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隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)投入的加大,國內(nèi)橋梁建設(shè)發(fā)展迅速,數(shù)萬噸以上的跨江跨海特大型鋼橋如雨后春筍般出現(xiàn)。建設(shè)一座大橋往往只需要三五年即可,但是后續(xù)的維護(hù)保養(yǎng)往往需要好幾十年,甚至百年以上。如何延長橋梁使用壽命,增加其經(jīng)濟(jì)價值則是運(yùn)管單位不得不考慮的問題。
一般而言,除材料失效、結(jié)構(gòu)不合理、制作不良、自然災(zāi)害及交通事故外,金屬腐蝕是影響鋼橋使用壽命的主要原因之一。
我們都知道,金屬發(fā)生腐蝕需要具備兩個基本條件,一是水,二是氧氣。在干燥的大氣環(huán)境下,沒有水分,純化學(xué)作用雖然會使金屬表面失去光澤,但腐蝕速度慢,對鋼橋一般不會造成結(jié)構(gòu)性損傷。
在潮濕的大氣環(huán)境下,空氣中的氣體諸如氧氣、二氧化碳、二氧化硫等會溶解在金屬表層形成電解質(zhì)溶液,從而對橋梁鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的電化學(xué)腐蝕。在海洋大氣環(huán)境下,空氣中富含氯離子,會加速電化學(xué)反應(yīng),金屬的被腐蝕速度則更快。
為此,人們圍繞抵抗金屬腐蝕,延長鋼橋壽命,采取了一些有效的措施,當(dāng)前武漢新順暢橋檢車租賃公司常用的腐蝕控制方法大致可分為四種。
其一,合理選材。選用具有耐腐蝕性的合金鋼,如港珠澳大橋在承臺墩身的浪濺區(qū)就使用了不銹鋼鋼筋。不銹鋼鋼筋在材料質(zhì)地上具有天然的抗腐蝕性,防腐效果突出,但這類鋼材成本較高,普及起來有一定難度。
其二,陰極保護(hù)。利用電化學(xué)原理,在橋梁金屬結(jié)構(gòu)上外接比鋼鐵更加活潑的金屬,如鋅塊等。讓空氣中、水中的腐蝕物優(yōu)先腐蝕比鋼鐵活潑的金屬,從而保護(hù)橋梁鋼結(jié)構(gòu)。
其三,改善腐蝕環(huán)境。如前文所述,腐蝕需具備兩個基本條件,若能減少水分和氧氣等含量,則能達(dá)到延長橋梁鋼結(jié)構(gòu)壽命目的。港珠澳大橋在鋼梁和主塔鋼塔內(nèi)都安裝了除濕機(jī),并對相關(guān)結(jié)構(gòu)部位進(jìn)行了密封處理,這運(yùn)用的就是改善腐蝕環(huán)境的原理。
其四,噴(鍍)涂金屬表面。對金屬表面進(jìn)行噴鍍金屬或噴涂涂料,是目前最常用,也是最為經(jīng)濟(jì)的防腐方式。
縱觀國內(nèi)外維護(hù)較好的鋼橋,無一不是在防腐措施做得較好的。萬里長江第一橋武漢長江大橋的鋼梁部分定期都會進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),甚至對涂層進(jìn)行優(yōu)化升級。這無疑增加了大橋的使用壽命,讓大橋橫臥長江之上半個多世紀(jì),見證著新中國的發(fā)展與進(jìn)步。
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