自錨式懸索橋混凝土主塔防腐涂裝技術(shù)

李 穎，周克忠，潘 松

（鎮(zhèn)江藍(lán)舶科技股份有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江212016）

0 前言

自錨式結(jié)構(gòu)的懸索橋是一種以加勁梁梁端錨固主纜，承受主纜端部豎向和水平分力的懸索橋體系，不設(shè)重力式地錨。作為自錨式懸索橋主要受壓力構(gòu)件，混凝土主塔結(jié)構(gòu)自身的安全性、美觀性要求也日益提高。為該結(jié)構(gòu)懸索橋選擇適合的防腐涂層體，系能延緩主塔混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕速度并具良好的裝飾性能。

1 自錨式懸索橋的特點(diǎn)

自錨式懸索橋具有傳統(tǒng)懸索橋的主要審美特質(zhì)，橋型恢弘壯觀；張力十足的曲線主纜、雄偉壯觀富有吸引力的索塔構(gòu)成了富有生命力的畫面，受到人們青睞[1]。該結(jié)構(gòu)懸索橋不需要修建地錨，而將主纜錨固到加勁梁或橋面的兩端；主梁受軸力影響，跨度相較于一般地錨結(jié)構(gòu)懸索橋?。桓鶕?jù)目前的施工技術(shù)水平及現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀況，在淺水河流施工技術(shù)成熟；造型簡(jiǎn)潔美觀；經(jīng)濟(jì)性能好。正是由于具備上述這些特質(zhì)，該種結(jié)構(gòu)懸索橋越來(lái)越多應(yīng)用于城市建設(shè)，成為眾多城市的標(biāo)志性建筑景觀之一。

2 橋梁主塔的涂裝

作為該結(jié)構(gòu)懸索橋主要受壓力構(gòu)件，混凝土主塔結(jié)構(gòu)自身的安全性、美觀性要求日益提高，其橋梁主塔普遍采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。混凝土外表面層由于長(zhǎng)期暴露于日曬、雨淋、大氣污染等的長(zhǎng)期作用下，會(huì)引起腐蝕破壞，進(jìn)而擴(kuò)展到鋼筋層引起腐蝕造成更嚴(yán)重的破壞。混凝土表面碳化后氯化物的滲透引起內(nèi)部的鋼筋腐蝕；鋼筋腐蝕產(chǎn)物鐵銹的體積約為原先鐵體積的2.5～7.0倍，所產(chǎn)生的膨脹壓力會(huì)造成混凝土的開(kāi)裂、剝落，裂縫的產(chǎn)生又會(huì)招致更多腐蝕介質(zhì)的進(jìn)入，引發(fā)更嚴(yán)重的腐蝕[2]。由封閉漆、中間漆、面漆構(gòu)成的涂層體系能減少氯化物的滲透及延緩混凝土的碳化，從而延緩混凝土結(jié)構(gòu)的腐蝕速度，起到延長(zhǎng)混凝土主塔壽命的作用，此種涂裝方案應(yīng)用多座國(guó)內(nèi)橋梁的施工，為業(yè)主取得很好的經(jīng)濟(jì)、實(shí)效的成果。

而隨著時(shí)代的發(fā)展，橋梁美學(xué)倍受重視，人們追求結(jié)構(gòu)與環(huán)境的相互協(xié)調(diào)與藝術(shù)、區(qū)域文化的完美融合[3]。主塔防腐涂層面漆是通過(guò)科學(xué)的色彩設(shè)計(jì)能提供良好的裝飾性能，增強(qiáng)建設(shè)區(qū)域的吸引力，提高城市的建設(shè)品味。

3 橋梁主塔混凝土涂層設(shè)計(jì)

由一道封閉漆、一道中間漆、一道面漆構(gòu)成的混凝土主塔涂層體系。每道涂層承擔(dān)不同的功能，通過(guò)涂層體系產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)實(shí)現(xiàn)封閉、保護(hù)、裝飾等功能。

混凝土涂層體系的第一道涂層是封閉漆層，封閉漆具有耐堿性，并滲入混凝土層，用以增加混凝土的外表面的強(qiáng)度，為后一道涂料提供牢固的基礎(chǔ)；第二道涂層是中間漆，中間漆層是封閉漆與面漆層的連接涂層，能提供良好的屏蔽作用；面漆層具優(yōu)良的耐候性，色彩可以人工選擇，具有良好的裝飾功能。設(shè)計(jì)混凝土外表面涂層體系時(shí)，首先判斷腐蝕環(huán)境，參考涂層防腐年限根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)提供涂層設(shè)計(jì)方案。如內(nèi)陸某該型橋梁主塔所處腐蝕環(huán)境為中腐蝕（Ⅱ），涂層防腐設(shè)計(jì)年限為20年，其主塔的大氣區(qū)涂層體系可選擇環(huán)氧封閉漆（≤50μm）+環(huán)氧樹(shù)脂漆100μm+丙烯酸聚氨酯面漆80μm。

圖1 某自錨式懸索橋主塔混凝土大氣區(qū)涂層體系

4 主塔的涂裝施工技術(shù)

4.1 混凝土自身要求

混凝土施工完成且養(yǎng)護(hù)結(jié)束后，齡期達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)組織相關(guān)施工方、設(shè)計(jì)方、監(jiān)理方等驗(yàn)收合格通過(guò)；并且混凝土表面含水率應(yīng)通過(guò)檢測(cè)，滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求。涂裝前在實(shí)體構(gòu)件上按設(shè)計(jì)涂層體系和產(chǎn)品使用要求進(jìn)行涂裝小區(qū)試驗(yàn)，試驗(yàn)面積不宜小于20m2，實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合要求方可全面施工。

4.2 工作平臺(tái)的搭設(shè)

主塔涂裝工程為高空特種作業(yè)，現(xiàn)階段的工作平臺(tái)一般選用高處作業(yè)吊籃施工。應(yīng)根據(jù)主塔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)安裝吊點(diǎn)后，采用高處作業(yè)吊籃，搭設(shè)施工平臺(tái)，滿足各工作面要求，涂裝施工期間現(xiàn)場(chǎng)交叉作業(yè)多、高空施工難度大、環(huán)境保護(hù)壓力大，應(yīng)做好各項(xiàng)安全、環(huán)保防護(hù)。

4.3 混凝土表面處理

表面處理一般采用手工機(jī)械打磨的方法如手持砂輪機(jī)械，打磨必須清除混凝土表面的浮漿、尖角、碎屑、苔蘚以及疏松部位。局部受油污污染表面用環(huán)氧稀釋劑擦洗。清除殘留在混凝土表面的鐵釘頭、金屬焊渣等其他雜物。模板臃痕和錯(cuò)臺(tái)采用合金鋼磨片打磨盡量形成連續(xù)自然坡口，平滑過(guò)渡。鋼筋頭和預(yù)埋件切除后一定要進(jìn)行防腐蝕處理，對(duì)鋼筋頭和預(yù)埋件打磨至St3級(jí)刷涂環(huán)氧富鋅漆，在切除的其余混凝土表面涂裝封閉漆，用聚合物水泥砂漿填補(bǔ)切除所形成的凹坑，固化后打磨平整。打磨處理完畢后用軟毛刷刷除灰塵，處理好的混凝土基面盡快涂覆封閉漆。

4.4 涂料涂裝

涂料涂裝時(shí)應(yīng)加強(qiáng)環(huán)境條件檢測(cè)。一般要求為空氣濕度85%以下，環(huán)境溫度5～38℃。環(huán)境溫度及濕度分別采用溫度計(jì)、干濕度搖表等工具進(jìn)行檢測(cè)。遇雨、霧、雪、大風(fēng)等惡劣天氣時(shí)禁止施工。目前混凝土涂裝用涂料一般是雙組份涂料產(chǎn)品，按涂料產(chǎn)品說(shuō)明書要求混合均勻，摻加稀釋劑調(diào)節(jié)黏度，經(jīng)過(guò)熟化后在涂料適用期內(nèi)施涂完畢。

主塔大面積涂裝采用輥涂。對(duì)于蜂窩、麻面、裂縫、孔洞、凹坑等難以涂裝部位采用刷涂進(jìn)行預(yù)涂和補(bǔ)涂。由于主塔一般高度較高，在良好的遮蔽條件下可采用噴涂方式涂裝，但一定做好防護(hù)工作，避免漆霧污染環(huán)境。

按照工藝要求，在重涂間隔期內(nèi)，在合適的涂裝條件下依次進(jìn)行各道涂層的施工。注意封閉漆施工時(shí)應(yīng)將蜂窩、麻面、裂縫、孔洞、凹坑等處充分涂覆到。由于自錨式懸索橋主塔對(duì)于裝飾要求較高，可在涂裝封閉漆后滿刮膩?zhàn)?。膩?zhàn)庸袒螅x用砂紙多次打磨，打磨平整光滑后涂裝中間漆。涂裝中間漆時(shí)要求涂層均勻、色澤一致。為避免色差，面漆施工盡量在晴好的天氣下從上到下進(jìn)行涂裝。

每一道涂層施工前應(yīng)對(duì)上一道涂層進(jìn)行檢查，上一道涂層檢查合格后才能進(jìn)行下一道涂層施工。涂裝過(guò)程應(yīng)控制涂層濕膜表面狀況，涂層濕膜有流掛、漏涂、收縮等情況時(shí)，及時(shí)對(duì)涂層進(jìn)行修復(fù)處理。每道涂層之間的間隔時(shí)間不得超過(guò)7d，否則在涂裝下道漆時(shí)，需對(duì)前道涂層表面進(jìn)行打磨拉毛處理；流掛部位需待漆膜徹底干燥后，打磨平整再進(jìn)行下道涂裝或修補(bǔ)；對(duì)產(chǎn)生氣泡的部位需將附著不牢的涂層徹底鏟除后，經(jīng)膩?zhàn)有扪a(bǔ)平整再進(jìn)行補(bǔ)涂。

4.5 涂層質(zhì)量檢測(cè)

面漆施涂結(jié)束完成養(yǎng)護(hù)后，進(jìn)行最終的質(zhì)量檢測(cè)。主要檢測(cè)指標(biāo)有涂層的物理附著力、整體外觀、漆膜厚度等等。外觀檢測(cè)應(yīng)采用檢測(cè)人員目視的方法檢測(cè)，被檢涂層應(yīng)表面均勻、平整無(wú)起伏，不允許有漏涂部分、表面流掛、涂層表面色差、涂層外表面針孔及氣泡等涂裝缺陷。

使用涂層測(cè)厚儀等儀器進(jìn)行檢測(cè)漆膜厚度，是一種對(duì)涂層無(wú)損檢測(cè)的方法實(shí)踐施工中廣泛使用，現(xiàn)場(chǎng)涂層控制采用超聲波測(cè)厚儀檢測(cè)涂層厚度。劃定檢測(cè)單元，在每個(gè)檢測(cè)單元隨機(jī)選取九個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)取九個(gè)點(diǎn)的涂層干膜厚度，取算術(shù)平均值作為最終代表涂層的平均干膜厚度，涂層厚度應(yīng)符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 某自錨式懸索橋下塔柱混凝土涂裝外觀

圖3 某自錨式懸索橋混凝土涂裝外觀

附著力檢測(cè)：采用拉脫式涂層粘接強(qiáng)度測(cè)定儀測(cè)定涂層附著力，涂層附著力應(yīng)≥1.5MPa[4]。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)城市化的發(fā)展，自錨式懸索橋作為城市標(biāo)志性建筑之一，是一種很好的選擇。對(duì)該種結(jié)構(gòu)橋梁的主塔進(jìn)行防腐涂裝，根據(jù)腐蝕環(huán)境，選擇適配的涂層體系設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)并規(guī)范施工確保施工質(zhì)量，能延長(zhǎng)大橋的使用壽命，更好地展現(xiàn)懸索橋優(yōu)美形態(tài)，創(chuàng)造更美的新景觀，使橋梁這一建筑成為精美的藝術(shù)品。