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1、zuihou的武汉长江大桥钢结构防腐蚀涂料设计方案项目名称：指导老师：院系：班级：小组成员：应用化学1202王小邱艳能力拓展训练化学化工与生命科学学院双（组长）朱浩玮丁梦侯美静武汉长江大桥钢结构防腐蚀涂料设计方案目录1工程概况4.5危害辨识5.项目财务评价5.1项目概述5.2项目报价及5.3武汉长江大桥概况与危险评价1.1.1 武汉气候特点1.1.2 大桥建设背景及结构大桥使用现状投资估算1.1.3 修缮情况1.1.4 车流量1.1 武汉长江大桥防腐背景分析1.2.2 腐蚀形态：2武汉长江大桥防腐蚀体系2.1 防腐蚀方法简单介绍2.2 防腐蚀涂装体系2.3.涂料的比较2.3.1 底漆2.3.2
2、 封闭漆2.3.3 中间漆2.3.4 面漆2.4 国内外涂料体系的比较2.5 本工程采用涂料体系3.施工方案3.1 正桥钢结构面积3.2 涂料体系的用量3.3 施工前的准备3.4 人员安排3.4.1 组织机构网络图3.4.2 劳动力安排3.5.施工工艺3.5.1 施工前的准备和要求3.5.2 表面除锈清洁3.6 施工注意事项3.7 质量要求3.8 安全文明施工3.9 工程检验及验收4.安全注意事项4.1 进入现场条件4.2 油漆库的管理4.3 对油漆要求4.4 现场环境项目成本估算附录标准1工程概况1.1 武汉长江大桥概况1.1.1 武汉气候特点武汉市地处长江中游，属季风性气候，南北气流交换频
3、繁，因此雨量十分丰富，根据19612012年统计，武汉市年均降水量为11501450mm,且主要集中在68月。虽然武汉市在19612012年来城市年均相对湿度主体呈现下降趋势，但21世纪以来波动较大，且2012年达到历史峰值81%，最小湿度出现在2007年，为67%，52年来的平均相对湿度在70%以上，这与武汉江湖纵横的地理背景和降水量有关。图11武汉市52年平均气温年际变化曲线图22武汉市1951-2007年5项年气温要素变化趋势图由图表分析可知，武汉年均气温一直呈现上升趋势，这与全球气候变暖基本相符，且作为长江中游地区特大城市，热岛效应严重且由扩大趋势，造成武汉高温的气候特点。由图表可看出
4、，武汉年极端气温均在40C左右，年均高温也在20C以上，且由于武汉的季风性气候，导致武汉市季节温差大，温度气候极端，冬夏长，春秋段，夏热冬冷，夏湿冬干。目前，武汉市城区空气中可吸入颗粒物污染主要来源：一是武汉市正处于城市大建设时期，城区拥有在建建筑工地5000多个，其产生的扬尘排入到空气中，是可吸入颗粒物污染的主要来源之一；二是近几年武汉市机动车保有量迅速增长，预计到2015年，武汉市机动车的保有量将达到140万辆，机动车排放的污染物将是城区空气中氮氧化物、细颗粒物（PM2.5）、一氧化碳等的主要来源之一；三是城区各类宾馆、饭店、酒家数量较多，同时存在大量有证、无证经营的餐饮和烧烤摊点，随着市
5、场的需要，临街居民楼低层经改建后经营餐饮业，造成餐饮业分布面广而分散，餐饮油烟也是细颗粒物（PM2.5）等空气污染物的来源之一；四是工业排放的烟尘和粉尘虽然逐年减少，但仍然存在一定影响。虽然武汉市气候整体呈现暖干趋势，但潮湿程度依然较高，并且伴随列车上洒落的一些腐蚀性物质以及大量的空气污染物排放，造成武汉长江大桥重腐蚀的使用环境。根据国标ISO12944-21998，武汉长江大桥腐蚀环境属高湿度和恶劣气氛的工业城市区，属于较高腐蚀等级的C5-I（工业）类型。图三武汉长江大桥武汉长江大桥位于湖北省武汉市龟山和蛇山之间。系中国跨越长江的第一座大桥。正桥为公路铁路两用的双层钢桁梁桥，上层为公路桥，车
6、行道宽18m，人行道每侧各宽2.25m;下层为双线铁路桥。正桥由3联（3孔为一联）9孔跨度为128m的连续梁组成，共长1155.5m,连同公路引桥总长1670.4m。钢桁梁采用菱形腹杆，H型载面，安装时间仅用了10个月。下部结构首次采用新型管桩基础，导管法水下混凝土封底。管桩基础施工仅历时一年。这种基础的胜利建成，为特大桥梁的深水基础创造了一种有效的新形式。于1957年建成通车。如此规模巨大和技术上复杂的桥梁工程，在中国桥梁工程史上是空前的，在世界桥梁工程史上也是不多见的。特别是以中国国内自产的材料来修建大桥，在中国的桥梁史上还是第一次。长江大桥正桥钢梁为三联连续梁，每联三孔，每孔跨度128公
7、尺。有上下两层：铁路为双线，位于下层;公路位于上层，路面宽为18公尺，人行道共有四条：两条位于铁路面，两条位于公路面，各宽2.25公尺。钢梁的铁路及公路荷载，均按铁道部与交通部规定的标准设计和检算。进入正桥,大桥护栏材料由钢材代替了水泥沙石,色彩也由泥沙材料的本色浅禇灰色变成了由油漆喷成的蔚蓝灰色钢体护栏。大桥护栏以菱形祥云图案为单元间隔,单侧142个,全桥共284个。菱形祥云图镶嵌在长2.9米、宽0.77米的长方形护栏中。护栏最上面是宽0.15米的平面,中间纵向竖立着直径为0.035的17根圆形钢柱,菱形祥云图横向附着在正中的7根圆形钢柱中,17根圆柱中左右边各5根圆柱逢单数正中有灯笼造型作
8、装饰,连接圆柱的钢板由3个圆形钢球支撑栏面,以菱形祥云图案为主的长方形护栏单元,成为整个护的一个重要组成部分。1.1.3 大桥使用现状2002年8月进行了首次大修，包括防渗、防锈、路灯改造、路面“黑色化”等项目。2007年，大桥使用50周年，经我国多位桥梁、铁路专家证实：大桥正“年轻”，养护得当，大桥钢梁部分能过百岁，桥墩可用200年。50年来，大桥经多次检测，结果未改：全桥无变位下沉，桥墩可承受6万吨压力，可抵御每秒10万立方米流量、5米流速洪水，可抗8级以下地震和强力冲撞。至今，大桥24805吨钢梁、个桥墩无一裂纹，无弯曲变形，铆钉无松动。除了一点“皮肤病”钢梁锈了点，油漆脱了些，还有点“
9、内风湿”钢筋膨胀，撑裂了混凝土外壳，大桥没大毛病。1.1.4 修缮情况武汉长江大桥于1957年10月15日通车以来，全方位的除锈工程仅有3次，上一次是在20002004年，第二次是在是在40年前的19611964年，长江大桥初始设计时预计使用寿命为100年，距今已使用50多年，使用周期较长，上世纪60年代的防腐蚀喷漆预计仅能有效保护10年，但在大桥管理的养护下，维持了40年没有更换油漆，2000年的防腐蚀处理因为技术的提高，预计可保持20年的有效防腐，如果养护合理还可延长其使用年限。总的来说，武汉长江大桥使用年限较长，防腐蚀工作极其重要。1.1.5 车流量武汉长江大桥每天的汽车通行量已由建成初
10、期的数千辆上升到近10万辆；每天的列车通过量已增加到148对，296列。大桥上平均每分钟有60多辆汽车驶过，每6分钟就有一列火车通过1.2 武汉长江大桥防腐背景分析1.2.1 腐蚀类型1. 大气腐蚀：在桥梁钢结构的腐蚀中，首当其冲的就是大气腐蚀，即钢结构与水分、氧气的接触而产生的化学反应。大气中水分会以电解液的形式附在金属表面，大气中的氧气会发挥着阴极去极剂的作用，由此两者的配合，就会与钢结构构成基本的腐蚀原电池，一旦形成锈层，便回产生一系列的电极反应。大气的腐蚀环境有两种基本的划分方法，一种按照自然环境的气候特征来划分，另一种则按照环境的腐蚀特性来划分。影响大气腐蚀主要有以下几方面的因素：(
11、1) 大气成分：大气的主要成分是不变的，但是污染大气中的硫化物、氮化物、碳化物以及尘埃等，对金属在大气中的腐蚀影响很大。二氧化硫吸附在钢铁表面，会与水形成易溶于水的硫酸亚铁，进一步氧化并被水解生成硫酸。二氧化硫被氧化成三氧化硫，溶于水后也会生成硫酸。这两种形式所生成的硫酸均会对钢铁形成腐蚀，而这种自催化式的反应不断进行就会使钢铁不断遭到腐蚀，与干净大气的冷凝水相比，被0.1%的二氧化硫所污染的空气能使钢铁的腐蚀增加5倍。尘埃：有些尘埃如铵盐本身具有腐蚀性，而有些尘埃本身尽管没有腐蚀性，但是它会吸附腐蚀性戒指和水汽，冷凝后就会形成电解质溶液。砂砾等固体尘埃虽然没有腐蚀性，也没有吸附性，但是一旦沉
12、降在钢铁表面会形成缝隙而凝聚水分，从而形成氧浓差腐蚀条件，引起缝隙腐蚀。(2) 相对湿度：相对湿度达到某一临界点时，水分在金属表面形成水膜，从而促进了电化学过程的发展，表现出腐蚀速度迅速增加。干净的钢铁表面在干净的空气中，临界湿度接近100%；在含有0.1%二氧化硫的空气中为70%。经验表明，相对湿度控制在60%一下，钢铁的腐蚀速度相对缓慢，如果能控制在40%一下，腐蚀几乎没有明显迹象。(3) 表面温度：当相对湿度低于金属临界相对湿度时，温度对大气的腐蚀影响较小；当相对湿度达到金属临界相对湿度时，温度的影响十分明显。(4) 金属的表面状态：粗糙新鲜的钢铁表面容易发生锈蚀，比如刚喷完砂的钢铁表面
13、，有着一定的粗糙度，有是最新鲜的表面，吸附到空气中的水分和其他杂质后，很容易全面返锈。2. 水的腐蚀一般情况下，淡水的腐蚀性较弱。在淡水中的腐蚀是氧去极化腐蚀，即吸氧腐蚀。水中-2-3-有足够的溶解氧存在是钢铁腐蚀的最根本原因。如果含有Cl、SO4NO、CIO的工业排放物污染了淡水，会加剧腐蚀的进行。3. 土壤腐蚀土壤是由气象、液相和固相所构成的一个复杂系统，影响土壤腐蚀的因素很多：(1) 含氧量：在含氧量不同的土壤中，很容易形成氧浓差电池而引起腐蚀。(2) 盐分：土壤中的含盐量越高，电阻率越低，腐蚀性就越强。(3) 含水量：当含水量低时，腐蚀速率随含水量的增加而增加；当达到莫一含水量时腐蚀速
14、率最大，再增加含水量，其腐蚀性反而下降。(4) PH值：金属材料在酸性较强的土壤中腐蚀最强，在中性、碱性土壤中腐蚀较小。(5) 微生物：土壤中的微生物能促进金属材料的腐蚀过程，还能降低非金属材料的稳定性能。1.2.2 腐蚀形态桥梁钢结构的腐蚀形态多种多样，可以分为均匀腐蚀和局部腐蚀。在局部腐蚀中，又可以分为点蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、应力腐蚀和疲劳腐蚀等多种形态。(1) 均匀腐蚀：均匀腐蚀的腐蚀作用是均匀地发生在整个金属表面上，并在平面上逐步地使金属腐蚀并降低其各项性能。(2) 点蚀：点蚀是一种局部腐蚀状态，可以形成大大小小的孔眼，但绝大多数情况下是相对较小的空隙。从表面上看，点蚀互相隔离或靠得
15、很近，看上去呈粗糙表面。点蚀是大多数内部腐蚀形态的一种。(3) 缝隙腐蚀：它是一种严重的局部腐蚀，经常发生于金属表面的缝隙中。桥梁的结构非常规复杂，金属空隙、密封垫片表面、螺丝和铆钉下的缝隙等，都会有溶液的积留而引起缝隙腐蚀。(4) 电偶腐蚀：电偶腐蚀主要产生的区域在钢结构结合处，这里往往是不同金属的交合处，往往是电位属性会影响其腐蚀的速度，如果电位为负极，其腐蚀的速度就会快些，在电位为正极的时候，金属相对就会处于被保护的状态。由此形成了腐蚀原电池，将会以电极反应的形式腐蚀桥梁。(5) 应力腐蚀：在一定介质的作用下，钢结构处于无应力状态下，腐蚀的影响是最小的。但是一旦相应的应力超过其承受的界限时，构建部位就会发生断裂。此种由于应力而导致的腐蚀现象具有较强的隐蔽性，往往难以及时地发现，其造成的后果是很恶劣的，带来的损失也是巨大的。2武汉长江大桥防腐蚀体系2.1 防腐蚀方法简单介绍目前，钢结构防腐蚀的方法很多，如热浸涂锌、喷涂冷涂锌或粉末涂料涂装、采用外加电流或安装牺牲阳极的阳极保护法等。针对桥梁所处的各种腐蚀环境和桥梁的腐蚀特性，桥梁的腐蚀控制和防护措施包括以下几个方面：(1) 控制和治理环境污染；(2) 隔离污染环境的侵蚀；(3) 选用耐蚀材料；(4) 选用先进制造技术；(5) 使用保护涂层本工程采用涂料保护，涂料是桥梁防腐蚀最方便最有效的
