桥梁钢结构涂层配套设计及施工要点

李众

（石家庄交通勘察设计院，河北 石家庄 050000）

0 引言

如今，越来越多的桥梁工程开始引入钢结构，以此减少现场施工量，并减轻对环境造成的污染和破坏。但钢结构自身存在容易腐蚀的问题，一旦发生腐蚀，将大幅降低自身性能，而且腐蚀还会不断发展，造成严重的损伤与破坏。因此，桥梁工程在采用钢结构时需对钢结构涂层引起高度重视，一方面要做好其配套体系设计，即选择适宜的配套体系并确定涂层厚度，另一方面要明确涂层施工要点，保证涂层施工质量。

1 涂层配套体系设计

该项设计内容主要包括选择适宜的配套体系，并确定土层厚度。现代化桥梁钢结构主体通常为长寿命涂层。其中，底涂层为热喷金属涂层等具备电化学保护特点的涂层，中涂层为环氧云铁中间漆，面涂层为耐候面漆。在确定适宜的配套体系后，涂层的厚度则决定了防腐年限。只是选择了适宜的配套体系，但涂层厚度较小，会使防腐年限无法达到要求。现行标准提出了一定腐蚀条件下的涂层配套体系要求和涂层厚度要求。涂层厚度和腐蚀条件及防腐年限之间的关系为：当腐蚀条件为C2 时，低、中、高三种防腐年限的涂层厚度分别为80μm、120μm 和160μm；当腐蚀条件为C3 时，低、中、高三种防腐年限的涂层厚度分别为120μm、160μm 和160μm（含富锌底漆，若不含锌粉，则涂层厚度需达到200μm）；当腐蚀条件为C4 时，低、中、高三种防腐年限的涂层厚度分别为160μm（含富锌底漆，若不含锌粉，则涂层厚度需达到200μm）、200μm 和240μm（含富锌底漆，若不含锌粉，则涂层厚度需达到280μm）；当腐蚀条件为C5-I 时，低、中、高三种防腐年限的涂层厚度分别为200μm、240μm（含富锌底漆）和320μm；当腐蚀条件为C5-M 时，中、高两种防腐年限的涂层厚度分别为240μm（含富锌底漆）和320μm。其中，低防腐年限是指防腐寿命达2～5 年，中防腐年限是指防腐寿命达5～15 年，高防腐年限是指防腐寿命达15年以上[1]。

在确定涂层厚度的过程中，需注意以下两方面问题：

（1）富锌底漆厚度。我国桥梁工程中富锌底漆厚度通常为75～80μm，根据现行标准，富锌底漆厚度达到40～80μm 即可。可见，富锌底漆并不是越厚越好，尤其是在中等及以下腐蚀条件下，可通过降低富锌底漆厚度来降低工程造价。减少的底漆厚度可通过增加中间层的厚度来弥补[2]。

（2）每道涂层厚度。当每道涂层厚度相对较大时，可提高涂层的施工效率。而如果涂层厚度过大，将有可能产生针孔等一系列问题，同时还会增加涂层结构的内应力。为达到理想的防腐年限，多道涂层的总干膜厚度需要比道数相对较少的涂层略低。例如，当腐蚀条件为C5-M，采用环氧与聚氨酯相结合的涂层体系时，设置两道400μm 的涂层仅可以达到中等水平的年限，但如果设置4道总干膜厚度为320μm的涂层，则可以使寿命达到高等[3]。

目前，涂装富锌底漆采用涂装1～2 道的方式。当中间漆为厚浆型时，若涂膜厚度在100μm 以内，则涂装1道即可，而若涂膜厚度达100μm以上，则需要涂装2道，尤其是当涂膜的厚度为150μm 时。此外，涂装道数还和涂料具有的工艺性能存在直接关联，面漆通常采用2 道涂装的方法，即先在工厂进行1 道涂装，然后在现场进行1道涂装。对于现场维修及重新涂装，需使用固体分相对较高的涂装，此时涂装1道即可。

氟碳面涂层大多涂装2 道，因为2 道面漆具有不同功能。其中，第1道面漆以过渡氟碳树脂为主，用于确保涂层体系得以良好匹配，同时提高附着力；第2道则需在配方设计过程中充分考虑装饰性、耐候性及自洁性。采用这种面漆类型可以节省大量社会资源，同时延长使用寿命[4]。

2 涂层配套体系施工

2.1 底材处理

（1）钢结构表面需保持平整，在底材处理开始前应检查并处理钢结构上的锐角，使其半径小于2.0mm。

（2）喷砂前将钢结构表面附着的所有污染物清理干净，如焊渣、毛刺和锈迹等。

（3）采用喷砂的方法处理基材表面，然后通过目测观测钢材表面是否存在附着物。

（4）喷砂完成后，钢结构表面粗糙度需不低于40～75，现场可借助粗糙度测定仪来测定。

（5）完成喷砂且清理完成后，需采用真空吸尘的方法除尘，并在4h之内均匀喷涂一层富锌底漆[5]。

（6）安装好钢结构后，需要打磨所有影响涂装的部分，特别是打磨锐角边，使其形成半径不超过2.0mm的圆角。当有咬边时应进行补焊，经必要的打磨处理达到相关标准的要求后，根据确定的涂装配套进行涂料补涂。

（7）对无法进行喷砂处理的部位，可采用机械打磨的方法处理，然后同样根据确定的涂装配套进行涂料补涂。

2.2 涂装工艺

2.2.1 涂料配制

（1）涂料大多采用双组分包装形式，在配制涂料之前应先搅拌A组分，形成匀质浆体，然后根据说明书在不断搅拌B组分的同时添加匀质A组分。

（2）以现场温度为依据，在涂料中添加一定量的稀释剂，将其搅拌均匀后测定黏度，确认能否达到施工要求的黏度要求。

（3）将涂料配制好后，需静置5～30min 再使用，以充分熟化。

2.2.2 涂装工艺

（1）常用的涂装方法包括刷涂、滚涂与喷涂。其中，喷涂包括有气与高压无气两种。

（2）在涂装过程中，应先使用板刷在所有缝隙及边角部位进行涂刷，然后通过滚涂或喷涂完成大面积涂装。

（3）在常温条件下，相邻两道涂装之间需间隔24h。

（4）若由于某种原因未能按照要求的时间涂覆下一道漆，且间隔的时间很长，则要在拉毛完成后再涂装下道漆。

（5）涂装下道漆之前，应检测前一道漆的实际干膜厚度，若厚度不满足要求，应及时补涂。

（6）在整个涂装施工中使用的涂料都应按照要求的配比进行配制，并使用专门的稀释剂，将涂料配制好后需在要求的时间内使用完毕。

（7）为保证涂装质量，在涂装下一道漆以前，应做好除尘工作，确保涂装质量。

2.2.3 环境要求

（1）涂装施工时，环境温度宜保持在10～20℃内，且空气相对湿度不能超过85%。如果空气相对湿度超过85%（包括85%），则钢结构表面可能结露，对涂抹和底材之间的结合造成影响。当采用环氧类涂料时，若环境温度在10℃以下，则会减慢涂料的固化速度，对此应使用厂家提供的低温专用涂料。

（2）底材处理与涂料涂装都可以在室内或室外条件下进行，但要注意底材的喷砂与涂装应分开进行，否则喷砂产生的灰尘会对基材表面造成污染，对涂装质量造成影响。若必须在室外条件下涂装，则要设置挡棚，以免雨水淋湿基材表面。

（3）在底材处理与涂装过程中现场要有良好光线，若自然光线不足，需进行补充，以免对检查工作造成影响。

（4）降雨降雪或下雾时均不允许进行底材处理与涂装施工。

2.2.4 涂膜修补

（1）涂装施工时，因环境或施工等原因可能导致涂抹产生针孔和流挂等弊病，对此应及时修补。修补方法为对弊病部位进行打磨，然后清除污物，利用有机溶剂进行脱脂，最后涂覆一层涂料，直到要求的厚度。

（2）对安装与运输时产生的损伤也应及时修补。若底材完好，可使用砂纸进行打磨，然后将破损处的边缘磨成一个坡口，再进行除尘与脱脂，接着涂覆足够厚度的涂料。若损伤已经达到底材，则应先进行除锈打磨，然后在脱脂完成后连续涂装两道以上底漆，最后涂覆面漆。

（3）钢结构焊接过程中位于焊接处的涂层可能遭到破坏，对此应先打磨焊接处，清除残留的漆皮、焊渣和烧蚀，然后进行真空吸尘，将灰尘清除干净，再使用有机溶剂进行脱脂，最后按照配套要求进行施工。

3 结语

综上所述，桥梁钢结构防腐涂层的设计与施工极为重要，决定了钢结构的使用寿命。因此，在实体工程中，首先要根据桥梁钢结构类型和使用要求选取适宜的涂层配套体系，并确定涂层厚度，然后严格按照所选定的配套体系及涂层厚度进行涂装施工，保证涂装质量，使涂层配套体系发挥出应有的作用，延长钢结构的使用寿命。