对港口工程钢结构设计探讨

   摘要：钢结构的大量使用，所造成的问题也越来越突出了。突出的主要问题，笔者认为是
钢结构在水工建筑物建设使用过程中长年累月收到高速水流的冲击，侵蚀。因此，文章主要
论述钢结构在港工设计中的合理性。

 

　　关键词：港工建筑物

 ， 钢结构设计，合理性 

　　

0 引言 

　　港口工程钢结构主要构件是钢管桩、钢板桩、钢连桥、管道。高速水流和风浪的冲击

,海水

的侵蚀以及泥沙、冰凌的磨损

, 致使一些水工金属结构遭受严重破坏。正是由于腐蚀对港工金

属结构所造成的损失和破坏巨大

, 如何对港工金属结构进行长效防腐已越来越引起人们的重

视

, 提高金属结构的防腐技术和防腐质量成为港口工程钢结构的设计重点。 

　　

1 合理设计的两个方面 

　　从腐蚀控制的观点来说

, 合理的结构设计包括两个方面的基本要求: 

　　一方面应尽可能消除或减少钢结构在环境中的电化学不均匀性

, 使腐蚀电池不能形成; 

或者虽能形成但其工作阻力大、工作强度低。

 

　　另一方面

, 在结构设计时, 就要考虑使用何种防护技术, 并为实施这些技术提供条件。在

钢结构设计中

, 往往从技术指标和经济指标综合考虑, 选择耐蚀性一般, 但具有良好的加工性

能且易于采购、价格便宜的钢材等

, 并采取有效的防护技术。因此在设计阶段, 就应考虑这些

防护技术能顺利实施

, 并保证施工质量, 达到良好的防护效果。 

　　在钢结构装置使用中

, 还要考虑对其进行检查、维修和更换某些部件的实际需要。腐蚀控

制的目标不是把钢结构的腐蚀降低到零

, 而是使钢结构的腐蚀速度保持在比较合理的、可以

接受的水平。

 

　　

2 具体表现 

　　

2.1 金属热喷涂的工艺基础 

　　

2.1.1 金属热喷涂的热源。目前用于热源的气体有乙炔、丙烷、丁烷、氢气、氧气等, 以氧一

乙炔为热源运用得最为广泛

,氧一乙炔完全燃烧产生的温度高达 3000 多

℃ , 能使热喷涂使用

的金属材料充分熔化。

 

　　

2.1.2 线材的熔化和氧化。金属热喷涂是利用高温熔化金属丝使其变成金属微粒, 高速撞

击基体表面并快速冷却凝固

,形成涂层。在喷涂过程中, 不可避免地发生金属氧化造成金属线

材的损耗、浪费

, 为了节约成本, 操作人员应熟练掌握喷涂技术, 尽量做到喷距控制在 100mm

之间

, 空气压力 0.7~0.8MPA，喷枪火焰为中性火焰并尽量垂直于工作面, 喷枪行走均匀, 摆

幅为

300~500mm, 进丝快速不间断.另外, 基体工作面应洁净粗糙, 据统计, 喷涂金属的损耗率

大约为：锌

11%、铝 30%。 

　　

2.2 金属基体的表面处理 

　　金属基体的表面处理技术及方法很多

, 目前被广泛运用的主要有五种：1）手工清理

 

2）动力工具清理 3）火焰清理 4）酸洗 5）机械处理。喷砂处理是机械处理中的一种。喷砂
处理以压缩空气为动力

, 通过砂管、喷嘴使砂高速喷射到基体表面, 使砂对基体产生冲击和切

削作用

, 从而达到除锈、粗化基体表面的作用。喷砂除锈是金属热喷涂的基础, 只有基体表面

达到喷涂要求

, 金属涂层与基体才能实现良好的结合,涂层的有效寿命才能延长, 基体表面状

态指标至关重要

, 表 1 列出了各种因素对涂层寿命的影响程度。 

　　

 （表 1） 

　　

2.3 锌、铝的性能及涂层的使用寿命 

　　

2.3.1 锌。它有很好的耐蚀性, 在空气或中性水中基本不腐蚀, 在海水中腐蚀速度也很慢, 

它的电极电位比铁低

, 对钢铁起

“阳极保护”作用。