钢结构桥梁腐蚀控制

摘要：我国以拥有世界上最早最多的砖砌拱桥、石砌拱桥而著称。但随着我国经济的飞速发展，适应更多功能的需求，钢结构桥梁已经越来越多的出现在我们的视野中。钢结构桥梁有耐震性能好，安全性能好，桥体轻，施工快捷，防火、防虫，可以循环利用等优点，会在未来的中国城市建设发展中发挥巨大作用。本文将阐述钢结构桥梁的隐患，及其防治措施。

关键词：钢，梁，腐蚀，控制，涂装

中图分类号： TU291文献标识码：A

引言：腐蚀在世界各国、各行各业造成过重大损失，如飞机坠毁、钢铁桥梁突然断塌、混凝土工程出现渗漏溶蚀、裂缝、钢筋断裂、输电塔杆倒塌等等。根据2003 年我国工业和自然环境腐蚀问题调查结果表明，我国的年腐蚀损失为5 千亿元，占国民生产总值的5 %。我国是炼钢制钢大国，所以有效控制钢材腐蚀势在必行。

一，我国地理位置和环境的影响

我国地处 4 个地带6 个区∶热带湿热区；亚热带亚湿热区；亚热带干热区；温带温和区等，长沙以南相对湿度超过80 %的时间在200 d 以上；我国又是一个发展中国家，环境治理还很有限，相当广阔的区域，SO2 污染严重，我国1/3 的国土面积被酸雨覆盖，PH 值在5～6 之间；我国海岸线长达一万多千米，海水和海洋大气中的氯离子(Cl -)弥漫在一些地区；我国水深200 m 以内的大陆架占世界大陆架总面积的23 %，这些事实说明，我国要建设的桥梁很多，而运行环境又比较苛刻。在周围环境作用下，材料的退化和变质是一种自然现象，包括金属的腐蚀和非金属的老化。在相对湿度较低时，金属的腐蚀速度非常缓慢，到达临

界相对湿度时，腐蚀速度突然加大，这一临界值随金属种类、金属表面状态和潮湿空气中所含污染程度而有所不同，一般来说，金属的临界相对湿度在70 %左右，如果潮湿空气(在金属表面上形成水膜)一旦含有SO2，Cl2 等污染物时，腐蚀速度呈几十倍上百倍地增加。此外CO2、H2S、NH3 等污染物也会促进腐蚀。在环境侵蚀同时，存在的静应力（使用应力和残余应力），会引起某些合金应力腐蚀，存在循环应力时，绝大部分材料会引起腐蚀疲劳。

二，桥梁钢结构的腐蚀类型

1.均匀腐蚀。均匀腐蚀是最常见的腐蚀形态,主要特征是腐蚀分布于整个金属表面,并以相同的速度使金属整体厚度减薄。均匀腐蚀虽然造成大量金属损失,但并不可怕,由于腐蚀速度均匀,可以容易地进行预测和防护,只要进行严格的工程设计和采取合理的防腐蚀措施,钢桥梁一般不会发生突然性的腐蚀事故

2.点蚀。钢材在适宜的环境介质中,经过一定时间大部分表面未受腐蚀,但在个别的点或微区内,由于金属的选择性腐蚀而出现蚀孔或麻点,随着时间的增加,蚀孔向纵深方向发展,这种腐蚀形态称为点蚀。点蚀的产生一般是由于Cl - 吸附在金属表面膜中某些缺陷处引起的,如广东某斜拉桥于1988 年12 月建成,1995 年1 根拉索上段突然断裂,经分析其腐蚀产物发现含有0. 1 %Cl - 和0. 1 %SO42 - ,其断裂原因主要是由于Cl - 点蚀造成的。

3. 缝隙腐蚀。缝隙腐蚀是因金属与金属、金属与非金属相连接时表面存在缝隙,在有腐蚀介质存在时发生的局部腐蚀形态,主要发生在金属铆接、螺栓连接、螺钉接头、非金属材料的法兰垫圈与金属材料间等部位。如重庆綦江彩虹桥倒塌的主要原因之一是吊杆上部铆接处水泥灌浆不满,铆接处缝隙发生腐蚀造成吊杆断裂。

三，钢结构桥梁的防腐蚀方法

常用的钢结构防腐蚀措施主要分为两类:一类是机械隔离措施,即采用惰性材料包覆在钢结构表面,隔离水、氧气等腐蚀介质以达到防腐蚀的目的;另一类是根据电化学腐蚀原理,人为提高钢结构的电位,使其处于电位较高的一极,从而达到保护目的。依据上述原理,常用的钢结构防腐蚀方法有火焰喷涂、热浸镀、涂料涂装、电弧喷涂复合涂层等。

四，桥梁钢结构腐蚀控制措施

① 控制和治理环境污染，我国自上而下拥有一支庞大的强有力的环境保护领导、管理和科技队伍，环境治理成效显著，这对减缓钢结构桥梁的腐蚀意义重大，然而一个国家的环境治理决非易事，没有几十年花大力气是达不到理想境界的；

② 隔离侵蚀环境，例如悬索桥钢缆采用不干性密封胶隔离侵蚀环境，高强度钢螺拴与钢梁的连接部分选用密封胶密封；

③ 选用耐蚀材料，例如选用耐候钢、不锈钢，不过价格过于昂贵，对于发展中国家也有困难；

④ 选用先进制造技术，例如预应力钢绞线是桥梁的心藏，这是确保桥梁使用寿命的关键之一，传统压浆工艺常造成压浆不饱满，造成钢绞线锈蚀，选用真空辅助压浆新工艺克服了这个问题，提高了质量；同时采用含有阻锈剂的高性能浆体；⑤ 研制和使用保护涂层，这是最现实、最有效、最经济、几十年实践证明为最好的措施。实际上，保护涂层已经成为钢结构桥梁的防护和耐久使用的关键技术。

五，涂装工艺及体系

日本是一个岛国，海岸线长，海上桥梁或海滨桥梁也多，在预防腐蚀方面有许多成熟的技术可以借鉴。(1) 涂装工艺，日本在桥梁建设上，很注重施工工艺，真可谓“三分材料、七分工艺”地积极执行者。日本的钢结构桥梁涂装工艺安排比较科学（见表1）。

(2) 涂装体系

日本将苛刻腐蚀环境下能起正常保护作用 15年以上的涂料称为重防腐涂料。日本和国际上其他国家一样，选用重防腐涂装，追求长寿命。重防腐涂料应该是膜厚、高固体分、易于喷刷（触变功能好）。具体要求∶① 对钢基体具有良好的结合力，有良好的物理机械性能，如收缩率低、适当的硬度、韧性、耐摩性、耐温性；② 对各种介质有良好的耐蚀性，如海洋、工业大气、酸、碱盐等；③ 能

有效抵抗各种介质的渗透；④ 现有施工技术易于进行施工。这4 点要求是较为苛刻的。但日本正在按这些要求去做。表2 列出了日本关西国际机场连络桥海洋大气部分钢结构涂装体系。

随着我国对于钢桥的需求越来越多，防腐的技术难题也得到了有效的突破。世界各国都致力于开发防腐蚀的新技术新材料，并成功开发出热喷涂长防腐技术。现在的热喷技术有喷锌喷吕两种。该技术于上个世纪90年代在我国得到了广泛的应用，并取得了良好的效果。目前，我国在施工质量和生产效率方面都获得了稳定的提高。将使热喷涂长防腐技术在刚桥梁中得到广泛的应用，从而推动钢结构桥梁在我国的长足发展！

六，结语

随着我国基础设施建设速度的加快,大型钢结构桥梁不断涌现。建设单位已经意识到钢桥梁防腐蚀的重要性,在建桥之初就要求防腐蚀环节与大桥的设计寿命同步。在综合考虑各种防腐蚀方法的耐久性、维护经济性、环境友好性等因素后,建设单位相继采用电弧喷涂复合涂层对钢结构桥梁进行长效防腐蚀处理。可以预见,电弧喷涂复合涂层在钢桥梁防腐蚀上将获得越来越广泛的应用,未来的几十

年将为国家节约大量的桥梁维护费用,减少油漆防腐维护带来的环境污染,在延长钢桥梁使用寿命的同时,必将产生巨大的经济效益和社会效益。

参考文献：

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