“联合防护技术守护港珠澳大桥”

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备受瞩目的港珠澳大桥日前正式开通。 这座世界上最长的跨海大桥的设计标准打破了国内一般的百年惯例，制定了120年的设计标准。 其背后有护航的关键技术，是中科院金属研究所(简称中科院金属所)自主开发的联合防护技术。

中科院金属所耐久性防护与工程化课题组负责人李京向经济日报记者表示，我们完成了港珠澳大桥基础钢管复合桩防护涂层技术设计、阴极保护系统设计、原位腐蚀监测系统设计等，开辟了大桥混凝土结构用的新一代高性能环氧涂层钢筋

海水的冲击腐蚀是对跨海大桥的直接挑战。 对比港澳大桥特定的海泥环境，大桥论证时，课题组开展了相关涂层的研制，从涂层的耐渗透性、耐阴极剥离性等重要性能指标着手，研制了新的涂料，处理了涂层的耐久性问题。 科研人员通过调整涂层配方、改进涂装工艺，降低涂层吸水率和溶出率，比较有效地提高了涂层的耐渗透性，增强了涂层与金属的粘结强度。

120年的耐久性设计要求仅靠涂层防腐的防护手段是不够的，需要与阴极保护技术并用。 阴极保护技术是指将需要电化学保护的金属结构极化，使其电位向负方向移动，达到不腐蚀的电位，使金属结构处于受保护的状态。

指出，以往我国跨海大桥阴极保护的重点是被海水浸泡的钢管桩，但港珠澳大桥的许多钢管复合桩位于混凝土承台下的海泥中，如何实施阴极保护尚无先例。

中科院金属所的科研人员比较了该腐蚀环境和结构优势，重点研究了钢管复合桩流入不同地质层后，阴极保护面临的课题，采用巧妙的方法，选择极端的边界参数估算了保护效果。 即在土壤电阻率最大和最小两种情况下，计算阴极保护的电位是否满足保护要求，将其作为类似工程阴极保护设计的一种手段，进行了比较有效的处理。 为了验证

钢管复合桩阴极保护设计的可行性，科研人员按1∶20的比例进行了模拟实验，尽量模拟港珠澳大桥钢管复合桩穿越的地质环境。 缩比模型实验说明了该设计计算方法准确可行，然后在港珠澳大桥现场进行了1:1工程足尺结构试验验证，结果表明新型阴极保护方法能够满足大桥基础的保护要求。

模拟后，科研人员采用钢管内壁安装保护设施监测探针的方法，将探针随打桩在近100米的海泥下实施原位监测，比较有效地处理了海泥下安装探测设备的问题 世界海洋工程界首次以这种方式安装探测设备。

港珠澳大桥基础桥墩采用的混凝土为海工混凝土，除了满足设计、施工要求外，在防渗、耐腐蚀性、钢筋防锈和施工防碰撞方面还有更高的要求。 为此，中科院金属所科研人员开发了高性能涂层钢筋技术，专家鉴定其技术性目前已超过国内外相关涂层钢筋的技术指标，在同类产品中处于国际领先水平，能够满足港珠澳大桥工程的诉求。

这些防护技术的开发和应用，使港珠澳大桥实现了120年的设计标准。 (记者孙潜行)

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