长三角地区铁路客站雨棚钢结构涂层调研报告

高敏洁

摘要：本文主要对长三角地区现有铁路客站雨棚钢结构涂层的劣化情况进行调研，总结雨棚不同部位钢结构涂层的劣化特征，并提出了雨棚钢结构涂装的几点建议。

为了给沪杭高速铁路客站雨棚钢结构涂装提供参考建议，提高涂层对钢结构的保护作用，延长钢结构的服役时间，我们对长三角地区现有铁路客站雨棚钢结构进行了调研。长三角地区所处大气环境是：东亚季风气候区，雨热同季，降雨充沛，光热充足。调研现有钢构站房雨棚涂层状况对沪杭高铁建设中的站房雨棚钢结构的涂层设计与施工具有一定指导意义。长三角地区内的无锡站、苏州站、上海站、嘉兴站等的站房雨棚都是以混凝土结构为主，且建成年份较早，与现在钢结构所用涂层体系要求相去甚远。而南京站、扬州站、泰州站都是2003年以后新建的无站台柱雨棚结构，设计新颖，钢结构用量大，是标志性的钢结构站房与雨棚。扬州站与泰州站的涂层体系为富锌底漆+环氧中间漆+超薄型防火涂料，南京站的涂层体系不明。选择这几个站房雨棚来分别讨论涂层在长三角地区大气环境下的劣化情况以及不同结构对涂层劣化的影响。

调研现状

根据调研结果，总结了三个客站雨棚钢结构不同结构部位的涂膜劣化特征。

（1）雨棚立柱的漆膜劣化特征

立柱均为埋地结构，在立柱与地面混凝土的结合处容易出现涂层的破损与钢结构的锈蚀。立柱长期暴露在日晒雨淋，且承重力大，其漆膜出现大片起皱、剥落以致钢结构失去保护出现锈蚀的状况。

涂层极少部分剥落，剥落处出现锈蚀，上端斜拉柱与其焊接缝周围出现锈蚀（见图1-4）。

通过对漆膜厚度的测量以及对已剥落部位的漆膜观察可得结论：立柱涂层体系为底漆、中间漆、超薄型防火漆；防火漆与中间漆之间的契合度不好，容易出现大面积龟裂并脱落，在防火涂料剥落后，涂层厚度在140?m左右，没有足够的保护作用，在剥落处附近还易出现漆膜粉化的情况。防火漆的表面并未再做面漆。

（2）雨棚顶棚的涂层劣化特征

站台顶部雨棚问题主要出现在顶部跨梁与斜拉管上锈蚀、涂层剥落、剥落处粉化的出现，以及顶部雨棚挡板的涂层大片剥落，粉化（见图5-8）。

图5 顶部跨梁锈蚀情况

图6 顶部雨棚挡板涂层剥落粉化情况

图7 顶部跨梁涂层剥落

顶部跨梁涂层的剥落通常出现于某一处，集中于一根梁上，分析其原因为：该处涂层腐蚀环境较差，该根梁涂装时表面处理不好或涂装厚度薄。锈蚀处通常出现在焊接部位，一般为点状锈蚀，因与焊渣处理的不完全从而导致涂层覆盖不均匀有关。

（3）雨棚柱状钢结构边缘的涂层劣化特征

横梁边缘出现轻微腐蚀，基本每处都有，局部横梁边缘出现漆膜的剥落以及钢结构的锈蚀。钢结构边缘直角处理不好，涂层易在直角处剥落从而导致钢结构锈蚀（见图9-10）。

（4）雨棚钢结构外接构件的涂层劣化特征

悬挂站牌显示器的钢管表面腐蚀严重，与其连接的横梁也出现锈蚀；后期添加的细钢管表面锈蚀严重，基本整根管子已全部锈蚀。后添加构件以及连接处出现锈蚀的原因是：一后添加构件本身的涂装并没达到防腐标准，二是连接时对原构件和添加构件连接处处理失当。（见图11-14）

根据调研的结果总结雨棚钢结构的腐蚀特点

1）因为表面处理不到位，部分漆膜起泡鼓起，从钢结构表面脱离。此时钢结构失去保护，容易出现锈蚀。

2）日晒雨淋时间较长的部位，涂层更容易失效、龟裂、粉化，既影响美观，也会使钢结构失去保护，缩短钢结构使用寿命。

3）铆钉、螺栓或其他连接物，焊接处，豁缝（特别是跳焊或靠在一起的表面）、重叠表面（如水储槽的顶板）、定位拙劣或错综安排的角铁、螺纹状区域、不相似的金属、锐边，特别是那些角落，或粗糙切割的板材、结构辅助物等难以到达的区域也容易出现涂装不当，从而导致这些部位锈蚀。

在这三个站台涂层体系最突出的问题是在防火涂料上并未再涂装耐候性较好的面漆，虽然室外型防火涂料有一定的耐候性，但是在长期的日晒雨淋下，为了确保涂层的使用年限，推荐使用与防火涂料配套性较好的面漆，面漆的耐候性以及抗污性将明显提高涂层的美观以及使用年限。

客站雨棚钢结构涂装建议

一些常见的设计缺陷包括：难以到达或不可接近的区域；铆钉，螺栓或其他连接物；焊接处；豁缝（特别是跳焊或靠在一起的表面）；重叠表面（如水储槽的顶板）；定位拙劣或错综安排的角铁；螺纹状区域；不相似的金属；锐边，特别是那些角落，或粗糙切割的板材；结构辅助物；难以到达的区域。

对于这些区域需特别加以注意，以保证合适地涂装。

（1）铆钉和螺栓结构物 会留下难以清洁和涂装的豁缝和区域。在这种条件下就难以保护螺栓。在可能的地方应该采用焊接来代替铆钉和螺栓结构物。

（2）焊接处 通常情况下焊缝是平整表面上粗糙、不连续的区域，并且可能会有许多锐边。焊缝往往清理不适当，或根本不清理而留下焊接飞溅物、焊渣和酸性焊剂残留物，如果这些缺陷不除去，可能会促进腐蚀。焊接飞溅物是焊接时所产生的熔化金属粒子喷射至进行焊接的邻近的表面上。飞溅物有时易于用铲锤除去，但多数飞溅物，如要成功除去的话，则必须用冲击工具（如砂轮或带角的磨轮）磨掉。焊接飞溅物可能会高出底材0.5mm（500?m）或以上，难以用合适厚度的涂料遮盖。结果薄涂膜遮盖在焊接飞溅物上，会造成涂料早期损坏，产生腐蚀，随后在涂膜下蔓延。因此，焊接飞溅物的处理时非常重要的，必须在规格所要求的任何喷砂处理前采用机械方法除去。粗糙焊缝应进行打磨或修整以除去锐边和其他不规则形状。焊接中的空白点可用涂料搭接。隆脊和尖峰处难以涂装，涂料会从隆脊边上流回，而使该处的涂膜薄得多。重要的是所有焊接处都应进行打磨或修整以产生一个较光滑的表面。咬边及针孔应采用焊接填没。

焊接应是连续的，而不是点滴型和间断型的。连续焊接价格比点滴焊接贵，但一般来讲，延长涂料寿命所节约的费用抵消焊接多花的费用后尚有多余。封闭该区域“最好”的方法是连续焊接，然后清理并磨光，再按规则涂装进行预涂。如果不可能进行连续焊接，则在预涂前，用与涂料体系相容的堵缝化合物填塞经过处理的重叠连接部位。环氧和硅基料的堵缝材料已经成功使用。

（3）背面相靠的角 在建造中，经常采用背面相靠的角，形成背-背结构。这些角的背面往往无法预涂，但有时会采用镀锌或无机锌等进行预涂。角与角之间的区域或许不可能进行清理和涂装。角周围的空间可采用填缝材料或厚浆涂料进行密封，以防止发生腐蚀及可能出现的边上涂料的咬边现象。

（4）边 在典型的钢结构中，有许多直线型锐边，可以称之为自由边。特别是装配时产生的切边往往不像I梁和H梁那样是圆的，这就给以后的涂装工序带来了问题。由于表面张力，涂料趋于从锐边上缩回，特别会发生在涂料干燥和（或）固化的回缩阶段，从而在边上留下较薄、较少的保护涂料。锐边应磨圆。在涂装过程中，自由边至少应进行一次预涂，最好在每道涂层都进行预涂，以增加边上的涂层厚度。

（5）角落 结构上的角有外角和内角，外角落像边一样会发生相同的腐蚀作用，也应像自由边一样进行预涂。而内角有两个问题：施工在内角落上的涂料会像在边上一样发生收缩，趋于形成与底材接触不好的桥梁，这种现象有时称作“墙纸作用”；角落会容留脏物或堆积垃圾，这样涂料就会施工在一个污染的表面上。内角应像其他表面一样进行清理，除去脏物灰尘等，最好在施工主要涂料前进行预涂。涂料在内角处的涂装，搭接在锋利弯曲处底部，可能造成一个空白点，会聚集潮气，引起腐蚀。

（6）重叠板面 重叠板面之间的小裂缝，会容留潮气堆积，并且因为该区域或许不能进行清理和涂装，所以会发生腐蚀。铆钉、螺栓头和螺母都难以进行涂装，需要加以注意以保证所有表面适当清理并涂装，因为有许多裂缝会造成腐蚀。

（7）后期添加构件 例如：喇叭、水管、挂牌等，通常采用跳焊或单面焊的方式焊接在原钢结构上。后期构建本身的表面处理以及涂装也许并不达标，并且在焊接于原钢结构时，损坏了涂层，焊接处处理不完整等，容易引起腐蚀。后期添加构件本身必须需要表面适当处理并涂装，并且处理好焊接部位以及焊接部位的原钢结构，在焊接后，适当处理表面并涂装。

这三个站房基本在同一时期建造，距今在9年左右，按照对涂层使用寿命的预测与要求，涂层的使用寿命应该在10年以上，目前看来涂层的劣化程度已经不能确保对钢结构的保护功能。这与涂层体系的设计密不可分。

因此，通过对以上三个客站雨棚钢结构涂层体系的调研结果分析，我们应该对雨棚客站钢结构涂层体系的设计加以重视，一般的钢结构涂层体系都是底漆加防火涂料，涂层厚度满足设计规范或者设计指标就可以，但是客站雨棚钢结构的涂层体系应该按以下步骤进行：涂层使用环境的污染等级调查——确定污染等级——根据标准确定该污染等级适用的防腐涂层体系——试验涂层与防火涂料的配套性——选择几种合适的体系及不同厂家的涂料进行涂料类型及厂家的筛选（防腐性能的差异）——制定涂层完整的施工手册。