近年來(lái)，我國(guó)橋梁建設(shè)發(fā)展迅速，鋼橋以其抗震性好、自質(zhì)量輕、施工周期短等優(yōu)點(diǎn)，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用，尤其在跨江、跨海、跨峽谷的大跨度橋梁中均采用鋼橋。表面腐蝕、應(yīng)力腐蝕和疲勞腐蝕是導(dǎo)致這種特大鋼橋構(gòu)件產(chǎn)生外觀缺陷、壽命降低以至于失去工作能力的重要原因之一。鋼結(jié)構(gòu)腐蝕不僅帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也危及到結(jié)構(gòu)的安全運(yùn)行。因此，鋼橋長(zhǎng)效防腐涂裝在工程建設(shè)中顯得尤為重要。

由于影響鋼橋長(zhǎng)效防腐的因素很多，而且關(guān)注的角度也不同。其中，關(guān)注最多的是涂料本身和施工質(zhì)量管理。本文主要論述了標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、涂裝體系設(shè)計(jì)、涂裝材料、施工管理等對(duì)長(zhǎng)效防腐涂裝質(zhì)量的影響。

一、鋼橋建設(shè)概況

交通運(yùn)輸部公路局為落實(shí)《國(guó)務(wù)院關(guān)于鋼鐵行業(yè)化解過(guò)剩產(chǎn)能實(shí)現(xiàn)脫困發(fā)展的意見(jiàn)》(國(guó)發(fā)[2016]6號(hào))有關(guān)要求。以供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革加快推進(jìn)公路鋼結(jié)構(gòu)橋梁建設(shè)，促進(jìn)公路建設(shè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提出了一些意見(jiàn)，意見(jiàn)中提到：當(dāng)前，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)能利用率不足70%，鋼鐵行業(yè)去產(chǎn)能、去庫(kù)存的形勢(shì)緊迫，需要各行業(yè)加大支持力度。目前，世界發(fā)達(dá)國(guó)家已逐步發(fā)展到了以鋼結(jié)構(gòu)橋梁為主的階段，法國(guó)、日本、美國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)橋梁比例已經(jīng)分別到達(dá)了85%、41%、35%，相比較而言，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)橋梁應(yīng)用不夠廣泛，占橋梁總數(shù)尚不到1%。

近年來(lái)，我國(guó)每年新增橋梁約2.8萬(wàn)座，是使用鋼材的重要領(lǐng)域。也是加快推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)橋梁的難得發(fā)展機(jī)遇。近些年，大型鋼橋越來(lái)越多，以本公司所建鋼橋?yàn)槔?，繼港珠澳大橋之后，目前在產(chǎn)項(xiàng)目中，10萬(wàn)t以上的項(xiàng)目就有幾座，如表1所示。

表1 10萬(wàn)t以上的在產(chǎn)橋梁項(xiàng)目

由表1可以看出，要高質(zhì)量完成這些項(xiàng)目，高質(zhì)量涂裝是不可或缺的重要一環(huán)，也是整橋建設(shè)這一系統(tǒng)工程中的一個(gè)重要組成部分。

二、鋼橋梁常見(jiàn)的長(zhǎng)效重防腐體系

鋼橋梁防腐標(biāo)準(zhǔn)中的防腐體系較多，如TB/T1527—2011《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》和JT/T722—2008《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》。其中JT/T722—2008體系根據(jù)腐蝕環(huán)境和保護(hù)年限的不同進(jìn)行了更詳細(xì)的劃分。本公司所建的橋梁通常是國(guó)家重點(diǎn)工程，其要求的防腐體系都是長(zhǎng)效型。所以最常用的是眾多體系中性價(jià)比最高、施工性能最好的一種。

2.1氟碳面漆防腐體系

近幾年，本公司制作的萬(wàn)t級(jí)以上橋梁的涂裝方案大多采用環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+氟碳面漆(常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系)的長(zhǎng)效重防腐體系，如滬通長(zhǎng)江大橋、虎門長(zhǎng)江二橋、蕪湖長(zhǎng)江大橋、平潭海峽大橋、港珠澳大橋等。

2.2聚氨酯面漆防腐體系

近幾年本公司承建的國(guó)外項(xiàng)目中，多采用無(wú)機(jī)/環(huán)氧富鋅底漆+環(huán)氧云鐵中間漆+聚氨酯面漆重防腐體系，如香港昂船洲大橋、德國(guó)單線(雙線)橋、委內(nèi)瑞拉橋、孟加拉帕德瑪橋和美國(guó)VN橋。

三、影響鋼橋防腐耐久性的因素及建議

目前大型鋼橋的設(shè)計(jì)使用年限一般是100~120a，鋼橋一且開(kāi)始運(yùn)營(yíng)，部分橋梁所處的環(huán)境根本無(wú)法再進(jìn)行大面積重新防腐涂裝，所以橋梁需要在制造施工中實(shí)施長(zhǎng)效防腐涂裝。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)防腐涂裝具有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義，但認(rèn)知程度的不同對(duì)其理解也會(huì)有所不相同，而且隨著新涂料新工藝的發(fā)展，如果過(guò)于教條地理解標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范可能會(huì)適得其反；涂裝配套體系的合理性也是影響鋼橋防腐耐久性的重要因素之一，尤其是設(shè)計(jì)創(chuàng)新的防腐配套方案，必須充分論證涂料的合理性；新品種或新涂料由于沒(méi)有經(jīng)過(guò)大生產(chǎn)應(yīng)用，缺少足夠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，也會(huì)出現(xiàn)各種問(wèn)題，因此，涂料本身也是影響鋼橋防腐耐久性的重要因素之一。另外施工管理、施工過(guò)程也是直接影響鋼橋防腐耐久性的因素。

3.1標(biāo)準(zhǔn)因素

3.1.1 標(biāo)準(zhǔn)滯后

由于執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范每隔5~10a才修訂一次，而防腐涂料及工藝更新較快，再加上環(huán)保法規(guī)的愈發(fā)嚴(yán)格，標(biāo)準(zhǔn)中會(huì)不可避免地出現(xiàn)部分內(nèi)容不能滿足現(xiàn)有涂裝技術(shù)和環(huán)保要求。所以在使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)不能按部就班、太過(guò)教條，否則在實(shí)際施工時(shí)既保證不了工期又保證不了質(zhì)量。

標(biāo)準(zhǔn)畢竟是技術(shù)性比較強(qiáng)的文件，沒(méi)有一定涂裝相關(guān)知識(shí)的人僅靠字面意思較難準(zhǔn)確掌握其中的內(nèi)容，不定期的貫標(biāo)會(huì)十分必要。例如：TB/T1527—2011《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》中，特制環(huán)氧富鋅底漆干膜厚度為40μm/道，環(huán)氧云鐵中間漆干膜厚度為40μm/道，這2個(gè)要求類似，都屬于涂層干膜厚度要求，這與目前高固體分低VOC含量要求不匹配。目前的涂料通常不加稀釋劑或加少量的稀釋劑噴涂一道干膜厚度約80μm。如果嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，特制環(huán)氧富鋅漆中應(yīng)加入大量的稀釋劑來(lái)降低涂料的黏度，來(lái)保證噴涂一道底漆的厚度為40μm左右。因?yàn)橄♂寗┎粎⑴c涂料的化學(xué)反應(yīng)，它會(huì)全部揮發(fā)到大氣中污染環(huán)境。環(huán)保法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)對(duì)VOC限制就沒(méi)有實(shí)際意義了。

另外，摩擦面處采用電弧噴鋁工藝，由于施工過(guò)程中產(chǎn)生的大量噪音、弧光、金屬粉塵對(duì)人和環(huán)境傷害很大，所以橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐噴鋁施工通常都是夜間作業(yè)。但如果涂裝廠房距離居民區(qū)較近，晚上涂裝施工作業(yè)時(shí)的噪音很大，也會(huì)影響附近居民的正常生活。

3.1.2 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)理解不足

設(shè)計(jì)防腐涂裝體系在引用TB/T1527—2011《鐵路鋼橋保護(hù)涂裝》時(shí)，往往忽略了摩擦面處采用電弧噴鋁涂層的應(yīng)用條件。標(biāo)準(zhǔn)中明確“對(duì)于栓焊梁的生產(chǎn)或儲(chǔ)存在黃河以南地區(qū)時(shí)，宜采用無(wú)機(jī)富鋅防銹防滑涂料噴涂摩擦面?！边@是因?yàn)辄S河以南地區(qū)的環(huán)境濕度大，鋁涂層多孔，在這種環(huán)境下鋁涂層表面極易返銹，如圖1和圖2所示。經(jīng)充分試驗(yàn)驗(yàn)證，在保證期內(nèi)鋁涂層表面有銹但不影響抗滑移系數(shù)，僅是影響外觀。實(shí)際橋梁桿件出現(xiàn)這種情況時(shí)，多數(shù)業(yè)主或監(jiān)理不能接受返銹不美的外觀，要求整改，不但費(fèi)工費(fèi)力甚至影響抗滑移性能。

標(biāo)準(zhǔn)在長(zhǎng)效防腐涂裝中居核心地位，它相當(dāng)于此行業(yè)的“法規(guī)”，它使各工序、質(zhì)量要求、施工方法等“有法可依”，標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)向十分重要。為此，建議標(biāo)準(zhǔn)修訂時(shí)，應(yīng)最先關(guān)注人的健康與安全。如有可替代的新涂料，應(yīng)毫不猶豫地從標(biāo)準(zhǔn)中刪除不環(huán)保工藝或材料。同時(shí)，新版標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)應(yīng)開(kāi)辦多場(chǎng)貫標(biāo)會(huì)，幫助下游各相關(guān)單位正確理解和使用橋梁防腐標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)更新滯后時(shí)，橋梁施工管理人員應(yīng)該用發(fā)展的眼光去解讀標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。

3.2涂裝配套體系設(shè)計(jì)因素

橋梁標(biāo)準(zhǔn)中可選擇的防腐配套體系較多，設(shè)計(jì)方可以根據(jù)鋼橋所處的腐蝕環(huán)境和預(yù)期的防腐壽命，正確地選擇與之匹配的涂裝配套體系。但是防腐配套方案的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，如不充分論證其合理性，就極有可能造成資源浪費(fèi)、環(huán)境污染和質(zhì)量隱患。如表2中的一份設(shè)計(jì)體系中就有4處不妥，詳情如下：

(1) 無(wú)機(jī)富底漆厚度設(shè)計(jì)為20μm。

(2) 無(wú)機(jī)富鋅底漆噴涂一道最少60μm，如果設(shè)計(jì)20μm，只能多加稀釋劑，但一道噴涂厚度最少40μm，這樣不但增加涂料消耗還會(huì)加重環(huán)境污染。

(3)電弧噴鋁涂層的表面粗糙度要求Rz40~60μm。

電弧噴鋁涂層要求的表面粗糙度應(yīng)為Rz60~100μm。因?yàn)橥繉又饕ㄟ^(guò)機(jī)械結(jié)合附著于基體上，粗糙的表面可以增加其接觸面積，附著更牢固。較低的表面粗糙度會(huì)降低鋁涂層與基體的層附著力，鋁涂層易脫落。

(4)高強(qiáng)螺栓摩擦面部位采用電弧噴鋁+無(wú)機(jī)富鋅車間底漆涂層。

高強(qiáng)螺栓摩擦面在橋梁標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了穩(wěn)定抗滑移系數(shù)要求，即在出廠時(shí)抗滑移系數(shù)達(dá)到0.55及以上，架設(shè)時(shí)達(dá)到0.45及以上(不大于6個(gè)月)。目前僅有電弧噴鋁層和無(wú)機(jī)富鋅防銹防滑涂層2種涂層能達(dá)到要求，這2種涂層必須獨(dú)立使用，即涂層為單獨(dú)的電弧噴鋁層或無(wú)機(jī)富鋅防銹防滑涂層，絕不是復(fù)合涂層。另一方面，無(wú)機(jī)富鋅車間底漆不是無(wú)機(jī)富鋅防銹防滑涂料，不具有較高的抗滑性能，此部位用錯(cuò)涂層將直接影響橋梁安全。

(5)如果直接暴露在空氣中則增加100μm的氟碳面漆。

這條錯(cuò)誤不涉及安全隱患，但是卻浪費(fèi)了涂料，氟碳面漆在復(fù)合涂層體系中價(jià)格最高，這樣會(huì)造成不必要的成本增加。100μm的氟碳面漆改為70~80μm即可。

表2 設(shè)計(jì)涂裝體系

注：斜拉素套筒裸露部分應(yīng)按鋼錨梁內(nèi)表面涂裝處理，如果直接暴露在空氣中則增加一層100μｍ 的氟碳面漆。

另外，還有一種偶發(fā)的錯(cuò)誤設(shè)計(jì)，如要求鋼桁梁橋的箱形桿件(上下弦桿、腹桿等)內(nèi)部涂裝。無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外這類橋梁桿件內(nèi)部都采用氣密防腐。鋼桁梁橋的箱型桿件內(nèi)部與鋼箱梁橋的內(nèi)部不同，一般的桁梁箱形桿件是完全封閉結(jié)構(gòu)，而且內(nèi)部空間狹小。而鋼箱梁橋的內(nèi)部空間較大，每個(gè)涂裝節(jié)段并不是封閉空間，人員和設(shè)備可以進(jìn)出內(nèi)部。標(biāo)準(zhǔn)中列出的橋梁內(nèi)表面涂裝體系也指的是鋼箱梁而非鋼桁梁橋。如果桁梁橋的箱型桿件內(nèi)部要求涂裝，則只能在箱形桿件焊接蓋板前，對(duì)槽型結(jié)構(gòu)內(nèi)部涂裝，然后再焊接蓋板。但此種操作更不利于質(zhì)量的保證，其一由于結(jié)構(gòu)焊接、噴砂、噴涂這三個(gè)工序不能在同一廠房?jī)?nèi)作業(yè)，槽型又是一種不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，吊運(yùn)則更容易造成構(gòu)件變形；其二組成箱體后的焊接即火焰修整都會(huì)燒損內(nèi)部已有涂層，而這些燒損的內(nèi)部涂層又無(wú)法修補(bǔ)，導(dǎo)致內(nèi)部表面的涂層不完整。所以桁梁橋桿件封閉空間的內(nèi)部涂裝根本沒(méi)有意義。

綜上所述，設(shè)計(jì)合理的涂裝配套體系是非常重要的一環(huán)，若涂裝配套體系有問(wèn)題和隱患，后面再精心的科學(xué)管理都是枉然。建議體系創(chuàng)新首先要推敲理論上的合理性、實(shí)施的必要性，然后進(jìn)行客觀實(shí)驗(yàn)，最后再考慮現(xiàn)場(chǎng)的可操作性等。另外，建議設(shè)計(jì)圖報(bào)審時(shí)針對(duì)涂裝體系也應(yīng)有相應(yīng)的專業(yè)審核，避免因個(gè)人的認(rèn)知錯(cuò)誤而造成資源浪費(fèi)或從源頭埋下涂裝質(zhì)量安全隱患。

3.3施工管理(業(yè)主、監(jiān)理、總包)因素

科學(xué)、嚴(yán)格的涂裝施工過(guò)程管理很重要。但實(shí)際施工管理時(shí)不講科學(xué)僅談嚴(yán)格，過(guò)分強(qiáng)調(diào)外觀效果，過(guò)度返修將會(huì)為橋梁后期的涂裝質(zhì)量埋下隱患。

常見(jiàn)案例如下：

(1)鋼板軋制過(guò)程中有時(shí)會(huì)產(chǎn)生的表面缺陷，有些缺陷在標(biāo)準(zhǔn)公差范圍內(nèi)，可以接受。但為了追求外觀效果通常要求給鋼板打膩?zhàn)犹钇饺毕荨Ｈ舭?00μm的坑填平，再加上正常近300μm厚的涂層，局部表面總體涂層厚度至少600μm，涂層過(guò)厚，應(yīng)力大，很容易開(kāi)裂脫落。

(2)無(wú)機(jī)富鋅防銹防滑涂層表面產(chǎn)生白色鋅鹽，為保證外觀效果，要求清洗涂層表面。

富鋅漆的防腐機(jī)理就是通過(guò)金屬鋅的化學(xué)反應(yīng)，使鋼鐵得到保護(hù)。鋅是活潑金屬，空氣中易被氧化生成鋅鹽。所以富鋅涂層表面出現(xiàn)白色物質(zhì)就是正常的反應(yīng)產(chǎn)物鋅鹽，可阻隔屏蔽腐蝕進(jìn)一步進(jìn)行，外觀雖不美觀，但并不影響抗滑移系數(shù)，不需要進(jìn)行處理。如果清洗，工人操作不當(dāng)反而影響涂層的抗滑移系數(shù)及防腐性能。

(3)高強(qiáng)螺栓孔內(nèi)壁要求補(bǔ)刷漆涂料，不能生銹。此位置國(guó)內(nèi)外的涂裝方法相同，不進(jìn)行特意涂刷，如果用刷子對(duì)其進(jìn)行涂刷，內(nèi)壁邊緣處不可避免會(huì)堆積涂料滴，安裝時(shí)由于凸起的涂料滴存在，將會(huì)影響拼接板面之間的密貼。所以正確的做法是，噴涂鋼板兩側(cè)摩擦面時(shí)，利用噴槍角度也會(huì)對(duì)內(nèi)壁或多或少有所覆蓋，偶然局部出現(xiàn)沒(méi)有被覆蓋地方，也不要用刷子補(bǔ)涂。如果涂裝與安裝時(shí)間間隔長(zhǎng)，安裝前內(nèi)壁有時(shí)會(huì)有銹，但高強(qiáng)螺栓施擰后內(nèi)部不會(huì)再有空氣進(jìn)入，腐蝕也就停止了。

(4)底漆局部補(bǔ)涂的方法只接受噴涂，不允許刷涂，怕影響外觀效果。

如果厚度相差小于20μm，底漆局部修補(bǔ)應(yīng)采用刷涂的方式。因?yàn)橛袣鈬娡繒r(shí)即使多加稀釋劑的情況下，一道至少40μm，并且擴(kuò)大了涂覆范圍。富鋅涂層不宜太厚，尤其是鋅含量大的涂料，容易開(kāi)裂。對(duì)于富鋅底漆來(lái)說(shuō)，涂層不是越厚越好，修補(bǔ)時(shí)應(yīng)選取適宜的施工方式。

施工管理的科學(xué)性也是關(guān)系防腐涂裝質(zhì)量的重要一環(huán)，這不是一套合理的防腐配套體系能夠解決的，因?yàn)槊糠N涂料都有各自的應(yīng)用范圍，如果超出它的應(yīng)用范圍，性能就會(huì)降低甚至失效。所以，施工各方應(yīng)注重涂裝施工中的科學(xué)管理。建議監(jiān)理單位或業(yè)主單位駐現(xiàn)場(chǎng)人員應(yīng)有相應(yīng)涂裝資質(zhì)或掌握涂裝相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，這樣才能對(duì)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問(wèn)題作出正確判斷，而不會(huì)錯(cuò)誤引導(dǎo)，為后期質(zhì)量埋下隱患。

3.4涂料質(zhì)量因素

對(duì)于涂料制造廠來(lái)說(shuō)，橋梁標(biāo)準(zhǔn)中的最常用涂料是成熟產(chǎn)品，對(duì)其固化機(jī)理及涂料施工性能都掌握得很清楚。通常出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題的涂料是技術(shù)指標(biāo)未在標(biāo)準(zhǔn)中明確的新品種或新涂料的首次應(yīng)用。這些涂料由于缺少足夠的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，施工時(shí)出現(xiàn)的問(wèn)題無(wú)法或難以找到合適的解決辦法，例如：

(1)冷噴鋅涂料的配套性差。

冷噴鋅涂料防腐性能高于目前的富鋅漆，可以做底漆也可以獨(dú)立使用。冷噴鋅涂料生產(chǎn)廠家較少，其中還有部分廠家僅生產(chǎn)這單一涂料，而不能生產(chǎn)傳統(tǒng)涂料，所以形成不了涂料的配套體系。大部分生產(chǎn)傳統(tǒng)涂料的涂料廠家不會(huì)生產(chǎn)冷噴鋅，但國(guó)內(nèi)常規(guī)的配套形式又是底中面三層涂料。所以只能2家涂料做配套，本公司在施工某橋前也提前在試板上做了實(shí)驗(yàn)，但一到實(shí)際施工時(shí)就出現(xiàn)了氣泡、涂層附著力差等問(wèn)題(見(jiàn)圖3)。由于工期有限，某橋最后的解決方案是配套體系中使用的產(chǎn)品完全出自同一個(gè)廠家(見(jiàn)圖4)。

目前，該涂料的配套性已經(jīng)解決，它可以與多廠家的特定型號(hào)配套使用