通常鋼筋在混凝土的作用下，表面會生成一層y-Fe2O3保護膜，因此對一般的腐蝕介質具有一定的阻礙作用。但是混凝土的碳化物和氯化物的侵入都會嚴重破壞鋼筋上的鈍化膜，造成整個鋼筋混凝土結構的破壞。外加電流陰極保護法能直接抑制鋼筋自身的電化學腐蝕，有效地保護鋼筋，是到目前為止唯一有效的混凝土鋼筋防腐措施。

在海洋環境下橋梁鋼管樁的防護相當重要，否則會形成嚴重的腐蝕，威脅著大橋的結構安全，犧牲陽極保護陰極是一種投資少，收效明顯，保護周期長的方法。

1、橋梁鋼管樁的犧牲陽極保護方式

處于水下區和泥下區的鋼管樁外表面的犧牲陽極保護陰極法的設計、安裝、檢測、使用維護管理及施工要求。

 （1）犧牲陽極法保護系統設計首期使用年限為15年；

（2）水位變動區采用：重防腐涂層＋犧牲陽極保護陰極法

         水下區采用：重防腐涂層＋犧牲陽極保護陰極法

         泥下區采用：重防腐涂層＋犧牲陽極保護陰極法

（3）鋼管樁保護電位須達到交通部《海港工程鋼結構防腐蝕技術規范》JTJ153-3-2007的要求（即-1.05V~-0.77V相對于S.C.E）；

（4）鋁合金陽極技術性能應符合國家標準《鋁—鋅—銦系合金犧牲陽極》GB/T4948-2002各項技術要求；

（5）設計、施工、質檢應符合部標、國標及企標有關技術規定；

2、陽極的類型和安裝

按國家標準《鋁-鋅-銦系合金犧牲陽極》GB/T4948-2002，本設計采用Al-Zn-In-Mg-Ti合金犧牲陽極(其化學成份種類A21、電化學性能陽極材料2型)。

陽極安裝設計

根據鋼管樁所需要的理論保護電流量及陽極發射電流量，確定鋼管樁所需要陽極數量，并考慮碼頭分段及單個承臺的獨立電連接作用，即均勻分布保護電流的原則。每根鋼管樁安裝3只陽極。

陽極的安裝采用水下電焊。

（1）鋁合金陽極按設計規定的標高與鋼管樁焊成一體，陽極安裝示意圖如下：

（2）鋁合金陽極直接焊于設定的鋼管樁上，每只陽極為6條焊縫，每只陽極腳有三條焊縫（三面施焊），每條焊縫長度大于50mm，焊縫應飽滿，嚴禁點焊、漏焊、假焊。

（3）水下電焊應由有經驗的電焊工操作，并具有水下電焊上崗證書。

（4）水下電焊施工操作前由操作者進行水下電焊試焊。可按商定的檢驗標準對焊樣進行檢查。

（5）由于現場的實際泥面標高可能與理論泥面標高有較大的出入，因此施工單位可以根據現場的實際泥面標高情況，在不改變該鋼管樁陽極數量的情況下，對陽極的安裝標高做適當的調整。調整原則如下：

①最上面一只陽極，上陽極腳控制在設計低水位以下；

②最下面一只陽極，下陽極腳控制在實際泥面1米以上；

③在由設計低水位與實際泥面標高確定的安裝范圍內，平均分布該鋼管樁所需要安裝的陽極數量。

3、檢測

（1）成品的檢測

①陽極安裝前應對陽極規格、質量、表面狀況進行檢查，陽極表面不得沾有油漆、油污。

②生產廠家應提供陽極成品出廠合格證書和有關成品化學成份、電化學性能（包括工作電位、開路電位、溶解性能）、電流效率以及陽極體與鐵芯的接觸電阻等的檢測報告，檢測方法和標準應符合《鋁－鋅－銦合金犧牲陽極》GB/ T4948－2002的要求。

（2）陽極水下電焊的檢測

①進行水下電焊陽極前應測定鋼管樁的自然電位。

②水下電焊陽極后需測定鋼管樁的保護電位。

③為確保施工質量，對水下焊縫采用水下攝影或水下電視進行抽查，抽查焊縫的陽極不少于總數的5%。當發現有不符合要求的焊縫時，應進行檢查并及時修補。

④鋁合金陽極水下電焊后，在一星期后對鋼管樁保護電位進行檢測，其保護電位應100%達到設計要求，達不到要求時應及時采取重焊、更換或增補陽極等補救措施。

4. 施工注意事項

（1）鋁合金陽極必須牢固地安裝在被保護的鋼樁上，與鋼管樁短路焊接。

（2）鋁合金陽極必須嚴格按設計圖紙規定的數量、標高及方向焊接于鋼管樁上。

（3）鋁合金陽極水下電焊技術要求參見陽極安裝說明。

（4）施工單位應作好詳細的施工記錄，包括施工時的水文氣象情況和施工措施，并在犧牲陽極安裝完畢后提交陰極保護的相關資料，標明實際安裝的陽極數量、位置以及實測鋼管樁表面電位。

 犧牲陽極預埋式安裝原理

5. 使用期的維護與管理

（1）犧牲陽極陰極保護系統竣工驗收后，投入正常運轉，其陰極保護電位均應達到-1.05～-0.77V（相對于S·C·E）。

（2）陰極保護投入正常使用后，使用單位每六個月通過便攜式海水Ag/AgCl電極及鋼管樁接地測定部分鋼管樁電位，并記錄有關數據備查。

（3）陰極保護系統使用單位于前15年每5年普查一次鋼管樁電位，后10年每3年普查一次鋼管樁電位。

（4）鋼管樁保護電位測量時采用便攜式海水Ag/AgCl電極及數字式萬用表或電位表進行測量。

（5）當普查鋼管樁電位發現其電位達不到設計要求時，應檢查犧牲陽極狀況并采取重焊，更換或補焊鋁合金陽極。

 

6、檢測

（1）成品的檢測

①陽極安裝前應對陽極規格、質量、表面狀況進行檢查，陽極表面不得沾有油漆、油污。

②生產廠家應提供陽極成品出廠合格證書和有關成品化學成份、電化學性能（包括工作電位、開路電位、溶解性能）、電流效率以及陽極體與鐵芯的接觸電阻等的檢測報告，檢測方法和標準應符合《鋁－鋅－銦合金犧牲陽極》GB/ T4948－2002的要求。

（2）陽極水下電焊的檢測

①進行水下電焊陽極前應測定鋼管樁的自然電位。

②水下電焊陽極后需測定鋼管樁的保護電位。

③為確保施工質量，對水下焊縫采用水下攝影或水下電視進行抽查，抽查焊縫的陽極不少于總數的5%。當發現有不符合要求的焊縫時，應進行檢查并及時修補。

④鋁合金陽極水下電焊后，在一星期后對鋼管樁保護電位進行檢測，其保護電位應100%達到設計要求，達不到要求時應及時采取重焊、更換或增補陽極等補救措施。

7. 施工注意事項

（1）鋁合金陽極必須牢固地安裝在被保護的鋼樁上，與鋼管樁短路焊接。

（2）鋁合金陽極必須嚴格按設計圖紙規定的數量、標高及方向焊接于鋼管樁上。

（3）鋁合金陽極水下電焊技術要求參見陽極安裝說明。

（4）施工單位應作好詳細的施工記錄，包括施工時的水文氣象情況和施工措施，并在犧牲陽極安裝完畢后提交陰極保護的相關資料，標明實際安裝的陽極數量、位置以及實測鋼管樁表面電位。

8. 使用期的維護與管理

（1）犧牲陽極陰極保護系統竣工驗收后，投入正常運轉，其陰極保護電位均應達到-1.15～-0.77V（相對于S·C·E）。

（2）陰極保護投入正常使用后，使用單位每六個月通過便攜式海水Ag/AgCl電極及鋼管樁接地測定部分鋼管樁電位，并記錄有關數據備查。

（3）陰極保護系統使用單位于前15年每5年普查一次鋼管樁電位，后10年每3年普查一次鋼管樁電位。

（4）鋼管樁保護電位測量時采用便攜式海水Ag/AgCl電極及數字式萬用表或電位表進行測量。

（5）當普查鋼管樁電位發現其電位達不到設計要求時，應檢查犧牲陽極狀況并采取重焊，更換或補焊鋁合金陽極。