杭州湾跨海大桥钢护栏地脚螺栓防腐涂装质量控制

吴　斌，邹　铭，杨振波，师　华，张　亮（.北京航空材料研究院，北京 00095；.中航百慕新材料技术工程股份有限公司，北京 00095）

涂装技术

杭州湾跨海大桥钢护栏地脚螺栓防腐涂装质量控制

吴斌1，邹铭2，杨振波2，师华2，张亮2
（1.北京航空材料研究院，北京 100095；2.中航百慕新材料技术工程股份有限公司，北京 100095）

分析了杭州湾跨海大桥钢护栏地脚螺栓的腐蚀环境，提出了相应的防腐涂装方案。结合防腐涂装的要求，探讨了地脚螺栓防腐涂装的质量控制要点。

杭州湾跨海大桥；地脚螺栓；防腐涂装；质量控制

0　引言

杭州湾跨海大桥北起浙江海盐县境内郑家埭，南至浙江慈溪境内的水路湾，全长36 km，其中桥梁长35.673 km，是当今世界上最长的跨海大桥之一。为了减轻桥梁自重和降低车辆碰撞防护栏产生的能量，并使防撞护栏与桥面周围景观协调，符合全桥景观的要求，桥面防撞护栏采用了金属梁柱式护栏。护栏立柱通过预埋在混凝土中的M30规格地脚螺栓固定，其中中央护栏立柱19 141根，边护栏立柱38 283根。匝道桥护栏立柱2 019根，平台护栏立柱182根，每根立柱有4个地脚螺栓，总计地脚螺栓数238 500个。

大桥地处严酷的海洋大气腐蚀环境，各部件特别是螺钉、螺栓、螺母及垫圈腐蚀速度明显高于其他构件。地脚螺栓的严重腐蚀会导致立柱强度降低，从而影响大桥护栏的防撞能力及使用寿命，存在极大的安全隐患。由于预埋地脚螺栓在大桥设计使用寿命内更换困难，更换费用高，因此大桥管理部门决定对全桥护栏地脚螺栓进行防腐修复涂装，以保持桥梁正常安全运行。

1　杭州湾跨海大桥钢护栏地脚螺栓腐蚀环境

护栏目前使用的地脚螺栓采用达克罗工艺进行防腐处理；钢护栏立柱的地脚螺栓、螺母外罩高强度PVC（聚氯乙烯）防护罩，内部灌注黄油，从而阻止空气和水分与螺栓、螺母接触，达到防腐蚀的目的。大桥开通5 a来，由于腐蚀性环境、恶劣气候等外部因素，大桥地脚螺栓出现保护罩劣化脱落、黄油液化流失，地脚螺栓出现锈蚀，甚至失去部分构件等现象。通过分析得知：含氯的水和空气侵蚀底板下侧的螺杆，发生了缝隙腐蚀。缝隙腐蚀是电化学腐蚀的一种，比通常铁生锈发生的电化学腐蚀程度更加迅速、严重。缝隙腐蚀通常发生在金属表面与垫片、垫圈、衬板、表面沉积物等接触的部位，以及搭接缝、金属重叠处等部位，发生缝隙腐蚀的缝隙既能让腐蚀介质进入，同时又窄到能维持介质溶液静滞。由于缝隙内部缺氧，氧的还原反应主要在缝隙外部的金属表面上进行，缝隙内部金属溶解产生了过多的正离子（M+）。为了维持电平衡，Cl-等有害离子从外部迁入缝隙内，结果使缝隙内的金属氯化物浓度增加，金属氯化物水解产生游离酸，从而加速了金属的溶解速率，形成一个自催化过程。

与护栏其他部位构件相比，地脚螺栓所处位置是腐蚀介质易聚集的部位，但其自身的达克罗涂层防护弱于护栏表面的重防腐涂层体系。因此，目前我国包括杭州湾跨海大桥、东海大桥等重点工程，地脚螺栓部位均出现不同情况的腐蚀，已经影响到了护栏的结构安全。

2　防腐涂装方案

根据JT/T 722—2008《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》中对腐蚀环境的划分，杭州湾跨海大桥处于C4～C5M级腐蚀环境，属于腐蚀性很高的海洋大气环境，海水中的氯离子对钢构件具有很强的腐蚀破坏作用。为保证涂装的防腐性能和防腐寿命，采用了一种新颖的涂料与密封胶配套进行地脚螺栓防护的新工艺［1］。按照此腐蚀环境设计的地脚螺栓的涂装方案如表1和表2所示。对地脚螺栓缝隙采用密封胶密封方式进行防护，如图1所示。

表1　 螺栓、螺母及垫片防腐涂装方案Table 1　The anticorrosive painting plan for bolts，nuts and gaskets

表2　 底板与混凝土接缝处防腐涂装方案Table 2　The anticorrosive painting plan for the joint bewteen floor and concrete

图1　 地脚螺栓缝隙密封示意图Figure 1　The gap sealing diagram of anchor bolt

3　防腐涂装质量控制

防腐涂装质量主要从原材料、施工、环境等多方面进行控制。

3.1原材料质量控制

螺栓除锈施工采用手工机械打磨，达到St 3级。各种原材料的性能指标分别如表3～6所示。

3.2 涂装工艺关键因素的控制

（1） 表面处理：喷涂松动液，拧下螺母，将护栏顶起，对螺栓杆根部和周围混凝土进行彻底打磨。

（2） 打磨完成后，在螺栓根部刷涂防锈底漆和中间漆，在底板四周刷涂封闭底漆。为了封堵住螺栓与底座之间的缝隙，在上螺母之前，往螺栓根部浇灌密封胶。

（3） 放上垫片，拧紧螺母，对螺母外表面和底座四周进行封胶，确保优异的密封效果。

（4） 密封胶经过硫化变硬后才能刷涂氟碳面漆，并使面漆保持与护栏一致的颜色。

表3　 881-X环氧富锌底漆性能指标Table 3　The performance index of 881-X epoxy zinc rich primer

表4　 881-Z01环氧云铁中间漆性能指标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标Table 5　The performance index of 881-Y11 PTFEfluorocarbon topcoat

表6　 硫化型密封胶材料性能指标Table 6　The performance index of sulfuretted sealant materials

4　涂装质量检查

在刷涂时，应对漆膜的外观质量加以控制，使漆膜颜色均匀，不产生流挂、龟裂等缺陷，一旦出现类似缺陷，应立即修补。涂装作业的膜厚最终以干膜厚度为准，施工人员可使用湿膜卡连续自测湿膜厚度，以获得要求的干膜厚度。干膜厚度和湿膜厚度的对应关系可由下式进行估算：

干膜厚度= 湿膜厚度×涂料固体含量百分数

待涂料完全固化后，立即测定漆膜的厚度和附着力。采用经校验准确的磁性测厚仪测定干膜厚度，可直接进行读数，便于数据的大量采集；采用划格法测定附着力。一旦出现不合格的施工部位，应对漆膜表面进行拉毛处理后重涂，以保证涂装质量。

5　结语

（1） 杭州湾跨海大桥钢护栏地脚螺栓的腐蚀，主要是由于恶劣环境致使外部保护罩劣化，罩内黄油缺失，水、氯离子等腐蚀性介质继而渗透到螺杆根部造成螺栓腐蚀；

（2） 根据杭州湾跨海大桥的应用环境和防腐涂装要求，制定了防腐底漆、硫化型密封胶、耐候面漆的配套防腐设计方案，并优选涂装材料，从设计上确保了防腐体系的可靠性；

（3） 制定了严格的涂装工艺流程，并严格按照要求进行质量控制和验收，确保了防腐涂装质量；

（4） 工程实践表明：该防护密封措施能够抵挡恶劣的环境，长效持久地保证螺栓根部处在一个相对密闭的环境中，兼顾了涂层防腐和密封防腐的优点，工程应用效果可靠；

（5） 杭州湾跨海大桥钢护栏地脚螺栓防腐涂装技术的成功应用，为沿海地区类似桥梁护栏地脚螺栓的防腐涂装维修积累了可靠的经验。

宣伟推出美式古典封闭式水性涂装体系

日前，全球知名涂料制造商宣伟（Sherwin-Williams）与高端美式家具生产商——上海伟佳家具有限公司联手推出美式古典封闭式水性涂装体系。该涂装体系出色的特性与强大的功能不仅满足了美式家具涂装工艺个性化的需求，且为诸多高端美式家具用户提供了精致环保的生活方式。

宣伟与伟佳家具于2016年春节开始了合作，在短时间内帮助客户顺利地实现溶剂型涂料转水性涂料的过程。此次推出的美式古典封闭式水性涂装体系是其为伟佳家具量身定制的。在该涂装体系中，水性清底漆具备高透明度和极好的润湿性，可以很好地彰显高端美式家具特有的木材天然纹理；透明面漆具有优异的流平性和抗划伤性，作双组分使用时可有效提升漆膜硬度；其中，着色均匀的水性格丽斯基料具有极好的颜色操作性，而且易擦涂，易收净。作为适应高端美式家具行业发展需求的全水性涂装体系，为家具企业提供了完美的水性涂料解决方案。

环保新政加速家具行业的整体产业升级，低污染、无污染的绿色环保涂装是大势所趋。宣伟涂料作为最早加入水性涂料平台（中国）的会员之一，一直致力于涂料的创新与环保，为客户提供优质的水性涂料产品和卓越的服务。从1866年诞生至今，150年来，宣伟始终重视企业公民的社会责任，并将可持续发展的理念融入到企业核心技术中，不断推动水性涂料产品的发展。宣伟愿意与更多的家具企业合作，共同促进水性涂料产品和技术的应用，引领传统美式家具行业水性涂料涂装新时代。

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

吴斌（1958—），男，大学本科，一级建造师，工程师，主要从事防腐涂装工程施工管理工作。