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北京拋丸機 京滬高鐵橋面拋丸工藝

文章出處:原創 編輯:拋丸機發表時間:2015-4-21 11:03:40 瀏覽人數:686,1,0
摘要:介紹了基層拋丸處理設備及施工工藝,闡述了高鐵混凝土橋梁橋面基層處理選用拋丸設備的考慮因素,并對北京京滬高鐵混凝土橋梁橋面防水基層處理的要求和采用的拋丸處理工藝作了介紹。

1、基層處理的概念:
   基層處理指的是使用特定的工具對基層表面進行處理,使其達到一定的清潔度和粗糙度,并對其缺陷進行有效的修補,為下一步涂裝和鋪裝層施工提供優良基層,以充分保證和提高表面涂裝層性能發揮的工藝方法?;惚礱嫻那慷?、粗糙程度以及清潔程度是影響表面涂裝層同基層的附著性和抗剪切性能的關鍵,基層表面的處理是所有涂裝層施工工藝中的第一步;基層處理質量的好壞,不但決定防水或防腐涂層短期的性能能否得到最大的發揮,也決定了涂層的長期性能是否能夠得到保證。
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2、拋丸處理及設備介紹:
2.1、拋丸處理的原理:
   拋丸是指通過機械的方法把鋼丸以很高的速度和特定的角度拋射到工作表面上,讓鋼丸高速沖擊工作表面,形成捶擊效應,達到清理工作表面上的雜質、附著物等的一種表面處理方法(圖1)。打擊過表面的鋼丸在配套吸塵設備產生的負壓和本身撞擊的反彈作用下,和雜質一起回到機器自身的分離系統,并將雜質和可以回收使用的鋼丸自動分離并分別回收。
圖1 拋丸處理工藝
圖1 拋丸處理工藝

2.2、拋丸工藝的影響因素及特點:
   拋丸的效果和效率同設備的設計有關,例如設備功率的大小、拋頭的直徑和轉速等,都決定了丸料的沖擊速度;設備行走速度的調節、丸料的流量大小,決定了單位面積單位時間內基面被丸料打擊的密度;丸料的直徑,影響了拋打的強度;基層的硬度和致密度直接反饋了耐拋打的能力。拋丸工藝參數調節對拋丸效果的影響見表1。從圖 2 所示的拋丸處理效果來看,拋丸具有以下特點:1)處理后表面粗糙均勻,不會破壞原基面結構和平整度;2)完全去除浮漿和起砂;3)露出骨料,但不會造成骨料松動和破壞;4)一次性施工,不需要清理,無環境污染;5)提前暴露混凝土缺陷;6)增強防水涂層的附著力并一定程度上提高防水涂層的滲透效果。
表1 拋丸工藝參數調節對拋丸效果的影響
圖2 經過拋丸處理的鐵路橋梁橋面
圖2 經過拋丸處理的鐵路橋梁橋面

2.3、拋丸處理中的常見問題:
   圖 3 中列舉了 3 種在拋丸施工過程中常見的問題。左:拋丸不均,因設備定向套調整不當或拋頭過度磨損造成;中:未完全清理表面,因設備參數設置不當,如丸流量過低或行走速度過快造成;右:漏拋,因操作不當造成。
圖3 拋丸處理中的常見問題
圖3 拋丸處理中的常見問題

2.4、常用拋丸設備介紹:
   手扶自動行走移動式拋丸設備是目前最常見的混凝土基面拋丸處理設備(圖 4),其組成包括:拋丸
圖4 典型的拋丸處理設備

主機,配套吸塵器,吸塵連接管,輔助工具和設備(包括發電機、磁掃和吸塵管拖拍)。

2.5、北京拋丸機公司拋丸設備的發展與應用

1977—1980 年間,BLASTRAC 首先發明和制造了單電機驅動單拋頭的移動式拋丸設備。20 世紀 80 年代初至 90 年代中期,佰銳泰克公司開始研制寬度更大的拋丸設備,采用單電機驅動雙拋頭的技術,但后來發現此類設計存在以下缺點:1)啟動電流大,對電源穩定性等要求高;如配備發動機,其功率要求大,對發動機工作狀態要求高;運行成本高。2)無法實現雙拋頭狀態監控。3)拋頭同向旋轉,拋打重疊不均,傳動部分受力不均,單側損壞快。4)電機功率傳動損失大,噪音大。
   本世紀初北京拋丸機推出經過重新設計的雙電機雙拋頭對向拋丸技術,例如 2-20DT 型和 2-30DS 型,克服了以前 1-20D 型產品的缺點,使得設備的寬度和動力匹配更加完善,設備的外形尺寸也更加緊湊,操作上更方便。特別值得一提的是,2-20DT 型產品自進入國內市場以來,根據國內工程特點和用戶反饋,機型的修改達10 處以上,更趨于適合國內工程施工的特點;選用 50~75 kW 型發電機就可以保障其正常運行,功率損失小,效率高。至今,佰銳泰克公司在中國開展業務已經 10 年,上海售后服務中心開辦 6 年,用戶超過 100 家; 設備擁有量達 300 多臺。2-20DT 型產品在中國超過 130 臺,自 2007 年起,平均每年處理的公路橋梁面積超過 500 萬 m2。

3、高速鐵路橋梁橋面選用拋丸設備的考慮:
   高速鐵路施工具有工期短、施工強度大、難度高的特點,應該綜合考慮設備的質量和成本因素。
   1)設備的設計施工能力、材質等是保障施工質量的基本要素?;媧硎撬瀉笮┕さ牡諞壞攔ば?,在確定了基本的處理效率等要求后,首先考慮的是設備的可靠性,以保證其可以按照計劃實施施工。拋丸設備施工中要經受丸料的沖擊,因此機身材料的質量需得到保證;拋丸設備自身的焊接工藝要可靠;主要外購部件(如電機)需和電氣控制相匹配。
   2)可靠的電氣控制是設備的靈魂。電控系統應帶有欠電壓、過載、過流、過熱、缺相、漏電等多重?;?,并具備故障指示和提醒功能。
   3)全面的系統設計才能保障設備可靠運行。拋丸設備的使用,不僅僅是主機的工作狀態良好就能夠保障的,吸塵器、電氣控制等任何一個環節出現問題,都會影響到拋丸的效果、效率以及?;氖奔淶?。
   4)設備供應商運營的穩定性和服務的持續性是設備長期運營的保障。
   5)中國的高速鐵路建設僅僅是個開始,設備使用的周期長以及設備使用過程中穩定、可控、可預估的操作成本,是有效進行投資回收的保障。

4、京滬高鐵對混凝土橋梁橋面基層處理的要求:
    京滬線路由北京南站至上海虹橋站,全長1318公里,縱貫北京、天津、上海三大直轄市和冀魯皖蘇四省,連接環渤海和長江三角洲兩大經濟區。總投資約2209億元,設23個車站?;∩枋┥杓撲俁任?80公里/小時,目前運營速度降低為300公里/小時。北京到上海的G1最快只需4時48分。
   《京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術條件》中對橋面防水基層處理作出了如下的規定:
1)橋面板質量應滿足《客運專線鐵路橋涵工程施工質量驗收暫行標準》或設計要求。
2)橋面平整、清潔、干燥,不得有空鼓、松動、蜂窩麻面、浮碴、浮土、脫模劑和油污;表面強度達到規定要求。
3)橋面平整度符合設計要求,粗糙度符合相關標準規定。
4)基層處理設備應為拋丸設備,局部可以使用角磨機。
5)在底涂施工前應對混凝土表面進行處理,去除混凝土基層表面浮漿、松散顆粒、油污以及其他污染物,應保持混凝土表面清潔、干燥、平整度以及表面粗糙度應達到相關要求。
   《京滬高速鐵路橋梁混凝土橋面噴涂聚脲防水層暫行技術條件》基層處理要求中還規定了混凝土表面粗糙度等級,并要求采用對比模板進行對比驗收。
北京拋丸機 京滬高鐵橋面拋丸工藝
5、京滬高鐵混凝土橋面基層處理工藝:
5.1、梁面平整度的要求:
   平整度:用 4 m 長靠尺檢查,空隙只允許平緩變化,且不大于 3 mm。梁面平整度打磨過程見圖 5。
圖5 梁面平整度打磨
5.2、拋丸設備選配:
   發電機: 2-20DT 型產品,配套 75 kW以上發電機;佰銳泰克 1-10DS 型產品,配套 50 kW以上發電機。
   鋼丸:選用符合國標的 S330 或 S390 鋼丸,按3 000 kg/10 萬 m2 備貨。
   輔材和輔助工具:必要的一定數量的易損件;磁掃和托盤。

5.3、施工流程:
   拋丸施工流程見圖 6。拋丸設備調試過程中,需根據梁面的情況,確定最佳的丸料規格,并按照驗收標準試拋,確定最佳的丸料流量和設備行走速度。
圖6 拋丸施工流程
5.4、拋丸施工:
   拋丸施工前,清理和檢查基面,除去鋼筋頭和小石子等異物。拋丸施工分 2 個階段(見圖 7),第 1 階段是對軌道板下方(梁面)進行拋丸處理(圖7 左),完工后進行聚脲噴涂防水施工;第 2階段是對軌道板鋪好后的中間部分進行拋丸施工(圖7 右),完工后也需進行聚脲噴涂防水施工。施工中,碰到拋丸死角,需使用手持角磨機進行處理。
圖7 梁面拋丸處理
圖7 梁面拋丸處理

5.5、梁面的缺陷處理:
經過拋丸后的梁面,會充分暴露混凝土澆筑過程產生的缺陷,例如冷縮裂紋、氣孔等,同時拋丸也會將強度不夠的修補材料打掉,因此拋丸后須對梁面出現的所有缺陷進行修補。

6、結語:
   2009 年,北京京滬高鐵聚脲防水層施工全面采用拋丸設備進行基面處理。今天,移動式拋丸設備不但應用在公路、高鐵的橋面防水基面處理上,在公路養護、罩面鋪裝、鋼箱梁橋面的涂裝和機場的養護等行業,移動式拋丸處理設備也正得到廣泛的應用。

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