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鋼橋施工之品質控管

鋼橋施工之品質控管   營建管理部 專案工程師 李天佐   摘 要 橋梁結構為公路系統中之重要環節,鋼橋因具材質均勻、耐震良好、施工迅速及低污染等優點,已為工程界廣泛採用;其不受拘束之多變造形與色彩,亦為各類工程建設中最具特色者。 鋼橋製裝品質之良窳,關係日後使用年限與安全;本文編撰目的即概要介紹鋼橋在工廠製作時期,重要階段之品質控管要項,以供同仁參考。 一、前言 近年來國內道路工程之橋梁採用各類型鋼結構者日益增多,而鋼橋製裝人才未能及時培育完成,無論是政府工程部門、民間顧問業者及營造廠商,普遍欠缺熟諳鋼構製裝之人員,導致執行鋼橋施工監督控管作業,時生力有未逮情況。筆者有鑒於此,特將調派營管部公路局東西向及西濱快速公路工程施工監造顧問計畫期間,為公路局工程司辦理鋼橋施工實務技術移轉講習之資料,擇要節錄於后,謹供同仁參閱,期能對相關工作有所助益。 由於篇幅有限,本文僅將鋼橋製作流程中重要品控檢查點作扼要介紹;又因本司同仁所參與之鋼橋製裝工程,多擔任品質監控工作,故講習資料之節錄原則即針對上項特性,偏重製造過程中,實施查驗工作之規定及要點綜理;至於製裝施工細節,因屬專業廠商工作,僅列舉大項而不作贅述。 二、鋼構製裝工程品質管理 2.1概述 鋼結構品管作業自構造物設計、施工圖繪製、材料採購檢驗、落樣裁切加工組合、電 焊整形塗裝、成品運輸以迄現場安裝,各步驟環環相扣,絲毫輕忽不得。品管工作是否落 實,影響整體安裝成敗、工期、成本控制及結構安全至鉅。 2.2施工作業流程及檢驗計畫 詳鋼橋施工作業流程及檢驗計畫表,表中重要品控檢查點以三角形符號標示。 2.3施工各階段之管制與檢驗要項 2.3.1施工前準備階段 (1)鋼構工廠選擇 (5)電焊人員資格檢定 (2)施工計畫書審核 (6)焊接程序檢定 (3)施工圖審核 (7)焊材使用計畫審核及試驗 (4)材料規格查驗 2.3.2 工廠製作階段 (1)落樣檢查 (5)整修作業檢查 (2)裁切加工檢查 (6)預裝檢測 (3)組合成形檢查 (7)表面處理及塗裝檢查 (4)電焊檢查 2.3.3現場安裝階段 (1)構件運輸查驗 (5)工地焊接檢查 (2)吊具查驗 (6)吊裝尺寸拱度檢測 (3)基礎錨栓查驗 (7)塗裝檢查 (4)工地螺栓接合檢測 三、施工前準備作業 3.1鋼構工廠選擇 3.1.1鋼構施工應選擇合適之鋼構工廠,以確保製裝品質。鋼構工廠之選擇係依據工程規模、困難度及施工工期,評估各鋼構廠之規模、資本額、設備、技術、人力、產量、實績及品管制度後,選定最合適之鋼構工廠;當然報價亦為參考重點。 3.1.2 工廠評估除紙上作業外,須至工廠實地調查,並作成記錄,以供最後評選之用。 3.2施工計畫書審核 施工計畫內容大致可分為鋼構廠組織設備、工廠製造計畫、現場安裝計畫、施工網圖及預定進度表等四大項,審核作業即據此逐項審查: 3.2.1 鋼構廠組織設備 (1)工廠概況:廠區面積及佈置、生產線安排、材料堆放地點規畫、生產能力估計及財務狀況。 (2)人員組織:參與本工程之人員組織表及施工經驗,內含管理、放樣、冷作、電焊、塗裝、品管及重機械操作等人員。 (3)機具設備:以自動化為主,其數量配置以能達到預定產量為度。 (4)購料計畫:鋼料可能來源、廠牌、採購進場時程及檢驗計畫。 (5)施工實績:以往完成類似工程之實例。 3.2.2 工廠製造計畫 (1)施工流程:製造及品管流程。 (2)施工方法:放樣畫線方式、裁切加工要點、組合方法程序 (3)電焊計畫:採用焊材種類、預熱及焊接方法、焊接程序、變形對策、焊道非破壞檢驗方式及位置、缺陷修補、合格焊工名冊。 (4)預裝作業:支撐位置安排、拱度檢測及精度檢查方式。 (5)剪力釘施作時機、方法及檢驗方式。 (6)塗裝作業:噴砂及油漆材料規格、施工及檢驗方法。 (7)成品堆置:成品編號、堆放地點與順序、出廠時程。 (8)各式品管表格。 3.2.3 現場安裝計畫 (1)安裝人員組織。 (2)運輸計畫:構件襯墊及包裝方式、運輸路線規畫、超長、超高、超寬構件處理、卸料及堆料場所佈置。 (3)吊裝系統:臨時支撐規畫,吊裝機具、吊索及臨時設備安排, (4)吊裝規畫:吊裝順序,拱度、精度控制及檢測方法。 (5)螺栓施工:螺栓鎖緊方法、塗裝方式、檢驗方法及防護措施。 (6)工地塗裝:施工架規畫、鎖緊順序及檢查方法。 (7)工地安全措施及管理。 (8)各式品管表格。 3.2.4 施工網圖及預定進度表 按工廠生產能量、技術、品控能力及工程數量、需求時間,製訂鋼構製裝網圖及施工預定進度表。 3.2.5 管制作業 3.2.5.1審核要點: (1)查核各類材料規格是否符合規定。 (2)查核各類材料進場時程是否配合預定進度。 (3)查核施工流程是否正確。 (4)查核各項作業方法及檢驗標準是否符合規定。 (5)查核施工網圖及預定進度是否合理並能配合工期。 3.2.5.2 審核頻率: 每次提送之施工計劃書均作全面審核。 3.3 施工圖審核 3.3.1 繪製內容 3.3.1.1 安裝圖: 繪出整體構架之平面及立面圖,註明各構件相關尺寸及編號,作為現場安裝之依據。 3.3.1.2 製造圖: 繪製各構件之詳細圖,註明構件方向、各部尺寸、螺栓、螺孔直徑,螺栓邊距與心距,電焊方式,計算預拱值與曲線值;並須編列材料表,註明板厚、大小、材質、數量及油漆面積。 3.3.2 管制作業 3.3.2.1 審核要點: (1)查核圖面各構件尺寸及位置。 (2)查核工作線及工作點之標示位置。 (3)查核電焊符號之標示是否符合規定。 (4)查核各接合部位是否符合規定。 (5)查核拱度值。 (6)查核材料表各構件之材質、數量及尺寸。 3.3.2.2 審核頻率: 每批提送之施工圖均作全面審核。 3.4 材料規格查驗 3.4.1 材質證明文件 供應廠商於材料進場同時或進料後,應提送出廠檢驗記錄及品質證明書,保證該批材料為合格品。 3.4.2 材料檢驗 材料抽樣應由業主、承商雙方會同,並送業主認可之檢驗機構試驗,確認合格後才能使用。 3.4.2.1鋼 板: (1)夾層:鋼板厚度大於19mm者,全面以超音波檢測夾層。 (2)物性:拉伸、衝擊試驗測定降伏強度、抗拉強度、伸長率及吸收能量。 (3)化性:分光儀分析化學元素含量。 3.4.2.2型 鋼: (1)物性:拉伸試驗測定降伏、抗拉強度及伸長率。 (2)化性:分光儀分析化學元素含量。 3.4.2.3 高強度螺栓(含螺帽及墊片): (1)物性:拉伸試驗、硬度試驗及保證荷重試驗測定抗拉強度、硬度及保證軸力。 (2)化性 3.4.2.4 剪力釘: (1)物性:拉伸試驗測定降伏強度、抗拉強度、伸長率及斷面縮率。 (2)化性 3.4.2.5.塗 料: (1)物性:鹽霧、加熱、塗刷等試驗、測定使用時間、乾燥時間、耐熱性、耐衝擊性、耐酸鹼揮發性等性質。 3.4.3 管制作業 3.4.3.1 查驗要點: (1)查核品質證明書內容、材質、尺寸、出廠編號及厚鋼板夾層檢測報告。 (2)查核材質區分方式及堆置情況。 (3)目視檢查材料有無瑕疵。 (4)查核材料試驗報告是否符合規範規定。 3.4.3.2 檢驗標準 (1)鋼板:CNS規格-依據CNS 2608規範規定。 ASTM規格-依據ASTM A6、A370及A673規範規定。 JIS規格-依據JIS Z2241、Z2248及Z2242規範規定。 (2)型鋼:檢驗標準同鋼板。 (3)高強度螺栓(含螺帽及墊片): ASTM規格-依據ASTM A751及F606規範規定。 JIS規格-依據JIS Z2241及Z2245規範規定。 (4)剪力釘:CNS規格-依據CNS 4689規範規定。 ASTM規格-依據ASTM A370及AWS D1.1規範規定。 (5)塗 料:依據CNS K6854及K6693規範規定。 3.4.3.3 檢驗頻率及數量 (1)鋼板:每批進場鋼板之各等級最厚最薄板至少作一組檢驗,板厚超過10mm者可增作一組試驗,或以爐號作取樣標準。 (2)型鋼:每批進場之各類型鋼,按翼板厚度取最厚與最薄者各作一組檢驗。 (3)高強度螺栓(含螺帽及墊片): 每批均作抽試。同批螺栓(爐號、物性等級、長度、螺紋標稱等相同者)取樣試驗數量按ASTM A325及A563規定辦理。 (4)剪力釘:每批進場之各種型式尺寸及各爐號作兩組檢驗。 (5)塗料:每批進場之各種類塗料,各作一組檢驗。 3.5 電焊人員資格檢定 3.5.1 電焊工具備資格 從事焊接工作(包括點焊)之電焊工應具有政府機構或公營事業機構或其他具公信力之專業機構檢定合格,領有執照,並具兩年以上電焊工經驗,且在最近半年內曾從事同類性質之焊接工作。 3.5.2 電焊工檢定 按製造廠提送之電焊工名冊及證照資料,逐一核對電焊工身份、焊接方法、焊接位置等是否符合要求;必要時舉行焊工考試,重新認定焊工資格。 3.5.3 管制作業 3.5.3.1 檢定要點: (1)核對電焊工受雇身份。 (2)核對焊工名冊各欄資料是否與證照相符。 (3)查核電焊工資格種類是否符合設計圖說所列全部焊接方式。 3.5.3.2 檢定頻率: 施工前及人員更換時檢定一次,一經檢定合格,其資格保留至工程結束。 3.6 焊接程序檢定 3.6.1 焊接程序分類 3.6.1.1 已認可焊接程序 規範要求降伏強度在6300KG/CM2以下之母材與焊材,其電焊方式之焊接程序如符合AWS D1.1 規範已認可焊接程序(PREQUALIFIED WELDING PROCEDURE)各項要求時,可依據該規定填寫焊接程序規範,並作焊接程序檢定,但毋需作檢定試驗。 3.6.1.2 已試驗合格焊接程序 非屬3.6.1.1節所述,但已按AWS D1.1規定完成認可程序,並有正式紀錄及焊序規範者,經檢定後可逕用於焊接作業,不必再做焊序試驗。 3.6.1.3 實做焊接程序 3.6.1.1及3.6.1.2節以外者均須依規定作焊接程序檢定試驗,試驗合格後,製作焊接程序檢定試驗紀錄及程序規範,作為施工依據。 3.6.2 管制作業 3.6.2.1 檢定要點: (1)核對母材與焊材之材質。 (2)核對焊接形式、接合形狀、焊接位置及焊接方法。 (3)核對焊速、焊層、焊厚、電流及電壓。 (4)查核焊序種類是否符合設計圖說所列全部焊接方式。 3.6.2.2 檢定頻率: 施工前及改變焊序條件、重編焊序規範時檢定一次, 經檢定認可,至工程結束仍然有效。 3.7 焊材使用計畫審核及試驗 3.7.1 焊材與母材之配合 選用焊材種類隨母材之材種、材質及焊接方法而異。AWS D1.1-96表3.1對各種母材應配合使用之焊條或焊線與焊藥組合均有規定。製造廠應於施工前,依據AWS規定,選用適合廠牌之焊材,提送業主審核及試驗。 3.7.2 管制作業 3.7.2.1 審核要點: (1)核對使用廠牌之焊材型號是否與規範規定相符。 (2)核對母材與焊材之配合。 (3)查核母材與擬使用廠牌之焊材組合是否已有試驗紀錄,否則應做焊接試驗。 3.7.2.2 審核頻率: 施工前及更換焊材時審核一次,審核、試驗合格,至工程結束均有效。 四、電焊 4.1 焊接分類 焊接可依結合點形狀、焊接形式及焊接位置(姿勢)分類。 4.1.1 結合點形狀: 分為對接(BUTT JOINT)、搭接(LAP JOINT)、T接(T JOINT)、角接(CORNER JOINT)及邊接(EDGE JOINT)五類。 4.1.2 焊接形式: 分為槽焊或對焊(GROOVE OR BUTT WELD)、角焊(FILLET WELD)、塞焊(PLUG WELD)及長孔焊(SLOT WELD)四類。 4.1.3 焊接位置(姿勢): 分為平焊(FLAT WELD “F”)、橫焊(HORIZONTAL WELD “H”)、豎焊(VERTICAL WELD “V”)及仰焊(OVERHEAD WELD “OH”)四類。焊接位置直接影響焊接品質,其中以平焊操作容易且品質最優,因此應儘可能採用平焊。 4.2 焊接方法 焊接依接合方法可分為壓接、軟硬焊及融接三大類,其中融接法又可分為電弧焊、電熱熔渣焊、氣焊及熱能焊四種,以下僅針對鋼構工程中常用之電弧焊及電熱熔渣焊提出介紹。 4.2.1 電弧焊 利用焊條與母材間形成電弧所產生之高熱,融化部分母材與焊條而進行焊接之方法,分為掩護電弧焊(SMAW)、潛電弧焊(SAW)、氣電弧焊(GMAW)、助熔核心電弧焊(FCAW)及植釘焊(S.W)。 4.2.2電熱熔渣焊(ESW) 電熱熔渣焊又稱為自動立焊,對於20~60mm厚板之對接與T接較快速經濟,但施工繁雜,且於施工中如遇電流不穩或斷電造成之缺陷剷修困難,故一般僅用於高樓結構箱型柱隔板無法焊接之焊道。 4.3 焊接程序 焊接程序是焊接工作開始前,依據設計圖說有關母材及焊接形式之規定,配合焊接機具設備,選擇最適當之焊材、焊接姿勢、焊接方法、使用電流及運行速度等條件,以獲得最佳焊接品質為目的所擬訂之操作步驟說明。此種說明須經審查或試驗合格,其後所有焊接工作亦須按照焊接程序所訂定之材料及方法施作。 4.4 焊工檢定 焊工檢定之目的在測驗焊工實際具備之技術能力,其資格之認定係依檢定時之焊接方法、焊道形式、母材、板厚、使用焊材及焊接姿勢等之不同,來區分限定其焊接資格。須經檢定合格之焊接人員有下列四種: · 從事手焊或半自動焊接者。 · 從事定位點焊者。 · 從事裝設、操作自動焊接設備者。 · 從事植釘焊者。 美國電焊協會規範規定之焊工檢定資格詳AWS D1.1-96表4.8。 4.5 焊接步驟 核對材種、材質 焊材烘乾 母材預熱   檢查開槽 清理鋼料 固定焊件 進行電焊 美國電焊協會規範規定之預熱及層間溫度詳AWS D1.1-96表3.2 4.6 電焊檢驗 鋼結構焊接檢驗依檢驗方式、使用儀器及檢驗性質可分為非破壞性檢驗及破壞性試驗兩類。 4.6.1 非破壞性檢驗法 鋼構焊道經由檢驗,可判斷焊接品質有無瑕疵,但不需破壞成品,亦未影響其用途者,稱為非破壞檢驗。其檢驗方法可分為目視、磁粉、滲透液、超音波、放射線、聽診、渦流、氣壓、水壓及真空檢驗等項目,目前最常用者為前五項。 4.6.2 破壞性試驗法 為瞭解焊接部位之物性與化性變化情形,構件按特定規格取樣裁製成各種試驗的試片,以供物理試驗及化學分析。由於構件取製試片時已遭破壞,失去原有用途與價值,故稱破壞性試驗。破壞試驗計分拉伸、彎曲、衝擊、硬度、化性、金相觀察及巨觀浸蝕試驗數種。 4.7 電焊作業注意事項 (1)電焊作業除設計圖或說明書另有註明外,應在室內施工;如不得已必須在室外焊接時,應顧及溫度、濕度及風速等因素之影響,預作妥適處理,並須先經工程司核可。 (2)氣溫在0℃以下時不得焊接。雨天或相對濕度超過80﹪時,即使在室內亦應先確認焊接部位之表裡無殘存水份時才可施焊。 (3)室外焊接時,若風速超過界限(一般為10公尺/秒),除非有妥善之防風設備並經工程司核可,否則不得焊接。 (4)從事焊接工作之電焊工應具備規範規定之相關資格,並應佩掛識別證,以便在工作中可識別其技能及資格。 (5)焊接面不得有鬆屑、鐵銹及油脂等雜物,如焊面已油漆,應將焊縫兩側各5~10公分寬之範圍內任何油漆層刮除乾淨,然後施焊。 (6)臨時固定焊作為正式焊道時,應限於無缺陷者,並以儘量少用為原則,其施焊人員亦應為合格之電焊工。 (7)臨時固定焊長度應大於80㎜,角焊腳長應在4㎜以上,間距在400㎜以下,距端緣須在30㎜以上。 (8)焊條自烘箱取出至現場焊接時,必須以容器(保溫箱)盛裝。 (9)組立完成逾12小時之構材,應將焊縫兩邊充份烘乾後,始可施焊。 (10)多層焊接時,應將各層焊面之夾渣、焊濺物清除乾淨後,再焊次層焊道。 (11)採用自動電焊時,不得在焊接中途切斷電弧,若有斷弧情況發生,應剷除50㎜以上起弧續焊,且在斷點前後10公分內應加做非破壞檢驗。 (12)規定有邊端接板之焊接,應設置與構材接合同形且長度在50㎜以上之邊端接板。焊接之起迄點均應在邊端接板上,且焊疤不得延伸至構件上。 (13)剪力釘焊接部位有破損時,應將剪力釘自翼板面5㎜以上部份以瓦斯切除,並用研磨機磨平至母材面後,再在同位置補焊新釘。 (14)焊接完成後,焊道表面之焊渣及焊濺物必須清理乾淨。 4.8 電焊管制作業 4.8.1 檢驗要點: (1) 現場電焊人員是否與焊工名冊相符。 (2) 焊接環境有無符合規定。 (3) 核對母材、焊材之材質與編號。 (4) 焊材乾燥情形、鋼板預熱及多層焊之層間溫度。 (5) 電焊作業有否按核可之焊接程序施作。 (6) 檢查焊接面清潔度、鋼板密接度及開槽角度。 (7) 目視檢查焊道表面各類缺陷。 (8) 磁粉、滲透液、超音波及放射線檢查焊道次表面或內部缺陷。 (9) 焊道檢驗應特別注意轉角、斷面變化處、焊接起迄端等較易產生缺陷處。 (10)剪力釘試焊、目視檢查及錘擊彎曲試驗。 4.8.2 檢驗頻率: 4.8.2.1 對接焊: 每施作一對接焊構件,須先作全面目視檢驗,再施以非破壞性檢驗。 4.8.2.2 填角焊: 每施作一填角焊,先作全面目視檢驗,再抽作滲透液或磁粉探傷檢驗。 4.8.2.3 焊道表面: 每施作一焊道即執行全面目視檢驗。 五、預 裝 製作完成的構件,運往工地前,先在工廠內以螺栓及導孔栓(衝梢)拼裝成設計形狀,稱為預裝或假安裝。 5.1 預裝目的 5.1.1 整體成品之檢查 構件製作過程中,任何加工、成形均有可能產生誤差,藉由預裝工作可查知構件相互接合部位之接合情況及完成後整體形狀之累計誤差。 5.1.2 確保成品精度 構件組焊變形及收縮量難預測時;或構造極複雜,畫線、組合難達精度需求;或受限工廠設備,必須將構件段後再焊接者,經由預裝作業可確保成品精度。 5.1.3 工易性檢測 預裝作業可先行探知現場安裝之難易度,進而預謀對策。 5.2 預裝方式 預裝分為立體、側置、顛倒、分段、平放及部分等幾種預裝方式。 5.3 預裝檢測工具 水準儀:檢測高程、拱度。 經緯儀或光波測距儀:設置檢測基準點及檢測座標、角度、長度、距離。 鋼捲尺:量測長度、孔距、樑間隔、支點間距、對角線等。 鉛錘:檢測傾斜度等用。 貫通阻塞計:檢查螺栓孔貫通阻塞率。 鐵鎚:剪力釘敲擊彎曲檢驗用。 5.4 預裝注意事項 (1)預裝場地須平坦,具足夠承載力,其面積至少能容納預組物及作業空間。 (2)結構物預裝以多點支撐及穩固平衡為原則,其支撐狀態應使預裝應力減至最低。 (3)預裝支撐架應採用堅固材料,支點應設在有加勁板或隔板補強之處。 (4)構件之中心位置、中心線應標示,橋樑拱度檢測之十分點亦須標明,以便預組時檢測相關尺寸。 (5)主要構材現場接合部位之接合孔數應達設計螺栓數之30﹪以上;此臨時接合材可使用普通螺栓及衝梢。普通螺栓之直徑應與強力螺栓相同,衝梢直徑應大於強力螺栓直徑0.8㎜。 (6)預裝各階段須使用精確之測量儀器,隨時測定有關尺寸及位置,以確保規定精度。 (7)測量時應考慮氣溫、日照對構件尺寸之影響。一般氣溫以20℃為準。 (8)切除餘長時,應注意現有位置與應有位置之差。 (9)預裝完成之節塊,應檢查編號後方可拆卸,以免工地安裝時混亂不清。 5.5 管制作業 5.5.1 檢查要點 5.5.1.1 預裝狀態: (1)結構物之支撐狀況及地面受載影響程度。 (2)接合處臨時螺栓及衝梢使用情形。 5.5.1.2 尺寸精度: (1)跨徑、拱度、長寬高之尺度及樑間距。 (2)翼板直角度、鋼板平面度、主樑直線度及垂直度。 (3)接合部位螺栓孔距。 5.5.1.3 方向性: (1)構件安裝方向。 (2)固定、可動方向及縱、橫斷面方向。 5.5.1.4 螺栓孔狀態: (1)檢測貫通率及阻塞率。 (2)檢測孔之錯開量。 5.5.1.5 接合狀態: (1)接合面之平整度及密接度。 (2)工地接合處間隙。 5.5.1.6 確定工地施工性: (1)螺栓旋緊有無阻礙。 (2)架設作業有無困難。 5.5.1.7 剪力釘檢查: (1)目視外觀檢查。 (2)敲擊彎曲檢查。 5.5.2 檢查頻率: 每製作完成連續三跨或長度150公尺以上橋樑,或每一組桁架均應進行預裝作業及預裝檢查。 六、表面處理與塗裝 6.1 鋼構材表面處理 6.1.1 表面處理之目的 表面處理為鋼料在塗裝前之被塗面清理作業,其目的為除去鋼料表面之黑皮、鐵銹、污物、油脂、腐蝕性物質及其他破壞塗膜之附著物,使鋼材表面具有適當糙度,以增加漆膜之附著性。妥善之表面處理可延長油漆塗膜之耐久性。 6.1.2 表面處理時機 6.1.2.1 一次表面處理:所有鋼料於進廠後使用前所作之表面處理,隨後並須配合噴塗一次防銹底漆,以達加工期間防銹效果。 6.1.2.2 二次表面處理:鋼材加工後塗裝前所作之成品表面處理,又可分為全面處理及部分處理兩類。 6.1.3 表面處理方法 6.1.3.1 化學處理法 化學方法係藉用化學溶劑、界面活性劑或酸鹼液等清潔劑除去附著鋼鐵表面之油脂與其他異物,概分為酸洗法、溶劑或介面活性劑洗淨法、磷酸法及燃燒法。 6.1.3.2機械處理法 機械方法係指噴砂、超高壓水噴射及使用手工具或電動工具之除銹方法。一般新建鋼構工程多採噴砂處理,既有鋼構物之維修塗裝,受限於工作場地,則多採電動機具或手工具。 6.1.4 鋼鐵表面銹蝕度分類 依據瑞典SIS-05-5900規範,鋼鐵未經表面處理之銹蝕程度可分A~D四級,其區分如下: A級:鋼鐵表面完全為黑皮覆蓋,無紅色鐵銹或僅有極微紅銹。 B級:鋼鐵表面開始銹蝕,小部分黑皮剝落,已出現紅銹。 C級:鋼鐵表面已全面銹蝕,大部分黑皮已鬆脫,並有少許銹孔。 D級:黑皮完全剝落,鋼鐵面產生多量銹孔,呈全面嚴重銹蝕狀態。 6.1.5 表面處理標準: 表面處理標準以瑞典SIS及美國SSPC最常使用。 6.1.6 表面處理程度: SIS將表面處理依使用機具分為兩類:第一類為手工具或電動研磨、砂輪機處理者,以St表示;第二類為噴砂處理者,以Sa表示。另將處理程度細分為0、1、2、21/2與3等五級: 0:未處理表面 1:輕度處理表面 2:中度處理表面 21/2:近完整之處理表面 3:完整之處理表面 SIS再以A、B、C、D四種表面銹蝕度為基準,依據St與Sa處理方式,配合0~3五種處理等級,綜合整編製成24種彩色圖片供比對。 6.1.7 表面處理粗糙度 表面粗度大小受處理方法、使用研材種類、形狀、大小及衝擊強度等影響產生差異,其中研材之材質與粒度對表面粗度影響最大。 6.1.7.1 表面粗度表示法: 依據國際標準機構(ISO)規定,表面粗度有最大粗度(Rmax)、十點平均粗度(Rz)及中心線平均粗度(Ra)等三種表示方法。 6.1.7.2 表面粗度測定法: 有觸針法、斷面顯微鏡測定法及垂直顯微鏡測定法三種。 6.1.8 噴砂作業注意事項 (1)未經檢驗合格或通過假安裝之成品,不得進行噴砂處理,但預塗者不在此限。 (2)在噴砂處理前,所有焊接處、角縫、焊渣、焊珠及其他不整齊處,均應先磨平或補焊,直至與母材平整光滑為止。 (3)鋼鐵表面之油污、油脂等不易為噴砂除去之物質,須先行去除。 (4)查對規範規定之表面粗度範圍,以選擇最適用之粒料規格。 (5)噴砂處理以在室內進行為原則,不得已而於室外噴砂時,亦應加設遮蔽物,以防止空氣污染及公害發生。 (6)工作環境之相對濕度超過80%以上時,不得進行噴砂作業。 (7)噴砂後在角縫或栓孔內之砂粒務須清除乾淨。 (8)噴砂完成經檢驗合格,應於二小時內塗刷防銹底漆。 6.1.9 管制作業 6.1.9.1 檢驗要點: (1)檢查除銹度(與SIS照片比對)。 (2)檢查表面粗度。 (3)檢查構材表面有無附著不潔物。 (4)可順便檢查焊道有無未發現之缺陷。 6.1.9.2 檢驗頻率: 每次完成之構件,主要構材以一件為一批,次要構材及連接板以300 m2為一批進行檢驗。 6.2 防銹蝕塗裝 6.2.1 塗裝系統之構成 一般鋼材外露表面塗裝分為底漆、中塗漆及面漆三種。底漆應採用具有優越防蝕性、密接性之塗料;中塗漆介於底漆與面漆間,具有較佳之相合性,可調和底漆與面漆之相異性;而面漆則應具有良好之耐候性、耐水性、耐藥性及含有著色顏料。這種以不同性能塗料分層塗刷,以發揮塗裝防蝕功能之組合,稱為塗裝系統。 6.2.2 油漆種類 分為無機鋅粉、環氧樹脂、環氧柏油、聚胺基甲酸酯、油性樹脂、矽樹脂、氯化橡膠及聚氯乙烯樹脂等多種塗料。 6.2.3 塗裝方法: 有刷塗、滾塗及無氣噴塗等方法,其中無氣噴塗為目前最快有效之施工 6.2.4 塗裝作業注意事項: (1)鋼材塗裝前表面處理程度應為美國SSPC-SP-10級以上,或瑞典SIS規格Sa21/2 級以上;表面粗糙度應在25μm~75μm之間。 (2)表面處理完成應在二小時內塗刷防銹底漆。 (3)被塗面經表面處理後應徹底清掃,以免附著塵埃、砂粒及油脂等不潔物。 (4)工地油漆前應做好遮護工作,以免油漆飛濺、污染環境。 (5)為便於施工管理,各層油漆顏色應予變化。 (6)油漆施工時,所有作業人員均應配戴防毒面罩。 (7)塗料為易燃物,為安全計,運至現埸之油漆以半天用量為原則,現埸並應配置滅火器,尤應遠離焊接、裁切等易生火花之作業場所。 (8)無氣噴塗之壓力甚高,切勿將噴鎗對向自已或他人。 (9)雨天、大風沙天氣、太陽直曬下、氣溫低於5℃或超過40℃、以及相對濕度超過85%時,不得進行油漆工作。 (10)超過規定有效時間及超過調和後可用時間之油漆不得使用。 (11)後續油漆應俟前一道漆膜完全乾燥,並依規定塗裝間隔施工。 (12)油漆物應以自然乾燥為原則。 (13)構造上狹窄部份或半密閉部位,應於組立前油漆。 (14)焊接處、邊角及螺栓部位最易發生塗裝缺陷,施工時須格外注意。 (15)為求膜厚均勻,應以交叉式覆蓋塗佈油漆。 (16)膜厚不足或有缺陷處,應先修補完成,方能施塗上層油漆。 (17)禁塗油漆部位,應於噴砂後即以膠帶貼蓋,若噴漆時不慎沾上,應即以溶劑清洗。 (18)一般禁塗油漆部位如下: a.摩擦式強力螺栓接合部摩擦面 b.支承、樞承及軸承等機械修飾面。 c.鋼材與混凝土接觸面。 d.工地焊接線兩側100mm以內部位。 e.預定實施工地超音波檢測處。 f.預定噴塗防火被覆處。 (19)上述禁塗部位a、d、e點俟施作完成,仍應做表面處理,除去表面雜物後,按規定做底漆、中漆及面漆之噴塗。 (20)鐵銹外之異物清理法: a.水份:以布擦拭或吹風。 b.鹽份:以清水沖洗。 c.油脂:用溶劑擦拭。 d.粉筆、污泥、灰塵等:以抹布、掃把或吸塵器去除,不易去除者可用電工具處理。 6.2.5 管制作業 6.2.5.1 塗裝檢驗要點: (1)漆膜有無氣泡、縐紋、砂皮等缺陷。 (2)塗裝環境是否合於規定。 (3)構件背面及孔穴部位有無遺漏。 (4)角落、邊緣部位塗裝是否完整。 (5)焊接、螺栓等部位是否按規定順序作完整塗裝。 (6)測定乾膜厚度:不同類漆完成、工廠油漆完成及現埸油漆完成,待漆膜乾燥後,均須測定膜厚。 (7)檢查補修或重漆之漆膜外觀及厚度。 6.2.5.2 檢驗頻率: 每次完成之構件,主要構材以一件為一批,次要構材及連接板以300M2為一批進行檢驗。 七、結 論 鋼材具有強度高、韌性大、耐久性長及抗震能力強等優點,鋼橋加工製作技術亦已十分成熟,惟若設計不良或建造過程疏於品質管理,輕者縮短鋼橋壽命,重則傾倒崩塌,嚴重危及人類生命安全,是故吾人從事鋼橋設計施工時不可不慎。 本文節錄之資料僅為鋼橋施工實務講習課程之極小部分,從中難窺鋼橋製裝工程全貌;本司同仁日後如奉派擔任鋼橋製裝品質控管工作時,筆者良心之建議,最好先熟讀設計圖、施工說明書、合約特訂條款及各相關規範,俾能確保結構品質。
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