高速铁路站台钢结构雨棚防腐涂装质量安全治理

陈国权，曹晗，安海强，刘辉，苏鑫

（1.中铁四局集团钢结构建筑有限公司，安徽 合肥 230088；2.中铁四局集团有限公司，安徽 合肥 230023）

1 前言

近十余年间，我国高速铁路的发展迅猛，在2005年6月石太高速铁路开工建设后，正式进入标准化建设高速客运专线铁路阶段，此后，一大批干线高速铁路和城际高速铁路项目相继启动，至2019年底，中国高速铁路营业总里程达到3.5万km，居世界第一。由于建筑钢材的强度高、塑性韧性好、自重轻，加上钢结构具有制作简便、施工工期短，适用于跨度大、高度高、承载重的结构等优点，使钢材在铁路站房、站台雨棚建设中得到了广泛应用，有大型站采用的无站台柱雨棚结构形式和一些中小型站采用钢柱+悬挑钢梁的有站台柱雨棚形式。

钢材作为一种优良的建筑材料，除了众多优点外，其耐久性差的问题不得不被重视，特别是在侵蚀环境下的钢材，耐腐蚀性差，必须采取防护措施，防止钢材腐蚀生锈。据发达国家的不完全统计，每年腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的2.5%～4.2%。钢结构的腐蚀不仅造成经济损失，也给结构的安全带来隐患，钢材锈蚀而导致的工程事故也屡见不鲜。受电气化铁路接触网的影响，站台雨棚钢结构涂装的检查、维修和保养困难较大，但其作为人员密集场所的上盖构筑物，其安全性又重要万分，因此分析已建成铁路站台雨棚的锈蚀程度和原因，制定对应的处理措施，为以后国家高速铁路站台钢结构雨棚防腐涂装的设计施工与维保提供参考依据。

2 站台雨棚钢结构涂装体系的设计

我国站台雨棚结构的防腐多采用涂层保护，防锈涂层一般有底层、中间层和面层组成，对部分站台雨棚涂装体系进行统计，如表1所示。经分析，采用无机富锌底漆+环氧云铁+丙烯酸聚氨酯（氟碳漆或者聚氨酯等）涂装体系的数量较多，但不同的地理位置的站台雨棚和不同的设计院设计，采用的漆膜厚度均有所不同。在钢结构站台雨棚建设初期，因没有专门针对高速铁路钢结构雨棚防腐涂装的设计标准，其防腐体系设计依据不一，各家设计院根据理解的不同进行设计，未能参照统一的标准。

早期铁路站台钢结构雨棚防腐涂装体系设计统计表

经查询，现行的钢结构防腐涂装标准有住房和城乡建设部2011年发布的《建筑钢结构防腐蚀技术规程》（JGJ/T 251-2011）和中国工程建设标准化协会2013年发布的《钢结构防腐蚀涂装技术规程》（CECS 343-2013），在2011年之前只有《钢结构设计手册》和国标《工业建筑防腐蚀设计规范》（GB 50046-2008）可供参考，经查询国标和国际标准《色漆和清漆防护涂料体系对钢结构的防腐蚀保护》（ISO 12944），其提到的涂层体系耐久性中，最高等级是大于15年。也就是说，我国很多站台钢结构雨棚的涂装体系将达到使用年限，不及时进行翻修处理会对结构防腐带来严重的质量安全隐患。

3 站台雨棚钢结构防腐涂装的病害分析

根据钢结构涂装设计规范，钢结构的防腐涂装应明确使用年限和使用年限内检查和维护的要求。综合考虑我们涂料的使用性能，一般设计使用年限不大于25年，从05年我国高速铁路开始建设，先后建成了一大批铁路站台雨棚，多数站台雨棚的涂装使用寿命已过半，涂层脱落和局部锈蚀等问题逐步显现。经过调研分析，站台雨棚钢结构的防腐涂装病害总结如下。

①没有专门针对高速铁路钢结构雨棚防腐涂装的设计标准，钢结构雨棚防腐涂装体系设计标准不统一，导致各设计院设计理解存在偏差，从而影响防腐体系的整体设计质量。

图1 柱脚未包裹引起涂层脱落

图2 焊缝位置局部反锈

②未按设计规范要求进行柱脚包裹设计或柱脚的包裹高度不够，钢柱长期与土壤（道砟）接触，受环境侵蚀，引起涂层脱落、柱脚锈蚀。

③局部区域（特别是焊缝位置）涂装存在施工缺陷，构件整体涂层完整，但局部区域出现反锈，受雨水影响反锈区域逐步扩大。

④钢构件长期缺乏维护和清理，污染物覆盖钢构件表面，逐渐侵蚀钢材，引起锈蚀。

图3 长期积灰引发锈蚀

⑤露天环境的钢构件，长期受雨水侵蚀，锈蚀速度远大于室外环境或室内环境下的钢构件。

图4 露天环境下的涂层更易脱落失效

⑥围护结构构件未采用更好的热镀锌防腐形式，传统的涂装防腐又未按主体结构的要求施工，围护构件先于主体结构锈蚀。

图5 围护构件涂层防腐耐久性差提前锈蚀

综合以上六类情况，不难发现站台雨棚钢结构的防腐问题，从设计到施工，再到后期的维护，每个环节都至关重要；设计是源头，施工是重点控制环节，维护是有力的后续保障，三者缺一不可，哪一个环节不到位都会引发站台雨棚钢结构的锈蚀问题。

4 站台雨棚钢结构锈蚀的防治措施

铁路站台雨棚钢结构的锈蚀治理应从防和治两个方面入手，对于后续建设的项目重点是预防，对已建成的项目重点是如何治理。针对两个方面提出如下建议。

①完善高速铁路行业标准建设，根据不同地区、不同部位等有差别地进行涂装体系设计，关键部位和难以维护区域重点设防，一般区域常规设防。

如前文所述，当前钢结构涂装设计依据有住建部标准和工业协会标准两本，其均为现行标准，设计人员如何结合铁路行业的特殊性选择更加契合的依据，没有一个统一的解释说明，这就导致了设计的涂装体系存在一定差别，构件的耐久性能参差不齐。为避免依据的不统一，根据铁路行业特点编制铁路行业自己的钢结构防腐涂装标准尤为重要，特别是针对钢结构站台雨棚这种跨既有线或临近既有线构筑物，因其维护难度大、成本高，其防腐涂装体系的设计应专门研究，既要保证防腐耐久性又要保证施工的可操作性。

②创新技术引领，推广新材料、新工艺，提高钢结构的防腐寿命。

当前的一些新建铁路站台项目已采用混凝土站台雨棚代替常规的钢结构雨棚，此做法虽可暂时消除钢结构建筑的耐久性问题，但从发展的角度考虑，其不利于钢结构建筑领域技术的发展，是一种消极的处理措施，而且混凝土结构目前只能满足小型站台雨棚。钢结构的防腐问题需要技术创新去解决而不是一味地回避；当前钢结构行业也在努力寻求解决钢材的锈蚀问题，如耐候钢的推广和使用、装配式构件结合整体热镀金属涂层技术等，其相对于传统的涂层法都有更好的耐久性能。

对于已建成的项目出现锈蚀的情况可采用带锈防锈漆进行处理，其原理是通过渗透、钝化、反应等机理将一定厚度范围内的铁锈转化为较致密、稳定的涂膜成分，从而起到保护钢铁底材的作用的涂料。相应的标准《带锈涂装用水性底漆》（HG/T 5173-2017）已由中华人民共和国工业和信息化部发布实施。

图6 南京站病害整治中带锈防锈漆应用实践

③严格控制防腐涂料等原材料的质量和采购的成品钢构件的防腐涂装质量，加强材料进场的验收关，对原材料必须进行取样送检，材料送检合格后方可使用，严禁使用不合格的材料。

④加强防腐涂装过程质量控制，严格控制涂装工序作业人员的素质，严格落实涂装方案与技术交底的要求，及时消除因施工原因造成的涂装质量不合格现象，针对重点部位必须重点监控，特别是焊缝部位的打磨除锈工作必须严格按规定执行，加强管理人员旁站监督。

⑤严把防腐涂装质量验收关，对防腐涂装质量必须严格检查，对重点部位进行抽样破检试验，检查钢构件基底处理质量是否符合要求，对涂层附着力及厚度进行常规检查验收，尽最大限度消除质量不合格产品交付使用。

⑥落实运维责任，严格执行检查、维护制度，推进达到使用年限后涂装体系的大修工作开展，坚持早发现早维修。

根据现行规范的要求，钢结构的涂装必须按期地进行维护和检查，其涂层维护的好坏直接影响着钢结构的使用寿命。当前铁路站台雨棚的维护工作是缺失的，一方面是因为使用环境的特殊性，铁路系统除短暂的天窗点可以要点作业外其他时间均在运营，线路上方及周边不允许作业，在时间上，维保工作较难开展；另一方面是维护作业的专业性，站台雨棚结构由铁路系统的各房建段负责维护，维护和检修多为高空作业，且需专业设备，就目前房建段的人员配备和专用登高设备配置上，维保工作也较难开展。针对以上两方面问题，建议采用以下两方面对策进行解决。一是在编制铁路行业的防腐涂装标准时，进一步明确运维和大修的周期，并由铁路管理部门统一修调运维时间，避免各站段独自要点作业，影响运营；二是开放铁路维修市场，建立运维单位与施工单位的协调联络机制，由专业的队伍进行维保和大修。

5 结语

铁路站台雨棚钢结构的防腐涂装问题应引起重视，特别是近年来较多的站台雨棚钢结构涂层达到使用年限，出现了很多涂层脱落，局部锈蚀等情况，其不仅影响建筑结构的整体美观性，也威胁着结构安全。铁路站台雨棚钢结构的涂装问题应从设计、施工和后期维保三个方面来共同解决。一是应制定专门的高速铁路钢结构防腐涂装的行业规范，统一设计依据、施工验收和维护保养等标准；二是设计单位要充分考虑站台雨棚使用的特殊性和维修的难易性，进行差异化设计；三是推广应用新材料、新工艺，保证涂层的耐久性能；四是施工单位要制定合理的施工工艺，采购合格原材料，选取高素质作业人员，严格控制施工质量，践行质量终身制；五是验收单位要严格工程质量验收，防止不合格工程投入使用；六是维管单位要严格按照设计要求的维保周期进行检查保养。