huán)保,未產(chǎn)生有害氣體;⑤無(wú)特殊作業(yè)工種,施工質(zhì)量高,且基本上不受天氣、人工因素的制約;⑥外觀形成光滑面,使用壽命預(yù)計(jì)可達(dá)30年。
因不同大橋工程項(xiàng)目所處環(huán)境存在差異,主纜密封防護(hù)施工除了要檢驗(yàn)彈性纏包帶材料性能外,通常要在主纜密封防護(hù)施工前開(kāi)展預(yù)試驗(yàn),并保證彈性纏包帶材料完全相同。本工程在等直徑主纜模型上開(kāi)展各工藝流程試驗(yàn),獲得了準(zhǔn)確的施工參數(shù),驗(yàn)證了材料性能,也最大程度地保證了主纜密封防護(hù)施工效果。該大橋主纜密封防護(hù)施工時(shí)間為35d,從通車后運(yùn)行情況看,運(yùn)行效果良好,能夠?yàn)轭愃乒こ烫峁┮欢ń梃b。