淺析斜拉索易腐蝕原因及防腐措施

趙云海（東北林業(yè)大學(xué)工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，黑龍江　哈爾濱　150040）

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淺析斜拉索易腐蝕原因及防腐措施

趙云海
（東北林業(yè)大學(xué)工程咨詢?cè)O(shè)計(jì)研究院有限公司，黑龍江哈爾濱150040）

摘要：在當(dāng)前我國橋梁建設(shè)中，由于斜拉索橋具有較大的跨度，而且造型較為優(yōu)美，這使其在當(dāng)前橋梁建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用。在斜拉橋建設(shè)中，斜拉索作為其中非常重要的承重傳力結(jié)構(gòu)件，主要由高強(qiáng)度鋼絲和錨固共同組成，其處于江河湖海的外部環(huán)境下，從而導(dǎo)致鋼絲及錨索結(jié)構(gòu)件非常容易受到腐蝕，對(duì)橋梁的美觀及使用壽命帶來較大的影響。文中對(duì)斜拉索易被腐蝕的原因進(jìn)行了分析，并進(jìn)一步對(duì)斜拉索防腐措施進(jìn)行了具體的闡述。

關(guān)鍵詞：斜拉索；防腐；鋼絲；錨具；原因；措施

近年來我國橋梁建設(shè)行業(yè)取得了較快的發(fā)展，在當(dāng)前橋梁建設(shè)中，斜拉索橋應(yīng)用越來越廣泛。在斜拉索校使用過程中，斜拉索由鋼絲及錨固共同組成，這就使其在外界環(huán)境下極易被腐蝕。特別是高強(qiáng)度鋼絲作為拉索的重要的材料，在電化學(xué)腐蝕中，陽極的金屬則會(huì)被溶解，所以可以通過在鋼絲表面上進(jìn)行熱鍍鋅穩(wěn)定化處理，而用于運(yùn)輸途中將鋼絲索進(jìn)行纏包的纏包帶在確保其具有較好的拉力強(qiáng)度和韌性的同時(shí)，還在確保其對(duì)鋼絲不會(huì)產(chǎn)生腐蝕性影響。作為斜拉索的第一道防護(hù)層的熱擠PE護(hù)需要具有較好的耐腐蝕性、耐光性和抗老化性。另外還需要在錨具表面進(jìn)行防銹化處理。從而有效的減少斜拉索被腐蝕的可能性，提高斜拉索橋的使用壽命。

1 斜拉索易被腐蝕的原因

在當(dāng)前江河及海灣等處的橋梁建設(shè)中，多以斜拉索橋?yàn)橹?，這就導(dǎo)致斜拉索常年的暴露在惡劣的環(huán)境下，一旦對(duì)鋼材不能進(jìn)行有效的防護(hù)，則會(huì)導(dǎo)致其受到腐蝕。在斜拉索腐蝕中多以鋼材與周圍介質(zhì)發(fā)生電化作用，從而導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)產(chǎn)生，從而使斜拉地索被腐蝕。在斜拉索被腐蝕過程中，主要因素有空氣、水、氯離子及作用于高強(qiáng)銅線的拉應(yīng)力，在這些因素作用下，斜拉索會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂縫和氫化斷裂。組成斜拉索的主要部件為鋼絲，鋼絲中含有合金元素、滲碳體和其他雜質(zhì)，這些組成成分則會(huì)構(gòu)成陰極，而鐵元素則構(gòu)成為陽極，一旦斜拉索表面有水汽凝結(jié)時(shí)，則會(huì)有水膜形成，從而構(gòu)成無數(shù)微電池，同時(shí)空氣中的氧氣、二氧化硫及二氧化碳等氣體還會(huì)溶入到水膜中，從而加快鐵元素發(fā)生電離反應(yīng)，使鋼材的腐蝕速度得以不斷提升，導(dǎo)致斜拉索很難逃脫到被腐蝕的后果。

2 斜拉索防腐措施

2.1 對(duì)拉索內(nèi)部進(jìn)行除濕處理。在對(duì)斜拉索進(jìn)行除濕處理過程中，需要利用機(jī)械將干燥空氣輸送到拉索的內(nèi)部，這樣會(huì)使拉索內(nèi)外能夠形成正氣壓差，從而使一定量的干燥空氣能夠在拉索內(nèi)進(jìn)行流動(dòng)，確保拉索內(nèi)空氣相對(duì)濕度的降低。利用這種除濕技術(shù)在一些斜拉索橋上進(jìn)行應(yīng)用取得了較好的效果，對(duì)于斜拉索鋼絲的腐蝕起到了有效的延緩作用。

2.2 對(duì)拉索表面涂覆復(fù)合緩蝕劑。利用多種成分組成的復(fù)合緩蝕劑在熱鍍鋅鋼絲的外表上進(jìn)行涂覆，同時(shí)還需要在外層利用具有較好耐候性的有機(jī)涂料進(jìn)行涂覆，這種防腐技術(shù)對(duì)拉索腐蝕也能夠起到一定的效果，但在當(dāng)前內(nèi)部除濕技術(shù)的應(yīng)用下，這種防腐方法的優(yōu)勢已不再明顯。

2.3 在拉索鋼絲表面涂覆防銹油脂。為了能夠有效的提高拉索的耐候能力，則可以將防銹油脂涂覆在拉索鋼絲表面。還可以將防銹油脂通過附加的麻芯引入到拉索內(nèi)部，油脂在拉力和壓力作用下會(huì)被擠壓到各股鋼絲之間的表面，從而起到較好的防銹及潤滑作用。利用防銹油脂進(jìn)行防腐具有非常好的效果，但在使用這種方法時(shí)，需要對(duì)防銹油脂在自然環(huán)境中的穩(wěn)定性進(jìn)行充分關(guān)注。

2.4 錨具的永久防護(hù)。斜拉索錨具作為斜拉索橋重要的組成部件，錨具一部分預(yù)埋在橋體鋼索導(dǎo)管內(nèi)，另一部則會(huì)直接暴露在自然環(huán)境中，這部分外露部分長期在大氣中，極易出現(xiàn)腐蝕和生銹等情況。因此對(duì)于斜拉索錨具外露部分需要利用專用的防護(hù)油脂對(duì)其內(nèi)壁和外壁進(jìn)行涂刷，同時(shí)還需要設(shè)置不銹鋼防水護(hù)罩，從而有效的避免錨具銹蝕的發(fā)生。另外還需要利用特制的填充材料來對(duì)索導(dǎo)管內(nèi)部進(jìn)行封閉性處理，隔離開導(dǎo)管內(nèi)部水氣、腐蝕性介質(zhì)與錨具之間的接觸，這對(duì)于提高索端錨具防銹蝕能力具有較為重要的作用。

2.5 斜拉索的減振。斜拉橋由于鋼度相對(duì)較小，在車輛、風(fēng)雨等載荷作用下，極易發(fā)生振動(dòng)。引起拉索根部積水，加速拉索腐蝕，縮短拉索的使用壽命。為此應(yīng)在拉索兩端的接口部位設(shè)置黏彈性高阻尼材料減振塊，發(fā)揮減振作用，達(dá)到保護(hù)斜拉索的目的。另外必要時(shí)也可在拉索之間設(shè)置分隔索夾，使幾根拉索互為約束不易起振。

2.6 錨索與索體結(jié)合部的防腐。斜拉索索體與錨具結(jié)合部位是斜拉索防腐蝕的薄弱環(huán)節(jié)，其原因是索體與錨具結(jié)構(gòu)不同，結(jié)合部位存在結(jié)構(gòu)差異，錨固區(qū)有一段鋼絲索的PE要?jiǎng)冮_，以方便錨固。這一區(qū)間密封困難，容易造成腐蝕，必須采取有效的結(jié)構(gòu)措施和合適的材料、工藝進(jìn)行特殊處理，防止水分和其他污染源進(jìn)入。

2.7 定期對(duì)斜拉索進(jìn)行檢測。采用無損檢測技術(shù)定期對(duì)使用過一段時(shí)期的斜拉索進(jìn)行檢測，如已經(jīng)開發(fā)和應(yīng)用的電磁檢測方法和聲波檢測方法，以及成像技術(shù)，及時(shí)檢查和發(fā)現(xiàn)拉索腐蝕缺陷，采取有效措施。這方面應(yīng)引起橋梁管理部門重視。

2.8 加強(qiáng)新材料的開發(fā)和應(yīng)用。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，當(dāng)前市場上出現(xiàn)許多可以代替鋼絲和鋼絞線的新材料，如纖維加勁塑料材料，其不僅強(qiáng)度較高，而且具有較好的耐腐蝕、耐疲勞等特點(diǎn)，在當(dāng)前纜索結(jié)構(gòu)中也開始進(jìn)行應(yīng)用。而且近年來憎水納米復(fù)合涂層的研究也取得了一定的進(jìn)展，將其應(yīng)用在拉索鋼絲熱鍍鋅的表面，使其形成高憎水性的納米復(fù)合涂層，這不僅能夠有效的減少拉索內(nèi)部水汽的凝結(jié)，而且能夠?qū)w金屬起到一定的保護(hù)作用。這種涂層固化后其環(huán)境穩(wěn)定性及相容性都較好，在拉索鋼絲防腐中越來越受到青睞。

結(jié)語

隨著斜拉索橋的增多，對(duì)斜拉索的耐久性和安全性提出了更高的要求，這就需要做好斜拉索的腐蝕處理工作。進(jìn)一步對(duì)斜拉索防腐體系進(jìn)行完善和改進(jìn)，加快各種新技術(shù)、新材料及新工藝的應(yīng)用，確保更好的推進(jìn)斜拉索防腐技術(shù)的快速發(fā)展和進(jìn)步，為促進(jìn)我國橋梁建設(shè)事業(yè)的健康發(fā)展起到極其重要的作用。

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中圖分類號(hào)：TU312

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