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防护技术助港珠澳大桥打破“百年惯例”

港珠澳大桥120年的设计标准打破了国内通常的“百年惯例”,中国科学院金属研究所自主研发的联合防护技术功不可没。


该所研究员李京告诉《中国科学报》记者:“虽然历经了国内多项大型工程的考验,但针对港珠澳大桥120年的设计要求,此前原有的跨海大桥耐久性设计方案已不能满足需求。”


据悉,针对港珠澳大桥特定的海泥环境,从大桥论证时起,课题组就开展了相关涂层的研发工作,先后从涂层的抗渗透性、耐阴极剥离性等关键性能指标着手,研制新型涂料,解决涂层的耐久性问题。


科研人员通过调整涂层配方和改善涂装工艺,降低了涂层的吸水率和溶出率,有效提高了涂层的抗渗透能力,增强了涂层与金属的黏结强度。


120年耐久性设计要求仅仅依靠涂层防腐的防护手段是远远不够的,必须与阴极保护技术联合使用。


阴极保护技术是指通过电化学的方法,将需要保护的金属结构极化,使之电位向负向移动,达到免腐蚀电位,使金属结构处于被保护状态。


科研人员针对大桥腐蚀环境和结构特点,采取巧妙方法,选取极端边界参数推算保护效果,即计算在土壤电阻率最大和最小两种情况下阴极保护的电位是否能达到保护要求,并将此作为类似工程阴极保护设计的一种手段,解决了复杂环境中的阴极保护设计问题。


港珠澳大桥基础桥墩使用的混凝土是海工混凝土,在抗渗性、抗蚀性、防止钢筋锈蚀和抵抗施工撞击方面都有更高的要求。


于是,中科院金属所科研人员开发出一种高性能涂层钢筋技术,港珠澳大桥的设计和建设过程,均采用了这一技术及标准。混凝土中钢筋不受腐蚀,保证了混凝土的强度。


《中国科学报》 (2018-10-25 第1版 要闻)


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