萬眾矚目的港珠澳大橋日前正式開通,。這座世界最長的跨海大橋設計標準打破了國內通常的“百年慣例”,，制定了120年設計標準。其背后有一項護航的關鍵技術,，是由中國科學院金屬研究所（簡稱中科院金屬所）自主研發(fā)的聯(lián)合防護技術,。

中科院金屬所耐久性防護與工程化課題組負責人李京告訴經濟日報-中國經濟網記者：“我們完成了港珠澳大橋基礎鋼管復合樁防護涂層工藝設計、陰極保護系統(tǒng)設計,、原位腐蝕監(jiān)測系統(tǒng)設計等,，研制出用于大橋混凝土結構用的新一代高性能環(huán)氧涂層鋼筋，并參與了大橋基礎的防腐涂裝施工,，保障了大橋基礎120年耐久性設計要求,。”

海水沖擊腐蝕是對跨海大橋的直接挑戰(zhàn),。針對港珠澳大橋特定的海泥環(huán)境,，大橋論證時，課題組就開展了相關涂層的研發(fā)工作,，先后從涂層的抗?jié)B透性,、耐陰極剝離性等關鍵性能指標著手，研制新型涂料,，解決涂層的耐久性問題,。科研人員通過調整涂層配方和改善涂裝工藝,，降低了涂層的吸水率和溶出率,，有效提高了涂層的抗?jié)B透能力，增強了涂層與金屬的黏結強度,。

120年的耐久性設計要求僅僅依靠涂層防腐的防護手段是遠遠達不到的,，必須與陰極保護技術聯(lián)合使用。陰極保護技術是指通過電化學的方法,，將需要保護的金屬結構極化,，使之電位向負向移動，達到免腐蝕電位,，使金屬結構處于被保護狀態(tài),。

據介紹，以往我國跨海大橋的陰極保護重點是浸在海水中的鋼管樁,，而港珠澳大橋的多數(shù)鋼管復合樁均位于混凝土承臺下的海泥中,，如何實施陰極保護沒有先例可以借鑒,。

中科院金屬所科研人員針對該腐蝕環(huán)境和結構特點，重點研究了鋼管復合樁在灌入不同地質層后陰極保護面臨的難題,，采取巧妙方法,，選取極端邊界參數(shù)推算保護效果，即計算在土壤電阻率最大和最小兩種情況下,，陰極保護的電位是否能達到保護要求,，并將此作為類似工程陰極保護設計的一種手段，有效解決了復雜環(huán)境中陰極保護設計問題,。

為驗證鋼管復合樁陰極保護設計的可行性,，科研人員按照1∶20的比例進行了模擬實驗，并盡可能地模擬了港珠澳大橋鋼管復合樁穿越的地質環(huán)境,?？s比模型實驗證明該設計計算方法是正確可行的，隨后在港珠澳大橋實地進行1∶1工程足尺結構試驗驗證,，結果表明新型陰極保護方式能滿足大橋基礎的防護要求,。

在模擬實驗后，科研人員采取鋼管內壁安裝保護設施監(jiān)測探頭的方法,，將探頭伴隨打樁深入近百米的海泥下實施原位監(jiān)測,，有效解決了在海泥下安裝探測設備難的問題。采用這種方式安裝探測設備,，在全球海洋工程界尚屬首次。

港珠澳大橋基礎橋墩使用的混凝土是海工混凝土,，除應滿足設計,、施工要求外，在抗?jié)B性,、抗蝕性,、防止鋼筋銹蝕和抵抗施工撞擊方面都有更高的要求。為此,，中科院金屬所科研人員開發(fā)出一種高性能涂層鋼筋技術,，專家鑒定認為其技術性能超過現(xiàn)有國內外相關涂層鋼筋的技術指標，在同類產品中處于國際領先水平,，可滿足港珠澳大橋工程需求,。

這些防護技術的研發(fā)和應用使得港珠澳大橋實現(xiàn)120年設計標準。（經濟日報-中國經濟網記者 孫潛彤 通訊員 封 葑）