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摘要:如今,人们在享受高速铁路带来生活便捷的同时,也开始关注高铁车站的服务质量、整体美观度以及舒适度。其中高铁钢结构站房雨棚也是高铁工程中重要的组成部分,对于其防腐防锈维护管理的工作,有关人员也投入了高度的重视程度。基于此,本文就对高铁钢结构站房雨棚防腐防锈维护管理工作有关内容展开分析,以供参考。
关键词:钢结构;站房雨棚;防腐防锈;维护管理
1钢结构腐蚀生锈部位及原因的分析
1.1钢结构主要生锈部位
钢结构生锈主要集中在露天部位,其中雨棚最为严重。雨棚结构大致可以分为顶部露天桁架、顶部横梁、站台立柱以及外接构件等部位,由于上述部位均处于半露天或露天环境中,受阳光、水、大气以及海洋气候等影响,容易造成钢结构的生锈腐蚀,当前许多客站雨棚钢结构表面涂层粉化、鼓泡、龟裂、脱落,给铁路运输安全造成潜在的隐患。
1.2引起钢材产生腐蚀生锈的原因
化学腐蚀:如果在潮湿的环境中或者是有氧的环境下放置钢结构,那么电化学锈蚀现象就会发生于钢结构中。
Fe+O2+4Fe2O3——4Fe2O3+3CO2
依据这个方程式可以了解到铁氧化物的水合物是铁锈的主要成分,成分和赤铁矿类似,这样就可以解释为什么在很多情况下钢都会出现锈蚀等现象。
电化学腐蚀:在腐蚀介质中钢结构的铁通过电化学反应被氧化成正的化学价状态就是钢结构电化学腐蚀的本质。如果腐蚀介质中存在着钢构件,那么钢材因为有着不均匀的物理性质和化学性质,就会导致原电池的形成,也就是说开始了电化学腐蚀,当金属表面不规则的随机分布着腐蚀电池的阳极和阴极时,那么均匀腐蚀就开始了。如果腐蚀电池的阴极区面积要大于阳极区表面积,那么产生的腐蚀现象往往是局部的,局部腐蚀现象会缺失钢结构的某个部分,从而在某个部分集中应力,这样就会让钢结构更加容易发生脆性破坏,因此,从某个角度上来讲,局部腐蚀相较于均匀腐蚀有着更大的危害性。
引起钢材产生腐蚀生锈的原因包括:1)原材料问题,施工方采购了不合格的钢材,没有做好钢材表面处理。2)施工质量问题:连接处焊缝位置未按设计要求做好底漆、中间漆和面漆的涂刷工序;防腐防锈涂料及混合比例不符合设计要求;油漆涂刷厚度不足,起不到隔离保护作用,从而引起后期锈蚀;焊渣清理不干净,直接涂刷,后期焊渣掉落,露出金属表面,进而生锈腐蚀并慢慢发展。
2结合铁路运营管理的钢结构腐蚀生锈修复工艺
2.1钢结构锈蚀生锈的修复工艺分类
(1)涂装前金属底材的表面处理,是钢结构防腐防锈涂刷的重要环节。钢结构表面处理有物理方法和化学方法,前者主要有喷砂、喷丸、抛丸法除锈、动力工具除锈以及手工除锈等,后者是酸洗除锈。其中喷砂、喷丸、抛丸法除锈和化学处理的方式存在污染性,在铁路有限的天窗时间内,无法彻底清除污染物,可能会影响第二天的高铁运营安全,所以铁路钢结构除锈方式选择主要是动力工具除锈和手工除锈。
(2)除锈工序完成,经检测合格后,方可进行下一步防腐防锈漆涂刷工序。防腐防锈油漆又分底漆、中间漆和面漆。底漆是防腐防锈油漆配套体系中最基础的品种。中间漆是底漆和面漆的中间层,它起着承上启下增强屏蔽作用。面漆要求耐候性好,能抗紫外线破坏,具有抗氧化、耐候、耐水等特征及装饰作用。底漆,中间漆和面漆,各层油漆均有其特性,各负其责,各层组合起来,形成复合涂层,提高防腐防锈性能,延长钢结构使用寿命。
2.2结合铁路运营管理的若干注意事项
(1)施工工艺的选择。油漆的施工工艺有涂刷法、滚涂法和喷涂法,由于工作效率相对最高的喷涂法容易对周边环境造成污染,所以一般会选择涂刷和滚涂相结合的方式进行作业。在铁路范围内施工作业,必须要保证铁路各种重要设施设备得到妥善保护,这是最重要的前提,而喷涂法,由于高空作业,风速和风向无法预料,即使用保护膜对铁路设备设施进行遮挡防护,也无法控制污染范围,喷出来的多余油漆可能会被风吹落到接触网上,引起短路,或者落到钢轨面或者站台面砖上,造成污染,所以涂刷和滚涂油漆是相对安全但效率较慢的方法。对钢结构进行除锈时,喷砂、喷丸、抛丸法除锈和化学处理等存在污染性的方式同样不能使用,只能用动力工具除锈和手工除锈,而用手工除锈显得更加安全,原则是把铁锈掉落范围尽可能缩小,再在除锈作业下方设置能有效接住掉落铁锈铁粉的布料、篮子等措施,防止铁锈铁粉掉落到铁路设备设施上,影响设备稳定及行车安全。
(2)铁路钢结构防腐防锈维护管理现状。蜘蛛车、大型升降平台等登高设备很难进入到站台区域进行作业,例如某高铁站钢结构雨棚防腐防锈整治,中间桁架雨棚高度达到17.9m,这种高度下,一般登高车已无法使用,而且钢结构整治部位在股道正上方,只能利用蜘蛛车或者更大型的机械设备来辅助高空作业。来设想一下机械设备的进场路径,计划从车站北面站内道路入口进入,在站内道路与1站台之间搭设长度7.05m的临时运输通道1,在2站台与3站台之间搭设长度22.5m的临时运输通道2,将两台机械设备分别运到1、2站台和3、4站台进行高空作业,运输完毕以后拆除临时通道。天窗点施工完毕之后,将设备停放至站台上,做好围蔽措施,直至所有工程量全部施工完成,再搭设临时运输通道把机械设备运离站台。但是实际情况是,天窗点施工完毕后,任何人员机具都必须做好清点、撤离站台,所以临时运输便道必须每天搭拆,机械设备必须每天运走。而高铁每晚天窗时间约4h,临时运输便道搭拆工作将占用天窗大部分时间,压缩了工程实体的施工时间,造成项目工期拖延,也不利于项目成本控制。还有其他问题,如临时运输通道如何设计,是否稳固,是否会存在倒塌危险,从而破坏工务设施及轨道上的信号设备;机械设备最低高度等技术参数如何,移动运输过程中是否超过了供电接触网高度;站台结构承载力如何,机械设备重量是否超过了站台承载力范围,是否会压坏站台面砖等,这些安全问题都需要经过铁路各设备管理单位反复论证,直到确定一个绝对安全的方案措施后,才能够进行下一步工作。
所以,在各种安全条件的限制下,高达10多米甚至20多米的高铁大跨度钢结构雨棚,只能依靠人工进行维护,高空作业风险系数高,夜间照明条件差,工人身体疲惫,往往更加容易出现安全事故。这时在高大钢结构雨棚上,如果配有检修马道,人工维护作业就变得容易得多。
检修马道是保证大跨度钢结构后期能够得到有效维护的必要措施,但是设计单位往往忽视了后期维护这一点,造成现在大部分高铁车站高大钢结构雨棚上方没有检修马道,一旦高处钢结构出现锈蚀情况,必然会给维修带来相当大的困难或者根本无法维修。或许还可以设想在未来,设计考虑在站台上增设预埋式钢结构运输平台,使用时能在站台与站台之间进行自由伸缩连接,不使用时就隐藏在站台面底下,可以直接解决站台与站台之间的大型工器具运输问题;或者在站台上设置大型机械行走路径,对路径地面强度进行加强设计,满足大型机械行走要求。
3结语
要想有效保障铁路的安全运营,其中一点就是需要做好钢结构站房雨棚的防腐防锈维护管理工作。总之,在高铁车站前期设计过程中,建设单位也应该组织各铁路设备设施管理单位提前介入,从管理的角度出发,提出合理性建议,共同建设、维护和保证良好的铁路设备设施安全运行。
参考文献:
[1]徐威.关于高铁车站无柱雨棚钢结构防腐处理分析[J].建材发展导向(下),2017,15(3).
[2]余洋.铁路钢结构站房及雨棚的耐久性研究[J].科技与创新,2016,(3).
作者介绍:
兰晓华(1987.07.04—);性别:女;籍贯:黑龙江;民族:汉;学历:大学本科;职称:中级工程师;职务:建筑师;研究方向:建筑设计;单位名称:天津中天建都市建筑设计有限公司。