杭州灣跨海大橋鋼護(hù)欄地腳螺栓防腐涂裝質(zhì)量控制

吳　斌，鄒　銘，楊振波，師　華，張　亮（.北京航空材料研究院，北京 00095；.中航百慕新材料技術(shù)工程股份有限公司，北京 00095）

涂裝技術(shù)

杭州灣跨海大橋鋼護(hù)欄地腳螺栓防腐涂裝質(zhì)量控制

吳斌1，鄒銘2，楊振波2，師華2，張亮2
（1.北京航空材料研究院，北京 100095；2.中航百慕新材料技術(shù)工程股份有限公司，北京 100095）

分析了杭州灣跨海大橋鋼護(hù)欄地腳螺栓的腐蝕環(huán)境，提出了相應(yīng)的防腐涂裝方案。結(jié)合防腐涂裝的要求，探討了地腳螺栓防腐涂裝的質(zhì)量控制要點(diǎn)。

杭州灣跨海大橋；地腳螺栓；防腐涂裝；質(zhì)量控制

0　引言

杭州灣跨海大橋北起浙江海鹽縣境內(nèi)鄭家埭，南至浙江慈溪境內(nèi)的水路灣，全長36 km，其中橋梁長35.673 km，是當(dāng)今世界上最長的跨海大橋之一。為了減輕橋梁自重和降低車輛碰撞防護(hù)欄產(chǎn)生的能量，并使防撞護(hù)欄與橋面周圍景觀協(xié)調(diào)，符合全橋景觀的要求，橋面防撞護(hù)欄采用了金屬梁柱式護(hù)欄。護(hù)欄立柱通過預(yù)埋在混凝土中的M30規(guī)格地腳螺栓固定，其中中央護(hù)欄立柱19 141根，邊護(hù)欄立柱38 283根。匝道橋護(hù)欄立柱2 019根，平臺護(hù)欄立柱182根，每根立柱有4個(gè)地腳螺栓，總計(jì)地腳螺栓數(shù)238 500個(gè)。

大橋地處嚴(yán)酷的海洋大氣腐蝕環(huán)境，各部件特別是螺釘、螺栓、螺母及墊圈腐蝕速度明顯高于其他構(gòu)件。地腳螺栓的嚴(yán)重腐蝕會導(dǎo)致立柱強(qiáng)度降低，從而影響大橋護(hù)欄的防撞能力及使用壽命，存在極大的安全隱患。由于預(yù)埋地腳螺栓在大橋設(shè)計(jì)使用壽命內(nèi)更換困難，更換費(fèi)用高，因此大橋管理部門決定對全橋護(hù)欄地腳螺栓進(jìn)行防腐修復(fù)涂裝，以保持橋梁正常安全運(yùn)行。

1　杭州灣跨海大橋鋼護(hù)欄地腳螺栓腐蝕環(huán)境

護(hù)欄目前使用的地腳螺栓采用達(dá)克羅工藝進(jìn)行防腐處理；鋼護(hù)欄立柱的地腳螺栓、螺母外罩高強(qiáng)度PVC（聚氯乙烯）防護(hù)罩，內(nèi)部灌注黃油，從而阻止空氣和水分與螺栓、螺母接觸，達(dá)到防腐蝕的目的。大橋開通5 a來，由于腐蝕性環(huán)境、惡劣氣候等外部因素，大橋地腳螺栓出現(xiàn)保護(hù)罩劣化脫落、黃油液化流失，地腳螺栓出現(xiàn)銹蝕，甚至失去部分構(gòu)件等現(xiàn)象。通過分析得知：含氯的水和空氣侵蝕底板下側(cè)的螺桿，發(fā)生了縫隙腐蝕?？p隙腐蝕是電化學(xué)腐蝕的一種，比通常鐵生銹發(fā)生的電化學(xué)腐蝕程度更加迅速、嚴(yán)重?？p隙腐蝕通常發(fā)生在金屬表面與墊片、墊圈、襯板、表面沉積物等接觸的部位，以及搭接縫、金屬重疊處等部位，發(fā)生縫隙腐蝕的縫隙既能讓腐蝕介質(zhì)進(jìn)入，同時(shí)又窄到能維持介質(zhì)溶液靜滯。由于縫隙內(nèi)部缺氧，氧的還原反應(yīng)主要在縫隙外部的金屬表面上進(jìn)行，縫隙內(nèi)部金屬溶解產(chǎn)生了過多的正離子（M+）。為了維持電平衡，Cl-等有害離子從外部遷入縫隙內(nèi)，結(jié)果使縫隙內(nèi)的金屬氯化物濃度增加，金屬氯化物水解產(chǎn)生游離酸，從而加速了金屬的溶解速率，形成一個(gè)自催化過程。

與護(hù)欄其他部位構(gòu)件相比，地腳螺栓所處位置是腐蝕介質(zhì)易聚集的部位，但其自身的達(dá)克羅涂層防護(hù)弱于護(hù)欄表面的重防腐涂層體系。因此，目前我國包括杭州灣跨海大橋、東海大橋等重點(diǎn)工程，地腳螺栓部位均出現(xiàn)不同情況的腐蝕，已經(jīng)影響到了護(hù)欄的結(jié)構(gòu)安全。

2　防腐涂裝方案

根據(jù)JT/T 722—2008《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》中對腐蝕環(huán)境的劃分，杭州灣跨海大橋處于C4～C5M級腐蝕環(huán)境，屬于腐蝕性很高的海洋大氣環(huán)境，海水中的氯離子對鋼構(gòu)件具有很強(qiáng)的腐蝕破壞作用。為保證涂裝的防腐性能和防腐壽命，采用了一種新穎的涂料與密封膠配套進(jìn)行地腳螺栓防護(hù)的新工藝［1］。按照此腐蝕環(huán)境設(shè)計(jì)的地腳螺栓的涂裝方案如表1和表2所示。對地腳螺栓縫隙采用密封膠密封方式進(jìn)行防護(hù)，如圖1所示。

表1　 螺栓、螺母及墊片防腐涂裝方案Table 1　The anticorrosive painting plan for bolts，nuts and gaskets

表2　 底板與混凝土接縫處防腐涂裝方案Table 2　The anticorrosive painting plan for the joint bewteen floor and concrete

圖1　 地腳螺栓縫隙密封示意圖Figure 1　The gap sealing diagram of anchor bolt

3　防腐涂裝質(zhì)量控制

防腐涂裝質(zhì)量主要從原材料、施工、環(huán)境等多方面進(jìn)行控制。

3.1原材料質(zhì)量控制

螺栓除銹施工采用手工機(jī)械打磨，達(dá)到St 3級。各種原材料的性能指標(biāo)分別如表3～6所示。

3.2 涂裝工藝關(guān)鍵因素的控制

（1） 表面處理：噴涂松動液，擰下螺母，將護(hù)欄頂起，對螺栓桿根部和周圍混凝土進(jìn)行徹底打磨。

（2） 打磨完成后，在螺栓根部刷涂防銹底漆和中間漆，在底板四周刷涂封閉底漆。為了封堵住螺栓與底座之間的縫隙，在上螺母之前，往螺栓根部澆灌密封膠。

（3） 放上墊片，擰緊螺母，對螺母外表面和底座四周進(jìn)行封膠，確保優(yōu)異的密封效果。

（4） 密封膠經(jīng)過硫化變硬后才能刷涂氟碳面漆，并使面漆保持與護(hù)欄一致的顏色。

表3　 881-X環(huán)氧富鋅底漆性能指標(biāo)Table 3　The performance index of 881-X epoxy zinc rich primer

表4　 881-Z01環(huán)氧云鐵中間漆性能指標(biāo)Table 4　The performance index of 881-Z01 epoxy MIO intermediate paint

表5　 881-Y11四氟型氟碳面漆性能指標(biāo)Table 5　The performance index of 881-Y11 PTFEfluorocarbon topcoat

表6　 硫化型密封膠材料性能指標(biāo)Table 6　The performance index of sulfuretted sealant materials

4　涂裝質(zhì)量檢查

在刷涂時(shí)，應(yīng)對漆膜的外觀質(zhì)量加以控制，使漆膜顏色均勻，不產(chǎn)生流掛、龜裂等缺陷，一旦出現(xiàn)類似缺陷，應(yīng)立即修補(bǔ)。涂裝作業(yè)的膜厚最終以干膜厚度為準(zhǔn)，施工人員可使用濕膜卡連續(xù)自測濕膜厚度，以獲得要求的干膜厚度。干膜厚度和濕膜厚度的對應(yīng)關(guān)系可由下式進(jìn)行估算：

干膜厚度= 濕膜厚度×涂料固體含量百分?jǐn)?shù)

待涂料完全固化后，立即測定漆膜的厚度和附著力。采用經(jīng)校驗(yàn)準(zhǔn)確的磁性測厚儀測定干膜厚度，可直接進(jìn)行讀數(shù)，便于數(shù)據(jù)的大量采集；采用劃格法測定附著力。一旦出現(xiàn)不合格的施工部位，應(yīng)對漆膜表面進(jìn)行拉毛處理后重涂，以保證涂裝質(zhì)量。

5　結(jié)語

（1） 杭州灣跨海大橋鋼護(hù)欄地腳螺栓的腐蝕，主要是由于惡劣環(huán)境致使外部保護(hù)罩劣化，罩內(nèi)黃油缺失，水、氯離子等腐蝕性介質(zhì)繼而滲透到螺桿根部造成螺栓腐蝕；

（2） 根據(jù)杭州灣跨海大橋的應(yīng)用環(huán)境和防腐涂裝要求，制定了防腐底漆、硫化型密封膠、耐候面漆的配套防腐設(shè)計(jì)方案，并優(yōu)選涂裝材料，從設(shè)計(jì)上確保了防腐體系的可靠性；

（3） 制定了嚴(yán)格的涂裝工藝流程，并嚴(yán)格按照要求進(jìn)行質(zhì)量控制和驗(yàn)收，確保了防腐涂裝質(zhì)量；

（4） 工程實(shí)踐表明：該防護(hù)密封措施能夠抵擋惡劣的環(huán)境，長效持久地保證螺栓根部處在一個(gè)相對密閉的環(huán)境中，兼顧了涂層防腐和密封防腐的優(yōu)點(diǎn)，工程應(yīng)用效果可靠；

（5） 杭州灣跨海大橋鋼護(hù)欄地腳螺栓防腐涂裝技術(shù)的成功應(yīng)用，為沿海地區(qū)類似橋梁護(hù)欄地腳螺栓的防腐涂裝維修積累了可靠的經(jīng)驗(yàn)。

宣偉推出美式古典封閉式水性涂裝體系

日前，全球知名涂料制造商宣偉（Sherwin-Williams）與高端美式家具生產(chǎn)商——上海偉佳家具有限公司聯(lián)手推出美式古典封閉式水性涂裝體系。該涂裝體系出色的特性與強(qiáng)大的功能不僅滿足了美式家具涂裝工藝個(gè)性化的需求，且為諸多高端美式家具用戶提供了精致環(huán)保的生活方式。

宣偉與偉佳家具于2016年春節(jié)開始了合作，在短時(shí)間內(nèi)幫助客戶順利地實(shí)現(xiàn)溶劑型涂料轉(zhuǎn)水性涂料的過程。此次推出的美式古典封閉式水性涂裝體系是其為偉佳家具量身定制的。在該涂裝體系中，水性清底漆具備高透明度和極好的潤濕性，可以很好地彰顯高端美式家具特有的木材天然紋理；透明面漆具有優(yōu)異的流平性和抗劃傷性，作雙組分使用時(shí)可有效提升漆膜硬度；其中，著色均勻的水性格麗斯基料具有極好的顏色操作性，而且易擦涂，易收凈。作為適應(yīng)高端美式家具行業(yè)發(fā)展需求的全水性涂裝體系，為家具企業(yè)提供了完美的水性涂料解決方案。

環(huán)保新政加速家具行業(yè)的整體產(chǎn)業(yè)升級，低污染、無污染的綠色環(huán)保涂裝是大勢所趨。宣偉涂料作為最早加入水性涂料平臺（中國）的會員之一，一直致力于涂料的創(chuàng)新與環(huán)保，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的水性涂料產(chǎn)品和卓越的服務(wù)。從1866年誕生至今，150年來，宣偉始終重視企業(yè)公民的社會責(zé)任，并將可持續(xù)發(fā)展的理念融入到企業(yè)核心技術(shù)中，不斷推動水性涂料產(chǎn)品的發(fā)展。宣偉愿意與更多的家具企業(yè)合作，共同促進(jìn)水性涂料產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用，引領(lǐng)傳統(tǒng)美式家具行業(yè)水性涂料涂裝新時(shí)代。

The Anticorrosive Painting Quality Contr ol of Steel Guardrail Anchor Bolt of Hangzhou Bay Bridge

Wu Bin1，Zou Ming2，Yang Zhenbo2，Shi Hua2，Zhang Liang2
（1.AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials Beijing，Beijing，100095，China；2.BIAM New Materials Technology Engineering Co. Ltd.，Beijing，100095，China）

The corrosion environment of steel guardrail anchor bolt of Hangzhou Bay Bridge was analyzed. And the relevant anticorrosion painting plan was proposed. Combined with the requirements of anticorrosion painting，the quality control keys of anticorrosive painting for steel guardrail anchor bolt were discussed.

Hangzhou Bay Bridge；anchor bolt；anticorrosion painting；quality control

TQ 639

A

1009-1696（2016）04-0045-04

2016-02-22

吳斌（1958—），男，大學(xué)本科，一級建造師，工程師，主要從事防腐涂裝工程施工管理工作。