湖北沪蓉西16合同段四渡河特大桥锚碇锚固体系压注防护蜡施工方案编制:复核:审核:路桥华南湖北沪蓉西第十六合同段项目经理部目录一、概述 ............................................................................................................. - 1 -二、编制依据..................................................................................................... - 1 -三、材料及工艺要求......................................................................................... - 2 -四、施工工艺..................................................................................................... - 3 -1、准备工作 (3)2、管道清理与检查 (4)3、试压注 (4)4、管路连接 (4)4、防护蜡压注 (5)5、检查 (6)六、灌注采用的主要设备................................................................................. - 7 -1、SQ45－3螺杆泵: (8)2、防护蜡加热设备 (9)3、管路连接设备 (10)4、通讯设备 (10)七、施工计划................................................................................................... - 10 -八、投入的人员计划....................................................................................... - 11 -1、项目经理部人员分工 (11)(2)现场技术质量控制小组: (11)九、质量保证措施........................................................................................... - 12 -1、人员保证措施 (12)2、材料与设备质量保证措施 (12)3、施工质量保证措施 (12)4、施工质量保证管理网络图 (13)十、安全保证措施........................................................................................... - 14 -十一、文明施工措施....................................................................................... - 16 -锚碇锚固体系压注防护蜡施工方案一、概述四渡河特大桥主跨为900m单跨双铰钢桁架加劲梁悬索桥,桥面宽24.5ｍ。
本桥共设两根主缆,两根主缆中心距为26m,每根主缆由127束平行钢丝束组成,共重6731吨。
四渡河特大桥锚碇预应力锚固系统设计为“环氧喷涂无粘结钢绞线+PE+防腐油脂+分丝钢管”的可换式锚固体系,以实现桥梁运行过程中的单根钢绞线换索,锚碇钢绞线张拉锚固后孔道需要进行压注油脂进行防护,为国内首次应用。
但因设计考虑不周,我部在锚碇锚固系统预应力体系实施防腐油脂压注施工过程中,存在油脂渗漏和压注困难等问题。
2020年8月17日一桥四方的会议一致认为锚碇预应力管道内可采取压注石蜡防腐方案替代注油防腐方案,并建议设计院根据不同温度条件下的试验结果给予明确。
我部受业主和设计院的委托,我部承担了防护材料的一系列的试验。
根据试验结果,设计院于2020年5月4日下发了《关于四渡河特大桥锚碇锚固系统预应力体系防腐蚀有关问题的处理意见》(中交二院沪蓉西设(2020)016-003号文件),决定采用滴熔点为24℃的预应力钢束专用防护蜡。
二、编制依据(1)《锚碇、锚固系统设计》(第四分册) 中交第二公路堪察设计研究院(2)《公路桥涵施工技术规范》(JTJ041-2020)(3)《公路工程质量检验评定标准》(土建工程)(JTG F80/1-2020)(4)《关于四渡河特大桥锚碇锚固系统预应力体系防腐蚀有关问题的处理意见》(中交二院沪蓉西设(2020)016-003号文件)(5)其它相关国家与行业标准、规范及规程三、材料及工艺要求设计要求采用的专用防护蜡必须符合下列条件:1、选择的预应力钢束专用防护蜡应具有可逆性(经冷热转换,能保持原来的性能)、对钢丝的优越防腐性、与钢绞线环氧涂层、PE护层的相容性、完全不溶于水性,不得含有不稳定元素及对钢丝、钢绞线环氧涂层、PE护层和锚固系统有腐蚀作用的杂质；2、选择的预应力钢束专用防护蜡其熔化-凝固特性,应既满足压注操作性要求,又能防止渗漏,还应保证将来换索(单根抽换、张拉、重复压注)的要求,建议滴熔点采用24℃,且必须加热熔化成液态后迅速压注,(当压注困难时,应采取管道预热辅助措施),确保防护蜡在管道中由液态静止、冷却后凝固成粘稠状、基本不流淌；3、为保证对钢绞线的防腐蚀效果,孔道压注必须保证全部注满,防护蜡必须从后锚室最下端压注孔压注,以前锚室最上端出蜡孔出蜡为注满操作标准,同时应比较实际注入体积与理论压注体积误差,误差应控制在8%以内。
4、对实施的预应力钢束专用防护蜡材料、压注工艺等详细备案,以利编制本桥健康监测、维护使用手册,在将来换索时亦可参考、采用。
我项目部根据设计要求,并经实际管道试验确定采用优质微晶蜡＋白油＋塑料制剂等调制而成的具有以下指标的预应力专用防护蜡能满足要求:(1)具有可逆性:经冷热转换,能保持原来的性能；(2)在高温状态下不易流淌；(3)卓越的防腐性能:对钢、铜、铝、锌具有优越的防腐性能；(4)与橡胶和塑料具有兼容性；(5)具有良好的抗氧稳定性；(6)不含不稳定元素；(7)对钢绞线而言可防止微动磨损现象发生；(8)完全不溶于水,在压注时可防止水的入侵和乳化现象的发生。
表1－材料性能指标四、施工工艺准备工作→管道清理与检查→试压注→管路连接→正式压注→检查。
1、准备工作(1)、组织材料采购,并进行必要的检验。
(2)、组织人员,进行技术交底。
(3)、搭设后锚面支架,设备运送到施工现场。
2、管道清理与检查(1)、检查安装好的前锚面保护罩,各控制阀门,密封部位等。
(2)、拆除后锚室防护罩,用带油水分离器的空压机从前锚面注入压缩空气,对管道进行吹干和清理。
3、试压注(1)、压注设备和材料搬运到锚锭的后锚面合适位置,准备各种记录表格和温度、容量测量仪器,前后锚面观察和操作人员到位。
(2)、连接好螺杆泵进出浆管、前锚面出油观察管和压力表等部件。
(3)、加热防护蜡到可灌注的液态,并控制温度不超过100℃。
(4)、螺杆泵的注浆管出口暂时不连接到保护罩灌注口而是直接流回到储浆桶,启动螺杆泵并逐步调整变频器使流量由小到最大,检查各连接部位和压力表的工作状态。
4、管路连接检查正常无误后停机并立即把螺杆泵出浆管连接到后锚面保护罩注浆连接管上,打开保护罩的阀门。
前后锚面管路连接图示如下:图1、后锚面注蜡连接示意图通过活接头,把压浆软管连接到后锚面保护罩的带阀注蜡口,压注完成后,关闭两个阀门后从活接处拆开连接,并且两边均不会有漏油流出。
图2、前锚面注蜡连接示意图4、防护蜡压注(1)、启动螺杆泵,开始压注,并调整变频器控制压注压力最大不超过1.5MPa,如压力过高,则调整变频器,降低压注的流量,压注需连续、不得间断,直到前锚面通知出浆口冒出防护蜡后停机。
(2)、然后取下前锚面球阀部件,装上M27带密封件螺钉,扭紧密封后,后锚面继续缓慢加压至规定的压力值(建议0.6MPa以内) 持荷2分钟后停机, 关闭后锚面进浆口阀门。
5、检查检查前后锚面各密封位置是否有泄漏,并连续观察3天。
五、特殊情况的处理措施根据设计院关于四渡河特大桥锚碇锚固系统预应力体系防腐蚀有关问题的处理意见,当压注困难时,应采取管道预热辅助措施。
通过4月24日恩施岸现场压注的情况来看,恩施岸锚体长度只有2020,预应力管道是不需要进行管道的预热就可以满足压注施工的需要,也能保证出口温度在24℃以上,出口防护蜡温度的控制通过数字测温仪来确保。
宜昌岸锚体长度为40米,现场也未进行防护蜡的压注试验,因此可能存在压注困难和出口温度不能满足24℃以上的要求。
为此,当宜昌岸防护蜡压注时存在以上困难时,我部将进行管道的预热,预热采用由意联热能(上海)有限公司生产的直燃热风机来进行,通过直燃热风机对预应力管道注入90℃的干热风来完成预应力管道的预热,直至满足压注要求。
直燃热风机六、灌注采用的主要设备表2－主要设备表序号名称型号数量用途1 带油水分离器的空压机2套干燥孔道,清除杂物2 带变频调速的螺杆式灌浆泵SQ45-3 2套微晶蜡灌注3 U型加热棒4kW 6套微晶蜡加热融化4 温度计0～2020 3根测量锚室温度和蜡加热温度5 钢直尺1米3把计算测量灌注蜡的容量变化1、SQ45－3螺杆泵:为解决介质稠度大,压注孔道空间小而长的问题,根据以往试验的经验和介质本身具有润滑性能的特性,采用的SQ45－3型螺杆式灌浆机经过特别的改装,具体内容如下:(1)、自带储浆漏斗,便于介质能靠自重流入泵内,解决介质稠度过大时不能自吸的问题。
(2)、配备变频器调速,灌注流量能在0～3m3/h的之间无级调整,以便控制压注时的压力和流量。
(3)、通过采用螺杆作为传动件,螺套内衬橡胶外包钢壳,容易密封、螺杆在螺套内转动时,一端将浆体吸入,另一端将浆体压出,具有压力平稳,灌注连续的特点,避免活塞泵间断灌注时冲击造成的摩擦阻力增大。
(4)、配套的橡胶采用耐高温橡胶,能适应微精蜡加热到100℃灌注的需要,同时避免活塞式泵泄漏的问题。
(5)、采用3级螺杆结构,输出压力为0～1.8MPa,配带压力表。
(6)、消除气泡:螺杆式灌浆机采用螺杆传动,容腔全密封,工作过程中不会有空气混合进入浆体内。
设备技术参数如下:1 、浆体输出量0～45 L/min；2、工作压力:0～1.8 Mpa；3 、电机转速0～1450 r.p.m；4 、电机功率:5.5 kW。
5、变频器功率:7.5 kW6 、净重:180 kg7、外形尺寸(长×宽×高) mm 1254×240×439SQ45螺杆泵变频调速器2、防护蜡加热设备按照防护蜡必须加热熔化成液态后迅速压注的设计要求,为减少浪费,提高效率,决定采用电加热棒进行加热,每桶(2020g包装)放置2根4kW的加热棒,融化时间约为30min。