浅谈钢结构桥梁防腐涂装方法和质量控制

罗明迪，李航运

(广西桂通工程咨询有限公司，广西 南宁 530028)

0 引言

随着我国交通基础设施建设的迅猛发展，钢结构桥梁越来越普遍地应用在交通基础建设当中。钢结构具有自重轻、强度高、施工速度快等优点，但也有不耐火和易锈蚀的缺点，直接影响钢结构桥梁的耐久性。钢结构桥梁由于长期暴露在户外环境中，不仅受到自身应力的作用，还受到自然环境中各种因素的影响，如酸雨腐蚀、微生物腐蚀、汽车尾气污染、扬尘等，这些都会影响桥梁安全运行以及使用寿命。因此，必须采取正确、合理的防腐保护措施，缓解外部环境对钢结构的影响。

来宾马滩红水河特大桥是一座大跨径中承式钢管混凝土拱桥，是目前国内在建高速公路桥面最宽、用钢量最大的钢管混凝土拱桥，该桥所采用的钢结构防腐涂装工艺既有利于保障桥梁达到所期望的设计寿命，又因使用与周围环境相协调的色调起到了一定的美观效果。该桥钢结构防腐涂装施工工艺的成功实践，为今后钢结构桥梁的防腐涂装施工积累了丰富的经验，其施工方法和质量控制值得借鉴，可为类似钢结构桥梁防腐涂装施工提供参考。

1 工程简述

来宾马滩红水河大桥主桥采用跨径为320 m的中承式钢管混凝土拱桥，矢跨比为1/4，拱轴系数为1.167，大桥总长553 m，分为左右两幅桥，全宽59.2 m，主体钢结构约14 500 t，是目前国内桥面最宽、用钢量最大的钢管混凝土拱桥。单幅桥设两片拱肋，单片拱肋采用变高度四管桁式截面设置，拱脚截面高12 m，拱顶截面高7 m，宽3 m。单根弦管由材质为Q345Cφ1 200×32 mm(28，24，22)的钢管以折代曲拼接而成。单片拱肋同水平两弦管之间用缀管(缀板)连接。单片拱肋上下弦管之间用Q345Cφ610×16 mm的钢管连接。单片拱肋共设置24个吊装节段，全桥共96段。桥面采用组合式钢格构桥面，半幅宽度为29.4 m。拱肋横向联系采用桥面以下X型和桥面以上Δ型+Ⅰ型撑组合横联，单幅桥共设4道X撑横联和10道上Δ型+Ⅰ型撑组合横联。来宾马滩红水河大桥位于来宾市边缘，马村附近，桥位正南方向0.5～2 km内有多家工业厂房，环境气体类型为A类，据来宾市气象站观测，多年平均气温20.7 ℃，年平均湿度在70.3%～79.6%，属轻腐蚀，腐蚀速度大约为0.025～0.050/mm[1]。

2 钢结构防腐涂装内容和体系

2.1 涂装的范围

来宾马滩红水河大桥拱肋、横撑、拱上立柱、格子梁、拱肋检修梯、桥面格子梁检修车等外露表面涂装除具有长效防腐功能外，还应具有美观装饰功能。

2.2 涂装体系设计

根据钢结构的不同，其防腐涂装标准也有所区别，具体见表1。

表1 桥梁结构位置及对应防腐涂装方案表

3 钢结构防腐涂装施工方法

3.1 涂装施工准备

为做好来宾马滩红水河特大桥钢结构防腐涂装施工质量控制，所采用的材料都经过严格抽样送检合格后方可使用。该桥采用的油漆涂料为目前业内知名度较高的佐敦油漆，铝层采用的铝丝，铝的含量达到99.6%，直径3 mm，铝丝、环氧封闭漆和环氧云铁中间漆涂料等材料性能指标均满足相应规范要求。

3.2 钢结构喷砂除锈

钢结构喷砂除锈是全桥防腐涂装施工成功的首要环节。来宾马滩红水河特大桥在钢结构防锈方面给予了足够重视，在完成拱肋等拼装验收合格后，进入到喷砂除锈工序。钢结构喷砂除锈前，首先需对结构的焊缝缺陷与构件边角等进行打磨、去污处理。喷砂除锈采用大功率空压机和高效喷砂机进行喷砂作业，喷砂完成后，除去喷砂残渣。在表面清理完成后，对其除锈情况进行验收，清洁度和粗糙度等指标验收合格后方可进入下道工序施工。

3.3 钢结构电弧喷铝

铝层是钢结构防锈的重要环节。钢结构除锈表面清理后应在4 h内完成铝层涂装，否则容易出现返锈。为保证喷铝施工质量，在喷铝施工前就通过涂装工艺试验和试喷后，确定了喷涂电压、电流、雾化气体压力、喷涂距离、角度、走丝速度、重叠范围等参数指标，为后续施工打下了良好基础。钢结构铝层喷涂采用了大功率二次雾化电弧喷涂机进行施工，涂层外观均匀致密，无未溶化大颗粒，无漏喷、涂层剥落等缺陷。铝层喷涂结束待钢结构表面温度冷却后，对结构铝层进行验收，铝层厚度、附着力等指标验收合格后方可进入下道工序施工。

3.4 喷漆涂层

油漆涂层是钢结构防腐的关键环节。为确保结构防腐涂装的施工质量，钢结构大面积无气喷涂前应对构件的边角、流水孔、焊缝、死角等部位进行手工预涂，手工预涂采用毛刷或滚筒等工具进行刷涂或滚涂。预涂应注意油漆的黏度要适中，刷涂要平整、光滑、均匀。喷漆施工前还须对前涂层表面进行清理，除去污物，修理缺陷，涂装前应保护涂装表面，防止二次污染，并在合理的施工时间间隔内进行喷漆施工。来宾马滩红水河特大桥油漆涂层采用高压无气喷涂机喷涂，细长、小面积以及复杂形状构件采用空气喷涂或刷涂施工，刷涂只在预涂和修补时采用。喷漆规则是自上往下，从里往外，先难后易。为保证涂装干膜厚度，喷涂过程中应用湿膜卡连续自测湿膜厚度，其计算公式如下：

涂装施工过程中通过检测涂层的湿膜厚度，有效控制涂层的最终干膜厚度，同时重点关注死角等部位的遮盖率。喷涂过程还应加强防护，油漆涂装后，油漆涂层干燥前绝不允许任何人员在构件上行走工作。涂装施工结束后对涂层进行验收，钢结构涂层表面平整、均匀一致，无漏涂、流挂、裂纹、剥落、气孔、鼓泡、色泽不均、厚度不均等异常情况。各涂层漆膜厚度均达到设计要求，并通过试验检测其附着力，试验结果附着力符合要求，涂装施工质量得到有效控制。

3.5 现场焊缝及破损处修补

来宾马滩红水河特大桥钢结构梁段在运输和安装过程中，虽然采取了措施对构件进行保护，但难免还会出现油漆涂层损伤现象，而最容易产生质量缺陷的部位就是焊缝和局部修补的部位，因此需要对现场焊缝或局部小面积损伤的部位进行手工打磨和修补。打磨应达到设计及规范要求，除锈后用吸尘器清除全部灰尘，并对施工部位进行湿预涂，彻底湿润焊缝或修补损伤部位，使后续喷涂的涂料能够更好地与钢材表面接触，提高涂料涂层的附着力。

3.6 整体面漆涂装

为使桥梁外观质量达到预期效果，来宾马滩红水河特大桥钢结构面漆分两次涂装，第一次在厂房内完成，第二次喷涂待全桥建成再施工。由于第二道面漆是最后一道涂装工序，决定了整桥防腐效果和外观质量，所以要精心施工，勤于检查，特别要注重细节。在整桥全部建成后，对整桥外表面进行相应净化处理，除去构件表面有害盐分、油污及其它污物，表面处理合格后再整体喷涂最后一道面漆，保证面漆良好，外观美观。面漆涂装前先选取10 m2进行试喷，确定工艺参数后再大面积喷涂，同时涂装必须在天气较好的条件下进行，以保证面漆涂层质量。

4 质量控制

来宾马滩红水河特大桥钢结构防腐涂装施工从对厂房建设的验收、材料设备性能的选择、涂装施工方案的编制、人员岗前培训、涂料进场的检验、涂料的配制、涂装工艺的试验评定、构件外表面处理、对周边环境的监测、每层涂料的用量计算以及湿、干膜厚度和附着力的检测来控制涂装过程的施工质量[2]，使钢结构防腐涂装施工质量达到预期设计目标。

4.1 事前监控

来宾马滩红水河特大桥防腐涂装材料加工厂房建设达到施工标准化要求，配有专用照明设备和通风除尘系统，单次涂装施工可以容纳整段拱肋或格子梁段。为保证钢结构经喷砂处理的表面具有符合设计要求的粗糙度和清洁度，根据防腐施工工艺试验选用铜矿砂作为磨料。涂装所使用的机械设备主要有大功率空压机、电弧喷涂机、高压无气喷涂机及其他配套设备，机械设备性能满足施工要求。同时编制施工方案，做好技术交底，施工人员实行岗前培训，做好涂装工艺试验评定，确定施工所需要的参数。

4.2 事中监控

钢结构涂装过程中要确保每一个环节的质量，任何一个环节的疏忽都有可能对涂层的整体质量带来严重的影响。因此，施工过程中要对现场环境和相对湿度进行监测，并对每一道涂层进行外观检查、附着力和厚度检测。来宾马滩红水河特大桥对拱肋节段防腐涂装的厚度检测数据监控如图1所示。

图1 96节拱肋涂料层厚监控数据示意图

从图1中可以看出，第一段数据明显偏高，经现场调查后发现其原因为采用的铜矿砂颗粒过大，在除锈过程中，导致粗糙度偏大而影响涂料整体干膜厚度。在及时发现调整后，数据趋于平稳。

5 结语

来宾马滩红水河特大桥钢结构防腐涂装施工是根据地区环境、使用年限、施工条件以及工程投资等各方面条件因素，选择合理的施工方案，并从人员的岗前培训、材料设备性能的选择、进场涂料的检验、涂料的配制、涂装工艺的试验评定、构件外表面处理、对周边环境的监测、每层涂料的用量计算以及湿、干膜厚度和附着力的检测来控制涂装过程的施工质量，严格控制好钢结构涂装的每个细节。钢结构防腐涂装施工质量在得到有效控制的同时，实现了桥梁整体外观美观协调。这一成功的施工方案是通过钢结构桥梁防腐涂装施工经验积累总结出来的，可为今后类似钢结构防腐涂装施工提供宝贵的经验。

[1]金晓鸿.防腐蚀涂装工程手册[M].北京：化学工业出版社，2008.

[2]李 鹏.浅析桥梁防腐涂装方法和施工质量控制[J].城市道桥与防洪.2009，12(12)：82-85.