王雅欽
摘 要:大橋的鋼結構及塔面長期處于外部環(huán)境中,外表面極易受到破壞,從而影響大橋的使用性能,嚴重者會影響結構安全。在日常養(yǎng)護檢查中發(fā)現漆面破損時要及時進行修復,以確保大橋良好運營。本文以A大橋在運營過程中出現的部分鋼結構部件、塔面漆破損為例,制定了有針對性地防腐措施,與同行共同探討,望提出寶貴意見。
關鍵詞:鋼結構;塔面;防腐
0 前言
A橋為G25長深高速線上一座三塔斜拉橋,近期養(yǎng)護人員對大橋設施進行檢查時發(fā)現,由于環(huán)境、氣候等自然環(huán)境因素的影響,部分鋼結構表面漆面破損嚴重,主要有六座索塔內爬梯、平臺,斜拉索端部護筒防雨罩(墊圈老化嚴重,需更換),主橋防撞護欄兩側檢修道欄桿等部位。漆面破損后,鋼結構長時間暴露在惡劣的自然環(huán)境中會加大銹蝕斷面,大大降低鋼結構的安全性能,進而會危及橋梁結構安全及行車安全。因此,鋼結構表面漆破損后,應及時進行刷漆養(yǎng)護維修保護。另外,由于長時間雨雪水侵蝕,索塔面保護漆損壞嚴重,為保護索塔主體不受到損壞,確保大橋良好運營,需要對六座索塔塔面進行刷漆維護。
1 鋼結構及索塔病害分析
根據現場調查結果,鋼結構病害主要涉及三個部位。一是六座索塔內部爬梯、平臺、塔頂上的鐵梯銹蝕嚴重,嚴重影響進入塔內檢測或更換塔頂障礙燈等設施的人員安全。如下圖:
第二個部位是橋面上的200個斜拉索端部護筒防雨罩銹蝕掉漆嚴重,防雨罩墊圈老化嚴重,需更換。如圖2。
第三個部位是主橋防撞護欄兩側檢修道欄桿,銹蝕嚴重,部分地方已存在安全隱患;六索塔繞塔平臺,均有不同程度的損壞和銹蝕,已影響繞塔巡查的安全。如圖3。
上述三個部位的鋼結構,一處是在索塔內部,其余兩處均暴露在大自然中。
索塔內部由于所處大氣環(huán)境中所含氯粒子以及濕度的影響,內部爬梯、平臺、塔頂鐵梯表面均已銹蝕破損,涂膜發(fā)生Ri3級開裂;橋面上檢修道護欄及繞塔平臺、斜拉索端部護筒防雨罩長期暴露于大氣環(huán)境條件下,由于降水量、溫差、日照量、大氣污染物等因素的影響,特別是高速公路車流量大,尾氣排放量大,空氣中SO2含量高,酸性SO2等氣體溶解于空氣中的水蒸汽或雨水中,成為強腐蝕性介質,在這種環(huán)境下的鋼鐵結構必然容易遭到嚴重的腐蝕,有的護欄鋼管已經銹蝕斷裂,產生銹蝕的類型主要為化學銹蝕和電化學銹蝕。
索塔表面由于經常處于雪雨水等惡劣環(huán)境下,橋塔處風力較大,日光暴曬、雨水侵蝕、溫差變化大,在大氣污染物、強腐蝕性介質的侵蝕下,索塔保護漆部分已經脫落,裸露的堅固結實的混凝土在自然環(huán)境中會逐漸風化而影響其表觀及性能,同時化學物質也易從微細孔滲入侵襲混凝土結構。水分能滲透入混凝土,通過低溫的凍結和膨脹破壞內部結構,同時水分、氧氣與氯化物會滲透并腐蝕混凝土內的鋼筋,引起開裂、降低混凝土強度等不良后果,進而危及橋梁安全。因此,應及時對索塔進行刷漆保護。
2 維修方案
根據病害部位特點及現狀,針對不同環(huán)境下的防腐保護要求,按照腐蝕環(huán)境、工況條件、防腐年限及涂裝部位,經研究,制訂如下重新涂裝方案:
(1)對于鋼結構表面刷漆涂裝,設計保護年限為長效型20年。方案制定依照以下原則:底漆功能是防止鋼鐵生銹,尤其是底漆中的顏料成份必須能阻止或抑制金屬生銹,如氧富鋅底漆中的超細鋅粉為主要防銹顏料。此外底漆必須對金屬應有良好的附著力,與面漆能很好配套,形成一個堅韌的整體涂層。另外該涂層應滲透性小,能防止水、水汽、氧氣、二氧化碳及其他酸、堿物質滲入到金屬表面,當然還應有良好的機械性能。而面漆由于長期暴露于大氣中,故其必須能耐紫外線、耐水、耐潮、耐風沙摩擦、耐腐蝕,不易粉化、開裂、脫落,又能經受住尾氣的侵蝕。此外面漆還應具備吸水性小、能抵抗雨水澆淋等特點,其涂層和顏色能保持穩(wěn)定,涂料有較佳的細度,遮蓋面積大,其機械性能良好。
針對以上原則,①索塔內爬梯、平臺、塔頂樓梯涂裝,按照涂裝部位屬于非封閉環(huán)境內表面,腐蝕環(huán)境為C3,重新涂裝底漆采用低表面處理的環(huán)氧底漆,并采用無溶劑環(huán)氧涂料。涂層配套體系為:底漆層為1道環(huán)氧富鋅底漆60 μm+面漆2道環(huán)氧(厚漿)漆(淺色)120 μm,總厚度180 μm。施工前要先進行表面處理,做到無油污、無鹽分、無銹跡、無突起、無毛刺、無灰塵,除銹等級應達到Sa2.5。噴涂主要采用高壓無氣噴涂施工,復雜形狀采用刷涂施工。②橋面檢修道護欄及繞塔平臺、斜拉索端部護筒防雨罩涂裝,由于橋面檢測道護欄與繞塔平臺的護欄采用的是熱軋無縫鋼管,欄桿構件均鍍鋅處理,因此對于護欄可采用更換方案,涂裝可在專業(yè)廠家進行,現場進行更換。而斜拉索端部護筒防雨罩須在現場進行涂裝,按照涂裝部位屬于鋼結構外表面,腐蝕環(huán)境為C3,涂層配套體系為:底漆層為1道環(huán)氧富鋅底漆60 μm+中間涂層2道環(huán)氧(厚漿)漆100 μm+面層2道丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆80 μm,總厚度240 μm。施工前要先進行表面處理,做到無油污、無鹽分、無銹跡、無突起、無毛刺、無灰塵,除銹等級應達到Sa2.5。噴涂主要采用高壓無氣噴涂施工,復雜形狀采用刷涂施工。
上述兩個涂層配套體系噴涂前都需要先噴涂一道干膜厚度為20 μm~25 μm的車間底漆。
(2)索塔塔面刷漆:混凝土結構表面進行防腐蝕涂料的保護,保護年限為長效型20年,刷漆目的主要是封閉屏蔽作用,有效地阻止氯離子、污染物、水和氧氣等腐蝕介質的進入,減緩對鋼筋的腐蝕速度,同時也可降低反復熱脹冷縮對鋼筋混凝土的損壞?;炷两Y構表面涂層的基本要求為:耐堿性、抗?jié)B透性、柔韌性、附著力、防碳化性能、裝飾性。由于大橋索塔表面保護漆損壞,混凝土表面遭受了不同程度的風化和腐蝕,表面粗糙度高,還有油污、無機鹽等污染物。因此涂刷前需要進行“表面處理”和“清潔”。根據現場實際情況和環(huán)保要求,大橋索塔塔面的涂裝體系為:底漆層1道滲透型環(huán)氧封閉底漆50 μm+中間涂層3道環(huán)氧云鐵漆180 μm+面層1道氟碳面漆70 μm,干膜總厚度300 μm。在底層與中間層之間可根據實際情況,進行刮膩子、打磨找平。
3 結束語
鋼結構日常養(yǎng)護工作十分重要,不但能延長結構使用壽命,而且能及時發(fā)現使用中出現的問題并及時進行維修處理,以保證良好的使用狀態(tài),延長構件使用壽命。本文正是基于這種養(yǎng)護設計理念,對A大橋日常養(yǎng)護中及時發(fā)現的部分鋼結構及塔面表面破損問題制定了有針對性地維修措施,維持其原有使用性能,避免病害進一步加劇。
參考文獻:
[1]樊健生,聶建國.鋼-混凝土組合橋梁研究及應用新進展[J].建筑鋼結構進展,2006(5):35.