拉索臨時防護措施研究

李華萍，石 偉，左海寧，閆云友，周俊文

（柳州歐維姆機械股份有限公司，廣西 柳州545006）

0 引言

目前，橋梁常用的拉索種類主要分為兩種：一種是用熱擠高密度聚乙烯防護的平行鋼絲索配環(huán)氧冷鑄錨系統(tǒng)，與此類拉索類似的還有整束擠壓鋼絞線拉索，人們把它們統(tǒng)稱為成品拉索，即直接在工廠制作好，索體和錨具連在一起，通過成盤盤索的方式運輸?shù)焦さ兀涣硪环N是用熱擠PE防護的單股鋼絞線組成平行的鋼絞線索，兩端用夾片群錨系統(tǒng)，此類拉索鋼絞線和錨具是分開發(fā)貨，直接在工地進行編制。不管采用哪種方式的拉索，索體和錨具的防護非常關鍵，防護措施不當，會嚴重影響拉索的質(zhì)量。索體主要是通過特殊包裝來預防裝卸過程中索體PE層破損；而錨具主要是通過表面防腐措施來保護，避免錨具出現(xiàn)生銹腐蝕的問題。本文從兩種拉索的特殊包裝防護措施進行描述，通過實際工程的使用情況，為今后供應商在設計拉索運輸和儲運防護措施上[1-3]提供建議。

1 成品拉索防護措施

按照GB/T18365-200《斜拉索熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術條件》第7.2.1章節(jié)的要求，成品拉索以脫胎成盤或鋼盤卷繞的形式包裝運輸，其盤繞內(nèi)徑一般不小于20倍拉索外徑，且不小于1.6 m，最大外形尺寸應滿足相應的運輸條件。成品拉索宜采用不損傷拉索表面質(zhì)量材料纏包保護，并盤卷整齊，捆扎結實。兩端的冷鑄錨應進行固定和防護[4]。按照標準的要求，某吊索在防護上做了以下措施，避免了長途運輸和海運路上，PE出現(xiàn)破損和錨具生銹的情況，保證了產(chǎn)品到現(xiàn)場完好無損，不需花費勞力等資源到現(xiàn)場進行修復處理。某國跨海大橋吊索為一端螺母和一端叉耳冷鑄錨形式，其規(guī)格為LZM7-109/121/127/139/223/349/367,最重的一根吊索重量達6.5 t。

其結構如圖1所示。

圖1 吊索結構示意圖

該吊索的制造工藝為：成品鋼絲運輸?shù)竭_制索廠-下料-噴涂油性蠟-繞包-擠塑-張拉端錨杯澆筑制作-固化-預張拉-定長裁索-叉耳端錨杯澆筑制作-固化。

1.1 索體包裝防護

索體包裝在擠出及成盤工序中完成，在成盤工序進行最后一道防水纏包布的包裝，其余包裝在擠出PE后完成，為索體在后續(xù)的裝配過程中提供有效保護。

索體包裝材料共六層，每層需部分重疊纏繞（如圖2所示）。纏繞時，包裝材料應張緊貼合索體或內(nèi)層包裝，并且每隔一段距離用透明膠帶扎緊。

1.2 錨具臨時防腐

成品索的兩端錨具一般通過電鍍鋅進行處理，涂層厚度為 10～20 μm，防腐性能較差，一般只能保證6個月的防腐，如果運輸和存放不當時，很容易生銹。為了延長其生產(chǎn)后到安裝前這段時間的臨時防腐，在錨具表面多刷涂一層帶蠟的防腐油脂，帶蠟防腐油脂的性能參數(shù)如表1所列。

圖2 索體包裝示意圖

表1 帶蠟油脂性能參數(shù)表

還做了以下試驗進行驗證其防腐性能。

1.2.1 螺紋旋合試驗

在電鍍鋅的錨具上均勻刷涂帶蠟的防腐油脂，厚度從薄到厚（刷涂一道到三道，厚度每道不小于38 μm），進行螺母和錨杯的全長旋合（如圖3所示），旋合很順暢，并不會出現(xiàn)如刷漆厚度過厚而影響兩者的螺紋配合并破壞其漆層。旋合后用手觸摸螺紋表面不黏糊，且感覺有一層蠟膜附在表面。

圖3 螺紋旋合之實景

1.2.2 鹽霧試驗

為了驗證帶蠟油脂的防腐性能，進行了不同表面處理方法的鹽霧試驗對比。試驗按照ASTM B117和GB/T 10125-2012標準中的中性鹽霧試驗進行。

（1）樣品準備

a.試樣形狀為：117 mm×87 mm×16 mm。

b.試樣表面狀態(tài)

S1---金屬表面噴涂20～30 μm的冷鋅漆，再加一層著色漆。

S2---金屬表面噴涂10～15 μm的冷鋅漆，再加一層著色漆。

S3---刷涂一層帶蠟油脂，表面均勻刷涂即可，再加一層著色漆。

c.S1、S2、S3三種試樣的棱邊用膠包裹（如圖4所示）。

圖4 試驗前樣品之實景

（2）試驗結果如表2所列。

表2 鹽霧試驗結果一覽表

從鹽霧試驗結果（見表2及圖5和圖6），可看出，涂帶蠟油脂的樣品可以抵抗1 000 h的鹽霧試驗，防腐性能優(yōu)于其他兩種方式。

圖5 （試驗120 h后）S2出現(xiàn)紅銹之實景

圖6 （試驗420 h后）S1出現(xiàn)紅銹之實景

1.2.3 自然環(huán)境暴露試驗

為了進一步驗證帶蠟油脂用在錨具表面的防腐性能，進行了1 a的室外裸露試驗（見圖7）。取電鍍鋅錨具一件，另一件錨具的防腐為電鍍鋅+帶蠟油脂形式，經(jīng)過在室外自然環(huán)境下的暴露，刷涂了帶蠟油脂的錨具并未發(fā)生腐蝕生銹，而未涂的錨具則發(fā)生了大量的白銹。

圖7 室外試驗對比之實景（左圖涂帶蠟油脂，右圖未涂）

除了進行以上的加強防腐之外，錨具部位的包裝也需要特別設計：兩端的錨具先以氣相防銹袋及塑料薄膜袋套裝，徑向尺寸變化處以封口膠帶纏緊；另再纏繞兩道無紡布，每道部分重疊纏繞，最外層以塑料編織布帶纏繞，徑向尺寸變化處以封口膠帶纏緊（見圖8）。

圖8 錨具包裝示意圖

1.3 成盤

按規(guī)定的成盤內(nèi)徑，調(diào)整成盤機收卷筒外徑；吊索吊至成盤滾道上，吊車將叉耳端吊上成盤機底盤，用兩根綁繩固定叉耳與底盤。啟動成盤機進行收卷，第一圈收完后，暫停索體上盤，將錨具捆扎、固定于第一圈索體上，要求索體盤卷緊密、整齊。接著進行下一層的盤卷，完成后用綁扎帶捆扎成盤后的索卷圓周方向均布的4個部位，每個部位使用寬綁扎帶綁扎兩道，或使用寬重型機織帶綁扎一道，使用張緊機拉緊綁扎帶，張緊力控制在3～5 t（見圖9）。

最后使收卷后的索體與木架（或鐵架）固定（見圖10），使用綁扎帶將索卷與木架（或鐵架）固定。木架（或鐵架）與索卷綁扎4處，每處2道，叉耳端錨具綁扎一處，張拉端錨具綁扎兩處，每處2道綁扎。

圖9 索盤綁扎示意圖

圖10 木架（鐵架）示意圖

1.4 吊裝

吊裝時，兩端錨具需要設置吊點，索卷上的吊點只穿過索體。起吊時，架子不承載吊索的重量。由于錨具較重，成盤后的整個索卷重心偏移，起吊前應首先確定索卷重心的大致位置：大致在從收卷中心到兩端錨具連線的垂直線的中間區(qū)域，吊車吊鉤應設置在重心區(qū)域上方（見圖11）。

圖11 吊裝示意圖

將吊點設置于重心區(qū)域，經(jīng)過多次試吊尋找準確的重心位置，直至起吊后索卷保持基本平衡。在兩端錨具上，設吊點1和吊點2是必須的。索體上的吊點根據(jù)吊索成盤情況確定，以防止吊裝不當而引起的產(chǎn)品破損。

2 單股鋼絞線拉索防護措施

單根鋼絞線組成的鋼絞線拉索體系，其拉索兩端的錨具單獨包裝后放于木箱中固定，而鋼絞線為成盤后運輸。其拉索的結構如圖12所示。

圖12 鋼絞線拉索結構示意圖

2.1 錨具臨時防腐

拉索錨具表面防腐措施可以通過電鍍鋅、粉末滲鋅、噴鋅（噴鋅鋁）等方式進行防腐。在運輸過程中，為了避免海運過程中海水水汽、冷凝水等對錨具腐蝕，在表面防腐蝕措施的基礎上，通過在表面涂抹油脂，并用油紙包裝后，把錨具放入塑料袋后放入若干干燥劑后密封，再放到木箱中進行固定后運輸。在海運期間要保證錨具不受腐蝕，同時在工地現(xiàn)場的儲運也免遭腐蝕。圖13為錨具臨時防腐之實景。

圖13 錨具臨時防腐之實景

2.2 鋼絞線的臨時防護

高密度聚乙烯PE護套鋼絞線，其PE層的厚度只有1.5 mm左右，比較容易受損，因此在鋼絞線的制造、裝卸運輸、存放、安裝使用過程中必須注意對鋼絞線的保護。其護套不能受到硬物沖撞或稅利物品的碰刮，以及高溫燒烤，以免造成損傷。

（1）在制造過程鋼絞線成盤中要求做到如下措施：

a.鋼絞線以脫胎成盤的方式纏繞成盤；

b.鋼絞線每盤的重量不應超過3 t。

c.每盤鋼絞線的端頭必須牢固固定，不能因張力放線而拉脫。

d.鋼絞線盤外包裝應有能防止絞線磨損、碰撞等的措施。使用的包裝材料應具有化學穩(wěn)定性，在任何時候均不應傷害絞線。

e.包裝應能滿足重盤的裝卸與長途陸運或海運或空運的要求和施工放線的要求。

（2）在裝卸運輸、存放、安裝使用過程中應注意以下事項（成品拉索運輸、安裝亦可參考）：

a.吊裝：成圈狀態(tài)下的鋼絞線（不帶鐵盤）吊裝必須以柔性吊具（如尼龍繩、麻繩等）進行捆綁吊裝。成圈狀態(tài)下的鋼絞線（帶鐵盤）吊裝過程必須注意平衡起吊，如需翻轉鐵盤，在翻盤過程中注意吊點、起吊方向的選擇，應緩慢起吊、放落。

b.鋼絞線臨時存放于平整、干燥的場地上，嚴禁在其上堆放重物（見圖14）。露天存放時應加遮蓋。還要注意防火、防水、防化學品等。

圖14 鋼絞線存放之實景

c.成圈鋼絞線（不帶鐵盤）的放出，必須先找出索的頭部，按其成圈上的綁扎逐個解開，引導順直后再解開下一個綁扎位置，防止鋼絞線彈出傷人。

d.鋼絞線在下料時，禁止在地上拖拉，應在滾架或干凈的墊布上進行牽引放出。在安裝牽引就位過程中，不得與尖銳硬物相碰撞，纜索牽引就位過程不得與尖銳硬物相刮碰。途經(jīng)的轉角處必須設置如滾輪支承或用柔軟的羊毛氈、麻包布等物品支墊，防止纜索護套層刮傷。圖15為鋼絞線下料之實景。

圖15 鋼絞線下料之實景

e.鋼絞線穿過預埋管時，必須采取措施避免在管道口受到刮碰，如：打磨掉管道口的毛刺、銳邊，或在其上墊上柔軟的羊毛氈、麻包布等。還要注意避免任何硬物撞擊纜索產(chǎn)品表面。

f.鋼絞線護套層采用的高密度聚乙烯為可燃物，施工過程必須防止類似電焊渣、氣割熔渣之類的高溫物體落在纜索護套層表面，以免造成灼傷，也要避免火源靠近纜索護套層表面，以免引發(fā)高密度聚乙烯護套燃燒。如有這些相關操作，需在纜索上做好隔離保護，可采用石棉布包裹纜索或用鋼板隔離進行保護。

3 總結

（1）經(jīng)過電鍍鋅、粉末滲鋅、噴鋅（噴鋅鋁）等方式進行表面防腐的拉索錨具可以在其表面再刷涂一層帶蠟油脂，其防腐性能可以得到明顯的提高。同時可以起到潤滑的作用，使錨杯和螺母能夠順暢旋合而不破壞本身的鋅層。

（2）成品拉索錨具可通過包裝氣相防銹袋的方式，避免搬運過程的碰傷。

（3）成品拉索和鋼絞線在運輸、存放及安裝過程中，要注意增加臨時防護，避免損傷外PE層。

[1]PTI DC45.1-12 Recommendations for stay cable design,testing and installation[S].Post-tensioning institute（PTI）,Sixth,edition,2012.

[2]fib bulletin 30,Acceptance of stay cable system using prestressing steel[S].Internation Federation for Structural Concrete,2005.

[3]Cable Stay-Recommendation of French intermiinsterial commission on Prestressing[S].SETRA,France,june 2002.

[4]GB/T18365-2000，斜拉索熱擠聚乙烯高強鋼絲拉索技術條件[S].