粤海铁路琼州海峡铁路轮渡栈桥钢结构腐蚀防护

摘 要：粤海铁路琼州海峡铁路轮渡栈桥是国内首次引进的桥梁结构形式。该轮渡工程设施要求保证每年330天以上的运营时间。因此对其钢结构腐蚀防护尤其重要，是保证正常运营的必要条件。

关键词：铁路轮渡栈桥；钢结构；腐蚀防护

中图分类号：K928.78文献标识码：A

一、概况

粤海铁路琼州海峡铁路轮渡栈桥位于海口市新海乡西南侧的临海陆域,是国内首次引进的桥梁结构形式。轮渡栈桥位于琼州海峡南岸海边防波堤围成的港池内。琼州海峡铁路轮渡工程由两岸港口、铁路渡船和两岸铁路设施3部分组成。海峡间轮渡航线长约21.4km。海峡风浪频繁,运营自然环境差。渡船能够同时运载40辆铁路货车或整列客车(铁路甲板设置4条股道,每条有效长145m)、50辆20t载重汽车和630名旅客,按照8级风时可安全航行和靠泊作业设计。南、北港均设置两条环抱状的防波堤,满足由于波浪造成的渡船横倾角应小于0.5°的要求。该轮渡工程设施要求保证每年330天以上的运营时间。因此对其钢结构腐蚀防护尤其重要，是保证正常运营的必要条件。

二、环境条件影响

栈桥钢结构为露天设备,要经受日晒、雨淋,并且地处南海的热带季风气候中,年相对湿度在84%以上,海水中存在大量的硫酸盐、镁盐、氯盐和盐类结晶物,极具侵蚀性,工作环境十分恶劣。临海陆域这种特殊的气象水文和环境条件,使粤海铁路栈桥的钢结构具有遭受环境水侵蚀的良好物理条件。栈桥钢结构在水和空气中氧侵蚀的条件下，产生电化学反应。在阳极，铁释放电子，在阴极，水中的溶解氧吸收来自阳极的电子而生成氢氧根离子,电子由阳极不断流向阴极，产生腐蚀电流，在钢梁表面生成氢氧化亚铁薄膜，再与水、氧结合生成氢氧化铁，即铁锈。常年海水的蒸发更增加了钢梁周围的环境湿度，并促使酸性气体及盐粒的溶解成为较强的电解质，加速钢梁不断地遭受到电化学腐蚀，随着大气中相对湿度增大，腐蚀将急剧增加。

三、栈桥钢结构腐蚀及防护现状

（一）栈桥钢结构防护现状

1.检查钢结构受海水腐蚀和冲刷的程度，可采用在钢结构表面涂刷防腐材的办法进行维护。

2.检查栈桥各构件连接情况，及时进行修补。

3.对栈桥面板和防滑钢筋发生翘曲或损坏的部位，及时修复或更换。

以上对栈桥钢结构常规防护作用有限，还应加强对其腐蚀防护方案的研究，笔者结合该栈桥钢结构腐蚀实际情况谈谈自己的一些看法和观点。

四、对栈桥钢结构腐蚀防护建议方案

栈桥钢结构的防腐蚀应从设计、施工、维护、管理等方面入手，忽略了任何一方面都将造成对栈桥钢结构腐蚀的隐患。

（一）栈桥钢结构的表面处理及加固补强

为保证涂层的附着力和使用寿命，涂装前应将钢结构表面的旧涂膜、氧化皮和锈迹除净。对钢结构表面采用机械喷射除锈，达到Sa2.5级(净白标准)。表面粗糙度达到40～80μm。如受施工条件限制，局部可采用手工除锈，达到St3级标准。钢结构表面应有明显的金属光泽，经处理后的钢结构表面应无灰尘、油污，并尽快喷涂，以防再生锈。

（二）复涂施工工艺

在金属表面覆盖保护层。如涂油漆、覆盖搪瓷、塑料，镀上一层不易被腐蚀的金属或形成一层致密坚固的氧化膜，使金属制品跟周围的电解质溶液隔离开来(在金属上涂防锈漆)。

（三）电化学防护方案

利用原电池原理阻止金属的电化腐蚀，如焊接一块活泼金属，牺牲阳极的阴极保护法。所谓阴极防护是将被保护的金属作阴极，在电化腐蚀中，阴极发生的是还原反应，从而得到保护。通常采用外加电流的阴极保护和牺牲阳极的阴极保护法。外加电流的阴极保护把要保护的钢铁设备作为阴极，另外用不溶性电极作为辅助阳极，两者都放在电解质溶液里，接上外加直流电源。通电后，大量电子被强制流向被保护的钢铁设备，使钢铁表面产生负电荷(电子)的积累，只要外加足够强的电压，金属腐蚀而产生的原电池电流就不能被输送，因而防止了钢铁的腐蚀。

（四）重防腐蚀涂装方案

重防腐涂装系统在国外已有成功使用的例子。在我国已开始在大型桥梁上使用重防腐涂装系统来进行防腐保护。为增强面漆抗周围腐蚀介质的性能和耐碱性，采用以富锌涂料为防锈底漆的、氟碳面漆等合成树脂涂料的涂装系统，具有长达20～30年的耐腐蚀有效期。

产品涂装工艺:表面处理环氧富锌底漆喷涂环氧云铁中涂漆基面处理喷涂氟碳金属漆喷涂氟碳清漆。

环氧富锌漆在使用前钢铁表面处理要达到 Sa2级，热喷锌(铝)层，则必须在热喷前对钢铁表面进行Sa3 级的除锈，钢铁表面须具有均匀一致的金属光泽，达到一尘不染的纯亮程序，这对我们实际操作上虽有一定的难度，但热喷锌（铝）层的防腐蚀效果是十分良好的。

重防腐涂装是复合涂装体系，由高性能的底漆、中涂和面漆构成。一般采用250～500μm的涂层厚度，是用厚浆型防腐蚀涂料形成的一种新产品，具有耐腐蚀性能强、涂膜厚、防腐蚀有效期长的特点。重防腐蚀涂层采用厚浆型的环氧富锌涂料或喷金属打底，给予阴极保护；中涂采用云铁漆；面层采用耐水、耐化学性、耐候性优良的高固体分涂料进行配套效果显著。底漆具有良好的防蚀和对钢铁的附着性能；中间涂层对底漆和面漆的涂层间有附着结合力，并有较好的屏蔽作用，以便有效阻止水、氧及腐蚀介质的渗入；具有长达20～30年的耐腐蚀有效期，是长效、实用和经济的防腐涂装体系。

五、结语

综上所述，铁路轮渡栈桥钢结构的腐蚀防护关系到整个轮渡工程的正常运营。因此在选择腐蚀防护方案时要与专家一起探讨选择合适的方案。

参考文献：

[1]易伦雄.钢结构桥梁防腐蚀涂装体系的选择[1]，桥梁建设，1999，（1）68-70．

[2]王世潜.钢梁油饰除锈工艺初探[1].公路，2000，(1) 26-28．

[3]杜存山、王淑雷.我国铁路钢桥的防腐蚀涂装，腐蚀与防护，2004（1）24-25.