时间：2022-10-16 06:04:55
[摘 要]钢桥的涂装劣化与桥梁的生命周期系统及生命周期成本的关系。
[关键词]涂装劣化；生命周期成本；重新涂装；角部加工
中图分类号：U448.36 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0130-01
近年来，随着公共事业费的消减，桥梁的生命周期成本也被要求消减，以及以地球温暖化为代表的环境问题日益被关心所导致的要求降低桥梁环境负荷的问题的提出，要求降低含有二氧化碳等挥发性有机物质的涂料的使用也成为了必要。由此可见对桥梁的性能要求变的又多样化、复杂化了，有关在维护阶段对费用和环境负荷影响大的防腐蚀，同样地也成为讨论的必要了，并把二氧化碳排泄量、挥发性有机物质量等指标作为进行估算桥梁的环境负荷等的定量。
对于钢桥来说，维护阶段的管理就是防腐蚀涂装。涂装就是在钢材表面形成一层涂膜，防止酸性物质、水及盐化物等的腐蚀，保护钢材的一种方法，但是，随着时间的流逝，这种涂膜的防腐蚀性能是会降低的，对于一般的涂装系统涂装寿命期要短于桥梁的使用期，为了维持桥梁使用期间的防腐蚀性能，进行重新涂装是有必要的。
对于涂膜的劣化和此后钢材的腐蚀，并不是桥梁整体都如此。像钢桥腐蚀这个问题，并不仅仅是钢板表面生成的均一的腐蚀，也必须考虑钢材端部及组合钢材之间的结合部位的局部腐蚀。涂装作业的施工环境、降雨冲洗作用的有无、漏水的滞留、湿气的侵蚀的因素对局部腐蚀都影响很大，还有其他对涂膜劣化影响很大的因素需要根据现场桥梁的实际调查情况，如架设环境、涂装系统、涂装履历等。规范规定，钢材不能被腐蚀，因为钢材被腐蚀后，钢材的厚度就会减小， 涂膜一旦开始劣化，就必须在钢材开始被腐蚀前，进行重新涂装。
为了使重新涂装能够进行，就必须有作业的立足处和防护系统，对于一般的涂装来说都需要大规模的立足处，再加上这种重新涂装的反复性，就增加了立足处的费用，所以以往都是进行全面涂装替换。对于涂装的劣化和钢材的腐蚀显著部位，在全面涂装替换时要进行增涂，以提高易腐蚀部位的防腐蚀能力。可是，关于用增涂提高防腐蚀性能，这种效果受2年左右的时间限制。
钢板的边和螺丝部的角部是涂膜的易腐蚀部位，针对这些部位推荐的对策是角部的倒角加工和局面加工的角部。通过实验，角部加工能提高防腐蚀性能已经被确实证明了，但是其对于钢桥的整体重新涂装的周期的影响，还没被评价。
关于易腐蚀部位的部分涂装替换，在2005修订规范前，都是以进行全面涂装替换为应急措施的，修订规范后，关于全面涂装替换和部分涂装替换，应算出长期的维修费，从经济性的观点进行讨论，并且进行判断，由此可见，部分涂装替换也被作为一个可供选择的方案了。
为了对涂装的部分劣化对策的生命周期成本和挥发性有机物质排出量进行算定，就必须对哪个部分进行怎样的部分涂装劣化对策及需要设定哪个实施时期进行确认。
根据涂膜劣化的实际调查，涂膜的易腐蚀部位是工地连接部位、梁端部、横联、横梁以及支座部。和其他部位相比，工地连接部位、横联、横梁等部位在早期易发生腐蚀，螺丝和角部的涂装表面张力的影响和一般部位相比很难确保规定的涂膜厚度，构造上，容易发生结构的部位是被雨水侵蚀的部位。因此，下翼板、工地连接部位、梁端部、横联、横梁以及支座部也被作为易腐蚀部位来讨论。为了确保钢板角部的涂膜厚度，对角部加工时就要进行角部形状的改良，根据角部加工形状适当增加涂膜厚度，提高其防腐蚀性能。
就架设环境而言，海上及海岸附近发生生锈现象要比一般环境（城市、田园、山里）早，这是由来的海盐颗粒粘附于涂装表面，这些海盐颗粒具有潮解性，易吸收大气中的水分，使涂装表面受潮时间变长了，促进生锈的发生。还有大气污染物质亚硫酸也和海盐颗粒一样促进了生锈的发生。
考虑了以上不同地域的差异，设定6种架设环境：河流上、交叉道路上、辅道邻接地，住宅附近、田园、山里，根据调查结果算出一般部位和易腐蚀部位的涂装比率。还有，资料表明梁端部和支座部的涂装寿命是一般部的1/2。
重新涂装是指在施工时，在已经涂装了的易部位和易有盐分附着部位，当涂膜的层间粘着力下降了，或者涂膜剥落后发生了生锈，此时，要进行重新涂装。重新涂装的寿命一般是新涂装寿命的80%。通过对角部加工的桥梁整体的影响度的实验证明，A5涂装系对角部加工的防腐蚀性能把握的比较好。在2005年修订的钢道路桥梁涂装规范中规定，当需要重点防腐蚀时应用重新涂装这种方法。作为部分重新涂装的基本例子就是对梁端部和支座的重新涂装。
关于涂膜劣化曲线，适用于10-20年左右范围内的重新涂装的判断，根据二次曲线能够把握涂装劣化的倾向。由实验得到的涂膜劣化曲线，使用聚氨基甲酸乙酯作为涂料，曲线纵轴表示涂膜劣化面积率，曲线横轴表示基准天数。
重新涂装时间分两种，一种是重要的钢桥在桥梁设计时，规定了使用期间重新涂装的时间，叫做“重新涂装期固定型”，另一种是在钢桥进行定期检查时，发现涂膜有退化时进行重新涂装，叫做“重新涂装期变动型”。前者是在使用期开始的初期涂膜轻微劣化，进行重新涂装时提供涂膜厚的厚膜化，在使用期的后期使重新涂装周期得到延伸。
钢道路桥涂装规范中根据检查生锈、剥落、褪色及污秽等情况，把重新涂装期分为四个阶段来进行评定，分别是：1）健全2）大体健全3）正退化中4）退化显著。上述的项目中，生锈、剥落、褪色及污秽等情况都能直接显示出涂膜防腐蚀性能的降低，但一些其他的用于评定的基准定量并没有被体现，目前只能是钢桥的维护管理单位自主决定这些基准定量。对于涂膜的劣化，生锈、剥落后光泽度的降低、膨胀、褪色、污秽及粘着力的降低等，都复合实际钢桥劣化的进行。
考虑了上述内容后，重新涂装的基准就是，把生锈作为考虑的主体，结合其他因素对涂膜的劣化程度进行合理的判断。还有，生锈程度的评定基准“钢桥涂膜调查手册”中对生锈评定基准的规定是，生锈发生面积达到0.3%-5%时，就应该讨论重新涂装了。但是，当由普通涂装系转换为重防腐蚀涂装系时，如果等到生锈的发生面积在5%以上的话，部分局部位置已经发生腐蚀现象，这时再消除生锈就变得困难啦，所以，由普通涂装系转换为重防腐蚀涂装系的最合适时期是生锈的发生面积为5%。
在钢桥方面，针对为了评定涂装健全度的检查与疲劳裂纹的发现等有关结构物耐力的有关项目的检查正在被进行。这种检查分为两种，一种是在不超过2年的范围内进行的一般的全面性的目视检查，别一种是定期的（桥梁维护管理单位根据结构物的不同而定的，大概8-10年左右）利用立足处的详细的检查，如新干线上的桥梁是大概8年左右实施这种特殊的检查。今后，随着系统的管理的普及，这种利用立足处的详细的检查将被更广泛的应用。如果这种详细检查用的立足处和防腐蚀涂装用的立足处能共用的话，对降低生命周期成本有可能起着飞跃性的作用。别外，从经济角度考虑，使用桥梁检查车而不进行立足处的架设的部分重新涂装这种方法，也被广泛应用。
重新涂装的基准是当全体平均涂膜劣化面积率达到5%，值得关注的钢桥的涂装易腐蚀部位的改善策略是角部加工和部分重新涂装的生命周期，由此，得到以下主要的结论：
1）提议用每单位长度的腐蚀面积作为角部加工的评价方法，确立了考虑了角度加工的生命周期系统。
2）考虑了以实际桥梁为对象的角部加工，推断出涂装寿命，根据角部加工对涂装寿命进行延长。
3）重新涂装时，采用固定型重新涂装基准的桥梁，灵活运用易腐蚀部位的部分重新涂装，就可能降低其生命周期成本。
参考文献
[1] 伊藤义人.永田裕规 《为了地球环境负荷的降低对桥梁生命周期的评价》1999年.
[2] 松田哲夫，藤原博，佐久间智《钢桥涂装的实态调查》，1990年.