桥梁钢结构表面涂装维修技术

摘要:针对钢箱梁桥防腐涂装的耐久性问题，介绍影响结构涂装的因素和常见病害，结合实例桥梁进行涂装体系维修方案的比较、分析,选择经济性、施工可操作性强的防腐体系。对钢桥梁结构或构件的维修与涂装，提出了一些具体的技术措施，以期对我国桥梁钢构件的养护有所裨益。

关键词:桥梁工程;涂装;维修技术

中图分类号：U445文献标识码： A

1、影响涂装的因素及常见病害

1.1腐蚀环境分类

桥梁腐蚀环境非常复杂，主要包括大气腐蚀、水的腐蚀和土壤腐蚀 3 种。对于桥梁钢主梁而言主要是大气腐蚀。大气的腐蚀环境分类有①按照自然环境的气候特征如月平均气温、相对湿度来划分气候带和气候区;②按照环境的腐蚀特性如大气中腐蚀污染物、相对湿度等来划分。以往参考的主要是自然环境的腐蚀特征，目前参考的基本是环境腐蚀特征，这样进行防护更加有针对性，相关的标准有《大气环境腐蚀性分类》GB/T15957―1995 和《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T722―2008。

1.2 影响涂装防腐寿命的主要因素

1.2.1 自然环境

桥梁主要处在自然环境中，钢结构在水和空气中氧浸蚀的条件下，会产生电化学反应而生成铁锈。自然环境对腐蚀的影响因素主要取决于污染大气中的硫化物、氮化物、碳化物等腐蚀性有害成分含量、相对湿度、大气温度和结构表面状态等。污染的大气中含有的SO2、NO2、H2F、H2S、以及海洋大气中的CI-等，对金属在大气中的腐蚀影响很大。相对湿度控制在 60% 以下，钢铁的腐蚀速度相对缓慢，因为在相对湿度较低的情况下，不能形成表面水膜。

1.2.2设计因素

对涂装的认识不足 由于钢桥的涂装规范较少，早期设计时一般参照《铁路钢桥保护涂装》TB / T1527―2004 或海港工程的防腐涂装，采用的保护涂装体系不能满足在特殊环境下使用的要求，无法达到长效防腐的目的。随着认识的不断提高，对防腐的要求也越来越高，采用的涂装体系越来越合理。从 2008 年的《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》JT/T722―2008 也可体现出以往采用的防腐体系存在的差距与不足。

2）涂装体系选择不当 若设计所选用的涂装体系不能与桥梁所处的环境相适应，或底、中、面层之间的黏结力、配套性、相容性较差，均会影响到涂装的耐久性。

1.2.3涂料老化

所有材料本身均存在老化特性，涂料也不例外，材料老化可导致钢结构防腐涂层的失效。

1.2.4施工原因

表面处理 表面处理主要有 2 个方面的要求:①除锈等级(清洁度);②粗糙度，均影响漆膜的附着力。对钢结构表面进行处理是涂装防腐施工的第 1道工序，若表面处理不当，如带锈、不洁、存留旧涂层或其他附着物、表面凹凸不平、焊瘤、毛边、孔洞等均会影响到整个涂装质量。统计资料数据表明，表面处理质量对涂层防腐寿命的影响程度占 50% 左右。

施工工艺及条件 涂装施工不当主要体现在以下方面:①没有严格按照涂料要求进行混合和稀释;②现场温度、湿度及风速不符合要求;③喷涂施工方法选择不当;④对凹凸、焊缝、边角部位等未进行预涂;⑤涂装时间间隔过长或过短;⑥涂层没有及时防护和养护等。

3) 施工管理 施工人员素质低，质量控制不严，可能导致表面处理标准低、涂层厚薄不匀、涂膜厚度不合要求、涂料质量不合格、涂装方法不当、施工工艺不到位等，造成涂膜缺陷。

1.2.5 运营管理原因

《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》中将涂装的保护年限分为普通型和长效型，在涂层体系保护年限内，涂层 95% 以上区域的锈蚀等级不应大于ISO4628 规定的 Ri2 级。因此在涂层的正常使用期内，应对结构表面的防腐涂层进行局部养护或补涂。若不及时对涂层进行局部养护或补涂，就会造成涂层的大面积劣化。

1.3常见涂装病害

这里所说的涂装病害主要是指由于后期出现的漆膜劣化，不包括施工缺陷。涂层劣化后主要表现有粉化、起泡、裂缝、脱落、生锈。

2、上海地区高架钢桥梁维修

2.1桥梁钢结构的腐蚀环境

上海地区受东海海洋腐蚀环境，为亚热带湿热区，空气湿度大、含盐多、气温高、季候风强，海盐粒子吸收空气中的水分后很容易在金属表面形成液膜，引起腐蚀。在季节或昼夜气温变化达到露点时尤为明显。另外尘埃、微生物在金属表面的沉积，会增强环境的腐蚀性。同时高架桥为于市区，工业废气及汽车尾气等污染较严重，所以腐蚀环境比内陆其他桥梁更为恶劣。根据《大气环境腐蚀性分类》GB /T15957―1995、《钢结构防腐涂料系统的防腐蚀保护》ISO 12944-2分类，高架桥应属中等至较强腐蚀类型，按照《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》标准;该桥应属C4 ～C5 腐蚀类型。钢桥漆膜厚度在230um，确保上海高架桥10-15年防腐保证期。

2.2桥梁主要病害

大桥钢箱梁涂装部位目前锈蚀及起皮、脱落、玷污情况普遍而严重，各种病害遍布于各个构件，面积大并且有加速蔓延发展的趋势。锈蚀较重的部位主要是边角处、箱梁两侧、加劲肋及拼接处，箱梁连接处及连接螺栓也有不同程度的锈蚀。

3、钢桥梁维修设计

3.1维修设计的原则

钢梁涂装的维修设计主要涉及桥梁的所处地理位置的腐蚀环境、所期望的涂层使用年限、涂层的维修性能及经济性等。设计时要考虑短期效益兼顾长期效益，以达到合理、经济、耐久的目的。涂装设计重点解决功能需求，以“经济合理、长效耐久、施工可行、符合环保”为原则进行涂装方案设计。根据现状涂层的劣化失效情况，对钢箱梁外表面进行重新涂装，彻底除去旧涂层、重新进行表面处理后，按照完整的涂装体系进行涂装。

3.2钢箱梁维修工艺

3.2.1钢梁桥涂装工艺的选择

按A：完好等级的钢梁,采用中性洗涤剂清洁表面油污,并用压力淡水冲洗。

B“一般”等级涂层,采用拉毛处理,局部锈蚀,锈蚀部位用砂轮片或钢丝打磨ST2-ST3级

C:锈蚀严重的表面,采用全拷铲处理,电动工具打磨ST3级

3.2.2现场维修涂装工艺：

A）对于完好等级的表面可用中性洗涤剂清洗表面油污，并用压力淡水冲洗，彻底清除油污.（不涂装任何面漆）

B)对于表面“一般”等级的钢结构处理方案：

在这种状况下的钢结构上，涂层有轻微变色和失光，稍许部位有剥落和锈蚀，需要进行的适当的表面处理和维修。用动力工具对涂层表面打磨拉毛，除去表面粗粒、涂层粉化、老化等缺陷。对局部有锈蚀的部位使用动力工具打磨至St2--St3级，该打磨部位应超出锈蚀部位5cm左右，且该5cm的范围与原有涂层间的连接处应该是呈斜坡状，逐步从钢铁部位过度到完好的面漆。

C)对于表面“较差”、“很差”等级的钢结构处理及防腐施工方案：

对有锈蚀的部位使用动力工具打磨至St3级，该打磨部位应超出锈蚀部位5cm左右，且该5cm的范围与原有涂层的连接应该是呈斜坡状，逐步从被打磨得钢铁部分过度到完好的面漆表面。表面应无可见的油脂和污垢，没有附着不牢的氧化皮，底材显露部分的表面应具有金属光泽，待涂装的表面应清洁、干燥。

3.3维修方案比选

涂料配套体系:

使用Primastic 改性环氧厚浆漆用手工刷涂的方法进行修补预涂装，如焊缝、边角等部位。待其干燥后同样使用Primastic 改性环氧漆进行底漆的涂装，膜厚为150微米。 等底漆干燥后, 其它没有进行打磨处理的部分也需要同时涂装面漆，则用砂纸将全部需要进行面漆涂装的表面进行拉毛处理，并将表面的灰尘及其它杂质清除干净。

3.3.1 传统方案在防腐性能及表面保光保色上可以达到很好的效果，但其缺点是涂装道数太多，导致施工周期较长，(一般按每道油漆从表干.到实干,重涂需要一天)传统方案体系至少需要5-6天的施工周期,施工成本较高；需要封闭道路时间也长.优化方案涂装体系2道的涂装工艺明显提高施工效率，减少封闭道路的时间。

3.3.2 对于表面“较差”、“很差”等级的钢结构处理及防腐施工方案中,传统方案环氧富锌底漆对表面处理要求较高一般要求喷砂处理至Sa2.5级，而现场的电动打磨ST3级,对环氧富锌底漆存在技术隐患,并不适合现场维修。并且“较差”、“很差”等级的钢结构表面,在底材处理不当情况下,重涂后再次锈蚀的可能性很大. .优化方案涂装体系底漆改性环氧底漆是低表面处理漆，对底材的处理要求只需达到St2-3级。适合现场维修使用，并确保有良好的附着力。保证涂装效果

3.3.3 优化方案涂装体系最大优势在于涂装道数少，一共只需涂装两道漆，施工周期短（2-3天内完成），施工成本低；零下5度的施工条件保证上海地区在几乎任何季节可以施工

3.4技术性能及施工工艺

3.4.1 产品产品技术性能

改性环氧底漆／脂肪族聚氨酯面漆

改性环氧厚浆漆Primastic：可以作为旧涂层的封闭涂层和锈蚀部位的防锈底漆；也可以作为C4环境下非含锌防腐配套的底漆。

聚氨酯面漆Hardtop XP：作为防大气紫外线，具有优异耐候性、耐沾污性、装饰性和保光保色性的面漆。

3.4.2 表面处理及施工工艺

1）表面处理方法

涂装前，要对钢结构表面先进行除油处理。除油根据SSPC SP1进行。最简易的油脂检测方法是在表面洒水的“洒水法”（非标准）。如果没有油脂存在，水滴会在表面很快地扩散开来，如果有油脂存在，则会留存在表面形成水珠状使用粉笔划过表面也可以简便地测试油脂的存在。

真空吸尘器吸尘:真空吸尘器将表面的浮尘和松散的颗粒全部去处。

2）油漆涂装及涂装方法

在进行喷涂之前，检查是否有喷涂不易达到的部位，如有，则需要用刷涂的方法对其进行预先的涂装，以保证所有的钢材表面都涂到油漆，且漆膜厚度大体一致。只有在小面积施工预涂装的时候，可以采取刷涂或辊涂的涂装方法。如果不得以采用刷涂或辊涂时，漆膜厚度往往达不到配套设计所要求的涂装膜厚。在一次涂装不能达到规定的干膜厚度的时候，可以，也必须采用多道施工的方法，最终达到规定漆膜厚度要求，但必须注意涂装间隔时间，以免引起其它的漆膜缺陷.

结束语

影响涂装体系的实际防腐效果的因素众多，不仅与桥梁所处的腐蚀环境、所选用涂料的性能及设计的配套体系有关，更重要的是与结构表面的处理质量、涂层的实际膜厚及涂装方法等施工影响因素息息相关，如果忽视其重要性则会为涂装体系的耐久性埋下隐患。

由于当前阶段普遍存在“重建轻养”，桥梁的后期养护资金有限，因此对于桥梁钢梁的涂装维修设计不仅要考虑到养护管理的特点，注意其经济性，同时还要考虑到施工的可操作性及现场的施工条件，采用合理的涂装体系。