行业聚焦丨钢结构桥梁工程防腐涂装施工技术
文章作者：王维维 ( 中铁十八局集团北京中铁大都工程有限公司)［摘要］以天津市某桥为例，该桥为自锚式全焊钢结构桥，外形设计在国内尚属首次，通过对其桥梁涂装施工关键技术的研究，保证了桥梁涂装施工质量，使桥梁使用寿命得到保障。
［关键词］桥梁工程; 钢桥; 涂装; 抛射( 喷砂) 除锈; 质量检测
1 ·钢结构涂装工程重要性
随着国家经济建设的发展，钢结构的使用范围日益广泛，钢结构的质量及使用寿命将越来越引起人们的关注与重视。而在影响钢结构使用寿命中，涂装防腐作业作为一个非常重要的环节摆在人们面前。
来自中国钢结构协会统计的一组数据: 据发达国家统计，每年由于腐蚀而造成的经济损失约占国民生产总值的4%，而我国在1980 年化工系统对所属10 家企业进行调查结果表明，由于腐蚀造成的经济损失相当于总产值的3． 94%，1982 年鞍山钢铁公司调查结果，腐蚀损失约1 亿元。
钢结构的腐蚀不仅造成自身的经济损失，还直接影响结构的安全性，所以做好钢结构的防腐蚀工作具有深远的经济和社会意义。
2· 工程概况
本工程为自锚式桁吊组合全焊钢结构桥，桥梁采用Q345qD 桥梁专用钢，全桥用钢量大约4 654t，涂装工程量大约3． 17m2。工程外部设计涂层分3 层，依次为底漆、中漆、面漆。桥梁内部设计涂层分2 层，即底漆、中漆，设计防腐年限10 年以上( 见图1) 。
国家重点工程“鸟巢”，采用的高强度钢材用量4．2 万t，工程防腐涂装面积达28． 4 万m2，涂装分6 层，设计防腐年限25 年。
钢结构以其施工速度快、跨度大等优势，现已普遍应用在工民建、公路交通等行业，提高钢结构的防腐涂装质量已刻不容缓。
3· 涂装工程施工
该桥梁涂装工程施工，按施工先后顺序，分两大部分进行叙述: 第1 部分为钢结构加工厂内涂装，第2 部分为现场钢构件安装完成后涂装。
3． 1 钢结构加工厂内涂装作业
主要施工内容: ①钢板抛射( 或喷砂) 除锈后刷上工程漆; ②厂内钢构件加工制作完成后的涂装。
3． 1． 1 钢板抛射( 或喷砂) 除锈后刷上工程漆
钢构件的加工制作需要一段过程，长达数月，所以采购回来的钢料板，先进行抛射( 或喷砂) 处理，然后刷上工程漆，以防加工制作工程中的腐蚀。为打造钢板的粗糙度，钢料板采用抛射或喷砂除锈处理。以本工程钢结构桥梁涂装作业为例，该设计表面喷砂处理至Sa2． 5，表面粗糙度40 ～ 75μm，具体防腐要求如表1所示。
依据国家除锈标准GB82923—88，Sa2． 5 表示非常彻底地喷射或抛射除锈，并且钢材表面无可见油脂和污垢，氧化皮、铁锈等附着物，任何残留痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。
3． 1． 2 喷砂除锈工艺
本工程采用喷砂除锈方法，利用压缩空气的压力，连续不断地用石英砂或钢砂冲击钢构件表面，把钢材表面的铁锈、油污等杂物清理干净，露出钢材本色的一种除锈方法。这种方法效率高，除锈彻底，是较先进的除锈工艺。喷砂除锈具体施工工艺如下。
1) 施工环境选择相对湿度≤85%，控制钢材表面温度，高于空气露点温度3℃以上。
2) 钢板表面清理对钢板表面灰尘、油污和水分进行清理。
3) 磨料选择一般选择钢丸或铁丸作磨料。用钢丸作磨料，价格虽高，但可以循环重复使用多次，而且除锈效果好，无粉尘污染。在选择采购磨料时，选用密度大、韧性强、有一定粒度要求的粒状物; 磨料的表面不得有油污，含水率≤1%; 选择磨料的粒径，具体选择哪种，要看工程设计图纸的粗糙度，根据粗糙度选择磨料的粒径。
4) 压缩空气处理喷砂除锈时，使用的压缩空气必须分离出油污和水分，否则油污和水分在喷砂过程中附在钢材表面上，不仅影响涂层的附着力，还将破坏涂层的均匀性和密实性。
5) 喷砂喷砂工程量大小，根据刷漆强度大小定，原则是必须在喷砂后24h 内刷上工程漆。
6) 清理喷砂除锈后的钢材表面，用毛刷、抹布等工具清扫，或用干净的压缩空气吹净残余磨料。
7) 粗糙度检验粗糙度的检验一般采用专业的仪器检测，如RT200，R1020 式粗糙度检测电子仪等携带便利的小型检测仪器或专业设备进行检测。
3． 1． 3 喷砂除锈后刷上工程漆
刷上工程漆是为了钢结构加工制作过程中的防腐。施工经验认为，这个环节非常重要，必须按规范要求认真进行涂刷作业。工程漆作为钢结构首道“屏障”，如果首道“屏障”没有质量保证，待到各杆件加工完成后，时间一长，日晒雨淋，大部分工程漆剥落或者锈斑，因此唯一解决的办法只有采取人工打磨除锈，然后再补刷漆。这样既造成财力与劳力耗费，还延误工期，所以保证工程漆的施工质量尤为重要。
涂刷工程漆作业注意事项: ①喷砂或者刨丸除锈后，粗糙度必须要按规范要求经过选点抽检，检验达到设计要求粗糙度后， 24h 内刷上工程漆; ②漆料根据母材材质和使用环境即设计要求来选择，且使用有品质保证的漆料; ③加工制作好的杆件成品，必须做好苫盖等保护措施。
3． 1． 4 厂内钢构件加工制作完成后涂装
进行钢板原料处理加工刷上工程漆后，进行下道工序即钢构件的制作，待钢构件加工制作完毕后依次刷上涂层漆。
以本钢结构桥为例，钢构件主要包括钢箱梁和主桁架，在钢箱梁和主桁架杆件内部刷上底漆和中涂漆，箱梁和主桁架杆外部只刷底漆与中漆，面漆等到现场安装组拼完成后再施作。
该钢结构工程构件涂装底漆选择富锌底漆，该漆膜防锈能力强，具有阴极保护和能渗入焊接处，能耐溶剂，并且在阳光照射下耐候性稳定。中漆选择厚膜型的环氧中漆。
3． 1． 5 厂内钢构件涂装作业
厂内加工制作完成各杆件后，依次进行底漆、中漆的涂刷作业，具体作业如下。
1) 钢结构杆件加工制作过程中掉漆部位，采用人工电动砂轮小面积二次除锈，除锈等级要求为St3。
2) 在厂内加工的钢构件焊口位置，不平的地方经手工电动打磨后，可以利用相应腻子膏作为平整底层，干燥后利用砂布磨平，然后刷上底漆。
3) 部分加工好的杆件，工程漆完好并且无锈斑的部位，只需把表面部分油污、灰尘等清理干净，便可刷上底漆。
4) 漆料的选择应根据设计和规范要求进行。
5) 刷漆方式基本都采用刷涂法与手工滚涂法，刷底漆使用弹性好的硬毛刷，这样可以增大漆膜的附着力，刷最后一遍面漆时可以使用弹性好的软毛刷，这样刷出来的效果表面光滑、平整。一些小杆件的内部没有操作空间的，在加工组装之前先刷好漆，但在焊接组装过程中，因为部分焊接采用单面焊接、双面成型的技术，所以内部焊缝位置原来刷好的漆膜破坏掉了必须补上，因此采用空气喷涂法，用喷枪喷涂往往要喷上几次才能达到所要求的漆膜厚度，这种方法易浪费漆料，适用于密闭空间。
3． 1． 6 涂装作业重点注意事项
为保证涂装作业质量，在涂装作业过程中，做到把握重点环节，进行重点作业，具体注意事项如下。
1) 刷漆的施工环境当空气湿度＞ 85%，或构件表面有结露时，不能进行涂层作业。
2) 涂层作业气温在5 ～38℃为宜，当气温低于5℃时，原则上应停止刷漆，除非选用相应的低温涂层材料施涂。
3) 当气温≥40℃时，应停止涂层作业。因为构件温度≥40℃，在钢板表面涂刷油漆时会产生气泡，从而降低漆膜的附着力。
4) 涂料进场时，必须经过专业部门的涂料性能测定，对外观透明度、颜色、结皮性、触变性、黏度、细度、密度、固体含量等指标进行合格鉴定后方能投入使用。
5) 稀释剂、固化剂、主漆、基料等之间的现场调配，必须根据试验得到的最佳配合比进行现场调配，并且充分搅拌均匀，色泽、黏度达到均匀一致后才能涂刷。
6) 刷第1 层底漆时涂刷方向应该一致，接茬整齐。刷漆时应勤沾、短刷，防止刷子带漆太多而流坠。统一刷第1 遍干后，再刷第2 遍，第2 遍涂刷方向与第1 遍涂刷方向垂直，使漆膜厚度均匀一致。
7) 环氧漆分层漆刷，应当每层在前一层实干前涂覆，底漆涂装完毕后必须经过检查合格后才能进行下道工序。
8) 在厂内加工焊接完成的钢构件，在进行焊缝探伤、打磨、去氧化皮、焊疤、灰尘等处理后才能刷上底漆。在厂内涂装作业时，各钢构件将在两杆件安装对接位置处留出20cm 宽度不刷漆，方便现场对焊。
9) 刷完底漆必须进行质量与漆膜厚度检验，并且间隔足够长的时间，必须等到底漆完全实干后( 一般间隔为6 ～ 8h) ，才能刷中间漆。刷好漆后，在4h 内遇有大风或雨，应加以覆盖，防止表面沾染尘土和水汽，以免影响涂层的附着力。
10) 漆面检测选用专用漆膜检测仪进行检测，也可以使用较为简单实用的人工检测方法。在此介绍笔者在施工现场总结出的一个简单有效的方法，用干燥的小木板或者小塑料板把小棉球往涂装好的漆膜表面一压，然后取下小木板，如果棉球能自由下落，而且漆膜上不粘纤维或棉球的痕迹，又无失光现象，均可认为漆膜已经实际干燥。
3． 2 现场钢构件安装完成后涂装
现场钢结构安装阶段涂装作业主要包括: 桁架杆件和箱梁外部面漆作业，拼装对接焊缝位置的3 层底、中、面漆作业，以及钢构件在运往现场安装过程中磕碰掉漆部位补漆。
1) 上部桁架与箱梁外部的面漆作业因在钢结构加工厂完成钢构件的底漆、中漆，现场杆件对接完毕后涂装作业，如果刷好的漆膜没受到破坏，只需对杆件表面的灰尘、水分等表面清洁干净，即可进行面漆作业。
2) 钢构件对接位置焊缝处的涂装此处涂装作业，必须经过焊缝探伤合格后才可进行。在刷漆之前，还需进行焊缝的打磨，去焊渣、氧化皮、焊疤、灰尘、毛刺、油污等，部分不平整的地方可以补上腻子膏，后依次刷上底、中、面漆。
3) 部分杆件因运输吊装和现场安装吊装磕碰掉漆的部位刷漆。此处刷漆前需进行人工小面积除锈打磨，除锈方法采用人工电动砂轮小面积的除锈，除锈等级要求为St3。除锈后进行表面清洁，依次补上底、中、面漆。
4 ·钢结构涂装质量检验
4． 1 涂装前的检查
1) 钢材表面除锈必须达到设计规定的除锈等级，并在规定的时间内涂刷底漆。
2) 进厂的涂料应有产品合格证明，并按涂料产品的验收规则进行复验和涂料配合比试验。
3) 涂装环境应符合规范所规定的要求。
4． 2 涂装过程的检查
1) 涂装作业中，涂料的施工黏度变稠时操作者不能擅自调整，应由指定人员进行调整。
2) 分层涂装作业中，使用漆膜厚度仪测定每层涂层的厚度。
3) 分层涂装作业中，每道漆膜不允许有咬底、剥落、漏涂、起泡等现象。
4． 3 涂装后的检查
1) 涂层外观检查涂层外观应均匀、平整、丰满、有光泽，没有咬底、剥落、裂缝、针孔等缺陷。
2) 涂层厚度检查采用干膜测厚仪进行测定，并依照钢结构涂装验收规范和设计要求，进行质量验收。
5 ·结语
钢结构涂装防护利用涂料的涂层使被涂钢杆件与环境隔离，从而达到防腐蚀的目的，延长被涂物件的使用寿命。因此，涂层的质量是影响涂装防护的关键因素，而涂装的质量除了与涂料本身质量有关外，还与钢构件表面除锈质量、漆膜厚度、涂装作业工艺等方面有关。因此，只有对从钢结构加工制作到现场安装全程的涂装防腐进行控制，才能保证钢结构工程质量和使用年限，从而减少后期防腐维护费用，提高产品安全稳定性。
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