自锚式悬索桥混凝土主塔防腐涂装技术

李 颖，周克忠，潘 松

（镇江蓝舶科技股份有限公司，江苏 镇江212016）

0 前言

自锚式结构的悬索桥是一种以加劲梁梁端锚固主缆，承受主缆端部竖向和水平分力的悬索桥体系，不设重力式地锚。作为自锚式悬索桥主要受压力构件，混凝土主塔结构自身的安全性、美观性要求也日益提高。为该结构悬索桥选择适合的防腐涂层体，系能延缓主塔混凝土结构的腐蚀速度并具良好的装饰性能。

1 自锚式悬索桥的特点

自锚式悬索桥具有传统悬索桥的主要审美特质，桥型恢弘壮观；张力十足的曲线主缆、雄伟壮观富有吸引力的索塔构成了富有生命力的画面，受到人们青睐[1]。该结构悬索桥不需要修建地锚，而将主缆锚固到加劲梁或桥面的两端；主梁受轴力影响，跨度相较于一般地锚结构悬索桥小；根据目前的施工技术水平及现场环境状况，在浅水河流施工技术成熟；造型简洁美观；经济性能好。正是由于具备上述这些特质，该种结构悬索桥越来越多应用于城市建设，成为众多城市的标志性建筑景观之一。

2 桥梁主塔的涂装

作为该结构悬索桥主要受压力构件，混凝土主塔结构自身的安全性、美观性要求日益提高，其桥梁主塔普遍采用钢筋混凝土结构。混凝土外表面层由于长期暴露于日晒、雨淋、大气污染等的长期作用下，会引起腐蚀破坏，进而扩展到钢筋层引起腐蚀造成更严重的破坏。混凝土表面碳化后氯化物的渗透引起内部的钢筋腐蚀；钢筋腐蚀产物铁锈的体积约为原先铁体积的2.5～7.0倍，所产生的膨胀压力会造成混凝土的开裂、剥落，裂缝的产生又会招致更多腐蚀介质的进入，引发更严重的腐蚀[2]。由封闭漆、中间漆、面漆构成的涂层体系能减少氯化物的渗透及延缓混凝土的碳化，从而延缓混凝土结构的腐蚀速度，起到延长混凝土主塔寿命的作用，此种涂装方案应用多座国内桥梁的施工，为业主取得很好的经济、实效的成果。

而随着时代的发展，桥梁美学倍受重视，人们追求结构与环境的相互协调与艺术、区域文化的完美融合[3]。主塔防腐涂层面漆是通过科学的色彩设计能提供良好的装饰性能，增强建设区域的吸引力，提高城市的建设品味。

3 桥梁主塔混凝土涂层设计

由一道封闭漆、一道中间漆、一道面漆构成的混凝土主塔涂层体系。每道涂层承担不同的功能，通过涂层体系产生协同效应实现封闭、保护、装饰等功能。

混凝土涂层体系的第一道涂层是封闭漆层，封闭漆具有耐碱性，并渗入混凝土层，用以增加混凝土的外表面的强度，为后一道涂料提供牢固的基础；第二道涂层是中间漆，中间漆层是封闭漆与面漆层的连接涂层，能提供良好的屏蔽作用；面漆层具优良的耐候性，色彩可以人工选择，具有良好的装饰功能。设计混凝土外表面涂层体系时，首先判断腐蚀环境，参考涂层防腐年限根据标准来提供涂层设计方案。如内陆某该型桥梁主塔所处腐蚀环境为中腐蚀（Ⅱ），涂层防腐设计年限为20年，其主塔的大气区涂层体系可选择环氧封闭漆（≤50μm）+环氧树脂漆100μm+丙烯酸聚氨酯面漆80μm。

图1 某自锚式悬索桥主塔混凝土大气区涂层体系

4 主塔的涂装施工技术

4.1 混凝土自身要求

混凝土施工完成且养护结束后，龄期达到标准，应组织相关施工方、设计方、监理方等验收合格通过；并且混凝土表面含水率应通过检测，满足国家标准及规范要求。涂装前在实体构件上按设计涂层体系和产品使用要求进行涂装小区试验，试验面积不宜小于20m2，实验结果符合要求方可全面施工。

4.2 工作平台的搭设

主塔涂装工程为高空特种作业，现阶段的工作平台一般选用高处作业吊篮施工。应根据主塔的结构特点安装吊点后，采用高处作业吊篮，搭设施工平台，满足各工作面要求，涂装施工期间现场交叉作业多、高空施工难度大、环境保护压力大，应做好各项安全、环保防护。

4.3 混凝土表面处理

表面处理一般采用手工机械打磨的方法如手持砂轮机械，打磨必须清除混凝土表面的浮浆、尖角、碎屑、苔藓以及疏松部位。局部受油污污染表面用环氧稀释剂擦洗。清除残留在混凝土表面的铁钉头、金属焊渣等其他杂物。模板臃痕和错台采用合金钢磨片打磨尽量形成连续自然坡口，平滑过渡。钢筋头和预埋件切除后一定要进行防腐蚀处理，对钢筋头和预埋件打磨至St3级刷涂环氧富锌漆，在切除的其余混凝土表面涂装封闭漆，用聚合物水泥砂浆填补切除所形成的凹坑，固化后打磨平整。打磨处理完毕后用软毛刷刷除灰尘，处理好的混凝土基面尽快涂覆封闭漆。

4.4 涂料涂装

涂料涂装时应加强环境条件检测。一般要求为空气湿度85%以下，环境温度5～38℃。环境温度及湿度分别采用温度计、干湿度摇表等工具进行检测。遇雨、雾、雪、大风等恶劣天气时禁止施工。目前混凝土涂装用涂料一般是双组份涂料产品，按涂料产品说明书要求混合均匀，掺加稀释剂调节黏度，经过熟化后在涂料适用期内施涂完毕。

主塔大面积涂装采用辊涂。对于蜂窝、麻面、裂缝、孔洞、凹坑等难以涂装部位采用刷涂进行预涂和补涂。由于主塔一般高度较高，在良好的遮蔽条件下可采用喷涂方式涂装，但一定做好防护工作，避免漆雾污染环境。

按照工艺要求，在重涂间隔期内，在合适的涂装条件下依次进行各道涂层的施工。注意封闭漆施工时应将蜂窝、麻面、裂缝、孔洞、凹坑等处充分涂覆到。由于自锚式悬索桥主塔对于装饰要求较高，可在涂装封闭漆后满刮腻子。腻子固化后，选用砂纸多次打磨，打磨平整光滑后涂装中间漆。涂装中间漆时要求涂层均匀、色泽一致。为避免色差，面漆施工尽量在晴好的天气下从上到下进行涂装。

每一道涂层施工前应对上一道涂层进行检查，上一道涂层检查合格后才能进行下一道涂层施工。涂装过程应控制涂层湿膜表面状况，涂层湿膜有流挂、漏涂、收缩等情况时，及时对涂层进行修复处理。每道涂层之间的间隔时间不得超过7d，否则在涂装下道漆时，需对前道涂层表面进行打磨拉毛处理；流挂部位需待漆膜彻底干燥后，打磨平整再进行下道涂装或修补；对产生气泡的部位需将附着不牢的涂层彻底铲除后，经腻子修补平整再进行补涂。

4.5 涂层质量检测

面漆施涂结束完成养护后，进行最终的质量检测。主要检测指标有涂层的物理附着力、整体外观、漆膜厚度等等。外观检测应采用检测人员目视的方法检测，被检涂层应表面均匀、平整无起伏，不允许有漏涂部分、表面流挂、涂层表面色差、涂层外表面针孔及气泡等涂装缺陷。

使用涂层测厚仪等仪器进行检测漆膜厚度，是一种对涂层无损检测的方法实践施工中广泛使用，现场涂层控制采用超声波测厚仪检测涂层厚度。划定检测单元，在每个检测单元随机选取九个测点，测取九个点的涂层干膜厚度，取算术平均值作为最终代表涂层的平均干膜厚度，涂层厚度应符合相应标准。

图2 某自锚式悬索桥下塔柱混凝土涂装外观

图3 某自锚式悬索桥混凝土涂装外观

附着力检测：采用拉脱式涂层粘接强度测定仪测定涂层附着力，涂层附着力应≥1.5MPa[4]。

5 结语

随着我国城市化的发展，自锚式悬索桥作为城市标志性建筑之一，是一种很好的选择。对该种结构桥梁的主塔进行防腐涂装，根据腐蚀环境，选择适配的涂层体系设计、色彩设计并规范施工确保施工质量，能延长大桥的使用寿命，更好地展现悬索桥优美形态，创造更美的新景观，使桥梁这一建筑成为精美的艺术品。