大型斜拉桥桥塔钢筋混凝土保护

2022-09-10

“丹 (东) -拉 (萨) ”高速公路是国家重点建设工程, 其支线 (天津南段) 的滨海大桥被誉为北方第一桥。该桥为双塔双索面预应力钢筋混凝土斜拉特大桥, 全长2838米, 长度居北方之最, 该桥主跨径364米, 边跨径152米, 共用拉索102根, 引桥共29跨, 最大跨度40米。全桥由主桥和南、北引桥三部分组成, 是一种以桥塔、缆索和主梁共同受力的新型桥梁。桥塔主墩直径为2米, 承台为大体积混凝土, 主塔高140米, 下塔柱为V形, 高34.62米, 中塔柱、上塔柱为Y形, 高度为108.5米 (见图1) , 由于地处沿海, 空气中盐份较高, 为防止氯盐渗入混凝土以及酸性气体引起混凝土中性化, 造成钢筋锈蚀, 决定整体外表涂刷混凝土保护剂, 以保障桥塔安全运营。

1 保护方案

由于该桥塔体形特殊, 施工难度极大, 特别是由于桥塔施工尚未结束, 交叉作业更增加了施工难度, 另外由于塔身高, 空中风力较大, 也使施工难以进行。为此, 经过反复论证, 并进行模型模拟操作, 最后决定采用从塔顶下放灵活机动的蜘蛛人进行操作, 为保障操作人员在空中的安全和可操作性, 用定位锁将人与塔身固定。

1.1 施工设备

升降梯, 电控吊蓝、蜘蛛人套装、紧固索 (图2) 、定位索 (图3) 、高压清洗机及清除、平整混凝土工具、水泵、蓄水箱、各种轻型清洗、刷涂工具。

1.2 施工工艺流程

(1) 表面准备:高压水枪或钢丝刷, 清洗表面灰尘、油污、浮浆、锈斑及一切影响与砼表面良好结合的杂物。

(2) 对预留孔洞暴露的钢筋做除锈、阻锈处理。

(3) 用UP2000进行修补。

(4) 高压水枪清洗。

(5) 待混凝土表面干燥后, 用棕刷或滚刷涂刷墙面, 顺序:第一次由上至下横刷, 第二次竖向均匀涂刷, 无漏刷。

(6) 全部完工后再次清洗。

注释:1定位环:可使作业人员固定于该处, 使用套琐连接, 也可摘开。

2套琐:连接各段绳索用, 金属制品, 可以方便摘开。

3紧琐器:可以自由紧固及放松整个锁带。

1.3 施工方法与施工程序

1.3.1 施工程序

根据大桥施工进度, 防护工程分为三个阶段进行 (见图4) :

第一阶段:1号塔施工。

(1) 进行A部分清洗。

(2) 进行A部分防护。

(3) 进行B部分清洗。

(4) 进行B部分防护。

(5) 进行C部分清洗。

(6) 进行C部分防护。

2号塔施工同上。

第二阶段:1号塔施工。

(1) 对A5、B5、C5部分 (因该部分目前施工设施未拆除) 以及A部分顶部塔尖进行清洗。

(2) 对A5、B5、C5部分以及A部分塔尖进行防护。

2号塔施工同上。

第三阶段:施工完毕后对一、二号塔进行彻底清洗2.3.2操作程序。

一号塔A部分施工:

(1) 做好地面安全准备, 操作人员通过外跨电梯或塔内爬梯到达塔顶位置。

(2) 使用升降梯将清洗设备、物料 (钢丝刷、扁铲、棕刷等) , 水箱运输到塔顶。

(3) 在A部分顶部安装滑轮以方便少量物品的运输, 安装高空作业绳、安全绳, (塔顶未完工前, 在钢筋上做紧固件进行固定;塔顶完工后, 使用双道紧固件固定在塔内楼梯铁件上) , 开始作业。

(4) 作业人员将高压水枪调至扇型喷水状态, 对混凝土表面进行清洗, 如有水流无法去除的泛碱、油斑、浮浆、以及一切影响混凝土防护剂与墙体良好结合的杂物可用铲刀、钢丝刷等工具去除。对锈迹的清除应使用钢丝刷、铲刀等工具配合除锈剂进行清除, 对暴露的钢筋头应进行除锈和阻锈处理, 对暴露并已生锈的部分周围进行凿除, 直至暴露出完全没有生锈的钢筋部位, 使用钢丝刷及除锈剂将锈迹完全清除干净, 露出崭新的金属表面, 除锈完毕后在金属表面涂刷FP阻锈剂, 以保证钢筋日后不再生锈。最后使用UP2000混凝土修复材料将凿除部位进行修补, 获得清洁坚固的表面。

(5) A部分清洗完毕后, 施工人员使用滚刷或棕刷在挂在坐板底部的桶内蘸足混凝土防护剂将其涂刷或滚涂在混凝土表面。

难度较大处施工方式 (A3、A7、A9, A部分中孔处) 见图5说明。

一号塔B部分施工:

(1) 准备程序同A部分。

(2) B部分顶部施工程序同A部分中。

(3) 整组人员各执一部分定位索及紧固索, 同时从顶部滑落, 至B部分后选择恰当部分将定位索锁套连接并进行锁紧, 然后再将连接紧固索锁套并将安全带同定位环进行连接, 以固定每个人的位置, 然后, 开始施工, 进行清洗作业时, 施工到一定位置后再将另一根定位索进行连接、紧固, 继续向下施工, 每日午饭时为一个周期, 操作人员可滑落到地面, 再次施工时作业人员应当摘掉部分失去作用的定位索, 当施工逐渐向下进行时, 随着Y字型角度的底边逐渐加大, 施工的难度也随之增加, 紧固索及定位索已经不能完全达到定位的作用, 此时B3、B7部分则采用吊篮施工方法, 吊篮为数根直径2寸的钢管组成, 钢索穿管而过, 顶部连接绞缆器 (电动) 及滑轮, 以便控制吊篮的升降, 作业人员操作可从塔顶降落至吊篮位置, 使用自锁器吊于固定的钢索上。吊篮钢索固定于Y型结交部位顺柱面下垂, 底端固定如图示, 吊篮随施工进度控制上下。为使吊篮紧靠工作面, 使用钢索穿过吊篮上的钢管同时绕到另一侧穿过钢管成环状。另一侧钢管装上滚轮压在柱体斜面上, 使用吊篮, 使操作人员有足够活动空间, 保证施工质量。

一号塔C部分施工:

(1) C1-C8施工方式参照B部分进行;

(2) C9部分底部施工难度较大可按照图7进行施工操作。

一号塔A5、B5、C5部分及塔尖部分施工可在第二期进行, 其施工方式按照常规高空作业程序操作即可。

注:C部分施工C1、C5部分可参照B3、B7部分进行操作。C9部分底部施工时可使用紧琐器使操作人员向底部中间靠拢, 并达到作业位置, 移动时可放松紧琐器, 依靠顶部人员推动滚轮向前平移。

第三期全面清洗时, 主要针对建桥施工期内, 其他工种交叉施工造成的二次污染所至, 主要清除二次污染所产生的污渍及灰尘, 如没有出现特别严重的破坏, 按照一期清洗程序进行即可。

二号塔施工, 同一号塔同时进行, 由于部分工作还在进行之中, 只要施工进度安排合理, 不会影响整个施工程序的进行。