象山港公路大桥钢管桩耐久性研究

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1、象山港公路大桥钢管桩耐久性研究-象山港公路大桥钢管桩耐久性研究报告摘要：象山港公路大桥建成后，宁波到象山的车程由原来的130公里缩短到50公里，凸显象山港沿湾区位优势，促进海洋经济发展。象山港公路大桥工程规模大，施工难度高，钢管桩大量使用，费用高。因此设计安全、可靠、经济、合理、技术先进的防腐蚀体系，有效地全面控制钢管桩的腐蚀，对延长工程寿命和节能减材具有重要和现实意义。为了对防腐蚀体系进行系统的论证，本文特设计了3组试验进行了研究：实验一：目前关于镁基阳极，铝基阳极，锌基阳极的电化学性能研究工作虽然较多，但进行性能效果的比较较少。通过对在阴阳极表面积

2、、溶液成分相同下，三种不同的牺牲阳极材料对钢筋的保护性能的对比实验，计算其腐蚀速率和阳极损失质量，来比较这三种不同阳极材料对钢筋的保护效能。得出以下结论：1）镁基保护电流最大，呈下降趋势，锌基次之，铝基最小，但后两者电流稳定，变化幅度小；2）镁基质量损失最快，约是铝基的61倍，锌基的15倍。3）镁基对钢筋的保护效果最好，几乎不腐蚀，锌基次之，铝基最小，腐蚀较严重。实验二：目前国内钢管桩牺牲阳极块材料、规格型号主要依据单根钢管桩的保护面积和保护电流来确定，而由牺牲阳极寿命公式确定阳极数量与阳极块更换时间。而对于按钢管桩保护电位来设计阳极块安装位置和阳极块

3、尺寸的研究较少。本实验采用不同大小的镁基阳极块对钢筋的腐蚀速率，阳极的有效保护面积进行研究，得出结论：1）镁基阳极大小，形状相同，钢管桩越长，保护电位越低。2）镁基阳极在海水中电位的变化，是其固有属性，与面积，钢管桩长度等无关。象山港公路大桥钢管桩耐久性研究-3）镁基阳极电位越负，阳极面积越大，可以保护的有效面积就越大，保护效果也越好。实验三：钢管桩涂层的施工，运输，及安装过程中，经常会由于各种原因，造成点蚀，缝隙腐蚀、空泡腐蚀、磨蚀等缺陷，这些腐蚀的存在会降低涂层的使用寿命，更有甚者会加速钢管桩的局部腐蚀，严重缩短钢管桩的寿命。该实验对重防腐熔结环氧

4、粉末和美国阿科珑公司所生产的环氧沥青漆的点蚀现象进行加速实验，得出环氧沥青漆优于重防腐熔结环氧粉末，具有较小的点蚀孔深和孔径。随着时间，腐蚀会向内延伸，直到钢片击穿。本文对今后海工环境下的桥梁，码头等钢管桩的防腐蚀方案选择，防腐设计，具有一定的借鉴和指导作用。关键词：象山港公路大桥，钢管桩，防腐蚀，耐久性象山港公路大桥钢管桩耐久性研究-目次1绪论11.1项目研究背景和意义11.2象山港公路大桥工程21.2.1工程概况21.2.2工程环境21.2.3防腐设计31.2.4工程意义31.3国内外研究现状及趋势31.3.1防腐涂料41.3.2牺牲阳极42项目研

5、究概况52.1研究内容52.2研究方法52.3项目的特色与创新点62.3.1特色62.3.2创新点63第三章试验材料和方法73.1实验材料73.2实验材料制作73.3试验方法84实验结果与讨论144.1牺牲阳极腐蚀电流的影响144.2牺牲阳极质量损失154.3保护钢筋长度对钢材的影响164.4熔洁环氧涂层与环氧沥青漆涂层对钢材的影响235项目总结25参考文献26象山港公路大桥钢管桩耐久性研究-1绪论1.1项目研究背景和意义作为海洋基础工程的主要桩型，钢管桩因耐打性好，水平承载力大，施工方便，重量轻，刚性好，便于装卸运输等优点[[]沈保汉.桩基础施工技术

6、讲座[J].施工技术,2001,30(9):45.]，在象山港公路大桥工程中被广泛使用。但钢管桩造价高，易腐蚀，又桩基大部分在下部结构，维护困难，难更换，降低了桥梁的使用寿命。钢管桩的腐蚀不仅严重影响桥梁、码头等海洋工程的安全使用，而且会造成资源和能源的浪费及经济的损失。据估计，全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备约为年产量的30%，每90s就有1t钢被腐蚀成铁锈[[]JavaherdashtiR.HowcorrosionAffectsIndustryandLife[J].Anti-corrosionMethodsandMateriais,2000,47(1

7、):30-34.]。据统计，美国每年因金属腐蚀而造成的经济损失约占国民生产总值的4.2%，达2760亿美元。在中国，每年为腐蚀支出的直接费用已达2000亿元以上。如果考虑间接损失，这一数值估计将超过5000亿元，约占国民生产总值的5%，相当于每年平均一个国民需支付500元的腐蚀费用[[]柯伟.中国腐蚀调查报告.北京:化学工业出版社,2003.]。这对能源和资源来说是极大的浪费。目前，我国正处于城市化加速的进程中，每年用于基础设施建设的费用高达2万亿元以上[[]聂向晖,张红,杜翠微等.金属材料腐蚀检(监)测常用方法概述[J].装备环境工程,2007,(0

8、3).]。照此来看，约30-50年后，这些工程也将进入维修期，所需的维修费用和重建费用将更为巨