大桥防腐涂装设计

1常用防腐涂装方案比较
东莞东江大桥的设计基准期为100年,采用高性能的防腐涂装方案对结构安全及使用寿命有重要意义。根据东江大桥桥位环境及桥梁的重要性,为减少维修养护工作量,减轻对交通运营的影响,东江大桥宜采用防腐周期大于15年的长效方案。除防腐效果外,还要考虑涂装工期、涂装难度、涂料的价格、VOC含量等指标。防腐涂装体系中的基本要素是底漆(或喷涂金属),根据底漆的种类和使用条件配以封闭漆、中间漆和面漆,常用的底漆技术指标见表2。
由表2可知,喷涂金属虽然具有最好的防腐蚀能力,但其价格高、施工速度慢、施工质量不易控制,因此不宜采用。醇溶性无机硅酸富锌漆体系涂装间隔时间较长,对钢材料表面质量要求较高,而且不具有可覆涂性,不利于工地现场补涂,防腐寿命到期后如果继续采用相同体系,则必须除掉全部涂层并对钢材重新进行表面处理,施工难度大,因此不推荐采用。环氧富锌底漆与水性无机富锌底漆均是铁路钢桥保护涂装![1]中推荐的涂料,在国内、外相同类型的桥梁中均有应用,具有防腐周期长、可覆涂性的优点,可以有效减少通车运营后的维护工作量。因此这2种涂装体系均适用于该桥。
2主桁外表面防腐涂装设计
根据表2分析结果,针对该桥主桁外表面防腐提出了2套防腐涂装方案:方案A为环氧富锌体系(表3);方案B为水性无机富锌体系(表4)。方案A的价格较低,涂装施工相对容易,但耐久性和环保性较差;方案B的防腐周期长,涂装质量便于检查,环保性好,但涂装时对工艺要求高,在工厂条件下操作才易于质量控制。2种方案均满足该桥的主桁、上弦及吊杆的防腐涂装要求,但考虑这部分杆件日后现场覆涂方便且基本不影响交通,一期投入相对较低,故选用了方案A。
设计原推荐弦杆采用蓝灰色面漆,腹杆采用白色面漆,兼顾了桥型和周围景观的协调性以及下层行车的视觉感官需求。实际施工时为突出东江大桥的色彩,所有杆件面漆改用大红色。施工后期,为进一步保证大桥安全,在东江大桥钢梁外表面加1道耐火涂料,不仅在火灾时对钢梁提供一段时间的保护,对防腐涂料也有一定的保护作用。
3纵、横梁防腐涂装设计
纵、横梁直接与混凝土桥面板接触,一旦混凝土桥面板因欠密实或意外裂纹等因素,在较为隐蔽的纵、横梁顶面积水时,对防腐极为不利。而且纵、横梁的顶板在混凝土板之下,行车时桥面板震动可能造成涂层磨损,又不易检查维护,因此应提高纵、横梁防腐要求,选用的防腐涂装体系主要考虑因素是长效耐久。防腐周期最长的体系是喷涂金属和水性无机富锌底漆,其中喷涂金属由于施工速度较慢且造价较高,因此,不推荐采用。而水性无机硅酸锌底漆的防腐周期可达25年以上,具有附着力强的优点;可以不加中间漆和面漆,直接单独使用,避免了面漆和中漆被磨损后防腐效果下降的问题;而且在上、下层桥面的纵、横梁顶面等看不见的位置省下中间漆与面漆,不仅可加快涂装速度,还具有较好的经济性。为进一步提高纵、横梁顶面的防腐寿命,不仅要严格控制桥面板的施工质量,还应采用优质的防水层,尽可能地避免桥面水渗入桥面板积于纵、横梁顶端。纵、横梁防腐周期按25年设计,上、下层桥面的纵、横梁顶面涂装均采用水性无机硅酸锌底漆,干膜厚度为3∀40m。上层桥面纵、横梁除顶板外其他部分涂装采用水性无机硅酸锌底漆(干膜厚度为3∀40m)和环氧磷酸盐封闭漆(干膜厚度为20m)。
4高强螺栓摩擦面防腐涂装设计
东江大桥采用高强螺栓连接各根杆件及纵、横梁,摩擦面的质量直接影响桥梁的安全性,而且杆件一旦装上就不能重新涂装,因此,摩擦面涂层的选择应以质量的可靠性为标准,抗滑移系数不小于0.45。无机富锌防滑涂料和喷涂金属层均具有抗滑移能力,也是铁路钢桥保护涂装![1]中规定的选用涂层,因此,推荐了2种涂装方案:方案A为无机富锌防锈防滑涂料,干膜厚度为80m;方案B为电弧喷铝,干膜厚度为(150#50)m。2种方案都对施工条件要求较高,一旦施工条件不满足要求,涂层就无法附着到钢材表面,涂装质量易于检查,因此不易出现质量隐患。方案B的缺点是施工速度慢且价格较高,而且一旦有损伤,在现场无法补涂,但是与方案A相比,其摩擦系数稳定可靠。从安全可靠性的角度出发,采用了方案B,同时严格管理运输和安装过程,避免出现摩擦面损伤。
5箱形杆件内表面防腐涂装设计
箱形杆件内表面由于空腔较小,采用干燥剂除湿并封闭后不会与外界的腐蚀性物质相接触,因此从必要性和经济性考虑,内表面防腐涂层不需按外表面的标准设计。
铁路钢桥保护涂装![1]对箱形杆件内表面的涂装规定是采用体系3,即环氧沥青涂料或环氧沥青厚浆涂料。但是,环氧沥青涂料中含有多环芳烃等有毒成分,焊接时沥青中的多环芳烃会大量挥发,对环境造成污染。在工厂车间条件下,选择对环境危害较小的水性无机富锌漆涂层体系较为适合。水性无机富锌漆本身不含VOC;可以直接单独使用(不加中间漆和面漆);在焊接时杆件受到的伤害仅几毫米,适用于箱形杆件内不能补涂的条件。但水性无机富锌底漆比环氧沥青涂料的价格高。考虑到箱形杆件内部与外界环境隔绝,防腐环境较好,因此,选用经济性较好的淡色改性环氧沥青漆,其有害成分较普通环氧沥青漆少,价格相对水性无机富锌漆较低。
6检查车防腐涂装设计
铁路钢桥保护涂装![1]中规定检查车采用红丹防锈漆体系,但是该体系中含醇酸成分,由于检查车挂在钢桁下部,在现场涂装时可能会影响主桁的环氧富锌体系,而且红丹中所含的铅会污染空气、土壤和水源[2],因此,不宜采用红丹体系。由于检查车小尺寸型钢组拼而成,涂装难度较小,而且外表不需色彩,可采用水性无机硅酸锌漆体系,干膜厚度为2∀40m,该体系耐久性、环保性及经济性均较好。
7其他部位防腐涂装设计
高强螺栓头采用与主桁结构相同的防腐涂装设计,这样不会出现2种涂装体系相互干扰的问题,并具有一致的外观。
钢防撞栏采用经济性较好的镀锌方案,镀锌层质量不小于600g/m2,镀锌层外加封闭漆。钢制人行道栏杆采用表面效果较好的涂塑方案,涂塑层厚度不小于0.38mm。
泄水管采用无缝钢管,通过热浸锌防腐,可购置成品直接上桥安装,方便快捷,防腐效果好。