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1、抛丸工艺在钢箱梁桥面铺装中的应用（文摘）自BLASTRAC进入中国以来，抛丸设备几乎覆盖了所有钢箱量桥梁的防腐涂装的表面处理，参与建设的桥梁有：长江二桥、江阴大桥、润阳大桥、军山大桥、白沙洲大桥、上海卢浦大桥、东海大桥、安庆长江大桥、 黄浦大桥、海沧大桥并应用在以上桥梁的养护维修作业中。钢箱梁的防腐和防水涂装质量是保证桥梁使用寿命的关键因素。其中桥面的防腐和防水处理更是其关 键，他的质量不仅仅决定了桥梁的使用寿命，而且确定了将来路面铺装的寿命。对钢箱梁桥面，常见 的防腐体系有：改性沥青卷材、树脂防水层和热喷锌、喷涂富锌底漆等结合的防腐和防水工艺。其对 钢桥面清洁度的要求为SA2.5或SA3，并
2、达到铺装材料的粗糙度要求（一般为40120质）。钢桥面无尘喷砂除锈设备及施工工艺都昌林1,易春龙2摘要研究了钢桥面防腐蚀涂装前的喷砂除锈设备与工艺问题，针对钢桥面大面积防腐蚀涂 装施工要求工期短、质量高和无尘生产的特点，对比了二类喷砂除锈设备，提出了采用高效无尘喷砂 除锈设备的建议，并介绍了该设备的工作原理和在钢桥面施工实例中的工艺。关键词钢桥面；无尘；喷砂；除锈0引言近年来，我国加大了对交通建设的投资，桥梁建设技术也在突飞猛进，新修建的大跨径钢桥大多 是采用正交异形钢桥面板的钢箱梁桥，如厦门海沧大桥、江阴长江大桥、南京长江二桥、武汉军山长 江大桥、舟山桃天门大桥等。为了保护桥面板，提高钢桥梁
3、的使用寿命和行车舒适性，减少振动和噪 音，桥面板必须进行防腐蚀处理并铺装高性能沥青混凝土层。由于沥青混凝土铺装层存在大量孔隙，空气中的氧气和路面积水会穿过这些孔隙到达桥面板，与 桥面钢铁直接接触，从而引起桥面钢铁的腐蚀。腐蚀结果是腐蚀产物体积膨胀，使桥面板与沥青混凝 土铺装层相分离；再加上路面汽车重载的碾压，急刹车、车辆启动等造成桥面不均匀受力，使得桥面 沥青混凝土层产生局部变形、开裂、脱落、破损等路面损坏。因此对桥面板进行有效的腐蚀保护，才 能同时保证路面沥青混凝土层的经久耐用。目前，各国钢桥桥面铺装完全成功的实例不多，主要是因为桥面板和铺装层受力十分复杂，可能 导致桥面铺装层破坏的因素很多
4、。桥面铺装仍是世界性的难题。各国桥梁专家多注重对桥面铺装层的 性能和破坏机理进行研究，而常常忽略了桥面防腐层前处理喷砂除锈施工质量对桥面铺装体系的影响 因素。桥面防腐涂层体系现在世界上有两大类：一类是富锌漆的油漆涂装体系，另一类是电弧喷涂锌 或锌铝合金的金属涂层体系。这两大体系在我国和国外的许多钢桥面上都有应用实例，文中姑且不对 其进行评论。无论采用何种涂层体系，涂装前钢材表面预处理的优劣程度都会影响涂装工程质量（涂 层与钢基体的结合强度）及涂层的使用寿命，从而影响整个桥面铺装层的施工质量和使用寿命。1钢桥面喷砂除锈设备的选择国内外目前对钢桥面喷砂除锈的设备主要有二大类：一类是气动压力式喷砂设
5、备；另一类是机械离心 式抛砂/丸设备。二类设备的比较如表1所示。* I桥面适用的二斐喷砂除锈设普的比较比较项目气劫压力式啧砂机机械离心式抛丸机动力方式气劫压力喷射机械离心力勤射喷砂质吊斓级施工效率5 t!?/h如 nrfh撤作人数2人怡1人馅择作方式手工自动收砂方式A r收砂环境荷妣粉尘污染无尘根据桥面沥青混凝土铺装的技术和质量要求，一般安排在气温较高的夏季施工，工期很短，通常需要 在2030天内完成23万m2的桥面防腐施工任务。考虑到晚上和清晨钢板冷却，桥面容易凝结露 水，因此喷砂除锈的工作宜安排在早8时到晚6时的这10h进，行，平均每小时需要喷砂除锈的表面 积达100m2。要完成如此繁重的
6、喷砂除锈任务，对2种喷砂方式进行了比较，如表2。费2二类设备每小时嵬工桥面的比较比校项目动压力式嗅砂机机眼周心式抛丸机Mfr2台廉昨人员总致切人2 A配设备25/空压机,4白除坐器2台甫牝功68a W kW/hkW/hSI作辅助工作装砂.收砂，拽配件版助匚作时间0.5 hOJh从表1和表2可知，机械离心式抛砂/丸机具有喷砂效率高、操作方便、节省劳动力和能源、环保无 尘施工等优点，适合对桥面这样的大平面施工，只要对设备维护及时，严格按照工艺技术要求进行施 工，精心控制施工质量，完全可以满足钢桥面大面积防腐蚀涂装施工工期短、质量高和无尘生产的要 求。2 无尘自动抛丸机的工作原理抛丸表面清理法是一种
7、先进的表面清理方法，在铸造行业和涂装行业使用较多，国外常见的连续抛丸 清理机主要有履带式、摇摆滚筒式、特种履带式、网带式、根道式、台阶形振动槽式等几种。它完全 摒弃了压缩空气作动力的做法，从而使表面清理工作更高效、更安全、更低耗。但这些设备均是采取 工件运动抛头固定的作业方式，体积庞大，并不适合在桥面防腐施工中使用。ffi 1I 41 Ji?.J*|!IW无尘自动抛丸机是具有独特设计的高效抛丸/砂除锈设备，机器本体小巧灵活，可连续在工件上边行 走除锈，全自动、效率高，适用于处理大平面的工件，如钢桥面、舰船甲板、地坪等。其工作原理如 图1所示，利用高速旋转的抛头将钢砂或钢丸高速地抛向工件表面，借
8、助于砂丸的冲击作用将其表面 的氧化层和锈蚀产物打掉。抛丸机像车一样在工件上自动行走，就可得到连续均匀的喷砂面。磨料循环路径（如图1）：料斗存储磨料一进入磨料控制阀一进人分丸轮一抛头高速抛射一工件表面被 清理一磨料反弹到回砂室一磨料被抽吸回料斗，这样就实现了磨料的自动回收循环再利用。粉尘运动路径（如图1）：工件表面产生的粉尘（破碎的氧化层和锈蚀产物以及部分磨料的破碎产物）一 随磨料一起被抽吸回料斗一经尘砂分离器分离出粉尘一经吸尘管进入除尘器一过滤掉粉尘后的干净 空气被排放到大气中。无尘自动抛丸机的工作特点：（1）整个系统由抛丸回砂部分、行走部分、除尘器、控制器等几个简单 机构组成；（2）PLC控
9、制，参数可调，通过调整行走速度和进砂量，可达到理想的清理效果；（3）操作 灵活，可前进、后退和转弯，连续工作，大平面的任何部分均可获得均匀一致的除锈质量；（4）磨料 和粉尘自动回收处理，不漏砂、不污染环境；（5）施工效率高，一次抛丸清理有效宽度达500mm 3钢桥面喷砂除锈质量要求及施工工艺3.1钢桥面喷砂除锈质量要求2003年8月笔者使用2台无尘自动抛丸机对舟山大陆连岛工程桃天门大桥的钢桥面进行了防腐涂装 前的喷砂除锈处理。咳桥是连接富翅岛和册子岛的双塔斜拉桥，地处海洋大气腐蚀不境，对钢结构的 防腐要求特别高，钢箱梁外表面采用电弧喷铝处复合防腐涂层，桥面采用环氧富锌防腐涂层。桥面防 腐层的施
10、工工期仅为15天，喷砂除锈表面处理的质量要求如表3所示。表J胡天j大桥钥桥如身砂除藩质要求航姬指楠械方法顷思说明除箱供何卜时而斓级日却群板任何毗麻更款能I 5加雨更3熙片域清兄器朴要束每单位北！t区ink*#(?全部满足要求*融横向/分，g K；J!L 聊侨憧产审 ffi呷分州址燮嚣?肾枕独部斗、 IQQf仰3.2钢桥面涂装前表面处理施工工艺3.2.1表面预处理(1) 检查焊接成型后钓钢桥面表面外观，应确保桥面无焊瘤、飞溅物和毛刺等，若与之不符，则应通 过机械打磨予以清除。(2) 喷砂前钢材表面沾污的油脂必须清除干净(推荐用清洗剂进行清洗)。(3) 抛丸/喷砂过程中和施工后，钢材表面必须避免油
11、脂重新沾污。3.2.2抛砂/丸除锈(1) 环境条件：环境温度应高于大气露点3C；相对湿度应小于或等于85%，遇下雨、结露等气候时， 严禁进行桥面抛砂/丸除锈作业。(2) 磨料：抛丸所用磨料应采用符合国家标准要求的铸钢丸和铸钢砂，粒度宜为0.71.0mm，磨料必 须保持干燥、清洁，不得使用被油脂等污染了的磨料。(3) 钢砂/丸配比。考虑到施工效率和除锈质量的要求，抛丸时所用的磨料应在现场用钢丸和钢砂掺混 使用，磨料型号-与配比建议为：S330型钢丸与G25型钢砂的掺混比为7： 3。(4) 抛丸机行走速度要调节适当，最好走1至2遍就达到粗糙度和清洁度要求。(5) 抛丸处理后的表面应注意保护，避免二
12、次污染。油漆涂装前应对检验合格的除锈表面进行吹灰。(6) 喷砂除锈后应尽快施涂环氧富锌涂料，一般不应超过4h。可将桥面分块进行表面处理，经自检和 监理检验合格后，尽决进行油漆涂装。4应用结果及评价(1) 在桃天门大桥桥面防腐涂装工程实例中，应用无尘自动抛丸机实现了大面积钢桥面的快速高效、 无尘环保施工，抛丸除锈质量一次性达到GB8923规定的清洁度Sa3级，粗糙度达到Rz40 - 80m 的要求。(2) 在桃天门桥面施工现场用英国产HATX1003型拉拔仪测得环氧富锌漆与抛丸除锈后桥面板基体的 结合强度大于12MPa，超过5.5MPa的设计值。(3) 结合无尘自动抛丸机的工作原理和钢桥面施工实例中的成功应用，认为该设备可在钢桥面等大平 面的表面处理作业中推广使用，相对于气动压力式机可提高生产工效、减少操作人员数量、节约能源 及实现环保生产。
