一种采用阻尼缆抗轻型大跨度桥面风振的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于提升水工大跨度斜拉、悬索等桥梁的桥面抗风振等周期力能力的方法。
【背景技术】
[0002]对于较细长的桥面结构，自身承受的季节风周期力可能引发桥塔与桥面的振动。尤其是柔性结构桥梁，如悬索桥或斜拉桥，桥梁跨度很大，桥面相对较轻，极易引起风振，严重柔性结构桥梁，如悬索桥或斜拉桥时可能引发桥梁共振，造成桥梁失事，因此在建造该类桥梁时必须采取抗风振措施。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种采用阻尼缆抗轻型大跨度桥面风振的方法，以解决桥梁的抗风振能力差的问题。
[0004]本发明采取的技术方案是:包括下列步骤:
对于柔性结构桥梁，包括悬索桥或斜拉桥，桥面两端分别与塔墩或桥墩固定连接，两根弧形阻尼缆两端分别通过底部托钢板与塔墩或桥墩外侧固定连接，阻尼缆外套接有拉索防护钢套管，该拉索防护钢套管与桥面固定连接，桥栏立杆的上部分与该拉索防护钢套管上部固定连接、该桥栏立杆的下部分与该拉索防护钢套管下部固定连接，桥栏扶手横杆与桥栏立杆顶部固定连接，拉索防护钢套管与桥栏扶手横杆连接处有灌浆口 ；
(一)所述阻尼缆的制作方法:
所述阻尼缆采用无粘结钢绞线制作，分为两种情况:
(1)两端均可以张拉的情况两端均可以张拉时，阻尼缆由多根低松弛钢绞线拉索组成，只要按照设计长度下料即可，
(2)只在一端进行张拉的情况
阻尼缆由多根低松弛钢绞线锚固端拉索组成，其中一根低松弛钢绞线锚固端拉索制作方法是:
首先按照阻尼缆设计长度下料，若是新低松弛钢绞线，在锚固端剥开8~10厘米长保护皮，则有油层，使用丙酮对挤压区进行清洗；若是钢绞线存在浮锈，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17°C ~40°C，清洗后套上挤压头，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，若封口位置封堵不严，为防注入环氧树脂流失，先采用混合封口食用胶封堵，等注浆后将混合封口食用胶清除；
(二)阻尼缆张拉端或锚固端布置方法塔墩或桥墩表面上固定连接钢筋网，拉索套管与该钢筋网固定连接，该拉索套管一端与拉索防护钢套管连接，且该端有灌浆排气孔，该拉索套管另一端与持力钢板固定连接，该持力钢板与底部托钢板固定连接，该底部托钢板通过锚筋与塔墩或桥墩固定连接，加劲肋板分别与持力钢板、底部托钢板固定连接，阻尼缆的多根低松弛钢绞线拉索位于拉索套管与拉索防护钢套管中，如果是张拉端，阻尼缆的钢绞线拉索与锚垫板和锚盘固定连接，如果是锚固端，阻尼缆的钢绞线挤压头经过锚垫板与持力钢板卡接；
(三)张拉调试
(1)如果是双面张拉，按照调试结构方法，在两端逐次张拉，达到要求为止；
(2)如果是单面张拉则需要预应力传递迟滞时间，因此要分时段张拉，一般两次张拉时间间隔以I小时为宜，张拉次数不少于三次；
调试是经常调整锚固夹片，调试完成后，要在夹片区注入环氧树脂，对夹片防腐，并增加锚固区韧性，提高锚固区抗冲击能力；
(四)完成调试后，从灌浆口进行灌浆对拉索防腐，拉索保护灌浆采用高韧性迀移性阻锈材料水泥浆，确保防腐过程有效与耐久，注浆分三步进行:第一步将拉索防护钢套管内注满浆；第二步，三十分钟后，将排气后沉淀的部分补充到满浆；第三步，十分钟后观察浆体情况，若浆体液面不见下沉，则灌浆结束，否则，重复第三步，直到浆体液面不见下沉为止；
(五)封销
封锚采用高性能阻锈混凝土，确保封锚区混凝土耐久性与保护锚区结构与材料不受有害离子侵蚀。
[0005]本发明所述液体钢铁表面除锈磷化剂是由如下质量体积份数的原料组成:
草酸3?10份，磷酸4?10份，六次甲基四胺I?18份，有机膨润土 2?12份，水55?80份。
[0006]本发明所述低黏度环氧树脂是由如下质量份数的原料组成:
环氧树脂E-44型1000份，聚酞胺651 200?400份，磷酸二丁酯60?300份，高溶解苯甲酸酯O?300份，氧化铝粉280目O?300份，苯乙烯80?150份，丙酮或二甲苯O?150份。
[0007]本发明所述混合封口食用胶是由如下质量份数的原料组成:
食用胶基50?80份，胶姆糖基础剂30?40份，碱性填料10?30份。
[0008]本发明所述高韧性迀移性阻锈材料水泥浆:
通用硅酸盐水泥P042.5 1000份，
粉煤灰I级O?300份，
水210?400份，
复配材料包括下列重量份数比的原料:
聚羧酸高效减水剂4?15份，
引气剂0.03?3份，
烷基醇酰胺0.03?3份，
低粘度降稠保塑剂，粘度在50?lOOcpsO?5份，
迀移性阻锈剂MCI20102?25份。
[0009]本发明所述封锚用高性能阻锈混凝土:
通用硅酸盐水泥P042.5 700?1000份， 粉煤灰I级O?400份，
中粗砂2000?3200份，
石子10?20mm500?3500份，
水300~490 份，
复配材料包括下列重量份数比的原料:
聚羧酸高效减水剂 60?150份，
引气剂0.03?3份，
硅树脂聚醚乳液0.02?4份
低粘度降稠保塑剂，粘度在50~100cpSO?12份，
迀移性阻锈剂MCI20102?25份
萘磺酸盐甲醛缩合物 O?12份。
[0010]为消除季节风周期力引发的桥塔与桥面振动，降低大跨度轻型桥面的振幅，阻尼桥面的振动过程，利用桥扶手设置了约束向上与约束桥面左右摆动的阻尼缆，用阻尼缆作为阻尼器来迟滞桥梁振动。为配合桥梁的美感，阻尼缆设计为桥护栏的一部分，采用圆弧形，双侧桥面每道护栏设一束阻尼缆，每道桥面设两道预应力阻尼缆，阻尼缆在护栏的圆弧中通过，既起到护栏美观作用，套管内灌注高韧性迀移性阻锈材料水泥浆，既可以增加护栏刚性，又对套管与阻尼缆进行保护。
[0011]本发明的优点是:阻尼缆在风荷载作用下，约束桥结构与桥面的振幅。通过迟滞传递荷载力约束作用形成干扰自身振动过程，为确保阻尼缆作为阻尼器的传递效果，阻尼缆采用无粘结钢绞线制作。设置阻尼缆，不仅提高了斜拉桥的抗振动能力，还有效限制桥面板位移量，增加通行时桥面稳定性。
[0012]利用桥面的特点设置防止周期力引发振动阻尼缆，可以不增加桥梁的附加结构，利用桥梁的扶手实现桥梁抗风振的结构作用，既可以提高桥梁的抗风振能力，还可以增加桥梁的美感。
[0013]本发明可用于水工大跨度桥梁桥面结构设计，有效防止桥梁因周期性荷载引起的共振，技术简便易行，一般的设计单位均能设计，一般的工程施工企业均能施工。
【附图说明】
[0014]图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明桥面、阻尼缆的俯视图；
图3是本发明阻尼缆张拉端布置图；
图4是本发明阻尼缆锚固端布置图；
图5是图1的I部放大图。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
包括下列步骤:
对于柔性结构桥梁，包括悬索桥或斜拉桥，桥面I两端分别与塔墩或桥墩2固定连接，两根弧形阻尼缆3两端分别通过底部托钢板6与塔墩或桥墩2外侧固定连接，阻尼缆3外套接有拉索防护钢套管301，该拉索防护钢套管与桥面I固定连接，桥栏立杆4的上部分401与该拉索防护钢套管上部固定连接、该桥栏立杆4的下部分402与该拉索防护钢套管下部固定连接，桥栏扶手横杆5与桥栏立杆4顶部固定连接，拉索防护钢套管与桥栏扶手横杆连接处有灌浆口 302 ;
(一)所述阻尼缆的制作方法:
所述阻尼缆采用无粘结钢绞线制作，分为两种情况:
(1)两端均可以张拉的情况
两端均可以张拉时，阻尼缆由多根低松弛钢绞线拉索304组成，只要按照设计长度下料即可，
(2)只在一端进行张拉的情况
阻尼缆由多根低松弛钢绞线锚固端拉索组成，其中一根低松弛钢绞线锚固端拉索制作方法是:
首先按照阻尼缆设计长度下料，若是新低松弛钢绞线，在锚固端剥开8厘米长保护皮，则有油层，使用丙酮对挤压区进行清洗；若是钢绞线存在浮锈，此时应该先进行除锈、磷化，用液体钢铁表面除锈磷化剂涂刷或冲洗钢绞线，能够直接除锈并且磷化，生成保护膜，磷化施工温度在17°C，清洗后套上挤压头303，上挤压器挤压成型，挤压成型后，在钢绞线与挤压头303接触区，注入低黏度环氧树脂，达到挤压区内部全部用环氧树脂封闭，若封口位置封堵不严，为防注入环氧树脂流失，先采用混合封口食用胶封堵，等注浆后将混合封口食用胶清除；
所述液体钢铁表面除锈磷化剂是由如下质量体积份数的原料组成:
草酸3份，磷酸4份，六次甲基四胺I份，有机膨润土 2份，水55份；
所述低黏度环氧树脂是由如下质量份数的原料组成:
环氧树脂E-44型1000份，聚酞胺651 200份