铁路桥梁钢材的防锈与储存管理

黄江进

摘 要：金属钢具有强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强等特点，一般用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物;材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载;其制作工期短，架构简便，可操作性强，其工业化程度高，在铁路工务桥梁系统应用中占有很大比例。由于钢材极易受到影响导致生锈腐蚀，因此防锈和储存管理成为了一个非常值得重视的问题。

关键词：铁路桥梁;钢材;防锈

中图分类号：U445.73 文献标识码：A

1 钢材的结构特性

钢，是对含碳量质量百分比介于0.02%至2.11%之间的铁碳合金的统称。钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的成分。

钢具有材料强度高，自身重量轻、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高、钢结构制造安装机械化程度高、低碳、节能、绿色环保，可重复利用等优点，同时其也具有钢结构耐热不耐火、耐腐蚀性差等劣性。

在铁路桥梁中，桥梁的钢梁、钢支架、围栏、上下墩台盖板，限高架、螺栓铆钉、步行板内钢筋网等钢结构的锈蚀，极易造成桥梁设备及人身安全隐患，国内外由锈蚀导致的钢结构事故也时有发生。生锈腐蚀将会引起钢构件截面减小，承载力下降，严重地影响钢结构的耐久性，使得钢结构的保养维护费用昂贵，那么钢材的防锈与储存管理则具有重要意义。

2 钢材锈蚀分析

2.1 本质原因

钢材锈蚀的本质原因可分为化学腐蚀、电化学腐蚀两类，而在实际情况中都是这两种的综合表现。

化学腐蚀是指钢材直接与空气或工业废气中含有的氧气质液体发生表面化学反应而产生的腐蚀。

电化学腐蚀是由于钢材内部有其他金属杂质，它们具有不同的电极电位，在与电介质或水、潮湿气体接触时，产生原电池氧化还原作用从而导致锈蚀。

2.2 影响因素

①湿度。湿度是决定大气腐蚀类型和速度的基本因素，湿度越大，一般大气的腐蚀性越强。

②降水量。雨水的冲刷，从冲掉腐蚀介质而言，起有利作用，但雨水又能破坏腐蚀产物的保护层，促进腐蚀的进行。

③温度。日气温变化越大，腐蚀越严重。

④日照量。日照使钢材保护层涂料老化起间接的破坏作用。

3 桥梁钢材、钢结构的防锈措施

3.1 钢筋

在桥梁日常作业中，钢筋主要是作为预制步行板等混凝土制品的内部受力的结构而存在。钢筋关键在于储存得当，不应将钢筋或制好的钢筋网暴露的随意放置在户外场所。应存储在材料库内，按照规格和种类分别堆放摆好，其中新旧钢筋应该分开，旧钢筋已经有锈蚀，锈蚀表面的物质容易加快新钢筋的锈蚀。材料间应当保持可通风条件，避免强光日照，室内的温差会导致钢筋内部的结构发生变化加速锈蚀。在材料间可增加遮阳布，或在钢筋表面覆盖一层干燥的布，保持钢筋不被空气中的水分及杂质直接接触，在钢筋的周围可以撒放一些干燥剂使其降低空气中的湿度，从而达到减缓锈蚀的目的。钢筋网在混凝土内部与空气隔绝不易锈蚀和损坏，但是随着混凝土的制作不当或年限长久，可能会产生露筋的现象，所以在预制混凝土构件的时候一定要按照规定保留相应的保护层，遇到露筋问题要及时发现及时处理，进行更换或者修补，避免露筋导致内部腐烂产生安全隐患。

3.2 铁质工机具

在工具方面，鐵锹、齿耙、锤子、斧头、钢锯、除锈刀锤、扎钩等，这些铁质的工具应当保持工具的清洁，做到工完料清，并保持干燥，储存在室内。防止生锈可以将工具定期进行涂防锈油脂保养，防锈油脂可以起到和空气的隔绝作用，且防锈油脂具有良好的耐硬水性能、热稳定性好，在高温状态时仍具有良好的防锈功能，在金属表面形成疏水性薄膜，用于所有含铁的材质上，喷淋和浸渍，对环境无污染，使用安全。在机具方面，切割机、发电机、钻孔机等，由于机具是电用，很少会与水接触，生锈的几率相对会小，但是保养工作还是不可忽视，在机具的铁质部分，通常是油漆涂层隔绝来防锈，但是随着时间的推移，油漆薄膜会部分脱落，要经常检查和保养，一旦有部分暴露要及时补漆。在平时机具的使用过程中要谨慎小心，以防碰撞将漆膜表面损坏。

3.3 限高防撞架

在铁路桥梁中，限高防撞架是一个容易锈蚀的桥梁构筑物，每年因为锈蚀严重导致结构损坏，整体的稳定性下降，成为一个危险的隐患，在限高架的通道，底下有行人车辆川流，这就造就了限高架是一个定时的“炸弹”，其维修养护则是铁路桥梁外部环境中一个重中之重的事情。一般会从厂家制作或者自行焊制，运输到目的地进行安装。专业的工厂有品质的保障，自行焊制的时候就要注意时间问题，要在尽可能快的时间点内完成，将其拼接焊制好，第一时间将底面两漆涂好。在涂装之前，应将钢结构表面进行除锈，用钢丝刷在表面涂刷，接着用砂纸精细打磨，然后用棉纱沾少许松香水擦拭。松香水能除去氧化物，保持金属焊接面清洁而润滑性佳，以进行优良的焊接。在限高架的底部与地表面连接，容易受到积水或土地草木的水分接触，因此可以在限高架底部浇筑一个混凝土立方基础，有效保护底部的牢固根基。如遇到不平的地基，可以沿着地平线做一个排水坡，防止被积水接触锈蚀，延长使用寿命。

3.4 角钢、圆钢

这些钢结构一般是工厂定制，通常是使用表面镀锌的工艺来进行保护。因为锌在干燥的空气中几乎不发生变化。在潮湿的空气中，锌表面会生成致密的碱式碳酸锌膜。其具有较厚致密的纯锌层覆盖在钢铁紧固件表面上，它可以避免钢铁基体与任何腐蚀溶液的接触，保护钢铁紧固件基体免受腐蚀。在一般大气中，锌层表面形成一层很薄而密实的氧化锌层表面。它很难溶于水，故对钢铁紧固件基体起着一定保护作用。如果氧化锌与大气中其它成分生成不溶性锌盐后，则防腐蚀作用更理想。由于雨水、大气中含有各种强酸、碱雾气，所以镀锌能有效的抵抗这种强腐蚀环境，从而达到防锈蚀的目的。

3.5 人行道栏杆、托架

人行道栏杆、托架除锈油漆是桥梁工经常保养的工作，通常的流程是先除锈，再上漆。应将钢料表面的污泥、油垢、铁锈、旧漆皮和氧化皮彻底清除干净。清除方法应根据钢表面清理等级要求分别采用喷砂、喷丸，手工清理和溶剂擦洗。由于是在桥面上作业，通常是采用手工除锈。一般是用除锈刀、锤进行，但是不可过分用力，这样可能会损伤钢表面，适得其反[1]。严禁在雨、雪、凝露和相对湿度大于80%及风沙天气进行，钢表面清理应达到St3级。但是其劳动强度大，效率低，质量难以保障，因此可以采用高效率的机械除锈。钢结构表面清理后应在4小时内涂装第一道底漆，涂装涂料涂层需在上一道涂层实干后，方可涂装下一道漆，底漆、中间漆最长暴露时间不超过7天。两道面漆间隔若超过7天时，需要用细砂纸打磨涂层表面成细微毛面后方能涂下一道漆。

3.6 钢立柱、扶手

在人行道栏杆的钢立柱和扶手部分，由于结构复杂焊接部位多，角钢弯曲面。桥上作业，立柱的内部除锈操作起来较为困难，因此可以采用改变金属内部结构的方式进行防锈蚀。如制成合金制造各种耐腐蚀的合金，或在普通钢铁中加入Cr、Ni等容易在钢材表面形成致密、坚硬、耐腐蚀的氧化层，从而起到保护作用。

4 钢材的储存管理

钢材的场地或仓库，应选择在清洁干净、排水通畅的地方，远离产生有害气体或粉尘的厂矿。在场地上要清除杂草及一切杂物，保持钢材干净;不得与酸、碱、盐、水泥等对钢材有侵蚀性的材料堆放在一起。不同品种的钢材应分别堆放，防止混淆，防止接触腐蚀，合理堆码、先进先用。

一般采用普通封闭式仓库，即有房顶有围墙、门窗严密、设有通风装置，晴天注意通风，雨天注意关闭防潮，经常保持适宜的储存环境。

参考文献：

[1]《铁路桥隧建筑物修理规则》（铁运〔2010〕38号）（中国铁道出版社出版，书号15113.3247）.