第六章  桥梁防腐涂装

 

一、   
桥梁的基本结构形式

 

通常，桥梁按照其用途或结构等可以有以下几种分类方式：

 

1. 按用途分类

 

公路桥、铁路桥、公铁两用桥、人行桥以及各种用途的栈桥。

 

2. 按结构形式分类

 

桥梁（板桥梁、箱桥梁、桁梁桥、钢构桥）、拱桥、斜拉桥、悬索桥等。

 

3. 按支撑条件分类

 

简支梁桥、连续桥梁、悬臂锚跨梁桥、无支座桥梁等。

 

由于建造桥梁所使用材料的差异，防腐材料选择及其涂装的工艺都会有很大的不同。因此本文主要按桥梁使用材料的不同进行分类：混凝土桥、钢桥、钢-混凝土复合桥梁（组合结构、混合结构）。

 

二、   
桥梁防腐涂装

 

1. 涂装目的

 

桥梁属暴露在野外环境中的建筑结构，其表面与周围介质（水汽、盐分等）极易发生化学及电化学作用。同时桥梁一般横跨江河，常年平均湿度较高，腐蚀环境较为恶劣。桥梁的材质通常分为钢材和混凝土。

 

2. 桥梁腐蚀环境分析

 

2.1  大气腐蚀

 

桥梁的建造是根据需要而建造，一般横跨江河或海湾，腐蚀环境非常复杂。我国地域辽阔，各桥梁所在地地理位置也千差万别，而桥梁的腐蚀速度和状况又与其所处的环境息息相关。因此，在设计桥梁防腐涂装前，首先对腐蚀环境进行分析是非常必要、也是至关重要的。

 

①  
中国的气候环境特点

 

?  雨量分布

 

中国气候受到洲际气象和特殊地理环境的影响很大，处于北上的太平洋和印度洋暖流及南下的西北冷空气交互作用之间，加之西北角的天山山脉和紧连的祁连山脉，西南边缘的喜马拉雅山脉及青藏高原，均在海拔3000米左右或以上，每年秋、冬、春季，印度洋暖流北山遇到喜马拉雅山和青藏高原的阻挡，顺着长江向东，遇到南下的冷空气，往往在长江流域及南方形成雨雪天气。北上的太平洋暖流，夏季被阻于东北、华北，一年中多半的雨水降在夏季；冬季被阻于江南和华南，导致一年四季都有雨水。然而在南疆、西北、直至内蒙，比较干燥少雨。

 

雨量分布及其它

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

地区	年均降雨量   mm	年均湿度   %	霜露	气温范围   ℃
西北、南疆、青藏、内蒙等	100-300	<60	--	-30~+35
华北、东北、西安~山东	500-800	60-80	--	-40~+35
四川、重庆至上海长江流域及云南、贵州	1000-1200	>75	易结露、结霜	-20~+36
广东、广西珠江流域	1500-1700	>75	易结露	-5~+36
海南、香港	2000	>75	易结露	0~+35

 

根据各地的气候和湿度情况，通常将我国的气候环境分为以下5类：

 

l  热带湿热区：雷州半岛、海南岛和台湾南部

 

l  亚热带湿热区：秦岭以南,长江流域、四川、珠江流域、台湾北部和福建

 

l  亚热带干燥区：新疆天山以南、戈壁沙漠

 

l  温带温和区：秦岭以北、内蒙南部、华北、东北南部

 

l  寒带干燥区：内蒙北部、黑龙江省

 

?  酸雨分布

 

根据中国环境监测报告，酸雨最严重地区是重庆（PH≈4.4），其次是贵州、云南东部、广西、直至海南岛，其次长江中下游。究其原因，是由于当地的燃料产生CO₂、SO₂较多，加之西北及北方产生的酸性气体随气流南下，遇到潮湿空气而产生酸雨。

 

?  盐分分布

 

空气中盐分最严重地区是近海岸100m的地带，向内陆逐步减弱。

 

②  
大气腐蚀环境分类

 

桥梁的腐蚀不仅仅受到温度和湿度的影响，更多的与大气环境中腐蚀物质（如氯离子、含硫化合物、氮氧化合物等）有关。这些腐蚀物质是由于城市排放污染物（如汽车尾气、锅炉排放、工业排放物以及海洋大气直接或间接产生的）。因此对钢结构桥梁所处的大气腐蚀环境进行综合分析，更接近于应用的实际情况。

 

大气环境分类一般有两种方法，一种是按气候特征划分，即自然环境分类；另一种是按环境腐蚀严酷性划分。后者更接近于应用实际而被普遍采用。国际标准ISO 9223～9226便是根据金属标准试片在环境中自然暴露试验获得的腐蚀速率及综合环境中大气污染物浓度和金属表面润湿时间进行分类。将大气腐蚀性高低分为5类:

 

C1：很低

 

C2：低

 

C3：中

 

C4：高

 

C5：很高

 

在涂料界，国际标准化组织又颁布了更有针对性的标准：ISO 12944-1～8:1998  《色漆和清漆 - 保护漆体系对钢结构的防腐保护》（Paints and varnishes - Corrosion protection of steel structures by
protective paint systems），这是一部在国际防腐界通行的、权威的防护涂料与涂装技术指导性国际标准。目前，在国内涂料、涂装行业、腐蚀与防护行业及相关设计研究院所、高等学校，在重大防腐工程设计、招投标及施工过程中都使用到这一综合性标准。

 

标准共分八个部分：

 

第1部分 总则

 

第2部分 环境分类

 

第3部分 设计上的考虑

 

第4部分 表面类型与表面处理

 

第5部分 保护漆体系

 

第6部分 试验方法

 

第7部分 涂漆工艺

 

第8部分 新工程和维护工作规范的制定。

 

其中第2部分系统地介绍了大气腐蚀环境分类，而导致腐蚀产生的环境因素主要有大气、各类水质和土壤三方面，所以标准规定了大气腐蚀环境级别和钢结构在水下和土壤中的腐蚀环境分类
。参照ISO 12944-5，就可以针对某种腐蚀环境设计涂装系统 。其中，该标准根据不同大气环境的腐蚀性及其特征污染物质的污染程度，将涂料产品面对的大气环境大致分为乡村大气、城市大气、工业大气和海洋大气四种类型。

 

ISO 12944-2对于大气腐蚀环境的分类以及典型环境的举例