罗刚

摘要 文章基于某公路桥梁项目实例，分析了影响钢结构桥梁安全性和质量的因素，阐述了钢结构防腐措施，并从钢结构桥梁长效防腐构造设计、防腐涂装施工工艺等方面提出了具体维护方案。研究结果指出，通过维护施工技术、长效防腐工艺的合理应用，可以有效地提升钢结构桥梁安全性，延长桥梁使用寿命。

关键词 桥梁工程项目；钢结构防腐；防腐措施；维护技术

中图分类号 U445.7文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）11-0137-03

0 引言

钢结构强度高、材料易获取、延展性突出且抗震能力强，在各类建筑工程中得到了广泛应用。由于其性质特殊，钢结构材料在长期应用过程中易被腐蚀，从而影响建筑结构的使用寿命，尤其是特殊环境下的钢结构桥梁受环境因素影响，更易出现材料变质现象，需在使用中加强维护，并做好防腐措施，从而改善钢结构质量，以提高其应用安全性。

1 桥梁钢结构的防腐蚀措施

1.1 重防腐涂装保护措施

涂料为金属防腐领域的常用方案，该防腐措施具备适用性高和经济效益明显的特点，在金属防腐中应用普遍。为有效解决钢结构桥梁防腐问题，重防腐涂装工艺得到了有效应用。现阶段，重防腐涂装材料在品种选择和防腐涂装工艺等角度具备共性，主要表现为以下几点：

（1）重防腐涂装涂料的常用品种包括环氧聚氨酯、氟碳树脂、环氧云铁中间漆、丙烯酸等。

（2）重防腐涂装工艺多应用多层涂装，涂装施工环节结合涂料材料性能，选用面漆、底漆、中间漆等应用于结构[1]。涂装材料的设计以现行涂装施工工艺规程为参考，项目施工需获得监理单位和建设单位的批准，不得随意将未经除锈的零部件置入钢结构内。监理工程师同意后，钢结构适当部位开设工艺孔，进行除锈涂装。工艺孔封闭时需做好焊缝处的涂装，封闭主梁结构零部件需除锈涂装，完毕后方可进行整体合龙[2]。

（3）加强涂层膜厚管理，完成底漆涂层后，检测膜厚数据并精准记录，确保涂装工艺符合技术标准。施工完毕后，需确保油漆涂层表面平整光滑，无皱皮和漏涂等现象，漆面美观、均匀。

1.2 热喷涂长效防腐措施

热喷涂是桥梁钢结构长效防腐措施之一，其工作原理为借助电弧或等离子设备产生热源，将金属固体材料或非金属固体材料熔化，并利用热源动力喷洒涂料，或者借助高速气流喷涂材料，使之黏附于目标材料表面形成防腐涂层。现阶段，钢结构桥梁防腐保护涂层，多选用铝涂层、锌涂层或有机物涂层，通过结构表面形成防腐保护膜，以达到长期防腐效果[3]。

防腐试验结果可知：大多数涂层的防腐效果可达12年，而在特殊环境下使用喷铝涂层可以增加钢结构的防腐年限，现有资料证实铝涂层对钢结构的防腐年限最大可达34年。现阶段，我国钢结构桥梁工程施工中，防腐工艺多应用“电弧喷涂+有机封闭复合涂装”措施，大量项目经验证实，该防腐措施可确保钢结构桥梁防腐寿命达15年[4]。

2 工程概况

某公路桥梁防腐施工项目，采用了桥梁钢结构长期防腐措施及维护施工方案，其应用效果显著。该项目桥梁为独塔双索面半封闭钢箱组合梁斜拉结构，钢材用量42 000 t，设有底漆、封闭漆、中间漆、面漆四层涂装，防腐施工面积约2.9×105 m2，预期防腐年限可达20年。该文对该桥梁的防腐工艺及养护流程进行了经验总结[5]。

3 钢结构桥梁长效防腐的设计构造

桥梁钢结构长期暴露在自然环境下，在高温、雨水、大风等因素影响下极易被腐蚀，防腐作业前需明确项目所处区域施工环节及自然特征，明确钢材质腐蚀机理及主要诱因，基于此，对钢结构桥梁防腐途径、参数进行精准设计，从而达到最佳的防腐效果[6]。

3.1 钢材腐蚀的影响因素

（1）大气环境：该项目施工区域自然环境中主要污染物为SO2和NO2，两种成分比重超过60%。该桥梁长期处于此环境下，降雨酸性成分對其结构产生了严重影响，增加了对钢结构富锌底漆腐蚀的风险。为提高该桥梁的防腐效果，在原底漆和中间漆中间加涂环氧树脂封闭涂层，增加钢结构的环境适应性，提高其抗腐蚀性能。

（2）湿度：桥梁钢结构所处环境特殊，结合水蒸气含量和最大水蒸气比值进行换算，可知项目施工区域的湿度为85%，干湿交替的环境因素影响下，桥梁钢结构易产生电化学反应，从而导致钢材表面防腐涂层效果降低，增加了其结构变质风险[7]。为提升该项目桥梁钢结构稳定性，选择强度高、稳定性强的环氧云铁材料作为底漆与中间漆的封闭涂层，有效提升了钢材的防腐效力及使用寿命。

（3）紫外线：该项目所在区域工业发达，化工、电力、煤炭等产业集中，不同类型的加工企业为地区经济高速发展作出了突出贡献，但也带来了一系列负面影响。研究显示，该区域存在较为严重的辐射，臭氧层被破坏严重，紫外线强度显著高于其他地区，普通钢结构表面土层在此环境下会快速老化和变质，并失去防腐保护作用，减少了钢结构的使用寿命。为解决该问题，该项目施工中对桥梁钢结构面漆材质进行了优化，选用了新型丙烯酸改性聚硅氧烷材料作为面漆，提高了桥梁钢结构的耐紫外线、抗臭氧能力，增强了材料结构稳定性，使其可有效对抗酸性环境，适应性显著提升，防腐效力明显改善[8]。

（4）风向和风速：随着工业的高速发展，工业废气中所含的有害化学物质随着风不断飘移和快速传播，并附着于钢材质表面，导致桥梁钢结构表面土层受损，加速钢材质腐蚀。与此同时，风在高速运动的过程中会夹杂泥沙等坚硬物，风速过大时砂砾等颗粒物快速作用于钢材表面使其表面漆面结构受损，内部钢材直接裸露与自然环境接触，增加了被腐蚀风险，降低了钢结构使用寿命。该区域风力等级4～7级，为避免风力因素对钢材质防锈涂层的影响，可根据项目特点和施工需求适度增加漆面厚度以提高防护效果。

3.2 钢结构桥梁防腐设计成果

该项目以当地大气环境特点为基础，为提高桥梁钢结构的防腐性能，对防腐层参数进行了适度调整，详情如表1所示。

4 钢结构桥梁防腐涂装施工技术要点

4.1 钢材表面处理工艺

处理钢材质表面，将油污、杂质和铁锈等清理干净，确保喷涂环节涂料能紧密粘附于钢材表面，改善钢材的防腐性能。

（1）该项目选用了喷砂除锈工艺，即借助“压缩法”将特定环境湿度的空气压缩，从而产生较大的动能，利用空气动能将石英砂等材料快速冲击后作用在钢材表面，有效清除钢材质表面的杂质，使钢材表面平整、光滑。

（2）施工作业中需确保环境温度大于4 ℃且相对空气湿度小于85%，以可循环使用的钢丸作为磨料处置钢材表面，控制磨料含水率低于1%以防止作业环节出现粉尘污染[9]。

（3）钢构件的表面处理需以材质特征为基础，结合底涂层、锈蚀程度、材质粗糙度合理选择施工工艺和操作流程，清理钢材质表面时，需严格执行技术操作规程与工艺标准达到最佳的操作效果。处置钢构件对接区域焊缝时，需先对焊缝位置进行打磨，将焊渣、杂质、毛刺、氧化皮层等结构处置干净，同时对不平整区域进行修补，处置干净后确保操作平面平整、光洁，使涂料喷涂均匀，进一步处理表面油污后进行喷涂作业，完成底漆、封闭漆、中间漆、面漆等不同层面的喷涂，确保漆面均匀附着于钢材表面，提高防腐效果。

（4）桥体上部桁架及箱梁外部区域，钢材施工环节已经完成了漆面涂装，现场加工过程中将各杆件有效连接后及时清理粉尘和油污，并按照项目工艺设计要求进行面漆涂装。

4.2 涂层施工工艺

防锈漆涂层施工前，需确保所选材料符合项目设计需求并严格按照工艺标准配备，施工人员现场充分拌和防腐漆材料，使其黏稠度、色泽度均达标后方可进行涂层施工。操作过程中加强现场检验，如发现混合漆料中存在杂质，及时使用钢丝网将其过滤3次，确保无杂质后方可喷涂施工。防锈漆料喷涂施工需分2次进行，第一遍喷涂施工时按照同一顺序进行，确保喷涂操作均匀，使钢材质表面漆层均匀、平整、无起伏和褶皱。完成第一遍喷漆施工后，防锈漆面完全干燥后方可进行第二遍喷涂施工，现场检测确保喷涂工艺符合设计要求，保障漆面厚度达标[10]。以喷涂材料说明书为标准，严格控制第一遍和第二遍喷涂时间间隔，确保漆面喷涂工艺符合项目施工要求，漆面喷涂作业需注意的事项如下。

（1）钢材质表面喷砂处理后，需间隔24 h以后方可进行防腐漆涂料喷涂施工作业，且各类型涂料需现用现配，避免配置后长时间放置导致涂料黏稠度或性质改变，不得随意采用添加稀释剂方案使用放置过期的涂料。

（2）对钢材表面平整度检测，平整度指标达到Sa2.5级后方可进行防腐涂料喷涂。边角或内侧难以喷涂区域可选用刷涂作业方案，确保钢材所有区域均涂装到位。

（3）需现场焊接作业的构件可保留构件两端区域不喷涂涂料。为确保焊接质量，现场焊接完毕后进行焊接面的妥善处置，平整、光洁焊缝表面后根据施工操作要点进行涂装作业。

（4）现场施工环节需严格控制喷涂作业质量。施工前注意天气变化，确保喷涂作业后5 h内无降雨；有效控制施工区域粉尘量，防止漆面受粉尘影响；于空气湿度适宜情况下喷涂，防止漆面受空气过度干燥影响成型质量。

（5）施工完毕后，及时进行漆面附着力检测，确保漆面强度值超过5 MPa且表面平整、光滑、连续、无起伏或褶皱，厚度均匀无漏涂。

4.3 微小部件防锈处理

大量微小零部件在桥梁钢结构中的作用不容忽视。作为钢结构构件连接、固结的重要环节，微小零部件防锈处理同样重要，需结合钢结构桥梁特点合理选择防腐措施，形成长效防腐机制。结合项目特点和防腐需求，该工程选用“热浸镀锌”工艺进行微小零部件防腐。首先完成微小零部件表面清理工作，确保其结构处于润湿状态，随后置于600 ℃的高温熔化锌液内，持续5 min并翻滚使零部件表面均匀涂布锌液，取出零件彻底冷却，构件表面形成了锌防护层，可以有效避免钢材质在自然环境下的腐蚀，提高零部件的使用寿命。该方案适用于小型金属材料防腐，可提高钢结构使用寿命十年以上，但在大型钢构件中的适用性不佳。

5 钢结构桥梁的维护施工措施

5.1 维护管理

钢结构桥梁防腐维护管理工作需严格遵循《建筑钢结构防腐蚀技术规程》，及时对服役过程中的钢结构桥梁性能、使用寿命进行检测。要严格根据施工规范和规程要求进行钢材表面防腐涂层情况的检测，确保涂层厚度达标，及时修补存在缺失的区域，借助超声波检测仪检查钢材内部腐蚀状况并对防腐施工工艺效果进行评估，根据项目要求和钢结构特点选择合适的养护方案。详细情况如表2所示。

5.2 修复

桥梁钢结构长期暴露在自然环境下，降雨中酸性成分、空气中化学成分、灰尘等在钢构件表面大量蓄积，未及时清理将会增加钢材防腐表面腐蚀风险，导致钢材的预期使用寿命降低。故此，在项目施工过程中，施工技术人员应当利用钢丝刷、铲刀等工具及时将钢材构件表面杂质清理干净，确保表面无油污、杂质、铁锈或毛刺后对构件表面进行涂料喷涂。

5.3 保养

桥梁钢结构防锈保养措施即在桥梁服役过程中，专职人员对桥梁结构表面清洁状况、干燥情况、杂质情况进行检查，及时发现灰尘和杂质等并妥善清理，防止防锈层被腐蚀影响钢结构表面强度，从而降低钢结构使用寿命。特殊天气如夏季高温和冬季降雪等天气下，可选用增设防护挡板方案，防止涂层在高温和低温等极端情况下脱离。施工作业人员在日常巡检过程中，需加强对涂层的日常检查，确定涂层使用状态及厚度水平，发现涂层风化和干裂等现象时及时补漆修复，确保防腐漆面持续发挥对钢结构表面的保护作用。

6 结语

综上所述，该文采用工程实例，对桥梁钢结构长效防腐措施及维护保养方案进行了分析，结果显示施工单位以工程需求和环境特点为基础，科学选择钢结构桥梁防腐方案，通过防腐材料及施工工艺的合理控制，能有效延长桥梁使用寿命。

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