大跨度铁路悬索桥一般用于跨越河流、港湾、海峡和山谷。其腐蚀环境为乡村大气、城市大气和海洋大气环境，其腐蚀等级为C3、C4和C5-M。这些特大型重要工程的业主和管理部门一定希望提供尽可能长久的防腐寿命，专业工程师通常会将腐蚀环境提高一个等级选择设计配方。

按照2017年新版ISO 12944的概念指导，25年以上是最长的防腐配套设计寿命，桥梁设计者亦应遵循这一理念，现阶段最好不要再提出更长久的配套方案。这是因为钢结构涂层防腐寿命的制定是与既有工程应用的统计结果有关的。当然市场上有的防腐专业人士（含商家）可能会提出更长久的防腐设计，桥梁设计者应该加以甄别并让他们提供足够合理的证据。

以下按照规范推荐的长效防腐涂装体系，介绍钢梁结构各部位的油漆涂装基本要求和注意事项，供结构设计工程师们了解。

11.1.1.1 钢梁结构外表面（钢箱梁、钢板梁和钢桁杆件外表）

1）涂层体系

（1）表面处理：喷砂除锈不低于Sa2.5级。

（2）底漆：环氧富锌或无机富锌底漆80μm。

（3）中间漆：环氧云铁中间漆140～200μm。

（4）面漆：丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆80μm（高海拔和低纬度地区可选用氟碳或聚硅氧烷面漆）。

这只是个原则性的配套，并不具体，在桥梁设计中，工程师还应根据具体情况做进一步细化。

2）富锌底漆

防腐体系的名称专业上是以底漆命名的，可见底漆的重要。富锌底漆，顾名思义含锌量要高。中国化工行业标准《富锌底漆》（HG／T 3668—2009）规定无机富锌底漆的干膜金属锌含量不小于80%，环氧富锌底漆的干膜金属锌含量不小于70%。可以认为无机富锌底漆的防腐性能优于环氧富锌底漆。高含锌是为了获得对钢铁的阴极保护。美国军用标准《室外钢结构用锌粉底漆》（DODP-24648）设计了一个阴极保护试验，简单易行，是鉴别富锌底漆防腐性能的好方法。据防腐专家介绍含锌80%的底漆一般可以通过这个试验。是不是含锌量越高越好呢？应该说只要对钢铁有良好的阴极保护作用就合格了。对于悬索桥这样重要的钢结构，选用80%含锌量的富锌底漆是毋庸置疑的。

为了获得良好的防腐效果，靠近海边或跨越海湾（海峡）的钢梁应优先选用无机富锌底漆；远离海岸的钢桥既可以用无机富锌底漆也可以用环氧富锌底漆。若选用无机富锌底漆，最好在其表面加涂一道20μm的环氧封闭漆。

无机富锌底漆分为醇溶型和水性两种。醇溶无机富锌底漆的优点是在低温和潮湿的季节施工干燥速度较快，其缺点是在夏季和干燥的环境施工易发生干喷（涂层不成膜）。水性无机富锌涂料的优缺点刚好与醇溶型相反，夏季和干燥环境施工容易，冬季和潮湿环境干燥慢（复涂时间需要24 h）。这是值得喷涂作业人员必须掌握的技术要领，常有施工反馈说水性涂装问题等多源于类似工艺细节不到位甚至互相混淆所致。

当今社会越来越重视环境保护和劳动健康保护。水性无机富锌涂料是理想的环保涂料，其VOC（挥发性有机物）含量为零。它不像醇溶无机富锌底漆和环氧富锌底漆那样含有大量的有机溶剂。这些溶剂挥发到大气中污染环境，回收溶剂又消耗相当的费用及电力。由于不含溶剂，使用水性无机富锌涂料就不存在火灾隐患和对人体的伤害。大跨度铁路悬索桥更加注重质量和耐久，所以钢主梁防腐底漆尽可能选用性能优良的水性无机富锌涂料。

随着社会发展，水性环氧富锌底漆也已经出现。但目前来看，质量稳定性不好，施工难以把控，而且价格过高，还不具备推广应用的条件。

3）中间漆

中间漆在防腐中起增加厚度、隔绝空气和水分的作用。它与底漆和面漆有良好的配套性。

环氧云铁中间漆经常与环氧厚浆漆混用。其实这两种漆是有区别的，前者云母氧化铁含量较高、封闭性较好，适用于对防腐质量要求高的悬索桥钢结构。

4）面漆

面漆的作用是耐候（耐紫外线）、隔离水分及满足外观装饰。钢桥防腐追求的是钢桥长期不生锈而不仅仅是高耐候性、高装饰性。丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆适用于绝大部分的大气环境，在平原及丘陵地区其涂层10年的粉化深度不超过5μm，而面漆厚度为80μm，是足够在防腐寿命中消耗的。这种面漆价格适中、技术成熟、质量稳定，对绝大多数土木结构工程物适合选用。

氟碳和聚硅氧烷面漆耐候性和装饰性理论上优于丙烯酸脂肪族聚氨酯面漆，但它们并不能延长钢桥的防腐寿命。由于价格偏高（聚硅氧烷面漆价格最高），复涂性能较差且氟碳面漆固体含量低，环保性能更差。故这两种面漆应该限制在高原及低纬度地区使用。

城市桥梁的装饰性要求比较高，氟碳面漆或聚硅氧烷面漆的高装饰性却不一定能体现出来。空气中的灰尘、汽车尾气、餐饮排放的油烟、工业废气等都会附着在涂层表面。这两种面漆具备的“自洁性能”实际上难以实现。

11.1.1.2 钢梁结构内表面

1）钢箱梁封闭环境内表面（配除湿机）

（1）表面处理：喷砂除锈等级Sa2.0级。

（2）底漆：环氧铁红底漆或环氧云铁防锈漆40μm。

（3）面漆：浅色环氧厚浆漆2×80μm。

2）钢箱梁封闭环境内表面（不配除湿机）和非封闭环境内表面

（1）表面处理：喷砂除锈等级Sa2.5级。

（2）底漆：环氧富锌或无机富锌底漆60μm。

（3）面漆：浅色环氧厚浆漆2×100μm。

11.1.1.3 钢桁梁口形杆件内表面

按照《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》，钢桁梁口形杆件内表面要涂沥青漆240μm。由于口形杆件内部空间狭小，沥青漆味道浓烈，且后钢板腐蚀余量大，钢桥制造时经常不涂装直接封堵两端隔板。在干燥的空气环境中，直接封两端隔板是可行的。在潮湿的环境中，这种做法就显不妥。合理的办法是在两端隔板留孔，能伸进一个胶管即可，一端抽气另一端泵入干燥空气，充满干燥空气后再最终封端。

11.1.1.4 钢梁结构顶面（与混凝土或环氧沥青结合面）

（1）表面处理：喷砂除锈等级Sa2.5级。

（2）底漆：无机富锌底漆2×50μm。

虽然钢桥防腐标准允许采用环氧富锌底漆，考虑无机富锌底漆天然的耐高温能力，选择无机富锌底漆更合理。目前工程中发现很多悬索桥箱梁顶面的底漆在桥梁合龙后，现场喷砂后涂装，以适应与环氧沥青的结合。这种工序安排既增加了钢梁制造单位的成本，也增加了桥面施工组织难度。

水性无机富锌涂层可以在工厂一次涂装完毕，仅需桥梁合龙后补焊缝。从工厂涂装到现场合龙，一般经过几个月或更长时间。该涂层经过日晒雨淋，强度增长到较高水平，拉开法附着力不小于5 MPa，完全满足环氧沥青桥面对附着强度的要求和施工高温作业要求。同时，水性无机富锌涂层的耐磨性能好，对桥面施工设备、机具、人员和材料磨损的耐受性较好。(www.daowen.com)

11.1.1.5 高强螺栓连接面（抗滑移面）

（1）表面处理：喷砂除锈等级不小于Sa2.5级。

（2）单层涂装：无机富锌防锈防滑涂料2×50μm。

铁路钢桁梁杆件普遍采用高强螺栓连接。以前有些制造工厂用热喷铝层作为螺栓拼接板的抗滑移面，以保证较高的抗滑移系数。但是喷铝摩擦面在存梁、运输、安装等过程中经常会生锈。摩擦面生锈后抗滑移系数虽然仍可满足设计受力要求，但其防锈效果其实已经丧失。如果带锈拼接安装，节点板夹层内的锈蚀会逐年加重，铁锈体积膨胀可引起高强螺栓轴力增加，也是引发钢桁梁部分高强螺栓断裂的原因。

近些年随着产品质量意识增加，一旦发现节点板锈蚀，业主和监理会要求制造厂返工，若在桥位处对节点板重新喷砂除锈重新喷铝，不仅劳民伤财耽误工期，还损失信誉。所以多数钢桥制造厂越来越接受使用无机富锌防锈防滑涂料作为摩擦面。

与防腐底漆一样，无机富锌防锈防滑涂料也分为醇溶型和水性两种。作为防锈防滑涂料时，《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》及《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》均限定其干膜金属锌含量不低于70%，盐雾试验也随之降低至500 h。这样其涂层的防锈能力无疑是较低的。水性无机富锌防锈防滑涂料的金属锌含量不小于80%，盐雾试验指标为1 000 h，其防锈能力与高性能防腐底漆一致。因此除非冬季和潮湿季节抢工期，否则都应该选用水性无机富锌防锈防滑涂料。

从高强螺栓施拧开始至节点板密封完毕这段时间是可能下雨的，即使不下雨在潮湿天气作业也是常态。潮湿的空气甚至水分不可避免地存在于板缝中。为了提高节点板的防腐可靠性，应在密封前向板缝中充入干燥的压缩空气，或向板缝中灌注环氧封闭漆。

11.1.1.6 涂装作业

按照铁路钢桥保护涂装及涂料的相关规定，钢结构制造厂应完成钢梁构件全部底漆（中间漆）和第一道面漆的车间涂装，即两道面漆工厂完成一道、工地一道或仅留局部在工地补涂，为保证涂装质量创造前提条件。

按照涂装作业环境要求，全部钢桥防腐用油漆（涂料）严禁在气温5℃以下及相对湿度85%以上施涂。雨雪天、雾天或风沙场合禁止暴露施工。

对地处恶劣海洋环境的大型跨海铁路桥梁，根据钢梁的结构特点，通常要采用大节段整体制造和架设，简支钢桁梁桥甚至采用整孔制造、整体架设，这样就建议两道面漆均在工厂涂装完成，仅对拼接点和起吊点结构局部进行现场涂装。要求钢梁节段在运输和吊装过程中采取特殊措施，尽可能减少对涂层的损伤和表面污染；对于主梁连接和拼接点，应局部搭设防风棚，改善现场施工作业条件，内部创造相应的温度和湿度小环境，确保按照涂装体系的技术和工艺要求完成现场涂装。

11.1.1.7 防护涂装对钢梁结构设计细节的建议

钢箱梁内表面喷砂处理时，每天堆积在箱内的钢砂约100 t，人工清砂耗费大量工时；采用吸砂机清砂，消耗大量电力且设备故障较多。希望设计师在不影响结构受力的条件下，每隔10 m左右在钢箱梁底板开一个直径为20 cm或30 cm的输砂孔。此圆孔在梁段出厂前焊接封闭。

钢桁梁杆件外表面板材形成的棱角是油漆涂层双向交接的部位，其质量和厚度最难保证，也是工程使用中最先被腐蚀开裂的位置，设计图纸应注意要求工厂在喷砂除锈前对所有棱角进行倒圆打磨处理。

在梁体两端和结构交叉部位，也应从设计上注意避免形成积水和存水的角落。

11.1.1.8 钢梁制造过程中的钢板车间底漆问题

钢桥在车间制造之前，有些工厂通常会对钢板进行预处理，作为临时保护措施，一般情况下的具体实施方式多为对钢板进行抛丸并喷涂约20μm厚的无机硅酸锌车间底漆，以保证钢桥在分段制造过程中不产生严重锈蚀。

这样的预处理工序是从船舶制造工艺中逐渐演变而来的。船舶制造场地一般在海边（江边），而且分段制造周期长，在最终涂装前，大型船体可能较长时间暴露在严酷的腐蚀环境下，特别是在海洋气候环境下，如果不做预处理，钢结构会发生严重的腐蚀以至于造成板厚损失。

相对于船舶制造，桥梁分段的制造时间较短，车间环境条件较好，分段涂装前钢板在暴露环境下的时间通常约60 d，不做预处理是可行的。

设计者在进行钢结构防腐蚀体系设计时，可考虑不将钢材预处理作为强制性要求写入设计文件。可将其作为工艺设计的一部分，交由钢梁制造方视具体情况决定。

《铁路钢桥保护涂装及涂料供货技术条件》对预处理没有特别要求，所有构件均在限定的钢梁制造车间内完成。对最终防腐质量而言，若在制造周期相对较短且采用高表面处理等级要求的金属喷涂及富锌底漆防腐体系下，进行预处理不一定比不进行预处理更好。因为预处理常用的车间底漆含锌量非常低，不具备阴极保护作用，如果正式涂装时不做二次喷砂，彻底清除车间底漆，就直接在车间底漆上涂富锌底漆，反而达不到预期的防腐蚀效果。

《公路桥梁钢结构防腐涂装技术条件》要求，一般情况下需要对钢板进行预处理。这是基于公路钢桥多以钢箱梁和临时场地制造为主的考虑，钢箱梁的防腐面积75%在箱内，良好的预处理对于将来设置除湿机的箱梁内表面或可以避免在封闭空间的二次喷砂除锈，从而节省一些制造成本，这时对车间底漆的质量就要做出相应的要求。

11.1.1.9 钢梁构件涂装前的表面处理

涂装中最重要的是钢构件表面处理质量，有研究表明，涂层质量的影响因素中，材质表面处理质量所占比例达到40%～50%之多，业界所谓“三分油漆，七分涂装”也强调了表面处理在涂装中的作用，这恰恰是目前工程制造过程中普遍不被重视的问题。

根据国标《涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定》（GB／T 8923—2011）对除锈等级的描述，钢结构表面除锈有如下方法和等级标准。

1）喷射或抛射除锈

喷射或抛射除锈以字母“Sa”表示，共有四个除锈等级：

Sa1：轻度的喷射或抛射除锈。在不放大的情况下，表面应无可见的油脂和污物，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。

Sa2：彻底的喷射或抛射除锈。在不放大的情况下，表面应无可见的油脂和污物，并且几乎没有氧化皮、铁锈、涂层和外来杂质，其残留物应该是附着牢固的。

Sa2.5：非常彻底的喷射或抛射除锈。在不放大的情况下，表面应无可见的油脂、污垢、氧化皮、铁锈、涂层和外来杂质，任何污染物的残留痕迹应仅是点状或条纹状的轻微色斑。

Sa3：钢材表面外观洁净的喷射或抛射除锈。在不放大的情况下，表面应无可见的油脂、污物、氧化皮、铁锈、涂层和外来杂质，该表面应具有均匀的金属色泽。

2）手工和动力工具除锈

手工和动力工具除锈以字母“St”表示，它有两个除锈等级：

St2：彻底的手工和动力工具除锈。在不放大的情况下，表面应无可见的油脂和污物，并且没有附着不牢的氧化皮、铁锈、涂层和外来杂质。

St3：同St2，但更为彻底，表面应具有底材的金属光泽。

3）火焰清理

手持火焰清理：在不放大的情况下，表面应无可见的油脂、污物、氧化皮、铁锈、涂层和外来杂质，任何残留痕迹应仅为表面变色。

在这些表面处理之后，要求尽快完成底漆涂装，即表面处理具有时效性：通常在车间环境湿度达到30%时，最长也不得超过4 h；湿度若在50%时，则必须在1 h内完成涂装；否则需要重新除锈，才能保证涂装质量。