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道路桥梁金属结构施工管理中的问题控制及解决方法分析

2013-08-15史国忠

中国建筑金属结构 2013年12期
关键词:金属腐蚀海水规律

史国忠,刘 岩

(河北舜石市政工程有限公司,河北 石家庄 050000)

1 桥梁施工中金属腐蚀的机理及其环境分析

桥梁建筑材料大多都是金属,金属在外界环境的影响下是最容易腐蚀的。所谓的腐蚀就是金属与周围环境之间发生的一种化学反应,而反应的最终结果是导致金属材料的主要性能发生严重的变化,当然,腐蚀严重到一定情况时会使金属本身应具有的功能消失,并且由这些金属组成的技术体系的某些功能也会遭到一定程度的损坏。就像桥梁建筑中的金属腐蚀之后,不仅金属本身失去了支撑桥梁的作用,也对整个桥梁的质量造成一定影响。一般来说,桥梁建筑中的金属腐蚀主要表现在以下几个方面。

1.1 桥梁建筑施工管理中金属的湿腐蚀现象

桥梁作为交通的主要载体,由金属构成的桥梁建筑,在施工过程中如果没有采取一定措施和方法对金属的防腐蚀性进行管理,在长时间的使用过程中,桥梁的金属腐蚀将会对整个桥梁的安全性造成一定影响。大型桥梁一般都是处于江河湖海之上,桥梁建筑中的金属不可避免的遭受湿腐蚀问题。

金属的湿腐蚀现象主要是金属在水的作用下会产生一种电化反映,金属的表面会形成阴阳两极隔离的腐蚀电池,金属在溶液中失去了电子,变成了带正电的离子,这时金属表面变形了阳极隔离的腐蚀电池,这一过程被称为阳极的形成过程。在阳极形成的过程中,接触水溶液的金属表面中的大量电子都会被水溶液中的某种物质进行中和,这种中和电子的过程就是还原过程,也就是阴极形成过程。

在桥梁建筑中的湿腐蚀中最常见的腐蚀情况是水腐蚀,因为一般大型桥梁是处在江河湖海之中,桥梁的桥墩难免会遭受水的腐蚀。一般桥梁建筑遭受的水腐蚀情况包括淡水腐蚀、海水腐蚀。

桥梁建筑中金属遭受的淡水腐蚀情况一般发生在江河湖泊之中,由于淡水中的盐分含量较少,所以对于桥梁的腐蚀基础较弱。但是,随着我国工业的快速发展,环境遭受严重破坏,很多江河湖泊中的淡水资源被污染,淡水对桥梁金属的腐蚀性加强。

桥梁建筑中金属遭受的海水腐蚀一般是在桥梁经过海面时发生,海水对桥梁建筑中金属的腐蚀较为严重,因为海水中所含的盐分较多,构造桥梁的大部分金属在长期经受海水浸泡和拍打过程中,会遭受严重的海水腐蚀,并且这些金属材料在海水中发生的都是氧气极化腐蚀。一般经过海洋的桥梁经常会受到海水涨潮和飞溅的影响,当桥梁被海水涨潮或飞溅影响的地区,由于海水与空气进行了充分接触后,含氧量充分,含盐量极高,加强海水对桥梁金属极大的冲击作用,因而这部分地区的海水腐蚀现象最为严重。

1.2 桥梁建筑使用中金属的干腐蚀现象

桥梁建筑中的金属干腐蚀现象一般发生在桥梁构成金属处于高温之中时的腐蚀现象,最常见的是高温氧化。在高温气体中,金属表面会产生一层氧化膜,金属的抗腐蚀的能力与氧化膜的性质和生长规律具有紧密的联系,金属表面氧化膜的生长规律主要由直线规律、抛物线规律和对数规律组成。在3种生长规律中直线规律的氧化对金属的腐蚀性最为严重,因为这时候的金属失重会随着时间的延长而加速。相反的,抛物线和对数的规律是氧化速度随着金属氧化膜的增加而减少,相对来说是比较安全的,对于桥梁建筑中金属材料的铝材料在常温氧化环境下遵循的是对数规律,一段时间后莫得生长会自动停止,因此,具有良好的抗氧化性。

2 桥梁施工管理中有效解决金属腐蚀的方法

受严酷的气候条件影响,大多数钢结构的桥梁建筑都会受到不同程度的腐蚀,随着环境被污染程度的加深,桥梁建筑中的金属腐蚀现象变得越来越多。为了减少因金属腐蚀而造成的桥梁倒塌等事故的发生,对于任何钢结构的桥梁建设都应该从设计阶段开始加强,在是施工过程中注重材料的使用,在桥梁使用过程中注重桥梁的养护。

2.1 加强对环境的治理

面对桥梁周围环境污染严重的现象,必须建立一支庞大的强而有力的环境环境保护管理和科技队伍,只有加强对环境的治理,才能从外界环境中降低桥梁建筑金属材料的腐蚀程度和腐蚀速度。

2.2 对污染的环境侵蚀进行有效隔离

在桥梁施工过程中,为了降低金属腐蚀情况,应该对污染的环境侵蚀进行有效隔离,例如,在悬索桥钢缆建设过程中应该采用不干性密封隔离侵蚀环境,在高强度高螺栓与钢梁的连接处应该采用胶密封,以防止桥梁金属在施工阶段遭受的腐蚀。

2.3 选用耐腐蚀性的材料作为桥梁的主要材料

在施工过程中,材料的选择对整个施工质量有着较大的影响,为了从客观上降低桥梁金属的腐蚀性,应该选用耐腐蚀性的材料作为桥梁的主要材料。例如,可以选择耐候钢、不锈钢等作为建筑材料,但是这些耐腐蚀性较强的材料的成本也是相当高的,根据我国经济发展状况,采用这种耐腐蚀性的建筑材料还是具有一定难度的。

2.4 采用先进的制造技术

技术作为一切建设的核心,桥梁建筑在施工过程中,应该采用先进的制造技术,对桥梁金属的防腐蚀性控制有着重要影响。例如,预应力钢绞线是桥梁施工的主要材料,也是确保桥梁寿命的主要因素之一,在传统压浆工艺中容易引起压浆不饱满的现象发生,进而使得钢绞线锈蚀,为了有效解决这一问题,应该选用真空辅助压浆作为主要材料进行施工。

3 结语

道路桥梁作为我国重要的交通载体,桥梁质量的好坏直接影响到人们的正常生活和人们的切身利益,为此必须加强对桥梁施工管理的重视,只有加强管理,才能减少或避免桥梁施工过程中存在的问题。目前,影响我国桥梁质量的主要因素之一是金属的腐蚀,要想对这一问题加以有效解决,必须首先了解桥梁的腐蚀机理及其周围环境,然后采取相应的解决方法和管理策略。

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