CN110438900A - 聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于桥梁斜拉索施工领域，具体涉及一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，包括以下步骤：S1、施工准备：准备施工的工具材料，然后在阻尼器安装处附近通过顶推杆对HDPE外护套管进行向上顶推和支撑；S2、阻尼器预安装；S3、钻孔：在斜拉索HDPE外护套管（5）上位于扣环上方和下方的位置分别开设上灌注孔和下灌注孔；S4、灌注：在下灌注孔处分别注入聚氨酯填缝剂，保证底部区域内全部填充密实；待填缝剂自然干固后，再从上方开孔处分两次灌注聚氨酯填充体，确保填满HDPE外护套管与拉索钢绞线的间隙段；S5、补孔；S6、焊接支撑柱。
Description
技术领域
本发明属于桥梁斜拉索施工领域，具体涉及一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法。
背景技术
目前国内铁路、公路的桥梁斜拉索施工中，斜拉索施工中随着拉索长度、索力大小等对阻尼器的要求更高。现在国内大多数永磁调节式磁流变阻尼器均是在阻尼器扣环处安装索箍，斜拉索永磁调节式磁流变阻尼器采用索箍安装时，为了减小震动，在现场施工中，HDPE（高密度聚乙烯）外护套管内径和索箍最大直径相同，HDPE外护套管长度越大，安装难度越大、费用高。若HDPE外护套管内径略大于索箍最大直径，则无法充分发挥阻尼器的减震效果。现场施工中，我们可以发现，斜拉索钢绞线间存在一定的间隙，斜拉索钢绞线与HDPE外护套管仅仅在索箍位置相贴合，在斜拉索长期处于震动时，若不进行处理，安装好的索箍可能会发生滑移现象，无法充分发挥阻尼器的减震效果，达不到拉索减震的要求。
中铁十二局集团有限公司针对现场实际情况进行了深入分析，和研究了一种聚氨酯填充安装永磁调节式磁流变阻尼器的施工工艺，并经总结形成工法。该工法用聚氨酯填充体填满HDPE外护套管与拉索钢绞线的间隙段（400-600mm），与阻尼器使用索箍相比，使得HDPE外护套管、拉索钢绞线、聚氨酯填充料三者紧密贴合，施工简便，大大降低了安装成本，更好地发挥了阻尼器的减震效果，将在一定程度上能有效防止由于受到瞬时外力冲击时，扣环对HDPE外护套管的损坏。
发明内容
本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，以提高拉索减震的效果。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，包括以下步骤：
S1、施工准备：准备施工的工具材料，然后在阻尼器安装处附近通过顶推杆对HDPE外护套管（5）进行向上顶推和支撑，使使斜拉索钢绞线（7）位于HDPE外护套管（5）中心位置；
S2、阻尼器预安装：将阻尼器（1）通过连接轴（3）和扣环（2）设置在斜拉索的HDPE外护套管（5）与支撑柱（4）之间；
S3、钻孔：在斜拉索HDPE外护套管（5）上位于扣环上方和下方的位置分别开设上灌注孔和下灌注孔；
S4、灌注：在下灌注孔处分别注入聚氨酯填缝剂，保证底部区域内全部填充密实；待填缝剂自然干固后，再从上方开孔处分两次灌注聚氨酯填充体，确保填满HDPE外护套管与拉索钢绞线的间隙段；
S5、补孔：用打磨机将HDPE外护套管（5）上的所有孔表面清理干净，同时对孔内的发泡剂进行清理；然后利用HDPE专用焊条，通过塑料挤出机对钻孔口填料，直至满并高出原HDPE外护套管（5）表面约2cm~5cm；待修补的HDPE填补料完全冷却后，用配羊毛轮片的打磨机对其表面抛光，完成补孔；
S6、焊接支撑柱；拆除顶推杆后，摆放好支撑柱使其与桥面垂直，将支撑柱（4）焊接在桥面的预埋钢板或钢箱梁上。
所述步骤S2中，阻尼器的预安装方法为：将连接轴（3）安装在支撑柱（4）上，用锁紧螺母锁紧固定，然后将磁流变阻器（1）的一端与下扣环（2）固定，同时将磁流变阻器（1）的另一端与连接轴（3）固定连接；最后将橡胶垫片放入扣环的凹槽内，再用螺栓将上扣环扣上并与拉索固定，检查阻尼器与拉索的角度，并通过调整支撑柱的位置使该角度保持保持为90°±3。
所述步骤S3中，钻孔的位置具体为：以扣环中心位置为参考，在HDPE护套管（6）上位于扣环中心位置下方40cm处的圆周上钻设三个分别位于上方、左方和右方的下灌注孔，在HDPE护套管上距离扣环中心位置上方20cm处的圆周上钻设一个位于上方的上灌注孔，所述上灌注孔和下灌注孔的直径为Φ32mm；同时，在位于上述下灌注孔和上灌注孔之间的HDPE外护套管（6）圆周上方，钻取2个直径为Φ10mm的观察孔，将其等分为三部分，孔外缠绕3层透明胶带，用于观察灌注后聚氨酯发泡材情况。
所述步骤S4中，灌注聚氨酯填充体的具体方法为：用电子秤分别称总灌注量一半的A组分白料和B组分黑料，分别放在两个塑料桶里，然后按照配比将A、B组分混合并及时搅拌均匀，搅拌时间为10~15秒以，塑料桶壁微热为准，通过漏斗从上灌注孔内一次性灌注；待3~5分钟后再称余下A组分白料和B组分黑料并分别放在两个塑料桶里，按照配比将A、B组分混合并及时搅拌均匀，搅拌时间为8~10秒，最后通过漏斗从上灌注孔内一次性完成灌注。
所述步骤S4中，注入聚氨酯填缝剂的具体方法为：将填缝剂前端软管全部伸入孔洞内，保持按压注入发泡剂，同时缓慢的抽出软管，直至发泡剂从孔口溢出，说明底部区域内全部填充密实。
所述步骤S5中，对钻孔口填料的具体方法为：启动塑料挤出机电源键，将温度控制开关设定在600℃位置，预热约5分钟后，将挤出机枪头对准待修复孔洞，利用挤出机加热时所吹出的热风对孔周围的HDPE外护套管（5）表面进行加热至微软；当塑料挤出机预热达到600℃后，从进料口处放入HDPE专用焊条，然后启动出料开关，通过速度控制开关调节出料速度，对孔口填料。
所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，还包括以下步骤：
S7、对焊接处、钢件表面脱漆处、外漏的连接轴的镀黑锌表面进行补刷油漆，其中，环氧富锌底漆不小于 100μm，丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆不小于100μm，漆膜总厚度不小于200μm。
所述步骤S6中，顶推杆保持直至发泡达到强度即4~5小时后方才拆除。
当桥面为混凝土桥面时，所述步骤S1中的施工准备还包括在在浇筑混凝土桥面时设置预埋钢板的步骤，所述预埋钢板在梁体设计位置采用500mm×850mm×20mm钢板背部焊接8-φ12×200mm锚固钢筋，锚入混凝土梁面。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：
1、安装简便降低成本。相比传统阻尼器安装方法，本工法采用聚氨酯填充工艺安装永磁调节式磁流变阻尼器，采用顶管、钻孔、封底、灌注、堵孔、焊接，施工简便，大大降低了安装成本。
2、减震效果好。本工法采用聚氨酯填充工艺安装永磁调节式磁流变阻尼器，现场聚氨酯填充后使得HDPE外护套管、拉索钢绞线、聚氨酯填充料三者紧密贴合，可减震作用区域较传统工法相比，作用范围更大，能够更好地发挥出阻尼器的减震效果。
3、安全性高。相比阻尼器使用索箍时，斜拉索长期震动下，不存在索箍滑移偏离原设计位置的现象，将在一定程度上能有效防止由于受到瞬时外力冲击时，扣环对HDPE外护套管的损坏。
附图说明
图1为本发明实施例提供的聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法的施工工艺流程图；
图2为本发明实施例中HDPE外护套管1进行顶推前后的拉索断面图；
图3为本发明实施例中外置阻尼器的安装示意图；
图4为图3的A向视图；
图中：1为阻尼器，2为扣环，3为连接轴，4为支撑柱，5为HDPE外护套管，6为聚氨酯填充体，7为拉索钢绞线，8为上灌注孔，9为下灌注孔，10为混凝土桥面，11为预埋钢板，12为轴肩螺钉，13为限位螺母。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明实施例提供了一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工准备：准备施工的工具材料，然后在阻尼器安装处通过顶推杆附近对HDPE外护套管5进行向上顶推和支撑，使使斜拉索钢绞线7位于HDPE外护套管5中心位置。
施工准备主要包括将永磁调节式磁流变阻尼器配件运至施工现场，聚氨酯A、B料有效期较短，进场前必须与厂家沟通，确保施工期间材料的有效性。然后将需要的直角尺、方木条若干、手提式钻机、填缝剂、塑料桶、手提式塑料挤出机1台、刀1把、打磨机1台、焊机1台运送至施工现场，同时将施工用电、水接至现场。
当桥面为混凝土桥面时，施工准备的步骤还包括在在浇筑混凝土桥面时设置预埋钢板，在浇筑混凝土桥面时根据尺寸H1及斜拉索角度，计算出预埋钢板中心点和左线偏距进行放样，预埋好预埋钢板，桥面为钢箱梁时不需要预埋钢板。所述预埋钢板在梁体设计位置采用500mm×850mm×20mm钢板背部焊接8-φ12×200mm锚固钢筋，锚入混凝土梁面。预埋钢板用于固定支撑柱，因此其位置与支撑柱的位置对应。桥面为钢箱梁时不需要预埋钢板，支撑柱可以直接焊接在钢箱梁上。
如图2a和2b所示，分别为通过顶推杆对HDPE外护套管1进行顶推前后的拉索断面图，由于受重力作用，斜拉索的HDPE外护套管上部与斜拉索间隙较小，下部间隙较大，因此，安装阻尼器前，现场需要用支架或方木在阻尼器安装处旁边对HDPE管向上顶推、支撑，使斜拉索钢绞线位于HDPE外护套管中心位置，以便后续钻孔后填充聚氨酯。
S2、阻尼器预安装：将阻尼器1通过连接轴3和扣环2设置在斜拉索的HDPE外护套管5与支撑柱4之间。
如图3~4所示，为本发明实施例中阻尼器1的安装结构示意图。其中，阻尼器1为永磁调节式磁流变阻尼器；拉环2分为上拉环和下拉环两部分，两个阻尼器1的一端通过轴肩螺钉12与下拉环连接，另一端分别通过轴肩螺钉12与设置在支撑柱4上的连接轴3的两端连接，连接轴3和两个阻尼器形成一个等腰三角形，并且该等腰三角形所在的平面与拉索垂直。上拉环和下拉环通过螺栓固定连接，套设在拉索的HDPE外护套管外周。连接轴3安装在支撑柱上的通孔内，通过限位螺母13可以防止轴向移动，同时连接轴可以在支撑柱上转动。
阻尼器的预安装方法为：将连接轴3安装在支撑柱4上，用限位螺母锁紧固定，然后将磁流变阻器1的一端与下扣环2固定，同时将磁流变阻器1的另一端与连接轴3固定连接；最后将橡胶垫片放入扣环的凹槽内，再用螺栓将上扣环扣上并与拉索固定，此时不需要上紧螺栓，用直角尺检查阻尼器与拉索的角度，并通过调整支撑柱4的位置使该角度保持在保持为90°±3。同时，还需要确定好扣环的安装尺寸L，即扣环的位置。
S3、钻孔：在斜拉索HDPE外护套管5上位于扣环上方和下方的位置分别开设上灌注孔8和下灌注孔9。
钻孔的位置具体为：以扣环中心位置为参考，在HDPE护套管6上位于扣环中心位置下方40cm处的圆周上钻设三个分别位于上方、左方和右方的下灌注孔；在HDPE护套管上距离扣环中心位置上方20cm处的圆周上钻设一个位于上方的上灌注孔，所述上灌注孔和下灌注孔的直径为Φ32mm；同时，在位于上述下灌注孔和上灌注孔之间的HDPE外护套管6圆周上方，钻取2个直径为Φ10mm的观察孔，将其等分为三部分，孔外缠绕3层透明胶带，用于观察灌注后聚氨酯发泡材情况。
S4、灌注：在下灌注孔处分别注入聚氨酯填缝剂，保证底部区域内全部填充密实；待填缝剂自然干固（约3h~4h）后，再从上方开孔处分两次灌注聚氨酯填充体，确保填满HDPE外护套管与拉索钢绞线的间隙段。
其中，注入聚氨酯填缝剂的具体方法为：将填缝剂前端软管全部伸入孔洞内，保持按压注入发泡剂，同时缓慢的抽出软管，直至发泡剂从孔口溢出，说明底部区域内全部填充密实。
其中，灌注聚氨酯填充体的具体方法为：用电子秤分别称总灌注量一半的A组分白料和B组分黑料，分别放在两个塑料桶里，然后按照配比将A、B组分混合并及时搅拌均匀，搅拌时间为10~15秒以，塑料桶壁微热为准，通过漏斗从上灌注孔内一次性灌注；待3~5分钟后再称余下A组分白料和B组分黑料并分别放在两个塑料桶里，按照配比将A、B组分混合并及时搅拌均匀，搅拌时间为8~10秒，最后通过漏斗从上灌注孔内一次性完成灌注。
此外，若A组分白料、B组分黑料出现粘稠度大、流动性差或出现少量结块时，需打开桶盖，加热至40-50°C，并搅拌均匀后放置冷却至常温约30-37°C即可使用。在完成预定注入量后，以手摸护套管外壁是否温热及敲击回声确定是否在注塑区域内注满至少达到填充体积的85%。注满后需等4-5小时以保证发泡剂达到强度。
S5、补孔：用打磨机将HDPE外护套管5上的所有孔表面清理干净，同时对孔内的发泡剂进行清理；然后利用HDPE专用焊条，通过塑料挤出机对钻孔口填料，直至满并高出原HDPE外护套管表面约2cm~5cm；待修补的HDPE填补料完全冷却后，用配羊毛轮片的打磨机对其表面抛光，完成补孔；
其中，对钻孔口填料的具体方法为：启动塑料挤出机电源键，将温度控制开关设定在600℃位置，预热约5分钟后，将挤出机枪头对准待修复孔洞，利用挤出机加热时所吹出的热风对孔周围的HDPE外护套管5表面进行加热至微软；当塑料挤出机预热达到600℃后，从进料口处放入HDPE专用焊条，然后启动出料开关，通过速度控制开关调节出料速度，对孔口填料。
S6、焊接支撑柱；拆除顶推杆后，摆放好支撑柱使其与桥面垂直，将支撑柱4焊接在桥面的预埋钢板或钢箱梁上。
其中，顶推杆保持直至发泡达到强度即4~5小时后方才拆除。焊缝必须敲掉焊渣进行检查、补焊。冷却后清理焊渣。
S7、补漆：对焊接处、钢件表面脱漆处、外漏的连接轴的镀黑锌表面进行补刷油漆，补刷油漆时底漆两遍，面漆两遍。其中，环氧富锌底漆不小于 100μm，丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆不小于100μm，漆膜总厚度不小于200μm。
本发明实施例采用聚氨酯填充工艺安装永磁调节式磁流变阻尼器，可以更好地实现磁流变阻尼器的减震作用，且耐久性好，不存在由于长期震动索箍滑移而导致磁流变阻尼器不能正常使用的隐患。广佛环城际铁路东平水道特大桥主桥斜拉桥采用双索面扇形布置，全桥设置8对共32组拉索。桥面斜拉索采用聚氨酯填充工艺安装永磁调节式磁流变阻尼器，实现了斜拉索阻尼器的快速安装，且具有更好地耐久性，不存在由于长期震动索箍滑移而导致磁流变阻尼器不能正常使用的隐患。得到了监理、业主、设计院等单位同行的良好评价。本发明可广泛运用于斜拉索永磁调节式磁流变阻尼器，由于操作简单、快捷，无需耗费大量的人力物力可达到比传统阻尼器索箍施工，更好的阻尼器减震效果。具有更好广泛的运用前景。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、施工准备：准备施工的工具材料，然后在阻尼器安装处附近通过顶推杆对HDPE外护套管（5）进行向上顶推和支撑，使使斜拉索钢绞线（7）位于HDPE外护套管（5）中心位置；
S2、阻尼器预安装：将阻尼器（1）通过连接轴（3）和扣环（2）设置在斜拉索的HDPE外护套管（5）与支撑柱（4）之间；
S3、钻孔：在斜拉索HDPE外护套管（5）上位于扣环上方和下方的位置分别开设上灌注孔和下灌注孔；
S4、灌注：在下灌注孔处分别注入聚氨酯填缝剂，保证底部区域内全部填充密实；待填缝剂自然干固后，再从上方开孔处分两次灌注聚氨酯填充体，确保填满HDPE外护套管与拉索钢绞线的间隙段；
S5、补孔：用打磨机将HDPE外护套管（5）上的所有孔表面清理干净，同时对孔内的发泡剂进行清理；然后利用HDPE专用焊条，通过塑料挤出机对钻孔口填料，直至满并高出原HDPE外护套管（5）表面约2cm~5cm；待修补的HDPE填补料完全冷却后，用配羊毛轮片的打磨机对其表面抛光，完成补孔；
S6、焊接支撑柱；拆除顶推杆后，摆放好支撑柱使其与桥面垂直，将支撑柱（4）焊接在桥面的预埋钢板或钢箱梁上。
2.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，所述步骤S2中，阻尼器的预安装方法为：将连接轴（3）安装在支撑柱（4）上，用锁紧螺母锁紧固定，然后将磁流变阻器（1）的一端与下扣环（2）固定，同时将磁流变阻器（1）的另一端与连接轴（3）固定连接；最后将橡胶垫片放入扣环的凹槽内，再用螺栓将上扣环扣上并与拉索固定，检查阻尼器与拉索的角度，并通过调整支撑柱的位置使该角度保持为90°±3。
3.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，所述步骤S3中，钻孔的位置具体为：以扣环中心位置为参考，在HDPE护套管（6）上位于扣环中心位置下方40cm处的圆周上钻设三个分别位于上方、左方和右方的下灌注孔，在HDPE护套管上距离扣环中心位置上方20cm处的圆周上钻设一个位于上方的上灌注孔，所述上灌注孔和下灌注孔的直径为Φ32mm；同时，在位于上述下灌注孔和上灌注孔之间的HDPE外护套管（6）圆周上方，钻取2个直径为Φ10mm的观察孔，将其等分为三部分，孔外缠绕3层透明胶带，用于观察灌注后聚氨酯发泡材情况。
4.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，灌注聚氨酯填充体的具体方法为：用电子秤分别称总灌注量一半的A组分白料和B组分黑料，分别放在两个塑料桶里，然后按照配比将A、B组分混合并及时搅拌均匀，搅拌时间为10~15秒以，塑料桶壁微热为准，通过漏斗从上灌注孔内一次性灌注；待3~5分钟后再称余下A组分白料和B组分黑料并分别放在两个塑料桶里，按照配比将A、B组分混合并及时搅拌均匀，搅拌时间为8~10秒，最后通过漏斗从上灌注孔内一次性完成灌注。
5.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，所述步骤S4中，注入聚氨酯填缝剂的具体方法为：将填缝剂前端软管全部伸入孔洞内，保持按压注入发泡剂，同时缓慢的抽出软管，直至发泡剂从孔口溢出，说明底部区域内全部填充密实。
6.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，所述步骤S5中，对钻孔口填料的具体方法为：启动塑料挤出机电源键，将温度控制开关设定在600℃位置，预热约5分钟后，将挤出机枪头对准待修复孔洞，利用挤出机加热时所吹出的热风对孔周围的HDPE外护套管（5）表面进行加热至微软；当塑料挤出机预热达到600℃后，从进料口处放入HDPE专用焊条，然后启动出料开关，通过速度控制开关调节出料速度，对孔口填料。
7.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S7、对焊接处、钢件表面脱漆处、外漏的连接轴的镀黑锌表面进行补刷油漆，其中，环氧富锌底漆不小于 100μm，丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆不小于100μm，漆膜总厚度不小于200μm。
8.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，所述步骤S6中，顶推杆保持直至发泡达到强度即4~5小时后方才拆除。
9.根据权利要求1所述的一种聚氨脂填充式斜拉索外置阻尼器施工方法，其特征在于，当桥面为混凝土桥面时，所述步骤S1中的施工准备还包括在在浇筑混凝土桥面时设置预埋钢板的步骤，所述预埋钢板在梁体设计位置采用500mm×850mm×20mm钢板背部焊接8-φ12×200mm锚固钢筋，锚入混凝土梁面。
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