摘要：青岛海湾大桥栈桥工程以钢管桩为基础，由于栈桥使用期限较长，钢管桩在海水中的防腐措施显得尤为重要。在本文中，为防止钢管桩在浅海中发生严重的腐蚀情况，对栈桥钢管桩基础采用了牺牲阳极法、涂层保护法等联合保护法进行防腐处理，保证栈桥的使用寿命及安全运行。
关键词：浅海；钢管桩；防腐
中图分类号：TG174文献标识码：A文章编号：1006-4311（2012）05-0094-02
0引言
青岛海湾大桥栈桥工程基础为钢管桩基础，原设计腐蚀余量2mm。在施工初期未采取其它防腐措施，约一个月后发现钢管桩出现表层腐蚀脱落现象，脱落层厚度最大达到0.6mm，腐蚀速度远远大于设计值。可见海水作为一种强腐蚀性的天然性电解质，对钢质构件具有强烈的腐蚀破坏性。
金属在海洋环境中的腐蚀行为与其暴露条件有关，随金属所暴露的特定环境区域不同，金属抗腐蚀破坏的能力也不同。通常海洋环境分为：大气区、浪溅区、潮差区、全浸区和海泥区五个区域，其中浪溅区及全浸区是两个腐蚀最严重的区域，两区域的腐蚀速度远远大于平均腐蚀速度，容易形成局部腐蚀穿孔，对结构物的安全运行及使用寿命造成严重威胁。
1工程概况
青岛海湾大桥栈桥工程位于青岛胶州湾海域，设计荷载为公路－Ⅰ级，设计使用寿命为5年；栈桥下部结构采用Ф600mm双排及Ф800mm单排螺旋钢管桩基础，钢管桩作为栈桥的支撑核心其强度要求十分重要，对此该工程对钢管桩增加了其它防腐措施，具体采用了牺牲阳极法、涂层保护法及预留厚度法的联合保护法。钢管桩的浪溅区及以上部分不进行阴极保护，单独采用防腐涂层进行保护；潮差区和全浸区采用防腐涂层与牺牲阳极保护联合保护；海泥区单独采用牺牲阳极阴极保护，不进行涂层防腐。
2防腐控制的方法与措施
2.1钢管桩防腐技术指标①采用防腐涂层与牺牲阳极阴极保护联合防腐，有效保护年限t≥5年；②在有效保护年限内，阴极保护系统的保护率≥95%；③在有效保护年限内，潮差区、全浸区和海泥区的保护电位始终控制在最佳保护电位范围：-0.85～-1.05V（vs.Cu/饱和CuSO4参比电极）；④在有效保护年限内，钢管桩各区段无明显锈蚀，不产生蚀坑等局部腐蚀现象；⑤防腐涂层耐盐雾、耐湿热、耐老化，附着力强，抗冲击，在有效保护年限内不发生大面积剥离。
2.2涂层保护法防腐
2.2.1涂料选用根据被保护钢管桩的材质、海洋环境腐蚀的特点、有效保护年限和施工环境条件等影响因素，参照相关技术标准中的规定，结合实际工程经验，本工程具体选用中科院长春应用化学研究所研制的“TO树脂”防腐涂料对钢管桩海泥区以上部位进行涂料防腐。
该材料主要技术标准：①耐酸碱、耐水、耐大气老化；②涂膜冲击强度≥50Kg.cm；③附着力≥1级；④弹性≤1mm；⑤光泽95％；⑥颜色及外观：平整光滑，颜色纯正；⑦冻融稳定性：-60℃（7小时）→室温（7小时）→60℃（10小时）循环100次无涂膜脱落、起泡现象，外观无变化；⑧抗渗强度>15Kg/cm2；⑨抗压强度：139MPa；⑩干燥时间：表干：1h20min；实干：24h。
该涂料具有优异的防腐性能和良好的附着力，耐海水、耐阴极保护、耐磨性能极佳，可在腐蚀条件恶劣的海洋环境中起到长效防腐作用。
2.2.2防腐涂层设计方案
海洋环境中钢管桩的大气区、浪溅区、潮差区位于平均低潮位以上，处于干湿交替状态，表面盐富集，浓度高，供氧充分，且受日光和温度的共同作用，腐蚀环境非常恶劣，起中以浪溅区和潮差区最为严重，大气区次之，上述三区段（下面称此三区段为水上区）对涂料防腐的要求最高；相比之下，钢管桩的全浸区表面状态稳定，氧含量低，受日光和温度影响较小，腐蚀环境略好于水上区，对涂料防腐要求相对略低。
2.2.3防腐涂层施工工艺
①钢管桩表面锈蚀处理。为达到防腐指标要求，结合防腐涂层特性，考虑现场施工进度及工效。本工程采用喷砂处理，除锈达到Sa1.5级或St2级，彻底清除掉了钢管桩表面的油污、氧化皮等污染物，效果比较理想。②防腐涂层喷涂处理。采用高压无气喷涂方法施工。涂层外观目测检查均匀、无气泡、无裂纹、无流挂等缺陷，每一道在涂装前都要对上一道进行涂层质量及厚度检查。
2.3牺牲阳极法防腐
2.3.1牺牲阳极材料的选择根据国内外相关技术标准和规范所规定的技术要求，考虑到海水电阻率及对环境的影响等因素，本工程选用两种规格阳极对钢管桩进行防腐保护。
2.3.4牺牲阳极的布置牺牲阳极的布置原则是保证钢管桩保护电位和保护电流分布均匀。根据牺牲阳极用量，结合牺牲阳极在海水中的有效保护范围，确定牺牲阳极安装标高。牺牲阳极在钢管桩上的安装标高为：泥面以上0.2米处。
2.3.5钢管桩的电性连接每组钢管桩已通过钢管平联，构成一个电性连接的保护整体。
2.3.6牺牲阳极的安装低潮时，泥面露出的钢管桩，将阳极直接焊接在钢管桩上。
低潮时，泥面未露出的钢管桩，采用悬挂式安装，根据水深选用不同长度的扁钢或螺纹钢，扁钢或螺纹钢的一端与阳极焊接为一体，另一端焊接在钢管桩上。为确保在有效保护期限内，牺牲阳极处于正常工作状态，电性导通良好，要求焊接牢固可靠，焊缝饱满，连续长度不低于10cm，不允许存在假焊、虚焊、点焊。
2.3.7阴极保护系统的监测为确定钢管桩阴极保护系统是否达到设计要求，必须对各构件钢管桩的保护电位进行监测，本方案选择定期使用便携式Cu/饱和CuSO4参比电极测量阴极保护系统保护电位的监测方法。
测试时，将便携式Cu/饱和CuSO4参比电极置于指定钢管桩附近的海水中，高阻电压表的正、负端分别与参比电极和钢管桩连接，通过改变参比电极在海水中的深度，就可以测量钢管桩不同位置的保护电位，据此判断阴极保护系统是否达到设计要求。
3海洋环境中常用的几种防腐蚀方法
3.1镀层保护法：选用耐腐蚀的合金，采用金属镀层和非金属镀层保护海水中的金属材料。其作用是产生一种阻隔层，将结构材料和腐蚀溶液隔离开。
3.2涂层保护法：涂加有效的有机防腐涂层，根据环境条件施涂防锈涂层和防腐涂层，并维持防腐涂层的完整，保证其有效。
3.3阴极保护法：高导电的海水为阴极保护电流提供了低电阻通路。常用的阴极保护系统有两种，一是通过惰性阳极外加电流的阴极保护系统；二是通过电性较负的金属阳极（如锌、铝）的腐蚀电流提供阴极保护的牺牲阳极系统。
3.4预留腐蚀法：通过加大结构物规格尺寸，以牺牲此部分结构物原材料达到防腐蚀的效果。
3.5联合保护法：各种防腐方法对于不同海洋区域防腐效果也不尽相同，为此通常针对具体环境采用几种不同的方法联合防护，以保证防腐效果。
4结束语
本栈桥为青岛海湾大桥的先导工程，目前已按设计安全使用超过5年。实践表明，该工程中采用的联合保护法比较适用，防腐效果比较理想，可供类似工程参考借鉴。
参考文献：
[1]中华人民共和国交通部JTJ230－89《海港工程钢结构防腐蚀技术规定》[S].北京：人民交通出版社，1990.3-25.
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[3]国防科学技术工业委员会GJB156－86《海港工程牺牲阳极保护设计和安装》[S].北京：中国标准出版社，1986.
[4]国家技术监督局GB8923－88《涂装前钢材表面锈蚀等级和防腐等级》[S].北京：中国标准出版社，1988.
[5]国家标准总局GB1764－92《漆膜厚度测定法》[S].北京：中国标准出版社，1992.
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