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杭州湾跨海大桥采用了哪些先进的防腐技术?
2016-05-30 14:07:11 作者:王元,王妮 来源:《腐蚀防护之友》

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  杭州湾大桥的设计寿命为100 年,作为世界第一海上长桥,防腐十分重要,其中钢管桩防腐方案尤其令人关注。


  大桥整体处于杭州湾人海口,环境非常恶劣,大桥的钢管桩及各种钢结构体面临严重的腐蚀威胁,因此大桥腐蚀防护与耐久性问题非常关键。防腐界经不断探索新的材料、新的涂层,在著名的“西气东输”管道工程经验指导下,经专家的反复研究讨论确定为:重防腐环氧粉末作为底层的三层防腐结构,从目前情况看是正确和科学的,并已初步体现出好的效果。

 

  杭州湾跨海大桥钢管桩防腐方案


  根据杭州湾跨海大桥所处地理位置及环境条件,钢管桩防腐方案为:水位变化区和水中区采用环氧粉末涂层+ 桩内填充混凝土方式。


  钢管桩承台以下约8m 范围采用加强型三层环氧粉末涂层( 涂层厚度≥ 800 微米),承台以下约42 米范围采用双层环氧粉末涂层( 涂层厚度≥ 600微米),泥下区钢管桩采用单层环氧粉末涂层( 涂层厚度≥ 300 微米),涂层外表面具有30 ~ 100 微米的粗糙度。通过在同一钢管桩上按照需要连续喷涂不同层数、不同性能涂层的先进工艺,使整根钢管桩具有抗海水腐蚀、抗泥沙冲刷、抗海生物附着、抗紫外线辐射等优点,同时确保了整体经济性。重防腐熔结环氧粉末涂料的优良特性体现在何处?杭州湾跨海大桥工程钢管桩防腐粉末涂料的分类,首先是砂纹单层重防腐环氧粉末涂料,其特性包括:具有极强的附着力和良好的柔韧性、抗弯曲性;无需底漆,涂敷方便,固化迅速,工作效率高,适合于流水作业;涂层坚韧耐磨,抗冲击。同时,能抵抗土壤的应力和减少运输及回填时的损伤;能在较大温度范围内起到保护作用并具有长效持久的防腐效果;具有优良的抗阴极剥离能力和化学稳定性能,耐水、耐油、耐酸、碱、盐;砂纹单层打完桩后增加钢管桩下沉阻力。它的使用区域为泥下区( 约21 ~ 38 米) 钢管桩采用单层环氧粉末涂层( 涂层厚度≥ 300 微米),涂层外表面具有30 ~ 100 微米的粗糙度。大桥双层环氧粉末涂料涂层则具有以下特性:作为双层环氧粉末涂层系统的外涂层,直接涂敷在提供防腐保护的单层( 底层) 上,该产品的设计将给底层在运输和管道铺设过程中,以最大限度的机械保护,并具有良好的防腐性能;优异的抗磨、耐冲刷、抗冲击性能,因而具有良好的保护能力,可有效防止钢管在运输及打桩过程中的碰损和擦伤;涂敷过程外层与底层交错进行,即在静电喷涂底层达到设计要求后即进行外层涂敷。在线形直管生产线涂敷作业时,应在底层涂层胶化前涂敷外层。底层涂层温度必须大于230℃以确保其层问附着力。其固化条件为230℃ /(1.5 ~ 3)min,胶化时间(GB/T6554-2003):外层230℃、8 ~ 12s;底层230℃、30 ~ 45s。用于承台以下约42 米范围,采用双层环氧粉末涂层( 涂层厚度≥ 600微米)。三层环氧粉末涂料涂层属面涂。专家介绍了它的特性:一是除具有单层、双层环氧粉末涂料涂层特性外,具有抵御大气中H2S、CO2、O2、酸、碱、盐、有机物等物质的化学腐蚀;二是三层涂层的最外层具有优异的耐候性,紫外线照射不粉化;三是三层涂层的最外层具有可复涂性。它用于钢管桩承台以下约8米范围,采用加强型三层环氧粉末涂层( 涂层厚度≥ 800 微米)。这种目前较先进的防护涂层,即单层、双层及三层重防腐环氧粉末涂料防腐结构相结合,可最大限度的保护杭州湾跨海大桥钢管桩,阻缓钢管桩腐蚀。

 

  其中防腐方面有几点关键创新技术:

 

  1、海洋环境下混凝土结构耐久性研究其创新点是:建立可靠的钢筋腐蚀电学参数和输出光功率变化判据;研制混凝土结构寿命的动态预报软件;制定大桥混凝土结构耐久性长期原体观测系统设计方案,并配合工程进度实施。这项技术将填补国内空白。


  2、大直径超长钢管桩设计、制造、防腐和施工成套技术


大桥钢管桩基础具有桩长、大直径、数量巨大的特点。桩长达89 米,桩径为1.5 米和1.6米,总计5474 根。通过近一年多钢管桩基础施工,进度快,质量好,证明这一选择是正确的。


  其创新点是:超长整桩预制;内外螺旋焊接;三层熔融环氧粉末涂装;埋弧自动焊工艺;大直径不等壁厚焊接;牺牲阳极阴极保护。

 

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