钢桥养护

　　钢桥养护（maintenanceofsteelbridge）为了保持钢梁经常处于良好状态，延长其使用寿命，适应铁路运输发展，对其进行的日常保养、维修和大修工作。钢桥养护包括：桥面养护、钢梁防锈、铆钉与高强度螺栓的检查和修理、焊缝裂纹的检查、杆件和损伤修理、钢梁加固及限界改善等。

　　桥面养护①清洁。经常清扫垃圾、煤渣，防止桥面积存雨水，冬季还要及时清除积雪，以防结冰。②消灭吊板。桥枕因机械磨损造成顶面下切，使钢轨与垫板或桥枕与垫板悬空形成上吊板，桥枕与上盖板间形成下吊板，这样会增加车轮对桥枕及钢梁的冲击以及行车摇晃。可采用垫不同类型的垫板消灭吊板，但也不可多垫，当吊板现象比较严重，则应进行桥面抄平，测出每根桥枕顶面的高程，选一个最合适的桥枕顶面高程找平。③木料涂油及腐朽损伤木料的更换。④桥上线路，轨距、水平、方向、高低应经常保持标准，特别注意两桥头引线接头部位，严禁线路爬行传到桥上。⑤连接零件，各种螺栓与钩螺栓等应经常检查、不应有松动、缺损、腐蚀等，钩螺栓一定要正确钩住纵梁（或主梁）上翼缘。

　　钢梁防锈钢材生锈是钢梁主要病害之一。它削弱钢梁构件断面，缩短钢料的使用寿命。钢材的生锈是由于铁和空气中的氧和水起化学作用而产生的；而在钢料受烟熏或遇到硫和盐类溶液时，更易生锈。防止钢梁锈蚀的方法很多，目前最广泛采用的方法是对钢梁保护涂装（在钢材表面喷涂油漆）。①检查。钢梁油漆损坏或失效表现为漆膜粉化露底、龟裂剥落、起泡及吐锈等。凡是漆膜表面色泽灰暗无光，不及四周光洁匀亮，用手指摩擦有粉沫沾手，或粗糙凹凸不平或局部表面有许多细纹脱皮、鼓包、生锈等都表示油漆失效。也可以在其表面喷少量的水作实验，如果水珠往下流淌，表明漆膜完好，如果很快地往里渗散，表明漆膜表层已经失效，渗水深度即失效厚度。②除锈。钢梁涂装前，对其表面进行清理。钢梁除锈及表面处理的目的在于去除尘埃、油垢、水、氧化皮、铁锈或旧的不坚固的漆膜，以增强新涂漆膜的附着力，提高油漆质量。任何氧化皮或铁锈的余痕将促使钢梁继续生锈。除锈可采用：手工除锈和溶剂擦洗（严禁使用腐蚀性物质清理钢梁表面），用粗细不同的钢丝刷、平铲、凿子或钢刮刀除锈；小型机械工具除锈，可使用风钻（或电钻）装上钢丝刷，或用小风铲除锈；喷砂清除，采用压缩空气将洁净干燥的石英砂粒通过专用喷嘴高速喷射钢板表面除锈。根据所使用涂料品种、施工方法和构件部位不同，涂装前对钢结构表面清理的清净度有不同要求。③油漆。油漆的种类很多，性能不同，钢梁上使用的油漆要求防锈性能和耐候性能良好。由于桥梁所处地区不同，同一桥梁不同部位要求也不一样。如纵梁上盖板油漆要求耐潮耐磨；顶上有公路而行驶蒸汽机车的钢桁梁顶部杆件的油漆必须耐酸耐潮，而桁梁两侧杆件的油漆要求主要是耐晒。参见钢桥油漆。

　　钢梁油漆分底漆和面漆两部分。底漆主要作用是防锈，面漆主要作用是防老化，底面漆相互为用，可使钢梁防锈耐久。要注意底漆、面漆的配套，发挥各自优点，要附着牢固，防止因使用底、面漆性质不合造成漆膜损坏。优良的底漆应能使钢铁表面钝化，有阻蚀作用或电化阴极保护作用，并对钢铁有良好的附着力，其表面易于附着面漆。优良的面漆耐候性必须良好不，不易粉化龟裂及耐晒，要使水和氧很难进入漆膜下与钢铁接触，特别部位要求耐碱、防震、耐高温高湿等。

　　经过除锈处理后的钢梁表面，特别是土盖板，现多用磷化处理、喷锌或铝，然后再涂底面漆来增强钢梁的防锈能力，效果较显著。

　　铁路钢梁可用的底漆为红丹酚醛底漆、红丹醇酸底漆、环氧富锌底漆；面漆为锌铝醇酸面漆、环氧云铁中间层。耐磨桥梁盖板采用聚氨酯防锈底漆和聚氨酯桥梁盖板面漆。该盖板涂装系列比红丹底漆与钢梁醇酸面漆配套的旧盖板面漆，耐磨性提高数倍。钢桥涂装防护效果，主要取决于涂装前表面处理，涂装用的涂料品种和涂装施工工艺。《铁路钢桥保护涂装》（TB1527—84）的部颁标准，对钢材表面处理、涂装、漆膜厚度和检验均做了详细规定。钢梁油漆的层数，一般为底漆两层，面漆两层，对某些易受侵蚀处宜多涂一二层面漆。油漆的品种不同，所使用的稀释剂也不相同，稀释剂一般在油漆过稠时使用。小面积的及局部维护性的钢结构涂装广泛采用手工涂刷，整孔钢梁重新涂装和大面积涂面漆则多采用喷涂（普通喷漆枪喷涂、高压无空气喷涂和静电喷涂）。钢梁上盖板喷锌是将锌丝熔融，用高压气体在钢料表面作细雾喷着，形成一被覆层。喷锌按施工熔融金属方法可分为电喷和气喷。涂装标准还对作业条件、气温、清理与油漆涂装时间间隔、两道油漆涂装的时间间隔等做了详细规定。

　　钢梁涂装发展简史自1890年英国采用红丹亚麻油涂装钢梁以来，钢梁涂装逐步形成较为完善的系统。国际上20世纪60年代以前，钢梁涂装主要采用红丹防锈底漆和醇酸类面漆，重涂周期一般5～7年。此后，由于桥梁逐渐大型化，在沿海地带架桥气候条件和工业污染加重，，兴起了研制重防蚀体系、高性能涂料（如氯化橡胶、环氧、聚氨酯等面漆与富锌底漆配套）和厚浆型涂料，通过加强表面处理和维修保养措施，一次涂装使用寿命可达15～20年。日本钢梁油漆综合寿命（在良好的维修状态下，最长的大修寿命）能达到50年，形成半永久性涂装。日本钢梁油漆大修周期之所以能达到50年，主要采取了：高档涂料多层厚涂；除锈彻底，工艺严格；制定标准，认真检查；分环境分部位采取不同涂装系列；严格涂装管理；应用相关系数和新的测试技术等措施。我国钢梁防锈涂装已有数十年历史，经历了两个阶段（粒状颜料和片状颜料阶段）将钢梁防锈效果由三四年提高到十几年，各地创造和积累了许多经验。如武汉长江大桥：在20世纪60年代，3年重途；70年代，7～8年重涂；80年代16年重涂。这些经验揭示了延长大修周期、采用半永久性涂装的可能性。

　　钢梁焊缝的检查和处理除桥梁制造时，严格焊缝检查外，还应在运营中特别注意焊缝及其附近母材的检查。①检查方法：目视法；铲除表面金属法；硝酸酒精侵蚀法；着色探伤法。②检查重点：对接焊缝；受拉或受反复应力杆件上焊缝及邻近焊缝热影响区的基材；杆件断面变化处焊缝；联结系节点处焊缝；加劲肋、横隔板入盖板处焊缝。③焊缝裂纹的处理：加强观测、监视，做好记录（位置、数量、大小及性质）直至采取必要的措施。根据裂纹严重程度，采取的临时措施有限制列车运行速度，限制过桥机型，限制大件运输等；整治措施有在裂纹的尖端钻孔防止裂纹发展，用高强度螺栓连接拼拉加固，抽换杆件或换梁等。裂纹一般不得补焊。

　　杆件损伤如有裂纹、脱层、弯曲扭歪、缺口、孔洞等毛病，要及时研究，并进行修理。

　　钢梁裂纹的检查和处理①检查主法:木槌敲击法(外包橡皮)；注意油漆表面的变化；在钢料上涂白铅油或滴油检查；用着色渗透液探伤；超声波探伤。②检查重点：钢料边缘、钉孔周围、铆钉松动处、焊缝有裂纹处附近母材；杆件断面变更处、削弱处、弯曲部分、应力集中部分；纵梁与横梁、主梁与横梁联结处；承受反复应力杆件的连结处；单剪铆钉处；经过烘烤、锤击、整直，特别是用电焊法修理加固过的地方；含磷过多、抗冲击韧性较差的钢料；焊接梁横向竖加劲肋上下端焊趾处；受拉杆件或部位对接焊缝处基材；平纵联、横联联结处焊缝附近基材等。③钢梁裂纹产生的原因及处理：除钢材本身不良外，钢材疲劳、结构细部不良占主要地位，焊接梁还包括制造加工、焊接质量问题。此外，养护不周，如钢梁锈蚀、线路不平顺、爬行严重、钢轨接头位置不当、轨缝过大、线路偏心、支座不平及桥枕有下吊板等，都会加大列车对钢梁的局部冲击而造成钢梁裂纹、焊缝开裂或螺栓松动。对钢梁裂纹的处理可参照上述焊缝裂纹的处理办法进行。

　　杆件弯曲及损伤杆件如有弯曲，则破坏了力的确正常传递，局部应力将增大，受压杆件会显著降低其承载能力，故应及时进行矫正和整治。杆件上有缺口或弹孔局部损伤，为防止这部分因断面削弱发生裂纹，也应对破损处进行处理加固。

　　中国过去对钢梁的养护和维修管理，偏重于钢材的防腐和结构的静力性能，对钢桥的疲劳剩余寿命问题缺乏合适的检查、评定方法。近年来，一些国家已把运营桥梁维修管理中的疲劳问题列为重点研究对象，以确保运输安全并尽可能延长结构的使用寿命。

　　京广线武汉长江桥（彩图插页第10页）铁路纵梁上盖板，因锈蚀特别严重必须更换。京广线运输十分繁忙，施工难度大。该桥更换纵梁上盖板施工工艺技术先进，仅在架空纵梁（或整孔转移架空纵梁结构）时封锁要点一次（40min），以后的作业（拆除架空范围内的护轮轨、护木；铲除铆钉、拆除纵梁旧盖板；喷砂、除锈；涂无机富锌漆；安装新盖板；安装、拧紧高强度螺栓等）均利用列车间隙（约10min）在桥上限速的条件下（30km/h）进行的。该法及架空装置（特制I60大工字钢）具有运输转移及施工简捷、安全，特别对运输生产干扰少的优点，为中国铁路特大桥钢梁大修提供了有益的经验。