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增强海工结构耐久性 他们为钢管桩设计新型“防
发布人: 威尼斯人官网 来源: 威尼斯人官网下载 发布时间: 2021-02-19 13:01

  1月24日,随着舟岱大桥最后一片重达1800多吨的箱梁完成架设,宁波舟山港主通道项目舟岱大桥实现主线贯通。记者了解到,为保障工程设施安全、持久运行,项目组专为工程所需的钢管桩定制了“防护衣”。

  据介绍,由中国科学院宁波材料与技术工程研究所薛群基院士和研究员带领的海洋功能材料团队,与浙江科鑫重工有限公司联合研制的有机/无机纤维复合增强新一代海洋重防腐涂层材料,已在舟岱大桥建设中所需的钢管桩等方面实现工程应用,为国内提供具有自主知识产权的高耐久性钢管桩防护涂层设计方案,相关性能达到国际同类产品领先水平。

  钢管桩是海洋大型工程结构所采用的主要基础形式,但其服役异常严苛。在船舶停靠、抛锚、夹桩施工及在拆卸承台底模板过程中,处于潮汐区的钢管桩涂层易受划伤或撞伤。“在海水和泥下的分界线因泥沙、海水流体方向的改变,易形成紊流和湍流,钢管桩涂层也易受冲刷磨损、空泡腐蚀导致的损坏。”说,这为海工结构耐久性埋下安全隐患。开发出长寿命、高可靠性和耐撞击的钢管桩防护涂层,具有重要的社会效益和经济效益。

  补充道,在水位变动区,钢管桩处于周期性干湿交替状态,在饱和氧气、阳光、潮湿海风和浪花飞溅等因素形成的“力学—电化学—老化”多因素耦合损伤持续作用下发生严重腐蚀。“与在海水中相比,钢管桩在水位变动区的腐蚀速率高出3至10倍。这严重影响其使用寿命,与工程安全建设。”

  为此,中科院宁波材料所与浙江科鑫重工有限公司、宁波科鑫腐蚀控制工程有限公司等单位,聚焦有机/无机纤维复合增强新一代海洋重防腐材料体系,开展技术合作,先后突破支链固化剂与改性环氧树脂双增韧、有机/无机纤维复合增强、纤维/陶瓷颗粒/片层材料协同增强、水下湿固化以及光固化涂层修复等关键技术,成功研发出新型高性能长寿命有机/无机纤维复合增强新一代海洋重防腐材料体系,采用玻璃纤维、玄武岩纤维、芳纶纤维、超高量聚乙烯纤维等纤维材料。

  说,联合研制的纤维增强复合涂层材料拥有比强度高、抗腐蚀性和耐久性能好、热膨胀系数与混凝土相近等优点,有效破解海洋工程用钢管桩在水位变动区抗冲耐磨耐划伤效果差、间隔时间短、维修成本高、主体结构不稳等技术瓶颈,可满足现代海工结构向大跨、高耸、重载、轻质高强与在恶劣条件下工作的重大发展需求。

  “目前,该项研究已在宁波舟山港主通道项目、国内海上风电建设进行工程应用,申请国家发明专利21项,其中已获授权14项。”说,该应用,将为我国重大海洋工程装备和“一带一”海洋基础设施建设提供强有力的技术支撑。

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