跨海大桥钢桩的腐蚀特点及主要防护方法09012518.ppt

跨海大桥钢桩的腐蚀特点及主要 防护方法 梁敏 跨海大桥钢桩的腐蚀特点及主要 防护方法 梁敏 一 前言 跨海大桥用了数量巨大的钢桩，东海大桥使用钢桩5319根，杭州湾大桥钢管桩5800余根。大桥的设计寿命100a，因此，作为大桥基础构件的钢管桩，必须在建成以后能够使用寿命内安全服役。钢管桩处于恶劣的重海洋腐蚀环境，其腐蚀特点，尤其是其防护措施越来越受到人们的关注。 二 钢在海水腐蚀原理及影响因素 1 钢在海水中腐蚀以氧去极化腐蚀为主，腐蚀电化学反应如下： 阳极反应 Fe→Fe2+ + 2e 阴极反应 O2 + 2H2O + 4e→4OH- 钢在海水中的腐蚀速率是受阴极控制的，也即氧扩散控制。 2 影响因素：含氧量、盐度、温度、pH值、流速、海生物附着等 三 钢桩在海洋环境中的腐蚀特征 1.飞溅区 2.潮汐区 3.全浸区 ：浅海区 深海区 4.海泥区 钢材在海洋环境下抗电化学防腐性能是极其脆弱的，必须采取防腐措施才能达到设计使用年限的要求 。 表1 洋环境中钢材平均腐蚀速度 四 钢桩的防护方法 1 机械隔离 采用某种材料包覆在钢结构表面,使之与海水、氧气等产生腐蚀的物质隔离以达到防腐蚀的目的。 PTC新型包覆防蚀系统由四层紧密相连的保护层组成，即防蚀膏、防蚀带、聚乙烯泡沫和玻璃钢或者增强玻璃钢防蚀保护罩 。 四 钢桩的防护方法 四 钢桩的防护方法 2 金属喷涂隔离 该措施是采用火焰喷涂方法或电弧喷涂方法将熔融金属锌、铝或其合金喷射到处理后的钢结构表面，形成具有一定特性的金属涂层，金属涂层一方面对结构起到机械封闭作用，另一方面也起到局部牺牲阳极的保护作用。 四 钢桩的防护方法 3 阴极保护 是根据腐蚀微电池原理人为提高待保护材料电位来达到保护目的。阴极保护措施一般适用于水下部位，对水位变动区也有一定的保护作用。阴极保护手段分为牺牲阳极保护法和外加电流阴极保护法。 四 钢桩的防护方法 4 涂层防护 随着高分子材料的发展，推出了热熔结环氧粉末(FBE)涂层 ，此涂层能与阴极保护相容，不会产生阴极保护屏蔽，抗阴极剥离性好。近几年来，重腐蚀防护涂料发展得很快，对已有的FBE技术进行改进，如中科院开发的SEBF/SLF 重腐蚀防护技术 。 四 钢桩的防护方法 5 联合保护措施 不是仅用单一的某种防护措施，而是采用两种或以上的防护措施，以起到更好的防护效果。如杭州湾跨海大桥基础钢管桩长效重腐蚀防护技术，涂层加牺牲阳极联合保护，以优质长效涂层体系防护为主，牺牲阳极为辅的钢管桩整防腐蚀方案。 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 5.1 杭州跨海大桥钢桩防护 杭州湾跨海大桥钢管桩以优质长效涂层体系防护为主，牺牲阳极为辅，防腐蚀设计：热熔结环氧粉末（FBE）涂层＋牺牲阳极阴极保护＋腐蚀裕量4mm。选用高效铝合金牺牲阳极。考虑到钢管桩的管径较大，故采用组合形式镯型阳极 。 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 五 国内跨海大桥钢管桩防腐实例 5.2 东海大桥钢桩防护 东海大桥钢管桩采用牺牲阳极的阴极保护法+环氧重防护涂层十钢管桩富裕厚度+桩内混凝土填芯等防腐方案。上段钢管桩涂层选用725L-H53-9环氧重防蚀涂料 。牺牲阳极材料选用Al—Zn—In—Mg—Ti高效铝合金牺牲阳极。 六 结语 随着我国桥梁的迅速发展,钢管桩结构的应用会越来越广，因此更需加强钢管桩防腐的研究。在钢管桩的防腐方面,防腐层性能稳定,使用年限长,施工方便,价格较低的防腐材料的开发研制将是重点。 * 跨海大桥钢桩的腐蚀特点及主要 防护方法 图1 海水中的钢桩腐蚀分布图 图2 PTC构成示意图 表2 杭州湾跨海大桥防腐设计 安装牺牲阳极 * *