氧化聚合型包覆防腐蚀技术在悬索桥主缆防腐的首次应用

氧化聚合型包覆防腐蚀技术在悬索桥主缆防腐的首次应用

郭弘鹏,张志伟,卢慧忠,刘刚,罗国龙,田龙

中建三局集团有限公司  陕西 西安 710075

[摘要]西安市会展中心外围提升改善道路PPP项目建材北路悬索桥工程，为空间双索面自锚式悬索桥，主缆全长632m，主缆散索段、主缆锚箱段及索鞍等重要施工部位采用氧化聚合型包覆防腐技术，这是氧化聚合型包覆防腐蚀技术国内首次在悬索桥上使用，氧化聚合型包覆防腐蚀技术对于钢构件的表面处理要求低，能够有效隔绝腐蚀介质的渗透和侵蚀，具有优良长效的耐腐蚀性能。悬索桥钢索属动荷载，受到荷载会产生较大的震动，一旦发生腐蚀就需要进行换索工程，对人力、物力、财力的浪费极大，且主缆是无法进行换缆绳施工的。本工程关键部位防腐技术的应用，能有效推进悬索桥关键部位防腐体系的升级，提升防腐质量。

[关键词] 悬索桥；防腐；主缆；氧化聚合型包覆防腐

The first application of oxidation polymerization coating anticorrosive technology in main cable anticorrosive of suspension bridge

Zhang Zhiwei1, Lu Huizhong1, Lu Guolong1, GuoHongPeng1，Tian Long1

(1.Construction Materials North Road Project of Infrastructure Department of China Construction Corporation No. 3 Northwest Corporation，Xian  710075)

Abstract: Xi 'an PPP project building materials exhibition center periphery improve road north road suspension bridge project, for the space ShuangSuoMian since the anchor suspension bridge, main cable span 632 m, cable segment of main cable, the cable anchor box section and cable saddle type construction site by oxidative polymerization coating anticorrosion technology, this is convergent oxide coated anti-corrosion technology in domestic for the first time used on suspension Bridges, Oxidation polymerization coating anticorrosion technology has low requirements on the surface treatment of steel components, and can effectively insulate the penetration and erosion of corrosive media, and has excellent long-term corrosion resistance. The cable of suspension bridge is a dynamic load, which will produce a large vibration. Once corrosion occurs, it is necessary to carry out the cable replacement project, which will cause a great waste of manpower, material and financial resources. Moreover, the main cable cannot be replaced. The application of anti-corrosion technology in the key parts of the project can effectively promote the upgrading of anti-corrosion system in the key parts of the suspension bridge and improve the anti-corrosion quality.

Key words: Suspension bridge；Corrosion protection; Main cable; Oxidation polymerization coating anticorrosion

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1引言[1]

悬索桥主缆作为整个桥梁受力的最为关键受力部件，防腐工程尤为重要，悬索桥吊索发生锈蚀，可进行后期吊索更换保证全桥生命周期，但主缆作为不可更换构件，一旦发生锈蚀将影响全桥正常使用。桥梁的钢索由于在桥梁的荷载作用下容易产生较大的挠度和震动，钢索非常容易腐蚀。悬索桥主缆散索段、锚箱段及索鞍段形状复杂，材质不同，存在较多的缺陷、边缘、缝隙和棱角，表面凹凸不平，易积水、潮气等腐蚀性介质，极易发生应力腐蚀、缝隙腐蚀，会影响使用安全，且有可能造成严重的事故。

传统主缆主要为表面涂刷油漆，散索段防腐为在索索股上刷四层油漆防腐，锚箱段加灌密封胶，索鞍段密封胶涂抹后刷油漆防腐。油漆类防腐具有成本低、工艺简单，对钢结构无形状要求等优点，但是传统的防腐油漆对于施工表面前处理等级及施工环境要求高，很难时不规则不平整部位有很好的贴合保护，而且涂刷时涂料很容易出现流淌、漏涂等现象。

国内先后有广州海印大桥使用7年后因吊索坠落更换全桥拉索，四川键为岷江大桥建成使用10年后更换全桥384根吊索，宜宾小南门金沙江大桥建成11年后吊杆断裂大修，坪玉屏大桥吊杆断裂全面换索等事件发生。

我国从上世纪 70 年代中期开始修建现代意义上的缆索承重体系桥梁，至 2010 年，国内已换索吊杆拱 34 座、斜拉桥 22 座，有多座桥因拉吊索断裂坍塌。我国拉吊索病害发生在建成后 6～15 年，换索桥梁的拉吊索平均使用寿命为 11.8 年。国内外近年来有很多座桥梁的拉索因为耐久性不足而更换，经济损失巨大。

已经建拉索桥梁运营的实际情况表明：拉索桥梁正在和已经经受着拉吊索耐久性不足的严峻挑战和威胁，拉吊索损坏已成为世界性的难题。维修所花费的时间和金钱要远远高于修建一座新桥！新型有效防腐体系在桥梁中的投入使用迫在眉睫。

2 氧化聚合型包覆防腐蚀技术

氧化聚合型包覆防腐蚀技术，由3 层紧密相连的保护层组成，依次为防蚀膏、防蚀带和外防护剂。

防蚀膏是氧化聚合型包覆防腐蚀技术中最核心的材料，也是位于氧化聚合型包覆技术最内层的部分，直接与被保护的金属基体紧密接触，含有的特殊成分能将钢结构表面未处理干净的铁锈，转化成黑色的氧化亚铁膜，形成保护性封闭层，防止钢铁继续氧化、锈蚀，起到除锈、防锈双重作用。

防蚀带是将特殊调制的防蚀材料浸渍到纤维无纺布中制成，非常柔软，可以粘贴到各种复杂形状的结构表面。施工后防蚀带外表面通过氧化聚合作用变得干燥，而紧贴钢结构的一侧始终保持柔软状态，从而达到最佳的防腐性能。浸渍了特殊调制防蚀材料的无纺布，具有良好的密封性，可以将金属表面与水分、盐分、空气等腐蚀性因子隔离，从而达到最好的防护性能。此外，氧化聚合型防蚀带还具有良好的阻燃性和耐候性。

外防护剂是可固化的防护材料，外防护剂涂刷在防蚀带表面，与空气接触之后，在较短时间内氧化聚合成一种坚韧的皮膜，具有耐候、密封性能，有效防止紫外线照射老化和腐蚀介质进入，形成完整的保护膜。

3 悬索桥主缆氧化聚合型包覆防腐蚀技术工艺流程

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4 施工方法

1）清洁索股表面污物；（对于新索无需进行表面除污）

2）在独立索股表面用毛刷或手工涂抹缓释膏，厚度160～250um;

涂抹方法：

①毛刷涂抹法（工具：毛刷）

此方法适用于施工现场温度比较高的环境中，膏体的相对软和，用刷子蘸取适量缓释膏均匀涂抹在金属件表面，厚度160～250um；

②手工涂抹法（工具：抹胶手套）

此方法适用各种施工环境中，用手从缓释膏桶中掏出适量的缓释膏顺着索股四周表面来回的涂抹，使缓释膏在索股表面均匀分布，确保包覆防腐范围内没有漏涂现象，厚度160～250um。

3）以50%重叠率螺旋缠包缓释带，位置至散索套下端面止；（工具：剪刀）

缠包方法：

①索股螺旋缠包

索股涂抹防蚀膏缓释膏完毕后，将缓释带螺旋式缠绕在索股表面，注意保证搭接重叠率为50%；

②索股粘贴缠包

由于施工空间不够，不能正常的螺旋式缠包的情况下，可以直接把缓释带贴在索股表面，粘贴时应一面粘贴一面用手抚平，将内留空气完全排出，确保缓释带能紧贴在索股表面。确保有2层缓释带覆盖在索股表面。

4）缠包缓释带完毕后，整理缠包过程中产生的缝隙，用手捏实，把不平整位置顺平；

缓释带缠包施工完毕后，缓释带搭接边沿有比较明显的搭接缝，需要用手指顺着缝隙抹平，不平整部位用手顺着索股方向抚平，保证缓释带表面的平整。

5）涂外防护剂，厚度0.28mm。（工具：毛刷）

缠包缓释带施工完毕后，在缓释带表面涂刷外防护剂。用毛刷沾少许外防护剂，在整理平整的缓释带表面进行均匀涂刷，外防护剂需要涂刷2层次，两次干膜厚度为0.28mm。外防护剂在使用前应充分搅拌，开封后请经量全部使用密封保存

6）安装完散索套后，索股未包覆部分，外表涂抹缓释膏，再整体以50%重叠率螺旋缠包缓释带，再涂外防护剂，厚度0.28mm。

由于施工空间不足，在靠近散索套部分的索股进行整体缠包，缠包工艺与以上单条索股OTC施工工工艺相同。

5 注意事项

1）索股上每根钢丝的缝隙需要用缓释膏填充；

2）对于形状比较规则的部位采用螺旋缠绕的方式，起始处缠绕两层，然后螺旋缠绕并依次搭接，应保证各处至少缠绕两层。缠时稍用力将缓释带拉紧铺平，将里面空气压出。如果缠得不好，可以撕开重新缠好。缓释带始末端搭接长度不应小于100mm。

3）对于不规则钢件，先将缓释带剪成合适的长度，将其逐段缠贴在不规则处，并保证各处至少有2层。

4） 缓释带施工完毕后，缓释膏和缓释带总厚度不应小于1.6mm。

图2 每根钢丝缝隙需用缓释膏填充

图3索股部分螺旋缠绕

6检验与验收

1） 外观

对所有防腐层都应进行100%目测检查。缓释膏应涂抹均匀，无漏涂。缓释带应表面平整，搭接均匀，无气泡、无皱褶和破损。

2） 厚度

①缓释膏

缓释膏施工完毕后，应选取每块钢件的三个部位进行厚度检测。每个部位测量四个点，采用湿膜测厚仪法，直接读数。厚度不合格时，应加倍抽查，仍不合格，则判定为不合格，不合格部分应进行修复。

②缓释带

缓释带施工完毕后，应选取每块钢件的三个部位进行厚度检测。缓释带采用厚度差法，先在测量点平放已知厚度不超过1mm的硬质非铁类膜，再采用超声波测厚仪测试总厚度。

3）电火花检漏

对缓释膏和缓释带进行全线电火花检漏，补伤、补口逐个检查，发现漏点及时修补。检漏时，探头移动速度不大于0.3 m/s，检漏电压按下式计算：

当Tc<1mm时：  …………………（1）

当Tc≥1mm时：  ……………………（2）

式中：

V——检漏电压的数值，单位为伏特(V)；

Tc——防腐层厚度的数值，单位为毫米(mm)。

7 结论

氧化聚合型包覆防腐蚀技术表面处理要求低，防蚀膏、防蚀带能够有效隔绝腐蚀介质的渗透和侵蚀，具有优良长效的耐腐蚀性能，防蚀带和外防护剂具有长效的抗光照老化性能。氧化聚合型包覆防腐蚀技术施工工艺简单，节省施工时间，有效防护寿命长，是解决大气区钢结构关键部位腐蚀难题的十分适用的防腐蚀技术。

氧化聚合型防腐蚀技术在悬索桥主缆防腐体系的首次应用，推进了新型防腐体系在桥梁领域的应用，将有效提升悬索桥防腐施工质量，降低后期维护成本，新型防腐技术也将应用更加广泛。

参考文献：

[1] 侯保荣. 大气区钢结构氧化聚合型包覆防腐蚀技术.中国材料进展，2014,2特约专栏

[2] 钱洲亥，王静，侯保荣. 应用在异型钢结构上的氧化聚合型包覆防腐蚀技术，电镀与涂饰，201702.010.

[3] 《钢结构氧化聚合性包覆防腐蚀技术》：GB/T 32120-2015.中华人名共和国国家质量监督检验检疫总局.

[4] 《钢结构防腐蚀涂料施工技术》：伤害涂料，2010

[5] 《钢结构防腐蚀涂料施工技术》：上海涂料，2010

[6] 《城镇桥梁钢结构防腐蚀涂装工程技术规程》：CJJ/T235-2015.北京中国建筑工业出版社，2015.

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[作者简介] 张志伟（1981-），男，本科，高级工程师，通信地址：陕西省西安市雁塔区锦业路1号都市之门D座5楼（710075），邮箱：309095696@qq.com，联系电话：17785280518