鋼結(jié)構(gòu)橋梁長期暴露在戶外,會(huì)受到雨水、濕度、鹽分、工業(yè)廢氣等侵蝕,防腐需結(jié)合材料防護(hù)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電化學(xué)保護(hù)、日常維護(hù)形成綜合體系,核心是阻斷鋼材與腐蝕介質(zhì)的接觸。以下是具體防腐措施分類詳解:
一、 涂層防腐(較主流、較基礎(chǔ)的防護(hù)方式)
涂層是鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐的第一道屏障,需遵循 “表面處理 + 底漆 + 中間漆 + 面漆” 多層配套體系,且表面處理質(zhì)量直接決定涂層壽命。
涂裝前表面處理(關(guān)鍵前提)
除銹等級(jí)要求:橋梁鋼結(jié)構(gòu)表面除銹需達(dá)到 Sa2.5 級(jí)(近白級(jí)) 或 St3 級(jí)(手工除銹較高級(jí))。
Sa2.5 級(jí):采用噴砂 / 拋丸除銹,鋼材表面無可見油脂、氧化皮、鐵銹,僅殘留輕微斑點(diǎn),粗糙度控制在 40-80μm,增強(qiáng)涂層附著力。
除銹后需在 4 小時(shí)內(nèi)完成底漆涂裝,避免二次返銹。
表面清潔:去除油脂、灰塵、焊渣等雜質(zhì),可采用溶劑清洗、高壓水沖洗等方式。
特殊部位涂層加強(qiáng)
焊縫、棱角、螺栓連接處:需做 “倒角處理”,并額外涂刷 1-2 道底漆,避免涂層因應(yīng)力集中開裂。
橋面鋼箱梁內(nèi)部:采用 “環(huán)氧封閉底漆 + 環(huán)氧自流平漆”,防潮、防積水腐蝕。
二、 金屬鍍層防腐(長效防護(hù),適合關(guān)鍵構(gòu)件)
通過在鋼材表面鍍覆一層比鐵更活潑的金屬,利用犧牲陽極保護(hù)原理,即使鍍層破損,仍能保護(hù)鋼材,適用于腐蝕嚴(yán)重區(qū)域或不易維護(hù)的構(gòu)件。
熱浸鍍鋅
工藝:將鋼構(gòu)件浸入熔融鋅液(約 450℃),形成鋅 - 鐵合金層 + 純鋅層,鍍層厚度≥85μm。
特點(diǎn):防腐壽命長(20-30 年),附著力強(qiáng),適合橋梁的欄桿、連接件、小型構(gòu)件。
注意:大型鋼箱梁整體鍍鋅難度大,多采用 “構(gòu)件鍍鋅 + 現(xiàn)場(chǎng)拼接補(bǔ)漆”。
熱噴鋁 / 鋅鋁復(fù)合鍍層
工藝:采用電弧噴涂或火焰噴涂,將鋁絲 / 鋅鋁合金絲熔融后噴涂在鋼材表面,鍍層厚度≥100μm。
特點(diǎn):鋁鍍層耐鹽霧、耐海洋大氣腐蝕能力極強(qiáng),鋅鋁復(fù)合層(鋅 55%+ 鋁 43.5%)防腐效果是純鋅層的 3-5 倍,適合跨海大橋的鋼塔、主纜錨碇等核心構(gòu)件。
配套:噴涂后需封閉處理(涂環(huán)氧封閉漆),防止鍍層孔隙腐蝕。
三、 電化學(xué)防腐(主動(dòng)防護(hù),適合高腐蝕環(huán)境)
通過電化學(xué)原理抑制鋼材腐蝕,常與涂層防腐結(jié)合使用,形成 “涂層 + 電化學(xué)” 雙重防護(hù),適合跨海、沿海、鹽堿地等強(qiáng)腐蝕環(huán)境的橋梁。
犧牲陽極陰極保護(hù)法
原理:在鋼結(jié)構(gòu)上連接比鐵活潑的金屬陽極(鋅合金、鎂合金、鋁合金),陽極優(yōu)先腐蝕,釋放電子保護(hù)鋼材成為陰極。
適用:鋼箱梁內(nèi)部、橋墩鋼套箱、水下鋼構(gòu)件等隱蔽部位,無需外接電源,維護(hù)簡(jiǎn)單。
要求:陽極需定期檢查更換,保證與鋼材的有效連接。
外加電流陰極保護(hù)法
原理:通過外接直流電源,將鋼結(jié)構(gòu)接負(fù)極(陰極),輔助陽極接正極,通電后鋼材表面極化,抑制腐蝕反應(yīng)。
適用:大型跨海橋梁的鋼塔、主纜、水下鋼樁,防腐效果可控,壽命長。
關(guān)鍵:需配備智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng),實(shí)時(shí)調(diào)控電流密度,避免過保護(hù)導(dǎo)致涂層鼓包。
四、 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)防腐(從源頭減少腐蝕風(fēng)險(xiǎn))
通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),避免積水、積塵、縫隙腐蝕,降低防腐維護(hù)成本。
優(yōu)化構(gòu)件造型:避免尖角、凹槽、封閉腔體,設(shè)計(jì)排水坡度(≥2%),防止雨水、鹽分積聚。
減少縫隙連接:螺栓連接需采用密封膠填充縫隙,避免 “縫隙腐蝕”;焊接優(yōu)先采用連續(xù)焊,替代間斷焊。
選用耐候鋼:對(duì)于輕度腐蝕環(huán)境(內(nèi)陸干燥地區(qū)),可采用 耐候鋼(如 Q450NQR1、Q550NQR1),其表面能形成致密的氧化膜,無需涂裝或簡(jiǎn)化涂裝,降低維護(hù)成本。
五、 日常維護(hù)防腐(延長整體防腐壽命)
鋼結(jié)構(gòu)橋梁防腐 “三分靠施工,七分靠維護(hù)”,需建立定期檢測(cè)維護(hù)機(jī)制:
定期檢測(cè):每年檢測(cè)涂層完整性,每 3-5 年檢測(cè)鍍層厚度、陰極保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài);沿海橋梁縮短至每 6 個(gè)月檢測(cè)一次。
及時(shí)修補(bǔ):發(fā)現(xiàn)涂層破損、銹蝕點(diǎn),立即清理除銹(至少達(dá)到 St3 級(jí)),補(bǔ)涂配套涂層;鍍層破損處采用熱噴鋅 / 鋁修補(bǔ)。
清潔維護(hù):定期清除橋梁表面的灰塵、鹽分、工業(yè)粉塵,尤其是跨海橋梁,需定期用淡水沖洗,降低腐蝕介質(zhì)濃度。