公路钢桥腐蚀控制与防护

【摘 要】钢桥分为钢拱桥，斜拉桥，悬索桥。钢桥因具有跨径大、承载力强、施工工期短，被世界各国广泛采用，但在钢桥的建设中，因其所在的地理位置千变万化，各处气候条件复杂，钢桥极易受到腐蚀，导致钢桥的腐蚀现象普遍存在，由此带来的经济损失巨大，所以探讨钢桥腐蚀控制与防护，具有十分重要的意义。

【关键词】钢桥；腐蚀；防护

钢桥具有强度高、韧性好、制作方便、施工速度快、适用范围广等一系列优点，已广泛应用于铁路、公路及人行天桥。由于钢桥长期暴露在自然环境中，同时承受着交变载荷，钢结构会受到环境介质的腐蚀，特别是在一些环境质量恶劣的地区，往往会造成钢结构桥梁的严重腐蚀，影响桥梁的结构安全性及使用寿命；因此钢桥的腐蚀与防护问题，历来是桥梁工程领域重要的研究课题之一。

1.桥梁防腐蚀过程控制

（1）防腐蚀设计

①明确桥梁整体防腐蚀要求。根据规范设计桥梁整体使用年限，进而确定桥梁各部分的设计要求，为选择防腐蚀方案确定明确的要求。②腐蚀环境的调查。桥址的自然状况和气候状况是必须掌握的防腐蚀设计的基本资料，这就是钢桥所处的环境。要对桥址附近的土壤、水质、气候等进行调查，编制腐蚀环境调查。

③防腐蚀技术的调查。对国内外不同的技术防腐蚀原理、所用材料、防腐蚀效果等情况精心调查，编制技术调查报告。④设计标准的收集。对桥梁防腐蚀相关标准及防腐蚀技术相关标准进行收集、整理，作为桥梁防腐蚀设计依据。⑤设计方案的试验。通常在正式编制桥梁防腐蚀设计前，需对几种防腐蚀技术或几种防腐蚀材料进行模拟加速比选试验，以确定桥梁防腐蚀设计方案。⑥施工单位的调查选定的防腐蚀技术或防腐蚀材料，对拥有此种防腐蚀技术或防腐蚀材料的厂家进行调研，筛选合适的施工单位。⑦设计防腐蚀方案。完成以上工作设计出桥梁的防腐蚀方案，并对防整桥各部位防腐蚀方案分别设计标明，编制设计方案、主要施工工艺、操作方法等

（2）防腐蚀涂装施工

施工单位在进行防腐蚀涂装施工时，必须严格按照防腐蚀设计规范作业，并且对施工的每一过程进行明确规定，对施工过程中涂装质量及时进行检查和报监理检查，不合格质量及时返工，杜绝不合理质量流入下一道工序。此外施工过程中还要对涂装过程进行严格控制。如施工设备是否达到工艺要求，检验记录是否齐全，施工环境是否符合工艺文件规定要求等。涂装施工质量保证体系如下：

①程质量保证体系。按照规范和工艺文件对施工人员组织培训，对设备、原材料、质量检测进行标准化管理；建立质量监理管理制度，由专职监理工程师对防腐蚀单项工程进行报检验收。

②涂装工艺质量保证体系。对作业人员进行合格培训，做到持证上岗，并且施工中每道工序都应有相应施工作业指导书；而且涂装施工环境也要满足工艺条件，如合适的温度湿度。另外建立专职设备员负责管理各类施工设备、检查仪器。

③涂装质量要求。对进场施工原材料按相应标准进行验收。如油漆的涂料的固体含量、生产日期、涂膜的主要性能指标，并且涂装涂层的质量符合设计图纸和有关标准要求。

④检验和实验保证。工件检验验收的依据：如经涂装监理工程师确认的验收项目及质量控制标准，涂装相关技术标准，桥梁图纸及相关技术文件。检验和实验应具备的条件：如监理工程师进行检验时，检验人员与施工人员应先做好准备，并在现场配合提供必要的检验条件。检验人员资格及要求：如所有质量检查人员应经监理工程师认可后方可上岗，并且在没有特殊情况下，不得随意离岗、换岗。

⑤监理质量保证体系。首先是过程检验，对防腐蚀涂装全部原材料按有关标准进行复验，复验合格后方可入库。计量测试监控，对现场使用的检测、计量器具，经检验合格后方可使用，并且按作业指导书与工艺评定的工艺参数监督施工过程。其次是产品检验，对防腐蚀涂装中的质量控制点进行检测，满足设计要求，如不满足设计要求，就要加工或返工，检查的部分如除锈的清洁度和粗糙度，防腐蚀涂层厚度。

2.公路钢桥的防护

钢桥的防护主要包括斜拉索防护，主缆防护，钢箱梁防护，混凝土索塔、桥墩及混凝土引桥的涂装。

（1）斜拉索的防护

①护套。钢桥斜拉索的护套主要作用是隔离钢丝与大气环境接触，减轻钢丝腐蚀，延长其使用寿命，同时自身要具有较长久的耐户外大气腐蚀、耐紫外线老化等特点。常用的护套主要有高密度聚乙烯材料、钢管外套、不锈钢等。②高强度镀锌钢丝。斜拉索采用大直径的高强度低松弛钢丝形成平行钢丝，其外表采用热浸镀锌进行防腐蚀处理。热浸镀是将待镀钢铁工件浸入熔融的金属渡槽中进行镀覆。③锚固防护。对锚固区导管端部采用氯丁橡胶套筒进行密封，防止雨水等进入对锚具的腐蚀。锚固系统暴露的固定表面采用涂料涂装或电弧喷涂等进行防护，锚环，锚头等活动部分涂抹油脂或其他剂加以保护。

（2）主缆防护

一般来说，主缆结构件在制作时，都已经进行了预防腐蚀处理，如钢丝表面镀锌，索夹、鞍座表面进行油漆防护等，但关键的防护是在主缆架设完毕后进行。根据工艺速度的不同，主要有两个阶段的防腐蚀要求：主缆缠丝前的防腐蚀要求和主缆缠丝后的防腐蚀要求。主缆防护方法：第一道保护层是主缆的缠丝和涂料保护，防止缆外水分进入主缆内腐蚀钢丝；第二道保护层是主缆高强钢丝的镀锌膜，对钢丝起屏蔽隔离和电化学阴极保护双重作用。

（3）钢箱梁的防护

钢箱梁是钢桥的主体结构部分，其制造工艺复杂，制造精度要求高，防腐蚀等级高，也是钢桥经常需要进行防腐蚀涂装防护的主要部分。钢箱梁的防护有两个部分组成，即钢箱梁的外表面防护与钢箱梁的内表面防护。

①外表面防护。防腐蚀底层与钢铁直接接触，对钢铁表面具有钝化缓蚀作用、阴极保护作用，它对钢板具有防腐蚀保护。封闭涂层和中间涂层，封闭层对热喷涂层的孔隙进行封闭降低底层电化学腐蚀速率，使涂层的耐腐蚀生命获得提高。中间涂层增加涂装涂层厚度提高其防腐蚀能力。面漆，面漆对涂装底层和中间涂层具有保护作用，主要是延缓底层腐蚀发生的时间。

②内表面防护。钢箱梁内表面主要由内壁和风嘴内壁两部分组成，对内壁和风嘴内壁进行防腐蚀涂装。但风嘴内壁得防腐蚀要求要高出一个等级，由于风嘴内壁的腐蚀环境比内壁更加苛刻。除湿系统，除掉钢铁内表面的水分，阻止金属的腐蚀，在钢箱梁内部安装除湿系统。

（4）混凝土的防护

混凝土的腐蚀主要是因为混凝土为疏松多孔隙体，腐蚀介质会直接腐蚀混凝土。混凝土的防护主要从钢筋防腐蚀和增加混凝土密实性、封闭孔隙等方面采取措施。

①钢筋的防护。对钢筋采取涂层进行防护，以增强其耐腐蚀抗力；或采取强制的阴极保护，以保持钢筋处于钝态。②钢筋阻锈剂。在混凝土浇筑时加入阻锈剂，以保持混凝土的高碱性，希望钢筋始终处于碱性钝状态，对混凝土内钢筋提供有效保护，但不能对二氧化碳和化学物质引起的混凝土腐蚀进行保护。③混凝土的表面涂装。表面涂层防护是在混凝土完全养护完毕后进行、或对旧混凝土结构表面预处理后进行涂装，既不影响熟化期混凝土的排气、排水，也能有效阻止腐蚀介质在混凝土使用过程侵入。④混凝土其他技术。阴极保护技术，阴极保护技术分为两种第一种：牺牲阳极—利用锌、镁等腐蚀电位较铁负的腐蚀原电池原理，对钢筋进行保护；第二种：外加电流—利用直流稳定电源输出直流电流经过阳极到达钢筋表面，对钢筋进行抑制保护。

3.结语

随着钢桥建设的迅速发展，一个不容忽视的问题，即钢桥的腐蚀与防护，钢桥的腐蚀破坏遍及国民经济和国防建设的各个部门，造成巨大的损失。但随着我国科学技术日益发展，防腐蚀技术的不断发展，防护措施不断完善，未来钢桥防腐蚀效果会越来越好和对钢桥腐蚀造成的破坏损失也会越来越小。

参考文献：

[1]任必年.公路钢桥腐蚀与防护.人民交通出版社，2002.

[2]贝利斯，迪肯.钢结构的腐蚀控制.化学工业出版社，2005.

作者简介：

廖满（1990.09-），男，汉族，湖北鄂州人，湖北工程学院新技术学院城市建设系土木工程专业学生。