自錨式懸索橋錨固部件腐蝕維修新方法

葉明坤 寧東濤 韋謀超 何廣

自錨式懸索橋錨固部件是終身不可更換受力構件。施工期間雨水積集，運營期間潮濕空氣進入錨室，引發錨固部件腐蝕；錨固部件由于結構復雜、形狀各異，空間狹小，因此腐蝕檢查困難，維護空間小，操作不便；在錨固部件腐蝕維護中充分利用鋼結構氧化聚合型包覆防腐蝕技術長效性和施工便捷性，可達到長效防腐的目的，明顯減少維護工作量，有效并降低腐蝕風險。

一、概述

主纜被喻為懸索橋的生命線，是不可更換永久性承受橋梁重量的關鍵受力構件，因此特別受到設計、建設與管養的重視；主纜由高強鍍鋅鋼絲組成，表面采取綜合防腐蝕措施；然而在散索股、錨具等與主纜串聯的錨固關鍵部位，一般只采用油漆作防腐蝕措施甚至是裸露的。

1.錨固部件結構特點

散索股、錨具、螺母、錨杯等組成錨固部件，其形狀各異，結構復雜；表面加工有螺紋、安裝配合需要的孔等，相互配合組裝在一起后，形成了不同材質、防腐工藝措施的組合體；并且存在較多的縫隙、邊緣和棱角。

2.錨固部件腐蝕的主要成因

（1）施工原因

主纜架設施工過程時間較長，露天作業方式造成雨水不可避免會浸入主纜鋼絲內部，并沿主纜向下流入預埋管內，最后這些水集積在預埋管內部，形成了錨固部件的先天腐蝕條件。

（2）運營原因

熱脹冷縮使錨室空間與外部的空氣交換，并帶入潮濕空氣，水分凝聚在鋼結構表面，創造了腐蝕條件；錨室結構滲漏水，又增加了腐蝕機會。

（3）結構原因

由于結構需要，散索股需要穿過封閉的橋梁梁端及預埋管后用錨具鎖固，這就形成了一段由預埋鋼管、散索股、內錨面組成的隱蔽構造，這一構造空間十分狹小，不方便檢查。通常手段無法檢測，給防腐蝕施工、后期檢查、維護等工作帶來諸多不便，這是錨固系統檢查的盲點，也是腐蝕病害的隱患點。

二、自錨式懸索橋錨固部件腐蝕典型病害

西南某省一座自錨式懸索橋2007年建成通車，之后錨室內加裝了除濕機，2017年檢查時發現錨室內存在較多積水，內錨面結構腐蝕，后錨面錨具腐蝕，銹斑厚度達2mm，黃色銹水從結構間隙滲出等病害現象。

三、腐蝕原因分析

錨固部件安裝在封閉的錨室內，錨室滲水、溫差等原因，造成內部濕度大，錨固部件表面凹凸不平，極易積集灰塵、水、潮氣、鹽分等腐蝕性介質，橋梁運營環境惡劣，最終誘發腐蝕。行業標準JT/T694《懸索橋主纜系統防腐涂裝技術條件》中推薦采用油漆防腐措施，在錨固部件工程應用實踐表明，其防腐蝕效果并不理想，往往使用10年左右即發現較嚴重的腐蝕病害，遠遠達不到橋梁設計壽命100年的目標。

錨固部件發生電化學腐蝕的同時，還可能伴隨著縫隙腐蝕、應力腐蝕，因此腐蝕速度更快，腐蝕不確定性更大。縫隙腐蝕是發生在兩個連接物之間的縫隙處腐蝕，金屬連接間的縫隙，以及金屬表面上的沉積物和金屬表面之間構成的縫隙。錨固部件中的拉桿穿過連接器、錨頭的孔隙、螺桿與螺母間存在著無法改變和消除的縫隙，水、灰塵等進入這些縫隙中，形成縫隙防腐。應力腐蝕是指在拉應力作用下，金屬在腐蝕介質中引起的破壞，散索股、拉桿等部件運營時有較大的拉應力，腐蝕介質的存在為應力腐蝕創造了條件。

四、自錨式懸索橋錨固系統腐蝕維護的可行性方案比較與選型

1.油漆防腐可行分析

鋼結構油漆涂層的使用壽命一般為10～20年，更差的甚至5年就出現較嚴重腐蝕現象；其壽命受到涂漆前鋼結構表面處理質量影響，需要將鋼結構表處理到Sa2.5的要求，并且表面粗糙度不大于60um才能達到要求；錨固部件特點和空間條件，要達到這要求是極其困難的，費用也是極其高昂的。形狀復雜的鋼結構腐蝕銹后油漆維修，壽命往往是一次不如一次，常常看到涂層完好，而涂層內部腐蝕繼續發生，究其原因就是由于涂漆時表面處理達不到要求；新的涂層將已失效的涂層、水、灰塵等腐蝕介質包裹在里面，造成內部的腐蝕介質豐富，腐蝕繼續產生

2.金屬噴涂防腐可行分析

金屬噴涂具有防腐效果好壽命長的優點，但同樣需要涂層與鋼結構的附著良好才能達到防腐效果，噴涂前也需要將鋼結構表面噴砂處理到Sa2.5以上的質量要求，錨固部件特點和空間條件同樣難以達到要求，因此金屬噴涂難以湊效。

3.鋼結構氧化聚合型包覆防腐蝕技術可行性分析

產品主要由防蝕膏、防蝕帶及外防護劑三層配套體系組成；防蝕膏有鐵銹轉化因子，可將鐵銹轉化為性能穩定結構致密的螯合物，螯合物本身就是腐蝕保護層；因此可帶銹施工。防蝕帶是在柔軟織物浸積特殊調制防蝕材，具有良好的隔離與屏蔽功能，并具備400N/m的粘接力，施工后，粘貼在金屬結構表面的一側，永久保持為非固化、柔軟的彈性狀態，從而達到最佳的隔離封閉效果。外防護劑涂刷在防蝕帶表面，與空氣接觸后，在較短時間內氧化聚合成一種堅韌的皮膜，具有耐候、密封性能，有效防止紫外線照射老化和腐蝕介質進入，形成完整的保護膜。該技術具有化學防腐、阻銹除銹、銹轉化功能，實現自我防腐；水置換效應，阻水、憎水，腐蝕介質捕集效應，實現化學隔離；形成致密膜結構，實現物理隔離；是防腐、除銹并重的長效防腐蝕技術。

本技術特別適用于結構復雜、形狀各異、環境濕度大、維護不方便的、具有振動或彎曲變形的鋼結構防腐。該技術已廣泛應用于LNG、建筑、石化、電力、碼頭、大型設備等行業中，取得了優異的防腐效果。

綜上所述經比較認為，本技術適用于已產生腐蝕的鋼結構維護，并具有可帶銹施工及施工便捷的優勢，因此本橋采用該技術來維護。

五、錨固部件腐蝕維護方案設計及施工工藝

1.維護方案設計

首先清除結構表面的灰塵，浮銹，起泡、起皮、脫落的污物或油漆層，然后涂抹防蝕膏厚250～300um；表面粘貼或纏包防蝕帶，50%搭接；最后涂外防護劑二道，第二道應在第一道表干后再涂，總用量為300g/m2。

2.維護施工工藝

分三段施工，散索股上段成喇叭形，作為一個整體來施工；下段各散索股單獨施工。

首先，用工業內窺鏡檢查預埋管內部，查看是否有積水。如果有積水現象，先排水，然后用不高于70℃熱空氣烘干，保證無水后灌入防蝕膏，充分利用防蝕膏的銹蝕轉化功能、密封隔離、防腐功能，灌注防蝕膏后，索股與水、氣不能接觸，達到防腐的目的，這是一種自錨式懸索橋散索股防腐維護的全新方法，對于已發現腐蝕現象的錨固部件，采用本方法簡單、易行，防腐蝕可靠。

其次施工下段各索股，直到無法展開施工為止；最后將余下的部分作用為一個整體來施工，各索股間填入防蝕帶后整體纏包即完成施工。

六、小結

本工程經過對比與優選，采用鋼結構氧化聚合型包覆防腐蝕技術作為錨固部件的腐蝕維護，可達到有銹除銹，無銹防銹的作用與目的。該技術在眾多領域的工程應用實踐表明，具有成熟技術、防腐效果顯著，耐候性、耐老化性能突出，防腐壽命長；表面處理要求低，可帶銹施工；附著性和柔韌性好，位移追隨性、拉伸性能好，振動不開裂不脫落；綠色環保，無味無毒無污染；施工便捷，后期需要維護少等優點。

鋼結構氧化聚合型包覆防腐蝕技術在已產生腐蝕的自錨式懸索橋錨固部件的成功應用，可供同行參考。