1 大橋所處的腐蝕環境

 

    杭州灣跨海大橋北起浙江海鹽縣境內鄭家埭，向南跨乍浦港規劃港池、北航道、南航道、經南岸灘涂區，跨慈溪十塘，經九塘、八塘后到達大橋終點慈溪境內的水路灣，全長36km，其中橋梁長35.673km，為當今世界上最長的跨海大橋。大橋設計使用年限100年，主體結構除南、北航道橋為鋼箱梁外，其余均為混凝土結構。工程所處的杭州灣是世界三大強潮海灣之一，風浪大，潮差高，海流急。海水實測Cl- 含量在5.54~15.91g/L之間，為pH 值大于8 的弱堿性Cl-Na 型咸水。受潮汐和地形影響，海潮流速較大，平均最大流速在3m/s 以上。海水含砂量較大，實測含砂量為0.041~ 9.605kg/m3。

    Cl-的腐蝕是影響當地混凝土結構耐久性的主導因素。大橋附近的某港口10 萬噸級礦石中轉碼頭，建成時是全優工程，使用僅11 年后就因Cl- 侵蝕而導致鋼筋銹蝕，樁帽、水平撐普遍順筋脹裂，某些部位厚4~5cm的混凝土保護層內水溶性Cl- 含量達0.8% 左右。

    表1是杭州灣大橋各部位所處的腐蝕環境和腐蝕行為。

    2 大橋采取的綜合腐蝕控制措施

    為了使大橋達到100年的設計壽命，大橋工程部根據大橋所處環境和腐蝕特點，采取了十多種防腐蝕產品技術和腐蝕監測方法，分別為：海工混凝土（耐腐蝕混凝土）、高強耐海水腐蝕鋼、襯板、塑料波紋管、耐腐蝕鋼筋、鋼筋阻銹劑、熱熔結環氧粉末（FBE）涂層、犧牲陽極陰極保護、外加電流陰極防護、金屬噴涂、防腐蝕涂層、達克羅、除濕系統、滲透性控制模板、腐蝕監測體系、現場暴露試驗站等。大橋主要部位的防腐蝕措施和產品主要有：

    （1）所有混凝土結構均采用海工混凝土（耐腐蝕混凝土）；

    （2） 混凝土箱梁：全預應力結構＋耐腐蝕PE管成孔；

    （3）鋼箱梁：金屬噴涂＋防腐蝕涂層＋除濕機；

    （4）承臺、墩座、墩身、索塔：海工混凝土＋耐腐蝕鋼筋＋鋼筋阻銹劑＋防腐蝕涂層＋滲透性控制模板（部分橋墩）＋外加電流陰極保護（承臺、塔座和下塔柱）；

    （5）鋼管樁：熱熔結環氧粉末（FBE）涂層＋犧牲陽極陰極保護＋腐蝕裕量4mm；

    （6）鋼索：鋼絲鍍鋅外加熱擠塑高密度聚乙烯（PE）護套和發泡塑料填充。

    （7）球型支座：高強耐海水腐蝕鋼＋金屬噴涂＋重防腐涂層＋不銹鋼板包覆＋油布防塵。

    具體防腐蝕措施詳見附件。

    3 評析

    （1）杭州灣跨海大橋的建設單位從大橋全壽命時間內考慮建設和維護成本，通過將多種腐蝕控制措施聯合應用，提高了大橋的耐久性，并降低了大橋整個壽命期內的總成本。這在我國大型工程上是具有突破性意義的。

    （2）大橋的防腐蝕工程在招投標、理念、技術等幾個方面都有突破。在招投標上，一改由施工單位或承包單位對防腐蝕工程進行設計和招標的方式，改由建設單位直接招標，使大橋的腐蝕控制措施更全面、合理；在防腐蝕理念上，由被動防腐蝕改為主動監測，主動控制腐蝕，建立了耐久性動態無損監測和評估系統以及耐久性暴露試驗站，對混凝土結構的腐蝕狀況進行跟蹤，對防腐蝕實際效果進行驗證和參數校核，同時為后續工程和制訂規范提供經驗和數據；在技術上，所有混凝土全部采用低水膠比雙摻耐腐蝕混凝土（用量超過210 萬噸），大規模使用環氧鋼筋和鍍鋅鋼筋等耐腐蝕鋼筋，按混凝土氯離子擴散系數快速非穩態電遷移實驗方法來規定混凝土抗氯離子滲透性，計算各結構部位的最小保護層厚度，在我國首次將外加電流陰極防護技術應用到混凝土結構上，首次將三層熱熔結環氧粉末涂層應用于鋼管樁工程。

    （3） 杭州灣大橋是我國首個應用陰極防護技術的鋼筋混凝土結構，使用面積7090.8m2。陰極保護技術作為防止Cl- 腐蝕的最有效措施，在國外的大型鋼筋混凝土結構中已得到廣泛使用，如悉尼歌劇院、珍珠港海軍基地、東京ohi 港等都使用了該技術，而比陰極保護技術成本更低的陰極防護技術，自1990年首次應用之后，到1999年已經被全世界超過130萬平方米的海工結構上采用。國內的陰極保護技術還主要用于石油、化工等少數幾個領域，亟需推廣，尤其在海工結構和我國北方已遭受“鹽害”威脅的橋梁中應廣泛應用。

    （4）由于斜拉橋的鋼梁和索塔在服役過程中基本上不可能更換，而鋼索則更換費用高昂且技術難度大，需要中斷交通，因此斜拉橋腐蝕控制的重點是鋼箱梁、斜拉索和索塔。如2001 年11 月宜賓南門大橋局部垮塌事故和1995年5月廣州海印橋鋼索斷裂事故，都是由于鋼索腐蝕所致，發生事故時兩橋投入使用均未滿10年。杭州灣大橋對作為橋梁主體結構的鋼箱梁和索塔的耐久性非常重視，綜合采用了多種腐蝕控制措施。對斜拉索，由于設計時就計劃在使用30 年后進行更換，因此僅采用了單根鋼絲鍍鋅外加熱擠塑高密度聚乙烯（PE）護套和發泡塑料填充的方法，具體保護效果可能還需在使用中進行觀察。

    （5）工程中所采用的標準反映出我國相關防腐蝕標準的不足和缺失，如外加電流陰極防護標準采用歐洲標準《混凝土中鋼筋的陰極保護》（EN 12696-2000），熔結環氧粉末涂層標準采用加拿大國家標準《鋼管外熔結環氧涂層》（CAN/CSA-Z 245.20-M92）及我國的石油行業標準《鋼質管道熔結環氧粉末外涂層技術標準》（SY/T 0315-97）等。防腐蝕行業標準還需不斷完善和改進。

    （6）施工過程中的一些問題反映出我們的防腐蝕施工有待進一步精細化。如在耐腐蝕鋼筋的運輸和施工過程中破壞了表面涂層，影響了鋼筋的耐腐蝕性能；又如施工后對承臺底板與鋼管樁間的絕緣情況進行抽檢，發    現13個被抽檢鋼管樁中有4個絕緣措施失效，失效率超過30％。

    （7）鋼管樁與承臺底板之間的絕緣材料采用的是1cm 厚的氯丁橡膠耐磨膠皮，但該膠皮能否在100 年的設計壽命內不發生老化而有效絕緣目前尚不得而知。

    （8）值得特別注意的是，杭州灣跨海大橋所處的腐蝕環境不存在凍融破壞，同時，混凝土中性化、堿骨料反應、硫酸鹽侵蝕、海洋生物及海流沖刷等對鋼筋混凝土結構的影響也不大，并且該地區Cl- 含量不算高。因此我國其它地區，尤其是北方地區的海工結構不能照搬杭州灣大橋的腐蝕控制數據，而應根據當地具體的腐蝕環境，采取適合的保護措施并制定更加嚴格的標準。

    附件1：杭州灣跨海大橋所采用的綜合防腐蝕措施

    1 海工混凝土（耐腐蝕混凝土）

    杭州灣大橋將限制氯離子擴散系數和設置合理的鋼筋保護層，作為保證大橋鋼筋混凝土結構100年設計使用年限的基本措施。所采用的海工耐久混凝土，主要以氯離子擴散系數為控制參數，在原材料遴選方面，主要考慮使混凝土具備高抗氯離子擴散能力、高抗裂性能、高工作性能。

    大橋的混凝土結構均以氯離子擴散系數為核心控制指標，采用低水膠比的雙摻高性能混凝土，并根據結構部件、設計要求、腐蝕環境的不同，制定了不同的配合比設計原則和質量要求。

    2 高強耐海水腐蝕鋼

    大橋支座的底板、上座板、檔塊、過渡板、球冠襯板、中間鋼襯板等關鍵部位采用高強耐海水腐蝕鋼。通過在鋼中加入Mn、Ni、Mo等元素，提高鋼的耐海水腐蝕能力。

    3 襯板

    大橋支座在摩擦面上設置了高彈性材料制作的預壓緊、隨動式密封裝置，使平面摩擦副和轉動摩擦副始終保持在密封狀態，防止氣態及液態物質進入，提高防腐蝕性能。同時采用球冠襯板包覆不銹鋼板技術，提高轉動摩擦副的防腐蝕能力。

    4 塑料波紋管

    大橋的混凝土箱梁采用全預應力結構。對于預應力混凝土結構，孔道的不密實極易造成高應力狀態下預應力筋的銹蝕。

    為增強預應力孔道壓漿的密實性，提高耐久性，在大橋的預應力混凝土箱梁上采用了耐腐蝕、密封性能好的PE 波紋管，配合使用真空輔助壓漿技術。

    5 環氧涂層鋼筋和鍍鋅涂層鋼筋

    大橋處于浪濺區的現澆墩身采用了環氧涂層鋼筋。

    處于大氣區的橋面防撞欄桿底座和處于浪濺區的預制墩承臺采用了鍍鋅涂層鋼筋。

    所采用的墩身Φ25主鋼筋采用閃光對焊連接，閃光對焊后，清除被焊接所破壞部位的雜物并采用環氧樹脂涂層進行修補；主筋同承臺連接筋之間采用機械冷擠壓接頭，接頭套筒在使用前按規定涂上環氧樹脂涂層，擠壓連接完成后，套筒表面被破壞的部分也需進行修補。

    環氧涂層鋼筋在搬運、加工、焊接、架立過程中造成的涂層損傷，需在損傷后2小時內修補。修補涂層厚度不小于180μm。鍍鋅涂層鋼筋的損傷處也要及時進行修補。

    在表面處理后，可采用刷涂方式將鍍鋅涂層均勻涂裝上。

    6 鋼筋阻銹劑

    杭州灣跨海大橋處于潮差區的承臺和浪濺區的墩身部位使用了摻入型鋼筋阻銹劑。

    7 熱熔結環氧粉末（FBE）涂層

    大橋鋼管樁位于浪濺區的部分采用三層熱熔結環氧粉末涂層（具有防紫外線功能），位于潮差區和水下區的部分采用雙層熱熔結環氧粉末涂層，位于泥下區的鋼管樁采用單層熱熔結環氧粉末涂層。對于鋼管樁外防腐層的缺陷，采用雙組分無溶劑液體環氧涂料進行修補。

    8 犧牲陽極陰極保護

    大橋鋼管樁在使用熱熔結環氧粉末涂層的同時，配合使用了犧牲陽極陰極保護。所使用的陽極為鐲型鋁合金犧牲陽極，以每個墩臺作為一個電連接單元。

    由于大橋水中鋼筋混凝土承臺采用鋼套箱作模板進行施工，拆除鋼套箱模板后其底板仍然作為承臺的一部分留在封底混凝土中，為了使鋼模板對鋼管樁的陰極保護沒有影響，需要確保鋼套箱底板與鋼管樁絕緣，即保持非電連接。

    因此，在連接鋼管樁與鋼套箱底板時，采用兩個半圓形的鋼板（即抱箍）進行連接，在抱箍內側加入一層1cm厚的氯丁橡膠耐磨膠皮以起到絕緣作用。抱箍制作好后，用膠水將耐磨膠皮與抱箍粘結在一起，以膠帶紙固定好。

    在每個電連接單元中，預先用一根銅柱與墩臺中各鋼管樁連接，并引出至混凝土承臺上方。這樣，只需測量該銅接頭與鋼底板之間的電阻，就能夠知道鋼管樁與底板之間的電阻，從而確定鋼管樁與鋼套箱底板之間是否存在電連接。如果保持絕緣狀態，則按照鋼管樁面積計算得出的犧牲陽極數量可以滿足陰極保護的需要，若存在電連接，就需要重新進行絕緣或適當增加犧牲陽極的數量。

    9 外加電流陰極防護

    杭州灣跨海大橋的南、北航道橋主墩承臺、塔座及下塔柱處于潮差區和浪濺區，采用了外加電流陰極防護（該部位原計劃采用環氧鋼筋，后經技術和經濟比較，認為在不過多增加費用的前提下，外加電流陰極防護系統具有更多優勢，因此，用外加電流陰極防護代替了環氧鋼筋）。

    大橋在外加電流陰極防護中，根據不同的腐蝕環境將橋梁結構分成不同區，以便于監控不同位置電流和電壓的輸出。如將北航道橋分成五個區域，分別是：（1）承臺底部以上0.2m至承臺頂面以下3m高度范圍的承臺表面；（2）承臺頂面以下3m至承臺頂面高度范圍的承臺表面；（3）承臺頂面；（4）承座表面和塔座頂面；（5）塔柱表面。

    外加電流陰極防護指的是對尚未發生腐蝕的新結構采取外加電流進行陰極預防。陰極預防相對于陰極保護的最大優點就在于只需要一個很小的電流就能夠防止鋼筋點蝕的發生，而不需要使用一個較大的電流來防止正在進行的腐蝕。通常對鋼筋進行陰極保護所需的正常電流為10mA/m2，而陰極預防所需的電流僅為1～2mA/m2。此外，采用陰極預防，輔助陽極的尺寸可以減小，陽極之間的距離可以增大，這使得陰極預防的成本要遠遠小于陰極保護。

    10 金屬噴涂＋涂裝

    杭州灣跨海大橋的鋼箱梁表面采用大功率二次霧化電弧噴鋁，環氧底漆封閉，面層為氟碳涂料。

    在大橋支座上，采用鋁鎂合金氧乙炔亞音速火焰噴涂。采用合金噴涂的效果要優于單種金屬噴涂，由于杭州灣大橋處于酸雨地區，因此未采用鋅鋁合金而采用了鋁鎂合金。

    11 防腐蝕涂層

    杭州灣跨海大橋海中承臺以上混凝土結構采用封閉型涂裝體系進行表面涂裝，涂層設計使用年限為20 年。

    承臺為表濕區，采用具有濕固化和快固結性能的涂料，干膜平均厚度400μm；梁部結構和墩身為表干區，采用耐候性、保光和保色性能良好的涂料，干膜平均厚度350μm；索塔區干膜平均厚度350μm。

    表濕區涂裝體系為：（1）底層：濕固化環氧樹脂封閉漆（≤50μm）；（2）中間層：濕固化環氧樹脂漆（<310μm）；（3）面層：丙烯酸聚氨酯面漆（90μm）。

    表干區涂裝體系為：底層：環氧樹脂封閉漆（≤50μm）；（2）中間層：環氧樹脂漆（<260μm）；（3）面層：

    丙烯酸聚氨酯面漆（90μm）。

    索塔區涂裝體系為：底層：環氧樹脂封閉漆（≤50μm）；（2）中間層：環氧樹脂漆（<280μm）；（3）面層：

    氟碳面漆（70μm）。

    此外，混凝土中的金屬預埋件要首先涂一層環氧富鋅底漆和一層環氧中間漆，其范圍為從伸入混凝土內100mm 處起至露出混凝土外的所有表面。

    對于鋼箱梁、斜拉索鋼錨箱等不易維護且難以替換的重要鋼結構構件，設計使用壽命按100年考慮。鋼箱梁內部采用醇溶性無機硅酸鹽富鋅車間底漆、改性環氧耐磨漆，并布置除濕系統，風嘴內部采用醇溶性無機硅酸鹽富鋅車間底漆、醇溶性無機富鋅底漆、環氧厚漿漆、環氧面漆；大橋橋面采用醇溶性無機硅酸鹽富鋅車間底漆、環氧富鋅漆。

    12 達克羅

    大橋支座的錨固螺栓、上下鋼套筒、墊圈及各種緊固螺栓由于金屬噴涂厚度大，強度不能滿足緊固件要求， 不宜采用金屬噴涂方式， 采用了達克羅（DACROMET）技術。

    達克羅是一種的耐腐蝕涂層，其本質是鋅鉻涂層。

    與傳統的電鍍鋅相比，達克羅耐腐蝕性能極強，是鍍鋅的7～10 倍，無氫脆性，特別適用于高強度受力件和高溫構件。達克羅技術近年來在國內得到了迅速發展，但由于含有有毒的鉻，歐美日本等發達國家基本已經不再繼續開發達克羅技術。

    13 除濕系統

    杭州灣跨海大橋的鋼箱梁箱內以及南、北航道橋分別安裝4~ 8臺除濕機，保證箱內相對濕度小于50%，以減緩鋼筋和鋼結構的腐蝕。

    14 滲透性控制模板

    大橋海上預制和現澆墩及南灘涂引橋部分橋墩應用了滲透性控制模板。

    滲透性控制模板的襯墊是一種無紡纖維，能把剛入模的混凝土表面多余的空氣和水排出，使混凝土表面水膠比降低，同時可確保混凝土在養護期間保持高濕度，將裂縫風險減到最小，大幅提高混凝土表面的密實度和強度，有效防止鋼筋腐蝕。據稱，滲透性控制模板與海工混凝土配合使用后，C35混凝土根據回彈試驗結果推定可達到C60。

    15 腐蝕監測體系

    為掌握大橋混凝土結構脫鈍前鋒面的發展進程，確認混凝土結構耐久性防護措施的有效性，對大橋的使用性能和壽命進行可靠的預測和評估，杭州灣跨海大橋設置了預埋式耐久性監測系統。

    梯形陽極混凝土結構預埋式耐久性無損監測系統可以建立脫鈍前鋒面發展進程的數學模型，而且這個模型能夠不斷得到新反饋信號的校正。然后通過擬合得到鋼筋開始出現腐蝕的年限，如果該年限小于設計使用年限，就可以對結構的耐久性進行再設計，及時啟動腐蝕保護預案，并繼續對前鋒面的進展進行監測，以確認腐蝕保護措施的效果。如果采取措施后出現腐蝕的年限仍小于設計使用年限，那么在工程進入腐蝕階段就有必要采取適當的補救措施。

    杭州灣跨海大橋工程設置的預埋式耐久性監測系統的主要工作包括：（1）使用同種原材料，模擬實際環境，利用實驗室測試數據，建立了可靠的考慮應力、溫度、濕度影響的鋼筋腐蝕電化學參數和輸出光功率變化的脫鈍判據；（2）完成海洋環境鋼筋脫鈍對比傳感器和電極的集成、率定和調試；（3）編制測量數據管理、鋼筋腐蝕風險評估和結構使用年限推算程序。

    16 現場暴露試驗站

    大橋的現場暴露試驗站是在大橋使用環境下建立的一個試驗平臺，位于海中平臺下方。其目的是為了獲取大橋實際混凝土結構在海洋環境作用下的耐久性實際參數，驗證各種防護措施的有效性和局限性，為其他類似后續工程提供經驗，也為國家規范的下一步修訂提供第一手資料。

    同時，通過暴露站實際使用環境和人工模擬環境中混凝土試件的對比分析，建立兩者之間的聯系，從而實現利用快速人工模擬試驗的結果推測杭州灣跨海大橋實際使用性能和壽命的目標。

    現場暴露試驗的研究內容包括：（1）分析現有混凝土結構壽命預測模型，選擇適用于杭州灣跨海大橋的模型并進行壽命預測；（2）暴露試驗場混凝土結構的耐久性試驗研究與分析，從現場暴露試驗結構中取樣，進行材料和結構的耐久性參數檢測；預埋大橋使用的梯形陽極系統，驗證混凝土結構耐久性監測系統的可靠性；（3）檢測混凝土中的氯離子分布，實測混凝土抵抗氯離子擴散的能力，實測實際環境下鋼筋腐蝕的臨界氯離子含量和鋼筋腐蝕速度。

    附件2：鋅加防腐鋼筋在杭州灣跨海大橋的施工

    杭州灣跨海大橋預制墩身承臺預埋筋外露鋼筋全部涂裝鋅加，涂裝部分深入承臺砼10cm；橋面防撞護欄底座預埋筋外露鋼筋全部涂裝，涂裝部分深入箱梁砼5cm。

    1 鋅加鋼筋的施工工藝簡介

    1.1 表面處理

    （1）所有待涂裝的預埋鋼構件表面均應清潔、去除氧化皮、油、脂、疏松顆粒及其它污染物。表面均應依據國家標準GB 8923-88 進行噴砂 Sa2.5 級處理，表面粗糙度至少為50-70μm。噴砂后用清潔的壓縮空氣將灰塵除盡。

    （2）如果無條件噴砂，則可以采用人工打磨方法，徹底去除氧化皮和嚴重的銹斑，人工打磨至GB 8923-88標準 St2 級或St3 級，接著清潔表面建議采用潔凈的壓縮空氣吹掃干凈。

    1.2 涂裝施工

    （1）刷涂、滾涂：

    鋅加單組分包裝，開罐直接使用，一般不必稀釋。

    由于鋅加內含有較高的鋅粉，所以在使用前必須需充分攪拌，刷（滾）涂每隔10-15 分鐘攪拌一次。

    （2）空氣噴涂及高壓無氣噴涂噴涂鋅加需充分攪拌，邊攪拌邊施工，必須使用富鋅涂料專用的高壓無氣噴涂機。 選擇噴嘴的有關參數：孔徑0.63mm、流量2.3L/min、噴幅25cm、噴涂壓力8.0-12.0MPa ，如GRACO 163-225 或長江023Z25等。噴涂時需添加10% 左右的鋅加專用稀釋劑。

    （3）鋅加涂裝環境要求鋅加施涂溫度范圍：-10 至＋ 50℃，允許在相對濕度大于85％條件下施工；噴涂二小時后，鋅加涂層就不會被大雨沖刷掉，鋅加之間涂層間涂裝間隔為1 小時。

    與其他面涂間隔時間為2-8 小時，硬干為48 小時。

    2 人工涂裝工藝

    未涂裝的鋼筋→表面處理及清潔（噴砂達到Sa2.5級后清潔表面）→無氣噴涂、有氣噴涂或刷涂（涂裝鋅加35 μm）→干燥固化→檢查及補涂鋅加→現場安裝

    2.1 施工中易出現的問題

    一是鋼筋表面處理根本沒有做或者做得不夠好，這樣鋼筋表面存在較多的黑灰、氧化皮和浮銹沒有清除干凈，鋅加等于涂裝在松落的黑灰、氧化皮和浮銹上面，經海水浸泡和沖刷下這樣造成鋅加涂層脫落而發生銹蝕。

    二是存在較嚴重的漏涂現象，尤其是在鋼筋彎角的部分漏涂部分很多，造成沒有鋅加保護而發生銹蝕。

    三是稀釋劑加入過多，造成涂裝鋅加膜厚太薄沒有達到工藝要求的30-40μm。

    2.2 解決措施

    （1）嚴格按工藝要求對新舊鋼筋都要進行表面處理，這樣比較徹底地去除黑灰、氧化皮，為了提高鋼筋表面處理工作效率和質量，建議全部采用電動砂磨機進行人工打磨處理，施工單位認真做好鋼筋表面處理工作，將鋼筋表面的氧化皮和浮銹要徹底去除干凈，只有表面處理合格后才可做涂裝鋅加。

    （2）施工單位最好采用刷涂方法，認真仔細涂裝鋅加一道，要求均勻涂裝，同時盡量避免出現漏涂現象，加強自我檢查，對于漏涂處應該立即進行補涂。

    （3）承臺預埋鋼筋的施工單位建議盡量協調預埋鋼筋在陸地上進行除銹涂裝，檢查合格后運輸到海上進行安裝，在運輸安裝過程中產生的破損處應該立即進行補涂。

    3 鋅加鋼筋的質量驗收

    （1）檢驗批：承臺預埋筋以每個承臺為一批，橋面防撞欄預埋筋以每片梁為一個批；（2）表面處理：目測待涂裝鋼筋表面的清潔度是否達到GB 8923-88 標準的St2 級要求，全部構件進行目測檢查；（3）涂層外觀質量檢查：按GB 50205-2001 標準14.2.3 條，鋼筋表面不應誤涂、漏涂，涂層均勻不應有脫皮和返銹，全部鋼筋目測檢查。

 

    （4）膜厚質量：用干膜磁性測厚儀按GB 50205-2001標準進行檢查，每個批取3根鋼筋，每根鋼筋檢測10處，每根檢測鋼筋至少保證7處涂層干膜厚度不小于30μm；（5）涂層粘結強度：在施工前，按GB 50152-92 標準進行粘結強度試驗，鋅加涂層鋼筋的粘結強度不小于沒有涂裝鋅加鋼筋粘結強度的80%。

    附件3：杭州灣跨海大橋海工混凝土的配比和厚度

    JTJ 275-2000《海港工程混凝土結構防腐蝕技術規范》和CCES 01-2004《混凝土結構耐久性設計與施工指南》中都對混凝土的原材料、配合比、施工等作了規定，杭州灣跨海大橋工程在參考國內外規范的基礎上，進行了海工耐久混凝土專題研究，制定了《杭州灣跨海大橋混凝土施工技術規程》，對海工耐久混凝土的原材料、配合比設計及工作性能、施工控制等提出了具有特色的控制要求。

    海工耐久混凝土配制原則包括：選用低水化熱和較低含堿量的水泥；選用高效減水劑（泵送劑），取用偏低的拌合水量；限制混凝土中膠凝材料的最低和最高用量，并盡可能降低膠凝材料中的硅酸鹽水泥用量；必須摻用粉煤灰、磨細礦渣等礦物摻合料；潮差區和浪濺區侵蝕環境的混凝土構件應加入適量摻入型鋼筋阻銹劑；通過適當引氣來提高混凝土的耐久性；對混凝土拌合物中各種原材料引入的氯離子總質量進行控制。進行嚴格控制的還有混凝土澆筑入模時的坍落度等。

    杭州灣跨海大橋在國內首次按混凝土氯離子擴散系數快速非穩態電遷移（RCM）實驗方法，規定了混凝土抗氯離子滲透性要求。混凝土氯離子擴散系數DRCM根據混凝土結構使用年限預測模型以及所處的腐蝕環境、鋼筋保護層厚度等綜合因素確定。

 

    實際的混凝土配合比設計嚴格按照本橋制定的海工耐久混凝土配制原則進行，摻合料的用量均達到膠凝材料用量的50% 以上；從性能測試結果可以看出，混凝土的基本性能和耐久性性能均達到了預期的目的，其中決定混凝土耐久性的關鍵指標氯離子在混凝土中的擴散系數DRCM也很理想。另外，從試驗的測試結果和實際應用來看，海工耐久混凝土的早期抗裂性能優于普通混凝土。

 

    鋼筋保護層厚度理論上，結構的保護層越厚，氯離子擴散到鋼筋表面的路徑越長，鋼筋表面氯離子積累到臨界濃度時間也越久。但是，保護層過厚會限制構件力學性能的發揮，并且不利于對裂縫寬度進行控制，因此，需要根據結構部位和受力特點，設置合理的鋼筋保護層厚度。

    杭州灣跨海大橋工程參考國內外有關規范，根據杭州灣的腐蝕環境、橋梁各部位的受力特點和設計使用年限，制定了不同部位混凝土的保護層厚度。

 

 

    施工中通過嚴格控制鋼筋下料尺寸和綁扎質量、定制和合理分布保護層定位夾、加強保護層厚度無損檢查等手段，保證鋼筋保護層厚度達到設計要求。現場實測的鋼筋保護層厚度合格率均在90% 以上。

 

    附件4：環氧粉末涂敷技術在鋼管樁上的應用

 

    1 熔結環氧防腐涂料的性能

 

    熔結環氧防腐涂料的每個粉末顆粒，都均勻地包含所有組成成分，使涂敷的操作過程以及涂料成膜后的涂層都具有連續穩定的均勻性。其涂裝工程無三廢污染。

    熔結環氧防腐涂料經熔融結合涂裝，充分熔化流動，并且流平覆蓋整個鋼管表面，與基體間沒有空隙，完全緊密結合。更重要的是，在此過程中發生化學反應，環氧粉末樹脂受熱固化交聯而形成連續的熱固性聚合物，并且與鋼管也形成了某種程度的化學結合。

    熔結環氧防腐涂層的這種熱固性交聯分子結構特點及其與鋼管的某種程度的化學鍵結合特性，決定了它作為防腐涂層體系的優良性能，使之成為世界上已被證明的使用最廣泛的良好防腐蝕體系之一。其特點有：

    （1）熔結環氧防腐涂層與鋼管基體粘結性好，抗沖擊，耐劃傷；（2）熔結環氧防腐涂層抗滲透性強，耐海生物腐蝕，耐植物根系穿透；（3）熔結環氧防腐涂層滿足各種埋地、架空、水下等環境中對耐腐蝕、耐老化的要求；（4）熔結環氧防腐涂層不會屏蔽陰極保護電流，抗陰極剝離性好；（5）加工方便，效率高，可全天候生產；（6）涂層修補簡單，可隨時隨地及時修復；（7）環保，無三廢排放，涂層可達到食品飲用等級。

    2 杭州灣大橋鋼管樁采用的熔結環氧防腐涂層

 

    杭州灣大橋鋼管樁所采用的熔結環氧防腐涂層體系結構由裸管、FBE（熱熔結環氧粉末）底涂層、改性的FBE 中間層和耐紫外線外層FBE 組成，如圖。

    3 生產工藝及設備布置

 

    針對鋼管樁加工的特點，在生產線的設計過程中，采用了一字型串聯式的生產線結構，全長共250m。生產物流為單頭進、單頭出，生產線可以根據鋼管樁頭尾不一致的狀況，自由改變噴涂層類型。所有關鍵設備如：預熱系統、拋丸器、中頻加熱裝置、加熱系統、電機傳動、空氣壓縮機、控制系統等都采用備份設計，以確保生產線生產的連續性及質量的穩定性。

    （1）生產線的上、下料機構主要負責對鋼管樁的平行、平穩輸送，設備分別采用兩套1 0 0 0 k N 液壓小車傳輸，液壓升降行程為1000mm，克服了由于鋼管樁的撓度而影響液壓小車的傳輸。

    （2）生產線傳輸機構由單套獨立式支撐滾輪系統組合而成，根據各區域功能的不同，各滾輪架間距有分別設置為1m、2m、3m、5m，以滿足各區域功能及傳動的要求。滾輪材料為實心耐磨橡膠，減速機采用同軸結構設計。

    （3）鋼管外表面除銹前預熱目的：除濕，使鋼管表面干燥；方法：用燃燒器將氣體進行加熱，經風機熱循環將鋼管加熱、除濕，系統由兩套燃燒器熱風循環系統組成，以保證生產線能夠全天候24 小時生產；要求：管體溫度大于露點3℃，生產時要加熱到40~60℃；檢測手段：用紅外線測溫儀，目測鋼管表面干燥、不含水分。

    （4）鋼管外表面拋丸除銹目的：去除鋼管表面氧化皮，并具有一定粗糙度，提高涂層與基體的結合力；方法：采用高速拋頭將鋼丸及鋼砂按比例均勻拋出，打擊鋼管表面，將鋼管表面銹層除去，并達到一定的錨紋深度；設備：表面清理采用兩套下拋式拋丸清理機串聯作業，其特點是變換管徑時，無論鋼管管徑的大小，拋出的鋼丸到鋼管底部表面的距離不變，鋼丸沿鋼管中心線拋出，鋼丸速度和面積最大，清理效果最好。由于每臺拋丸機采用兩個拋頭，沿鋼管前進方向前后安裝，使其清理速度增加，清理效果提高。為保證連續生產，拋丸機的拋丸速度按涂裝速度的1.5倍考慮，拋丸量為：2×850kg/min；除銹效率為：1m/min；要求：達到Sa2.5 級、錨紋深度40-100 μ m；檢測方法：目測，用錨紋深度測定儀檢測錨紋深度。

    （5）鋼管表面除塵目的：除去鋼管表面灰塵；方法：用強力風機加電動尼龍毛刷吸塵；設備：一套除塵量為12000m3/h 的工業除塵器；要求：表面清潔；檢測方法：通過擦拭，目測清潔程度。

    （6）中頻加熱目的：加熱鋼管；方法：采用中頻線圈渦流感應加熱；設備：中頻加熱系統選用了雙回路整流系統，以防止在某一回路發生故障時能夠保證中頻加熱系統半功率運行，中頻冷卻系統也采用了雙回路設計，而且有自動補償功能，以確保中頻加熱系統安全運行；要求：加熱效率為：1m/min；加熱溫度控制區間：160-240℃；檢測方法：用紅外線測溫儀檢測，并用測溫筆予以驗證。

    （7）粉末噴涂達到要求溫度的鋼管，先用第一組20 把粉末噴槍噴涂底層環氧粉末，涂層厚度為：300~600μm，涂層固化時間應小于3min，膠化時間應大于12s。

    在第一層涂層膠化時間內用第二組20 把粉末噴槍噴涂第二層具有耐劃傷性能的環氧粉末，涂層厚度為：600~1000μm。

    在第二層涂層膠化時間內用第三組14 把粉末噴槍噴涂第三層具有抗紫外線性能的環氧粉末，涂層厚度為：800~1000μm。

    粘附在預熱鋼管表面的環氧粉末受熱熔化并流動，進一步流平覆蓋整個鋼管表面，特別是鋼管表面的凹陷處以及焊道兩側，熔融的涂料流入填平，使涂層與鋼管緊密結合，最大限度減少空隙。流平后的涂層進一步膠化、固化。根據不同的生產速度，以及對膠化、固化溫度、時間的要求，有不同類型的粉末與之相對應。

    檢測方法：用紅外線測溫儀監測，確保涂層固化溫度。

    （8）水冷為保證生產質量和生產速度，采用兩臺大流量的冷卻系統，冷卻水量為80m3/h，水冷段長10m，保證進管溫度不小于150℃，出管溫度不大于100℃。

    （9）涂層質量檢測防腐管的表面涂敷質量包括檢測防腐管的外觀、厚度、針孔檢漏、留端長度等，由成品管監控區監控。為全面檢查防腐層漏點狀況；在作業線上安裝有在線針孔檢漏儀，在鋼管運動狀態下可測出漏點，并標出相對針孔位置的標記；以便鋼管下線到檢測平臺后人工檢測修補。檢漏電壓為5V/ μm。經檢驗合格的防腐管進入下管平臺下線，不合格管則置于待檢區域內，隨時進行處理。該監控區質檢人員對涂敷管的管長、管號、數量、外觀、厚度等進行記錄。

    （10）外防腐層修補按《鋼質管道熔結環氧粉末外涂層技術標準》（SY/T0315-97）對涂層進行修補，修補用材料為雙組分無溶劑液體環氧涂料。鋼管表面的補涂區域在補涂之前必須進行除銹，其表面質量應達到St3 級，處理后表面不得有油污及灰塵。

    4 關鍵技術

 

    （1）鋼管表面處理技術在環氧粉末涂裝工藝中，鋼管表面處理技術非常重要，鋼管表面處理效果的好壞直接影響到防腐層的附著力和防腐性能。為保證鋼管表面處理的清理質量，選配了預熱裝置、拋丸除銹、大功率吸塵設備和鋼管表面吹掃裝置等組成的整套鋼管表面清理系統，從設備上保證了鋼管表面處理質量。在生產過程中，通過添加一定比例的鋼丸及鋼砂，可以使鋼管表面形成的錨紋分布狀態及錨紋深度達到理想效果，從而可以大大提高涂層與鋼管基體的結合力。

    （2）溫度控制技術由于杭州灣大橋采用的鋼管樁為不等壁厚整樁螺旋焊接而成，而鋼管樁長度又非常長，最長達到89米，因此鋼管樁在連續加熱過程中的累計熱效應影響及不同壁厚鋼管區域加熱功率的變化等難題對溫度控制技術提出了較高要求。為有效解決這一問題，采用了高效、環保的大功率中頻加熱設備。中頻加熱設備具有加熱效率高、溫度可控性好、相應迅速等特點。在實際操作中，通過對鋼管樁的工藝調試結果，繪制出加熱性能曲線，中頻加熱裝置根據加熱性能曲線結合溫度傳感器檢測結果進行比較、分析、運算、反饋，隨時進行中頻加熱輸出功率的調節，保證鋼管樁加熱溫度的一致性、平穩性。

 

    （3）粉末噴涂環氧粉末噴涂控制的好壞將直接影響產品質量及成本。由于鋼管樁壁厚、管長，在進入噴涂系統的時候，鋼管樁表面的熱量非常高而且持續時間長，對粉末噴槍及噴涂系統影響非常大，在短時間內就可造成噴槍堵塞、噴嘴受熱變形、粉末回收系統中粉末受熱結塊掉粉等一系列危害噴涂質量的現象。現有的國內、外各種噴涂及回收設備都無法滿足此類超厚超長鋼管樁的連續生產。經過對噴涂設備的改造，將每一把噴槍的槍頭材料都換成聚四氟乙烯并加裝了噴槍空冷裝置及恒溫保護層，每一組噴槍設計成自由伸縮結構，使部分未作業的噴槍間歇性遠離熱源，保證噴槍涂裝的順暢。對粉末回收裝置進行改造，在粉末回收艙外壁加裝冷卻水循環系統，使得回收艙內壁始終處在一個相對恒溫的狀態，消除了粉末回收系統中粉末受熱結塊及掉粉的現象。另外，通過對粉末噴槍結構的合理布置及回收系統回收孔的布置，保證了涂層的質量和涂層均勻性。

 

    附件5：外加電流陰極防護系統在杭州灣跨海大橋的應用

 

    1 設計依據及技術要求

 

    系統采用歐洲《混凝土中鋼筋的陰極保護》（EN2696-2000）標準進行設計。主要技術要求包括：陽極材料在正常運行的電流密度（鋼筋表面1~2mA/m2）條件下，保證最少100 年的使用壽命，從而保證結構鋼筋始終處于陰極狀態而不發生銹蝕；充分考慮腐蝕環境的不同，針對不同區域進行相應的設計，采用全自動監控系統自動調節電量，以確保100％的電流分布與傳遞，并避免過度保護形象；采用合適的參比電極，使防護系統能夠自動調節和長期監測。

    2 系統組成

 

    系統主要包括：活性鈦金屬陽極網條、導電條、水泥墊條、銀／氯化銀以及鈦參比電極、正極電接頭、負極電接頭、電導線和配件、接線箱、RECON控制系統、計算機控制、遙控監控管理系統等。系統組裝簡圖如下：

 

    3 系統分區

 

    陰極防護系統根據需要進行分區，分區的目的是用來在結構使用壽命內，監控結構不同位置電流和電壓的輸出，分區的依據是結構不同位置的不同腐蝕環境（如海浪、大氣和是否長期浸泡）。

    根據暴露環境的不同，對需要進行陰極防護的三個主塔及承臺進行系統分區。如將北航道橋北塔的陰極防護系統分區為：（1）承臺底面以上0.2m 至承臺頂面以下3m高度范圍的承臺表面；（2）承臺頂面以下3m至承臺頂面高度范圍的承臺表面；（3）承臺頂面；（4）承座表面和塔座頂面；（5）塔柱表面。

 

    4 關鍵技術：RECON 控制系統

 

    鈦金屬網陽極和鋼筋陰極的電導線以及測量鋼筋實際電位的參比電極的正負回路的導線從防護系統中引出，進入RECON 控制系統。

    RECON控制系統一方面作為供電裝置，把外部引入的交流電轉化為低壓直流電，為陰極保護系統的鈦金屬網陽極和鋼筋陰極提供穩定電源；另一方面安裝有控制模塊，采集參比電極測量的鋼筋實際電位數據，判斷是否達到預設的保護電位值，自動增加或減少電流的輸出，直到鋼筋實際電位達到預設的保護電位。RECON控制系統具有自我控制能力。

    大橋中采用的RECON控制系統可以接收140 條參比電極的線路和數據，可對整個被保護區域進行精確的監測和控制。

 

    5 計算機和遠程控制

 

    RECON控制系統收集到的參比電極數據可以通過電話線傳送到現場管理辦公室的安裝有RECON系統軟件的終端計算機上，由現場控制人員定期調整參數；也可以通過SIM卡無線傳送到遠程監控室，由監控人員通過遠端監控系統，發出新的控制指令，傳回到現場RECON控制系統，更改預設程序。

    附件6：犧牲陽極型陰極防護在杭州灣跨海大橋的應用

 

    1 設計思想

 

    杭州灣跨海大橋鋼管樁陰極保護設計的基本思想采用了全壽命動態設計的原則。

    全壽命動態設計的原則是：為了確保陰極保護系統能始終有效地發揮作用，針對陰極保護系統的30年有效使用壽命要求，必須動態地考慮鋼管樁上高性能熔融結合環氧粉末防腐涂層的破損率，分別利用初期陰極保護電流密度、平均陰極保護電流密度和末期陰極保護電流密度計算海水中杭州灣跨海大橋鋼管樁陰極保護所需要的陽極數量。從實際計算結果來看，利用末期陰極保護電流密度計算出的陽極數量確實高于利用初期和平均陰極保護電流密度計算出的結果，如果不采用針對全壽命的動態設計，很有可能在陰極保護系統使用末期，陽極材料盡管還存在，但卻無法提供足夠的保護。

    2 陽極材料的選擇

 

    犧牲陽極型陰極保護系統，是由一種比被保護金屬電位更負的金屬或合金與被保護的金屬電連接所構成。

    用于海水中陰極保護的犧牲陽極材料主要有鋅合金犧牲陽極和鋁合金犧牲陽極。由于鋁的密度低于鋅，而其理論電容量又高于鋅，在輸出電流基本相同的情況下，一塊鋁合金犧牲陽極的重量不到相同尺寸鋅合金犧牲陽極重量的一半，所以，為了減少杭州灣跨海大橋基礎鋼管樁的負荷，故選用高效鋁合金犧牲陽極。

    3 犧牲陽極安裝形式的選擇

 

    杭州灣跨海大橋基礎鋼管樁陰極保護設計中的一個關鍵技術問題是陽極安裝形式的選擇。過去通常的做法是在每個鋼管樁安裝一塊陽極或幾塊陽極，這對于裸鋼管樁或是彼此非電導通的鋼管樁，是非常合理的；在上述兩種情形下，由于缺乏電導通性或是裸的鋼管樁需要很大的保護電流，致使鄰近的鋼管樁很難得到充分保護。而對于杭州灣跨海大橋基礎鋼管樁來說，情況與過去有著根本的不同，首先，各個鋼管樁通過承臺內的鋼筋實現了彼此間的電連接；其次，杭州灣跨海大橋基礎鋼管樁表面涂有高性能涂層即熔融結合環氧粉末復合涂層，大大擴展電流的傳輸范圍。因此，在這種情況下，將每個承臺下面9～16 根鋼管樁作為一個整體，在其中的幾根鋼管樁上安裝幾組陽極，從而實現對每個承臺下所有鋼管樁的保護。此外，采用在每個鋼管樁安裝一塊陽極或幾塊陽極的做法，在杭州灣這種惡劣的自然環境下，很難在2年的工期內完成所有鋼管樁的陽極安裝任務；而采用成組安裝陽極的方法，將陽極安裝的工程量大大降低，按期實現項目的竣工。

    4 確保最小電位準則

 

    確保杭州灣跨海大橋基礎鋼管樁具有合適的電位分布是陰極保護設計中須解決的一個關鍵技術問題。無論是美國腐蝕工程師協會標準NACE RP 0176-94 CorrosionControl of Steel Fixed Offshore Platform Associatedwith Petroleum Production（海上石油開采平臺鋼結構的腐蝕控制）和挪威船級社標準DNV RPB 401-1993 CathodicProtection Design（陰極保護設計），還是國內標準JTJ 230-89《海港工程鋼結構防腐蝕技術規定》和GJBl56-86《港工設施犧牲陽極保護設計和安裝》，都規定施加陰極保護后被保護結構電位應該達到比-0.80V（相對于海水銀／氯化銀參比電極）或者-0.85V（相對于銅／飽和硫酸銅參比電極）更負。

    陰極保護的計算按照美國腐蝕工程師協會標準NACE RP 0176-94 和挪威船級社標準DNV RPB 401-1993進行。當計算得出的初期陰極保護電流密度、平均陰極保護電流密度和末期陰極保護電流密度不相等時，為保證陰極保護的效果，取其最大值。

    在杭州灣跨海大橋工程中，共采用了下列3種型號的鐲型鋁合金犧牲陽極：

    型號1：規格：1200 ×（650+650）× 73；型號2：規格：1200 ×（500+500）× 73；型號3：規格：1200 ×（350+350）× 73；如對杭州灣大橋C02 下游承臺的9 根1.5m 直徑的鋼管樁，當陰極保護的設計壽命為30年時，共需要4組陽極組，每組由4 支規格為1200 ×（350+350）× 73 的鋁- 鋅- 銦系合金犧牲陽極組成。

    5 犧牲陽極型陰極保護工程的實施

 

    杭州灣跨海大橋鋼管樁所采用的犧牲陽極采用鐲型陽極，由于鋼管樁的管徑較大，因此采用組合形式鐲型陽極。

    工程涉及的鋼管樁共有：Φ1.5m共2520根，Φ1.6m共2624 根，合計5144 根，樁長范圍為71～88m。工程跨海大橋腐蝕控制專題共用陽極塊8496塊，合計約800多噸；預制和水下安裝陽極組2124 組，合計約1226 噸；安裝調試監控系統20套，并進行饋電系統的焊接、涂層缺陷部位的修復和總體調試。

    工程中，將犧牲陽極安裝在低于歷年最低潮位300mm 的部位，即-4.34m 以下。為便于對導電連接焊縫進行防腐蝕處理，將電連接點設在標高-0.9~1.3m處，導電體選用100mm × 100mm × 10mm 的角鋼。

    為確保工程質量，焊接時和做防腐時，海水不能濺到焊縫處，而每個潮期鋼樁露出水的時間很短，必須在很短的時間內完成焊接和防腐工作，因此，設計中采用水下卡環固定和水上焊接相結合的方式安裝陽極。水下安裝時不會破壞安裝部位涂層，對于水上焊接破壞了的防腐涂層可以方便地采用涂料進行修補，保持涂層系統的完整性。

    本工程中陽極組與鋼樁的電聯接是通過100mm ×100mm×10mm的角鋼來實現的。角鋼的一端與陽極組的卡環事先焊接在一起，與陽極組同時預裝到鋼樁上，其上端與鋼管樁焊在一起，端部的標高為-0.9～-1.3m左右。采用角焊縫工藝進行焊接。按設計要求，焊腳高度不小于8mm，長度不小于100mm，并且該焊縫應避開鋼管樁螺旋焊縫，不使焊縫交叉。焊后采用環氧涂料進行防腐，以保持鋼樁涂層表面的完整性，確保防腐效果。

    6 鋼管樁與鋼套管底板的絕緣

 

    杭州灣跨海大橋水中鋼筋混凝土承臺采用鋼套箱作模板進行施工，拆除鋼套箱模板后其底板仍然作為承臺的一部分留在了封底混凝土中。為了減少成本節約資金，需盡量減少陰極保護的對象，因此要求作為承臺結構一部分的鋼套箱底板必須與鋼管樁絕緣，即非電連接。

    鋼管樁與鋼套箱底板的接觸點，集中在鋼套箱與鋼管樁的加固連接點上。為了使鋼管樁與鋼套箱底板之間不直接接觸，在鋼管樁與鋼套箱底板連接時，是通過2個半圓形的鋼板（即抱箍）進行連接的，于是采用在抱箍內側加一層絕緣耐磨膠皮來將二者隔離開來。

    6.1 絕緣施工

 

    抱箍分2個半圓，用螺栓連接。制作時抱箍上焊幾塊鋼板以免抱箍與底板焊接時電流燒壞膠皮，抱箍下設有裙邊，方便封孔板安裝。抱箍制作好后，用膠水將耐磨膠皮與抱箍粘結在一起，以膠帶紙固定好。

    耐磨膠皮選用1cm厚的氯丁橡膠。耐磨膠皮與鋼管樁及抱箍的接觸必須緊密。膠皮內，鋼管樁表面是加強型雙層環氧粉末涂層，D=800～1000μm。

    6.2 絕緣施工時應注意的幾點

 

    （1）鋼套箱底板與鋼管樁加固時，除了用抱箍連接以外，不允許鋼管樁別的任何部位與鋼套箱底板直接接觸，否則會造成二者直接接觸。

    （2）抱箍螺栓必須擰緊，因鋼管樁是斜樁，抱箍必須依據其斜率制作，以使抱箍與鋼管樁緊密接觸，避免膠皮在鋼管樁由于水流作用晃動時脫落。

    （3）在封底澆注之前需要仔細檢查抱箍是否脫落，抱箍與鋼管樁之間是否直接連通，是否有其他金屬如電焊渣進入抱箍與鋼管樁之間的縫隙。

 

    （4）鋼管樁表面的環氧粉末涂層如果損壞應進行修補。

    附件7：后記

 

    腐蝕科學是一門綜合科學，要做好腐蝕控制工作，就必須進行“全面腐蝕控制”，將腐蝕控制技術和腐蝕控制管理相結合，從設計、制造、貯運安裝、操作運行、維修五個方面進行管理、采取相應技術并嚴格執行，并要進行全面、全員、全過程的主動控制，從而防患于未然，避免或減少腐蝕危害。

    首先，要將腐蝕控制技術與腐蝕控制管理相結合。既要運用先進的腐蝕控制技術，又要進行細致到位的腐蝕控制管理。

    以鐵道部大型工程武漢天興洲大橋的施工總監和現場專家法國人莫內和佐羅為例，可以說明國外橋梁施工中對腐蝕控制管理的重視。天興洲大橋鋼梁與鋼梁之間靠螺栓連接，在鋼梁上，施工人員將擰好的螺栓帽上用紅色的油漆刷上，作為已擰好的標記，但這樣簡單的一個工作，佐羅也能夠找出問題，他認為工人將油漆面刷得大了些，如果不處理好，會造成后期外層防護涂層的過早脫落。在另一處鋼梁上，散放著幾枚廢棄的螺栓，莫內立即要施工人員拿走，以避免在雨淋后留下銹跡而影響鋼梁性能。在腐蝕控制管理上，佐羅和莫內從一些細節處出發，執行嚴格的程序，從而保證了腐蝕控制效果，盡可能地減小腐蝕對橋梁使用功能和壽命的影響。

    再如2008 北京奧運會國家體育場（鳥巢）工程和上海國際航運中心洋山深水港工程，兩工程均由中國工業防腐蝕技術協會擔任防腐蝕工程評標組組長或提供防腐蝕咨詢，從而加強了這些國家重點工程的腐蝕控制管理。而經過各方驗收評估，證明協會所選用方案的科學性、技術性和經濟性都是正確的。

    其次，要從設計、制造、貯運安裝、操作運行、維修上進行全方位的腐蝕控制。

    設計過程是項目中進行腐蝕控制的第一個環節，并且設計方案的改善往往能在不大幅增加成本的情況下大大減緩腐蝕。如杭州灣大橋在某些部位的腐蝕控制措施由環氧鋼筋改為陰極保護，又如過去橋梁采用的伸縮縫基本上都是漏水的，由伸縮縫處滲漏下的水往往流到梁端，再流到帽梁，對梁端和帽梁頂部混凝土產生嚴重的腐蝕。京福公路東州大橋在1999年6月27日北起第十墩T型帽梁翼板南側西部突然斷裂，主要原因就是水從伸縮縫處流到帽梁上，腐蝕了上部混凝土和鋼筋造成的。因此，橋梁工程在設計時要確保不留死角、改變形狀和尺寸處有足夠圓弧過渡、構件開口應位于低應力部位、避免腐蝕電位不同的金屬連接、采用流線型的填角焊縫、盡量采用對接焊而不用搭接焊、用連續焊而不用間斷焊和點焊、采取必要的腐蝕控制措施等等。

    制造過程是腐蝕控制的重要環節。在橋梁的施工、制造過程中，需要針對不同部位的不同腐蝕環境，選擇適當的材質、采取適當的防腐蝕措施。制造過程既包括橋梁自身的建設、施工過程，也包括鋼筋、支座、鋼管樁等部件的制造過程。

    貯運安裝過程中的腐蝕控制容易被忽略，但也直接關系到橋梁的防腐蝕效果。如環氧鋼筋表面涂敷的環氧粉末較易損壞，在堆存時，鋼筋與地面之間、鋼筋捆與鋼筋捆之間需要用木條隔開；貯存時，需要采用不透光的黑色塑料布包裹，以避免因紫外光照射引起涂層老化，存放不宜超過3 個月，且存放時間超過2～3 周時，需要用帆布或暗色聚乙烯保護；在運輸和吊裝、安裝時，也要防止因擠壓、摩擦而造成涂層破壞，對損傷處，要在損傷后的2 小時內進行修補。

    運行操作過程即使用過程，是腐蝕發生的主要過程，也是進行腐蝕控制的主要過程。在橋梁的使用過程中，需要采取陰極保護等腐蝕控制措施，增強橋梁對周圍腐蝕環境的抵抗力，消除或減小腐蝕。

    維修過程往往存在于設施設備的整個壽命期內，是腐蝕控制的主要過程。據稱，某些跨海大橋在壽命期內的維護成本將達到建設成本的6倍，而維護的主要目的之一就是防止或減緩腐蝕。

    總之，防腐蝕工作最重要的是要有“全面腐蝕控制”的理念，并要進行全面、全員、全過程的主動控制。

    在工作中的每個方面、各個過程中都要進行腐蝕控制，同時腐蝕控制的理念和行動也要貫徹到總經理、中層管理人員、具體工作人員的各項具體工作中。我們橋梁行業對腐蝕控制的重視較晚，因此在腐蝕控制技術、管理和理念上都可以向石油化工等較早重視腐蝕控制的行業學習，發揮后進優勢，只有這樣，才能使腐蝕控制工作逐步做到防患于未然，避免或減少腐蝕對人類造成的各種危害。

 

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責任編輯：王元

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