右江平圩大桥钢管防护施工工艺
摘要 右江平圩大桥为钢管混凝土中承式拱桥,钢结构表面进行防护处理。本文介绍了该桥钢结构表面采用热喷涂进行防护处理的施工工艺。
关键词 钢管混凝土;拱桥;钢结构;表面防护;喷涂
中图分类号 TU7文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)16-0048-02
1 工程概况
右江平圩大桥是广西百色水利枢纽工程施工交通专用桥,位于百色市阳圩镇境内,横跨右江,桥跨组合为:1×16+1×128+1×16,全桥总长198.4m,桥面净空:净-9+2×1.5m人行道。
图1右江平坪大桥总体布置图
主桥为单孔净跨径L。=128m钢管混凝土中承式拱桥,拱肋断面形式为两根哑铃行钢管混凝土结构,每肋由两根直径(外径)0.92m钢管和中间连结板(腹板)组成,肋总高2.3m,总宽0.92m。矢跨比为1/4,拱轴为悬链线。钢结构表面采用热喷涂进行防护处理,既通过高温、高压将防护材料气化为金属气体喷射到基材表面形成防护层,再加环氧清楚清漆封闭处理(右江平圩大桥大桥总体布置图见图1)。
2 防护要求
2.1 除锈等级
金属表面预处理采用喷砂除锈,除锈等级为Sa3级,即钢材表面无可见油脂、污垢、氧化皮、除绣及其他附着物,表面显示均匀金属光泽。表面粗糙度达40~60μm。
2.2 喷涂要求
首先底层喷锌,厚度为80μm以上,面层为铝,厚度为40μm以上,表面喷漆环养清漆以予封闭,并使其整个拱肋为银粉色。
风构外表面与拱肋防护要求相同,但气内表面则需喷涂两道带锈防锈油漆,然后两端封闭。
3 钢管防护施工
3.1 钢管拱肋施工
右江平圩大桥每一拱肋分三段施工,每段约50m长,经拼装、焊接、地模校核后经两台龙门吊车送到有轨运输的喷涂大架上,用两台平车把需先喷涂段推移进喷涂临时棚内,逐节施工,喷涂好一节,推移一节。
3.2 喷射除锈
采用铜矿砂为磨料,经压缩空气强压喷射在钢管拱肋表面,通过沙粒打击磨料除去锈层。喷射时按顺序逐段从下而上进行,防止漏喷或喷射除锈程度不一。喷射除锈的质量主要取决以下因素:铜矿砂粒径的大小,形状及粉尘含量,喷射速度,喷射角度,喷射距离,防止除锈钢管表面状态和粗糙度达不到设计要求,影响防护效果。
3.3喷涂
喷涂前首先用已经分离过油污和水分的压缩空气吹洗钢管表面,使其干燥、洁净,并用放大镜检查钢管表面钢材有没氧化,并且所需喷涂段必须达到Sa3标准,并检查其粗糙度,应达40~60μm,然后进行喷涂。喷涂顺序为除锈→喷锌→喷铝。喷涂底层为锌,面层为铝,所使用喷枪为火焰线材喷枪。锌丝和铝丝分装于不同喷枪上,并在喷枪手把底接通压缩空气、氧气、乙炔胶管,点燃锌、铝丝,使其高温雾化喷枪于钢管表面。锌、铝喷涂时间间隔不应超过15min,防止氧化及其锌层的污染。
喷锌时所应注意事项为:1)喷枪压力不能过高,一般控制在0.3~0.5MPa,否则锌、铝丝输送速度太快,高温雾化不充分,粒度大,涂层不均匀;2)喷嘴与钢管表面距离控制到15~25cm,减少材料浪费;3)喷涂应依次保持与物面垂直或平行运行,移动速度控制在30~60cm/s,操作稳定;4)喷流幅度为5~15cm;5)每行涂层边缘的搭接宽度应保持一致前后搭接宽度一般为喷涂厚度的1/4~1/3;6)喷涂应纵、横交叉施工。若锌层为横向施工,则铝层应为纵向施工;7)喷涂锌层为80μm以上,铝层为40μm以上,保证有效复合防护层在120μm以上;8)喷涂受气候影响较大,若空气湿度大于80%则停止施工,否则喷涂层失效,并且注意雨水、露、雾对涂装过程的影响;9)喷涂段长度划分不能过长,一般喷射除锈为12m长,喷涂层为10.5m,铝层为9m左右,否则各工序表面受大气氧化、环境污染造成防护效果不佳导致返工。
3.4 喷涂层厚度测定
喷涂锌、铝层时都应分别进行厚度测量,喷涂锌层时应及时进行测厚,其厚度满足设计要求后才能进行铝层的喷涂,并且在喷铝后也进行测定,达到设计厚度要求后才能进行表面漆的喷漆,否则应及时补喷铝后也应进行测定,最后达到要求后才能进行表面层的喷装,否则应及时补喷相应防护层。涂层厚度测量仪测涂层厚度的使用方法如下:1)置“指示开关”为“测量”位置在探头与基块之间垫入20μm的标准试片,调整仪器调零旋纽使表头指针在20μm处;2)在仪器探头与基块之间垫入200μm标准厚度块(铜质),施加一定压力,调整满度旋纽,使表头指针向满度值;3)反复进行上述二项调整,直至指示正确,即可进行实际测量;4)把探头置于拱肋表面,便测得喷涂厚度。每隔1m测一断面,一个断面便需要策设6点。
3.5 面层处理
热喷涂金属涂层均存在不同程度的微小细孔,将会降低涂层抗腐蚀、氧化和绝缘等性能,甚至失败,故在钢管最表面涂装环氧清漆,封闭微孔使钢管具有耐侯、抗老化、耐腐蚀,保护锌、铝复合防护层。环氧清漆与稀释剂拌和均匀并加入适量银粉,保证环氧清漆的施工粘度与涂料颜色。要求施工粘度能保证漆膜的流平性和不流淌性,,颜色满足设计规定的银粉色相一致,喷涂钢管表面也应进行清洁处理,然后把经拌和均匀后的表层涂料倒入喷涂罐内,用已进行了油脂和水分分离过的压缩空气作动力把涂料经喷枪喷咀喷于复合防护层表面,形成面膜,并要求面层涂装达到均匀、平整、丰满和有光泽。注意此层涂料不能厚、过薄,否则影响其美观及防护效果。
4 防护效果
全桥钢管进行防护处理后,经吊装架立、顺利合拢,现其外观辉宏,色泽均匀。从施工吊装过程中极少表面经钢绳绑扎后,表层环氧漆局部磨损,铝层外露,未发现严重氧化,说明防护效果好。
5 体会
右江平圩大桥钢管防护施工我局第一次涉及,其施工工序与操作方法是成功的,为以后类似防护施工积累了大量技术资料和施工经验。从整个防护施工过程中应注意之处总结如下几点:
1)钢管防护效果好坏决定其喷射除锈质量,必须严把施工关;
2)喷涂锌、铝层时必须控制好火焰喷枪转轮速度,否则喷出锌、铝雾化不足或太充分,锌、铝层粒度过大或过小,使得防护表观效果较差;
3)钢构防护必须保证各工序紧密衔接,并且控制好各工序所使用时间应尽量适中,否则读各防护层有不良影响;
4)防护全过程必须注意空气湿度或受雨水、露雾湿润,使涂层被氧化、腐蚀、并影响各层间的附着力;
5)施工人员的安全与为主应贯穿施工全过程,防止人员打伤、中毒;
6)环境的保护。
5.1 施工准备
5.1.1 施工场地
钢管的防护采用热喷涂施工、喷射除锈所使用的材料为铜矿砂,粉尘大,而风为顺河而下,并且防护施工同时不能影响拱肋拼装、焊接,则防护场地选在大桥钢管加工场下游侧,靠近桥位处。在施工现场并铺设曲线轨道,搭设简易喷涂和喷涂大架。
5.1.2 施工安排
1)人力
(1)三人运装、添加磨料铜矿砂;
(2)一人开空压机;
(3)四人喷射除锈;
(4)二人喷锌、铝;
(5)二人喷涂面漆;
(6)一人负责指挥、协调。
2) 机具
(1)柳州市第二空气压缩机厂产2W-1/T无油润滑空气压缩机两台;
(2)自制加工磨料罐四个;
(3)上海建筑机械厂生产的火焰线材料喷枪三只;
(4)自制电动除锈刷一套;
(5)自制喷涂罐一个;
(6)上海建筑机械长生产的喷砂枪三只;
(7)上海华阳检测仪器有限公司生产的HCC-18型涂层厚度测量仪一台。
3)施工安全与卫生
(1)参加钢管防护的人员必须参加安全技术教育和培训,经考试合格后方可上岗;
(2)必须保证施工作业场空气流通;
(3)非工作人员禁止进入作业场内,严禁烟火;
(4)必须穿戴防护用具;
(5)磨料与涂料严禁任意倒泻、抛弃,应集中统一回收处理。
5.2防护材料
1)广西南宁生产的天铭牌铜矿砂;
2)上海生产的φ3mm锌丝、铝丝;
3)贵州遵汇油漆化工有限公司生产的大陆高级涂料环氧稀释剂。
6 结论
右江平圩大桥钢管防护采用干喷除锈与火焰喷涂复合金属防护层及空气喷涂层油漆作业,比其他方式防护作业在效率与质量上都有很大的提高。我国较少使用此种方法对钢构防护,所以此种防护方法可推光使用。但该法所需设备较多,工序为顺序作业,在施工现场作业劳动强度大,材料利用率不高等,相信这些在以后施工中会逐步得以解决。
参考文献
[1]沈祖炎.钢结构制作安装手册,1998,11.
[2]沈钟吕.防腐涂料生产与应用技术,1994,10.
[3]钢结构.管道涂装技术规程,1997,5.