CN114991023A - 一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，海洋腐蚀环境桥梁结构混凝土耐久性不仅依靠环氧钢筋、高性能海工混凝土、钢筋保护层优化设计等措施，还需要一些辅助措施，本发明提供一种外喷硅烷浸渍的施工工艺，在保障施工安全方面，尤其是在保障喷涂效果的表面处理细节方面的步骤，对于模板施工的对拉杆的修复处理、裂缝的修复处理、表面松散及污染的处理、表面干燥程度的规定等方面更好的保证喷涂效果，对实体取芯吸水率、浸渍深度以及氯化物吸收含量的降低效果检测指标进行验证喷涂效果。本发明防腐工艺与常规措施形成有机整体，把桥梁耐久防腐措施在建设期完善，进而有效保护跨海桥梁在试用期时的耐久性。
Description
技术领域
本发明涉及建筑技术领域，具体涉及一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺。
背景技术
深中通道是连接珠江两岸的战略性跨江通道，是集超宽海底隧道、超大跨桥桥梁、深水人工岛、水下互通的四位一体集群工程，规模空前、建设条件的异常复杂，综合技术难度再上新高，是继港珠澳大桥之后，我国又一项世界级重大跨海交通工程。工程线路图见图1。
深中通道项目北距虎门大桥约30km，南距港珠澳大桥约38km。项目东接机荷高速，跨越珠江口，西至中山马鞍岛，与规划的中开、东部外环高速对接，通过连接线实现在深圳、中山及广州南沙登陆，项目全长约24km，其中跨海段长22.4km，采用100km/h的设计速度、双向八车道高速公路技术标准，是集“桥、岛、隧、地下互通”为一体的系统集群海洋超级工程。保利长大工程有限公司承建的S05标合同段桩号里程为K16+811-K20+564的桥梁土建工程，全长3753m，主要工程内容包括伶仃洋大桥主桥西塔、西锚碇、下游侧主缆架设、桩号里程范围内索鞍索夹、钢箱梁等，西泄洪区非通航孔桥22×110m桥梁下部构造。
本海区潮流属于不规则半日潮类型，潮流呈往复流运动形式，受上游径流影响，流速多为落潮流速大于涨潮流速，表层流速大于底层流速，桥位区域流速较大，大潮落潮时表层最大流速超过1.1m/s，同时，垂线平均流速也超过了0.5m/s。涨落潮流向基本受地形控制，落潮流向以S偏E为主，涨潮流流向以N偏W为主。平均潮差在0.85-1.70m，最大潮差在2.30-3.22m之间，最小潮差在0.04-0.13m之间，平均潮差、最大潮差和最小潮差变化均由南向北逐渐增大。珠江口及伶仃洋周边海域的波浪形成主要由季风和台风引起，海区内的波浪主要是风浪，涌浪居次。在考虑风暴潮和上游洪峰条件下工程区域0.01％频率下最大流速超过1.8m/s，位于伶仃洋主航道深槽处。其次为伶仃洋东槽处和网河区横门入海口，其0.01％频率下设计流速近1.5m/s。流速最小区域为伶仃洋海区浅滩区域，其设计流速皆在1m/s以下。
在台风的影响下，每年6-9月该海区常有巨浪发生，台风过程中最大波高时，最多浪向为E-SE向，以ESE向居多，平均出现频率为31％。由于深中通道工程沿线受珠江口外万山列岛、佳蓬列岛、蜘洲列岛、淇澳岛等岛屿的掩护，外海波浪在传播过程中能量衰减较为明显，工程区域波高比外海波高显著减小。各工况下外海波高5m以上海浪传入工程海域时，波高均衰减至3.5m以下，浅滩区波高在1.47m左右，周期在4.6s左右。
混凝土主要由固态、液态、气态三相组成，其组成材料的组分复杂，在生产浇筑成型的过程中，难免会造成混凝土的不均匀性，不均匀点容易形成薄弱点，本标段大桥主体结构全部位于深海之中，易被海水中腐蚀介质影响而产生剥蚀、开裂等现象。
海洋环境是混凝土桥梁工程在众多使用环境下最为严酷的使用环境条件之一，特大型跨海大桥全海域施工难度大，对桥梁混凝土结构的耐久性要求高，一旦在海洋腐蚀环境条件下出现开裂等病害，后果不堪设想。所以海洋环境条件下桥梁结构混凝土不仅需要在混凝土配合比设计时考虑本身的耐久性，还需要对混凝土表面进行封闭处理，隔离海水的腐蚀，保证桥梁混凝土结构安全。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，与旧桥梁出现混凝土析白、胀裂、剥落等病害的修复加固不同，其主要是针对腐蚀海洋环境中新建后针对跨海桥梁在环氧钢筋使用、钢筋保护层优化设计、高性能海工混凝土等措施基础上实施的“补漏”措施，因为混凝土材料建造的结构物本身，在没有采取一定措施的前提下，无论是核工业混凝土、海工建筑混凝土、房屋建筑混凝土等其他普通混凝土都会存在一定的孔隙，这些孔隙在水中或者浪溅区，腐蚀性离子容易随着水进入结构物内，破坏混凝土本身结构和钢筋原材，所以本发明防腐工艺与常规措施形成有机整体，把桥梁耐久防腐措施在建设期完善，进而有效保护跨海桥梁在试用期时的耐久性。
本发明的目的之一采用如下技术方案实现：
一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，依次包括如下步骤：
S10)吊篮安装步骤：待桥梁结构的混凝土龄期满足要求，进而进行吊篮安装；
S20)拉杆孔修补步骤：对混凝土施工留下的拉杆孔进行修补；
S30)裂缝修补步骤：对混凝土表面裂缝进行修补；
S40)表面处理步骤：对混凝土的表面进行清理；
S50)喷涂防腐剂步骤：根据潮汐时间对混凝土表面的干燥状态进行处理，当表面满足喷涂要求时，采用异辛基三乙氧基硅烷作为硅烷浸渍材料，进行喷涂施工；
S60)养护、检测步骤：喷涂施工完成后进行养护，等待喷涂养护龄期后进行抽芯检测。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S10中，桥梁结构的混凝土龄期应不少于28d，或，桥梁结构的混凝土龄期按照设计强度评定龄期，或，桥梁结构的混凝土龄期满足混凝土修补后应不少于14d。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S10中，吊篮安装的具体步骤如下：
S11)安装步骤：按照说明书及安装流程进行，仔细检查所有待装结构件有无明显弯曲、扭曲或局部变形，检查焊缝有无裂纹、裂缝，检查受力构件表面锈蚀情况，其锈蚀深度不得大于原厚度10％，凡有缺陷的构件坚决更换或修复后再用，悬挂机构安装时必须注意：严格按设计要求进行安装，保证锚固质量并对锚栓做抗拔试验；
S12)悬挂系统的安装：在悬挂系统安装地点拼装悬挂系统钢结构架，连接部位装好销轴及开口销，拧紧连接螺栓，上部悬挂系统连接在模板底口，用花篮螺栓固定，对于塔柱及横梁、锚碇基础顶板、锚体、盖梁，采用预埋爬锥的方式对顶上的吊篮钢丝绳固定；用膨胀螺栓将钢结构架和混凝土平台固定在一起；安装提升钢丝绳和安全锁钢丝绳，分别将提升钢丝绳和安全钢丝绳绕过绳轮后安装三个钢丝绳夹，绳夹间距20cm，绳夹滑鞍压在工作段上；检查确认钢丝绳绳夹紧固可靠，再将固定钢丝绳绳轮与悬挂前臂耳板穿上连接销轴，开口销尾部叉开；绳夹拧紧时，应将钢丝绳至二分一到三分之一直径；分别将提升钢丝绳和安全钢丝绳沿塔柱缓慢放下；
S13)组装悬吊平台:吊篮长度不得超过6m，伸出部长度不得超过1.5m；组装好的平台不得有歪斜、扭曲，连接杆件必须齐全、紧固、可靠；吊篮与混凝土接触面应设置爬墙轮，以免吊篮碰撞损伤混凝土；平台组装好后，将安全锁、提升机安装就位；
S14)设置独立救生绳:生命救生绳不得与吊篮连接在一起，其吊点必须独立固定在模板上；救生绳的位置设置在悬挂系统两根提升钢丝绳之间，沿墩柱表面放下；
S15)设置安全措施防触电、防止雷击；
S16)吊篮验收:吊篮安装完毕，检查和试运转调试，验收合格后形成记录，按照国家标准《高处作业吊篮》GB19155-2003及相关规定，对吊篮所有零部件及连接情况等进行检查，并对吊篮进行运转试验，检查葫芦及安全装置工作情况，验收合格后，相关人员在吊篮安装验收表上签字。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S20中，拉杆孔修补的具体步骤如下：
S21)修补砂浆调配步骤：修补砂浆采用高强度的支座灌浆料、环氧树脂胶、白色水泥调配而成；支座灌浆料与环氧树脂胶的重量比为(2-3)：(1-1.5)，白色水泥的用量根据现场实体颜色实际掺配；
S22)修补步骤：拆模后开始进行拉杆拆除及多余PVC管切除，切除PVC管时应预留3-5mm长度，使用砂纸手工二次打磨清除；使用调制的修补砂浆手工将孔洞修补密实，并预留3-5mm暂不修饰；待孔洞中修补砂浆干燥后，将孔洞周围及修补后的孔洞使用砂纸轻微进行打磨，采用小羊毛刷沿孔洞周围涂抹环氧树脂胶，之后采用海绵在孔洞及周边擦拭一层修补砂浆，待修补砂浆完全吸附至结构表面后，采用羊毛刷在孔洞及其周边均匀涂抹一层养护液，涂抹前需提前在孔洞周边贴附美纹纸，避免对孔洞周边及下缘造成污染。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S30中，浪溅区钢筋混凝土结构出现宽度≥0.15mm裂缝，其他腐蚀环境钢筋混凝土结构出现宽度≥0.20mm裂缝，以及素混凝土结构出现宽度≥0.6mm裂缝均需要采取相应的措施进行修补。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S40中，表面处理步骤的具体步骤如下：
S41)将混凝土表面的浮灰、水泥渣、海生物、苔藓、脱摸剂打磨干净，疏松混凝土及其表面附着物应彻底凿除，形成均匀的粗糙表面，露出新鲜的水泥基体，并清除表面灰尘；
S42)用修补砂浆修补蜂窝、露石，确保不得有空鼓、疏松；
S43)对混凝土表面的碱垢、污物、浮浆、碎屑及不牢附着物清理干净；对混凝土表面附着的海蛎子、海生物采用人工凿除；
S44)对不需要保留的外露金属件处理：对大型钢板割除后用修补砂浆填平；对外露钢筋头、外露绑扎铁丝头的清除，将钢筋头周围的混凝土凿成喇叭口或三角形，深度20mm，用电动切割机切除露出钢筋头，清理干净灰尘后，涂装防锈底漆一道，待油漆干燥后用修补砂浆填平；
S45)使用电动角磨机将模板结痕打磨平整，尽量形成连续自然坡口，平滑过渡；同时，对拉杆孔洞及大于0.2mm的裂缝在喷涂前需进行修复；
S46)混凝土表面缺陷处理完成后使用高压水枪对混凝土表面进行冲洗。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S50中，异辛基三乙氧基硅烷用量应不小于400g/m2。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S50中，异辛基三乙氧基硅烷为白色膏体，活性物质含量为80％，25℃以下密度为0.9g/cm3，PH值为6，闪点为74℃,存储期为至少12个月，不需稀释，直接使用。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S50中，喷涂防腐剂步骤具体如下：
喷涂前须对待喷涂表面进行清理，除去表面污物和局部油污，准备好喷涂表面；
S51)大规模施工前应进行喷涂试验：试验面积不小于1m2，试验结果满足要求后，再进行大量施工；
S52)所有工作均应符合相关职业卫生和安全要求；
S53)当作业环境温度低于5℃、高于45℃，或是表干前可能下雨、风力大于5级以上时，不要施工；
S54)施工采用辊涂或密封喷枪喷涂：施工工具采用密封喷枪，采用连续循环的泵送系统，应注意喷枪的压力应为60-70kpa，并防止水进入设备的任何部位；
S55)应连续喷涂实施，使被喷涂表面饱和溢流；在立面上，应自下而上地喷涂；
S56)潮差区施工：应在落潮过程中对混凝土表面进行清洁后烘干；喷涂应在下一次高潮之前，掌握好潮讯期，尽量提供混凝土表层表干时间，同时又要保证防腐浸渍后能够固化的时间，防止还未能反应固化就被潮水冲走；
S57)每遍喷涂量为200g/m2，喷涂两遍，两遍之间的间隔时间至少为6h，保证用量不小于400g/m2；两遍之间的间隔时间至少为6h，需要明确的是这里的遍数是喷涂后混凝土的表干次数，应在立面施工硅烷液体的流挂性，所以200ml/m2不可能一次喷涂停留在混凝土表面浸渍，所以在同一片区域喷涂时每遍喷涂应来回喷涂至少两三次；
S58)第一次整体喷涂完成后，在涂层未干之前进行涂层外观目视检查，检查以涂层表面厚度和色泽均匀为标准，对于不均匀或者漏涂部位进行补涂；同时，在两次喷涂完成后1小时内仍应可以用肉眼分辨出是否进行了硅烷膏体的涂覆；
S59)大气区施工后24h内不湿水自然风干，3天完全固化即可产生最佳的防水防腐护效果，7天后可钻芯取样；浪溅区、水位变动区施工，养护期要延长，钻芯取样时间应该在14天以后。
在本发明中，作为一种优选的实施例，步骤S60中，检测步骤按照相应检测项和频率检测，具体为：
S61)按每500m2取一组进行吸水率、浸渍深度、氯化物吸收量降低效果检测；
S62)吸水率≤0.01mm/min1/2，浸渍深度≥2mm，氯化物吸收含量降低效果≥90％。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
1、本发明主要针对新建桥梁，与旧桥梁出现混凝土析白、胀裂、剥落等病害的修复加固不同，主要是针对腐蚀海洋环境中新建后针对跨海桥梁在环氧钢筋使用、钢筋保护层优化设计、高性能海工混凝土等措施基础上实施的“补漏”措施，因为混凝土材料建造的结构物本身，在没有采取一定措施的前提下，无论是核工业混凝土、海工建筑混凝土、房屋建筑混凝土等其他普通混凝土都会存在一定的孔隙，这些孔隙在水中或者浪溅区，腐蚀性离子容易随着水进入结构物内，破坏混凝土本身结构和钢筋原材，硅烷浸渍效果的好坏与所需喷涂的混凝土表面处理情况至关重要，所以本发明从混凝土模板施工所留的拉杆孔修补进行规定、对结构混凝土表面松散及污染的处理进行规定、对结构混凝土裂缝的处理进行规定、对结构混凝土浇筑完成的龄期进行详细规定、对结构混凝土喷涂硅烷之前混凝土表面的湿润状态进行了详细规定、对受潮汐影响施工进行了规定，防腐工艺与常规措施形成有机整体，把桥梁耐久防腐措施在建设期完善，进而有效保护跨海桥梁在试用期时的耐久性。
2、本发明采用混凝土表面硅烷浸渍处理作为附加防腐蚀措施，异辛基三乙氧基硅烷具有良好的疏水防水性，主要用于混凝土基材的耐久性防护，其支链结构更能经受紫外线的考验，在产品被施涂到基材上后，产品会渗透到基材内部，甚至可达到2-10mm的深度，并随着时间的积累，产品中的烷氧基会水解缩合形成网状的膜，从而起到防护作用。在实际应用中由于其膏体状态更易于喷涂或刷涂施工，同时也是由于膏体形态会增加或延长本品在混凝土结构表面渗透和浸渍反应的时间，从而使得硅烷浸渍过程更深入和更彻底。
附图说明
图1工程线路图；
图2硅烷浸渍防腐原理图；
图3防水原理及防水效果滴水试验图；
图4不同表面状态及表面处理工艺刷涂图；
图5气泡+打磨取芯测试渗透深度图；
图6表面致密+未打磨取芯测试渗透深度图；
图7气泡+未打磨取芯测试渗透深度图；
图8对拉杆孔防污染修复示意图；
图9对拉杆孔防污染修复详细工艺图；
图10对拉杆孔修复实体图；
图11钢丝绳夹具体示意图；
图12喷涂原材料现场样品图；
图13硅烷喷涂后实体取芯图；
图14吸水率检测结果汇总散点图；
图15浸渍深度检测结果汇总散点图；
图16氯化物吸收含量的降低效果检测结果汇总散点图。
具体实施例方式
下面，结合具体实施例方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。除特殊说明的之外，本实施例中所采用到的材料及设备均可从市场购得。
本发明设计的原理为：
海洋环境的桥梁结构混凝土防腐措施不仅依靠环氧钢筋的使用、海工高性能抗裂混凝土的使用、保护层的优化设计等措施。同时需要一种表面附加防腐措施，表面附加防腐措施与原混凝土结构形成有机整体，有机硅烷渗透防腐利用分子耦联技术，通过有机硅烷、硅氧烷的活性基与混凝土表面活性基或者吸附水进行缩合反应，形成主价键、氢键或以耦极互相吸引，从而使得有机硅涂层牢固的和混凝土基材表面连接起来，使非极性的有机基团排列向外形成憎水层，进而达到组织海水渗透腐蚀。原理图见图2。
需要指出的是，本发明主要针对新建桥梁，与旧桥梁出现混凝土析白、胀裂、剥落等病害的修复加固不同，主要是针对腐蚀海洋环境中新建后针对跨海桥梁在环氧钢筋使用、钢筋保护层优化设计、高性能海工混凝土等措施基础上实施的“补漏”措施，因为混凝土材料建造的结构物本身，在没有采取一定措施的前提下，无论是核工业混凝土、海工建筑混凝土、房屋建筑混凝土等其他普通混凝土都会存在一定的孔隙，这些孔隙在水中或者浪溅区，腐蚀性离子容易随着水进入结构物内，破坏混凝土本身结构和钢筋原材，所以本发明防腐工艺与常规措施形成有机整体，把桥梁耐久防腐措施在建设期完善，进而有效保护跨海桥梁在试用期时的耐久性。
通过与混凝土用砂浆材料一样的原材料进行均匀搅拌成型，成型试件尺寸为160mm×40mm×40mm，养护60d龄期，然后在试件表面进行滴水试验，由图3可见，具有明显的防水作用，证明其具备防止海水进入的功能，进而防止由海水带入的氯离子、硫酸根等腐蚀性离子进入混凝土内部，破坏桥梁混凝土结构。
为了进一步验证与高性能海工混凝土的渗透效果，采取了三种新建桥梁表面典型模拟试块进行比对试验：
(1)、成型时试件表面未进行有效抹面，表面存在气泡，不够致密，进行打磨工艺处理；
(2)、成型时试件表面进行有效抹面，表面密实、无气泡、结构致密的试块、未进行打磨工艺；
(3)、成型时试件表面未进行有效抹面，表面存在气泡，不够致密，未进行打磨工艺处理；
三种不同表面处理方法刷涂防腐后的效果图见图4。养护7d后，对三个试件进行取芯测试渗透深度，测试结果见图5、图6、图7，可以看出第(1)种渗透3mm，第(2)种渗透0.5mm，第(3)中渗透2mm。可见，第一表面成型工艺相同条件下，表面均含气泡前提下，打磨比不打磨渗透深度大；第二，在高性能海工混凝土施工过程中，一定加强模板及表面的处理工艺，混凝土表面致密则渗透深度远低于表面存在气泡的试件(无论打磨还是未打磨工艺条件下)，可见在施工后对拉孔的修复工艺非常关键；
因为渗透的深度以及与混凝土结合的紧密程度直接影响防腐好坏，通过对混凝土施工留下的对拉杆孔修补，混凝土表面裂缝、松散、污染、干燥状态、潮汐时间等处理细节的规定，更好的使硅烷喷涂进行渗透已经在表面更加牢固的结合。尤其是对拉杆孔的修复采取了一种新型的防污染措施，这是一个很重要的，在新建的时候把薄弱点处理好，再进行整体的防腐工艺。上述标注中提到的公开专利完全不涉及这一块，但是这一块任何桥梁，无论是跨海大桥、高楼大厦、内陆的普通桥梁都会有的，因为混凝土施工过程中模板的存在就会存在对拉杆孔。修复示意图见图8，具体施工工艺见图9，修复后实体图见图10，270m主塔采用C55海工混凝土，图10中的实际使用效果，图上半部分是正在修复的，下半部分是修复完成的，修复完成得整个面就是统一整体了，不存在有洞的明显印记。
一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，依次包括如下步骤：
S10)吊篮安装步骤：待桥梁结构的混凝土龄期满足要求，进而进行吊篮安装；
S20)拉杆孔修补步骤：对混凝土施工留下的拉杆孔进行修补；
S30)裂缝修补步骤：对混凝土表面裂缝进行修补；
S40)表面处理步骤：对混凝土的表面进行清理；
S50)喷涂防腐剂步骤：根据潮汐时间对混凝土表面的干燥状态进行处理，当表面满足喷涂要求时，采用异辛基三乙氧基硅烷作为硅烷浸渍材料，进行喷涂施工；
S60)养护、检测步骤：喷涂施工完成后进行养护，等待喷涂养护龄期后进行抽芯检测。
具体地，所述结构混凝土龄期，桥梁结构混凝土龄期应不少于28d(或者按照设计强度评定龄期)，或混凝土修补后应不少于14d；根据本桥梁的大体积混凝土设计要求，按照60d龄期进行强度评定，所以在本桥梁实施过程中严格按照满足60d龄期后进行硅烷喷涂施工。
为了更好的进行实施，根据现场条件及施工要求，全工段的施工用水采用施工现场海水淡化设备+水箱结合船运应急补给方式结合。其中在锚碇处设置淡化水设备，日淡化量不小于240t。
施工环境：本项目地理位置处于海上，离陆地距离较远，若是从陆地接线引入施工现场，成本将是非常巨大不切实际，涉及部门众多，协调难度大，拟计划采用发电机组联合供电的方案提供施工电源。在西索塔施工区设置1×300KVA和2×800KVA的发电机组，西锚碇施工区设置两台600KW发电机(其中一台为备用)提供西锚碇及西引桥施工用电。
步骤S10中，吊篮安装的具体步骤如下：
S11)安装步骤：按照说明书及安装流程进行，仔细检查所有待装结构件有无明显弯曲、扭曲或局部变形，检查焊缝有无裂纹、裂缝，检查受力构件表面锈蚀情况，其锈蚀深度不得大于原厚度10％，凡有缺陷的构件坚决更换或修复后再用，悬挂机构安装时必须注意：严格按设计要求进行安装，保证锚固质量并对锚栓做抗拔试验；
S12)悬挂系统的安装：在悬挂系统安装地点拼装悬挂系统钢结构架，连接部位装好销轴及开口销，拧紧连接螺栓，上部悬挂系统连接在模板底口，用花篮螺栓固定，对于塔柱及横梁、锚碇基础顶板、锚体、盖梁，采用预埋爬锥的方式对顶上的吊篮钢丝绳固定；用膨胀螺栓将钢结构架和混凝土平台固定在一起；安装提升钢丝绳和安全锁钢丝绳，分别将提升钢丝绳和安全钢丝绳绕过绳轮后安装三个钢丝绳夹，绳夹间距20cm，绳夹滑鞍压在工作段上；检查确认钢丝绳绳夹紧固可靠，再将固定钢丝绳绳轮与悬挂前臂耳板穿上连接销轴，开口销尾部叉开；绳夹拧紧时，应将钢丝绳至二分一到三分之一直径；分别将提升钢丝绳和安全钢丝绳沿塔柱缓慢放下；
S13)组装悬吊平台:吊篮长度不得超过6m，伸出部长度不得超过1.5m；组装好的平台不得有歪斜、扭曲，连接杆件必须齐全、紧固、可靠；吊篮与混凝土接触面应设置爬墙轮，以免吊篮碰撞损伤混凝土；平台组装好后，将安全锁、提升机安装就位；
S14)设置独立救生绳:生命救生绳不得与吊篮连接在一起，其吊点必须独立固定在模板上；救生绳的位置设置在悬挂系统两根提升钢丝绳之间，沿墩柱表面放下；
S15)设置安全措施防触电、防止雷击；
S16)吊篮验收:吊篮安装完毕，检查和试运转调试，验收合格后形成记录，按照国家标准《高处作业吊篮》GB19155-2003及相关规定，对吊篮所有零部件及连接情况等进行检查，并对吊篮进行运转试验，检查葫芦及安全装置工作情况，验收合格后，相关人员在吊篮安装验收表上签字。
为了更加保证安全，针对S12描述，钢丝绳夹具体见图11。采用ZLP630型标准吊篮。
步骤S20中，拉杆孔修补的具体步骤如下：
S21)修补砂浆调配步骤：修补砂浆采用高强度的支座灌浆料、环氧树脂胶、白色水泥调配而成；支座灌浆料与环氧树脂胶的重量比为(2-3)：(1-1.5)，白色水泥的用量根据现场实体颜色实际掺配；高强度的支座灌浆料满足强度大于60MPa，白水泥满足大于42.5MPa，白水泥主要起调节色差的作用，根据现场实体的实际颜色合理调配掺量，环氧树脂胶主要起到早期强度高并且与原有结构物具有很好的黏结作用。
S22)修补步骤：拆模后开始进行拉杆拆除及多余PVC管切除，切除PVC管时应预留3-5mm长度，使用砂纸手工二次打磨清除；使用调制的修补砂浆手工将孔洞修补密实，并预留3-5mm暂不修饰；待孔洞中修补砂浆干燥后，将孔洞周围及修补后的孔洞使用砂纸轻微进行打磨，采用小羊毛刷沿孔洞周围涂抹环氧树脂胶，之后采用海绵在孔洞及周边擦拭一层修补砂浆，待修补砂浆完全吸附至结构表面后，采用羊毛刷在孔洞及其周边均匀涂抹一层养护液，涂抹前需提前在孔洞周边贴附美纹纸，避免对孔洞周边及下缘造成污染。
步骤S30中，浪溅区钢筋混凝土结构出现宽度≥0.15mm裂缝，其他腐蚀环境钢筋混凝土结构出现宽度≥0.20mm裂缝，以及素混凝土结构出现宽度≥0.6mm裂缝均需要采取相应的措施进行修补。
步骤S40中，表面处理步骤的具体步骤如下：
S41)将混凝土表面的浮灰、水泥渣、海生物、苔藓、脱摸剂打磨干净，疏松混凝土及其表面附着物应彻底凿除，形成均匀的粗糙表面，露出新鲜的水泥基体，并清除表面灰尘；
S42)用修补砂浆修补蜂窝、露石，确保不得有空鼓、疏松；
S43)对混凝土表面的碱垢、污物、浮浆、碎屑及不牢附着物清理干净；对混凝土表面附着的海蛎子、海生物采用人工凿除；
S44)对不需要保留的外露金属件处理：对大型钢板割除后用修补砂浆填平；对外露钢筋头、外露绑扎铁丝头的清除，将钢筋头周围的混凝土凿成喇叭口或三角形，深度20mm，用电动切割机切除露出钢筋头，清理干净灰尘后，涂装防锈底漆一道，待油漆干燥后用修补砂浆填平；
S45)使用电动角磨机将模板结痕打磨平整，尽量形成连续自然坡口，平滑过渡；同时，对拉杆孔洞及大于0.2mm的裂缝在喷涂前需进行修复；
S46)混凝土表面缺陷处理完成后使用高压水枪对混凝土表面进行冲洗。
用水泥浆修补蜂窝、露石等明显缺陷，用钢铲刀清楚表面碎屑及不牢固的附着物；清洁混凝土表面，将欲处理的表面的碱垢、污物清除干净；
步骤S50中，喷涂防腐剂步骤具体如下：
喷涂前须对待喷涂表面进行清理，除去表面污物和局部油污，准备好喷涂表面；
S51)大规模施工前应进行喷涂试验：试验面积不小于1m2，试验结果满足要求后，再进行大量施工；
S52)所有工作均应符合相关职业卫生和安全要求；
S53)当作业环境温度低于5℃、高于45℃，或是表干前(约10h)可能下雨、风力大于5级以上时(此时产品会加快蒸发，造成浪费)，不要施工；
S54)施工采用辊涂或密封喷枪喷涂：施工工具采用密封喷枪，采用连续循环的泵送系统，应注意喷枪的压力应为60-70kpa，并防止水进入设备的任何部位；
S55)应连续喷涂实施，使被喷涂表面饱和溢流；在立面上，应自下而上地喷涂，使被涂立面至少有5s保持“看上去是湿的”的状态；而在顶面或者底面上，都至少有5s保持“看上去是湿的镜面”状态；
S56)潮差区施工：应在落潮过程中对混凝土表面进行清洁后烘干；喷涂应在下一次高潮之前，掌握好潮讯期，尽量提供混凝土表层表干时间，同时又要保证防腐浸渍后能够固化的时间，防止还未能反应固化就被潮水冲走；
S57)每遍喷涂量为200g/m2，喷涂两遍，两遍之间的间隔时间至少为6h，保证用量不小于400g/m2；两遍之间的间隔时间至少为6h，需要明确的是这里的遍数是喷涂后混凝土的表干次数，应在立面施工硅烷液体的流挂性，所以200ml/m2不可能一次喷涂停留在混凝土表面浸渍，所以在同一片区域喷涂时每遍喷涂应来回喷涂至少两三次；
S58)第一次整体喷涂完成后，在涂层未干之前进行涂层外观目视检查，检查以涂层表面厚度和色泽均匀为标准，对于不均匀或者漏涂部位进行补涂；同时，在两次喷涂完成后1小时内仍应可以用肉眼分辨出是否进行了硅烷膏体的涂覆；
S59)大气区施工后24h内不湿水自然风干，3天完全固化即可产生最佳的防水防腐护效果，7天后可钻芯取样；浪溅区、水位变动区施工，养护期要延长，钻芯取样时间应该在14天以后。
步骤S60中，检测步骤按照相应检测项和频率检测，具体为：
S61)按每500m2取一组进行吸水率、浸渍深度、氯化物吸收量降低效果检测；
S62)吸水率≤0.01mm/min1/2，浸渍深度≥2mm，氯化物吸收含量降低效果≥90％。
故本工程采用混凝土表面硅烷浸渍处理作为附加防腐蚀措施，异辛基三乙氧基硅烷具有良好的疏水防水性，主要用于混凝土基材的耐久性防护，其支链结构更能经受紫外线的考验，在产品被施涂到基材上后，产品会渗透到基材内部，甚至可达到2-10mm的深度，并随着时间的积累，产品中的烷氧基会水解缩合形成网状的膜，从而起到防护作用。在实际应用中由于其膏体状态更易于喷涂或刷涂施工，同时也是由于膏体形态会增加或延长本品在混凝土结构表面渗透和浸渍反应的时间，从而使得硅烷浸渍过程更深入和更彻底。采用异辛基三乙氧基膏体硅烷作为硅烷浸渍材料，设计保护年限为15年。硅烷用量应不小于400g/m2，硅烷浸渍材料的质量应满足：异辛基三乙氧基硅烷为白色膏体，活性物质含量为80％，25℃以下密度为0.9g/cm3，PH值为6，闪点为74℃,存储期为至少12个月，不需稀释，直接使用。
西索塔、西锚碇、西过渡墩及西泄洪区非通航孔桥33#-53#墩身位于水位变动区、浪溅区及大气区(-2.57m以上)的区段外表面均需采用一次硅烷浸渍，主要包括西索塔承台、塔柱、上中下横梁、西锚碇基础顶板、锚体、西过渡墩承台、墩身、盖梁、西泄洪区非通航孔桥墩身、盖梁。
通过对现场墩身、盖梁等部位的施工，施工完成后进行现场取芯，实体取芯见图13。取芯后送检权威机构检测，吸水率检测结果汇总散点图见图14、浸渍深度检测结果汇总散点图见图15、氯化物吸收含量的降低效果检测结果汇总散点图见图16。
上述实施方式仅为本发明的优选实施例方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，依次包括如下步骤：
S10)吊篮安装步骤：待桥梁结构的混凝土龄期满足要求，进而进行吊篮安装；
S20)拉杆孔修补步骤：对混凝土施工留下的拉杆孔进行修补；
S30)裂缝修补步骤：对混凝土表面裂缝进行修补；
S40)表面处理步骤：对混凝土的表面进行清理；
S50)喷涂防腐剂步骤：根据潮汐时间对混凝土表面的干燥状态进行处理，当表面满足喷涂要求时，采用异辛基三乙氧基硅烷作为硅烷浸渍材料，进行喷涂施工；
S60)养护、检测步骤：喷涂施工完成后进行养护，等待喷涂养护龄期后进行抽芯检测。
2.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S10中，桥梁结构的混凝土龄期应不少于28d，或，桥梁结构的混凝土龄期按照设计强度评定龄期，或，桥梁结构的混凝土龄期满足混凝土修补后应不少于14d。
3.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S10中，吊篮安装的具体步骤如下：
S11)安装步骤：按照说明书及安装流程进行，仔细检查所有待装结构件有无明显弯曲、扭曲或局部变形，检查焊缝有无裂纹、裂缝，检查受力构件表面锈蚀情况，其锈蚀深度不得大于原厚度10％，凡有缺陷的构件坚决更换或修复后再用，悬挂机构安装时必须注意：严格按设计要求进行安装，保证锚固质量并对锚栓做抗拔试验；
S12)悬挂系统的安装：在悬挂系统安装地点拼装悬挂系统钢结构架，连接部位装好销轴及开口销，拧紧连接螺栓，上部悬挂系统连接在模板底口，用花篮螺栓固定，对于塔柱及横梁、锚碇基础顶板、锚体、盖梁，采用预埋爬锥的方式对顶上的吊篮钢丝绳固定；用膨胀螺栓将钢结构架和混凝土平台固定在一起；安装提升钢丝绳和安全锁钢丝绳，分别将提升钢丝绳和安全钢丝绳绕过绳轮后安装三个钢丝绳夹，绳夹间距20cm，绳夹滑鞍压在工作段上；检查确认钢丝绳绳夹紧固可靠，再将固定钢丝绳绳轮与悬挂前臂耳板穿上连接销轴，开口销尾部叉开；绳夹拧紧时，应将钢丝绳至二分一到三分之一直径；分别将提升钢丝绳和安全钢丝绳沿塔柱缓慢放下；
S13)组装悬吊平台:吊篮长度不得超过6m，伸出部长度不得超过1.5m；组装好的平台不得有歪斜、扭曲，连接杆件必须齐全、紧固、可靠；吊篮与混凝土接触面应设置爬墙轮，以免吊篮碰撞损伤混凝土；平台组装好后，将安全锁、提升机安装就位；
S14)设置独立救生绳:生命救生绳不得与吊篮连接在一起，其吊点必须独立固定在模板上；救生绳的位置设置在悬挂系统两根提升钢丝绳之间，沿墩柱表面放下；
S15)设置安全措施防触电、防止雷击；
S16)吊篮验收:吊篮安装完毕，检查和试运转调试，验收合格后形成记录，按照国家标准《高处作业吊篮》GB19155-2003及相关规定，对吊篮所有零部件及连接情况等进行检查，并对吊篮进行运转试验，检查葫芦及安全装置工作情况，验收合格后，相关人员在吊篮安装验收表上签字。
4.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S20中，拉杆孔修补的具体步骤如下：
S21)修补砂浆调配步骤：修补砂浆采用高强度的支座灌浆料、环氧树脂胶、白色水泥调配而成；支座灌浆料与环氧树脂胶的重量比为(2-3)：(1-1.5)，白色水泥的用量根据现场实体颜色实际掺配；
S22)修补步骤：拆模后开始进行拉杆拆除及多余PVC管切除，切除PVC管时应预留3-5mm长度，使用砂纸手工二次打磨清除；使用调制的修补砂浆手工将孔洞修补密实，并预留3-5mm暂不修饰；待孔洞中修补砂浆干燥后，将孔洞周围及修补后的孔洞使用砂纸轻微进行打磨，采用小羊毛刷沿孔洞周围涂抹环氧树脂胶，之后采用海绵在孔洞及周边擦拭一层修补砂浆，待修补砂浆完全吸附至结构表面后，采用羊毛刷在孔洞及其周边均匀涂抹一层养护液，涂抹前需提前在孔洞周边贴附美纹纸，避免对孔洞周边及下缘造成污染。
5.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S30中，浪溅区钢筋混凝土结构出现宽度≥0.15mm裂缝，其他腐蚀环境钢筋混凝土结构出现宽度≥0.20mm裂缝，以及素混凝土结构出现宽度≥0.6mm裂缝均需要采取相应的措施进行修补。
6.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S40中，表面处理步骤的具体步骤如下：
S41)将混凝土表面的浮灰、水泥渣、海生物、苔藓、脱摸剂打磨干净，疏松混凝土及其表面附着物应彻底凿除，形成均匀的粗糙表面，露出新鲜的水泥基体，并清除表面灰尘；
S42)用修补砂浆修补蜂窝、露石，确保不得有空鼓、疏松；
S43)对混凝土表面的碱垢、污物、浮浆、碎屑及不牢附着物清理干净；对混凝土表面附着的海蛎子、海生物采用人工凿除；
S44)对不需要保留的外露金属件处理：对大型钢板割除后用修补砂浆填平；对外露钢筋头、外露绑扎铁丝头的清除，将钢筋头周围的混凝土凿成喇叭口或三角形，深度20mm，用电动切割机切除露出钢筋头，清理干净灰尘后，涂装防锈底漆一道，待油漆干燥后用修补砂浆填平；
S45)使用电动角磨机将模板结痕打磨平整，尽量形成连续自然坡口，平滑过渡；同时，对拉杆孔洞及大于0.2mm的裂缝在喷涂前需进行修复；
S46)混凝土表面缺陷处理完成后使用高压水枪对混凝土表面进行冲洗。
7.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S50中，异辛基三乙氧基硅烷用量应不小于400g/m2。
8.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S50中，异辛基三乙氧基硅烷为白色膏体，活性物质含量为80％，25℃以下密度为0.9g/cm3，PH值为6，闪点为74℃,存储期为至少12个月，不需稀释，直接使用。
9.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S50中，喷涂防腐剂步骤具体如下：
喷涂前须对待喷涂表面进行清理，除去表面污物和局部油污，准备好喷涂表面；
S51)大规模施工前应进行喷涂试验：试验面积不小于1m2，试验结果满足要求后，再进行大量施工；
S52)所有工作均应符合相关职业卫生和安全要求；
S53)当作业环境温度低于5℃、高于45℃，或是表干前可能下雨、风力大于5级以上时，不要施工；
S54)施工采用辊涂或密封喷枪喷涂：施工工具采用密封喷枪，采用连续循环的泵送系统，应注意喷枪的压力应为60-70kpa，并防止水进入设备的任何部位；
S55)应连续喷涂实施，使被喷涂表面饱和溢流；在立面上，应自下而上地喷涂；
S56)潮差区施工：应在落潮过程中对混凝土表面进行清洁后烘干；喷涂应在下一次高潮之前，掌握好潮讯期，尽量提供混凝土表层表干时间，同时又要保证防腐浸渍后能够固化的时间，防止还未能反应固化就被潮水冲走；
S57)每遍喷涂量为200g/m2，喷涂两遍，两遍之间的间隔时间至少为6h，保证用量不小于400g/m2；两遍之间的间隔时间至少为6h，需要明确的是这里的遍数是喷涂后混凝土的表干次数，应在立面施工硅烷液体的流挂性，所以200ml/m2不可能一次喷涂停留在混凝土表面浸渍，所以在同一片区域喷涂时每遍喷涂应来回喷涂至少两三次；
S58)第一次整体喷涂完成后，在涂层未干之前进行涂层外观目视检查，检查以涂层表面厚度和色泽均匀为标准，对于不均匀或者漏涂部位进行补涂；同时，在两次喷涂完成后1小时内仍应可以用肉眼分辨出是否进行了硅烷膏体的涂覆；
S59)大气区施工后24h内不湿水自然风干，3天完全固化即可产生最佳的防水防腐护效果，7天后可钻芯取样；浪溅区、水位变动区施工，养护期要延长，钻芯取样时间应该在14天以后。
10.如权利要求1所述的新型海洋桥梁混凝土结构防腐施工工艺，其特征在于，步骤S60中，检测步骤按照相应检测项和频率检测，具体为：
S61)按每500m2取一组进行吸水率、浸渍深度、氯化物吸收量降低效果检测；
S62)吸水率≤0.01mm/min1/2，浸渍深度≥2mm，氯化物吸收含量降低效果≥90％。
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