杭州灣跨海大橋護欄防腐維修涂裝技術

吳 斌，白樺棟，楊振波，師 華，張 亮

（1.北京航空材料研究院，北京 100095；2.中航百慕新材料技術工程股份有限公司，北京 100095）

涂裝技術

杭州灣跨海大橋護欄防腐維修涂裝技術

吳 斌1，白樺棟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工程股份有限公司，北京 100095）

提出了杭州灣跨海大橋護欄的防腐維修涂裝方案，介紹了防腐涂層體系的性能特點、施工工藝以及質量控制，為沿海地區(qū)橋梁護欄的維修涂裝積累了可靠的經(jīng)驗。

杭州灣跨海大橋；護欄；防腐維修涂裝

0 引言

杭州灣跨海大橋護欄整體設計為7種顏色，從南到北依次為：赤、橙、黃、綠、青、藍、紫，遠遠望去就像一條七彩長虹橫臥在杭州灣的洶涌波濤上，十分壯美，因此也有媒體稱之為“長虹臥波”［1］。

由于杭州灣地處我國東部沿海地區(qū)，屬于海洋性氣候，空氣濕度大、氯離子含量高，大橋處于嚴酷的海洋大氣腐蝕條件下，各部件特別是鋼護欄腐蝕速度較快。在長期使用過程中，護欄防腐蝕面漆涂層出現(xiàn)了不同程度的粉化、剝落；局部出現(xiàn)少量氣泡及銹點。如果不及時采取有效的措施對鋼護欄進行防腐維護，將影響大橋護欄的防撞能力及使用壽命，對大橋的行車安全構成潛在威脅。

1 杭州灣跨海大橋防腐維修涂裝的基本原則

（1） 耐久性：杭州灣跨海大橋原有護欄在近年的使用過程中，因為光老化、外力或極端天氣等因素影響，導致涂層部分破損而降低了整體護欄的防護壽命，已經(jīng)影響到護欄的結構安全，所以必須對橋梁護欄的防護涂層進行定期養(yǎng)護和維修，以滿足對護欄結構的耐久性要求。根據(jù)標準要求，杭州灣跨海大橋護欄維修防腐涂層的使用壽命為20 a。

（2） 經(jīng)濟性：涂裝方案應該在保證防腐性能的前提下，盡可能降低造價，以達到投資利用效率的最大化。

（3） 安全性：在防腐維修涂裝的過程中，要制定詳細的安全實施細則，確保不影響交通的情況下安全施工。

（4） 裝飾性：作為杭州灣地區(qū)的壯美景觀，涂層必須具有優(yōu)異的裝飾性能，在給定防護期內失光變色較小，保證涂裝后的護欄能夠長期保持艷麗的色彩。

除上述主要原則外，為了保證涂裝質量，維修涂裝過程中的工藝控制、質量控制也非常重要。

2 防腐維修涂裝技術方案

2.1 設計依據(jù)和主要技術標準

根據(jù)2008年實施的交通行業(yè)標準JT/T 722—2008《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》中對腐蝕環(huán)境的劃分，杭州灣跨海大橋所處大氣環(huán)境為標準中的C4～C5-M級［2］，屬于腐蝕性很高的海洋大氣環(huán)境，海水及海洋大氣環(huán)境中的氯離子對鋼構件具有很強的腐蝕破壞作用。

2.2 涂裝體系

防腐涂層體系的設計需要考慮橋梁所處地理位置的腐蝕環(huán)境、所期望的涂層使用年限以及防腐涂裝實踐等方面問題。杭州灣跨海大橋建設期早于2008年，當時JT/T 722—2008尚未正式頒布，原有護欄結構防腐涂層體系的防護等級較低，其設計材料與設計厚度在C3等級［2］大氣腐蝕環(huán)境下有良好的防護效果，但不能滿足C4～C5-M級的高腐蝕海洋大氣環(huán)境的基本要求。

因此，新設計的維修涂層體系將參考JT/T 722—2008，設計使用年限為20 a，該涂層體系在滿足防腐需求的同時，還應具有優(yōu)異的保光保色性，符合大橋景觀的要求，具體如表1所示。

表1 杭州灣跨海大橋護欄防腐維修涂裝技術方案Table 1 The anticorrosive maintenance coating technology scheme for the guardrail of Hangzhou Bay Bridge

2.3 涂裝技術方案特點

底漆涂層采用881-X環(huán)氧富鋅底漆，具有極好的陰極保護功能，同時環(huán)氧涂料對表面處理的要求不高，表面打磨到St 3級即可，從而保證了涂層體系與護欄鋼結構基面持久的防腐性能。

中間漆涂層采用881-Z01環(huán)氧云鐵中間漆，其中含有大量的云母氧化鐵灰，在漆膜中呈層狀堆積排列，有效延長了腐蝕物的滲透路徑，提高涂層的抗介質滲透性能，具有良好的耐水性、耐酸堿性、耐磨損性，進一步延長防腐年限。

面漆層采用881-Y11四氟型氟碳面漆，它具有優(yōu)異的超耐候性、耐濕熱性、耐鹽霧性、耐酸雨性等，同時漆膜堅韌，具有良好的耐沖擊性和耐磨性，能有效保護整個涂層體系避免早期失效［3］；面漆中色漿采用的是美國Chromaflo Technologies公司的產(chǎn)品，具有色彩好、耐久性優(yōu)、保色性好的特點，確保面漆在長期使用過程中的色彩保真性。

最后，表面罩一層881-Y11四氟型氟碳清漆，其包含一定量的紫外線吸收劑，能高效地吸收部分紫外光，從而屏蔽紫外線對漆膜的傷害，為色彩的長期保持增加了一層防護鎧甲，面漆的使用壽命也得到進一步提升。

整個涂層體系具有非常優(yōu)異的耐腐蝕性和耐久性，保證了杭州灣跨海大橋護欄結構的長期防腐蝕效果。

3 防腐維修涂裝工藝

3.1 涂裝前處理

3.1.1 表面狀態(tài)檢查

涂裝施工前，應對護欄結構表面狀況進行仔細檢查，并進行記錄。

3.1.2 表面凈化處理

在進行手工打磨除銹前，首先對護欄表面進行打磨凈化處理，清除護欄表面浮銹、漆皮及附著污染物；杭州灣跨海大橋因車流量大，車輛行駛過程中，經(jīng)常有油污隨風飄落在護欄表面，對涂裝造成不利影響，所以在涂裝前須采用專用清潔劑對油污進行徹底清洗，以提高涂層與護欄基層的附著力。

3.1.3 手工機械打磨

用角磨機對護欄表面進行打磨，至少達到St 3級，使原有銹蝕部位露出金屬光澤［4］。

3.2 護欄涂裝工藝

3.2.1 涂裝方法的選擇

涂裝方法主要有刷涂、輥涂及噴涂3種。本項目為了涂層的美觀，主要使用噴涂施工；對于局部修補和形狀復雜的邊角等處，采用刷涂法預涂；對于部分高空作業(yè)施工難度和風險較大的區(qū)域，以輥涂為主。

3.2.2 涂裝環(huán)境條件要求

涂裝環(huán)境溫度為5～38℃，空氣相對濕度為85%以下，護欄表面應干燥清潔，基層表面溫度應高于露點溫度3℃以上。在雨、霧、雪、大風和灰塵較多的條件下，禁止施工。

3.2.3 施工方法

（1） 涂裝881-X環(huán)氧富鋅底漆：在檢驗合格后的護欄表面，施涂2道環(huán)氧富鋅底漆，厚度≥100 μm，對焊逢、邊角、死角等不易涂裝部位或難以保證厚度的部位采用刷涂進行預涂裝。涂裝應均勻，不得漏涂。881-X環(huán)氧富鋅底漆應完全實干，漆膜平整光滑（如果有少量流掛，應打磨平整）。待漆膜干燥后（約24 h）可進行下道工序。

（2） 涂裝881-Z01環(huán)氧云鐵中間漆：中間漆必須在底漆噴涂后的7 d內噴涂施工，第1道中間漆施涂完畢后72 h內必須噴涂下一道涂層。超過72 h，需進行拉毛處理。中間漆應完全實干，漆膜平整光滑（如果有少量流掛，應打磨平整）。中間漆厚度≥100 μm。

（3） 涂裝881-Y11四氟型氟碳面漆：面漆噴涂應在中間漆實干后48 h內進行，如果時間間隔超過48 h，中間漆表面用細砂紙打磨成微毛面。首先涂裝四氟型氟碳色漆，色漆厚度≥40 μm，色漆完全干燥后（約24 h）可進行881-Y11清漆的涂裝，清漆厚度≥30 μm。

（4） 施涂后的涂層平均干膜總厚度應≥270 μm。

（5） 所有的涂料應該嚴格按照產(chǎn)品說明書要求的配比進行配制，采用機械攪拌器進行攪拌，并在適用期內用完。

3.3 重點工序

表面處理是防腐涂裝施工的第一道工序，對涂層防腐壽命的影響程度極大，對于護欄結構表面的清理打磨是本項涂裝工程的重點。施工前應在預先設定的施工區(qū)域內設立護欄表面基準面和正確清理打磨后的基準面，并與技術管理人員、施工人員等進行確認。施工過程中處理完畢的護欄表面需經(jīng)監(jiān)理工程師檢驗合格，方可進行下一道工序。

4 施工過程中的重點和難點

（1） 對不需要涂裝部位的防護：由于是維修施工，護欄上的擋風板、燈桿、指示牌、消防滅火箱、混凝土護欄基座和道路等均不能受施工污染。

施工區(qū)域的道路、混凝土護欄底座采用土工布覆蓋，保證現(xiàn)場非施工區(qū)域不被污染；對于電線桿、滅火器、設備箱、保護條、風屏障、護欄上部擋風板等，采用土工布完全包裹，配合局部膠布覆蓋的方式來進行保護；對于護欄上的標識、中央護欄中部的塑料板等，采用膠布遮蓋的方法來保護。

（2） 施工過程中的安全保障：大橋每天的車輛通行量平均在3萬多輛，限定車速為80～110 km/h，尤其是大型貨運車輛在經(jīng)過時風力較大，偶爾會有貨物撒落，對護欄涂裝施工人員的安全造成很大威脅。為此，提前制定安全示警計劃，雇用專業(yè)的安全封路示警隊伍，每300 m設置一名專職安全員。涂裝時在不影響道路暢通的前提下，盡可能拓寬封閉區(qū)域，在施工區(qū)域限定車速，最大限度地提高安全保障。

（3） 噴涂過程中漆霧的飛散控制：施工過程中，橋上風力較大，在噴漆時會出現(xiàn)漆霧隨風飄散的現(xiàn)象，既影響噴涂質量，同時飄落的漆霧容易污染過往車輛，對行車造成影響，也會引起糾紛。為了防止出現(xiàn)上述情況，在護欄涂裝施工中，設計噴漆專用的移動工作站，既能遮風，也能防止漆霧飄散。

5 結語

（1） 根據(jù)杭州灣跨海大橋護欄的使用環(huán)境和防腐維修涂裝要求，制定合適的技術方案，優(yōu)選涂裝材料，施工中嚴格按照要求進行質量控制和驗收。

（2） 經(jīng)過防腐維修涂裝后的杭州灣跨海大橋護欄，結構安全性得到進一步提升，確保了護欄20 a設計壽命的可靠性，保證了橋梁的安全運營。

（3） 維修涂裝后的杭州灣跨海大橋護欄，色彩艷麗，改變了之前涂層部分破損或者失光的情況，提高了橋梁的觀賞性。

（4） 杭州灣跨海大橋防腐維修涂裝技術的成功應用，為沿海地區(qū)類似橋梁護欄的防腐維修涂裝積累了可靠的經(jīng)驗。

1 王金權，李娜，胡斌.杭州灣跨海大橋中長期規(guī)劃研究［A］. 2013年全國公路養(yǎng)護技術學術年會論文集［C］.福建廈門：中國公路學會，2014.

2 JT/T 722—2008 公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件［S］，2008.

3 李運德，左禹.常溫固化FEVE氟碳涂料耐候性地區(qū)差異研究［J］.電鍍與涂飾，2009，28（6）：53-55.

4 GB 8923—1988 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級［S］，1988.

The Anticorrosive Maintenance Coating Technology for the Guardrail of Hangzhou Bay Bridge

Wu Bin1，Bai Huadong2，Yang Zhenbo2，Shi Hua2，Zhang Liang2
（1.AVIC Beijing Institute of Aeronautical Materials，Beijing，100095，China；2.BIAM New Materials Technology Engineering Co.，Ltd.，Beijing，100095，China）

The anticorrosive maintenance coating scheme for the guardrail of Hangzhou Bay bridge was put forward. The performance characteristics，application process and quality control of anticorrosive coating system were introduced. The technology provided reliable guidelines for other guardrails of bridges in the coastal areas.

Hangzhou Bay Bridge；guardrail；anticorrosive maintenance coating

TQ 639

A

1009-1696（2016）05-0042-04

2016-02-22

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