杭州湾跨海大桥所采用的综合防护措施
1 海工混凝土（耐腐蚀混凝土）
杭州湾大桥将限制氯离子扩散系数和设置合理的钢筋保护层，作为保证大桥钢筋混凝±结构100年设计使用年限的基本措施。所采用的海工耐久混凝土，主要以氯离子扩散系数为控制参数，在原材料遴选方面，主要考虑使混凝土具备高抗氯离子扩散能力、高抗裂性能、高工作性能。
大桥的混凝土结构均以氯离子扩散系数为核心控制指标，采用低水胶比的双掺高性能混凝土，并根据结构部件、设计要求、腐蚀环境的不同，制定了不同的配合比设计原则和质量要求。
1. 2高强耐海水腐蚀钢
大桥支座的底板、上座板、档块、过渡板、球冠衬板、中间钢衬板等关键部位采用高强耐海水腐蚀钢。通过在钢中加入Mn、Ni、Mo等元素，提高钢的耐海水腐蚀能力。
3衬板
大桥支座在摩擦面上设置了高弹性材料制作的预压紧、随动式密封装置，使平面摩擦副和转动摩擦副始终保持在密封状态，防止气态及液态物质进入，提高防腐蚀性能。同时采用球冠衬板包覆不锈钢板技术，提高转动摩擦副的防腐蚀能力。
4塑料波纹管
大桥的混凝土箱梁采用全预应力结构。对于预应力混凝土结构，孔道的不密实极易造成高应力状态下预应力筋的锈蚀。
为增强预应力孔道压浆陶密实性，提高耐久性，在大桥的预应力混凝土箱梁上采用了耐腐蚀、密封性能好的PE波纹管，配合使用真空辅助压浆技术。
5环氧涂层钢筋和镀锌涂层钢筋
大桥处于浪溅区的现浇墩身采用了环氧涂层钢筋。处于大气区的桥面防撞栏杆底座和处于浪溅区的预制墩承台采用了镀锌涂层钢筋。
所采用的墩身Φ25主钢筋采用闪光对焊连接，闪光对焊后，清除被焊接所破坏部位的杂物并采用环氧树脂涂层进行修补；主筋同承台连接筋之间采用机械冷挤压接头，接头套筒在使用前按规定涂上环氧树脂涂层，挤压连接完成后，套筒表面被破坏的部分也需进行修补。
环氧涂层钢筋在搬运、加工、焊接、架立过程中造成的涂层损伤，需在损伤后2小时内修补。修补涂层厚度不小于180 u m。镀锌涂层钢筋的损伤处也要及时进行修补。在表面处理后，可采用刷涂方式将铍锌涂层均匀涂装上。
6钢筋阻锈剂
杭州湾跨海大桥处于潮差区的承台和浪溅区的墩身部位使用了掺入型钢筋阻锈剂。
7 热熔结环氧粉末（PBE）涂层
大桥钢管桩位于浪溅区的部分采用三层热熔结环氧粉末涂层（具有防紫外线功能〉，位于潮差区和水下区的部分采用双层热熔结环氧粉末涂层，位于泥下区的钢管桩采用单层热熔结环氧粉末涂层。对于钢管桩外防腐层的缺陷，采用双组分无溶剂液体环氧涂料进行修补。
8牺牲阳极阴极保护
大桥钢管桩在使用热熔结环氧粉末涂层的同时，配合使用了牺性阳极阴极保护。所使用的阳极为镯型铝合金牺性阳极，以每个墩台作为一个电连接单元。
由于大桥水中钢筋混凝土承台采用钢套箱作模板进行施工，拆除钢套箱模板后其底板仍然作为承台的一部分留在封底混凝土中，为了使钢模板对钢管桩的阴极保护没有影响，需要确保钢套箱底板与钢管桩绝缘，即保持非电连接。
因此，在连接钢管桩与钢套箱底板时，采用两个半圆形的钢板（即抱箍）进行连接，在抱箍内侧加入一层lcm厚的氯丁橡胶耐磨胶皮以起到绝缘作用。抱箍制作好后，用胶水将耐磨胶皮与抱箍粘结在一起，以胶带纸固定好。
在每个电连接单元中，预先用一根铜柱与墩台中各钢管桩连接，并引出至混凝土承台上方。这样，只需测量该铜接头与钢底板之间的电阻，就能够知道锎管桩与底板之间的电阻，从而确定钢管桩与钢套箱底板之间是否存在电连接。如果保持绝缘状态，则按照钢管桩面积
计算得出的牺性阳极数量可以满足阴极保护的需要，若存在电连接，就需要重新进行绝缘或适当增加牺性阳极的数量。
9外加电流阴极防护 丨
杭州湾跨海大桥的南、北航道桥主墩承台、塔座及下塔柱处于潮差区和浪溅区，采用了外加电流阴极防护（该部位原计划采用环氧锎筋，后经技术和经济比较，认为在不过多增加费用的前提下，外加电流阴极防护系统具有更多优势，因此，用外加电流阴极防护代替了环氧钢筋。
大桥在外加电流阴极防护中，根据不同的腐蚀环境将桥梁结构分成不同区，以便于监控不同位置电流和电压的输出。如将北航道桥分成五个区域，分别是：（1）承台底部以上0．2m至承台顶面以下3m高度范围的承台表面；（2）承台顶面以下3m至承台顶面高度范围的承台表面；（3）承台顶面，（4）承座表面和塔座顶面；（5）塔柱表面。
外加电流阴极防护指的是对尚未发生腐蚀的新结构采取外加电流进行阴极预防。阴极预防相对于阴极保护的最大优点就在于只需要一个很小的电流就能够防止钢筋点蚀的发生， 而不需要使用亠个较大的电流来防止正在进行的腐蚀。通常对钢筋进行阴极保护所需的正常电流为10mA／m2，而阴极预防所需的电流仅为1～2mA／m2。此外，采用阴极预防，辅助阳极的尺寸可以碱小，阳极之间的距离可以增大，这使得阴极预防的成本要远远小于阴极保护。
1O金属喷涂十涂装
杭州湾跨海大桥的钢箱梁表面采用大功率二次雾化电弧喷铝，环氧底漆封闭，面层为氟碳涂料。
在大桥支座上，采用铝镁合金氧乙炔亚音速火焰喷涂。采用合金喷涂的效果要优于单种金属喷涂，由于杭州湾大桥处于酸雨地区，因此未采用锌铝合金而采用了铝镁合金。
11 防腐蚀涂层
杭州湾垮海大桥海中承台以上混凝土结构采用封闭型涂装体系进行表面涂装，涂层设计使用年限为20年。承台为表湿区，采用具有湿固化和快固结性能的涂料，干膜平均厚度400μm；梁部结构和墩身为表干区，采用耐候性、保光和保色性能良好的涂料，干膜平均厚度350μm；索塔区干膜平均厚度350μm。
表湿区涂装体系为：（1）底层：湿固化环氧树脂封闭漆（≤50μ皿）；（2）中间层：湿固化环氧树脂漆（＜310μrn）；（3）面层：丙烯酸聚氨酯面漆（90μm）。
表干区涂装体系为：底层：环氧树脂封闭漆（≤50μm）；（2）中间层：环氧树脂漆（＜260μm）；（3）面层：丙烯酸聚氨酯面漆（90μm）。
索塔区涂装体系为：底层：环氧树脂封闭漆（≤50um）；（2）中间层：环氧树脂漆（＜280um）；（3〉面层：氟碳面漆（70um）。
此外，混凝土中的金属预埋件要首先涂一层环氧富锌底漆和一层环氧中间漆，其范围为从伸入混凝土内100mm处起至露出混凝土外的所有表面。
对于钢箱梁、斜拉索钢销箱等不易维护且难以替换的重要钢结构构件，设计使用寿命按100年考虑。钢箱梁内部采用醇溶性无机硅酸盐富锌车间底漆、改性环氧耐磨漆，并布置除湿系统，风嘴内部采用醇溶性无机硅酸盐富锌车间底漆、醇溶性无机富锌底漆、环氧厚浆漆、环氧面漆；大桥桥面采用醇溶性无机硅酸盐富锌车间底漆、环氧富锌漆。
12达克罗
大桥支座的锚固螺栓、上下钢套筒、垫圈及各种紧固螺栓由于金属喷涂厚度大，强度不能满足紧固件要求，不宜采用金属喷涂方式，采用了达克罗（DACROMET）技术。
达克罗是一种的耐腐蚀涂层，其本质是锌铬涂层。与传统的电镀锌相比，达克罗耐腐蚀性能极强，是镀锌的7～10倍，无氢脆性，特别适用于高强度受力件和高温构件。达克罗技术近年来在国内得到了迅速发展，但由于含有有毒的铬，欧美日本等发达国家基本已经不再继续开发达克罗技术。
13除湿系统
杭州湾跨海大桥的钢箱梁箱内以及南、北航道桥分别安装4～8台除湿机，保证箱内相对湿度小于50％，以碱缓钢筋和钢结构的腐蚀。
14渗透性控制模板
大桥海上预制和现浇墩及南滩涂引桥部分桥墩应用了渗透性控制模板。
渗透性控制模板的衬垫是一种无纺纤维，能把刚入模的混凝土表面多余的空气和水排出，使混凝土表面水胶比降低，同时可确保混凝土在养护期间保持高湿度，将裂缝风险减到最小，大幅提高混凝土表面的密实度和强度，有效防止钢筋腐蚀。据称，渗透性控制模板与海工混凝土配合使用后，C35混凝土根据回弹试验结果推定可达到C60。
15腐蚀监测体系
为掌握大桥混凝土结构脱钝前锋面的发展进程，确认混凝土结构耐久性防护措施的有效性，对大桥的使用性能和寿命进行可靠的预测和评估，杭州湾跨海大桥设置了预埋式耐久性监测系统。
梯形阳极混凝土结构预埋式耐久性无损监测系统可以建立脱钝前锋面发展进程的数学模型，而且这个模型能够不断得到新反馈信号的校正。然后通过拟合得到钢筋开始出现腐蚀的年限，如果该年限小于设计使用年限，就可以对结构的耐久性进行再设计，及时启动腐蚀保护预案，并继续对前锋面的进展进行监测，以确认腐蚀保护措施的效果。如果采取措施后出现腐蚀的年限仍小于设计使用年限，那么在工程进人腐蚀阶段就有必要采取适当的补救措施。
杭州湾跨海大桥工程设置的预埋式耐久性监测系统的圭要工作包括：（1）使用同种原材料，模拟实际环境，利用实验室测试数据，建立了可靠的考虑应力、温度、湿度影响的钢筋腐蚀电化学参数和输出光功率变化的脱钝判据；（2）完成海洋环境钢筋脱钝对比传感器和电极的集成、率定和调试；（3）编制测量数据管理、钢筋腐蚀风险评估和结构使用年限推算程序。
16 现场暴露试验站
大桥的现场试验站是大桥环境下建立的一个试验平台，位于海中平台下方。其目的是为了获取大桥实际混凝土结构在海洋环境作用下的耐蚀性实际参数，验证各种防护措施的有效 性和局限性，为其他类似后续工程提供经验，也为国家规范的下一步修订提供第一手资料。
同时，通过暴露站实际使用环境和人工模拟环境中混凝土试件的对比分析，建立两者之间的联系，从而实现利用快速人工模拟试验的结果推测杭州湾跨海大桥实际使用性能和寿命的目标。
现场暴露试验的研究内容包括：（1）分析现有混凝土结构寿命预测模型，选择适用于杭州湾跨海大桥的模型并进行寿命预测；（2）暴露试验场混凝土结构的耐久性试验研究与分析，从现场暴露试验结构中取样，进行材料和结构的耐久性参数检测；预埋大桥使用的梯形阳极系统，验证混凝土结构耐久性监测系统的可靠性；（3）检测混凝土中的氯离子分布，实测混凝土抵抗氯离子扩散的能力，实测实际环境下钢筋腐蚀的临界氯离子含量和钢筋腐蚀速度。
附件2：锌加防腐钢筋在杭州湾跨海大桥的施工
杭州湾跨海大桥预制墩身承台预埋筋外露锎筋全部涂装锌加，涂装部分深入承台砼10cm；桥面防撞护栏底座预埋筋外露钢筋全部涂装，涂装部分深入箱梁砼5cm。
1 锌加钢筋的施工工艺简介
1.1 表面处理
（1）所有待涂装的预埋钢构件表面均应清浩、去除氧化皮、油、脂、疏松颗粒及其它污染物。表面均应依据国家标准GB 8923－88进行喷砂Sa2．5级处理，表面粗糙度至少为50－70u m。喷砂后用清浩的压缩空气将灰尘除尽。
（2）如果无条件喷砂，则可以采用人工打磨方法，彻底去除氧化皮和严重的锈斑，人工打磨至GB 8923－88标准St2级或St3级，接着清浩表面建议采用浩净的压缩空气吹扫干净。
1。2涂装施工
（1）刷涂、滚涂：
锌加单组分包装，开罐直接使用，一般不必稀释。由于锌加内合有较高的锌粉，所以在使用前必须需充分搅拌，刷（滚）涂每隔10ˉ15分钟搅拌一次。
（2）空气喷涂及高压无气喷涂
喷涂锌加需充分搅拌，边搅拌边施工，必须使用富锌涂料专用的高压无气喷涂机。选择喷嘴的有关参数：孔径0．63mm、流量2．3L／mln、喷幅25cm、喷涂压力8．0-12．0MPa，如GRACO 16⒊225或长江023Z25等。喷涂时需添加10％左右的锌加专用稀释剂。
（3）锌加涂装环境要求
锌加施涂温度范围：-10至＋50℃，允许在相对湿度大干85%条件下施工；喷涂二小时后，锌加涂层就不会被大雨冲刷掉，锌加之间除层间涂装间隔为1小时。与其他面涂间隔时间为2-8小时，硬干为48小时。
2人工涂装工艺
未涂装的钢筋→表面处理及清浩（喷砂达到Sa2。5级后清浩表面）→无气喷涂、有气喷涂或刷涂（涂装锌加35 pm）→干燥固化→检查及补涂锌加→现场安装
2．1 施工中易出现的问题
一是钢筋表面处理根本没有做或者做得不够好，这样钢筋表面存在较多的黑灰、氧化皮和浮锈没有清除干净，锌加等于涂装在松落的黑灰、氧化皮和浮锈上面，经海水漫泡和冲刷下这样造成锌加涂层脱落而发生锈蚀。
二是存在较严重的漏涂现象，尤其是在钢筋弯角的部分漏涂部分很多，造成没有锌加保护而发生锈蚀。
三是稀释剂加入过多，造成涂装锌加膜厚太薄没有达到工艺要求的30ˉ40um。
2．2解决措施 ˉ
（1）严格按工艺要求对新旧锎筋都要进行表面处理，这样比较彻底地去除黑灰、氧化皮，为了提高钢筋表面处理工作效率和质量，建议全部采用电动砂磨机进行人工打磨处理，施工单位认真做好翎筋表面处理工作，将钢筋表面的氧化皮和浮锈要彻底去除干净，只有表面处理合格后才可做涂装锌加。
（2）施工单位最好采用刷涂方法，认真仔细涂装锌加一道，要求均匀涂装，同时尽量避免出现漏涂现象，加强自我检查，对于漏涂处应该立即进行补涂。
（3）承台预埋钢筋的施工单位建议尽量协调预埋钢筋在陆地上进行除锈涂装，检查合格后运输到海上进行安装，在运输安装过程中产生的破损处应该立即进行补除。
3锌加钢筋的质量验收
（1）检验批：承台预埋筋以每个承台为一批，桥面防撞栏预埋筋以每片梁为一个批；
（2）表面处理：目测待涂装钢筋表面的清浩度是否达到GB 8923，88标准的St2级要求，全部构件进行目测检查；
（3）涂层外观质量检查：按GB 50205－2001标准14．23条，钢筋表面不应误涂、漏涂，涂层均匀不应有脱皮和返锈，全部钢筋目测检查。
（4）膜厚质量用干膜磁性测厚仪按GB 50205－2001标准进行检查，每个批取3根钢筋，每根钢筋检10处，每根检测钢筋至少保证7处涂层干膜厚度不小于30um
（5）涂层粘结强度：在施工前，按GB 50152-92标准进行粘结强度试验，锌加涂层钢筋的粘结强度不小于没有涂装锌加钢筋粘结强度的80％。
附件4：环氧粉未涂敷技术在钢管桩上的应用
1 熔结环氧防腐涂料的性能
熔结环氧防腐涂料的每个粉末颗粒，都均匀地包含所有组成成分，使涂敷的操作过程以及涂料成膜后的涂层都具有连续稳定的均匀性。其涂装工程无三废污染。熔结环氧防腐涂料经熔融结合涂装，充分熔化流动，并且流平覆盖整个钢筋表面，与基体间没有空隙，完全紧密结合。更重要的是，在此过程中发生化学反应，环氧粉末树脂受热固化交联而形成连续的热固性聚合物，并且与钢管也形成了某种程度的化学结合。
熔结环氧防腐涂层的这种热固性交联分子结构特点及其与钢管的某种程度的化学键结合特性，决定了它作为防腐涂层体系的优良性能，使之成为世界上已被证明的使用最广泛的良好防腐蚀体系之一。其特点有：
（1）熔结环氧防腐涂层与钢管基体粘结性好，抗冲击，耐划伤；
（2）熔结环氧防腐涂层抗渗透性强，耐海生物腐蚀，耐植物根系穿透；
（3）熔结环氧防腐涂层满足各种埋地、架空、水下等环境中对耐腐蚀、耐老化的要求；
（4）熔结环氧防腐涂层不会屏蔽阴极保护电流，抗阴极剥离性好，
（5）加工方便，效率高，可全天候生产；
（6）涂层修补简单，可随时随地及时修复；
（7）环保，无三废排放，涂层可达到食品饮用等级。
2杭州湾大桥钢管桩采用的熔结环氧防腐涂层
杭州湾大桥钢管桩所采用的熔结环氧防腐涂层体系结构由裸管、FBE（热熔结环氧粉末）底涂层、改性的FBE中间层和耐紫外线外层FBE组成，如图。
3生产工艺及设备布置
针对钢管桩加工的特点，在生产线的设计过程中， 采用了一字型串联式的生产线结构，全长共250m。生产物流为单头进、单头出，生产线可以根据钢管桩头尾不一致的状况，自由改变喷涂层类型。所有关键设备如：
预热系统、抛丸器、中频加热装置、加热系统、电机传动、空气压缩机、控制系统等都采用备份设计，以确保生产线生产的连续性及质量的稳定性。
（1）生产线的上、下料机构
主要负责对钢管桩的平行、平稳输送，设备分别采用两套1000kN液压小车传输，液压升降行程为1000mm，克服了由于钢管桩的挠度而影响液压小车的传输。
（2）生产线传输机构
由单套独立式支撑滚轮系统组合而成，裉据各区域功能的不同，各滚轮架间距有分别设置为1m、2m、3m、5m，以满足各区域功能及传动的要求。滚轮材料为实心耐磨橡胶，减速机采用同轴结构设计。
（3）钢管外表面除锈前预热
目的：除湿，使钢管表面干燥；
方法：用燃烧器将气体进行加热，经风机热循环将钢管加热、除湿，系统由两套燃烧器热风循环系统组成，以保证生产线能够全天候24小时生产；
要求：管体温度大于露点3℃，生产时要加热到40～60℃；
检测手段：用红外线测温仪，目测钢管表面干燥、不含水分。
（4）钢管外表面抛丸除锈
目的：去除钢管表面氧化皮，并具有一定粗糙度，提高涂层与基体的结合力；
方法：采用高速抛头将钢丸及钢砂按比例均匀抛出，打击钢管表面，将钢管表面锈层除去，并达到一定的锚纹深度；
设备表面清理采用两套下抛式抛丸清理机串联作业，其特点是变换管径时，无论钢管管径的大小，抛出的钢丸到钢管底部表面的距离不变，钢丸沿钢管中心线抛出，钢丸速度和面积最大，清理效果最好。由于每台抛丸机采用两个抛头，沿钢管前进方向前后安装，使其清理速度增加，清理效果提高。为保证连续生产，抛丸机的抛丸速度按涂装速度的1．5倍考虑，抛丸量为：2×850kg／min；除锈效率为：lm／min；
要求：达到Sa2．5级、锚纹深度40-100μ m：
检测方法目测，用锚纹深度测定仪检测锚纹深度。
（5）钢管表面除尘
目的：除去钢管表面灰尘；
方法：用强力风机加电动尼龙毛刷吸尘；
设备：一套除尘量为12000m3／h的工业除尘器；
要求：表面清浩；
检测方法：通过擦拭，目测清浩程度。
（6）中频加热
目的：加热钢管；
方法：采用中频线圈涡流感应加热；
设备：中频加热系统选用了双回路整流系统，以防止在某一回路发生故障时能够保证中频加热系统半功率运行，中频冷却系统也采用了双回路设计，而且有自动补偿功能，以确保中频加热系统安全运行；
要求：加热效率为：lm／mln；加热温度控制区间：160-240ºC；
检测方法：用红外线测温仪检测，并用测温笔予以验证。
（7）粉未喷涂
达到要求温度的钢管，先用第一组20把粉末喷枪喷涂底层环氧粉末，涂层厚度为：300～600μm，涂层固化时间应小子3min，胶化时间应大干12s。
在第一层涂层胶化时间内用第二组20把粉未喷枪喷涂第二层具有耐划伤性能的环氧粉末，涂层厚度为：600~1000μm。
在第二层涂层胶化时间内用第三组14把粉未喷枪喷涂第三层具有抗紫外线性能的环氧粉末，涂层厚度为：800～1000μm。
粘附在预热钢管表面的环氧粉末受热熔化并流动，进一步流平覆盖整个钢管表面，特别是钢管表面的凹陷处以及焊道两侧，熔融的涂料流人填平，使涂层与钢管紧密结合，最大限度减少空隙。流平后的涂层进一步胶化、固化。根据不同的生产速度，以及对胶化、固化温度、时间的要求，有不同类型的粉末与之相对应。
检测方法：用红外线测温仪监测，确保涂层固化温度。
（8〉水冷
为保证生产质量和生产速度，采用两台大流量的冷却系统，冷却水量为80m3／h，水冷段长10m，保证进管温度不小于150℃，出管温度不大于100℃。
（9）涂层质量检测
防腐管的表面涂敷质量包括裣测防腐管的外观、厚度、针孔检漏、留端长度等，由成品管监控区监控。为全面检查防腐层漏点状况在作业线上安装有在线针孔检漏仪，在钢管运动状态下可测出漏点，并标出相对针孔位置的标记以便钢管下线到枪测平台后人工检测修补。检漏电压为5v／μm。经检验合格的防腐管进入下管平台下线，不合格管则置子待检区域内，随时进行处理。该监控区质检人员对涂敷管的管长、管号、数量、外观、厚度等进行记录。
（10）外防腐层修补
按《钢质管道熔结环氧粉末外涂层技术标准》（SY／T0315－97）对涂层进行修补，修补用材料为双组分无港剂液体环氧涂料。钢管表面的补涂区域在补涂之前必须进行除锈，其表面质量应达到St3级，处理后表面不得有油污及灰尘。
4关键技术
（1）钢管表面处理技术
在环氧粉末涂装工艺中，钢管表面处理技术非常重要，钢管表面处理效果的好坏直接影响到防腐层的附着力和防腐性能。为保证钢管表面处理的清理质量，选配了预热装置、抛丸除锈、大功率吸尘设备和锎管表面吹扫装置等组成的整套钢管表面清理系统，从设备上保证了钢管表面处理质量。在生产过程中，通过添加一定比例的钢丸及钢砂，可以使钢管表面形成的锚纹分布状态及锚纹深度达到理想效果，从而可以大大提高涂层与钢管基体的结合力。
（2）温度控制技术
由于杭州湾大桥采用的钢管桩为不等壁厚整桩螺旋焊接而成，而钢管桩长度又非常长，最长达到89米，因此钢管桩在连续加热过程中的累计热效应影响及不同壁厚钢管区域加热功率的变化等难题对温度控制技术提出了较高要求。为有效解决这一问题，采用了高效、环保的大功率中频加热设备。中频加热设备具有加热效率高、温度可控性好、相应迅速等特点。在实际操作中，通过对钢管桩的工艺调试结果，绘制出加热性能曲线，中频加热装置根据加热•性能曲线结合温度传感器检侧结果进行比较、分析、运算、反馈，随时进行中频加热输出功率的调节，保证钢管桩加热温度的一致性、平稳性。
（3〉粉未喷涂
环氧粉未喷涂控制的好坏将直接影响产品质量及成本。由子钢管桩壁厚、管长，在进入喷涂系统的时候，钢管桩表面的热量非常高而且持续时间长，对粉末喷枪及喷涂系统影响非常大，在短时间内就可造成喷枪堵塞、喷嘴受热变形、粉未回收系统中粉末受热结块掉粉等一系列危害喷涂质量的现象。现有的国内、外各种喷涂及回收设备都无法满足此类超厚超长钢管桩的连续生产。经过对喷涂设备的改造，将每一把喷枪的枪头材料都换成聚四氟乙烯并加装了喷枪空冷装置及恒温保护层，每一组喷枪设计成自由伸缩结构，使部分未作业的喷枪间歇性远离热源，保证喷枪涂装的顺畅。对粉未回收装置进行改造，在粉未回收舱外壁加装冷却水循环系统，使得回收舱内壁始终处在一个相对恒温的状态，消除了粉末回收系统中粉未受热结块及掉粉的现象。另外，通过对粉末喷枪结枸的合理布置及回收系统回收孔的布置，保证了涂层的质量和涂层均匀性。
附件5：外加电流阴极防护系统在杭州湾跨海大桥的应用
1设计依据及技术要求
系统采用欧洲《混凝土中钢筋的阴极保护》（EN2696－200⑴标准进行设计。主要技术要求包括：阳极材料在正常运行的电流密度（钢筋表面1~2mA／m2）条件下，保证最少100年的使用寿命，从而保证结构钢筋始终处子阴极状态而不发生锈蚀；充分考虑腐蚀环境的不同，针对不同区域进行相应的设计，采用全自动监控系统自动调节电量，以确保100％的电流分布与传递，并避免过度保护形象；采用合适的参比电极，使防护系统能够自动调节和长期监测。
2系统组戌
系统主要包括：活性钛金属阳极网条、导电条、水泥垫条、银／氯化银以及钛参比电极、正极电接头、负极电接头、电导线和配件、接线箱、RECON控制系统、计算机控制、遥控监控管理系统等。系统组装简图如下
3系统分区
阴极防护系统根据需要进行分区，分区的目的是用来在结构使用寿命内，监控结构不同位置电流和电压的输出，分区的依据是结构不同位置的不同腐蚀环境（如海浪、大气和是否长期浸泡）。
根据暴露环境的不同，对需要进行阴极防护的三个主塔及承台进行系统分区。如将北航道桥北塔的阴极防护系统分区为：（1〉承台底面以上0。2m至承台顶面以下3m高度范围的承台表面；（2）承台顶面以下3m至承台顶面高度范围的承台表面；（3）承台顶面；（4）承座表面和塔座顶面；（5）塔柱表面。
4关键技术：RECON控制系统 ι
钛金属网阳极和钢筋阴极的电导线以及测量钢筋实际电位的参比电极的正负回路的导线从防护系统中引出，进入RECON控制系统。
RECON控制系统一方面作为供电装置，把外部引入的交流电转化为低压直流电，为阴极保护系统的钛金属网阳极和钢筋阴极提供稳定电源；另一方面安装有控制模块，采集参比电极测量的钢筋实际电位数据，判断是否达到预设的保护电位值，自动增加或减少电流的输出，直到钢筋实际电位达到预设的保护电位。RECON控制系统具有自我控制能力。
大桥中采用的RECON控制系统可以接收140条参比电极的线路和数据，可对整个被保护区域进行精确的监测和控制。
5计算机和远程控制
RECON控制系统收集到的参比电极数据可以通过电话线传送到现场管理办公室的安装有RECON统软件的终端计算机上，由现场控制人员定期调整参数；也可以通过SIM卡无线传送到远程监控室，由监控人员通过远端监拴系统，发出新的控制指令，传回到现场RECON控制系统，更改预设程序。
附件6：牺牲阳极型阴极防护在杭州湾跨海大桥的应用
1 设计思想
杭州湾跨海大桥钢管桩阴极保护设计的基本思想采用了全寿命动态设计的原则。
全寿命动态设计的原则是：为了确保阴极保护系统能始终有效地发挥作用，针对阴极保护系统的30年有效使用寿命要求，必须动态地考虑钢管桩上高性能熔融结合环氧粉未防腐涂层的破损率，分别利用初期阴极保护电流密度、平均阴极保护电流密度和末期阴极保护电流密度计算海水中杭州湾跨海大桥钢管桩阴极保护所需要的阳极数量。从实际计算结果来看，利用末期阴极保护电流密度计算出的阳极数量确实高于利用初期和平均阴极保护电流密度计算出的结果，如果不采用针对全寿命的动态设计，很有可能在阴极保护系统使用末期，阳极材料尽管还存在，但却无法提供足够的保护。
2阳极材料的选择
牺牲阳极型阴极保护系统，是由一种比被保护金属电位更负的金属或合金与被保护的金属电连接所构成。用于海水中阴极保护的牺牲阳极材料主要有锌合金牺性阳极和铝合金牺性阳极。由于铝的密度低于锌，而其理论电容量又高于锌，在输出电流基本相同的情况下，—块铝合金牺性阳极的重量不到相同尺寸锌合金牺性阳极重量的一半，所以，为了减少杭州湾跨海大桥基础钢管桩的负荷，故选用高效铝合金牺性阳极。
3牺牡阳极安装形式的选择
杭州湾跨海大桥基础钢管桩阴极保护设计中的一个关键技术问题是阳极安装形式的选择。过去通常的做法是在每个钢管桩安装一块阳极或几块阳极，这对于裸钢管桩或是彼此非电导通的钢管桩，是非常合理的；在上述两种情形下，由于缺乏电导通性或是裸的钢管桩需要很大的保护电流，致使邻近的钢管桩很难得到充分保护。而对于杭州湾跨海大桥基础钢管桩来说，情况与过去有着根本的不同，首先，各个钢管桩通过承台内的钢筋实现了彼此间的电连接；其次，杭州湾跨海大桥基础钢管桩表面涂有高性能涂层即熔融结合环氧粉末复合涂层，大大扩展电流的传输范围。因此，在这种情况下，将每个承台下面9～16根钢管桩作为一个整体，在其中的几根钢管桩上安装几组阳极，从而实现对每个承台下所有钢管桩的保护。此外，采用在每个钢管桩安装一块阳极或几块阳极的做法，在杭州湾这种恶劣的自然环境下，很难在2年的工期内完成所有钢管桩的阳极安装任务；而采用成组安装阳极的方法，将阳极安装的工程量大大降低，按期实现项目的竣工。
4确保最小电位准则 ！
确保杭州湾跨海大桥基础钢管桩具有合适的电位分布是阴极保护设计中须解决的一个关键技术问题。无论是美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0176-94 Corrosion Control of Steel Fixed offshorc Platform Associatedwith Petrolcum Production（海上石油开采平台钢结构的腐蚀拴制）和挪威船级社标准DNv RPB 40⒈L993 Ca－山odic Production Dcsion（阴极保护设计），还是国内标准JTJ 230－89《海港工程锎结构防腐蚀技术规定》和GJB156-86《港工设施牺牲阳极保护设计和安装》，都规定施加阴极保护后被保护结构电位应该达到比－0.80V（相对于海水银／氯化银参比电极）或者－0．85V（相当于铜／饱和硫酸铜参比电极）更负。
阴极保护的计算按照美国腐蚀工程师协会标准NACE RP 0176-094和挪威船级社标准DNv RPB 401-1993进行。当计算得出的初期阴极保护电流密度、平均阴极保护电流密度和末期阴极保护电流密度不相等时，为保证阴极保护的效果，取其最大值。
在杭州湾跨海大桥工程中，共采用了下列3种型号的镯型铝合金牺牲阳极：
型号1： 规格： 1200× （650＋650） ×73；
型号2： 规格： 1200× （500＋500） ×73；
型号3：规格：1200×（350＋350）×73；
如对杭州湾大桥C02下游承台的9根1．5m直径的钢管桩，当阴极保护的设计寿命为30年时，共需要4组阳极组，每组由4支规格为1200×（350＋350）×73的铝－锌-铟系合金牺性阳极组成。
5牺牲阳极型阴极保护工裎的实施
杭州湾跨海大桥钢管桩所采用的牺性阳极采用镯型阳极，由于钢管桩的管径较大，因此采用组合形式镯型阳极。
工程涉及的钢管桩共有：Φ1。5m共2520根，Φ1．6m共2624根，合计5144根，桩长范围为71～88m。工程
共用阳极块8496块，合计约800多吨；预制和水下安装阳极组2124组，合计约1226吨；安装调试监控系统20套，并进行馈电系统的焊接、涂层缺陷部位的修复和总体调诚。
工程中，将牺性阳极安装在低于历年最低潮位300mm的部位。为便于对导电连接焊缝进行防腐蚀处理，将电连接点设在标高—0．9～1。3m处，导电体选用100mm×100mm×10mm的角钢。
为确保工程质量，焊接时和做防腐时，海水不能溅到焊缝处，而每个潮期钢桩露出水的时间很短，必须在很短的时间内完成焊接和防腐工作，因此，设计中采用水下卡环国定和水上焊接相结合的方式安装阳极。水下安装时不会破坏安装部位涂层，对于水上焊接破坏了的防腐涂层可以方便地采用涂料进行修补，保持涂层系统的完整性。
本工程中阳极组与钢桩的电联接是通过角钢来实现的。角钢的一端与阳极组的卡环事先焊接在一起，与阳极组同时预装到钢桩上，其上端与钢管桩焊在一起，端部的标高为－0．9～－1，3m左右。采用角焊缝工艺进行焊接。按设计要求，焊脚高度不小于8mm，长度不小于100mm，并且该焊缝应避开钢管桩螺旋焊缝，不使焊缝交叉。焊后采用环氧涂料进行防腐，以保持钢桩涂层表面的完整性，确保防腐效杲。
6钢管桩与钢套管底板的绝缘
杭州湾跨海大桥水中钢筋混凝土承台采用钢套箱作模板进行施工，拆除钢套箱模板后其底板仍然作为承台的一部分留在了封底混凝土中。为了减少成本节约资金，需尽量减少阴极保护的对象，因此要求作为承台结构一部分的钢套箱底板必须与钢管桩绝缘，即非电连接。
钢管桩与钢套箱底板的接触点，集中在钢套箱与钢管桩的加固连接点上。为了使钢管桩与钢套箱底板之间不直接接触，在钢管桩与钢套箱底板连接时，是通过2个半圆形的钢板（即抱箍）进行连接的，于是采用在抱箍内侧加一层绝缘耐磨胶皮来将二者隔离开来。
6.1 绝缘施工
抱箍分2个半圆，用螺栓连接。制作时抱箍上焊几块钢板以免抱箍与底板焊接时电流烧坏胶皮，抱箍下设有裙边，方便封孔板安装。抱箍制作妤后，用胶水将耐磨胶皮与抱箍粘结在一起，以胶带纸固定好。
耐磨胶皮选用lcm厚的氯丁橡胶。耐磨胶皮与钢管桩及抱箍的接触必须紧密。胶皮内，钢管桩表面是加强型双层环氧粉末涂层，D＝800～1000μm。
6，2绝缘施工时应注意的几点
（1）钢套箱底板与钢管桩加固时，除了用抱箍连接以外，不允许钢管桩别的任何部位与钢套箱底板直接接触，否则会造成二者直接接触。
（2）抱箍螺栓必须拧紧，因钢管桩是斜桩，抱箍必须依据其斜率制作，以使抱箍与钢管桩紧密接触，避免胶皮在钢管桩由于水流作用晃动时脱落。
（3〉在封底浇注之前需要仔细检查抱箍是否脱落，抱箍与钢管桩之间是否直接连通，是否有其他金属如电焊渣进人抱箍与钢管桩之间的缝隙。
（4）钢管桩表面的环氧粉末涂层如果损坏应进行修补。
附件7：后记
腐蚀科学是一门综合科学，要做好腐蚀控制工作，就必须进行“全面腐蚀控制”，将腐蚀控制技术和腐蚀控制管理相结合，从设计、制造、贮运安装、操作运行、维修五个方面进行管理、采取相应技术并严格执行，并要进行全面、全员、全过程陶主动控制，从而防崽于未然，避免或减少腐蚀危害。
首先，要将腐蚀控制技术与腐蚀控制管埋相结合。既要运用先进的腐蚀控制技术，又要进行细致到位的腐蚀控制管埋。
以铁道部大型工程武汉天兴洲大桥的施工总监和现场专家法国人莫内和佐罗为例，可以说明国外桥梁施工中对腐蚀控制管理的重视。天兴洲大桥钢梁与钢梁之间靠螺栓连接，在钢梁上，施工人员将拧好的螺栓帽上用红色的油漆刷上，作为已拧好的标记，但这样简单的一个工作，佐罗也能够找出问题，他认为工人将油漆面刷得大了些，如果不处理好，会造成后期外层防护涂层的过早脱落。在另一处钢梁上，散放着几枚废弃的螺栓，莫内立即要施工人员拿走，以避免在雨淋后留下锈迹而影响钢梁性能。在腐蚀控制管理上，佐罗和莫内从一些细节处出发，执行严格的程序，从而保证了腐蚀控制效果，尽可能地减小腐蚀对桥梁使用功能和寿命的影响。
再如2008北京奥运会国家体育场（鸟巢）工程和上海国际航运中心洋山深水港工程，两工程均由中国工业防腐蚀技术协会担任防腐蚀工程评标组组长或提供防腐蚀咨询，从而加强了这些国家重点工程的腐蚀控制管理。而经过各方验收评估，证明协会所选用方案的科学性、技术性和经济性都是正确的。
其次，要从设计、制造、贮运安装、操作运行、维修上进行全方位的腐蚀控制。
设计过程是项目中进行腐蚀控制的第一个环节，并且设计方案的改善往往能在不大幅增加成本的情况下大大减缓腐蚀。如杭州湾大桥在某些部位的腐蚀控制措施由环氧钢筋改为阴极保护，又如过去桥梁采用的伸缩缝基本上都是漏水的，由伸缩缝处渗漏下的水往往流到梁端，再流到帽梁，对梁端和帽梁顶部混凝土产生严重的腐蚀。京福公路东州大桥在1999年6月27日北起第十墩T型帽梁翼板南侧西部突然断裂，主要原因就是水从伸缩缝处流到帽梁上，腐蚀了上部混凝土和钢筋造成的。因此，桥梁工程在设计时要确保不留死角、改变形状和尺寸处有足够圆弧过渡、枸件开口应位于低应力部位、避免腐蚀电位不同的金属连接、采用流线型的填角焊缝、尽量采用对接焊而不用搭接焊、用连续焊而不用间断焊和点焊、采取必要的腐蚀控制措施等等。
制造过程是腐蚀控制的重要环节。在桥梁的施工、制造过程中，需要针对不同部位的不同腐蚀环境，选择适当的材质、采取适当的防腐蚀措施。制造过程既包括桥梁自身的建设、施工过程，也包括钢筋、支座、钢管桩等部件的制造过程。
贮运安装过程中的腐蚀控制容易被忽略，但也直接关系到桥梁的防腐蚀效果。如环氧钢筋表面涂敷的环氧粉未较易损坏，在堆存时，钢筋与地面之间、钢筋捆与钢筋捆之间需要用木条隔开；贮存时，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层老化，存放不宜超过3个月，且存放时间超过2～3周时，需要用帆布或暗色聚乙烯保找在运输和吊装、安装时，也要防止因挤压、摩擦而造成涂层破坏，对损伤处，要在损伤后的2小时内进行修补。
运行操作过程即使用过程，是腐蚀发生的主要过程，也是进行腐蚀控制的主要过程。在桥梁的使用过程中，需要采取阴极保护等腐蚀控制措施，增强桥梁对周围腐蚀环境的抵抗力，消除或减小腐蚀。
维修过程往往存在于设施设备的整个寿命期内，是腐蚀控制的主要过程。据称，某些跨海大桥在寿命期内的维护成本将达到建设成本的6倍，而维护的主要目的之一就是防止或减缓腐蚀。
总之，防腐蚀工作最重要的是要有“全面腐蚀控制”的理念，并要进行全面、全员、全过程的主动控制。在工作中的每个方面、各个过程中都要进行腐蚀控制，同时腐蚀控制的理念和行动也要贯彻到总经理、中层管理人员、具体工作人员的各项具体工作中。我们桥梁行业对腐蚀控制的重视较晚，因此在腐蚀控制技术、管理和理念上都可以向石油化工等较早重视腐蚀控制的行业学习，发挥后进优势，只有这样，才能使腐蚀控制工作逐步做到防息于未然，避免或减少腐蚀对人类造成的各种危害。
