浅析斜拉索易腐蚀原因及防腐措施

2016-11-30赵云海东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司黑龙江哈尔滨150040

中国新技术新产品 2016年2期

赵云海（东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司，黑龙江　哈尔滨　150040）

浅析斜拉索易腐蚀原因及防腐措施

赵云海
（东北林业大学工程咨询设计研究院有限公司，黑龙江哈尔滨150040）

摘要：在当前我国桥梁建设中，由于斜拉索桥具有较大的跨度，而且造型较为优美，这使其在当前桥梁建设中具有广泛的应用。在斜拉桥建设中，斜拉索作为其中非常重要的承重传力结构件，主要由高强度钢丝和锚固共同组成，其处于江河湖海的外部环境下，从而导致钢丝及锚索结构件非常容易受到腐蚀，对桥梁的美观及使用寿命带来较大的影响。文中对斜拉索易被腐蚀的原因进行了分析，并进一步对斜拉索防腐措施进行了具体的阐述。

关键词：斜拉索；防腐；钢丝；锚具；原因；措施

近年来我国桥梁建设行业取得了较快的发展，在当前桥梁建设中，斜拉索桥应用越来越广泛。在斜拉索校使用过程中，斜拉索由钢丝及锚固共同组成，这就使其在外界环境下极易被腐蚀。特别是高强度钢丝作为拉索的重要的材料，在电化学腐蚀中，阳极的金属则会被溶解，所以可以通过在钢丝表面上进行热镀锌稳定化处理，而用于运输途中将钢丝索进行缠包的缠包带在确保其具有较好的拉力强度和韧性的同时，还在确保其对钢丝不会产生腐蚀性影响。作为斜拉索的第一道防护层的热挤PE护需要具有较好的耐腐蚀性、耐光性和抗老化性。另外还需要在锚具表面进行防锈化处理。从而有效的减少斜拉索被腐蚀的可能性，提高斜拉索桥的使用寿命。

1 斜拉索易被腐蚀的原因

在当前江河及海湾等处的桥梁建设中，多以斜拉索桥为主，这就导致斜拉索常年的暴露在恶劣的环境下，一旦对钢材不能进行有效的防护，则会导致其受到腐蚀。在斜拉索腐蚀中多以钢材与周围介质发生电化作用，从而导致氧化还原反应产生，从而使斜拉地索被腐蚀。在斜拉索被腐蚀过程中，主要因素有空气、水、氯离子及作用于高强铜线的拉应力，在这些因素作用下，斜拉索会产生应力腐蚀裂缝和氢化断裂。组成斜拉索的主要部件为钢丝，钢丝中含有合金元素、渗碳体和其他杂质，这些组成成分则会构成阴极，而铁元素则构成为阳极，一旦斜拉索表面有水汽凝结时，则会有水膜形成，从而构成无数微电池，同时空气中的氧气、二氧化硫及二氧化碳等气体还会溶入到水膜中，从而加快铁元素发生电离反应，使钢材的腐蚀速度得以不断提升，导致斜拉索很难逃脱到被腐蚀的后果。

2 斜拉索防腐措施

2.1 对拉索内部进行除湿处理。在对斜拉索进行除湿处理过程中，需要利用机械将干燥空气输送到拉索的内部，这样会使拉索内外能够形成正气压差，从而使一定量的干燥空气能够在拉索内进行流动，确保拉索内空气相对湿度的降低。利用这种除湿技术在一些斜拉索桥上进行应用取得了较好的效果，对于斜拉索钢丝的腐蚀起到了有效的延缓作用。

2.2 对拉索表面涂覆复合缓蚀剂。利用多种成分组成的复合缓蚀剂在热镀锌钢丝的外表上进行涂覆，同时还需要在外层利用具有较好耐候性的有机涂料进行涂覆，这种防腐技术对拉索腐蚀也能够起到一定的效果，但在当前内部除湿技术的应用下，这种防腐方法的优势已不再明显。

2.3 在拉索钢丝表面涂覆防锈油脂。为了能够有效的提高拉索的耐候能力，则可以将防锈油脂涂覆在拉索钢丝表面。还可以将防锈油脂通过附加的麻芯引入到拉索内部，油脂在拉力和压力作用下会被挤压到各股钢丝之间的表面，从而起到较好的防锈及润滑作用。利用防锈油脂进行防腐具有非常好的效果，但在使用这种方法时，需要对防锈油脂在自然环境中的稳定性进行充分关注。

2.4 锚具的永久防护。斜拉索锚具作为斜拉索桥重要的组成部件，锚具一部分预埋在桥体钢索导管内，另一部则会直接暴露在自然环境中，这部分外露部分长期在大气中，极易出现腐蚀和生锈等情况。因此对于斜拉索锚具外露部分需要利用专用的防护油脂对其内壁和外壁进行涂刷，同时还需要设置不锈钢防水护罩，从而有效的避免锚具锈蚀的发生。另外还需要利用特制的填充材料来对索导管内部进行封闭性处理，隔离开导管内部水气、腐蚀性介质与锚具之间的接触，这对于提高索端锚具防锈蚀能力具有较为重要的作用。

2.5 斜拉索的减振。斜拉桥由于钢度相对较小，在车辆、风雨等载荷作用下，极易发生振动。引起拉索根部积水，加速拉索腐蚀，缩短拉索的使用寿命。为此应在拉索两端的接口部位设置黏弹性高阻尼材料减振块，发挥减振作用，达到保护斜拉索的目的。另外必要时也可在拉索之间设置分隔索夹，使几根拉索互为约束不易起振。

2.6 锚索与索体结合部的防腐。斜拉索索体与锚具结合部位是斜拉索防腐蚀的薄弱环节，其原因是索体与锚具结构不同，结合部位存在结构差异，锚固区有一段钢丝索的PE要剥开，以方便锚固。这一区间密封困难，容易造成腐蚀，必须采取有效的结构措施和合适的材料、工艺进行特殊处理，防止水分和其他污染源进入。

2.7 定期对斜拉索进行检测。采用无损检测技术定期对使用过一段时期的斜拉索进行检测，如已经开发和应用的电磁检测方法和声波检测方法，以及成像技术，及时检查和发现拉索腐蚀缺陷，采取有效措施。这方面应引起桥梁管理部门重视。

2.8 加强新材料的开发和应用。随着科学技术的快速发展，当前市场上出现许多可以代替钢丝和钢绞线的新材料，如纤维加劲塑料材料，其不仅强度较高，而且具有较好的耐腐蚀、耐疲劳等特点，在当前缆索结构中也开始进行应用。而且近年来憎水纳米复合涂层的研究也取得了一定的进展，将其应用在拉索钢丝热镀锌的表面，使其形成高憎水性的纳米复合涂层，这不仅能够有效的减少拉索内部水汽的凝结，而且能够对基体金属起到一定的保护作用。这种涂层固化后其环境稳定性及相容性都较好，在拉索钢丝防腐中越来越受到青睐。