客運(yùn)專線橋梁環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工工法

1、2009年度三級工法 客運(yùn)專線橋梁環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工工法客運(yùn)專線橋梁環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工工法1 前言橋梁、水工和海上建筑物由于地下水的惡劣腐蝕環(huán)境，經(jīng)常導(dǎo)致鋼筋銹蝕而造成結(jié)構(gòu)物被破壞。由于環(huán)氧樹脂涂層具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性和延展性，干縮小不與酸、堿等反應(yīng)，與金屬表面具有極佳的粘著性，并且能在鋼筋表面形成阻隔其與水分、氧、氯化物或侵蝕性介質(zhì)接觸的物理屏障，故常被用在鋼筋防腐保護(hù)層。涂層厚度一般在0.18mm0.30mm。為保證防腐效果，在保證環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的自身質(zhì)量同時(shí)，在運(yùn)輸、裝卸過程中，特別是加工過程中，更應(yīng)最大限度地保證不碰傷、刮傷鋼筋表面的環(huán)氧樹脂涂層。哈大鐵路客運(yùn)專線金州灣2號特大橋

2、承臺3米以下全部采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋。采用 “ 包裹、支墊” 方法施工了292個(gè)墩臺，8600噸環(huán)氧涂層鋼筋在運(yùn)輸、保存、加工等方面都取得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。為便于推廣，特形成本工法。2 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工的特點(diǎn)：2.1在對環(huán)氧樹脂涂層鋼筋保護(hù)措施中，各種墊圈、袋子、保護(hù)性塑料一次投入、多次使用。2.2采用特殊的吊運(yùn)、貯存與搬運(yùn)、加工、連接與定位、涂層修補(bǔ)及混凝土澆筑等工序，有利于保證環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的完整性，抗腐蝕性，同時(shí)延長了混凝土結(jié)構(gòu)的使用壽命。3適用范圍：本工法適用于地處腐蝕環(huán)境的環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工，包括環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的吊裝運(yùn)輸、貯存、加工、連接定位、涂層修補(bǔ)以及澆注混凝土施工

3、，次工法能更好的保護(hù)涂層鋼筋的完整性，從而達(dá)到延長混凝土結(jié)構(gòu)物壽命的目的。4 工藝原理： 針對環(huán)氧樹脂涂層鋼筋表面涂層易在施工過程中受到破損以及其修補(bǔ)、連接定位和混凝土施工的特殊性，在施工中必須使用柔性吊帶、緩沖墊片和軟性非金屬材料與環(huán)氧樹脂涂層鋼筋接觸，從而達(dá)到保護(hù)環(huán)氧樹脂涂層的目的。5工藝流程及操作要點(diǎn)： 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的涂層厚度一般在0.18mm0.30mm，在施工中比較容易受到碰、刮等損傷，所以環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的主要問題集中在能否保證鋼筋表面環(huán)氧涂層的完整性上。如果涂層不完整，有孔洞、破傷或膜層太薄等現(xiàn)象，在腐蝕環(huán)境下，結(jié)構(gòu)中的鋼筋依然會(huì)銹蝕。鑒于涂層鋼筋的特性，在具體應(yīng)用時(shí)除了滿足

4、普通鋼筋的技術(shù)要求外，在吊運(yùn)、貯存與搬運(yùn)、加工、連接與定位、涂層修補(bǔ)及混凝土澆筑等工序上需采取額外措施保護(hù)涂層不受損害以確保施工質(zhì)量。吊運(yùn)與搬運(yùn)貯存涂層鋼筋環(huán)氧樹脂涂層完整性合格修補(bǔ)環(huán)氧樹脂涂層環(huán)氧樹脂涂層鋼筋加工 連接與定位修補(bǔ)環(huán)氧樹脂涂層加工流程圖5.1 涂層鋼筋的吊運(yùn)與搬運(yùn)： 5.1.1由于環(huán)氧涂層膜具有一定的脆性，出廠時(shí)鋼筋用具有抗紫外線照射性能的黑塑料布進(jìn)行包裝成捆，直到使用前才能拆開。吊運(yùn)時(shí)采用載重達(dá)到使用要求的高強(qiáng)度尼龍吊帶為吊索，不準(zhǔn)用鋼絲繩吊裝涂層鋼筋，以避免吊索與鋼筋之間的相互擠壓、摩擦造成涂層破壞；長度較長的鋼筋采用多點(diǎn)吊裝，避免鋼筋的兩端或中間因過大垂直撓度而造成鋼筋之

5、間的摩擦與碰撞損壞涂層。5.1.2搬運(yùn)過程中嚴(yán)禁拖拉拋?zhàn)?，以水平方式搬運(yùn)；被運(yùn)輸?shù)匿摻罾κ鴳?yīng)該用木隔板分開，保持捆束之間分離。木隔板的作用是為了防止運(yùn)輸振動(dòng)及裝載時(shí)避免涂層遭到損壞。任何一個(gè)暴露于車箱外的鋼筋都應(yīng)用帆布包裹保護(hù)起來，以防路面受壓石屑蹦起破壞涂層。5.2 涂層鋼筋的貯存：5.2.1 在鋼筋加工場地應(yīng)分配出一個(gè)單獨(dú)的區(qū)域以存放環(huán)氧樹脂涂層鋼筋，此鋼筋存放區(qū)域應(yīng)避開人行交通的主干道。5.2.2 涂層鋼筋在施工現(xiàn)場的貯存期不宜超過3個(gè)月，在此期間要采用帆布或不透光的黑色塑料布包裹，最好搭棚避免直接日曬雨淋。5.2.3 堆放時(shí)，地面應(yīng)平整牢靠，鋼筋與地面之間，鋼筋與鋼筋之間應(yīng)用木隔板隔開

6、，堆放層數(shù)不超過5層。無涂層鋼筋與環(huán)氧涂層鋼筋應(yīng)分開堆放。環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的貯存5.3 涂層鋼筋的加工：5.3.1 在進(jìn)行涂層鋼筋彎曲切割的加工時(shí)，環(huán)境溫度宜不低于5。5.3.2 鋼筋彎曲機(jī)的心軸應(yīng)套以“耐拉特龍”專用軸套，平板表面應(yīng)鋪以布?xì)謮|層，避免涂層與金屬物的直接接觸擠壓；對直徑d20 mm鋼筋，涂層鋼筋的彎曲直徑不宜小于4d；對直徑d20 mm鋼筋，不宜小于6d且彎曲速率不宜大于8r/min。5.3.3 切斷涂層鋼筋應(yīng)采用鋼筋切斷機(jī)或砂輪機(jī)，禁止采用氣割方式，在直接接觸涂層鋼筋的部位，應(yīng)墊以緩沖材料，鋼筋切斷處及時(shí)采用涂層修補(bǔ)。同時(shí)，施工過程中更應(yīng)注意，人和機(jī)械，都不應(yīng)碰傷、劃傷、損壞

7、鋼筋表面的環(huán)氧涂層。 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的切割 尼龍?zhí)坠芡?環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的彎曲 尼龍?zhí)坠芡?.4 涂層鋼筋的連接與定位：5.4.1 涂層鋼筋的連接可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，采用綁扎連接、焊接連接和機(jī)械連接。工程中主要采用綁扎連接，只有在不可避免時(shí)采用焊接連接。5.4.2為了涂層鋼筋的綁扎連接的牢固和不損壞連接，應(yīng)采用專用的包膠鋁絲（由涂層鋼筋生產(chǎn)廠家提供）。對于十字叉鋼筋，應(yīng)用“”型綁扣。5.4.3涂層鋼筋的綁扎搭接長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求，當(dāng)無特殊要求時(shí)，對受拉鋼筋，不得小于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的相同等級和規(guī)格的無涂層鋼筋錨固長度的1.5倍，且不小于375 mm；對受壓鋼筋，不得小于有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的

8、相同等級和規(guī)格的無涂層鋼筋錨固長度的1.0倍，且不小于250 mm。5.4.4 涂層鋼筋焊接連接應(yīng)先用焊接的鋼筋部位的涂層剔除干凈；焊接后，應(yīng)將焊接部位的焊渣、附近有影響的涂層剔除干凈，并根據(jù)專用修補(bǔ)材料的使用要求，將焊接部位及其影響區(qū)域的涂層修補(bǔ)好。5.4.5 涂層鋼筋的機(jī)械連接,宜采用已經(jīng)過涂裝的專用套筒、螺母進(jìn)行，并根據(jù)專用修補(bǔ)材料的使用要求，將接口處受損涂層修補(bǔ)好；當(dāng)采用未經(jīng)過涂裝的套筒、螺母進(jìn)行涂層鋼筋的機(jī)械連接時(shí)，尚應(yīng)在連接后根據(jù)專業(yè)修補(bǔ)材料的使用要求，將套筒、螺母等連接件涂刷涂層。5.4.6 涂層鋼筋允許與非涂層鋼筋聯(lián)合使用，但要注意防止兩者間形成電連接，因?yàn)槿f一兩者電氣連通，就

9、有形成電腐蝕的可能，對鋼筋造成腐蝕影響。另外，涂層鋼筋和非涂層鋼筋的架立筋必須采用涂層鋼筋來固定。5.4.7 涂層鋼筋安裝就位后，施工人員不宜直接在其上行走，并應(yīng)避免將施工工具跌落砸壞涂層。5.5 環(huán)氧樹脂涂層的修補(bǔ)：在環(huán)氧涂層的任一點(diǎn)上，當(dāng)涂層脫開、剝離或損傷到下列程度時(shí)，不得修補(bǔ)和使用：5.5.1 一點(diǎn)上的面積大于25 mm2，或長度大于50mm，其中不包括鋼筋剪切端頭的修補(bǔ)面積。5.5.2 1 m長度內(nèi)有3個(gè)點(diǎn)以上，即使每個(gè)點(diǎn)的面積小于25 mm2，或長度小于50 mm。5.5.3 環(huán)氧涂層鋼筋切下并彎曲的一段上，涂層有6個(gè)以上的損傷。5.6 環(huán)氧涂層鋼筋在搬運(yùn)、加工、焊接、安裝過程中造

10、成的涂層損傷應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行修補(bǔ)：5.6.1加工過程中受到剪切、鋸割或工具切斷時(shí)的切斷頭，與焊接燒傷及熱影響區(qū)，均應(yīng)在切斷或損傷后2h內(nèi)及時(shí)修補(bǔ)。5.6.2 修補(bǔ)應(yīng)采用環(huán)氧涂層鋼筋生產(chǎn)廠家提供的材料。5.6.3 修補(bǔ)前,應(yīng)除盡不粘著的涂層和修補(bǔ)處的銹跡。5.6.4 當(dāng)修補(bǔ)時(shí)的環(huán)境相對濕度大于85%時(shí)，應(yīng)以電熱吹風(fēng)器適當(dāng)加熱除濕。5.6.5 修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)使涂抹修補(bǔ)材料與已有牢固涂層搭接的范圍適當(dāng)，不宜使已有的牢固涂層過量增厚。5.6.6 修補(bǔ)涂層厚度不得少于180m。5.6.7 混凝土澆筑前一天，應(yīng)進(jìn)行細(xì)致的檢查以保證所有涂層破壞均已經(jīng)得到良好修復(fù)。5.6.8 環(huán)氧涂層鋼筋的主要問題集中在能否保證

11、鋼筋表面環(huán)氧涂層的完整性上。如果涂層不完整，有孔洞、破傷或膜層太薄等“缺欠”，在腐蝕環(huán)境下，結(jié)構(gòu)中的鋼筋依然會(huì)銹蝕。特別要注意的是，涂層不完整的“缺欠”處，局部銹蝕發(fā)展常比無涂層鋼筋還要快。因此，一定要最大限度地保護(hù)環(huán)氧涂層,減少修補(bǔ)量。6材料要求：6.1吊裝所用高強(qiáng)度尼龍吊帶載重量必須滿足要求，有破損的吊帶禁止使用。6.2 包裹環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的黑塑料布必須完整且具備防紫外線性能。6.3 木隔板可采用干燥的方木，長度及厚度要保證涂層鋼筋不接觸地面為標(biāo)準(zhǔn)。6.4環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的制作加工需在加工機(jī)具上使用專用套軸，套軸需使用“耐拉特龍”專用軸套或尼龍?zhí)坠芡?，具體直徑、型號尺寸視鋼筋設(shè)計(jì)加工要求

12、而定。6.5 綁扎鋼筋的扎絲要使用包膠鋁絲，一般由廠家提供。6.6 補(bǔ)涂環(huán)氧樹脂涂層的涂料必須使用廠商推薦或符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)氧樹脂修補(bǔ)涂料，依照涂料應(yīng)用及混合指示說明使用。7機(jī)具設(shè)備：環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的加工機(jī)具設(shè)備和普通鋼筋基本相同，但在直接與涂層鋼筋接觸的金屬位置應(yīng)加設(shè)墊層或緩沖裝置：7.1 鋼筋切斷機(jī)：型號gq40，切斷直徑：6-40mm，應(yīng)使用尼龍?zhí)坠芡不蛞r墊；鋼筋彎曲機(jī)型號gw40，彎曲直徑：6-40mm，應(yīng)使用“耐拉特龍”專用軸套，并在平板表面鋪設(shè)布?xì)謮|層。插入式振動(dòng)棒，應(yīng)用塑料或橡膠包裹住振動(dòng)器。7.2 木隔板、帆布或高強(qiáng)度尼龍吊帶、防紫外線的黑色塑料布、包膠鋁絲。8勞動(dòng)組織

13、：8.1 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工可分為個(gè)6工種，分別為鋼筋運(yùn)輸工、鋼筋切割工、鋼筋彎曲工、鋼筋綁扎工、鋼筋焊接工、環(huán)氧樹脂涂層修補(bǔ)工。8.2 環(huán)氧樹脂涂層鋼筋需進(jìn)行流水作業(yè)，即運(yùn)輸工、切割工、彎曲工、綁扎工、焊接工和涂層修補(bǔ)工、必須嚴(yán)格按照各自工種進(jìn)行作業(yè)，禁止交叉作業(yè)。8.3 勞動(dòng)組織應(yīng)該充分考慮各工序的銜接問題，形成流水作業(yè)并嚴(yán)格控制環(huán)氧樹脂涂層完整性。整體工作按下面說明進(jìn)行控制：8.3.1鋼筋運(yùn)輸工負(fù)責(zé)鋼筋來料的運(yùn)輸?shù)跹b工作，并做好鋼筋貯存和日常防護(hù)管理工作。8.3.2環(huán)氧樹脂涂層鋼筋加工前應(yīng)該由涂層修補(bǔ)工對環(huán)氧樹脂涂層的完整性進(jìn)行檢查，不合格涂層鋼筋應(yīng)該及時(shí)按照規(guī)范要求進(jìn)行修補(bǔ)，待修補(bǔ)合

14、格后交由鋼筋切割工進(jìn)行加工。8.3.3切割合格的鋼筋在經(jīng)過兩端切斷面涂層修補(bǔ)后交給鋼筋彎曲工進(jìn)行加工，彎曲工要按規(guī)范設(shè)計(jì)要求和涂層鋼筋施工技術(shù)交底進(jìn)行鋼筋制作。8.3.4運(yùn)輸工將合格的制作好的鋼筋運(yùn)送至施工現(xiàn)場并由綁扎工和焊接工進(jìn)行鋼筋成品作業(yè)。8.3.5鋼筋綁扎、焊接完畢后，由涂層修補(bǔ)工再次對整體鋼筋進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)有破損的要及時(shí)修補(bǔ)，待環(huán)氧樹脂涂層干后方可進(jìn)行混凝土施工。9質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：9.1 在整個(gè)施工過程中應(yīng)隨時(shí)檢驗(yàn)涂層質(zhì)量，嚴(yán)格控制環(huán)氧涂層鋼筋出現(xiàn)過多的破損缺陷，每米涂層鋼筋上小于25 mm2的涂層缺陷，其總面積不得超過鋼筋表面積的0.1% 。9.2 涂層鋼筋進(jìn)行剪切、冷彎時(shí)，所有接觸涂層

15、鋼筋的機(jī)具接觸面應(yīng)有尼龍?zhí)坠芡不蛞r墊，防止損傷涂層。9.3 架立環(huán)氧涂層鋼筋時(shí)，不得采用無涂層鋼筋。綁扎環(huán)氧涂層鋼筋必須采用包膠鋁絲或其他柔軟材料進(jìn)行綁扎。同一構(gòu)件中，環(huán)氧涂層鋼筋與無涂層鋼筋不得有電連接(防雷接地鋼筋應(yīng)另外布置)。9.4 環(huán)氧涂層鋼筋架立安裝之后，不宜在其上行走，應(yīng)防止工具或重物跌落其上，并應(yīng)規(guī)定可移動(dòng)設(shè)備的位置，以免損傷環(huán)氧涂層鋼筋。9.5 澆筑混凝土前，應(yīng)檢查環(huán)氧涂層鋼筋的涂層，尤其是剪切端頭處，如有損傷應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)，待修補(bǔ)材料固化后，方可澆筑混凝土。9.6 澆筑混凝土?xí)r，當(dāng)采用插入式振動(dòng)棒振動(dòng)時(shí)，應(yīng)使用塑料或橡膠包裹振動(dòng)器， 并盡量避免振搗棒與鋼筋的直接碰撞，防止振搗混凝

16、土過程中損傷環(huán)氧涂層。10安全環(huán)保措施：10.1 施工人員進(jìn)入施工現(xiàn)場，必須戴安全帽、穿防滑鞋，提高安全防范意識。10.2 所有鋼筋加工的特殊工種必須持證上崗，并應(yīng)挑選有責(zé)任心的工人參加環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工，所有施工人員在上崗前必須進(jìn)行環(huán)氧樹脂涂層鋼筋施工培訓(xùn)，并下發(fā)技術(shù)交底指導(dǎo)施工。10.3 鋼筋加工機(jī)械的電氣設(shè)備，應(yīng)有良好的絕緣并接地，每臺機(jī)械必須一機(jī)一閘，并設(shè)漏電保護(hù)開關(guān)。機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)的外露部分必須設(shè)有安全防護(hù)罩，在停機(jī)工作時(shí)應(yīng)切斷電源。10.4 鋼筋冷拉時(shí)，冷拉場地兩端不準(zhǔn)站人，不得在正在冷拉的鋼筋上行走，操作人員進(jìn)入安全位置后，方可進(jìn)行冷拉。10.5 使用鋼筋彎曲機(jī)時(shí)，操作人員應(yīng)站在鋼筋

17、活動(dòng)端的反方向，彎曲400mm的短鋼筋時(shí)，要有防止鋼筋彈出的措施。10.6 粗鋼筋切斷時(shí)，沖切力大，應(yīng)在切斷機(jī)口兩側(cè)機(jī)座上安裝兩個(gè)角鋼擋桿，防止鋼筋擺動(dòng)。10.7 施工現(xiàn)場的照明電線及混凝土振動(dòng)器線路不準(zhǔn)直接掛在鋼筋上，如確實(shí)需要應(yīng)在鋼筋上搭設(shè)橫單木，把電線掛在橫單木上，如采用行燈時(shí)，電壓不得超過36v。10.8 環(huán)氧樹脂涂料在補(bǔ)涂鋼筋后，應(yīng)將受污染的區(qū)域清理好，并將剩余環(huán)氧樹脂涂料存放陰涼干燥處。10.9 鋼筋加工剩余鋼筋角料應(yīng)集中堆放，并放置標(biāo)識牌。11效益 分析 對比：從施工方法分析對成本的影響：從總體上看，環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的施工并不是很復(fù)雜，但由于環(huán)氧樹脂鋼筋表面的樹脂涂層很容易破損，

18、因此，為避免吊索與鋼筋間因擠壓、摩擦造成涂層的損壞，需要采用高強(qiáng)度的尼龍繩或麻繩為吊索；涂層鋼筋在儲存時(shí)為避免紫外線照射引起涂層的褪色和老化需要在其上部覆蓋黑色的塑料布。因此在運(yùn)輸、保管過程中，不可避免的要增加一部分人工費(fèi)和材料費(fèi)。涂層鋼筋在加工過程中，為了保護(hù)涂層，需要采用彎制專用套管，以及在操做平臺表面加鋪布?xì)謮|層；涂層鋼筋在連接過程中，也需要較普通鋼筋稍微復(fù)雜的施工工藝；在施工過程中，鋼筋涂層有損壞的部位，還需要采用專門的修補(bǔ)液進(jìn)行修補(bǔ)，這些方面都需要增加一些施工成本?？傊?，在整個(gè)施工過程中，由于環(huán)氧樹脂涂層鋼筋的采用，需要增加的施工成本約使整個(gè)施工成本提高10%左右 。綜上所述，采用環(huán)氧樹脂涂層鋼筋增加的施工費(fèi)、人工費(fèi)約占工程總造價(jià)的15%左右，一次性投入是很大，但根據(jù)國外的經(jīng)驗(yàn)，環(huán)氧涂層呈絕對惰性將直接延長建筑物的使用壽命達(dá)50年以上，并且避免長期維護(hù)、保養(yǎng)而發(fā)生的昂貴成本，因此從成本效益分析看，還是具有十分良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的，尤其是處于