拉索临时防护措施研究

李华萍，石 伟，左海宁，闫云友，周俊文

（柳州欧维姆机械股份有限公司，广西 柳州545006）

0 引言

目前，桥梁常用的拉索种类主要分为两种：一种是用热挤高密度聚乙烯防护的平行钢丝索配环氧冷铸锚系统，与此类拉索类似的还有整束挤压钢绞线拉索，人们把它们统称为成品拉索，即直接在工厂制作好，索体和锚具连在一起，通过成盘盘索的方式运输到工地；另一种是用热挤PE防护的单股钢绞线组成平行的钢绞线索，两端用夹片群锚系统，此类拉索钢绞线和锚具是分开发货，直接在工地进行编制。不管采用哪种方式的拉索，索体和锚具的防护非常关键，防护措施不当，会严重影响拉索的质量。索体主要是通过特殊包装来预防装卸过程中索体PE层破损；而锚具主要是通过表面防腐措施来保护，避免锚具出现生锈腐蚀的问题。本文从两种拉索的特殊包装防护措施进行描述，通过实际工程的使用情况，为今后供应商在设计拉索运输和储运防护措施上[1-3]提供建议。

1 成品拉索防护措施

按照GB/T18365-200《斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件》第7.2.1章节的要求，成品拉索以脱胎成盘或钢盘卷绕的形式包装运输，其盘绕内径一般不小于20倍拉索外径，且不小于1.6 m，最大外形尺寸应满足相应的运输条件。成品拉索宜采用不损伤拉索表面质量材料缠包保护，并盘卷整齐，捆扎结实。两端的冷铸锚应进行固定和防护[4]。按照标准的要求，某吊索在防护上做了以下措施，避免了长途运输和海运路上，PE出现破损和锚具生锈的情况，保证了产品到现场完好无损，不需花费劳力等资源到现场进行修复处理。某国跨海大桥吊索为一端螺母和一端叉耳冷铸锚形式，其规格为LZM7-109/121/127/139/223/349/367,最重的一根吊索重量达6.5 t。

其结构如图1所示。

图1 吊索结构示意图

该吊索的制造工艺为：成品钢丝运输到达制索厂-下料-喷涂油性蜡-绕包-挤塑-张拉端锚杯浇筑制作-固化-预张拉-定长裁索-叉耳端锚杯浇筑制作-固化。

1.1 索体包装防护

索体包装在挤出及成盘工序中完成，在成盘工序进行最后一道防水缠包布的包装，其余包装在挤出PE后完成，为索体在后续的装配过程中提供有效保护。

索体包装材料共六层，每层需部分重叠缠绕（如图2所示）。缠绕时，包装材料应张紧贴合索体或内层包装，并且每隔一段距离用透明胶带扎紧。

1.2 锚具临时防腐

成品索的两端锚具一般通过电镀锌进行处理，涂层厚度为 10～20 μm，防腐性能较差，一般只能保证6个月的防腐，如果运输和存放不当时，很容易生锈。为了延长其生产后到安装前这段时间的临时防腐，在锚具表面多刷涂一层带蜡的防腐油脂，带蜡防腐油脂的性能参数如表1所列。

图2 索体包装示意图

表1 带蜡油脂性能参数表

还做了以下试验进行验证其防腐性能。

1.2.1 螺纹旋合试验

在电镀锌的锚具上均匀刷涂带蜡的防腐油脂，厚度从薄到厚（刷涂一道到三道，厚度每道不小于38 μm），进行螺母和锚杯的全长旋合（如图3所示），旋合很顺畅，并不会出现如刷漆厚度过厚而影响两者的螺纹配合并破坏其漆层。旋合后用手触摸螺纹表面不黏糊，且感觉有一层蜡膜附在表面。

图3 螺纹旋合之实景

1.2.2 盐雾试验

为了验证带蜡油脂的防腐性能，进行了不同表面处理方法的盐雾试验对比。试验按照ASTM B117和GB/T 10125-2012标准中的中性盐雾试验进行。

（1）样品准备

a.试样形状为：117 mm×87 mm×16 mm。

b.试样表面状态

S1---金属表面喷涂20～30 μm的冷锌漆，再加一层着色漆。

S2---金属表面喷涂10～15 μm的冷锌漆，再加一层着色漆。

S3---刷涂一层带蜡油脂，表面均匀刷涂即可，再加一层着色漆。

c.S1、S2、S3三种试样的棱边用胶包裹（如图4所示）。

图4 试验前样品之实景

（2）试验结果如表2所列。

表2 盐雾试验结果一览表

从盐雾试验结果（见表2及图5和图6），可看出，涂带蜡油脂的样品可以抵抗1 000 h的盐雾试验，防腐性能优于其他两种方式。

图5 （试验120 h后）S2出现红锈之实景

图6 （试验420 h后）S1出现红锈之实景

1.2.3 自然环境暴露试验

为了进一步验证带蜡油脂用在锚具表面的防腐性能，进行了1 a的室外裸露试验（见图7）。取电镀锌锚具一件，另一件锚具的防腐为电镀锌+带蜡油脂形式，经过在室外自然环境下的暴露，刷涂了带蜡油脂的锚具并未发生腐蚀生锈，而未涂的锚具则发生了大量的白锈。

图7 室外试验对比之实景（左图涂带蜡油脂，右图未涂）

除了进行以上的加强防腐之外，锚具部位的包装也需要特别设计：两端的锚具先以气相防锈袋及塑料薄膜袋套装，径向尺寸变化处以封口胶带缠紧；另再缠绕两道无纺布，每道部分重叠缠绕，最外层以塑料编织布带缠绕，径向尺寸变化处以封口胶带缠紧（见图8）。

图8 锚具包装示意图

1.3 成盘

按规定的成盘内径，调整成盘机收卷筒外径；吊索吊至成盘滚道上，吊车将叉耳端吊上成盘机底盘，用两根绑绳固定叉耳与底盘。启动成盘机进行收卷，第一圈收完后，暂停索体上盘，将锚具捆扎、固定于第一圈索体上，要求索体盘卷紧密、整齐。接着进行下一层的盘卷，完成后用绑扎带捆扎成盘后的索卷圆周方向均布的4个部位，每个部位使用宽绑扎带绑扎两道，或使用宽重型机织带绑扎一道，使用张紧机拉紧绑扎带，张紧力控制在3～5 t（见图9）。

最后使收卷后的索体与木架（或铁架）固定（见图10），使用绑扎带将索卷与木架（或铁架）固定。木架（或铁架）与索卷绑扎4处，每处2道，叉耳端锚具绑扎一处，张拉端锚具绑扎两处，每处2道绑扎。

图9 索盘绑扎示意图

图10 木架（铁架）示意图

1.4 吊装

吊装时，两端锚具需要设置吊点，索卷上的吊点只穿过索体。起吊时，架子不承载吊索的重量。由于锚具较重，成盘后的整个索卷重心偏移，起吊前应首先确定索卷重心的大致位置：大致在从收卷中心到两端锚具连线的垂直线的中间区域，吊车吊钩应设置在重心区域上方（见图11）。

图11 吊装示意图

将吊点设置于重心区域，经过多次试吊寻找准确的重心位置，直至起吊后索卷保持基本平衡。在两端锚具上，设吊点1和吊点2是必须的。索体上的吊点根据吊索成盘情况确定，以防止吊装不当而引起的产品破损。

2 单股钢绞线拉索防护措施

单根钢绞线组成的钢绞线拉索体系，其拉索两端的锚具单独包装后放于木箱中固定，而钢绞线为成盘后运输。其拉索的结构如图12所示。

图12 钢绞线拉索结构示意图

2.1 锚具临时防腐

拉索锚具表面防腐措施可以通过电镀锌、粉末渗锌、喷锌（喷锌铝）等方式进行防腐。在运输过程中，为了避免海运过程中海水水汽、冷凝水等对锚具腐蚀，在表面防腐蚀措施的基础上，通过在表面涂抹油脂，并用油纸包装后，把锚具放入塑料袋后放入若干干燥剂后密封，再放到木箱中进行固定后运输。在海运期间要保证锚具不受腐蚀，同时在工地现场的储运也免遭腐蚀。图13为锚具临时防腐之实景。

图13 锚具临时防腐之实景

2.2 钢绞线的临时防护

高密度聚乙烯PE护套钢绞线，其PE层的厚度只有1.5 mm左右，比较容易受损，因此在钢绞线的制造、装卸运输、存放、安装使用过程中必须注意对钢绞线的保护。其护套不能受到硬物冲撞或税利物品的碰刮，以及高温烧烤，以免造成损伤。

（1）在制造过程钢绞线成盘中要求做到如下措施：

a.钢绞线以脱胎成盘的方式缠绕成盘；

b.钢绞线每盘的重量不应超过3 t。

c.每盘钢绞线的端头必须牢固固定，不能因张力放线而拉脱。

d.钢绞线盘外包装应有能防止绞线磨损、碰撞等的措施。使用的包装材料应具有化学稳定性，在任何时候均不应伤害绞线。

e.包装应能满足重盘的装卸与长途陆运或海运或空运的要求和施工放线的要求。

（2）在装卸运输、存放、安装使用过程中应注意以下事项（成品拉索运输、安装亦可参考）：

a.吊装：成圈状态下的钢绞线（不带铁盘）吊装必须以柔性吊具（如尼龙绳、麻绳等）进行捆绑吊装。成圈状态下的钢绞线（带铁盘）吊装过程必须注意平衡起吊，如需翻转铁盘，在翻盘过程中注意吊点、起吊方向的选择，应缓慢起吊、放落。

b.钢绞线临时存放于平整、干燥的场地上，严禁在其上堆放重物（见图14）。露天存放时应加遮盖。还要注意防火、防水、防化学品等。

图14 钢绞线存放之实景

c.成圈钢绞线（不带铁盘）的放出，必须先找出索的头部，按其成圈上的绑扎逐个解开，引导顺直后再解开下一个绑扎位置，防止钢绞线弹出伤人。

d.钢绞线在下料时，禁止在地上拖拉，应在滚架或干净的垫布上进行牵引放出。在安装牵引就位过程中，不得与尖锐硬物相碰撞，缆索牵引就位过程不得与尖锐硬物相刮碰。途经的转角处必须设置如滚轮支承或用柔软的羊毛毡、麻包布等物品支垫，防止缆索护套层刮伤。图15为钢绞线下料之实景。

图15 钢绞线下料之实景

e.钢绞线穿过预埋管时，必须采取措施避免在管道口受到刮碰，如：打磨掉管道口的毛刺、锐边，或在其上垫上柔软的羊毛毡、麻包布等。还要注意避免任何硬物撞击缆索产品表面。

f.钢绞线护套层采用的高密度聚乙烯为可燃物，施工过程必须防止类似电焊渣、气割熔渣之类的高温物体落在缆索护套层表面，以免造成灼伤，也要避免火源靠近缆索护套层表面，以免引发高密度聚乙烯护套燃烧。如有这些相关操作，需在缆索上做好隔离保护，可采用石棉布包裹缆索或用钢板隔离进行保护。

3 总结

（1）经过电镀锌、粉末渗锌、喷锌（喷锌铝）等方式进行表面防腐的拉索锚具可以在其表面再刷涂一层带蜡油脂，其防腐性能可以得到明显的提高。同时可以起到润滑的作用，使锚杯和螺母能够顺畅旋合而不破坏本身的锌层。

（2）成品拉索锚具可通过包装气相防锈袋的方式，避免搬运过程的碰伤。

（3）成品拉索和钢绞线在运输、存放及安装过程中，要注意增加临时防护，避免损伤外PE层。

[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，斜拉索热挤聚乙烯高强钢丝拉索技术条件[S].