4.2.2 鍍鋅鋼絞線體系
早期的鋼絞線拉索都用光面鋼絞線,套管內(nèi)灌注水泥砂漿作防腐處理,現(xiàn)普遍使用鍍鋅鋼絞線加工成單獨(dú)的護(hù)套鋼絞線,大大提高了防腐性能,使拉索的耐久性得到更可靠的保障。拉索主體材料采用鍍鋅鋼絞線,涂覆油脂或石蠟后外包HDPE護(hù)套,每根鋼絲均做鍍鋅處理。鍍鋅鋼絞線體系的優(yōu)點(diǎn)是防腐性能優(yōu)良,鋅層提供的犧牲陽極保護(hù)作用,即使在內(nèi)涂層及護(hù)套失效的情況下,也能較長時間保護(hù)鋼基不受銹蝕,對施工中造成的材料外層防腐體系的破損有較好的彌補(bǔ)作用。
美國德克薩斯大學(xué)就斜拉索防腐體系在世界范圍內(nèi)作過調(diào)查¨3|,在收集到的意見中,采用鍍鋅鋼絞線+內(nèi)涂層+HDPE套管的斜拉索防腐體系獲得了最高的得分,高于環(huán)氧樹脂涂層體系的得分,反映了各國橋梁界對斜拉索防腐體系的綜合意見,也是鍍鋅鋼絞線體系較完美的防腐能力的體現(xiàn)。鍍鋅鋼絞線為低松弛產(chǎn)品,目前可選擇的強(qiáng)度級別有1770,l860MPa2種,本世紀(jì)1860MPa級鍍鋅鋼絞線的應(yīng)用已成為主流。國內(nèi)采用鍍鋅鋼絞線拉索體系的橋梁有已建成的云南景洪大橋、廣東覺石大橋、福建青州大橋、宜昌夷陵大橋、福建漳州戰(zhàn)備大橋等,在建的有湖南郴州赤石大橋、武漢二七長江大橋等。
4.2.3 環(huán)氧樹脂鋼絞線體系
這類拉索材料的制作是將PC鋼絞線拆股,每根鋼絲靜電涂覆環(huán)氧樹脂并熔融同化形成致密涂層。有一些工程設(shè)計(jì)將環(huán)氧樹脂涂層鋼絞線再涂覆油脂或石蠟,外包HDPE護(hù)套。
環(huán)氧樹脂鋼絞線最早由美國開發(fā)應(yīng)用,初期的涂膜厚度最低0.2mm,結(jié)果發(fā)現(xiàn)易銹蝕、耐久性差,由于沒有預(yù)期的防腐效果,美國已不再推廣使用。新的ASTM A882規(guī)定的環(huán)氧樹脂涂層厚度要求在0.38-1.14mm。日本開發(fā)的環(huán)氧樹脂涂層鋼絞線基本沿用了美國的標(biāo)準(zhǔn),通過實(shí)踐證明能滿足體外索的應(yīng)用要求,在日本體外索上的應(yīng)用僅次于透明波紋管灌漿技術(shù)。
環(huán)氧樹脂鋼絞線體系的優(yōu)點(diǎn)是具有優(yōu)良的防腐能力。由于每根鋼絲及間隙均勻噴涂了環(huán)氧樹脂,實(shí)現(xiàn)了鋼絲與大氣(腐蝕介質(zhì))的隔絕,環(huán)氧樹脂穩(wěn)定的化學(xué)性能提供了良好的物理保護(hù)。鹽霧試驗(yàn)中環(huán)氧樹脂涂層的耐蝕性遠(yuǎn)大于鍍鋅層,是氯離子或鹽分含量相對較高的環(huán)境理想的防腐材料,在德克薩斯大學(xué)收集的意見中,環(huán)氧樹脂鋼絞線體系的得分僅次于鍍鋅鋼絞線體系,其綜合防腐能力在橋梁界有較高的聲譽(yù)。
環(huán)氧樹脂鋼絞線體系的缺點(diǎn)是制造過程難度大、成本高。目前國內(nèi)能生產(chǎn)環(huán)氧樹脂涂層鋼絞線的廠家很少,特別是滿足ASTM A882標(biāo)準(zhǔn)要求的廠家更少,選擇余地很小。施工中的專業(yè)化要求也很高。
環(huán)氧樹脂鋼絞線使用中要特別注意:
(1)環(huán)氧樹脂鋼絞線在制作過程中,拆股再合股會破壞絞線的屈服強(qiáng)度和松弛性能,特別是松弛損失會增加約2.5倍,而松弛損失2.5%以下的絞線經(jīng)過環(huán)氧樹脂涂覆后會升至4.0%以上,這對設(shè)計(jì)中采用低松弛材料的工程會有影響。要保證最終成品較小的松弛損失,噴涂環(huán)氧前的鋼絞線必須是超低松弛(松弛損失小于1.5%)鋼絞線,這就需要絞線廠生產(chǎn)時特制,非絞線生產(chǎn)廠購進(jìn)絞線加工會有困難。
(2)環(huán)氧樹脂鋼絞線優(yōu)良的防腐性能建立在環(huán)氧涂層無破損或開裂的基礎(chǔ)上,如果環(huán)氧樹脂涂層質(zhì)量不佳或運(yùn)輸、施工中發(fā)生難以發(fā)現(xiàn)的破損,由于環(huán)氧樹脂提供的是物理防護(hù),無陰極保護(hù)作用,破損或開裂處會成為腐蝕的薄弱環(huán)節(jié),此處與光面鋼絞線無異,會大大影響結(jié)構(gòu)的耐久性。
(3)環(huán)氧樹脂鋼絞線錨同時因環(huán)氧涂層的存在,會影響錨固效率系數(shù),一般要與專門開發(fā)的錨具配套使用,而且要由專業(yè)人員施工,而圍內(nèi)工程實(shí)例剛開始,從錨具到施工技術(shù)的成熟性有待檢驗(yàn),首次使用時有一定風(fēng)險(xiǎn)。
(4)環(huán)氧涂層在紫外線作用下易老化。因成本關(guān)系,環(huán)氧樹脂鋼絞線在使用中一般不再有其他防護(hù),涂層老化是對結(jié)構(gòu)安全的一大隱患,也是日本橋梁中慎用環(huán)氧絞線的主要原因。
4.2.4 護(hù)套鋼絞線的應(yīng)用
3種護(hù)套鋼絞線體系各有優(yōu)勢,PC鋼絞線體系相對成本較低,技術(shù)成熟,工程造價(jià)低;鍍鋅鋼絞線體系相對成本較高,技術(shù)成熟,腐蝕較嚴(yán)重的環(huán)境中有明顯優(yōu)勢;環(huán)氧樹脂鋼絞線體系相對成本較高,腐蝕嚴(yán)重特別是海洋性氣候的環(huán)境中具有獨(dú)特的優(yōu)勢,國內(nèi)屬新興技術(shù),其有效性有待檢驗(yàn)。在國外PC鋼絞線體系用得多一些,國內(nèi)鍍鋅鋼絞線體系和PC鋼絞線體系應(yīng)用相對多一些,環(huán)氧樹脂鋼絞線體系在國外一些沿海地區(qū)已有應(yīng)用,國內(nèi)目前有少量工程上采用了環(huán)氧鋼絞線體系。
就國內(nèi)的整體情況而言,鍍鋅鋼絞線體系是首選的防腐體系,該產(chǎn)品在國內(nèi)的生產(chǎn)已有10年以上的歷史,技術(shù)成熟,成本適中,并已成功地在許多斜拉橋拉索和橋面箱梁體外索(廣東覺石橋、宜昌夷陵橋)上獲得應(yīng)用,在建的湖南郴州赤石大橋、武漢二七長江大橋也設(shè)計(jì)采用鍍鋅鋼絞線,市場前景看好,綜合優(yōu)勢明顯。
5 結(jié)語
預(yù)應(yīng)力鋼絞線防腐體系的有效性關(guān)系到結(jié)構(gòu)的耐久性,根據(jù)工程所處的環(huán)境選擇合適的結(jié)構(gòu)形式和防腐形式可以兼顧經(jīng)濟(jì)性和耐久性。
(1)先張預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu),在輕微腐蝕環(huán)境中可以直接使用光面PC鋼絞線,腐蝕嚴(yán)重或者有氯離子的環(huán)境可以選擇環(huán)氧樹脂涂層鋼絞線。
(2)后張灌漿體內(nèi)索的應(yīng)用要慎重,除非有可靠的灌漿技術(shù)和措施;無黏結(jié)形式是較理想的后張預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)防腐方式,但要處理好錨固端的密封防腐。
(3)緩黏結(jié)鋼絞線體系兼有黏結(jié)與無黏結(jié)的優(yōu)點(diǎn),是追求結(jié)構(gòu)耐久性時考慮的理想材料。
(4)體外索(拉索)是橋梁建設(shè)中重要的結(jié)構(gòu)形式,它有施工、監(jiān)測、維修更換方面的優(yōu)勢,一般腐蝕環(huán)境選擇PC預(yù)應(yīng)力鋼絞線+內(nèi)涂層+HDPE套管的方式,腐蝕嚴(yán)重(如氯離子)的環(huán)境選擇鍍鋅鋼絞線(或環(huán)氧樹脂涂層鋼絞線)+內(nèi)涂層+HDPE套管的方式。
預(yù)應(yīng)力鋼絞線的防腐措施(三)
發(fā)布時間:2011年10月05日 點(diǎn)擊數(shù):
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