摘要:介紹了新安江大橋鋼結構涂膜的修繕涂裝配套設計,并對表面處理及涂裝施工工藝進行了論述。
關鍵詞:橋梁;鋼結構;涂裝配套設計;涂裝工藝
0前言
新安江大橋位于浙江省建德市,橫跨新安江,大橋主橋為三孔不等跨中承式鋼管混凝土拱橋,是浙江省第一座中承式不等跨鋼管混凝土拱橋。它的3個長孔跨度分別為84m、120m、84m。橫梁有33根,由66根吊索組成,每一根吊索由109股鋼索構成,每根鋼索承重6.25t。大橋全長370m,寬10m,最大拱橋跨度120m,為目前我國已有的同型橋中的跨度之最。新安江大橋始建于1991年12月20日,竣工于1994年5月28日,在分段建造和橋址現場進行了防腐涂裝。但由于該橋所處位置特殊,大橋原有的鋼結構涂層已經大面積失效,出現了涂層老化、龜裂、鋼筋銹蝕脹裂和脫落等現象,因此在2005年7月對主橋進行重新涂裝,并于2010年8月對該橋涂層狀態進行了實地調查。
1涂層配套設計方案
1.1設計依據及技術標準
新安江大橋的涂裝主要是橋的主體連拱部位,依據ISO12944《色漆和清漆—防護涂料體系對鋼結構的防腐蝕保護》(CorrosionProtectionofSteelStructuresbyProtectivePaintSystems)中對于腐蝕環境的分類標準,大氣環境屬于C3~C4級別。在橋梁涂裝的標準方面,國外已經形成了較為完善的涂料涂裝篩選體系,并建立了標準規范體系,其中ISO14713-1998《鋼結構防腐蝕保護——金屬涂層指南》是關于金屬涂層防腐蝕保護的最新標準。我國于1997年對熱噴涂國家標準進行了修訂,即GB/T9793-1997《金屬和其他無機覆蓋物——熱噴涂鋅、鋁及其合金》。我國交通部JTJ041-2000《公路橋涵施工技術規范》和鐵道部TB/T1527-1995《鐵路鋼橋保護涂裝》明確規定以熱噴涂為鋼橋梁防腐蝕的有效方法。在鐵路鋼橋上我國一直推薦在鋼梁和箱梁上蓋板應用噴鋅/噴鋁和有機涂料相結合的復合保護[1]。
1.2鋼結構的防腐蝕涂裝方案
依據橋址的大氣腐蝕環境以及鋼桁梁結構各部位的施工條件和維修條件,新安江大橋涂裝設計的基本要求最大限度地保證了涂層的可靠性及完整性。該結構處在橋梁的最上部,常年經受風吹日曬雨淋(主要受日曬),涂膜的老化性影響較大,該橋梁處在臺風經過的地區,受風力影響,所受的循環應力也較大,對涂膜的柔韌性要求很高。而該結構在橋面以下的部位,由于靠近水面,受日曬較少,所以表面經常處在潮濕的條件下,腐蝕條件要比橋面以上嚴峻。由于該橋處在千島湖景區的入口處,也是建德市重要的景觀之一,所以不但要求耐蝕性好,而且要求應耐受經常擦拭和清潔,甚至是堿性清潔劑的清洗。同時,由于業主對于鋼結構的防腐和面漆的耐候性要求為30a,因此普通聚氨酯涂裝配套體系無法達到設計要求,需選用氟碳涂料體系。試驗設計新安江大橋修繕涂裝配套見表1。
表1新安江大橋涂裝方案設計要求
注:表面處理要求:二次表面噴砂除銹,Sa2?,Rz40~75;電弧噴鋁,1,150。
1.3產品性能要求
1.3.1環氧云鐵封閉漆
封閉漆應與金屬涂層具有優異的相容性,不會與所封閉的金屬涂層發生化學反應從而造成金屬涂層的損傷,作為金屬涂層與中間漆之間的過渡層,環氧封閉漆與金屬涂層以及配套中間漆之間應具有極佳的附著力,使用該產品可有效避免輕金屬涂層表面噴涂環氧中間漆后出現的層間附著不良等問題。
1.3.2環氧云鐵中間漆
環氧云鐵中間漆應具有優異的耐磨性和機械性能以及極佳的防腐蝕性能。同時,該產品還應適應包括噴涂、刷涂、滾涂等多種不同施工方式。作為中間漆,該產品還應具有優異的配套性能,可與多種底漆和面漆配合使用。
1.3.3氟樹脂面漆
氟樹脂面漆應具有超高耐候性和裝飾性,同時應符合國家相應標準(如氟含量等),產品應具有極佳的配套性,可適應多種不同的配套下涂裝產品,并與之有著良好的附著性。且本身重涂性極佳,對于產品的修補無任何不良影響。
2涂裝工藝及質量控制
2.1表面處理要求
對防腐涂裝的所有工件在進行表面處理前進行表面預處理。表面預處理工作包括除油除污、棱角打磨和表面清理。即清除工件表面的殘留焊渣、飛濺,用有機溶劑或金屬清洗劑清洗鋼結構表面油污,得到無油、無水、無污物、無銹斑及其他包括可溶性鹽在內的潔凈表面。自由邊需倒角處理≥R2,驗收標準為ISO8501-3的P2級。
2.2噴砂除銹
對鋼結構表面按設計要求進行噴砂除銹。施工環境要求溫度5℃以上,相對濕度低于85%,鋼板表面溫度高于露點3℃以上。對于焊縫、補焊部位等處必須打磨達到光滑平整,徹底檢查和修補如氣孔等結構缺陷,驗收標準為ISO8501-1的Sa2?級要求,F場焊接處涂裝前,鋼結構件表面可以采用動力工具除銹,其表面處理質量整體要求達到ISO8501-3中的St3級,并經現場涂料技術代表查驗合格后,方可交付涂裝。
2.3電弧噴鋁
對鋼結構表面按設計要求進行電弧噴涂。環境溫度5~40℃,相對濕度低于85%,鋼板表面溫度高于露點3℃以上。
2.4涂料涂裝
(1)封閉漆的涂裝:涂裝前,應對環境進行測定以確保符合涂裝要求。涂料涂裝最佳環境溫度5~40℃,相對濕度低于85%,鋼板表面溫度高于露點3℃以上。如噴鋁層孔隙率較大則應進行多度涂裝,以保證封閉效果。
(2)中間漆的涂裝:涂裝最佳環境溫度5~40℃,推薦中間漆涂裝為16h(20℃),涂裝面漆時如超過中間漆最大涂裝間隔,應對中間漆涂層進行整體拉毛處理。
(3)面漆的涂裝:氟碳面漆施工時要求環境溫度-5~30℃,應確認頭道面漆干燥后方能涂裝第二道面漆,推薦涂裝間隔為24h(20℃)。
3涂層效果反饋
2010年8月,在新安江大橋鋼結構涂層修繕涂裝完工5a后,我們對該橋的涂層狀態進行了實地調查,調查結果見表2。
表2新安江大橋涂膜調查結果
4結語
(1)通過調查可知:經過5a的使用,新安江大橋各部分涂膜的防腐效果相當好,表面基本沒有銹蝕、開裂、脫落等現象發生。這說明氟碳涂料的配套體系,在按照ISO12944中的C3~C4環境中完全可以滿足防腐的要求。(2)新安江大橋拱架上的氟碳面漆經過5a的使用后表面基本沒有發生粉化現象。(3)該大橋的底材經噴砂處理后采用了電弧噴鋁的防腐處理方法,使用環氧云鐵封閉漆先進行封閉后,再涂裝一度環氧云鐵中間漆,再涂裝面漆,經過5a的使用,可以看出該施工工藝完全可以滿足質量的要求,沒有發現任何脫落及附著不良的現象。