钢结构特大桥涂装质量控制要点——以宜宾临港长江大桥、赤水河红军大桥、金烽乌江大桥为例
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2025年02月08日 10:29:17
来自于桥梁工程
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来源:桥梁视界


外界环境水、氧、氯离子、酸雨和微生物等因素作用下,钢材会发生腐蚀并产生损坏,从而降低整体钢结构使用寿命,破坏桥梁安全耐久和装饰美观性能。近年来主体为钢结构的特大型桥梁日益增多,项目采用钢材体量巨大,完工后对涂层防腐年限期望值日益增长。


本文通过宜宾临港长江大桥、赤水河红军大桥、金烽乌江大桥三个特大桥涂装工程,在涂料材料控制、表面处理、工艺控制与施工组织、技术管理与指导方面归纳汇总了特大桥涂装质量的控制要点。

宜宾临港长江大桥

宜宾临港长江大桥全长1742米,主跨522米。是国内首座高铁与公路平层布置斜拉桥、世界最大宽度公铁两用斜拉桥、世界最大跨度公铁两用钢箱梁斜拉桥。大桥涂装钢构量5.3万吨,涂装完工时间2022年。

   

赤水河红军大桥

赤水河红军大桥大桥全长2009米,主桥为325m+1200m+205m双塔单跨钢桁梁悬索桥,主塔高243.5米,是世界上山区同类型钢桁梁悬索桥梁中第一高塔、第二大跨峡谷大桥。大桥涂装钢构量2万吨,涂装完工时间2019年。

   

金烽乌江大桥

金烽乌江大桥全长1473.5m,主桥为主跨650m简支钢桁梁悬索桥。大桥涂装钢构量1.5万吨,涂装工程完工时间2021年。

   

材料控制

宜宾临港长江公铁大桥钢箱梁外表面涂层体系由底漆、中间漆、面漆三层,内表面由底漆、中间漆两层组成。赤水河红军大桥和金烽乌江大桥钢桁梁涂层体系由底漆、中间漆、面漆三层组成,各层涂料匹配相容共同组成整体重防腐体系,每层材料品质是涂层体系质量基础,优异的材料品质性能尤为重要。


特大桥涂层材料选择时应遵循性能优良、环境适应、工艺成熟、绿色环保、成本合理的原则,在符合材料技术性能、环保标准、桥梁行业涂装标准、设计技术要求基础上,将特大桥的防腐涂装长期耐久性作为重点考虑,从全寿命周期成本控制分析角度,择优选取底漆耐盐雾性能、面漆耐侯性能、中间漆附着力施工性能好的涂层体系及品类,从源头保证整个涂层整体防护性能。


宜宾临港大桥为公路与高铁同层布置,钢梁整体结构宽度大,主桥标准梁宽为63.9米。涂层底漆在此结构应用中需具备极佳的漆膜柔韧性,此外大桥整体钢结构用量达5万吨以上、公铁两用后期涂层维养难大的特点也应结合考虑。华瑞防腐从工程实际需求出发,涂装开展前对各方材料历经多轮技术讨论及深入对比,最终采用锌粉含量85%以上、原料为II类低铅锌粉、系统配套延伸率测试、不同温度单道涂层和系统配套柔韧性动态力学分析测试、不同膜厚下T-bar耐冷热冲击测试均表现优异的佐敦Barrier 85环氧富锌。此档锌粉底漆在高膜厚涂层使用时柔韧性表现依旧突出,极大降低此结构下叠加施工因素膜厚过高时带来的柔韧性风险,满足了项目涂层体系柔韧性和防腐高性能两者兼顾的高品质要求。


大型桥梁做为各地城市景观和路网沿线的地标构筑物,要成为靓丽的城市风景线,涂层在发挥防腐功能同时,面漆的景观装饰效果要求也越来越高,长期服役过程面漆的变色级别、失光比率都有更加严格的材料耐久要求。金烽乌江大桥立于乌江之上两山之巅,为使这座大桥与自然环境更好融合,项目特别选取宝石绿做为桥身外观颜色,从色彩上体现技术与生态的和谐共生。为完全满足此大桥面漆颜色及质感效果要求,保证长久如新的外观要求,华瑞在此项目优选采用佐敦F15 HS面漆,此款面漆光泽度为半光产品,符合户外地标建筑审美趋势,避免了大面积高光造成的炫光视觉问题;产品优异的流平性,保证施工人员喷涂、滚涂、刷涂不同操作方法下整体外观涂层都有良好的成膜表现;通过长达5000h耐老化测试性能,充分保证了大桥完工后面漆色彩光泽的长久保持;显著降低的VOC含量,也完全符合此桥梁项目与周边环境融合共生的绿色环保理念。

基材表面处理

钢构基材表面处理是涂层体系附着力主要影响因素之一,表面处理没做好,涂层体系强度及防腐年限很难达到预定要求,据统计60%以上涂层早期失效与钢构基材表面处理有关。


基材表面处理前要对钢材结构缺陷进行处理,所有锐边、焊渣飞溅、钢板起皮、凹坑、咬口、气割边均需去除、打磨或修补,否则缺陷会影响油漆附着,导致油漆不能发挥其最佳防腐性能,及过早的锈蚀出现。基材表面处理前的要对钢材表面清理,可根据SSPC-SP1规范来清除表面的油、水、脂、盐、切削液、防冻剂、探伤液等化学试剂,构件表面是否存在油、脂污染的检测可按标准ISO8502-7执行。


表面喷砂需合理选择配备喷砂磨料,选取磨料的主要原则是采用干燥、无油污、清洁无杂物,不对涂料性能有影响的磨料,大小要能够产生涂料系统规定要求的粗糙度。喷砂过程需注意防止油或水对喷砂后钢材表面造成二次污染,喷砂用空压机必须安装油水分离器,以防止压缩空气混入油、水而对被喷砂表面造成污染。表面喷砂施工需要在干燥气候条件下进行,喷砂表面干燥并化学洁净,底材温度大于空气露点温度 3℃ 或以上,相对湿度小于 85%。这三个特大桥涂层底漆均为环氧富锌底漆,钢材表面要求喷砂清理到ISO 8501-1 Sa2.5级,喷砂表面不放大观察时,表面应无油脂和污垢,并且没有氧化皮、铁锈、油漆涂层和异物,任何残留痕迹仅是点状或条纹状的轻微色斑;粗糙度达到Rz35-75μm之间。喷砂完成准备涂漆表面要求达到清洁、干燥,无油脂,保持粗糙度和清洁度直到第一度漆喷涂;所有灰尘被彻底清理,表面灰尘清洁达到ISO 8502-3的2级或以上。

工艺控制与施工组织

特大桥涂装面积及部位种类多、工程进度紧、在施人员多、安全文明施工管理难度大、物资供应数量多,需要施工前对人员设备、涂料供应、涂装工序安排、人员技术指导、工艺措施安排、操作场地环境等进行统一安排计划,形成针对性强的专项施工方案及工艺控制措施来指导涂装作业。涂装工艺控制重点在于严格的过程控制,要提高施工人员的技术水平和自检意识,让影响涂层质量的“人、机、料、法、环”因素始终处于受控状态,致力于过程中及时发现缺陷问题,及时采取纠正措施处理。项目预期可能出现的涂层缺陷及处理方法需要在工艺控制措施中阐述清晰,并分析产生原因和处理方法加以指导。实际施工过程发生的涂层缺陷的类型、原因和处理结果等情况需要过程中记录在案。


涂装工程开工前首支件涂装非常重要,须按工艺流程步骤认真完成,并记录在案做为后续开大面积施工的指导。赤水河红军大桥涂装工程开始前进行了钢桁架典型单元的首支件涂装,通过首支件制作程序,让项目施工工艺措施得到了有效评估,施工方案可行性得到验证;实施过程中各相关单位也提出了明确的技术建议和质量目标;首支件完成后的涂层体系测试也验证了项目所用材料技术性能符合项目技术图纸要求。

   

涂装前及施工过程中要注意施工底材温度高于露点温度3℃以上方可施工,以免底材的凝露影响涂料附着力。相对湿度低于85%时,钢材表面一般也不会产生水汽凝露,因此在低于85%时施工,涂装质量可以得到保证。预涂装完毕后进行整体喷涂施工,两个工序涂装间隔需要掌握好,可在预涂后很短时间内进行喷涂,也可以在预涂油漆固化达到一定程度后再喷涂,注意不能在油漆半干状态下进行喷涂,否则会产生涂层缺陷。一道漆涂装完毕后,进行下道漆涂装之前,一定要确认是否已达到规定的涂装间隔时间, 否则不能进行涂装。


施工各道油漆时,要注意漆膜均匀,并达到规定漆膜厚度,以保证涂装质量及保证年限。施工人员均应配备测厚仪随时进行膜厚自查,没有达到厚度部位应及时补涂至规定厚度。在膜厚达到项目规定厚度要求时,涂层也不宜过厚,否则可能产生开裂和起皮等现象。如宜宾临港长江大桥钢箱梁外表面膜厚控制遵守两个90%规定,即90%的测量点干膜厚度达到规定的干膜厚度,剩余10%的测量点干膜厚度达到规定干膜厚度的90%以上,没有达到干膜厚度部位应及时补涂油漆至规定干膜厚度;而钢箱梁内表面膜厚按85-15控制,即允许15%测量点厚度可低于规定值,但不得低于规定值85%。

   

技术管理与指导

涂装质量问题产生有设备、施工、涂料本身质量等多方原因,但主要问题根源还应考虑人员因素,人员因素在涂装质量控制中起到主要作用。防腐涂料不是即装即用的最终成品,其特点是半成品供应。不同涂料厂家产品在技术性能、喷涂参数、产品混合比例、干燥固化时间、熟化混合使用寿命、施工性能等方面均不相同,施工性能在不同季节、温湿度环境产别下也有很大差异,因此保证涂装人员对上述内容的正确理解及认知,对控制涂层整体质量、减少返工与涂装损耗、保证工程进度有决定性作用。同时对涂料供应商来讲,施工质量的失败,产品应用不当造成的缺陷与投诉也直接有损品牌声誉和后续用户信心。因此大型桥梁涂装工程需涂料厂家及时配置专业技术服务人员,快速到达并服务于桥梁加工厂或桥位现场,这是保证涂料半成品合理正确使用,一桶桶液体转化成涂层干膜,最大程度发挥产品价值的前提条件。大型桥梁全部为室外环境,应用场景涉及江河湖海,环境类别从C3到严苛的C5/CX腐蚀环境,涂层部位从大气环境到土壤浸没、淡海水浸没、干湿交替等均有不同,涂装道数多膜厚高,涂层设计要求年限长(公路钢桥涂层设计寿命去年更新为长效30年要求),因此较一般工业防腐涂装作业,桥梁行业防腐技术人员的专业性要求更高,桥梁技术服务一般需要派驻有多年服务经验、具备NACE或FROSIO证书资质的资深技术人员完成。

     
     
     
     

在赤水河红军大桥涂装准备阶段,佐敦专业技术服务与华瑞技术质量人员紧密合作,结合大桥钢桁梁涂层技术要求特点,组织专门工艺方案讨论,针对涂装施工质量控制措施充分交流,共同编制了赤水河大桥涂装施工工艺,完成多轮施工人员和涂装质检人员技术培训与技术交底工作。涂装实施阶段针对车间涂装预处理、构件工厂制造、现场施工及安装过程不同环节涂层要求,项目技术服务人员均进行了专业的施工技术指导;现场巡检驻场中对油漆种类、产品批号、各组分混合比例、搅拌混和时间、施工环境进行检查和记录;及时发现分析涂装过程漆膜缺陷产生的原因,制定监督改正措施实施;与华瑞物资一起进行底中面漆的损耗定额管理,减少避免不必要的材料浪费。涂装完工后积极参与涂层的质量检查,对不合格涂层提出修补建议,对于部分因特殊原因未及时完工的涂装工作,协助列出响应尾工清单。


通过严格控制上述特大桥涂装质量要点,三个大桥项目防腐涂装完工验收及涂层测试指标均满足设计和规范要求,涂层达到了预期的防腐和装饰效果,也为三个大桥安全使用、后续维管保养创造了有利条件。


供稿单位 /  四川省华瑞防腐工程有限责任公司 

佐敦涂料(张家港)有限公司


美编 / 赵雯

审校 / 李天颖 裴小吟 廖玲

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