本文介紹了港珠澳大橋橋梁工程的腐蝕環(huán)境特點(diǎn)、鋼結(jié)構(gòu)涂層體系設(shè)計(jì)和涂層性能要求，在防腐涂裝領(lǐng)域的國內(nèi)首創(chuàng)點(diǎn)以及關(guān)鍵技術(shù)；并且從人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)維度，介紹了港珠澳大橋CB02-F2標(biāo)段首制件防腐施工質(zhì)量控制實(shí)施過程；敘述了如何將涂裝技術(shù)、施工工藝與先進(jìn)的管理方法相結(jié)合，從而確保港珠澳大橋涂裝施工的質(zhì)量、HSE及工程進(jìn)度。

 

　　文| 楊振波 中航百慕新材料技術(shù)工程股份有限公司技術(shù)部部長(zhǎng)

 

　　港珠澳大橋是由廣東省牽頭粵港澳三地共同建設(shè)的特大型交通基礎(chǔ)設(shè)施，連接香港、澳門、珠海三地，工程規(guī)模宏大，受到三地民眾、媒體和社會(huì)高度關(guān)注。大橋全長(zhǎng)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(zhǎng)35.6 公里， 設(shè)計(jì)使用壽命120 年。作為中國建設(shè)史上里程最長(zhǎng)、投資最多、施工難度最大的跨海橋梁，項(xiàng)目除了在工程建設(shè)質(zhì)量<Quailty> 上精益求精， 在HSE（ 健康<Health>、安全<Safety> 和環(huán)境<Environment>） 管理體系上，與國際標(biāo)準(zhǔn)接軌，提出了嚴(yán)格的HSE 要求，由此引發(fā)了一系列關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新，包括在橋梁防腐涂裝領(lǐng)域，這些都有別于國內(nèi)以往橋梁工程，在中國橋梁史上具有里程碑式的意義。

 

　　鋼結(jié)構(gòu)防腐工程量雖然僅占港珠澳大橋橋梁工程建設(shè)的很小比例，但它不僅影響到待涂裝工件的涂裝質(zhì)量、成本等，還對(duì)鋼結(jié)構(gòu)成品件的交驗(yàn)、安裝施工、成橋通車工期等都有直接的影響。涂料行業(yè)有“三分料，七分工”的說法，涂裝過程出現(xiàn)的問題會(huì)促使整個(gè)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(jìn)的管理方法與理念與技術(shù)相結(jié)合，從人員管理（人）；涂裝廠房與機(jī)械設(shè)備（機(jī)）；材料設(shè)計(jì)選用與檢測(cè)（料）；施工工藝與流程（法）； 安全、環(huán)境與職業(yè)健康（環(huán)）五個(gè)維度進(jìn)行控制，對(duì)我國防腐施工技術(shù)與管理能力的提高，改變國內(nèi)防腐涂裝臟、亂、差的現(xiàn)象， 與國外工程先進(jìn)水平接軌，具有現(xiàn)實(shí)的意義。
 

圖1 港珠澳跨海大橋CB02-F2首制件驗(yàn)收

 

　　工程腐蝕環(huán)境特點(diǎn)與鋼結(jié)構(gòu)涂層體系設(shè)計(jì)

 

　　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(jù)ISO12944-2《色漆和清漆 鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕保護(hù)涂層體系 第2 部分：環(huán)境分類》，港珠澳大橋橋梁工程所處的大氣腐蝕環(huán)境為高鹽度的沿海和近海地區(qū)，屬于最高腐蝕等級(jí)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(huì)對(duì)大橋的鋼結(jié)構(gòu)造成嚴(yán)重的腐蝕。

 

　　根據(jù)JT/T 722-2008《公路橋梁鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝技術(shù)條件》， 對(duì)于C5-M 狀況下，25 年防護(hù)壽命的長(zhǎng)效防護(hù)體系，鋼結(jié)構(gòu)外表面一般采用“熱噴鋅鋁+ 封閉漆+ 環(huán)氧中間漆+ 氟碳面漆”的設(shè)計(jì)體系。國內(nèi)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(jié)構(gòu)防護(hù)體系。

 

　　港珠澳大橋橋梁工程鋼結(jié)構(gòu)重點(diǎn)部位涂層體系的設(shè)計(jì)方案請(qǐng)見表1.該體系與以往跨海橋梁工程的最大不同點(diǎn)，主要是采用了環(huán)氧富鋅底漆來取代熱噴鋅鋁涂層。就底漆的防護(hù)性能而言， 熱噴鋅鋁涂層（含封閉）是優(yōu)于環(huán)氧富鋅底漆。根據(jù)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(huán)境。
 

 

　　之所以采用這樣的設(shè)計(jì)，是由于港珠澳大橋項(xiàng)目作為一個(gè)舉世矚目的國際工程，特別關(guān)注于HSE 體系。由于熱噴鋅鋁過程中， 會(huì)產(chǎn)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(zhǎng)期吸入金屬鋁粉或氧化鋁粉塵更會(huì)引起肺部病變，使工人受到“鋁肺”這種職業(yè)病的危害。所以在防護(hù)體系的底涂層選擇中，港珠澳大橋采用了“環(huán)氧富鋅底漆”來取代“熱噴鋅鋁”涂層。

 

　　為了執(zhí)行嚴(yán)格的HSE 標(biāo)準(zhǔn)，在涂料的性能要求上，港珠澳大橋也在國內(nèi)首次提出了針對(duì)性的要求。在橋梁涂裝工業(yè)漆應(yīng)用領(lǐng)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(yōu)點(diǎn)，在重防腐領(lǐng)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(fā)性有機(jī)化合物）造成環(huán)境的污染已成為全球關(guān)注的重點(diǎn)問題。而國內(nèi)涂料行業(yè)領(lǐng)域，除了在建筑涂料、木器涂料等少數(shù)領(lǐng)域之外， 對(duì)于工業(yè)漆的VOC,特別是橋梁領(lǐng)域用溶劑型涂料的VOC 指標(biāo)， 還沒有相應(yīng)的國家規(guī)范。