CN105442447A - 一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，包括前锚面、前后锚杆、前后锚杆连接板区域及后锚杆、后锚梁连接板区域的隔离防护结构，前锚面出口处沿锚杆周边涂覆一层硫化型橡胶密封剂；前后锚杆由里及外的隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层、发泡材料包裹层、压敏胶粘带层；前后锚杆连接板区域的由里及外隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层、泡沫材料填充层、钢板。本发明隔离防护结构有效地使得锚杆整体与锚锭混凝土隔离开，避免锚杆受力发生位移造成混凝土开裂及锚体的损伤，从而有效地阻止外界水汽进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封性和稳定性，延长了型钢锚固系统的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种悬索桥型钢锚固系统，具体的是一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，属于桥梁长寿命防腐技术领域。
背景技术
悬索桥主缆锚固系统由后锚梁、前后锚杆组成。如图1所示，后锚梁1埋于锚体混凝土内，后锚杆3一端栓接在后锚梁1上，另一端栓接在前锚杆2上，前锚杆2的另一端伸出锚体前锚面4，与主缆相连。前、后锚杆之间及前锚杆与后锚梁之间均通过连接板采用高强螺栓进行栓接。
在浇筑混凝土过程中会产生热量，同时撒水养护等过程会使混凝土与锚杆接触处产生积水，造成本身内部存在水汽。且大体积混凝土不可避免存在裂纹，外界水汽进入锚锭，使锚固系统整体处于潮湿空气中进而腐蚀，存在安全隐患。且来自主缆的动态载荷，会造成连接节点处高强螺栓松动以致结构效能降低甚至破坏情况时有发生。
锚杆处于大体积锚锭混凝土中，为不可检查、不可更换构件。为了保护锚固系统，必须对前锚面出口、前后锚杆及其连接处和后锚梁与后锚杆连接处进行防护处理：⑴防腐涂装：锚杆一般采用油漆重防腐或“电弧喷涂+油漆”复合防腐涂层。“电弧喷涂+油漆”复合防腐涂层是目前防腐寿命最长的方案，前后锚杆连接处的摩擦面一般采用电弧喷涂金属或涂装无机富锌防锈防滑涂料，该涂装不仅具有防腐蚀性能，还具有一定的抗滑移性能。⑵隔离防护：为了避免锚固系统与锚锭混凝土之间的粘结而导致周围混凝土破坏或锚固系统结构受损，必须在锚锭混凝土浇筑前，用可靠的隔离防护材料包裹在锚固系统表面，再浇筑锚锭混凝土。隔离防护层的主要作用为：隔离+密封防水。
国内已修建的悬索桥锚固系统的隔离防护通常采用PEF发泡材料进行包裹。PEF发泡材料为聚烯烃化学架桥高发泡体，简称PEF，主要用于一般民用建筑的节能保温。目前，采用这种PEF发泡材料进行隔离防护方案通常是通过专用胶水将PEF材料黏附在锚杆表面，起到隔离防护作用，但其空隙率较大，水汽会不断渗透到发泡材料与锚杆之间，形成腐蚀隐患。另外，PEF材料抗压能力低，在使用过程中易变形，在受力情况下很容易从钢材上脱粘。PEF受温度影响变形极大，而且耐老化性能与抗氧化性能差，短时间内会出现老化状态，达不到良好的隔离保护效果。因而，总体来说，这种隔离方案从技术可靠性分析，并不能满足锚固系统长期隔离密封的要求。
无论是锚杆防腐体系还是摩擦面防锈防滑体系，都存在一定的孔隙，严重地影响了其使用寿命，对锚固系统不能有长期有效的保护，PEF发泡材料也仅仅只能起到简单的隔离作用，不能起到密封防水作用。以上材料若出现老化、变脆、开裂等现象，则外界水汽会以其为介质通道接触锚杆基体，致使锚杆出现腐蚀隐患。此外，悬索桥运行过程中，车辆通行时引起的振动与钢结构自身的热胀冷缩都可能导致锚杆防腐涂层的细微开裂甚至局部失效。因此，对锚固系统进行长期有效的隔离防护成为迫切需要解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，使锚杆整体与锚锭混凝土隔离开，避免前后锚杆受力时造成混凝土开裂，提高型钢锚固系统整体的密封性和稳定性，延长型钢锚固系统的使用寿命。
为了实现上述目的，本发明的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，包括前锚面隔离防护结构、前后锚杆隔离防护结构、前后锚杆连接板区域隔离防护结构及后锚杆、后锚梁连接板区域隔离发防护结构，连接板通过高强螺栓把前后锚杆栓接在一起，连接板通过高强螺栓把后锚杆、后锚梁也栓接在一起，所述前锚面出口处沿锚杆周边涂覆一层硫化型橡胶密封剂；
所述前后锚杆由里及外的隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层、发泡材料包裹层、压敏胶粘带层，发泡材料直接粘贴在硫化型橡胶密封剂涂层上，压敏胶粘带黏贴覆盖在发泡材料包裹层上；
所述前后锚杆连接板区域的由里及外隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层、泡沫材料填充层、钢板，所述泡沫材料与硫化型橡胶密封剂涂装后的连接板紧密贴合，且充满钢板所围成的空间；
所述后锚杆、后锚梁连接板区域隔离防护结构与前后锚杆连接板区域隔离防护结构是相同的。
本发明进一步在所述后锚杆与后锚梁接头处、前锚杆与后锚杆接头处采用硫化型橡胶密封剂填充。
本发明进一步在所述前后锚杆连接板四周采用硫化型橡胶密封剂密封处理，后锚杆、后锚梁连接板四周也采用硫化型橡胶密封剂密封处理。
本发明进一步在每个高强螺栓的表面涂抹硫化型橡胶密封剂。
本发明优选的技术方案中所述泡沫材料填充层采用聚苯乙烯泡沫材料。
本发明优选的技术方案中所述硫化型橡胶密封剂涂层采用硅烷改性聚醚密封剂。
本发明优选的技术方案中所述发泡材料包裹层采用聚乙烯发泡材料。
本发明优选的技术方案中所述压敏胶粘带层采用聚丙烯压敏胶粘带。
本发明优选的技术方案中前后锚杆连接板区域隔离防护结构的硫化型橡胶密封剂涂层厚度为1～5mm。
本发明优选的技术方案中所述前锚面出口处沿前锚杆周边涂覆的硫化型橡胶密封剂涂层厚度为15～50mm。
本发明与现有技术相比，主要表现在：
⑴本发明在前锚面出口处的锚杆周边涂抹硫化型橡胶密封剂，避免后期水汽通过前锚杆缝隙进入锚体，提高了型钢锚固系统的密封性。
⑵本发明在前后锚杆部分采用硫化型橡胶密封剂涂层+发泡材料包裹层+压敏胶粘带层的隔离防护结构，增加了发泡材料包裹层及压敏胶粘带层。混凝土浇筑时产生压力使得压敏胶粘带与发泡材料表面紧密地粘结在一起，避免了发泡材料因受力从密封剂涂层上脱落；压敏胶粘带使得密封剂涂层与发泡材料粘结为一整体，排出了空隙内空气，避免了水汽渗透到发泡材料与锚杆之间。采用该隔离防护结构，有效地使得锚杆型钢与锚锭混凝土隔离开，避免前后锚杆受力发生位移造成混凝土开裂及锚杆型钢的损伤，而且密封剂涂层除隔离效果外，还具有优良的密封效果，从而有效地阻止外界水汽进入锚杆型钢的基体，提高了锚杆型钢的密封性，延长了锚杆型钢的使用寿命。
⑶本发明在前后锚杆连接板区域及后锚杆、后锚梁连接板区域采用硫化型橡胶密封剂涂层+泡沫材料填充层+钢板的隔离防护结构，该密封剂涂层对连接板区域起到密封防水的作用；该泡沫材料填充钢板与连接板之间的空间，缓冲锚杆受力时的滑移，减小摩擦面的剪切应力，避免了连接板节点处高强螺栓松动以致结构效能降低甚至破坏情况的发生；连接板最外层的钢板使得连接板与锚锭混凝土隔离开，避免了锚体受力时在连接板区域发生位移造成混凝土开裂，阻止外界水汽进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封性。
⑷本发明进一步地在前后锚杆接头处、后锚杆与后锚梁接头处采用硫化型橡胶密封剂填充，避免了水汽通过接头处空隙进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封防水性。
⑸本发明进一步地在前后锚杆连接板四周及后锚杆、后锚梁连接板四周都采用硫化型橡胶密封剂密封处理，避免了水汽通过连接板四周的空隙处进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封防水性。
⑹本发明进一步地在每个高强螺栓的表面涂抹一层硫化型橡胶密封剂，避免了水汽通过对螺栓的腐蚀进而进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封防水性。
⑺本发明进一步地硫化型橡胶密封剂涂层采用硅烷改性聚醚密封剂涂抹，该硅烷改性聚醚密封剂与现有的密封剂相比有以下特点：①该硅烷改性聚醚密封剂是单组份的，不需要现场混合，避免现场混乱造成的工程进度慢、混合不均、微小气泡等问题；②该硅烷改性聚醚密封剂100%固含量，无刺激性气味，环境友好型；③硅烷改性聚醚密封剂附着力达到7.0KN/m，附着力性能更优；④硅烷改性聚醚密封剂的扯断伸长率为450％～700％，其弹性明显优于聚硫橡胶密封剂；⑤硅烷改性聚醚密封剂的密度较小，在同等条件下可减少桥梁载荷。总之硅烷改性聚醚密封剂具有良好的施工性能、弹性性能和密封性能，可有效的保证施工质量。
附图说明
图1是悬索桥型钢锚固系统的结构图；
图2是前后锚杆的隔离防护结构示意图；
图3是连接板区域的隔离防护结构图；
图4是图3中A部分的放大图；
图5是前锚面出口处的隔离防护结构图；
图6是图5中A-A的结构图。
图中：1、后锚梁，2、前锚杆，3、后锚杆，4、前锚面，5、前后锚杆连接板区域，6、后锚梁、后锚杆连接板区域，7、锚杆防腐涂层，8、硫化型橡胶密封剂涂层，9、发泡材料包裹层，10、压敏胶粘带层，11、锚锭混凝土层，12、连接板，13、螺栓，14、硅烷改性聚醚密封剂涂层，15、发泡材料填充层，16、钢板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，包括前锚面4隔离防护结构、前后锚杆2、3隔离防护结构、前后锚杆连接板区域5隔离防护结构及后锚杆3、后锚梁1连接板区域6隔离防护结构，该连接板12通过高强螺栓13把前后锚杆2、3及后锚杆3、后锚梁1栓接在一起。如图5和图6所示，该前锚面4隔离防护结构为前锚面4出口处沿前锚杆周边涂覆一层硫化型橡胶密封剂8；
如图2所示，前后锚杆2、3由里及外的隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层8、发泡材料包裹层9、压敏胶粘带层10，所述发泡材料直接粘贴在硫化型橡胶密封剂涂层8上，所述压敏胶粘带黏贴覆盖在发泡材料包裹层9上；
如图3所示，前后锚杆连接板区域5由里及外的隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层、泡沫材料填充层15、钢板16，所述泡沫材料与硫化型橡胶密封剂涂装后的连接板紧密贴合，且充满钢板16所围成的空间。其中，硫化型橡胶密封剂涂层可为硅烷改性聚醚密封剂涂层14；
其中后锚杆、后锚梁连接板区域6隔离防护结构与前后锚杆连接板区域5隔离防护结构是相同的，其由里及外的隔离防护结构为硫化型橡胶密封剂涂层、泡沫材料填充层15、钢板16。
实施例1：本悬索桥型钢锚固系统隔离防护涂装的施工流程为：
⑴在工厂内对前后锚杆进行隔离防护：首先对锚杆外表面进行清洁处理，使得锚杆防腐涂层的净化程度应无油、无水、无污物、无锈斑及其他可溶性盐；然后在锚杆外表面（除摩擦面外）涂抹硫化型橡胶密封剂，可使用模具区域，一次刮涂1㎜厚密封剂，干膜厚度为1㎜；待密封胶涂层实干后，将剪裁好的聚乙烯发泡材料轻轻地黏贴在密封剂涂层上，粘贴操作时间控制在30min内，聚乙烯发泡材料的厚度为4㎜；最后在浇筑混凝土前粘贴4μm聚丙烯压敏胶粘带。
⑵在施工现场对前后锚杆及后锚梁、后锚杆连接处进行隔离防护：首先前后锚杆已做好隔离防护，且摩擦面做好了防锈防滑涂装，稍后对摩擦面部分外表面进行清洁处理；然后在前后锚杆及后锚梁、后锚杆的接头处填充3㎜厚硫化型橡胶密封剂；其中连接板采用高强螺栓把前后锚杆及后锚梁、后锚杆栓接在一起，在连接板的外表面涂抹硫化型橡胶密封剂，涂层厚度为1㎜；待密封剂涂层实干后，将加工好的聚苯乙烯泡沫轻放在密封剂涂层上，并保证泡沫填充层与密封剂涂层紧密接触；最后将2㎜厚钢板套在泡沫层的外部，需聚苯乙烯泡沫填充满该钢板所围空间。
如图4所示，本发明还可以在连接板12的四周涂抹硫化型橡胶密封剂8，避免了外界的水汽通过连接板与摩擦面之间的缝隙进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封性。本发明还可以在高强螺栓13的表面涂抹硫化型橡胶密封剂8，避免外界水汽通过对螺栓的腐蚀而进入锚体内，进一步地提高了型钢锚固系统的密封性。
⑶前锚杆出口处的防护在成桥后或铺装完成后施工，如图5和6所示，在前锚杆出口处沿锚杆周边涂覆一层15㎜硫化型橡胶密封剂，避免后期水汽通过锚杆缝隙进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封性。
上述实施例1中所需的硫化型橡胶密封剂、聚乙烯发泡材料、聚苯乙烯泡沫材料、压敏胶粘带等原材料，都可以直接在市场采购。该硫化型橡胶密封剂可以采用硅烷改性聚醚密封剂，该硅烷改性聚醚密封剂属于环保型产品，单组份、密度小、附着力及弹性性能更优。该硅烷改性聚醚密封剂可采用江苏中矿大正表面工程技术有限公司生产的DZ-MS330产品。
实施例2：本悬索桥型钢锚固系统隔离防护涂装的施工流程为：
⑴在工厂内对前后锚杆进行隔离防护：如图2所示，首先对锚杆外表面进行清洁处理，使得锚杆防腐涂层的净化程度应无油、无水、无污物、无锈斑及其他可溶性盐；然后在锚杆外表面（除摩擦面外）涂抹硅烷改性聚醚密封剂，可使用模具区域，一次刮涂1㎜厚密封剂，干膜厚度为5㎜；待密封胶涂层实干后，将剪裁好的聚乙烯发泡材料轻轻地黏贴在密封剂涂层上，粘贴操作时间控制在30min内，聚乙烯发泡材料的厚度为8㎜；最后在浇筑混凝土前粘贴6μm厚聚丙烯压敏胶粘带，该压敏胶粘带可以为塑料薄膜。
⑵在施工现场对前后锚杆及后锚梁、后锚杆连接处进行隔离防护：如图3所示，首先前后锚杆已做隔离防护，且摩擦面已做防锈防滑涂装，稍后对摩擦面部分外表面进行清洁处理；然后在前后锚杆及后锚梁、后锚杆的接头处填充5㎜厚硅烷改性聚醚密封剂；其中连接板通过高强螺栓把前后锚杆及后锚梁、后锚杆栓接在一起，在连接板的外表面涂抹硅烷改性聚醚密封剂，涂层厚度为5㎜；待密封剂涂层实干后，将加工好的聚苯乙烯泡沫轻放在密封剂涂层上，并保证泡沫填充层与密封剂涂层紧密接触；最后将3㎜厚钢板放置在泡沫层的外部，需聚苯乙烯泡沫填充满该钢板所围空间。
如图4所示，本发明还可以在连接板的四周涂抹硅烷改性聚醚密封剂，以封闭二者之间的空隙，避免外界水汽通过连接板与摩擦面之间的缝隙进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封性。本发明还可以在高强螺栓13的表面涂抹硅烷改性聚醚密封剂，避免了外界水汽通过对螺栓的腐蚀而进入锚体内，进一步地提高了型钢锚固系统的密封性。
⑶前锚杆出口处的防护在成桥后或铺装完成后施工，如图5和6所示，在前锚杆出口处沿锚杆周边涂覆一层50㎜厚硅烷改性聚醚密封剂，避免后期水汽通过锚杆缝隙进入锚体内，提高了型钢锚固系统的密封性。
上述实施例2中所需的硅烷改性聚醚密封剂、聚乙烯发泡材料、聚苯乙烯泡沫材料、聚丙烯压敏胶粘带等原材料，都可以直接在市场采购。该硅烷改性聚醚密封剂可采用江苏中矿大正表面工程技术有限公司生产的DZ-MS330产品。
总之，本悬索桥型钢锚固系统隔离防护完成后，在前后锚杆外表面形成了硫化型橡胶密封剂涂层+发泡材料包裹层+压敏胶粘带层的隔离防护结构，在前后锚杆连接板及后锚梁、后锚杆连接板处形成了硫化型橡胶密封剂涂层+聚苯乙烯泡沫填充层+钢板的隔离防护结构，使得锚杆整体与锚锭混凝土隔离开，避免锚杆受力发生位移造成混凝土开裂及锚体的损伤，从而有效地阻止外界水汽进入锚室，提高了型钢锚固系统的密封性和牢固性，延长了型钢锚固系统的使用寿命；在前锚杆出口处沿锚杆周边涂覆一层硫化型橡胶密封剂，避免后期水汽通过锚杆缝隙进入锚体内，进一步地提高了型钢锚固系统的密封性，阻止腐蚀的发生，延长了使用寿命。
Claims (10)
1.一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，包括前锚面（4）隔离防护结构、前后锚杆（2、3）隔离防护结构、前后锚杆连接板区域（5）隔离防护结构及后锚杆、后锚梁连接板区域（6）隔离防护结构，所述连接板（12）通过螺栓（13）把前后锚杆（2、3）栓接在一起，所述连接板（12）通过螺栓把后锚杆（3）、后锚梁（1）栓接在一起，其特征在于，所述前锚面（4）出口处沿前锚杆周边涂覆一层硫化型橡胶密封剂（8）；
所述前后锚杆（2、3）由里及外隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层（8）、发泡材料包裹层（9）、压敏胶粘带层（10），所述发泡材料直接粘贴在硫化型橡胶密封剂涂层（8）上，所述压敏胶粘带黏贴覆盖在发泡材料包裹层（9）上；
所述前后锚杆连接板区域（5）由里及外隔离防护结构为：硫化型橡胶密封剂涂层、泡沫材料填充层（15）、钢板（16），所述泡沫材料与硫化型橡胶密封剂涂装后的连接板紧密贴合，且充满所述钢板（16）所围成的空间；
所述后锚杆、后锚梁连接板区域（6）隔离防护结构与前后锚杆连接板区域（5）隔离防护结构是相同的。
2.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述后锚杆（3）与后锚梁（1）接头处、前锚杆（2）与后锚杆（3）接头处采用硫化型橡胶密封剂填充。
3.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述前后锚杆（2、3）连接板四周采用硫化型橡胶密封剂密封处理，后锚杆（3）、后锚梁（1）连接板四周采用硫化型橡胶密封剂密封处理。
4.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述每个螺栓（13）的表面涂抹硫化型橡胶密封剂。
5.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述泡沫材料填充层（15）采用聚苯乙烯泡沫材料。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述硫化型橡胶密封剂涂层（8）采用硅烷改性聚醚密封剂。
7.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述发泡材料包裹层（9）采用聚乙烯发泡材料。
8.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述压敏胶粘带层（10）采用聚丙烯压敏胶粘带。
9.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述前后锚杆连接板区域（5）隔离防护结构的硫化型橡胶密封剂涂层厚度为1～5mm。
10.根据权利要求1所述的一种悬索桥型钢锚固系统隔离防护结构，其特征在于，所述前锚面（4）出口处沿前锚杆周边涂覆的硫化型橡胶密封剂涂层厚度为15～50mm。
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