鋼錨固件是斜拉橋的關(guān)鍵承重部件,因斜拉索主要受海洋性氣體以及山區(qū)潮濕氣候等腐蝕性環(huán)境的影響,必須對腐蝕加以防護。現(xiàn)在我國主要采用鍍鋅鋼絲外面熱擠高密度聚乙烯(HDPE)護套的生產(chǎn)工藝，此工藝即鋼索鍍鋅(或環(huán)氧涂層鋼絞線)+油脂(或石蠟)+單根鋼索熱擠聚乙烯防護層+整體索外包聚乙烯防護套。目前，熱鍍鋅穩(wěn)定化處理作為基本防護措施，有諸多缺陷：

 

    （1）鋅質(zhì)軟，因碰撞、劃傷而露出鋼基，使鋼索直接受到侵蝕性環(huán)境的腐蝕。

 

    （2）鋅屬于活潑金屬，易被酸性物質(zhì)損耗。

 

    （3）高碳鋼絲熱鍍鋅時，鋼絲的機械性能變差，強度、彎曲值、扭轉(zhuǎn)次數(shù)略有降低。

 

    鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕正在給世界各國的國民經(jīng)濟帶來巨大損失，我國2001年因腐蝕造成的損失達(dá)4979億元，相當(dāng)于國民經(jīng)濟總產(chǎn)值的5%，而且鋼結(jié)構(gòu)由于腐蝕造成的事故危及到結(jié)構(gòu)的安全運行，所以鋼結(jié)構(gòu)的防腐顯得尤為重要。目前的防腐措施主要有涂層防護、浸噴金屬層（鋅、鋁、合金、不銹鋼等）、電化學(xué)防護技術(shù)及環(huán)境控制。

 

    2.內(nèi)容介紹

 

    足尺試驗?zāi)Ｐ陀尚崩髂Ｐ椭黧w、混凝土錨固基座兩部分組成。試驗?zāi)Ｐ椭黧w是按適當(dāng)?shù)某叽鐝慕Y(jié)構(gòu)中截取出錨固區(qū)模型高度的取值，保證模型與實橋結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)一致，并且采用了與實際結(jié)構(gòu)等效的連接方式，使之加力方向與實際方向一致[1]。其中對組成拉索的高碳鋼絲，先進行單根鋼絲的熱鍍鎳表面防腐處理，然后向已做處理的鋼絲表面涂抹石蠟憎水涂料，再將鋼絲匯集成平行鋼絲索絞合成型，最后整體索外包聚乙烯防護套。

 

    復(fù)雜腐蝕環(huán)境如氯鹽侵蝕、碳化、溫度和干濕交替等綜合作用對斜拉索鋼錨固點的影響較難確定。由于斜拉索錨固點的自然腐蝕較慢，為了在較短時間內(nèi)獲得期望的試驗效果，采用加速腐蝕的方法,即將樣品放入鹽霧腐蝕試驗箱，以地區(qū)酸雨年平均組成為標(biāo)準(zhǔn)，配制模擬酸雨溶液，并且對試件施加激振力來模擬實際動荷載。

 

    3.實驗過程

 

    第一階段：取三組完全相同的等數(shù)量的鋼絲，采用熱鍍技術(shù)對每組鋼絲進行表面防腐處理（其中兩組試件分別為進行熱鍍鎳和鋅元素，其余一組表面不做任何處理），然后向已做處理的鋼絲表面涂抹憎水材料，再將鋼絲匯集成平行鋼絲索,絞合成型，最后在絞合成型的索外包聚乙烯防護套。

 

    第二階段：澆筑邊長為150mm的標(biāo)準(zhǔn)立方體試件若干，并將三組已絞合成型的斜拉索分別澆筑在內(nèi)，在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護條件下（溫度（20±3）℃,相對濕度不小于90％）養(yǎng)護28d,然后將所有試件放入同一腐蝕環(huán)境（即鹽霧腐蝕試驗箱），進行加速腐蝕，并且對試件施加激振力來模擬實際動荷載。

 

    第三階段：每天定時對每組試件取樣，進行金相分析和強度試驗，記錄整理數(shù)據(jù)。然后根據(jù)這些試驗數(shù)據(jù)來分別給出每組試樣腐蝕程度和強度極限隨試驗時間的變化曲線。

 

    4.可行性分析

 

    鎳在潮濕空氣中表面可形成致密的氧化膜,能阻止其進一步氧化。鎳能耐氟、堿、鹽水和很多有機物質(zhì)的腐蝕，在稀酸中緩慢溶解，強硝酸能使鎳表面鈍化而具有抗蝕性。所以，熱鍍鎳防腐涂層非常適用于橋梁所處海洋性氣候的環(huán)境，用鎳替代鋅既可增強防腐效果，又可大量減少用量，降低成本。

 

    由于鹽霧加速腐蝕實驗和自然暴露腐蝕的腐蝕規(guī)律相同，并具有相同的腐蝕產(chǎn)物，由實驗室短期加速腐蝕試驗?zāi)M戶外大氣腐蝕行為，運用試驗結(jié)果來推測戶外長期暴露實驗結(jié)果，進而預(yù)測材料及防護層的大氣腐蝕壽命，以此取代大氣腐蝕暴露試驗具有重要的實際意義。[2]這為本課題對鋼錨固點的腐蝕研究提供了方便。

 

    斜拉索錨固點處在預(yù)應(yīng)力的作用下，錨固區(qū)受力復(fù)雜且局部應(yīng)力集中現(xiàn)象明顯，是疲勞破壞和應(yīng)力破壞的薄弱環(huán)節(jié)，[3]容易造成斷絲破壞。故在鹽霧加速腐蝕環(huán)境中，通過對試件施加激振力模擬實際環(huán)境中由于動載產(chǎn)生的應(yīng)力腐蝕對鋼錨固點的破壞過程，還原斜拉索日常工作狀態(tài)所受到的疲勞腐蝕，為準(zhǔn)確地預(yù)測橋梁使用壽命提供必要條件。元素替換法：鋅作為熱鍍元素本身存在缺陷，如果采用其它防腐性能優(yōu)越于鋅的元素，則可能避免熱鍍鋅帶來的問題，使斜拉索的防腐性能得到大飛躍。本課題擬用熱鍍鎳替代目前工程中廣泛使用的熱鍍鋅，從而更好地提升防腐性能，使得結(jié)構(gòu)的安全性能再上一個臺階。
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