隨著我國(guó)沿海交通基礎(chǔ)設(shè)施的快速發(fā)展，跨海大橋作為連接沿海地區(qū)的核心樞紐，長(zhǎng)期處于海洋腐蝕環(huán)境中，鋼筋銹蝕問題成為影響橋梁結(jié)構(gòu)安全與服役壽命的關(guān)鍵隱患。某沿?？绾４髽蚪ǔ煞?2年后，橋梁樁基、橋墩等水下及潮差區(qū)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)明顯混凝土開裂、剝落現(xiàn)象，鋼筋銹蝕速率超標(biāo)，嚴(yán)重威脅橋梁運(yùn)營(yíng)安全。為解決這一問題，項(xiàng)目采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)，結(jié)合前期精準(zhǔn)勘察與科學(xué)方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)效防腐保護(hù)，現(xiàn)將工程詳情總結(jié)如下。

該跨海大橋全長(zhǎng)8.6km，主橋?yàn)殡p塔斜拉橋，引橋?yàn)檫B續(xù)梁橋，主要保護(hù)對(duì)象為橋梁樁基、橋墩、承臺(tái)等水下及潮差區(qū)結(jié)構(gòu)，保護(hù)總面積約28000㎡。該區(qū)域?qū)儆诘湫偷暮Ｑ蟾g環(huán)境，海水氯離子含量為3.2%~3.8%，pH值為7.8~8.2，潮差區(qū)受海水反復(fù)浸泡與沖刷，腐蝕最為嚴(yán)酷，同時(shí)存在船舶航行及港口機(jī)械產(chǎn)生的雜散電流干擾，進(jìn)一步加速了鋼筋銹蝕。前期勘察工作嚴(yán)格遵循GB/T 39154-2020《金屬和合金的腐蝕 混凝土用鋼筋的陰極保護(hù)》規(guī)范要求，分三大模塊開展勘察工作，為方案設(shè)計(jì)提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)支撐。

結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀勘察方面，采用目視檢查與專業(yè)檢測(cè)相結(jié)合的方式，全面排查混凝土結(jié)構(gòu)缺陷，發(fā)現(xiàn)樁基、橋墩潮差區(qū)存在多處縱向裂縫，最大裂縫寬度達(dá)0.35mm，部分區(qū)域混凝土剝落深度超過50mm，露出銹蝕鋼筋；采用鉆芯法檢測(cè)混凝土抗壓強(qiáng)度，實(shí)測(cè)值為32.5MPa，滿足設(shè)計(jì)要求，但混凝土密實(shí)度不足，抗?jié)B性能較差；采用酚酞試劑滴定法測(cè)定混凝土碳化深度，潮差區(qū)碳化深度達(dá)45mm，超過鋼筋保護(hù)層厚度（35mm），鋼筋鈍化膜已被破壞。腐蝕環(huán)境勘察方面，重點(diǎn)檢測(cè)海水氯離子含量、溫度及混凝土內(nèi)部氯離子滲透深度，潮差區(qū)混凝土內(nèi)部氯離子含量達(dá)1.2kg/m3，遠(yuǎn)超臨界值（0.6kg/m3）；檢測(cè)雜散電流強(qiáng)度為0.8~1.5A/m2，存在明顯雜散電流干擾；同時(shí)排查周邊金屬構(gòu)筑物分布，明確橋梁與港口碼頭的距離及連接方式，避免保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生干擾。鋼筋參數(shù)勘察方面，采用鋼筋探測(cè)儀檢測(cè)鋼筋分布與規(guī)格，樁基鋼筋直徑為25mm，間距為150mm，保護(hù)層厚度為35~40mm；采用鋼筋銹蝕儀檢測(cè)鋼筋銹蝕速率，潮差區(qū)鋼筋銹蝕速率達(dá)0.32mm/a，屬于嚴(yán)重銹蝕級(jí)別；測(cè)定鋼筋之間的連接電阻，確保電連續(xù)性良好，無(wú)斷點(diǎn)存在。

結(jié)合前期勘察數(shù)據(jù)，方案設(shè)計(jì)遵循“針對(duì)性強(qiáng)、長(zhǎng)效穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理”的原則，重點(diǎn)優(yōu)化保護(hù)參數(shù)、組件選型及施工工藝。保護(hù)參數(shù)設(shè)計(jì)方面，普通鋼筋保護(hù)電位控制在-850mV~-1100mV（相對(duì)于飽和硫酸銅參比電極CSE），潮差區(qū)等重點(diǎn)保護(hù)區(qū)域保護(hù)電流密度選取35~50mA/㎡，一般保護(hù)區(qū)域選取25~35mA/㎡，總保護(hù)電流計(jì)算為860A；保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)壽命與橋梁剩余設(shè)計(jì)壽命匹配，為35年，明確每5年進(jìn)行一次全面維護(hù)，每年進(jìn)行兩次常規(guī)巡檢。系統(tǒng)組件選型方面，輔助陽(yáng)極優(yōu)先選用耐海水腐蝕的MMO鈦陽(yáng)極，潮差區(qū)采用線狀MMO鈦陽(yáng)極，間距控制在1.8~2.0m，水下區(qū)域采用塊狀MMO鈦陽(yáng)極，布置密度為1.2塊/㎡；參比電極選用Ag/AgCl參比電極，每個(gè)保護(hù)分區(qū)布置3支，確保精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)鋼筋電位；恒電位儀選用數(shù)控高頻開關(guān)型，具備恒電位、恒電流雙模式調(diào)節(jié)功能，具備遠(yuǎn)程監(jiān)控、過載保護(hù)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能，戶外安裝采用防水防塵外殼，防護(hù)等級(jí)達(dá)到IP65；電纜選用耐海水腐蝕的鎧裝銅芯電纜，接頭采用防水密封處理，避免海水侵蝕。

施工工藝方面，制定科學(xué)合理的施工流程，避免對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)造成二次損傷。首先進(jìn)行表面處理，對(duì)混凝土開裂、剝落區(qū)域進(jìn)行修補(bǔ)，清除表面浮漿、油污及銹蝕產(chǎn)物，采用專用修補(bǔ)材料填補(bǔ)缺陷，確?；炷帘砻嫫秸浑S后進(jìn)行陽(yáng)極安裝，線狀陽(yáng)極采用嵌入方式敷設(shè)，與鋼筋凈距不小于5cm，塊狀陽(yáng)極采用膨脹螺栓固定在混凝土表面，確保安裝牢固；參比電極埋設(shè)在混凝土保護(hù)層中部，緊貼鋼筋外側(cè)，安裝后進(jìn)行密封性檢測(cè)；電纜敷設(shè)遵循“三線分離”原則，陰極電纜、陽(yáng)極電纜、參比信號(hào)電纜分別穿管敷設(shè)，避免信號(hào)干擾；最后進(jìn)行恒電位儀安裝與系統(tǒng)調(diào)試，調(diào)節(jié)輸出參數(shù)，使鋼筋電位達(dá)到設(shè)計(jì)保護(hù)范圍，檢測(cè)保護(hù)電流分布均勻性，排查系統(tǒng)故障。施工過程中，加強(qiáng)質(zhì)量控制，每道工序完成后進(jìn)行驗(yàn)收，確保施工質(zhì)量符合規(guī)范要求。

系統(tǒng)投入運(yùn)行后，建立完善的監(jiān)測(cè)與維護(hù)機(jī)制，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼筋電位、保護(hù)電流、電壓等參數(shù)，每季度進(jìn)行一次數(shù)據(jù)匯總分析。運(yùn)行3年后的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，鋼筋電位穩(wěn)定在-880mV~-1050mV，符合規(guī)范要求；鋼筋銹蝕速率降至0.02mm/a以下，腐蝕得到有效抑制；混凝土表面無(wú)新開裂、剝落現(xiàn)象，原有裂縫得到有效控制。該工程的成功應(yīng)用，驗(yàn)證了外加電流陰極保護(hù)技術(shù)在沿?？绾４髽蜾摻罨炷两Y(jié)構(gòu)中的有效性，為同類沿海橋梁的防腐保護(hù)提供了可借鑒的工程經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)也體現(xiàn)了前期勘察與方案設(shè)計(jì)對(duì)保護(hù)效果的決定性作用。