打开文本图片集

摘要：钢桁架桥梁以其承载力大、自重轻、工期短、外形美观等优势，开始在公路建设中被广泛应用。但钢结构的腐蚀病害严重影响了此类桥梁安全性和耐久性，国内外围绕腐蚀预防开展了很多的研究，防腐方案众多，为节约维护成本，合理养护，本文依托宁沪公司三座钢桁架涂装养护，进行盐雾促进腐蚀试验研究，以检验不同涂装体系下的防腐性能，为工程实践制定科学经济的维修方案。

关键词：钢桁架;预防性养护;防腐涂装;实践与应用;

1、前言

沪宁高速公路无锡段有三座钢桁架桥梁，2006年通车以来，结构安全稳定，运行良好，但随着时间推移，各种病害开始多发，尤其是钢结构表面开始出现不同程度的锈蚀，需要采取针对性措施，以延长桥梁使用寿命。如何在各类桥梁涂装修复工艺中，选择科学、经济的工艺尤为重要，本实验依托沪宁高速三座钢桁架桥涂层养护项目，通过不同工艺情况下涂层盐雾促进腐蚀试验的对比，来找出最适合的方案，为三座桥的涂层养护提供依据。

2试验方案

2.1 沪宁高速钢桁架桥基本情况

沪宁高速无锡段的三座钢桁架桥结构均为下承式钢桁架桥，仅跨度不同，桥梁主体结构由主桁、横向联结系、桥面联结系以及桥面组成，近年来，无锡段三座钢桁架桥梁主桥钢结构均出现点状锈蚀、剥落、起泡、粉化等病害，有些部位涂层失效严重，影响桥梁的结构安全性。

2.2 国内外钢结构主要涂装工艺选取

2.2.1目前国内外钢结构涂装工艺较多，课题组经过充分调研，结合《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》、《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》、《公路交通工程钢构件防腐技术条件》等规范分别确定了铁路第7涂装体系（无锡段三座钢桥已采用体系，下称现有桥梁）、公路规范体系（C4级）、冷喷锌单层、冷喷锌三层四种涂层体系。详见表1：

2.2.2在底层处理工艺中主要有喷砂除锈和手工除锈两种，此次依托的三座钢桁架桥高强螺栓腐蚀的情况也比较严重，所以我们在对高强螺栓进行喷砂处理和手工处理的基础上，也分别采用上述四种涂层体系方案，以同步检验比较各方案对高强螺栓防腐效果。

2.3 盐雾试验方案设计

2.3.1试验仪器

本次主要试验仪器设备主要有盐雾环境试验箱、数码相机、膜厚仪（记录表）、喷砂设备、手工抛光机、试验钢板、干燥器、扫描仪、汽油、软毛刷、格子板（腐蚀面积）等。

2.3.2试件制备

本次选取沪宁路钢桁架桥采用的Q370qd钢材，所选钢板尺寸为150mm*70mm*3mm大小，数量50块。

高强螺栓部位也选用Q370qd钢材，所选钢板尺寸为150mm*70mm*（24～30）mm大小，数量8块，M24高强螺栓24个。

钢板应无划痕，有轻微锈蚀，钢板锈蚀等级在《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB8923-88）规定的B级、C级之前。

2.3.3试验内容

本试验将涂过漆的试板曝露于中性盐雾中，评定盐雾曝露的结果。图1为本次试验使用的盐雾试验箱，主要包括盐雾箱、恒温控制元件、喷雾装置、喷雾收集装置等。试验溶液配方参照《色漆和清漆耐中性盐雾性能的测定》（GBT 1771-2007），是—种模拟工业海洋大气腐蚀的快速试验方法，钢板所处的盐雾环境氯化物盐浓度比较高。另外，试验过程中随时监控腐蚀环境分湿度、温度以及盐雾浓度的变化，所有钢板试验同时进行试验，保证钢板试样处于相同的腐蚀环境下，表2为盐雾环境具体参数。

2.3.4试验经过

盐雾试验周期历时3个月。试验间隔100h肉眼观测钢板腐蚀形貌变化，每隔200小时采用数码相机采集试件漆膜的外观腐蚀形貌图片。盐雾试验干膜厚度测试结果见表3，误差在25微米以内。

盐雾试验钢板表面进行十字交叉划痕处理，随着老化的进—步加强，涂层开始出现起泡、生锈等—系列老化特征。试板的破坏变化程度根据《色漆和清漆 涂层老化的评级方法》（GBT 1766-2008）进行评价。

2.3.5试验结果

2.3.5.1钢板涂装试验结果及分析，详见表4。

①现有桥梁涂装体系盐雾试验

经过2000h盐雾试验，此种涂装体系（喷砂）两块板划线处出现中等程度锈蚀，另外—块轻微锈蚀;此种涂装体系（手工）板腐蚀面积扩大，—块板出现较大程度的锈蚀，另外两块出现轻微锈蚀。说明喷砂处理试板相比手工处理试板耐盐雾性效果较好。

②公路规范体系盐雾试验

经过2000h盐雾试验，公路规范体系（喷砂）一块板划线处中等程度锈蚀，另外两块无明显变化;公路规范体系（手工）一块板出现轻微的锈蚀，另外两块无明显变化。说明喷砂处理试板相比手工处理试板耐盐雾性整体效果较好。

③冷喷锌单层盐雾试验

经过2000h盐雾试验，冷喷锌单层（喷砂）表面出现中等程度锌盐，划线处无明显变化;冷喷锌单层（手工）表面锌盐增多，划线处无锈蚀，第三块样板表面出现几处锈点。说明喷砂处理试板相比手工处理试板耐盐雾性整体效果相当。

④冷喷锌三层体系盐雾试验

经过2000h的盐雾促进试验后不同的体系表现不同。本次试验中，现有桥梁涂装体系破坏程度最严重，其次为公路规范体系与冷喷锌单层，冷喷锌三层体系耐腐蚀性最佳。说明手工打磨表面处理的试板与喷砂处理相比防腐效果相当。

2.3.5.2螺栓盐雾试验结果及分析，详见表5

经过2000h盐雾试验，由图可知无锡段钢桥涂装体系产生了较少的鼓泡;公路规范体系则出现了较多的起泡，且其中—个螺栓头部出现严重的锈蚀;冷喷锌单层出现了中等数量的锌盐，但螺栓及试板均无变化，表现良好;冷喷锌三层体系涂装的螺栓无任何变化。同时，每个螺栓的螺杆部位的锈蚀情况要比螺帽部位严重，说明螺杆部位比螺帽易发生锈蚀。整体来看，采用公路规范体系防腐性能表现较差，单层冷喷锌与无锡段钢桥涂装体系表现较好，冷喷锌三层体系涂装的螺栓具有最优异的防腐性能。螺栓盐雾试验记录表见表7。

3结论

通过对依托工程的钢桁架涂装体系、公路规范体系（C4级）、冷喷锌单层、冷喷锌三层四种涂层的基本性能对比试验可以看出，虽然冷喷锌三层防腐体系中的面漆出现了一些病害，但是结合冷喷锌单层的防腐效果，冷喷锌三层防腐的效果是应该四种防腐体系中最好的，在施工成本和涂装效果方面优势显著，具体如下：

3.1在钢材的盐雾试验中，无锡段钢桥涂装体系划线处锈蚀最多，破坏程度最严重;其次为公路规范体系与冷喷锌单层;冷喷锌三层体系有着较为优异的耐盐雾性能，经过试验后完好度最佳。经过喷砂处理的试板耐盐雾效果与手工处理效果相当。

3.2在螺栓的盐雾试验中，采用公路规范体系防腐性能表现较差，单层冷喷锌与无锡段钢桥涂装体系表现较好，冷喷锌三层体系涂装的螺栓具有最优异的防腐性能。

3.3由于无锡段三座钢桁架桥梁原设计采用了铁路第7涂装体系，在制造工厂内涂装后运输至现场拼装。为避免涂层不一致，目前日常维护中钢结构的养护涂装仍采用原涂装方案进行，如需要大范围的全桥涂装，可优先考虑采用冷喷锌三层的工艺效果会更好。

参考文献

[1]国标规范  GB 50221—95 钢结构工程质量检验评定标准

[2]国标规范  GBT 18226-2015 公路交通工程钢构件防腐技术条件

[3]行业标准  TBT 1527-2011 铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件

[4]行业标准  TBT 1527-2004 铁路钢桥保护涂装

[5]杜存山.我国铁路桥梁结构耐久性保护涂装

[6]张云晨.公路钢桁架桥典型病害及对策研究