謝迎前 陳明貴
隨著天津市濱海新區(qū)的快速發(fā)展,橋梁建設突飛猛進,在跨越河流、城市道路、高速公路、鐵路等重要節(jié)點時,往往采用預制吊裝結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)此時具有較大的優(yōu)越性:1)跨越能力大、吊裝重量輕;2)便于工廠化、機械化生產(chǎn),節(jié)省工期。鋼梁的銹蝕是影響其耐久性的重要因素。結(jié)合天津市濱海環(huán)境特點,對鋼梁防腐設計及涂層選擇提出可行的設計方案。
按照《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》大氣對鋼箱梁的侵蝕,大致可分為6個種類。具體見表1。
表1 大氣對鋼箱梁的侵蝕分類表
鋼材表面的四個銹蝕等級分別以A,B,C,D表示,具體如下:
A:只覆蓋氧化皮而幾乎沒有鐵銹的鋼材表面;B:已發(fā)生侵蝕,并且部分氧化皮已經(jīng)剝落的鋼材表面;C:氧化皮已因銹蝕而剝落,或可以刮出,并且有少量點蝕的鋼材表面;D:氧化皮已因銹蝕而全面剝落,并且已普遍生點蝕的鋼材表面。
鋼材表面的除銹等級是以英語字母再加阿拉伯數(shù)字表示,英語字母表示除銹方法,阿拉伯數(shù)字表示除銹等級。1)St:表示手工和動力工具除銹,其除銹等級有兩個:St2和St3,文字表述為:St2:表示徹底的手工和動力工具除銹,鋼材表面應無可見的油脂和污垢,并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和舊油漆涂層等附著物。St3:表示非常徹底的手工和動力工具除銹,鋼材表面應無可見的油脂和污垢,除銹應比St2更徹底,底材顯露部分的表面應顯出金屬光澤。2)Sa:表示噴砂或拋丸除銹,其除銹等級有四個:Sa1,Sa2,Sa2.5,Sa3,文字表述為:Sa1:表示輕度的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢,并且沒有附著不牢的氧化皮、鐵銹和舊油漆涂層等附著物。Sa2:表示徹底的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢,氧化皮、鐵銹和舊涂層附著物已基本清除。Sa2.5:表示徹底的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢,氧化皮、鐵銹和舊涂層附著物,任何殘留的痕跡應僅是點狀和條狀的輕微色斑。Sa3:表示使鋼材表面潔凈的噴砂或拋丸除銹法。鋼材表面應無可見的油污和污垢,氧化皮、鐵銹和舊涂層附著物,該鋼材表面顯示均勻的金屬光澤。
在橋梁鋼結(jié)構(gòu)除了特殊部位采用手工和動力工具除銹外,其余均采用噴砂或拋丸除銹。根據(jù)地區(qū)環(huán)境不同,不同環(huán)境采用不同的除銹等級,具體見表2。
表2 不同環(huán)境下采用的不同除銹等級
在天津濱海環(huán)境地區(qū),除了特殊環(huán)境外,一般采用噴砂或拋丸除銹,除銹等級為Sa2.5。
表3 普通型涂裝設計方案
表4 長效型涂裝設計方案
鋼結(jié)構(gòu)橋梁涂裝應考慮保護年限、腐蝕環(huán)境和涂裝部位,采取不同的涂裝設計。保護年限可分為兩類:普通型(10年~15年)和長效型(15年~25年),腐蝕環(huán)境參見上述論述,涂裝部位分為外表面、內(nèi)表面。
鋼箱梁的外表面直接與大氣接觸,其涂裝設計的好壞直接關系著橋梁耐久性。下面從普通型和長效型提出以下幾個設計方案:
1)普通型涂裝設計方案見表3。
2)長效型涂裝設計方案見表4。
內(nèi)表面的涂裝設計可分為非封閉環(huán)境和封閉環(huán)境。
1)非封閉環(huán)境下涂裝設計方案見表5。
表5 非封閉環(huán)境下內(nèi)表面涂裝設計方案
2)封閉環(huán)境下涂裝設計方案見表6。
表6 封閉環(huán)境下內(nèi)表面涂裝設計方案
在鋼箱梁的設計中,結(jié)合侵蝕環(huán)境和保護年限,采取不同涂料和干膜厚度,能夠更經(jīng)濟地延長鋼橋梁使用壽命。結(jié)合天津濱海新區(qū)環(huán)境提出以下結(jié)論:
1)天津濱海新區(qū)所處的侵蝕環(huán)境為C3~C4,靠近海邊鹽場周圍侵蝕環(huán)境稍微嚴重將達到C5-I。因此鋼梁外表面涂層干膜厚度不得小于260 μm,內(nèi)表面涂層不得小于250 μm。
2)結(jié)合實際情況,將來重新涂刷的需要,內(nèi)表面盡可能做成非封閉環(huán)境,并預留檢修人孔,便于二次涂刷時,工人和器具的進入。
3)經(jīng)濟方面氟碳漆比聚氨酯面漆稍高,但是氟碳漆絕緣性能比較好,在跨越電氣化鐵路時,面漆盡量采用氟碳漆。
[1]ISO 12944,鋼結(jié)構(gòu)保護涂層[S].
[2]GB 8923,涂裝鋼材表面銹蝕等級和除銹等級[S].
[3]HG/T 3656,鋼結(jié)構(gòu)橋梁漆[S].
[4]JT/T 722-2008,公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件[S].
[5]TB/T 1527,鐵路鋼橋保護涂裝[S].
[6]JTJ 041-2000,公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范[S].