膠州灣跨海大橋海洋環(huán)境下環(huán)氧涂層鋼筋的施工應(yīng)用

宋玉剛

摘要：本文結(jié)合新建青連鐵路跨膠州灣特大橋跨膠州灣部分海洋環(huán)境下環(huán)氧涂層耐蝕鋼筋施工的工程實(shí)際，介紹了環(huán)氧涂層鋼筋的特性及施工應(yīng)用情況，闡明了從運(yùn)輸、存放、吊裝、安裝等幾個(gè)重點(diǎn)環(huán)節(jié)控制措施，以供類似結(jié)構(gòu)工程的施工參考。

Abstract： Combined with the engineering practice of the construction of the epoxy-coated reinforcement corrosion resistant steel under the marine environment in Jiaozhouwan section of the super maior Bridge across Jiaozhouwan of Qinglian Railway， this paper introduces the characteristics and application of epoxy-coated reinforcement steel and expounds the control measures of transportation， storage， hoisting and installation to provide reference for similar construction projects.

關(guān)鍵詞：環(huán)氧涂層鋼筋；海洋環(huán)境；施工控制

Key words：epoxy-coated reinforcement steel；marine environment；construction control

中圖分類號：TU392.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）12-0113-02

0 引言

新建青島至連云港鐵路位于膠東半島南部，國家Ⅰ級建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，雙線電氣化，設(shè)計(jì)時(shí)速為每小時(shí)200公里，客貨并重，兼顧疏港、城際鐵路運(yùn)輸功能。青連鐵路跨膠州灣特大橋主要為跨越雙埠立交互通、城市道路、管線及膠州灣而設(shè)，橋梁跨膠州灣段落起止里程為DK9+663.34-改DK11+664.14，起點(diǎn)處位于膠州灣東岸灘涂內(nèi)，距離既有堤壩38m，終點(diǎn)處位于膠州灣西岸灘涂內(nèi)，距離岸堤15m。跨膠州灣部分上部結(jié)構(gòu)為40孔50m簡支箱梁，采用節(jié)段拼裝濕接法施工。跨膠州灣部分位于海洋環(huán)境下的承臺、墩柱為抵抗氯鹽侵蝕，結(jié)構(gòu)鋼筋選用環(huán)氧涂層鋼筋作為耐蝕鋼筋。

環(huán)氧涂層鋼筋是一種高科技產(chǎn)品，從上世紀(jì)八十年代開始美國就開始了對這種鋼筋材料的研究。目前它在歐美地區(qū)得到了廣泛應(yīng)用。當(dāng)前橋梁工程領(lǐng)域所用的環(huán)氧涂層鋼筋有三分之二產(chǎn)自美國。我國對環(huán)氧涂層鋼筋的研究起步相對較晚，技術(shù)水平也相對落后，但是也能滿足實(shí)用性要求。鋼筋混凝土是工程領(lǐng)域不可或缺的建筑材料，但鋼筋的腐蝕，特別是當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)處于海洋氯鹽環(huán)境下時(shí)，其腐蝕破壞通常較為嚴(yán)重。在防止鋼筋腐蝕的各種措施中，采用涂層鋼筋是有效的方法之一。

1 環(huán)氧涂層鋼筋概述

1.1 環(huán)氧涂層鋼筋特性

環(huán)氧涂層鋼筋是對普通變形鋼筋進(jìn)行除銹、清洗、打毛、加熱后，用環(huán)氧樹脂以電離子噴射的方式噴涂在鋼筋表面，涂料固化、冷卻后再對鋼筋進(jìn)行微孔處理制造出來的一種鋼筋材料。化學(xué)穩(wěn)定性良好的環(huán)氧涂層鋼筋，其表面涂層必然是連續(xù)完整的，能夠在鋼筋表面形成一種隔絕水、氧等侵蝕性介質(zhì)的的物理保護(hù)層，能夠提高結(jié)構(gòu)物抵御外界侵蝕的能力，延長其使用壽命。相對于其它涂層類型的鋼筋來說，環(huán)氧涂層鋼筋的制造成本較低，制造工藝更加簡單，在耐磨性、防腐性、環(huán)保性方面表現(xiàn)更好；而相對于普通鋼筋來說，除了防腐、耐磨以外，環(huán)氧涂層鋼筋的混凝土保護(hù)層更薄，在工程應(yīng)用方面具有無可比擬的優(yōu)勢。

1.2 環(huán)氧涂層鋼筋使用特點(diǎn)

環(huán)氧涂層鋼筋設(shè)計(jì)使用時(shí)與混凝土的粘結(jié)強(qiáng)度為無涂層鋼筋的80%；錨固長度為無涂層鋼筋的1.25倍；綁扎搭接長度受拉鋼筋為無涂層鋼筋的1.5倍；受壓鋼筋為1.0倍，且不應(yīng)小于250mm；承載力、裂縫寬度和剛度的計(jì)算方法與無涂層鋼筋構(gòu)件相同，但裂縫寬度計(jì)算值應(yīng)為無涂層鋼筋的1.2倍，剛度計(jì)算應(yīng)為無涂層鋼筋的0.9倍。

2 環(huán)氧涂層鋼筋的施工應(yīng)用

2.1 環(huán)氧涂層鋼筋的驗(yàn)收及吊裝

跨膠州灣特大橋海上承臺、墩身耐蝕鋼筋在鋼筋加工場內(nèi)集中加工。環(huán)氧涂層鋼筋存放時(shí)，單獨(dú)劃分存放區(qū)域與普通鋼筋隔離。鋼筋到達(dá)現(xiàn)場后檢查每捆鋼筋的合格標(biāo)記，采用高強(qiáng)度尼龍帶進(jìn)行吊裝，不得使用鋼絲繩吊裝涂層鋼筋，在吊裝過程中小心謹(jǐn)慎操作，同時(shí)盡量減少吊裝次數(shù)，鋼筋長度大于6m時(shí)采用多點(diǎn)吊裝，接觸環(huán)氧涂層鋼筋的區(qū)域設(shè)置軟質(zhì)塑料墊片，嚴(yán)禁在地上或其它鋼筋上拖拽、掉落或承受沖擊荷載，損壞涂層。

堆放時(shí)，環(huán)氧涂層鋼筋與地面間架空并設(shè)置保護(hù)性支撐，各捆環(huán)氧涂層鋼筋之間，以墊木隔開，支撐的間距和墊木的間距應(yīng)小到足以防止成捆鋼筋下垂，成捆堆放層數(shù)不超過5層，無涂層鋼筋與環(huán)氧涂層鋼筋分開堆放。環(huán)氧涂層鋼筋在施工現(xiàn)場的貯存期不宜超過3個(gè)月，存放期間，采用不透光的黑色塑料布包裹，以避免環(huán)氧樹脂涂層因紫外線照射引起涂層的褪色和老化。盡可能減少貯存數(shù)量，“先進(jìn)先用，后進(jìn)后用”原則。

2.2 環(huán)氧涂層鋼筋的加工

彎制鋼筋時(shí)，要確保作業(yè)環(huán)境溫度在5℃以上；若采用冷彎工藝，必須用尼龍?zhí)淄不蛩芰咸淄矇|在與環(huán)氧涂層鋼筋接觸法的支座和芯軸等區(qū)域，接觸的平面上鋪設(shè)布墊層，嚴(yán)防土層被接觸到的金屬物擠壓或被損壞。涂層鋼筋的彎曲直徑，對直徑d≤20mm鋼筋，至少要在4d以上；對直徑d>20mm鋼筋，至少要達(dá)到6d，同時(shí)將彎曲速度控制在8r/min以內(nèi)（采用廠家提供專用芯軸可有效防止彎曲部位裂縫）。

采用絞絲機(jī)、砂輪鋸對涂層鋼筋進(jìn)行切斷、絞絲加工時(shí)，在直接接觸涂層鋼筋的部位，應(yīng)墊以緩沖材料；嚴(yán)禁采用氣割方法切斷涂層鋼筋。

2.3 環(huán)氧涂層鋼筋的安裝

為了在不破壞環(huán)氧涂層的前提下確保鋼筋綁扎結(jié)實(shí)、牢固，應(yīng)該使用專用包膠鉛絲，用十字交叉鋼筋綁扎成“X”形，嚴(yán)謹(jǐn)直接用金屬絲進(jìn)行鋼筋綁扎。

環(huán)氧涂層鋼筋與無涂層鋼筋嚴(yán)謹(jǐn)有電連接，應(yīng)該使用與涂層鋼筋配套的套筒和螺母機(jī)型鋼筋的連接，然后使用專用材料對連接處進(jìn)行修補(bǔ)。

墩身模板吊裝時(shí)設(shè)專人指揮，避免在操作過程中損傷涂層。架立環(huán)氧涂層鋼筋后，鋼筋上不得放置重物，任何人不得在鋼筋上行走。安裝完后加強(qiáng)檢查，及時(shí)修補(bǔ)破損處，帶破損處的新涂料徹底固化后再開始澆筑混凝土。用專用塑料環(huán)形墊塊固定鋼筋和模板，但是該定位墊塊必須在鋼筋綁扎工序前安裝完畢。

在澆注混凝土?xí)r選用合適的振搗方法或采取必要的措施，插入式振動(dòng)器振搗時(shí)，用塑料或橡膠將振動(dòng)器包覆，以防環(huán)氧涂層遭到破壞。砼布料時(shí)不得沖擊涂層鋼筋，以防損壞。

2.4 環(huán)氧涂層鋼筋的修補(bǔ)

在搬運(yùn)鋼筋或者在鋼筋施工中，如果不慎損壞了鋼筋表面的環(huán)氧涂層必須專用材料及時(shí)修補(bǔ)，修補(bǔ)材料通常由鋼筋生產(chǎn)廠家提供。修補(bǔ)時(shí)，先用溫和的清洗劑將破損的涂層和該部位鋼筋表面的銹跡清理干凈，確保該處沒有殘留油脂。修補(bǔ)時(shí)如果作業(yè)環(huán)境的相對濕在85%以上，必須用電熱吹風(fēng)器進(jìn)行除濕。修補(bǔ)時(shí)注意把控新涂料與原涂層的搭接范圍，新涂層厚度至少達(dá)到180μm，但是盡量不要使原涂層厚度增加。

一般來說，環(huán)氧涂層被破壞到以下程度后就沒必要進(jìn)行修補(bǔ)，必須將其廢棄換新：

①破損長度超過50mm，或者破損面積超過25mm2（不包括鋼筋剪切端頭的修補(bǔ)面積）。

②1m長度內(nèi)出現(xiàn)三個(gè)破損點(diǎn)，即使每處破損長度小于50mm，或者破損面積在25mm2內(nèi)，都應(yīng)該廢棄。

③環(huán)氧涂層鋼筋切下并彎曲的一段上，涂層有六出破損。

現(xiàn)場環(huán)氧涂層鋼筋修補(bǔ)劑采用環(huán)氧涂層鋼筋生產(chǎn)廠家專用修補(bǔ)劑，修補(bǔ)劑分為AB組份，使用時(shí)進(jìn)行調(diào)和使用。修補(bǔ)劑為非易燃易爆產(chǎn)品，儲存在陰涼干燥處，避免陽光直接照射，不用時(shí)將桶蓋封閉；在使用過程中A、B兩組份的取料工具采用可定量量勺，取料工具應(yīng)分開，不可互混，避免交叉污染而使修補(bǔ)劑固化；使用時(shí)根據(jù)溫度的高低，A、B組份的配比在一定范圍內(nèi)可以調(diào)整，混合時(shí)一定要將混合物均勻達(dá)到一致的顏色；修補(bǔ)劑混合后在常溫下混合容器中硬化時(shí)間為15分鐘，應(yīng)注意混合量與施工速度配合，否則容易浪費(fèi)；用1寸毛刷涂刷修補(bǔ)劑與鋼筋切割端頭或漏點(diǎn)出，修補(bǔ)劑干燥環(huán)境下常溫固化養(yǎng)護(hù)時(shí)間為1小時(shí)左右，在高溫潮濕環(huán)境下養(yǎng)護(hù)需要2小時(shí)；完工后，將工具和混料桶用二甲苯或松香水洗干凈，下次備用，若修補(bǔ)液混合后凝固太快，可摻入少量酒精減緩凝固。

3 結(jié)論

跨膠州灣特大橋海上部分下部結(jié)構(gòu)環(huán)氧涂層耐蝕鋼筋的在施工過程中嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行，在各個(gè)重要工序中把握關(guān)鍵要點(diǎn)，取得了良好的效果，總結(jié)出一整套的施工經(jīng)驗(yàn)和方法，實(shí)際使用中有效的解決了氯鹽環(huán)境鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)鋼筋腐蝕的問題。環(huán)氧涂層耐蝕鋼筋的在現(xiàn)場的規(guī)范化使用，不僅確保了施工質(zhì)量，同時(shí)提升了企業(yè)形象，取得了良好的社會(huì)效益，伴隨著環(huán)氧涂層耐蝕鋼筋在侵蝕環(huán)境下的廣泛應(yīng)用，可以將此施工經(jīng)驗(yàn)推廣使用。

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