0.引言
西陵长江大桥位于湖北省宜昌市,紧靠三峡大坝,是长江上的第一座悬索桥,主桥为单跨双铰钢箱加劲悬索桥,主跨900m,1994年初正式开工,1996年8月10日通车。该大桥是三峡工程建设的主要通道,承担建坝期间繁重的运输任务,为三峡工程的成功建设立下了汗马功劳;同时,该大桥的建成,也为长江三峡增添了一大人文景观,并成为三峡坝区人民往返两岸的重要通道,有力促进了三峡地区的经济发展。该大桥历经十多年运行后, 桥梁总体线形流畅, 结构受力正常,但大桥的防腐系统已到使用寿命极限,主要部位的防腐涂层开始老化,出现损害,如果不及时维修,必将影响到大桥的使用寿命,甚至危及到结构安全。因此,在2009年1月,三峡总公司决定对该大桥防腐系统进行全面维修,以保持桥梁正常安全运行。
1. 大桥钢箱梁的损害现状
大桥钢箱粱的损害主要表现为防腐涂层失效,如图1所示,涂膜劣化比较严重,涂膜起皮、脱落,并存在局部锈蚀,根据TB/T2486-94的规定,涂膜劣化评定等级为严重( 4 级)。如果不及时维修,可能会导致钢箱梁严重锈蚀,进而影响桥梁的使用寿命和结构安全。
2.防腐涂装设计
西陵长江大桥桥址( 宜昌市夷陵区)地处郊区,属于亚热带季风性湿润气候,雨热资源丰富,根据ISO12944—2的有关定义,为C2 ~C3型(低至中等)腐蚀大气环境,但是宜昌地区的酸雨比较严重,因此,为保证涂装的防腐性能和防腐寿命,按照C4(高腐蚀型大气环境)设计钢箱梁的涂装方案,如图2 所示。
3.涂装质量控制
涂装施工质量与涂料产品性能指标存在差距,其差距的大小与管理的组织模式有关,并且,涂装施工的质量管理并没有明确的模式,只有在实践中建立和不断完善。因此,涂装施工的质量管理和控制较其他建设工程更为重要,应从原材料、施工、环境等多方面进行管理控制。
3.1原材料质量控制
钢箱梁喷射除锈施工所需的磨料选择钢砂,其清洁度、粒度以及干燥性能应符合GB6485-86的要求,要求磨料清洁(不含油、杂物)、干燥(不含水) 。
本涂装用的涂料产品是北京航材百慕新材料技术工程股份有限公司生产的百慕牌涂料。选用的涂料产品在类似项目上有多次使用的业绩,技术指标符合要求。涂料进场后严格执行现场检验程序,按进场批次送检,以保证涂料产品质量。涂料产品取样时业主代表、监理、涂料商代表以及施工方共同在场见证,现场取样封存后送武汉材料保护研究所检验,各项性能及具体检测技术指标如表1-3所示。
3.2施工过程质量控制
钢结构的涂装施工中,质量控制要点主要在表面处理、环境因素、涂膜厚度、涂膜附着力等方面。
3.2.1环境因素
施工环境条件按照《铁路钢桥保护涂装》(TB/T1527-2004)要求,不允许在气温5 ℃以下、相对湿度80%以上、雨雪天、雾天施工。
3.2.2喷砂除锈
钢箱梁喷砂除锈,钢件表面应达到GB/T8923—1988规定的Sa2.5级,粗糙度Rz为25~60m。施工用压缩气体必须配备净化装置,防止钢板二次污染,受污染的部位必须清洗除油。喷砂处理后,立即用压缩气体清洁表面,准备涂装;施工间隔不应超过4h;表面一旦出现锈蚀,应重新喷砂处理。
3.2.3涂装工艺控制
涂料的调配必须由专人负责,并做好各项记录,以备检查。调配比例严格按照涂料说明书的要求进行,先用电动搅拌机将各组分搅拌均匀后按比例混合,并再次充分搅拌,必要时需进行过滤。使用时需注意涂料的混合使用期,超过使用期的涂料严禁使用。涂料调配时可加稀释剂稀释,以便于施工,但稀释剂与涂料的体积比不应超过5%。
喷漆作业采用高压无气喷涂法,预涂和补涂时可采用刷涂。在设备使用前,应仔细检查贮料罐、输料管道及喷枪是否干净、适用;检查高压空气压力(≥0.6MPa)、送气管道是否符合工艺要求。现场喷漆施工时,钢板表面温度应满足施工条件,且高于空气露点3 ℃以上;空气相对湿度控制在80%以下;若遇风力太大影响操作时,应停止喷漆作业。
涂料喷涂作业时,应严格按施工工艺进行,喷枪与被喷面之间保持适当距离,并始终与被喷面保持90度夹角;喷枪移动时,与上道漆膜有1/3重叠,保证漆膜均匀光滑。
3.2.4涂装质量控制
在喷涂时应对漆膜的外观质量加以控制,使涂层颜色均匀,不产生流挂、漏喷、干喷、龟裂等缺陷,一旦出现类似缺陷,应立即修补。
涂装作业的膜厚最终以干膜厚度为准,施工时施工人员可使用湿膜卡连续自测湿膜厚度,以获得要求的干膜厚度,干膜厚和湿膜厚的对应关系可由下式进行估算:
干膜厚度=湿膜厚度 X涂料固体含量百分比
涂料完全固化后,立即测量漆膜厚度和附着力。采用经校验准确的磁性测厚仪测量漆膜厚度,可以直接进行读数,便于数据的大量采集;采用划格法测量附着力。一旦出现不合格的施工部位,应对漆膜表面进行拉毛处理后重涂,以保证涂层质量。
4.结语
西陵长江大桥钢箱梁维修防腐涂装工程已全部结束,所有指标均符合设计要求,达到预期的效果,为大桥的安全使用,以及以后的维护和保养创造了良好的条件,同时也为同类型大跨径桥梁钢箱梁防腐涂装施工提供了参考。