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关键词:建筑工程 防腐技术 施工 材料
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:1007-0745(2012)08-0188-01
防腐技术专业性强且系统学科,包括环境分析、材料选用、施工工艺改进、设计优化、使用与维护等内容,在应用过程中需要结合具体情况采取适当的防腐蚀措施。
一、建筑工程防腐技术的一般思路
做好防腐工作,一般要考虑以下几点因素。第一,认真检测工程中腐蚀性介质的化学成分、浓度、温度以及作用范围,并根据其腐蚀特点,选择合适的建筑结构形式以及防腐做法。第二,防腐材料的选择要因地制宜,不但要满足工程耐腐蚀要求,而且要充分考虑紫外线、高低温等自然因素造成的老化、变形等。第三,防腐方案应有整体性,注意细部构造,避免局部处理薄弱造成结构腐蚀。第四,防腐技术讲究美观性,一个没有美的建筑是无法想象的,因此在整理好工程防腐技术方案后,一定要把美这个元素考虑在内。
二、建筑工程防腐蚀技术的一般内容
任何工程结构的最佳使用寿命是与合理的防腐蚀措施相对应的,而良好的防腐蚀措施是诸多因素综合完成的。因此,当今工程结构的防腐蚀技术工作都是从以下几个方面考虑和完成的:创造良好的工况环境,缓解腐蚀因素;合理选用相关工况条件下的防腐蚀材料,选择经济合理的防腐蚀方案;从防腐蚀角度考虑,合理技术结构;从防腐蚀角度,正确制定施工建造工艺,合理使用与维修保养。
三、建筑工程技术与施工中防腐策略
1.良好工程环境的创设。有效的防腐蚀技术需要建立在充分了解建筑物所处周边环境的基础上,全面分析能够引起结构腐蚀的因素和引起腐蚀的基本原理。技术人员应充分了解生产工艺资料,周密考虑防腐蚀技术方案,才能有效地防止腐蚀损失。一般评定环境因素有化学物质、土壤、气候、湿度等。设备和设施的正常运行与良好的工况环境也是分不开的,也是工程项目设计之初就应当考虑的问题,可以说防腐的好坏,很大程度上影响了设备和设施的使用寿命。然而人们很少事先考虑工况环境的好坏,即使考虑了,也因为工程造价较高,不能得以实现。建筑的腐蚀是一个漫长的过程,当人们看到它造成危害时,才进行改良工作已经晚了,从而造成许多不必要的浪费,这是我们在今后的项目工作中需要改进与避免的。
2.选择合适的防腐蚀材料。(1)防腐蚀工程技术,首要是选用合适的耐腐蚀材料,耐腐蚀材料以经济适用为基本原则,同时考虑耐腐蚀性能以及材料在施工过程中的可操作性,对于使用环境较恶劣的建筑物在选材时,通常采取物理、化学手段对材料进行处理,以达到最好的防腐蚀效果。(2)选用的材料要进行一些物理及力学性能的测试,看其是否达到要求。熔点、密度、热导率、线膨胀系数、导电性、绝缘性和抗拉强度、屈服强度、冲击强度、伸长率、蠕变极限等都是我们进一步筛选防腐材料的考虑因素。(3)材料在性能上满足防腐的要求同时,还要遵从经济廉价的原则,对于施工比较困难或造价昂贵的材料,如果能替换的情况下,可以考虑不予使用。一般防腐材料选择标准有以下几点:1)选择耐腐蚀性能好的,不加或稍微进行防腐蚀处理即可满足使用要求。2)不耐腐蚀材料经过特殊的防腐蚀处理可以达到防腐蚀要求。3)使用容易更换的零部件,用廉价不耐腐蚀材料制造,短期使用后进行更换。
3.选择合理的防腐蚀方案防腐蚀措施有多种,在具体项目中,应根据实际的建筑物的使用环境、施工难易程度、建筑物结构、服役寿命等进行选择决定。对于防腐蚀要求不高的建筑物,一般采取表面隔离措施的物理防腐蚀技术,因为该种方法最简单、成本低。对于防腐蚀技术要求较高的建筑物,除了采取电化学保护外,还辅以表面隔离措施,甚至对结构材料本身进行处理。合理选择防腐蚀方案还需要从经济计量学角度做出经济评价,诸如在工艺流程设计中、设备技术经济评价中等方面,均要把防腐蚀方案考虑其中,反复对比计算来做出选择。
4.结构合理性设计。在进行结构设计时,设计人员往往以经济、美观、重力学性能等方面为考虑点,忽略了建筑物的防腐蚀技术。一项好的防腐蚀工程结构设计除了应该满足力学性能、美学要求以及经济要求以外,还应充分利用结构的合理设计降低或者排除腐蚀发生。在结构设计和工艺建造过程中不注意防腐蚀要求,往往会引起或加速构建的腐蚀,特别容易引起局部腐蚀,例如,冲击腐蚀、磨蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等。因此在设计时应遵从以下原则:一是预留腐蚀裕量。二是结构力求简单。三是简化主体,集中设计附件。四是避免死角。五是避免缝隙。六是避免冲刷。七是避免异种金属接触。八是避免温差、氧浓差和气差效应。九是避免应力集中。
5.择高质量的施工队伍。“强将手下无弱兵”一个优秀的工程设计背后应该有一个高质量的施工队伍,否则前期工作做的再好,施工队无法达到设计的目的,一切都成为空谈。不正确的操作可以使构件受力不当而破坏,同样,不正确的维修和保养,也会加速构件的腐蚀破坏。人们在工程建造施工中,很少注意腐蚀问题,甚至不知道从防腐蚀角度去考虑应该如何考虑施工建造。工程建造完成后,还应有合理的使用要求和良好的维修保养。因此,工程防腐要有一个优秀设计的同时,还要有一个高质量的施工队伍将想法转化到实际。
四、结束语
建筑工程基础设施结构主要是钢结构、钢筋混凝土结构,并以后者为主体,但是钢筋混凝土结构并不能够达到所有的期望值。建筑工程的设计人员应该重视腐蚀导致的危害,在建筑设计中结合具体情况采取适当的防腐蚀技术措施来避免腐蚀。本论文探讨了环境、选材、防腐蚀措施等对于建筑防腐的重要性及具体的应用。
参考文献:
[1]郑维才.建筑防腐技术探讨[J].山东建材,2001,(02).
[2]孙立雷.浅谈工业建筑防腐设计与施工[J].山西建筑,2009,(18).
1.建筑工程防腐技术的一般思路
做好防腐工作,一般要考虑以下几点因素。 第一,认真检测工程中腐蚀性介质的化学成分、浓度、温度以及作用范围,并根据其腐蚀特点,选择合适的建筑结构形式以及防腐做法。 第二,防腐材料的选择要因地制宜, 不但要满足工程耐腐蚀要求, 而且要充分考虑紫外线、高低温等自然因素造成的老化、变形等。 第三,防腐方案应有整体性, 注意细部构造, 避免局部处理薄弱造成结构腐蚀。 第四, 防腐技术讲究美观性, 一个没有美的建筑是无法想象的, 因此在整理好工程防腐技术方案后, 一定要把美这个元素考虑在内。
2.建筑工程防腐蚀技术的一般内容
任何工程结构的最佳使用寿命是与合理的防腐蚀措施相对应的,而良好的防腐蚀措施是诸多因素综合完成的。 因此,当今工程结构的防腐蚀技术工作都是从以下几个方面考虑和完成的:创造良好的工况环境,缓解腐蚀因素;合理选用相关工况条件下的防腐蚀材料,选择经济合理的防腐蚀方案;从防腐蚀角度考虑,合理技术结构;从防腐蚀角度,正确制定施工建造工艺,合理使用与维修保养。
3.建筑工程技术与施工中防腐策略
3.1 良好工程环境的创设
有效的防腐蚀技术需要建立在充分了解建筑物所处周边环境的基础上, 全面分析能够引起结构腐蚀的因素和引起腐蚀的基本原理。技术人员应充分了解生产工艺资料,周密考虑防腐蚀技术方案,才能有效地防止腐蚀损失。 一般评定环境因素有化学物质、土壤、气候、湿度等。 设备和设施的正常运行与良好的工况环境也是分不开的,也是工程项目设计之初就应当考虑的问题,可以说防腐的好坏,很大程度上影响了设备和设施的使用寿命。然而人们很少事先考虑工况环境的好坏,即使考虑了,也因为工程造价较高,不能得以实现。 建筑的腐蚀是一个漫长的过程,当人们看到它造成危害时,才进行改良工作已经晚了,从而造成许多不必要的浪费,这是我们在今后的项目工作中需要改进与避免的。
3.2 选择合适的防腐蚀材料
(1)防腐蚀工程技术 ,首要是选用合适的耐腐蚀材料 ,它是建筑工程防腐技术的一个重要环节,关系到整个工程防腐技术的成功与否。 耐腐蚀材料以经济适用为基本原则,同时考虑耐腐蚀性能以及材料在施工过程中的可操作性,对于使用环境较恶劣的建筑物在选材时,通常采取物理、化学手段对材料进行处理,以达到最好的防腐蚀效果。(2)在防腐工程中,由于选材不当造成的工程事故屡见不鲜,设计人员应予以重视。 选用的材料要进行一些物理及力学性能的测试,看其是否达到要求。 熔点、密度、热导率、线膨胀系数、导电性、绝缘性和抗拉强度、屈服强度、冲击强度、伸长率、蠕变极限等都是我们进一步筛选防腐材料的考虑因素。很多设计者由于经验丰富而忽略了对以上因素的测试,导致材料用对了,但所用材料达不到理想效果。任何材料都会产生腐蚀,并对材料的力学性能和使用性能造成影响,只不过材料的敏感性反应不一样而己。(3)材料在性能上满足防腐的要求同时 ,还要遵从经济廉价的原则,对于施工比较困难或造价昂贵的材料,如果能替换的情况下,可以考虑不予使用。 一般防腐材料选择标准有以下几点:1)选择耐腐蚀性能好的,不加或稍微进行防腐蚀处理即可满足使用要求。 2)不耐腐蚀材料经过特殊的防腐蚀处理可以达到防腐蚀要求。3)使用容易更换的零部件,用廉价不耐腐蚀材料制造,短期使用后进行更换。可用材料的性能与经济的综合比较。将候选的各种材料从经济角度作进一步综合分析比较,选出既经济又耐用的材料[2]。
3.3 选择合理的防腐蚀方案
防腐蚀措施有多种,在具体项目中,应根据实际的建筑物的使用环境、施工难易程度、建筑物结构、服役寿命等进行选择决定。 对于防腐蚀要求不高的建筑物, 一般采取表面隔离措施的物理防腐蚀技术,因为该种方法最简单、成本低。对于防腐蚀技术要求较高的建筑物,除了采取电化学保护外,还辅以表面隔离措施,甚至对结构材料本身进行处理。 合理选择防腐蚀方案还需要从经济计量学角度做出经济评价,诸如在工艺流程设计中、设备技术经济评价中等方面,均要把防腐蚀方案考虑其中,反复对比计算来做出选择。
3.4 结构合理性设计
在进行结构设计时,设计人员往往以经济、美观、重力学性能等方面为考虑点,忽略了建筑物的防腐蚀技术。 一项好的防腐蚀工程结构设计除了应该满足力学性能、美学要求以及经济要求以外,还应充分利用结构的合理设计降低或者排除腐蚀发生。在结构设计和工艺建造过程中不注意防腐蚀要求,往往会引起或加速构建的腐蚀,特别容易引起局部腐蚀,例如,冲击腐蚀、磨蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、应力腐蚀等[3]。 因此在设计时应遵从以下原则:一是预留腐蚀裕量。 二是结构力求简单。 三是简化主体,集中设计附件。 四是避免死角。 五是避免缝隙。 六是避免冲刷。 七是避免异种金属接触。 八是避免温差、氧浓差和气差效应。 九是避免应力集中。
3.5 选择高质量的施工队伍
“强将手下无弱兵” 一个优秀的工程设计背后应该有一个高质量的施工队伍,否则前期工作做的再好,施工队无法达到设计的目的,一切都成为空谈。不正确的操作可以使构件受力不当而破坏,同样,不正确的维修和保养,也会加速构件的腐蚀破坏。人们在工程建造施工中,很少注意腐蚀问题,甚至不知道从防腐蚀角度去考虑应该如何考虑施工建造。工程建造完成后,还应有合理的使用要求和良好的维修保养。因此,工程防腐要有一个优秀设计的同时,还要有一个高质量的施工队伍将想法转化到实际。
关键词:腐蚀,材料腐蚀,腐蚀控制
一般而言,金属、混凝土、木材等材料受周围环境介质的影响而发生的化学、电化学和物理等反应,而引起的变质和破坏统称为腐蚀,其中也包括上述因素与机械因素、生物因素等的共同作用。金属腐蚀的主要对象,其中尤以钢铁的腐蚀最为常见,危害、损害性极大。
一、腐蚀的概念及分类
(一)腐蚀的概念
腐蚀是材料与其环境间的物理化学作用引起材料本身性质的变化,如铁的生锈是金属腐蚀的普遍形式,又如氢氧化钠破坏肌肉和植物纤维。材料的腐蚀是包括材料本身和环境介质两者在内的一个具有反应作用的体系,腐蚀反应的场所,首先是材料和腐蚀性介质之间相界面处。材料包括金属和非金属材料,如碳钢及其合金、有色金属、塑料、混凝土和木材等,在一个腐蚀系统中,对材料行为起决定性作用的是化学成分、组织结构和表面形态。材料的周围环境介质包括与其接触的气体、液体和固体以及周围环境条件,如温度、压力、速度、光照、辐射、生物条件等。这个作用包括化学的、电化学的、机械的、生物的以及物理的作用。
采用科学的方法防止或者控制腐蚀的危害作用的工程,称为腐蚀工程。
(二)材料腐蚀的分类及特征
材料腐蚀的现象和机理比较复杂,材料腐蚀的分类方法也有许多,根据不同的起因、机理和破坏形式而有各种方法。以下介绍几种常用的分类方法。
1.按腐蚀机理分类
通常材料腐蚀按照腐蚀机理可以分为金属化学腐蚀、金属电化学腐蚀、结晶腐蚀、物理化学复合腐蚀。
(1)化学腐蚀:是指金属表面与非电解质直接发生纯化学反应而引起的破坏、其特点是在反应过程中没有电流产生。如铝在四氯化碳、三氯甲烷或乙醇中的腐蚀,镁或钛在甲醇中的腐蚀、物理化学复合腐蚀。
(2)电化学腐蚀:是指金属表面与离子导电的介质发生化学反应而产生的破坏。在反应过程中有电流产生,腐蚀金属表面上存在着阴极和阳极。阳极的反应是金属原失去电子而成为离子状态转移到介质中,成为阳极氧化反应。阴极反应是介质中的去极化剂吸收来自阳极的电子,成为阴极还原过程。这两个反应是相互独立而又同时进行的,称之为一对共轭反应。有阴阳极组成了短路电流,腐蚀过程中有电流产生。如金属在潮湿大气、海水、土壤及酸、碱、盐溶液中的腐蚀均属这一类。电化学腐蚀比较普遍,对金属结构的危害比较严重。
(3)结晶腐蚀:是指因酸、碱、盐等腐蚀介质侵入到建筑物或材料内部生成结晶盐,由于结晶盐的体积膨胀作用使建筑物或材料内部产生应力而引起的破坏现象。结晶腐蚀是工业厂房、非金属设备常见的腐蚀类型。
(4)物理化学复合腐蚀:是指因机械与化学复合作用而引起的破坏现象。如火炮发射引起炮身管的腐蚀等。
2.按腐蚀破坏形式分类
按腐蚀破坏形式可分为全面腐蚀和局部腐蚀,局部腐蚀又可细化为小孔腐蚀(即点蚀)、应力腐蚀、电偶腐蚀、缝隙腐蚀、选择性腐蚀、晶间腐蚀等。
(1)全面腐蚀:又叫均匀腐蚀,指腐蚀遍布于材料结构的整个表面上,其特征表现为金属质量减少,壁厚减小,非金属体积膨胀,韧或脆性能减退或失去。腐蚀虽然同样发生在整个材料便面上,但各部分的微观腐蚀速度实际上并不均等。
(2)小孔腐蚀:又称为点蚀,在金属表面上腐蚀成一些小而深的孔,蚀孔的深度大于直径,严重的可将设备腐蚀穿透,蚀孔上部往往被腐蚀产物覆盖。不锈钢和铝合金在海水中受到的破坏就是小孔腐蚀的典型实例。
(3)应力腐蚀:是指在机械应力(外载荷或内部残余应力)和腐蚀介质的共同作用下,金属材料发生的腐蚀破坏。如应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳等。
(4)电偶腐蚀:电位不同的金属或合金互相接触,并在一定介质中所发生的的电化学腐蚀称为电偶腐蚀。电偶腐蚀造成负电位的金属或合金部件加速腐蚀破坏,破坏一般集中在连接部位附近。
(5)缝隙腐蚀:由于金属表面的缝隙内滞留介质引起的电化学腐蚀破坏称为缝隙腐蚀。
(6)选择性腐蚀:多元合金在腐蚀介质中,较活泼的先溶解,因而造成材料强度而大大下降,这称之为选择性腐蚀。如黄铜脱锌等属此类腐蚀。
(7)晶间腐蚀:是指腐蚀破坏沿着晶粒边界进行,使晶粒之间失去合力,使材料丧失强度。
(8)磨损腐蚀:是由于机械因素(湍流、漩涡、流体冲击、空化作用、微振摩檫等)和腐蚀介质共同作用造成的腐蚀破坏,其特征是形成密集的凹坑或沟槽。免费论文,腐蚀控制。。
(9)氢损伤:是指氢进入金属内部造成的腐蚀破坏,它包括氢脆、氢鼓泡、氢破裂、氢腐蚀等。免费论文,腐蚀控制。。
3.按环境状态分类 按产生腐蚀的环境状态,可以将腐蚀分为自生环境中的腐蚀和工业环境介质中的腐蚀,其中自生环境中的腐蚀又可分为大气腐蚀、土壤腐蚀、淡水腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀;工业环境介质中的腐蚀分为酸性溶液腐蚀、碱性溶液腐蚀、熔盐腐蚀、液态金属腐蚀、特殊工业介质腐蚀等。
事实上,在工业设备或建筑的实际腐蚀行为中,普遍存在的是两种或多种腐蚀类型共同作用,所采用的控制方法也往往不局限于单一方法措施,而是包括选材、选型、表面控制、环境介质控制等综合防腐蚀体系。
(三)腐蚀因素
材料的腐蚀是一个复杂的物理化学过程,所涉及的影响因素也很多,总结起来,可以分为内部因素、外部因素、内外结合因素三大类,内部因素指涉及到材料自身的材质、结构、性能等因素;外部因素指环境因素,如溶液酸碱度、介质温度、压力、速度、应力、杂散电流、土壤含水量、溶液杂质等;内外结合因素指涉及到材料和环境相互作用影响的因素,如埋地管道的管地电位等。
二、金属腐蚀控制方法
腐蚀控制技术涉及面广,内容也十分丰富。材料防腐蚀的基本原则是:针对腐蚀产生的原因和影响腐蚀的各种因素,从实际出发,以预防为主和进行重点保护,防止或减少腐蚀而造成的经济损失。在生产实践中应用最多的腐蚀控制技术可归纳为以下几类。
(1)合理选材。根据不同介质、操作条件、材料的性质等,选用合适的金属或非金属代用材料。
(2)表面覆盖层。表面覆盖层是在金属表面采用涂刷、喷涂、贴衬、参透、施镀等方法覆盖上耐腐蚀性较好的金属或非金属层,将金属表面与介质隔离以减缓金属的腐蚀。这是多数防腐蚀工程施工中使用的方法,因其简便实用,喷涂或刷涂防腐涂料是工业设备、设施在线不停产进行防腐施工的主要措施。
(3)电化学保护。电化学保护是利用电化学原理来减缓金属的腐蚀速度。电化学保护分为阴极保护和阳极保护。阴极保护就是将被保护金属进行外加阴极极化以减缓或防止金属腐蚀,它分为牺牲阳极法和外加电源法。阳极保护是对被保护金属进行阳极极化以减缓或防止金属腐蚀。
(4)添加缓蚀剂。添加缓蚀剂是向介质中添加少量能够阻止或减缓金属腐蚀的物质以保护金属材料。缓蚀剂不改变介质的性质,往往用量很小,大多在1%左右,但效果显著,缓蚀剂根据存在状态可分为液态缓蚀剂、气态缓蚀剂、固态缓蚀剂。免费论文,腐蚀控制。。
(5)金属表面转化。金属表面转化是用化学和电化学的方法将金属表面进行氧化、磷化、钝化转化等,在金属表面形成一层保护层,隔离金属基体与腐蚀介质,以减缓金属的腐蚀。
参考文献
1、张清学、吕今强主编,腐蚀施工管理及施工技术.北京:化学工业出版社,2005
2、吴涛主编,施工项目经理工作手册.北京:地震出版社,1999
3、胡士信主编,阴极保护工程手册.北京:化学工业出版社
关键词:港口航标配布;视觉航标;灯塔灯桩的设计
0.引言
自古以来沿海地区就因港而兴,因港而荣。2011年1月,国务院批复了《山东半岛蓝色经济区发展规划》,趁着建设山东半岛蓝色经济区和胶东半岛高端产业聚集区两大战略机遇的东风,以发展特色港口经济为突破口,港口基础设施建设速度加快,与港口关联紧密的大型临港工业得到了大力发展。船舶制造业是山东半岛蓝色经济区建设重点项目,关乎产业结构调整和优化升级等重点工作。
蓬莱中柏京鲁船业有限公司位于山东蓬莱西城临港工业区,是以船舶制造为主营业务并兼顾海洋工程制造业务的大型企业,是山东省船舶工业“十二五”发展规划确定的重点造船企业,也是山东省、烟台市确定的重点建设项目。 正在筹建京鲁船业舾装码头重大项目工程,分为一期工程、二期工程,一期工程已建泊位5个,二期工程拟建泊位8个。根据国家规范和标准,拟在舾装码头配布3座码头灯桩。
1.灯塔、灯桩配布的意义和原则
近岸水域地形特征表现为:岸线形状不规则,水深较浅且空间及时间上的变化大,碍航物较多,可航水域弯曲等。船舶在近岸水域上航行、操纵受到岸形、水深、碍航物、航路自然状态的制约。港口水域一般包括港池或停泊区、各类锚地、进出口水道、调头区等,由于它是船舶航行的出发地、目的地和中转地,故港口及其附近水域的船舶密度最大,交通最拥挤并容易出现交通阻塞甚至交通事故。港口水域是船舶运输的终端,也是水陆交通运输的枢纽,是近岸水域中的特殊水域,所以,港通管理是船舶交通管理中优先考虑的内容,港口航标的助航作用更是重中之重。近岸水域上,尤其是港口及进港航道上,多设有各种视觉航标(如灯塔、灯桩、灯浮标等)。
航标配布是一项技术性很强的技术工作,它必须经过图上分析、实地勘测、图上作业、试航检验等基本过程。在港口水域,航标配布的基本原则如下:
(1)根据航道条件与运输需要,通过技术经济论证,合理确定航标的配布类别。
(2)航标配布应注意岸标与浮标的之间有效结合,务使每一标志发挥最大作用。由于岸标作用可靠,受自然界影响所导致失常的因素远较浮标少,因此应注意发挥岸标的作用。
(3)航标的配布和选型要合理、可靠、经济,满足船舶航行安全的要求,并有利于航标人员的管理维修等等。
航标的总体配布设计内容主要有以下两项:
(1)航标配布的位置
(2)航标的种类及其有效的助航性能
2.灯塔、灯桩设计配布的决定因素
灯塔、灯桩设计配布需综合考虑航道的基本特征,如航道的走向、宽窄、等级、航道的水深及航道周边的环境状况,对应地提出灯塔、灯桩的主要设计要求,如建造位置、建设高度、颜色设置与灯具选择等。从建筑角度理解,只要满足通信导航专业对灯塔、灯桩提出的最基本要求,其它的就可以结合实际自由发挥了,通常最基本的要求是满足安放相关通讯导航设备以及形状、高度、颜色等符合其专业规范。
(1)位置
根据港口码头泊位与航道的相对位置合理选择灯塔、灯桩的位置,必须使灯塔、灯桩醒目、容易察看。具置的选择需考虑以下几点:
第一需了解灯塔、灯桩的覆盖范围及就近的水、陆域地形高程及周围障碍物;
第二附近有无树林及高大建构筑物对灯塔、灯桩的视觉通廊造成影响;
第三背景是否纯净,是否有利于凸显塔身。
因此灯塔、灯桩较适宜的位置一般为山岬、悬崖边,不宜位于码头后方陆域,以免占用有限且宝贵的码头堆场资源和被装载机械碰撞,同时,应选择若干位置进行综合比较选择最佳地点。
(2)高度
由于地球表面为一曲面,故灯塔、灯桩塔身必须具有充分的高度,并在顶部装设灯具等发光设备,以便使远距离的船舶容易察见,在高度设计过程中,结合专业的要求进行相关计算,如合理的视距范围、设计船型的眼高、垂直张角与灵敏度等,通过专业的公式计算且符合规范规定就可以计算出灯塔、灯桩的合理高度。
(3)颜色及灯质
颜色在通导的国家标准中亦有明确规定,总的可分为单一色以及两种颜色相间两种模式,两种颜色又分为横带相间和竖条相间。左侧、右侧、专用、东南西北等方位均有一一对应的颜色规定,航海人员均比较熟悉。颜色是白天才能看到的,夜间则主要依靠灯器的灯光性质,即灯质:它包含三个因素即灯光颜色、节奏和周期,颜色有红色、绿色、黄色;节奏就是指灯光周期性明暗变化的规律;周期是指有节奏的灯光自开始到以同样的节奏重复时所经历的时间间隔。
(4)外部环境因素影响
灯塔、灯桩外部影响因素比较多,从大的方面来说可分为自然环境因素和人文环境因素。自然环境因素如气温、降水、风雾、雷电等气象条件;波浪、潮汐、潮水、潮流等水文条件;地形、地貌、地震等地质条件。人文环境如工程地点所属城市的地理区位、历史文化、结构类型及当今城市的性质与发展方向等。
(5)环境协调性
所谓环境协调是指具体分析项目建设用地及周边相关范围内环境对设计的影响以及灯塔、灯桩建成后对周围环境的反影响,在这种影响与反影响之间寻求一种均衡的协调关系,协调四周一定范围之内的人工建筑、人文环境以及自然环境等。
(6)结构设计
灯塔、灯桩的常用结构形式可分为钢筋混凝土结构和钢结构两大类。钢筋混凝土结构抗腐蚀性较强,结构寿命长,维护保养相对简单,投入少,防盗措施容易设置,缺点是施工相对麻烦。钢结构施工较容易,造价适宜,但防腐蚀工作量大,1~2年需要油漆一次,维护费用较大。随着社会的发展,经济实力的提高,现在建设的灯塔、灯桩筒壁采用200-250厚钢筋混凝土剪力墙结构。
灯塔、灯桩的电气设计主要包括建筑物供电、环保和防雷等几个主要部分。
供电电源有条件采用市电时就尽量采用,不具备市电条件的一般采用柴油发电机自行发电,现在较多的是采用太阳能、蓄电池的方式供电。
环保一般是采用绿色能源智能控制系统,光源采用LED等新型光源。
灯塔、灯桩所处区域往往比较空旷,灯塔、灯桩就是此区域高耸、孤立的建筑物,也是雷击的高危目标,因此灯塔、灯桩的防雷设计就较一般建筑物不同,需特别对待。
3.蓬莱中柏京鲁船业舾装码头灯桩设计、配布实例
根据灯塔、灯桩的功能作用分析,灯桩更适合于本案例,被设置于航道附近港口、防波堤处,灯光射程一般小于15海里,用于标识初见陆地的位置或作为导标的一部分;标识航道或航道附近的碍航物及危险物;标识航道或可航水道的侧面界限。
(1)配布原则:
进港航道公用栾家口作业区航道,航道标识清晰,进港航道与回旋水域无需配布灯浮标。
舾装码头泊位较多,为了保障船舶安全靠离泊位,需在重要泊位点配布灯桩。
考虑到舾装码头作业粉尘较大,采用维护周期长、视觉效果好的材料制作灯桩桩身。
(2)灯桩位置
为了清晰地标识重要的泊位位置,保障船舶安全靠离泊位,在一期工程西突堤码头北端配布灯桩1座,在二期工程1#泊位西端配布南码头灯桩和5#泊位西端配布北码头灯桩1座。
效果下图所示:
(3)灯桩设计:
高度:根据灯桩设计规范,灯桩高度一般为3m~3.5m,其灯光射程小于15n mile时其灯高可按公式H=0.29βD(H—灯桩的灯高(m),β—船舶观察灯桩的垂直角,D—灯桩的作用距离)计算。
据上式,西突堤码头灯桩、南码头灯桩取垂直角3’,灯光射程6海里,计算灯光焦面在平均大潮面以上的高度为9.7米。鉴于码头顶部标高2m,码头灯桩桩身高度取8m。北码头灯桩灯光射程为8海里,计算灯光焦面在平均大潮面以上的高度为12.9m。鉴于码头顶面标高2m,码头灯桩桩身高度取10.0m。
结构:桩基为钢筋混凝土;桩身为超高分子量聚乙烯钢管结构,直径1.0m,外设爬梯,抗风强度为50m/s,桩身颜色西突堤码头灯桩为黑白相间的横条,南码头灯桩为红色,北码头灯桩为红白相间横条;桩顶设不锈钢围栏和避雷针。安装完好的灯桩垂直误差小于10。
灯器及灯质:码头灯桩采用LED灯器,功率为12v20w;西突堤码头灯桩灯质为快闪红,南码头灯桩灯质为定红,北码头灯桩灯质为等明暗红4s。
供电:灯器采用市电供电,桩身内置DUPS-14VDC不间断电源柜,蓄电池容量200AH,220VAC接入不间断电源柜,再由电源柜提供12VDC电源供给灯器。
码头建设工程尚未完全完成,当前仅完成西突堤码头灯桩和北码头灯桩的配布。灯桩图片如下图所示:
4.结束语
“十二五”期间是航标发展的重要战略机遇期,航标建设规范化、科技信息化是航标发展的动力与源泉。由于视觉航标特有的直观性,在未来10至15年内,视觉航标仍将是港口和操纵自由度受限制水域的基本助航手段。本文以蓬莱中柏京鲁船业舾装码头航标灯桩为实例研究了港口灯塔灯桩的的设计和配布,并且得出中柏京鲁船业舾装码头灯桩设计配布合理,合乎规范。
由于本人在蓬莱航标管理站工作,水平和能力有限,文中难免有不妥之处,敬请各位领导、专家指正,也欢迎大家针对视觉航标的配布和设计多提宝贵建议,帮助我们进一步提高完善,在航标管理中发挥更大的作用。
参考文献:
[1]刘君《浅析港口水域的航标管理》中国水运2010年7月.
[2]郭建国《港口水域航标配布的综合评判》大连海事大学硕士学位论文2000.
【关键词】预应力;箱梁结构;施工;质量;管理;施工工艺
中图分类号: TU201.2 文献标识码: A 文章编号:
一.前言:
随着我国的经济建设的发展,公路建筑已向着多层面、多角度 、多源化的发展目标大规模的发展,以适应现阶段和今后公路发展的需要。在公路建设过程中,各类桥梁所用的预应力箱梁技术非常普遍,其施工质量也越来越被工程技术人员所重视,现从自身工作出发,对预应力箱梁结构施工质量管理进行系统的分析和论述。
二.预应力箱梁结构的施工工艺
1.在预应力箱梁技术的应用施工中,一般都是以桥梁施工为主,在工程前期,由于施工面积相对较大,施工工序较多,施工工艺也比较复杂,且从施工时间上也存在着周期时间较长的特点,这就要求在施工中要保证其施工质量。现浇预应力箱梁施工时还涉及支架的搭设,搭设支架时主要是通过实地测量放样来确定支架的具置的,并且要检验所有的配构件是否合格,合格方可对配构件进行使用。在支架的搭设上,应按着施工方案的顺序进行搭设,一般是按顺序进行,或从中间向两端施工,但是绝对不能从两侧向中间推进,这样的施工极容易造成推进到中间的时候无法合拢。施工过程中还要特别注意载构件的垂直角度和准确度,以及牢固性、稳定性,在支架完成以后,必须要进行整体的验收并预压,来确保支架的安全可靠。
2.预应力箱梁的底板及混凝土施工
在箱梁预应力底板安装过程中,支架、模板、地基在施工处理时要注意到沉降的问题,可以通过顶托进行调节,解决沉降导致的后果。还要根据实地测量的数据做好底模的标高和具置,并控制底模的平整度。钢筋混凝土在施工时还要考虑到混凝土在施工中的受载情况,并进行每日必不可少的观测。并且有固定的观测点,除对观测点进行测量以外还要检查支架的状况,以及模板对地面所受压的变化与记录,整理好记录资料,以备整休沉降时为其提供计算资料,并为荷载提供理论依据。在钢筋混凝土的施工过程中,还要按着顺序进行施工,尤其在钢筋混凝土的第二次浇注过程中,应注意钢筋骨架的固定以及支撑。混凝土在施工过程中,其两次浇注的时间间隔不能超过五天,一定要注意混凝土施工的连续性。现浇箱梁钢绞线比较长,预应力施工时一般采用先穿束的顺序进行施工,而且,波纹管的安装必须要牢靠、稳固,在混凝土的施工时,保证振捣过程中波纹管不会偏离或失位。多跨连续预应力箱梁顺桥方向的波纹管,应该设置压浆排气管,一般情况下,在每跨竖向的顶部引出混凝土面压浆排气管,并且其设置应牢固而且不易引起波纹管漏浆,在编束中还要理顺绑扎牢固,防止互相缠绕,在穿束后,钢束应该能在管道内自由地滑动,如果不能保证其正常进行,则应查明其原因。
三.预应力箱梁结构的施工质量管理
1.箱梁模板及钢筋的质量管理
在施工过程中,预应力箱梁结构的模板安装,对箱梁的底板和腹板必须进行筛选,目的是为了保证质量。在外模的施工安装中,应着重检查底板及腹板的绑扎,管线在完成后要配合吊车完成安装施工,整个施工过程中,要有专业的人员进行指挥协调,避免因人为原因造成施工有误,坚决杜绝安全事故的发生。在施工中,对于钢筋的质量要合乎要求,首先根据施工工程的要求和相关规定,对钢筋的型号、数量、规格等项指标要达到要求,对于检验不合格的钢筋,坚决不用或更换掉。在钢筋的保管过程中,还要做好钢筋的防锈、防腐蚀工作,一旦发生腐蚀或锈迹,视情况的轻重而定,对于严重腐蚀的钢筋,对钢筋强度和硬度产生影响的时候,坚决予以更换。对于不影响钢筋使用的腐蚀和锈迹,使用时要清除钢筋表面的锈迹,并且使钢筋平直且无弯曲,以保证其在施工过程中不影响施工质量。在拼装时按结构图纸,对样本进行放大,先将受力、架立钢筋固定到位,然后套上箍筋,先绑扎成骨架,最后完成各点的绑扎,在绑扎过程中,必须按照顺序进行,避免造成错绑漏绑现象,也防止了钢筋穿不进去的现象。
2.混凝土浇注的质量管理
在混凝土施工中,在混凝土浇注前要把钢绞线穿入到波纹管里,在对混凝土进行浇注的过程中检查波纹管,避免管内掺入杂质或渗入浆液,在浇注时,底板和腹板同时进行混凝土的浇注,要从腹板的顶端及钢筋的外部进行浇注,在整体浇注完工后进行封底,最后在进行腹板和顶板的浇注,混凝土在浇注过程中要呈递进式施工,腹板混凝土分层坡在达到八米以后,再继续向前浇注八到十米左右,这样的目的,是为了保证浇注施工的质量达标。
混凝土在振捣时可以采用附着式振动器和插入式振动器。在混凝土施工段,插入式振动器难以工作的地方,需要用到附着式振动器进行振捣操作。使用插入式振动器时,其移动间距不能大于一定距离,即每次插入到下层混凝土的深度以五到十厘米为宜。并且,振捣时要将卡在骨架上的混凝土通过振捣,使混凝从骨架上清理出去,这也避免了后灌入的混凝土中间架空。附着式振动器的使用需要有专业人员操作,每振一点的累积振动时间以不超过二十五秒为宜,为了使混凝土内部不出现沉落气泡,在振动时以表面有浮浆为标准。在振捣操作过程中,特别要注意的是禁止振捣棒碰撞上波纹管道,以防波纹管破裂或出现穿洞漏浆。
为了保证混凝土的浇注质量,施工后的混凝土养护也是必不可少的。混凝土的养护关系到后期的强度和整个工程施工质量,在完成浇注施工以后还要对混凝土进行必要的养护,在养护过程中,对成形的模板进行土工布或其它片状物的覆盖,一般养护期应保持在七天左右为宜,同时还要注意气温的变化,在气温高于十摄氏度时要适度洒水进行保养,用以保持混凝土表面的湿润。
3.预应力张力的质量管理
预应力在张拉的过程中,钢绞线的伸长值和理论值之间稍有误差,其误差值不应超出百分之六,如果大于百分之六,则应测试钢绞线的实际弹性模量,重新验算理论伸长值,并且还要重新配套校验千斤顶与油压表的读数,条件允许的情况下,还应测试钢绞线束和波纹管内壁的实际摩擦阻值。在张拉后的锚固时如果发生滑丝现象,就应当将钢绞线放松,分析原因以后,进行整改或采取措施以后再重新进行张拉锚固。如在张拉过程中发生断丝的现象,还要检查断丝总数,若每孔断丝数未超过一根,且在同一个截面上断丝的总数没有超过总钢丝数的百分之三时,是可以被允许的。在箱梁内壁,常常会出现露筋的现象,造成这种现象的主要原因还是内模移位,为避免因为振捣混凝土而引起内模上浮或左右错位,必须使内模定位钢筋和底板结构筋焊接的牢固。预应力施工时钢绞线的理论伸长值应按照规范规定的计算公式来计算,并且,钢绞线在使用时,由于其特性是成束状结构,而实际上同束的各根长度是不同的,所以会存在参差不齐和应力不均的现象,弹性模量就应该是一个离散的变量,它的理论伸长值和实测伸长值相差较大的原因是:预应力筋在混凝土浇筑以前放入管道,一旦管道出现了漏浆现象,就会导致预应力损失偏大,实测过程中伸长量则偏小;如果锚固端过松,其伸长值增大;如果管道没有被牢固固定的情况下,致使管道变形、位置不准,会造成预应力损失过大或者过小。因此,预应力张力的质量管理相对于预应力箱梁的施工方面,有着十分重要的作用。
四.结束语
本文从预应力箱梁结构的施工工艺方面、预应力箱梁结构的施工质量管理两方面,进行了阐述,具有一定的现实意义。在此施工过程中,施工人员要不断的提高自身综合素质,保证工程质量。
参考文献:
[1]施岚青;国振喜《简明混凝土结构设计手册》2003
[2]刘效尧;朱新实《预应力技术及材料设备》2002
【关键字】:压型彩钢板 严寒地区 应用 防治
中图分类号:TU511.3+5 文献标识码:A 文章编号:
压型彩钢板的组成及使用要求
压型彩钢板是薄板经过冷压或者冷轧而成型的钢材,它应用的板材种类非常多,包括不锈钢板、镀铝锌板、铝镁合金板、钛合金板等。由于压型彩钢板的结构特性,它具有造型美、强度高、价格低、质量轻、建造周期短等优点,在工程建设中受到青睐,成为围护结构、楼板等建筑物的重要建筑材料。压型彩钢板一般采用烤漆工艺进行处理,可以根据不同的建筑要求涂装你不同的颜色。根据不同的功能要求,压型彩钢板也有不同的分类,常见的分类有波形、双曲波形、V型等。压型彩钢板的制作样式有很多种类,可以根据所要使用的要求制成各种形状。屋面和墙面的建筑中常用板厚为0.4~1.6毫米的压型彩钢板,承重楼板和筒仓的建筑中常用板厚为2~3毫米及以上厚度的压型彩钢板。
压型彩钢板的用途十分广泛,可以用作内外装饰材料,也可用作民用住宅楼的楼面结构。但是压型彩钢板最重要的用途还是在于厂房或者展览馆、火车站等公用建筑。压型彩钢板的外形美观、设计合理、安装操作简便,因而具有很高的实用性、经济性与市场占有率。
由于建筑材料的使用对环境有一定的要求,所以在不同的地理环境条件下,压型彩钢板的使用寿命也有所不同。压型彩钢板由于板件的剥膜效应,只要其整体不发生较大规模的损坏,它的使用能力就不会丧失。因而压型彩钢板的设计允许一定范围内的局部屈曲,在使用上更加灵活。
在北方地区,冬季漫长并且寒冷,在这种较为严峻的条件之下,对于建筑材料的使用有更加严格的要求。在严寒或者寒冷地区,当地的建筑必须采取节能措施,在保证室内热环境质量的前提下,建筑设备的能耗必须控制在一定的范围之内。压型彩钢板的连接时其建造厂房及其他建筑的主控项目。若压型彩钢板的保温工作没有做好,那么在冬季将会呈现外部彩钢板结冰而内部的彩钢板结霜的情况,这关乎建筑物的使用寿命以及使用效果。同时,建筑材料必须适应严寒地区密封性、漏水性以及冷凝水的要求。应对这些问题,我们在论文中进行了相信的分析以及应对对策。
压型彩钢板使用中的密封问题及对策
压型彩钢板进行屋面施工的主要过程为:檀条安装屋面底层板安装钢丝网、防潮贴面及保温棉安装上层板固定支座安装屋面上层板安装。
在檀条的安装中,采取由屋面低处向屋面中心施工的方式,这是整个屋面系统的基础,也是使用压型彩钢板建造厂房的基本工序。屋面底层板的安装包括铺设板材、板材安装连接节点的处理。将已经选定的下层板根据版图提升至檀条的上端再进行固定,才连接点处理问题上采取螺钉方式,这样能够更好地保证厂房的气密性,这是防治厂房内部的水蒸气进入保温层的有效措施。在钢丝网、防潮贴面及保温棉安装中,有几点注意事项:一是在铺设上层的保温棉时,要事先在屋面固定位置开口将固定座穿入;二是要等到保温棉充分回弹到自身尺寸时在进行测量,这样可以保证测量的准确度;三是要实现保温棉与屋面板的平行施工,这样做是为了保证进行厂房的建设时尽可能地减少受外界环境的影响。在上层板固定支座安装中,首先要进行测量放线,其次要进行固定座的安装,最后需要检查安装质量并进行修正,实现此工艺的要点是屋面板固定支座需要首先铸造成型一个整体,并且在支座安装时,底部应当安放绝缘垫,从而有效降低“冷桥”效应带来的影响。在屋面上层板安装中,所遵照的工艺流程是:堆放就位(堆放时为了保护钢板的表面,应当在其下放置好垫块)安装固定(在这一步中,我们应当抑制室内外温差的传递速度,防止“冷桥”效应的产生)屋板面的现场施工(这是上层板固定支座安装种最重要的一步)检验及调整(需要检验板材与固定座是否完全连锁并调整屋板面的平行度,最后要咬口固定)。
密封性的问题时压型彩钢板使用过程中非常重要的一部分,通过以上工艺可以良好地解决这一问题。
压型彩钢板使用中的房屋漏水问题及对策
目前我国大部分压型彩钢板屋经过调研发现存在漏水严重的问题,尤其是在南方地区,漏水主要集中在雅兴板搭接、屋面采光带、水泥墙面相连等部位。
彩钢板屋面漏水主要原因是由于材料自身的特性而引发的漏水。众所周知的,金属的导热系数是比较大的,当外界环境的温度发生较大的变化时,彩钢容易收缩变形,在接口处产生较大的位移,从而使其物理性质发生改变,也就是人们常说的热胀冷缩,这样就容易发生漏水的现象。这种问题在严寒地区发生地尤为严重,也是我们在使用钢材作为建筑材料时不得不去考虑的。其次是因为房屋结构设计或者板型缺陷而引发的漏水。在如今越来越激烈的市场竞争中,施工方为了追求降低造价,节省原料,在结构设计师,减小房屋坡度,产生积水、漏水现象。还有就是目前在我国轻钢结构设计时,并未考虑地区气候差异而采用不同的防水措施,例如在南方梅雨环境下的防水措施以及沿海地区季台风环境下的防水措施,有其各自的结构特点,要选用适合本地区的防水材料,这也是产生漏水的原因之一。总之产生彩钢板房屋漏水的原因还有很多,这里就不一一列举了。那么对于压型彩钢板房屋在严寒地区的漏水问题,我们应当采取以下的措施予以解决:
首先我们应该进行合理的结构设计,综合考虑造价,屋顶坡度,板型等多种因素,求得最佳的方案,这是解决这一问题的首要关键。除了考虑结构设计之外,我们就还要充分考虑建筑物所在地区的气候特点,采用合适的防水措施以及材料。其次由于金属屋面材料的特性,我们可以借鉴国外的先进经验,选用适合金属屋面的防水材料,比如说采用有较高粘结强度、好的追随性以及耐候性极佳的材料做粘结带。彩钢板钢结构房屋脊部位漏水,我们应该把屋脊盖板做宽些,另外坡度找大点;或者搭接处敷设胶泥或硅胶。这些都是解决压型彩钢板在房屋漏水问题上的有效据举措。
压型彩钢板使用中的冬季冷凝水问题及对策
在使用压型彩钢板建造建造厂房时,必须要考虑到车间内外部环境的影响。气温、温度、湿度以及地理条件都是所要考虑的因素。为了解决这一问题,在寒冷地区使用压型彩钢板时,应当采取双层保温棉,并且加强防腐蚀工作。在冬季,由于室内外温差较大,极易产生冷凝水,尤其是在车间的四角部位,因为室内热空气沿缝隙与外界板面进行相遇,所以在这些部位冷凝水最为严重。另外,在钢天沟下部也存在点状分布的冷凝水,这也是由于热空气遇冷形成的。
为了解决这一问题,我们必须要采取相应的措施。应对第一种原因产生的冷凝水,我们可以在下层板之间的缝隙处采用中性的硅酮密封胶进行密封。应对第二种原因产生的冷凝水,我们采取闭泡塑胶填实的方法,并且用角钢托举。压型彩钢板必须是屋面梁安装完成之后以及外墙基层验收合格后进行。经过生产实践,我们采取的措施的确起到了一定的防治效果。但是单纯靠堵的方式,不能够从根本上解决这一问题,我们还需要再生产工艺上进行提升。通过综合措施的防治,才能更好地解决问题。
压型彩钢板使用的建议
彩钢板长用于建筑物的墙面以及屋面,具有装饰性强、成型灵活、施工速度快、外形美观、重量轻、易于工业化、商品化生产等优点。但其也有需要注意的地方。
在安装压型板的时候,测量屋面沿长度、坡度方向的尺寸,以山墙面为基准,定出屋脊中心线,并以该线长度方向的伸缩缝处垂直线作为基准线,从基准线向山墙的方向每隔7一段距离划出记号,按此方向将整个屋面长度方向均匀度量。 墙面板、山墙包角及墙梁应采用M6 自钻螺丝连接,山墙檐口包角处还应该采用泡沫塑料外封头。挡风板、波形板与泛水搭接波峰处最好用连接螺栓固定。 墙角开口部位的泛水板应安装在内侧,并用M6 自钻螺丝将墙面板、泛水板一起紧固在墙筋上。将建筑密封膏涂敷在泛水板间的接缝处,墙面上外露的螺栓均满涂防锈漆或密封膏。此外还需要注意防火措施采用防火性能比较好的岩棉作为芯材。在搭建过程中,芯材要远离电焊、气焊等明火作业在使用过程中,一些热源、火源不要紧挨着钢板。要保持一定的距离。电线、电缆最好不要从芯材中穿过,如果需要穿过,应该加保护套管,彩钢板房至少应保持6米的安全距离
综上所述,压型彩钢板的质量对维护工程的防水效果以及耐久性有着非常重大的影响,合理地使用压型彩钢板可以建造效果十分优良的建筑。我国目前的工业项目对于钢结构厂房的需求不断增加,而压型彩钢板因为它优良的质地受到广泛的青睐,必将成为新型建筑材料的佼佼者。
【参考文献】:
[1]傅丰.钢结构屋面漏水原因分析及解决办法 [J]. 中国建筑金属结构. 2004(5)
[2]宿明彬,周怀松.关于轻钢建筑屋面系统温度变化率动影响的探讨 [J]. 建筑钢结构进展. 2001,3(1)
[3]李延虎,刘永.钢结构建筑屋面、墙面压型彩板工程的施工方法和注意要点 [J].科技信息. 2009(1)