2022年建筑行业广州珠江黄埔大桥特殊结构件的腐蚀与防护

广州珠江黄埔年夜桥专门构造件的腐化与防护
凌晓1张少锦1余锦秀2叶觉明2
2.武汉桥梁科学研讨院武汉430034〕
摘要：广州珠江黄埔年夜桥专门构造件腐化防护方面应用了多种新技巧、新材料、新工
艺，确保了桥梁平安应用寿命。

本文要紧引见了广州珠江黄埔年夜桥专门构件选用的腐化
防护方法跟打算，为此类桥梁专门构件腐化防护供应了特不无益的参考看法。

要害词：悬索桥歪拉桥专门构造件腐化防护
1工程概略
广州珠江黄埔年夜桥工程是交通部打算的“五纵七横〞中京珠国道主支线广州绕城公路的东段，又是珠江三角洲经济区环形公路的东环段。

工程包含华南地域最年夜跨径钢箱梁悬索桥〔主跨1108m〕、国际如今最年夜跨径独塔双索面钢箱梁歪拉桥〔主跨383m〕跟南、北引桥为62.5m、45m、30m跨径的连续刚构〔梁〕桥梁，桥面宽度34.5m，年夜桥全桥总长7016.5m。

广州珠江黄埔年夜桥专门构造件要紧是用于悬索桥上部构造的索鞍、主缆索股、钢箱梁、索夹、吊索及隶属钢构件跟用于歪拉桥的钢箱梁、歪拉索及隶属钢构件。

广州珠江黄埔年夜桥工程中专门构造件总投资额达国民币约8亿，占建立总投资的31％，存在主要的操纵性位置。

在桥梁范畴内由于钢构造零碎发作腐化毁坏惹起的平安事变跟经济丧掉是特不沉重的，因此必需加强跟注重桥梁钢构造的防腐防护征询题。

本文要紧引见了广州珠江黄埔年夜桥专门构件选用的腐化防护方法跟打算，并讨论了其余桥梁工程的经历经历，为此类桥梁专门构件腐化防护供应了特不无益的参考看法。

2桥梁钢构造的应用跟腐化防护
桥梁钢构造在我国应用较早，但受国家经济气力跟技巧程度限度，开展较慢，近十年来跟着桥梁钢构造少量应用，我国也逐步成为有阻碍的天下桥梁年夜国。

在桥梁钢构造应用进程中，存在着一般钢构造的腐化毁坏征询题，为了保障桥梁的平安，桥梁钢构造的防腐保护曾经成为保障钢构造桥梁临时平安营运的主要课题。

桥梁钢构造应用普遍，要紧有钢塔、钢梁〔钢桁梁、钢箱梁〕、钢拱〔钢管拱、钢箱拱〕、缆索〔歪拉索、主缆索股、吊索〕及钢锚座、钢支座、索
鞍、索夹等。

广州珠江黄埔年夜桥建立范围宏年夜，同时采纳了年夜跨悬索桥跟年夜跨歪拉桥二种桥型，根本触及到了绝年夜部分桥梁钢构造的应用。

桥梁钢构造由金属材料加工构成，要紧腐化缘故有金属化学反响而惹起的化学腐化、金属跟介质发作电化学反响而惹起的电化学腐化、种种要素互相感化发生的化学或电化学反响惹起的腐化。

金属腐化的防护方法要紧应用以下三个根来源根基理:〔1〕屏障保护。

〔2〕化学抑制。

〔3〕电流〔阴极〕保护。

广州珠江黄埔年夜桥专门构造件采纳的方法有：〔1〕涂料涂装方法，要紧应用于桥梁钢箱梁防腐。

〔2〕构造件外表热镀锌〔铝〕、热喷锌〔铝〕方法，要紧在构造隶属件上应用。

〔3〕单调气氛除湿，要紧用于钢箱梁外部防腐，锚室、鞍室腐化防护。

〔4〕构造防护跟构造密封、添补方法，通过构造方法增加腐化环节跟腐化前提，减缓腐化，如今要紧是缆索索体、锚具部位防护。

广州珠江黄埔年夜桥专门构造件腐化防护方面要紧是通过钢材材料面层保护，并应用了多种新技巧、新材料、新工艺，从而确保了桥梁平安应用寿命。

3悬索桥钢箱梁跟歪拉桥钢箱梁及隶属构造的腐化防护广州珠江黄埔年夜桥悬索桥跟歪拉桥地处高温高湿地域，受陆地性气象阻碍较年夜，钢箱梁的外外表裸露在年夜气情况中极易腐化，只能采纳涂装防护。

钢箱梁外部透风情况较差，湿气的聚拢可以惹起涂层的起泡锈蚀等征询题。

桥面板因路面构造可以积水跟行车动载会振动摩擦构成涂层毁坏等缘故，在全桥腐化防护中是较难处置的地点。

广州珠江黄埔年夜桥钢箱梁构造按照构造差异部位跟应用前提，采纳了差异涂料跟涂装系统〔表一、表二〕。

广州珠江黄埔年夜桥钢梁构造打算寿命在百年以上，应用高功能的涂装系统可以延伸钢箱梁的应用周期，提高桥梁的平安应用寿命。

钢箱梁外外表采纳重防腐涂料跟涂装系统，外部采纳单调气氛除湿零碎，供应单调任务前提，可以年夜年夜缓解外部腐化。

桥面板除采纳无机富锌底漆外，与之配套的路面零碎还思索了防水胶跟其余结合层保护。

歪拉桥钢箱梁需求螺栓衔接，也是腐化防护的主要环节，该部位也要应用响应高质量的涂料防腐系统，防止腐化的发生〔图一.歪拉桥钢箱梁构造表示图〕。

钢箱梁构造打算推举采纳由富锌底漆、环氧两头漆跟聚氨酯面漆构成的重防腐涂装防护系统。

广州珠江黄埔年夜桥在选择最牢靠的长效重防腐涂装零碎的根底上，还构造了专门的配套涂料跟施工单位投标，选择质量较优最有气力的涂料供应商跟有经历的涂装承包商。

为了保障质量每批次涂料都进展抽样反省，监理还按照必定的比例抽样反省，悬索桥跟歪拉桥钢箱梁都装备有专业的涂料供应商代表跟涂装监理工程师进展质量操纵。

图一、歪拉桥钢箱梁构造表示图
表一、悬索桥钢箱梁涂装系统
为艰辛，因此在钢箱梁箱体外部装置了除湿机。

单调气氛除湿是应用除湿机发生单调气氛，在必定空间内供应单调气氛、排斥潮湿气氛，改动情况前提，增加跟减缓腐化。

高强度螺栓衔接面一般根本上采纳的热喷锌〔铝〕或喷涂专门添加外表摩阻的防护涂料，在钢桥架完后补上涂装系统，防止螺栓四周跟板缝之间的腐化。

喷锌、铝层与钢铁
的结协力强，工艺灵敏，可以现场施工，有用于主要的不易维修的钢铁桥梁。

广州珠江黄埔年夜桥采纳了电弧喷铝打算。

桥面是钢箱梁的主要承载部位，为了车辆通行，桥面上要铺设路面，这对桥面的保护提出了新的恳求，一方面恳求桥面钢板与路面结实结合，另一方面还要防止路面渗水腐化钢板。

这是一处专门的防护部位，恳求高，又难以反省保护维修。

为此广州珠江黄埔年夜桥采纳了在桥面涂装富锌底漆，与路面间设置防水层，而后铺设路面的方法。

桥梁桥面的隶属构造较多的是通过热镀锌、热喷锌跟多档次涂料涂装进展钢构造腐化防护，应用各涂层的装潢感化、屏障感化、缓蚀感化跟阴极保护感化，实现对桥梁钢构造的底层钢材的长效防腐保护跟表
4悬索桥缆索零碎跟歪拉索腐化防护
广州珠江黄埔年夜桥悬索桥主缆、吊索跟歪拉桥歪拉索根本上由钢丝、钢丝绳等与锚具构成，按缆索用途分，专门构造件包含悬索桥主缆预制平行钢丝索股、歪拉桥用HDPE 包覆平行钢丝歪拉索、悬索桥钢丝绳吊索，另有悬索桥测验道扶手索等。

索体的钢丝一般都通过热镀锌处置，防止桥梁用缆索在制造、运输、架设以及应用进程中索体的腐化生锈，提高桥梁的缆索零碎索体平安寿命。

往常一些不应用镀锌钢丝的小型桥梁，多因应力腐化断裂或腐化疲乏构成缆索生效，而不得不片面换索。

主缆是悬索桥的“平安性命线〞，悬索桥的两根主缆将接受桥梁的全体载荷，是悬索桥最要紧的承重构件，在全部年夜桥的应用期内弗成改换。

悬索桥主缆由预制平行钢丝索股构成。

由于处在逾越江河湖海跟承力的情况下，易受年夜气跟雨水腐化，主缆必需进展专门防护。

悬索桥主缆的防护，要紧是应用高强热镀锌钢丝，主缆架设实现紧缆跟装置索夹后，在主缆外部进展重防腐防护，涂抹防锈腻子、围绕钢丝跟外层涂料防护，构成专门的铠装保护层，防止主缆的钢丝在应用进程中被腐化。

我国的主缆涂料涂装防护零碎根本上采纳的热镀锌钢丝构成的缆索通过洁净处置后，涂装腻子、围绕钢丝，而后涂装底漆、两头漆跟面漆的防护打算〔图二〕。

通过腻子填塞钢丝破绽，并在外表构成必定的掩盖厚度，主缆应用的腻子能与缠丝构成铠装密水保护。

各桥打算的差异在于腻子材料差异跟涂料零碎的差异。

除广东虎门年夜桥跟江苏江阴、润扬年夜桥外，其余悬索桥主缆应用的是北京航空材料研讨院提出的防护零碎，应用航空范畴的聚异丁烯不干性密封膏作为腻子材料。

广州珠江黄埔年夜桥通过综合评价，也预备应用这一防护零碎。

图二、主缆腻子+缠丝+涂装防护方法
广州珠江黄埔年夜桥吊索索体材料要紧是钢丝绳，吊索与主缆的衔接方法采纳骑跨式；吊索与钢箱梁的衔接方法采纳锚箱套筒螺母承压式。

测验道扶手索、骑跨式构造的钢丝绳吊索因构造缘故，只能采纳涂料涂装防护。

由于吊索腐化毁坏征询题比较凸起，广州珠江黄埔年夜桥吊索防护原打算涂装防护，在打算打算根底长进展了进一步讨论，如今提出了三种防护看法：〔1〕钢丝绳涂装专门渗透型防腐油脂〔如LIQUID-A等公用防腐光滑油脂〕构成保护膜层，还可渗透至钢丝绳核心，排斥湿气，构成的涂层屏障作为临时保护。

〔2〕吊索索体外衣PE防护层，索体内添补防腐材料，锚固端密封，隔断腐化源。

〔3〕外表在应用形态下，采纳专门防腐涂料系统涂装，表层涂装专门成膜涂料构成外屏障保护层。

广州珠江黄埔年夜桥采纳的歪拉索零碎是用热挤高密度聚乙烯〔PE〕防护的半平行钢丝索配以冷铸墩头锚零碎的钢丝歪拉索。

歪拉索由高强度锌钢丝构成，为制造跟成盘运输便利，制造进程中采纳小扭角〔2～4°〕齐心绞合工艺扭绞成型。

扭绞后在钢丝索不处绕包高强度复合胶带，而后热挤高密度聚乙烯〔PE〕防护层，在PE表层添加了压花工艺，作为歪拉索应用进程的辅佐减震方法。

热挤高密度聚乙烯〔PE〕防护层是歪拉索的要紧防腐化方法。

这种歪拉索在精确下料后两头灌铸冷铸锚具〔或热铸锚具〕，制品索经预张拉〔或反顶〕测验及格可以成盘、成圈方法包装运输。

广州珠江黄埔年夜桥为了加强索体防护功能，添加了索体在钢丝外加缠PV带的辅佐防护方法，表里层PE全体采纳出口材料，制品索采纳年夜规格盘成盘包装。

锚具按锚固方法分，常用的锚具构造要紧有冷铸镦头锚跟热铸锚。

锚具与索体的衔接跟过渡部位是腐化防护的主要环节，这一部位是要紧的损毁地区，是如今索构造的重点困难。

热铸锚是将索体端头钢丝在锚具内平均疏散用锌铜合金锚固为一体，通报张力。

有的锚具为了减小端部疲乏，在锚具上端口或接长筒部分灌注冷铸填料或其余添补料。

冷铸锚锚具在组装后灌注环氧铁砂，装置好接长筒后灌注环氧胶浆，在装置好挡板并实现摄生后，最初还要压铸环氧树脂密封胶。

张拉测验完毕后，在锚索衔接处按图压铸密封胶，缠PE防腐胶带，反省修补损害的护套，包缠保护拉索护套的包带。

比年还讨论了锚管口跟PE套热塑PE过渡衔接跟现场热塑锚管跟索体过渡衔接的密封防护方法。

为了延伸锚具平安应用寿命，广州珠江黄埔年夜桥注重锚具结合部位的腐化防护，同时种种锚具全体采纳了外表热镀锌防护方法。

表三、缆索锚具构造分类
主缆索股锚具歪拉索锚具吊索锚具
锚固方法热铸锚冷铸镦头锚热铸锚
接长筒无改良锚口受力形态
改良锚口受力形态
接长筒添补无冷铸料或聚氨酯等
填料
冷铸料或聚氨酯等
填料
过渡构造锚板构造
橡胶紧固件或热缩套等
橡胶紧固件或热缩套
等
辅佐方法
密封胶、防腐胶带防水盖、密封圈
锚固护筒防腐料添补、密封胶
防腐料添补、密封胶
锚具热镀锌
热镀锌、油脂涂抹
热镀锌、涂料涂装
锚具端部尾端加盖密封尾端加盖密封密封、涂料涂装
假设错误歪拉索的端部跟锚具进展专门的防护，会构成预埋护筒管内积水、进杂物或锚具发作锈蚀，不只严峻阻碍歪拉索的应用寿命，同时严峻阻碍歪拉桥中期索力调剂及今后的换索任务。

比年来有采纳封锁性聚氨酯发泡，添补在歪拉索锚具与预埋护筒管的空隙内，防止水分进入护筒管。

该聚氨酯发泡塑料存在质量轻、吸水性特小、低导热性、隔气性好、较好的韧性等特色。

能使钢材跟索体外表PE层粘分解较结实的全体，使导管内的锚具与雨水、潮气及其余腐化介质相断绝，能在较长时间内防止索端锚具锈蚀。

同时还采纳
了在两头锚具外露部分的外表涂刷一层锚具公用的防护油脂，而后在锚具外加盖不锈钢护罩的防护方法。

防护公用油脂由矿物油脂及过量的树脂构成，存在对金属无腐化、常温下不粘手、80℃下不流淌跟高温下不开裂的功能。

在锚具外表平均地涂刷一层油脂后，锚具外表与年夜气断绝，可到达锚具防护的目的。

加盖不锈钢护罩可防止油脂被破坏而招致锚具锈蚀。

歪拉索的梁跟塔出口端也进展需要的密封跟添补防护处置，由此还可以改良歪拉索构造的外表，广州珠江黄埔年夜桥结合延伸歪拉索平安应用寿命的科研课题，工程零碎开拓应用歪拉索锚端防护零碎，到达延伸歪拉索平安应用寿命的目的。

主缆索股跟吊索等外露锚具还要进展外表涂料涂装防护处置。

吊索锚具一般采纳与主缆或桥面钢梁一样的涂装零碎跟外表颜色，外表镀锌的锚具要留意表层处置跟底漆涂料选择。

5主索鞍、散索鞍跟索夹的防护跟涂装
索鞍的要紧功能是支承主缆，将主缆的竖向压力平均地通报到索塔下面。

年夜型索鞍鞍体为锻造组焊件构造，锻造跟组焊工艺恳求特不严峻。

索鞍是弗成改换钢构造，寿命与年夜桥一样，因此索鞍的防腐化方法是相称主要的。

一般防护方法是在鞍槽内的隔板焊接实现后，对鞍座槽道内进展喷锌防腐化处置，外表喷砂处置，热喷锌层必定厚度，而后外表进展封锁。

关于鞍体的外出面异常恳求喷砂处置，而后喷涂无机硅酸锌底漆，环氧两头漆跟聚氨酯面漆。

孔加工面不克不及涂装处置，但要进展涂脂防锈处置。

广州珠江黄埔年夜桥在悬索桥主鞍跟散索鞍〔含埋件制造〕中应用了锌加涂料防护。

由于桥梁构造的专门恳求跟主要性，锌加涂料作为一种新材料在桥梁钢构造腐化防护中有精良的应用远景，特不是关于需求重防腐、而又难以施行热镀锌跟热喷锌的钢构造，应用锌加涂料应用庞杂、操纵便利、轻易修补，有必定上风。

〔1〕锌加涂料在桥梁缆索系防护中的应用，锌加涂料可以便利地用于悬索桥缆索锚凝构造、主鞍跟散索鞍〔含埋件〕、索夹、主缆跟吊索锚具等的腐化防护；用于歪拉桥的歪拉索锚凝构造跟锚具等的防护；用于拱桥吊索锚具构造部分跟拱构造的防护。

〔2〕锌加涂料在桥梁钢梁、钢塔防护中的应用，可以选用锌加涂料作为桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢锚固件等钢构造的防护涂料。

在桥梁钢构造上应用锌加涂料，要紧应用于构造庞杂热喷锌处置艰辛的构造，作为重防腐涂装的底层，与其余配套涂层一同构成牢靠的长效涂装保护层。

改良跟提高桥梁钢构造腐化防护后果，延伸桥梁的平安应用寿命。

由于锌加涂料的功能特色跟施工方法庞杂灵敏便利，锌加涂料可普遍用于种种桥梁钢构造腐化防护跟防护维修。

广州珠江黄埔年夜桥索夹是骑跨式索夹，在主缆上装置位置跟受力情况的差异，分为吊索索夹跟无吊索索夹。

要紧感化是紧箍主缆，加强主缆的全体性，同时支持扶手钢索。

索夹的内孔加工面进展喷锌防护处置，加工面涂脂防锈，非加工面按规则内外表喷砂喷锌涂装防腐，外外表喷砂涂装防腐。

6结语
跟着公民经济奔腾开展跟科学技巧提高，钢构造曾经少量地应用于桥梁工程，桥梁钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢拱、桥梁缆索(歪拉索、主缆索股、吊索等)在悬索桥、歪拉桥跟拱吊桥等桥梁构造作为要紧承重构造应用。

由于存在工场预制、保障质量、节约工期等优良特色，桥梁钢构造掉掉少量成功应用，提高了桥梁建立范围跟质量，推进了桥梁建立工艺技巧提高，使我国疾速成为天下桥梁年夜国。

广州珠江黄埔年夜桥同时包含歪拉桥跟悬索桥，专门构造件全体采纳钢构造，种种进步的钢构造腐化防护方法掉掉了较片面地应用。

如今桥梁钢构造要紧仍然应用涂料涂装为主的防护系统，涂料材料的功能直截了当阻碍防腐后果，广州珠江黄埔年夜桥少量应用
的涂料要紧是外洋品牌海虹白叟牌涂料，歪拉索表里层ＰＥ、ｐｖｆ缠带，索鞍涂装的锌加根本上出口防护材料，只要主缆腻子跟涂料跟系统是国际北京航空材料研讨所开拓了得系列涂料跟系统。

外洋品牌涂料存在价钱偏高的征询题，如今价钱对一些功能优良的重防腐涂料的推行应用有必定的制约。

涂料、密封材料、灌注填料、HDPE外衣材料等材料的选择直截了当阻碍防腐后果，必定要注重对材料推销跟供应的操纵，不恰当的材料是达不到响应后果的。

桥梁钢构造涂装跟防护还遭到构造的制约，有些构造阻碍涂装。

常言“三分涂料，七分涂装〞，由于涂装本身跟构造加工制造等施工构成的征询题是比较多的，假设工艺或施工操纵不当构成的征询题更严峻，需求注重涂装质量跟的施工质量，特不是制造跟施工进程对原涂装构成的损害跟毁坏，以及施工进程构成的损害跟毁坏，施工进程构成的缺点修补要实时到位。

参考材料：
1、《悬索桥主缆缠丝涂装防护工程》叶觉明腐化与防护2000年３月第３期
3、《除湿机零碎在钢箱梁防护中的应用》叶觉明腐化与防护2001年10月第10期
4、《年夜跨度桥梁钢箱梁的防腐涂装》叶觉明古代涂料与涂装2002年２月第１期10、《桥梁缆索零碎的腐化与防护》叶觉明钟建驰钢构造2005年4月第2期14、《桥梁歪拉索锚端防护》叶觉明腐化与防护2007年2月第2期
作者简介：
凌晓：〔1968－〕，男，路桥专业，初级工程师
G以上。

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