结构钢在我国桥梁工程中的应用及防腐蚀技术研究进展
结构钢在我国桥梁工程中的应用及防腐蚀技术研究进展中国铁路事故
摘要:桥梁是我国国民经济发展的重要基础设施。近数十年来,一方面,钢材生产工艺的不断发展,为我国桥梁建设的发展注入了强大的推动力,推动了我国桥梁技术的发展。同时,由于钢结构的腐蚀破坏也会对桥梁的稳定性和耐久性产生一定的影响,因此开发出一种行之有效的防腐蚀技术对于保证其使用寿命有着十分重要的作用。综述了国内外关于桥梁钢的研究和应用,着重阐述了钢结构钢的防腐蚀技术和使用状况,对我国桥梁钢的研发、应用和防腐技术的发展都有重要的指导意义。
关键词:结构钢;进展;桥梁;技术;工程;防腐蚀;应用
对党100岁生日的祝福截止到2020年末,全国已有5198万公里的公路、铁路里程146000公里,在这些项目中,高速公路和高速铁路的里程分别为161000公里和38000公里,都是世界上最长的。目前,我国的桥梁不仅在数量上位居全球首位,在设计、建造等技术上也处于国际领先地位。而这些技术的发展离不开国内桥梁结构钢材及其防腐工艺的发展。为此,本文将对国内桥梁用结构钢的发展和在实际工程中的应用作一综述。本文着重阐述了钢结构桥梁的防腐方法和应用状况,并对其今后的发展趋势作了预测。
一、造成钢结构桥梁腐蚀的原因
1.自然环境的影响
在桥梁钢结构工程中,由于受环境影响,导致其腐蚀的主要因素有两个:第一个原因是大气的侵蚀,由于含氧、湿气及多种氯化物,致使桥梁钢结构长期处于大气环境中;第二个理由是,蒸发的水分加速了桥梁的侵蚀,桥下的表面会因空气的蒸发而提高周围的湿度,从而加快酸气的溶解,从而大大降低桥面的寿命。
2.人为因素的影响
人工影响是桥梁建设与维修的重要原因,其原因常常是因操作不当而引起。根据我国的桥梁施工及维修实践,指出:由于设计上的疏忽,造成桥面渗漏;由于作业的缘故,在钢梁部位堆积了过量的腐蚀性材料;油漆防腐在使用中存在着油漆配套不当、层次不够、施工质量差等问题。
二、钢结构桥梁防腐蚀技术
目前,我国大跨度桥梁的主体构件为钢结构,但长期处在大气污染、高湿度、内陆高酸雨区、恶劣环境等环境下,极易发生腐蚀失效,不但会对结构的稳定性造成不良的影响,还会造成严重的安全事故,给人们的生命和社会、经济带来极大的危害。在钢桥设计、施工、使用中,钢结构的防腐保护是保证其正常使用的关键。
1.桥梁耐候钢
耐候钢是一种非常重要的结构材料,它的主要特征是:在空气中暴露的时间越长,在金属表面上可以起到一种保护作用,防止其进一步侵蚀。其优良的抗大气侵蚀能力,可达到不涂漆的目的,在桥梁工程中有着广阔的应用前景。
百里东君为什么不救李寒衣我国桥梁耐候钢在多年来的发展和研究中已经有了一些成绩,但是在实际应用中还处在初级阶段,并没有在桥梁上大量使用耐候钢,因此,在设计和施工中要进行深入、系统的研究。
2.涂装防腐涂料
涂层防腐蚀涂层是目前国内使用最多的一种防腐蚀技术,其特点是造价低廉,它的使用方法简单,不需要特别的施工场地。防腐涂层的关键是对涂层配套系统的合理设计。上世纪80年代,主要以环氧富锌底漆、环氧云铁中漆、氯化橡胶厚膜外涂层为主,其防护性能有了显著提高。新世纪以来,我国桥梁防腐蚀技术发展迅速,底漆、中间漆、面漆等已形成了各种配套体系,其中最常见的是环氧富锌底漆+环氧云铁中间漆+氯聚氨酯或氟碳面漆,以及电弧喷涂锌、铝、环氧中间漆+聚氨酯或氟碳面漆的复合涂料系统。目前,它已经成功地应用于桥梁缆索、钢塔、钢箱梁、钢桁梁、钢拱梁等建筑,其耐腐蚀性能提高至20m/a。
apple id申请3.阴极保护技术
阴极保护是桥梁钢结构防腐的一种有效方法。根据电流的来源,阴极保护可以分为两类:一类是牺牲性保护,另一类是附加电流保护这两种方法都是向被保护的金属提供阴极电流,以防止被保护的金属受到腐蚀。外接电流阴极保护是连接外部电源的正电极和副电极,同时阴电极连接到被保护的金属上,从而产生阴极极化,从而产生比周围环境更高的电势,从而防止腐蚀。采用一种以金属或合金为负电极的方法,将其与受保护的金属相连,
这样就可以形成一个电偶电池,它是由一个带有负电位的金属持续熔融产生的电流来保护被保护的金属。与外电保护相比,牺牲阳极法具有安装简便、安全性高、无需外部供电、无需定期维修等优点,具有较高的应用价值。清空历史记录
在桥梁工程中,采用外加电流阴极保护技术来防止混凝土构件中的钢筋,而采用牺牲阳极法则是对跨海大桥的钢管桩进行防腐处理。杭州湾大桥的钢管桩就是通过牺牲阳极保护和50年后再进行阳极替换而达到的。
采用阴极防护和防锈涂层结合,可达到较好的防腐蚀性能。防锈涂料能起到阻隔金属和腐蚀介质之间的作用,对金属的腐蚀起到抑制作用,而阴极防护则能起到很好的阻隔作用。港珠澳大桥是世界上最长的跨海大桥,它是一种既有阴极保护又有新的涂料的综合防护技术。
4.复层矿脂包覆技术
由于受海洋环境的影响,跨海大桥的钢管桩结构复杂多变,钢管桩自上而下分4个腐蚀区,即大气区,浪溅区,水下区,泥下区。其中,浪溅区的防腐蚀是最薄弱的环节,也是最大
白萝卜怎么腌制好吃的弱点,由于浪溅区的防锈涂层老化、剥落,很难在规定的寿命内完成,而阴极保护又不能构成电流回路,因而不能正常工作。复合矿脂涂层防腐蚀技术是一种很好的方法,可以有效地防止钢管桩浪溅区的锈蚀。
矿脂型防蚀剂是 PTC工艺中的重要防腐物质,它是 PTC工艺中的主要防腐物质;本产品采用特殊的抗腐蚀物质,它具有良好的耐腐蚀性和密封性;这种密封垫除了具有对矿脂防腐蚀胶带的密封作用外,还具有隔热、防水、减振的功能;玻璃纤维防护罩可以有效地减少外部机器的冲击和损坏,从而达到保护内部3层的目的。经 PTC处理后,钢管桩的耐蚀设计寿命超过30年。目前,该项技术已经在杭州湾跨海大桥等工程中得到了应用,并已经实现了工业化。
5.金属涂层
采用热浸镀或热喷涂等方法,在钢结构的表面镀上一层金属膜,可以起到很好的防护作用。
热浸法是将钢质结构浸渍于熔化锌液中,在其表面形成一层致密的锌膜,从而达到防腐的目的。这种工艺简单,效率高,成本低,涂层附着力高,韧性好,它被广泛地用于桥梁的护栏、扶梯等部件。在常规的工业大气环境下,热浸锌工艺可以达到10~15m/a的保护效果,但是在海洋中,锌层的损耗速度很快,可达35~120m/a,故不适合在海洋环境下使用。
电弧喷涂是一种利用电弧将金属镀层熔融,在高速气流的作用下,将熔融的金属粉末以极快的速度喷射到工件表面,从而获得一种均匀的金属涂层。采用电弧喷涂工艺,将中间涂料、聚氨酯面漆、氟碳等表面涂料组合而成,其附着力强,耐腐蚀,对钢材有很好的阴极保护效果,而中间漆和面漆则起到了密封、防护的效果。
结论:桥梁作为重要的基础设施在国民经济发展中发挥着极为关键的作用。在过去的几十年中,一方面,钢铁材料及其制造技术的不断进步为我国桥梁工程的发展提供了强劲的推动力,极大地促进了桥梁创新技术的发展。另一方面,钢结构的腐蚀失效是影响桥梁稳定性和耐久性的重要因素,发展有效的钢结构腐蚀防护技术对保障桥梁的安全服役具有极其重要的意义。总之,开发高强度、高韧性、高焊接性、高耐蚀性能的桥梁钢仍然是我国桥梁钢材发
展的主要目标。针对桥梁的防腐蚀,要结合工程实际,对其进行合理的防腐设计;在不断完善传统的防腐工艺的基础上,开发寿命长、成本低、环境友好的新型防腐工艺。
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