荆岳铁路洞庭湖大桥钢梁涂装技术及质量控制论文_付磊

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摘要:荆岳铁路洞庭湖大桥工程概况,提出了防腐设计方案,讲述了涂装防腐施工工艺及涂装质量控制。

关键词:荆岳铁路洞庭湖大桥;防腐涂装;涂装工艺;质量控制

1 工程概况

新建蒙西至华中铁路荆岳段洞庭湖特大桥位于湖南省岳阳市,采用双线铁路桥设计,行车速度120Km/h,线间距4.2m。DTHG01标段包括主桥钢箱钢桁结合梁斜拉桥,工程总量约25057吨。桥型布置见图1。

图1 桥型布置图

主桥采用(99.12+140+406+406+140+99.12)m 三塔钢箱钢桁结合梁斜拉桥,全长1290.24m。主梁为钢箱钢桁结合梁结构,主桁上弦中心距12.0m,下弦箱中心间距14m,桁高12m。采用不带竖杆的华伦式桁架,横向采用两片主桁结构,总宽21m,节间间距14m,腹杆立面倾斜59.744°。全桥共92个节间,以4号塔对称布置。

2 防腐涂装配套体系

荆岳段洞庭湖特大桥跨越洞庭湖与长江连接处的湘江河道,地处亚热带季风湿润气候,夏季多雨、湿热、潮湿,腐蚀环境比较恶劣。荆岳段洞庭湖特大桥防腐涂装体系按照《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011)要求的第7体系执行,为铁标中要求最高的防腐涂装体系,并在此体系上调整了涂层厚度。涂装方案见表1。

表1 防腐涂装设计方案

3 防腐涂装工艺

3.1 喷砂除锈施工

(1)在钢梁喷砂除锈前,要去除钢板表面可溶性盐、油脂、水分等污物;将构件边角倒成R2mm圆弧,将倒角磨圆、去除飞溅焊渣、修补焊接缺陷并磨平。

(2)钢梁外表面采用环氧富锌底漆,摩擦面采用电弧喷铝,其对喷砂除锈质量要求比较高,为了保证设计要求的清洁度、粗糙度等级,首先,磨料选用棱角钢砂和钢丸,钢砂为G18~G25,钢丸为S330,钢砂和钢丸要求清洁、干燥、无油污、无可溶性盐。其次,在正式喷砂前,施工人员经过多次试验,将喷砂工艺参数定为:压缩空气压力0.5~0.6Mpa、喷射角度为60~80°,喷射距离300~350mm,磨料配比按钢丸:钢砂为7:3。在正式施工时,根据构件表面清洁度和粗糙度情况磨料配比进行调整,并且,定期除尘补充新磨料。

3.2 涂装施工工艺

(1)涂装环境要求:环氧类漆施工温度不得低于10 ℃,其余涂装环境温度在5 ℃~38 ℃之间,相对湿度85 %以下。构件表面结露不得涂装,金属表面温度高于露点3 ℃以上方可施工,涂装后4小时内应保护免受雨淋。

(2)涂装前检验油漆和稀释剂名称、型号、批号、混合比及适用期;油漆混合后要充分搅拌,直到底部无沉淀,颜色均匀一致为止;对易沉淀的富锌涂料,在使用工程中要持续搅拌,防止锌粉沉淀,按说明书规定时间,让油漆充分熟化;喷涂前,对焊缝、边角、板厚方向及喷枪难以到达部位进行预涂,以保证涂层厚度。

(3)涂装前应仔细确认涂料的种类、名称、质量及施工位置,对双组份涂料要明确混合比例,并搅拌均匀、熟化后使用。混合后如超过使用期,则不得使用。

(4)环氧富锌底漆、环氧云铁中间漆、环氧厚浆漆及氟碳面漆采用高压无气喷涂,工艺参数调试按下述数据进行施工:

进气压力 0.3-0.6Mpa

喷嘴型号 020-050

喷距 300-500mm

喷速 一次达到规定厚度

(5)摩擦面涂装工艺采用电弧喷铝,此工艺要保证钢梁摩擦面抗滑移系数0.55要求。电弧喷涂机施工时应处于完全良好的状态;压缩空气通过冷却干燥机净化,不得有油、水、杂质等。工艺参数调试按下述数据进行施工:

压缩空气(无油、无水) ≥0.6Mpa

工作电流 100-400A,

电压 24-36V

喷距 100-200mm

喷角 尽可能90o 但不得小于65o

搭接 1/3-1/2,垂直交叉

3.3 涂装材料进厂复验

涂装材料近厂后,都要进行复验,铝丝5A02按照GB/T3190-2008《变形铝及铝合金化学成分》检验化学成分;油漆按照《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011)检验锌含量、固体含量、硬度、弯曲性能、附着力等性能指标。

3.4 钢梁涂装工艺流程

(1)钢梁外表面涂装

喷砂除锈检验合格后,钢梁外表面涂装环氧富锌底漆,在重涂间隔内预涂环氧云铁中间漆,喷涂环氧云铁中间漆,一次喷涂可达设计厚度。在重涂间隔内,喷涂第一道氟碳面漆,氟碳面漆对于施工环境温度要求较高,施工时必须满足环境温度要求。第二道氟碳面漆在桥位涂装,因间隔时间较长,必须清除第一道面漆上油污、盐分,干燥、拉毛才能涂装。

(2)钢梁内表面涂装

钢梁内表面结构复杂,空间较小,不易施工,所以涂装环氧富锌底漆时做好预涂工作,喷涂环氧富锌底漆。同样,在重涂间隔内预涂环氧云铁中间漆,喷涂环氧云铁中间漆。同理,预涂、喷涂环氧厚浆面漆,厚浆面漆要求60μm,喷涂时不易过厚,过厚浪费油漆,增加成本。

(3)高强螺栓连接摩擦面涂装

采用DDP-Ⅲ电弧喷涂设备进行电弧喷铝,涂层厚度严格控制在180±40 mm范围内,涂层应致密,无漏涂,厚度不够问题,涂层过厚容易影响杆件拼接间隙和摩擦面抗滑移揉动性能、太薄容易返修,摩擦系数底等问题。

4 涂层检验

4.1 检验方法

(1)涂层外观:采用目视检查。

(2)涂层厚度:采用磁性测厚仪测量。

(3)涂层附着力:采用拉开法进行检测。

(4)抗滑移系数:做抗滑移系数试验。

4.2 检验要求

(1)外观质量:涂料涂层表面平整均匀,无气泡、起皮、流挂、漏涂、龟裂等缺陷;金属涂层表面均匀一致,不允许有起皮、鼓泡、大熔滴、松散粒子、裂纹、掉块等缺陷。

(2)干膜厚度:符合涂层的设计厚度要求,外表面涂层厚度执行双90%标准,内表面涂层厚度执行双85%标准。

(3)附着力:附着力不低于5Mpa。

(4)抗滑移系数:出厂前抗滑移系数≥0.55(初始),桥位架设时抗滑移系数≥0.45(6个月时)。

5 施工中注意事项

(1)原钢梁外表面环氧富锌底漆,设计厚度为2x40μm,由于涂料的发展进步,环氧富锌底漆固体含量的提高,可以一道喷涂到80μm,且可提高涂层直接的附着力。最终将底漆由2道涂装改成一道涂装。

(2)《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》(TB/T 1527-2011)标准中电弧喷铝厚度为150±50μm,由于在以往桥梁施工时此厚度范围,在施工后容易厚度偏薄,造成短时间摩擦面铝层返锈等问题,所以将喷铝厚度调整为180±40μm,改善了摩擦面返锈情况。

6 结语

大型新建防腐涂层的有效使用寿命平均为15年。现代桥梁防腐涂装特别强调:底材表面处理、优选的重防腐涂料、正确的设计涂装配套、严格的质量控制、运营过程中的维护和防护,可确保及延长桥梁的使用寿命。此荆岳段洞庭湖特大桥涂装施工工艺、涂料性能、检测方法为日后其它项目铁路钢桥涂装施工提供一些帮助。

参考文献

[1]张建平. 广州珠江黄埔大桥钢箱梁涂装技术及质量控制. 桥梁建设,2009,(5):78-80.

[2]刘 新. 桥梁涂装工程. 北京:化学工业出版社,2009.

论文作者:付磊

论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第12期

论文发表时间:2017/10/13

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