淺談鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐涂裝方法和質(zhì)量控制

0 引言
隨著我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的迅猛發(fā)展, 鋼結(jié)構(gòu)橋梁越來越普遍地應(yīng)用在交通基礎(chǔ)建設(shè)當(dāng)中。鋼結(jié)構(gòu)具有自重輕、強(qiáng)度高、施工速度快等優(yōu)點(diǎn), 但也有不耐火和易銹蝕的缺點(diǎn), 直接影響鋼結(jié)構(gòu)橋梁的耐久性。鋼結(jié)構(gòu)橋梁由于長(zhǎng)期暴露在戶外環(huán)境中, 不僅受到自身應(yīng)力的作用, 還受到自然環(huán)境中各種因素的影響, 如酸雨腐蝕、微生物腐蝕、汽車尾氣污染、揚(yáng)塵等, 這些都會(huì)影響橋梁安全運(yùn)行以及使用壽命。因此, 必須采取正確、合理的防腐保護(hù)措施, 緩解外部環(huán)境對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的影響。
來賓馬灘紅水河特大橋是一座大跨徑中承式鋼管混凝土拱橋, 是目前國(guó)內(nèi)在建高速公路橋面最寬、用鋼量最大的鋼管混凝土拱橋, 該橋所采用的鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝工藝既有利于保障橋梁達(dá)到所期望的設(shè)計(jì)壽命, 又因使用與周圍環(huán)境相協(xié)調(diào)的色調(diào)起到了一定的美觀效果。該橋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工工藝的成功實(shí)踐, 為今后鋼結(jié)構(gòu)橋梁的防腐涂裝施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn), 其施工方法和質(zhì)量控制值得借鑒, 可為類似鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐涂裝施工提供參考。
1 工程簡(jiǎn)述
來賓馬灘紅水河大橋主橋采用跨徑為320m的中承式鋼管混凝土拱橋, 矢跨比為1/4, 拱軸系數(shù)為1.167, 大橋總長(zhǎng)553m, 分為左右兩幅橋, 全寬59.2m, 主體鋼結(jié)構(gòu)約14 500t, 是目前國(guó)內(nèi)橋面最寬、用鋼量最大的鋼管混凝土拱橋。單幅橋設(shè)兩片拱肋, 單片拱肋采用變高度四管桁式截面設(shè)置, 拱腳截面高12m, 拱頂截面高7m, 寬3m。單根弦管由材質(zhì)為Q345C1 200×32mm (28, 24, 22) 的鋼管以折代曲拼接而成。單片拱肋同水平兩弦管之間用綴管 (綴板) 連接。單片拱肋上下弦管之間用Q345C610×16mm的鋼管連接。單片拱肋共設(shè)置24個(gè)吊裝節(jié)段, 全橋共96段。橋面采用組合式鋼格構(gòu)橋面, 半幅寬度為29.4m。拱肋橫向聯(lián)系采用橋面以下X型和橋面以上Δ型+Ⅰ型撐組合橫聯(lián), 單幅橋共設(shè)4道X撐橫聯(lián)和10道上Δ型+Ⅰ型撐組合橫聯(lián)。來賓馬灘紅水河大橋位于來賓市邊緣, 馬村附近, 橋位正南方向0.5~2km內(nèi)有多家工業(yè)廠房, 環(huán)境氣體類型為A類, 據(jù)來賓市氣象站觀測(cè), 多年平均氣溫20.7℃, 年平均濕度在70.3%~79.6%, 屬輕腐蝕, 腐蝕速度大約為0.025~0.050/mm[1]。
2 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝內(nèi)容和體系
2.1 涂裝的范圍
來賓馬灘紅水河大橋拱肋、橫撐、拱上立柱、格子梁、拱肋檢修梯、橋面格子梁檢修車等外露表面涂裝除具有長(zhǎng)效防腐功能外, 還應(yīng)具有美觀裝飾功能。
2.2 涂裝體系設(shè)計(jì)
根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)的不同, 其防腐涂裝標(biāo)準(zhǔn)也有所區(qū)別, 具體見表1。
表1 橋梁結(jié)構(gòu)位置及對(duì)應(yīng)防腐涂裝方案表     下載原表
表1 橋梁結(jié)構(gòu)位置及對(duì)應(yīng)防腐涂裝方案表
3 鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工方法
3.1 涂裝施工準(zhǔn)備
為做好來賓馬灘紅水河特大橋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工質(zhì)量控制, 所采用的材料都經(jīng)過嚴(yán)格抽樣送檢合格后方可使用。該橋采用的油漆涂料為目前業(yè)內(nèi)知名度較高的佐敦油漆, 鋁層采用的鋁絲, 鋁的含量達(dá)到99.6%, 直徑3mm, 鋁絲、環(huán)氧封閉漆和環(huán)氧云鐵中間漆涂料等材料性能指標(biāo)均滿足相應(yīng)規(guī)范要求。
3.2 鋼結(jié)構(gòu)噴砂除銹
鋼結(jié)構(gòu)噴砂除銹是全橋防腐涂裝施工成功的首要環(huán)節(jié)。來賓馬灘紅水河特大橋在鋼結(jié)構(gòu)防銹方面給予了足夠重視, 在完成拱肋等拼裝驗(yàn)收合格后, 進(jìn)入到噴砂除銹工序。鋼結(jié)構(gòu)噴砂除銹前, 首先需對(duì)結(jié)構(gòu)的焊縫缺陷與構(gòu)件邊角等進(jìn)行打磨、去污處理。噴砂除銹采用大功率空壓機(jī)和高效噴砂機(jī)進(jìn)行噴砂作業(yè), 噴砂完成后, 除去噴砂殘?jiān)?。在表面清理完成? 對(duì)其除銹情況進(jìn)行驗(yàn)收, 清潔度和粗糙度等指標(biāo)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道工序施工。
3.3 鋼結(jié)構(gòu)電弧噴鋁
鋁層是鋼結(jié)構(gòu)防銹的重要環(huán)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)除銹表面清理后應(yīng)在4h內(nèi)完成鋁層涂裝, 否則容易出現(xiàn)返銹。為保證噴鋁施工質(zhì)量, 在噴鋁施工前就通過涂裝工藝試驗(yàn)和試噴后, 確定了噴涂電壓、電流、霧化氣體壓力、噴涂距離、角度、走絲速度、重疊范圍等參數(shù)指標(biāo), 為后續(xù)施工打下了良好基礎(chǔ)。鋼結(jié)構(gòu)鋁層噴涂采用了大功率二次霧化電弧噴涂機(jī)進(jìn)行施工, 涂層外觀均勻致密, 無未溶化大顆粒, 無漏噴、涂層剝落等缺陷。鋁層噴涂結(jié)束待鋼結(jié)構(gòu)表面溫度冷卻后, 對(duì)結(jié)構(gòu)鋁層進(jìn)行驗(yàn)收, 鋁層厚度、附著力等指標(biāo)驗(yàn)收合格后方可進(jìn)入下道工序施工。
3.4 噴漆涂層
油漆涂層是鋼結(jié)構(gòu)防腐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。為確保結(jié)構(gòu)防腐涂裝的施工質(zhì)量, 鋼結(jié)構(gòu)大面積無氣噴涂前應(yīng)對(duì)構(gòu)件的邊角、流水孔、焊縫、死角等部位進(jìn)行手工預(yù)涂, 手工預(yù)涂采用毛刷或滾筒等工具進(jìn)行刷涂或滾涂。預(yù)涂應(yīng)注意油漆的黏度要適中, 刷涂要平整、光滑、均勻。噴漆施工前還須對(duì)前涂層表面進(jìn)行清理, 除去污物, 修理缺陷, 涂裝前應(yīng)保護(hù)涂裝表面, 防止二次污染, 并在合理的施工時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行噴漆施工。來賓馬灘紅水河特大橋油漆涂層采用高壓無氣噴涂機(jī)噴涂, 細(xì)長(zhǎng)、小面積以及復(fù)雜形狀構(gòu)件采用空氣噴涂或刷涂施工, 刷涂只在預(yù)涂和修補(bǔ)時(shí)采用。噴漆規(guī)則是自上往下, 從里往外, 先難后易。為保證涂裝干膜厚度, 噴涂過程中應(yīng)用濕膜卡連續(xù)自測(cè)濕膜厚度, 其計(jì)算公式如下:

涂裝施工過程中通過檢測(cè)涂層的濕膜厚度, 有效控制涂層的最終干膜厚度, 同時(shí)重點(diǎn)關(guān)注死角等部位的遮蓋率。噴涂過程還應(yīng)加強(qiáng)防護(hù), 油漆涂裝后, 油漆涂層干燥前絕不允許任何人員在構(gòu)件上行走工作。涂裝施工結(jié)束后對(duì)涂層進(jìn)行驗(yàn)收, 鋼結(jié)構(gòu)涂層表面平整、均勻一致, 無漏涂、流掛、裂紋、剝落、氣孔、鼓泡、色澤不均、厚度不均等異常情況。各涂層漆膜厚度均達(dá)到設(shè)計(jì)要求, 并通過試驗(yàn)檢測(cè)其附著力, 試驗(yàn)結(jié)果附著力符合要求, 涂裝施工質(zhì)量得到有效控制。
3.5 現(xiàn)場(chǎng)焊縫及破損處修補(bǔ)
來賓馬灘紅水河特大橋鋼結(jié)構(gòu)梁段在運(yùn)輸和安裝過程中, 雖然采取了措施對(duì)構(gòu)件進(jìn)行保護(hù), 但難免還會(huì)出現(xiàn)油漆涂層損傷現(xiàn)象, 而最容易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的部位就是焊縫和局部修補(bǔ)的部位, 因此需要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)焊縫或局部小面積損傷的部位進(jìn)行手工打磨和修補(bǔ)。打磨應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)及規(guī)范要求, 除銹后用吸塵器清除全部灰塵, 并對(duì)施工部位進(jìn)行濕預(yù)涂, 徹底濕潤(rùn)焊縫或修補(bǔ)損傷部位, 使后續(xù)噴涂的涂料能夠更好地與鋼材表面接觸, 提高涂料涂層的附著力。
3.6 整體面漆涂裝
為使橋梁外觀質(zhì)量達(dá)到預(yù)期效果, 來賓馬灘紅水河特大橋鋼結(jié)構(gòu)面漆分兩次涂裝, 第一次在廠房?jī)?nèi)完成, 第二次噴涂待全橋建成再施工。由于第二道面漆是最后一道涂裝工序, 決定了整橋防腐效果和外觀質(zhì)量, 所以要精心施工, 勤于檢查, 特別要注重細(xì)節(jié)。在整橋全部建成后, 對(duì)整橋外表面進(jìn)行相應(yīng)凈化處理, 除去構(gòu)件表面有害鹽分、油污及其它污物, 表面處理合格后再整體噴涂最后一道面漆, 保證面漆良好, 外觀美觀。面漆涂裝前先選取10m2進(jìn)行試噴, 確定工藝參數(shù)后再大面積噴涂, 同時(shí)涂裝必須在天氣較好的條件下進(jìn)行, 以保證面漆涂層質(zhì)量。
4 質(zhì)量控制
來賓馬灘紅水河特大橋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工從對(duì)廠房建設(shè)的驗(yàn)收、材料設(shè)備性能的選擇、涂裝施工方案的編制、人員崗前培訓(xùn)、涂料進(jìn)場(chǎng)的檢驗(yàn)、涂料的配制、涂裝工藝的試驗(yàn)評(píng)定、構(gòu)件外表面處理、對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)、每層涂料的用量計(jì)算以及濕、干膜厚度和附著力的檢測(cè)來控制涂裝過程的施工質(zhì)量[2], 使鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工質(zhì)量達(dá)到預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)。
4.1 事前監(jiān)控
來賓馬灘紅水河特大橋防腐涂裝材料加工廠房建設(shè)達(dá)到施工標(biāo)準(zhǔn)化要求, 配有專用照明設(shè)備和通風(fēng)除塵系統(tǒng), 單次涂裝施工可以容納整段拱肋或格子梁段。為保證鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)噴砂處理的表面具有符合設(shè)計(jì)要求的粗糙度和清潔度, 根據(jù)防腐施工工藝試驗(yàn)選用銅礦砂作為磨料。涂裝所使用的機(jī)械設(shè)備主要有大功率空壓機(jī)、電弧噴涂機(jī)、高壓無氣噴涂機(jī)及其他配套設(shè)備, 機(jī)械設(shè)備性能滿足施工要求。同時(shí)編制施工方案, 做好技術(shù)交底, 施工人員實(shí)行崗前培訓(xùn), 做好涂裝工藝試驗(yàn)評(píng)定, 確定施工所需要的參數(shù)。
4.2 事中監(jiān)控
鋼結(jié)構(gòu)涂裝過程中要確保每一個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量, 任何一個(gè)環(huán)節(jié)的疏忽都有可能對(duì)涂層的整體質(zhì)量帶來嚴(yán)重的影響。因此, 施工過程中要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和相對(duì)濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè), 并對(duì)每一道涂層進(jìn)行外觀檢查、附著力和厚度檢測(cè)。來賓馬灘紅水河特大橋?qū)袄吖?jié)段防腐涂裝的厚度檢測(cè)數(shù)據(jù)監(jiān)控如圖1所示。
圖1 96節(jié)拱肋涂料層厚監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)示意圖
圖1 96節(jié)拱肋涂料層厚監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)示意圖   下載原圖
從圖1中可以看出, 第一段數(shù)據(jù)明顯偏高, 經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查后發(fā)現(xiàn)其原因?yàn)椴捎玫你~礦砂顆粒過大, 在除銹過程中, 導(dǎo)致粗糙度偏大而影響涂料整體干膜厚度。在及時(shí)發(fā)現(xiàn)調(diào)整后, 數(shù)據(jù)趨于平穩(wěn)。
5 結(jié)語(yǔ)
來賓馬灘紅水河特大橋鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工是根據(jù)地區(qū)環(huán)境、使用年限、施工條件以及工程投資等各方面條件因素, 選擇合理的施工方案, 并從人員的崗前培訓(xùn)、材料設(shè)備性能的選擇、進(jìn)場(chǎng)涂料的檢驗(yàn)、涂料的配制、涂裝工藝的試驗(yàn)評(píng)定、構(gòu)件外表面處理、對(duì)周邊環(huán)境的監(jiān)測(cè)、每層涂料的用量計(jì)算以及濕、干膜厚度和附著力的檢測(cè)來控制涂裝過程的施工質(zhì)量, 嚴(yán)格控制好鋼結(jié)構(gòu)涂裝的每個(gè)細(xì)節(jié)。鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工質(zhì)量在得到有效控制的同時(shí), 實(shí)現(xiàn)了橋梁整體外觀美觀協(xié)調(diào)。這一成功的施工方案是通過鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐涂裝施工經(jīng)驗(yàn)積累總結(jié)出來的, 可為今后類似鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝施工提供寶貴的經(jīng)驗(yàn)。
參考文獻(xiàn)
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