桥梁钢箱梁内部除锈防腐技术研究.pdf

通过比较桥梁钢箱梁养护施工作业中的三种除锈工艺从工作效率、成果质量、施工安全、环境保护以及经济效益等方面进行对比分析分别阐述使用机械除锈、手工除锈、锈转铁转换剂除锈三种方法的优缺点对除锈的标准要求和防腐处理进行详细介绍并针对局部防腐涂装给出了涂装配套体系及标准要求 关键词:钢箱梁除锈技术机械除锈防腐涂装中图分类号:文献标识码:引言()钢箱梁锈蚀特点:钢箱梁内部锈蚀主要有三种表现:一是钢箱梁表面涂层劣化主要表现为粉化、起泡、裂纹、脱落、锈蚀等二是钢构件锈蚀主要表现为均匀锈蚀、孔蚀、缝隙锈蚀、应力腐蚀等三是构件连接缺陷主要表现为焊缝脱落、漏焊、锈蚀、撕裂、脱开、焊缝位置出现疲劳裂纹等 螺栓连接的主要病害有螺栓锈蚀、滑移、错位、脱落、剪断、缺失、连接失效、未涂漆防护等()钢箱梁锈蚀分析钢箱梁在海洋性环境中的锈蚀以均匀锈蚀和孔蚀为主 蚀坑一般较浅、较密呈溃疡状腐蚀均匀锈蚀和孔蚀同时存在 开始时锈蚀较快之后变缓趋于稳定 初始阶段孔蚀速率最大可达均匀锈蚀的 倍其后均匀锈蚀和孔蚀速率基本相等 根据上述钢材锈蚀退化规律结合箱梁内部温度、湿度和空气污染成份含量等因素分析钢箱内表面内部横隔板、肋以及纵向加劲肋等构件均会出现锈蚀()钢箱梁内部除锈防腐的必要性钢箱梁位于河流或海洋的正上方潮湿空气环境中有大量的腐蚀性离子 钢结构表面防腐涂层出现劣化或有细微裂缝时腐蚀性离子很容易透过防腐涂层对钢箱梁进行化学锈蚀 锈蚀会使钢箱梁的截面局部变化易造成锈坑、钢结构板体削弱等病害进而产生裂纹 当裂纹扩展后易导致钢箱梁结构寿命降低甚至钢构件断裂对结构安全产生重大影响 因此及时为钢箱梁除锈防腐十分必要 钢箱梁内部除锈方法及特点目前钢材除锈方法有喷砂除锈、激光除锈、机械除锈、人工除锈、锈铁转化剂转化等 由于钢箱梁结构特殊喷砂机和激光除锈设备无法运送到钢箱梁内部使用因此钢箱梁内部除锈只能使用传统的机械除锈、手工除锈以及锈铁转化剂除锈工艺在此详细介绍各种除锈技术工艺和方法.机械除锈技术在具备电源和空气压缩机时均可采用机械除锈 常用机械除锈设备有电动或风动钢丝轮除锈器、手持式电动砂轮磨石机及带针束的风动机 前两种机械除锈设备适用于平面除锈带针束的风动机适用于宽度狭窄、焊缝凹凸不平、有角度且带弯曲的表面及角缝处除锈 机械除锈主要借助机械力冲击与摩擦比手工除锈质量高工效稍快但不到之处还需用铲刀等工具铲刮 对于旧漆皮则难以用机械除掉 该技术优点在于磨光抛光效果好、可控制打磨粗糙度、劳动强度小、工效较快缺点则是易造成点锈部分处理面扩大产生的粉尘过大需要做好通风和防护.手工除锈技术钢梁板或加劲梁有锈点或锈块以及由于氧化引起的翘皮可以手工除锈用尖嘴或平口弹簧除锈锤进行敲击锤口部位必须有一定的厚度不可磨削过于锐利避免锤伤钢板或加劲梁表面 较浅且面积北方交通 年 第 期稍大的锈层表面可以使用钢丝刷刷除或砂纸擦除此外手工除锈工具还可以使用铲刀、刮刀等在角缝或焊缝凹凸不平的锈坑或点锈处可以使用尖头或平口弹簧除锈锤进行敲击 对于锈蚀深度不高的锈层如锈块和麻点使用铲刀、刮刀等工具处理后再使用钢丝刷横竖交叉刷除直至锈迹完全除掉 钢丝刷除采用的钢丝型号为 丝严禁使用粗于该型号的钢丝避免对钢表面造成过深划痕 使用钢丝刷除锈的表面需使用抹布或棉纱将锈灰擦拭干净后用松节油清理 该技术的优点是适用于处理点锈、角接处锈蚀锈蚀处理较干净无粉尘缺点则是不易控制表面粗糙度劳动强度大工效很低.锈铁转化剂转化技术使用 浓度的锈铁转化剂或视锈迹情况用原液按比例自行配制 将溶液涂刷在锈迹表面浸泡.重锈处应提高锈铁转化剂浓度或延长浸泡时间 特别重的锈迹可以漂洗钝化后进行锈铁转化浸泡 转化完成后原锈位略有突出表面呈深黑色 打磨后内部呈光亮金属色 可直接在转换面做防腐处理该技术适用于钢箱梁底部及底部平面拱肋处顶板、侧板及底板斜面拱肋涂刷该溶液后有流淌现象无法有效浸泡锈迹故不宜使用 该技术的优点是劳动强度小、易操作、无粉尘、造价较低缺点则是上顶板和肋柱斜面处锈迹不易被浸泡转化后表面呈深黑色 腐蚀区域表面处理要求除锈后结构体表面应达到涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的目视评定 第 部分:已涂覆过的钢材表面局部清除原有涂层后的处理等级(/.)规范要求的 级标准即除锈周围表面附着的油漆涂层应牢固且表面完好附着力测试达到相关要求 除锈后表面在不借助工具观察的情况下应无可见灰尘 无不牢固或已氧化的翘皮、生锈铁渣铁削、涂层和其它外来杂质(包括水溶性盐类和残留焊剂)金属基底要有金属光泽 锈蚀部位的表面处理后与未锈蚀部位的过渡应修成坡口坡面进行拉毛处理如图 所示锈蚀区域表面粗糙度:锈蚀部位的表面处理遵循公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件(/图 锈蚀区域和未锈蚀区域过渡坡口示意图)规范要求钢材表面打磨粗糙度应在 对于表面除锈过程中产生的粉尘、漆皮、残渣等应使用真空吸尘器或无油、无水的压缩空气及时清理表面防止除锈后表面污染 清洁后的表面灰尘清洁度必须高于涂覆涂料前钢材表面处理表面清洁度的评定试验 第 部分:涂覆涂料前钢材表面的灰尘评定(压敏粘带法)(/.)规定的 级 钢箱梁内部防腐涂装技术.钢箱梁防腐涂装常用材料和技术方法()环氧富锌底漆环氧富锌漆中掺有锌粉使用前必须彻底搅拌加入固化剂后再搅拌均匀方可进行喷涂或涂刷环氧富锌漆可与除醇酸等油性涂料外的大多数涂料配套使用()无机硅酸富锌底漆无机硅酸富锌底漆漆膜与金属表面附着力较强是目前桥梁采用最多的材料 建议使用大枪嘴喷枪喷涂避免产生龟裂()无机硅酸富锌底漆表面的封闭该材料多孔且易产生气泡、针眼等不利后果因此建议采用雾喷法施工技术()环氧厚浆型中间面漆该材料喷涂后表面比较粗糙施工中需增加稀释剂的用量确保固化后漆面美观()丙烯酸面漆丙烯酸面漆宜作为最外层面漆使用其它面漆涂装在该漆层表面易产生漆膜破裂()脂肪族聚氨酯面漆对脂肪族聚氨酯面漆进行充分搅拌后建议加入少量稀释剂用小枪嘴进行多道喷涂每道喷涂稍留有时间间隔.涂装配套体系为确保防护效果建议在原涂层体系中增加一 年 第 期 李 杰:桥梁钢箱梁内部除锈防腐技术研究道环氧富锌底漆(干膜厚度)涂层配套体系见表 表 局部重新涂装配套体系结构部位涂层涂装体系道数/干膜厚/钢箱梁主体内表面(相对湿度 )底漆环氧富锌底漆面漆环氧(厚浆)漆(浅色)总干膜厚度/.涂装作业条件及注意事项()涂装施工环境温度为 钢板温度高于露点温度以上空气相对湿度不大于()一般天气情况下表面处理完后 内必须完成防腐涂装 现场施工环境比较理想时可以适当延后但不宜超过 防腐涂装前必须进行一次除锈表面检查涂装表面如果再次出现锈迹则必须重新除锈()防腐涂层涂料在涂装前必须充分搅拌一般使用电动或气动搅拌工具 对于使用两种材料混合的涂料必须将两种材料先分别搅拌均匀然后再按两种材料的配制比例混合并搅拌均匀()除锈后需进行防腐 表面多为细长或面积较小、形状复杂的形块建议根据除锈后表面形状进行遮盖只露出需防腐的表面及边缘 优先使用压力较大的高压无气喷涂也可采用人工刷涂方式进行防腐但刷涂后表面易出现横竖纹理 喷涂困难的部位可改用人工刷涂法进行涂装防腐()涂刷应做到涂料厚度均匀一致严禁出现涂料流淌聚滴现象 先涂刷构件夹角等难以涂刷到的部位然后涂刷构件表面容易刷到的部位 大面积表面应先涂刷上方再涂刷下方先涂刷左侧再涂刷右侧 在涂刷第一遍底漆前应先对焊缝构件夹角等涂刷困难部位预先涂刷一遍确保这些特殊部位的漆膜厚度达到规范要求.涂装后检验()在底漆涂层、锌铝涂层、富锌涂层、面层等涂层逐层涂装完毕后应分别检验每层涂层干膜的厚度()检验漆膜的厚度可以使用杠杆千分测量法和磁性测厚仪法也可以使用钢梁专用的漆膜测厚仪进行测量()测量铝和锌的涂层厚度可以使用磁性测厚仪法测量()对钢梁表面或加劲肋等主要构件涂层进行抽验的比例不得低于 对次要构件涂层进行抽验的比例不得低于 每个构件至少检测 点板梁、箱形梁每 至少检测 处每处取 至少测 点()每层涂层厚度的平均值必须在规定设计厚度的 及以上涂膜厚度必须在规定厚度的 以上每个涂层测点的漆膜厚度不能超过规范要求平均值的 结语文章通过钢箱梁养护中三种除锈方法的试验分析结合相关规范和文献资料总结了钢箱梁锈蚀的原因以及钢箱梁除锈防腐的必要性 比较三种除锈方法的工艺和优缺点综合考虑除锈质量、施工工期、费用消耗、经济效益等因素建议选择机械除锈技术 同时文章详细介绍了除锈后的清理、表面处理的要求和标准并针对局部防腐涂装给出涂装配套体系及标准要求 由于跨海河大桥预防性养护研究尚处于起步阶段为了减少锈蚀对钢箱梁安全性的影响建议在快速锈蚀发生前或至少在锈蚀达到稳定前及时进行除锈和防腐涂装参考文献 徐懋刚.跨海斜拉桥钢箱梁锈蚀退化分析及预养护.城市道桥与防洪():.中华人民共和国交通运输部.公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件:/.北京:人民交通出版社股份有限公司.(.)(下转第 页)北方交通 年 第 期探.公路交通科技(应用技术版)():.王东升孙治国郭迅等.汶川地震桥梁震害经验及抗震研究若干新进展.公路交通科技():.中华人民共和国交通运输部.公路桥梁抗震设计规范:/.北京:人民交通出版社股份有限公司.王岩.山区高墩桥梁抗震概念设计探讨.公路交通科技(应用技术版)():.杨沪湘许航.高烈度地震山区桥梁抗震设计研究.公路():.贺玉娥.高墩桥梁抗震设计.黑龙江交通科技():.胡绘新郑凯锋杨平.山区公路桥梁桥墩抗震性能的弹塑性分析.公路交通科技(应用技术版)():.凌广.非规则高墩桥梁的抗震研究分析.市政技术():.(.)().:.(上接第 页).年 第 期 赵汗军:山区 箱梁桥墩柱抗震性能加固研究