本文介紹了港珠澳大橋橋梁工程的腐蝕環境特點、鋼結構涂層體系設計和涂層性能要求，在防腐涂裝領域的國內首創點以及關鍵技術；并且從人、機、料、法、環五個維度，介紹了港珠澳大橋CB02-F2標段首制件防腐施工質量控制實施過程；敘述了如何將涂裝技術、施工工藝與先進的管理方法相結合，從而確保港珠澳大橋涂裝施工的質量、HSE及工程進度。

 

　　文| 楊振波 中航百慕新材料技術工程股份有限公司技術部部長

 

　　港珠澳大橋是由廣東省牽頭粵港澳三地共同建設的特大型交通基礎設施，連接香港、澳門、珠海三地，工程規模宏大，受到三地民眾、媒體和社會高度關注。大橋全長49.968 公里，其中主體工程“海中橋隧”（ 含橋梁工程與島隧工程） 長35.6 公里， 設計使用壽命120 年。作為中國建設史上里程最長、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁，項目除了在工程建設質量<Quailty> 上精益求精， 在HSE（ 健康<Health>、安全<Safety> 和環境<Environment>） 管理體系上，與國際標準接軌，提出了嚴格的HSE 要求，由此引發了一系列關鍵技術的創新，包括在橋梁防腐涂裝領域，這些都有別于國內以往橋梁工程，在中國橋梁史上具有里程碑式的意義。

 

　　鋼結構防腐工程量雖然僅占港珠澳大橋橋梁工程建設的很小比例，但它不僅影響到待涂裝工件的涂裝質量、成本等，還對鋼結構成品件的交驗、安裝施工、成橋通車工期等都有直接的影響。涂料行業有“三分料，七分工”的說法，涂裝過程出現的問題會促使整個大橋流水施工的停滯，造成不可挽回的損失。

 

　　接下來將以CB02-F2 首制件為例，介紹如何使先進的管理方法與理念與技術相結合，從人員管理（人）；涂裝廠房與機械設備（機）；材料設計選用與檢測（料）；施工工藝與流程（法）； 安全、環境與職業健康（環）五個維度進行控制，對我國防腐施工技術與管理能力的提高，改變國內防腐涂裝臟、亂、差的現象， 與國外工程先進水平接軌，具有現實的意義。
 

圖1 港珠澳跨海大橋CB02-F2首制件驗收

 

　　工程腐蝕環境特點與鋼結構涂層體系設計

 

　　港珠澳大橋位于廣東省珠江口外的伶仃洋海域，屬亞熱帶海洋性氣候，根據ISO12944-2《色漆和清漆 鋼結構的防腐蝕保護涂層體系 第2 部分：環境分類》，港珠澳大橋橋梁工程所處的大氣腐蝕環境為高鹽度的沿海和近海地區，屬于最高腐蝕等級的C5-M 類型。高溫、高濕、高鹽度以及汽車尾氣中的硫、氮等化合物會對大橋的鋼結構造成嚴重的腐蝕。

 

　　根據JT/T 722-2008《公路橋梁鋼結構防腐涂裝技術條件》， 對于C5-M 狀況下，25 年防護壽命的長效防護體系，鋼結構外表面一般采用“熱噴鋅鋁+ 封閉漆+ 環氧中間漆+ 氟碳面漆”的設計體系。國內的許多跨海大橋，如廈漳跨海大橋、青島海灣跨海大橋等都采用了上述鋼結構防護體系。

 

　　港珠澳大橋橋梁工程鋼結構重點部位涂層體系的設計方案請見表1.該體系與以往跨海橋梁工程的最大不同點，主要是采用了環氧富鋅底漆來取代熱噴鋅鋁涂層。就底漆的防護性能而言， 熱噴鋅鋁涂層（含封閉）是優于環氧富鋅底漆。根據JT/T 722, 表1 的體系通常用于C4 或C5-I 這些較弱一些的腐蝕環境。
 

 

　　之所以采用這樣的設計，是由于港珠澳大橋項目作為一個舉世矚目的國際工程，特別關注于HSE 體系。由于熱噴鋅鋁過程中， 會產生大量的“鋅”、“鋁”、“氧化鋅”、“氧化鋁”蒸汽。“鋅與氧化鋅”蒸汽可能使工人得“鋅熱病”;而長期吸入金屬鋁粉或氧化鋁粉塵更會引起肺部病變，使工人受到“鋁肺”這種職業病的危害。所以在防護體系的底涂層選擇中，港珠澳大橋采用了“環氧富鋅底漆”來取代“熱噴鋅鋁”涂層。

 

　　為了執行嚴格的HSE 標準，在涂料的性能要求上，港珠澳大橋也在國內首次提出了針對性的要求。在橋梁涂裝工業漆應用領域，溶劑型涂料的使用仍處于主流地位。該類型涂料以其涂層性能好，施工方便，可冬季低溫下施工等優點，在重防腐領域還很難被水性涂料、無溶劑涂料所取代。但是，溶劑型涂料的VOC（揮發性有機化合物）造成環境的污染已成為全球關注的重點問題。而國內涂料行業領域，除了在建筑涂料、木器涂料等少數領域之外， 對于工業漆的VOC,特別是橋梁領域用溶劑型涂料的VOC 指標， 還沒有相應的國家規范。