潮差区和水位变动区的钢板桩防护系统及其施工方法

技术领域

本发明涉及一种潮差区和水位变动区的钢板桩防护系统，属于海港工程防腐 蚀技术领域尤其是一种适用于钢板桩码头钢板桩水位变动区和浪溅区用的防护 措施和施工方法，使处于海洋环境的钢板桩能得到可靠的防护，提高该类码头的 整体耐久性。

技术背景

钢板桩码头是最常用的码头结构形式之一，其主要下部结构为钢板桩，钢板 桩的耐久性决定了码头的使用寿命及使用安全性。目前针对钢板桩的防腐方法主 要有涂层、牺牲阳极和外加电流等三类方法及这三类方法的组合。其中牺牲阳极 和外加电流这两类防腐蚀方法只能针对水下区；另外钢板桩涂层防腐无法实现全 覆盖，因插桩施工工艺限制，锁扣部位无法进行涂层防腐。这意味着水位变动区 和浪溅区钢板桩的锁扣部位成为了钢板桩防腐的盲区。容易导致该区域不均匀腐 蚀，影响钢板桩码头的整体耐久性。

发明内容

为了解决上述实际问题，克服现有技术中无法对水位变动区和浪溅区部位钢 板桩实施有效防腐的问题，提供一种结构简单合理，安装方便可靠的一种潮差区 和水位变动区的钢板桩防护系统。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种潮差区和水位变动区 的钢板桩防护系统，其具有一与钢板桩外表面保持一定间距的护甲板，护甲板开 设有若干安装孔，安装孔内贯穿有螺栓，螺栓在位于安装孔的内外两侧分别螺纹 联接有内定位螺母和外定位螺母，钢板桩外表面对应于每一安装孔的位置焊接有 固定螺母，螺栓螺纹联接于固定螺母而使护甲板板面与钢板桩外表面之间构成防 腐蚀填充材料的填充腔，防腐蚀填充材料的填充腔的底部和侧边由密封材料所密 封，防腐蚀填充材料的填充腔内填充有防腐蚀填充材料，固化后的防腐蚀填充材 料与护甲板共同构成整体的钢板桩防护系统。

优选地，所述护甲板为玻璃钢护甲板。

所述护甲板依照钢板桩的外表面形状而成形。

所述防腐蚀填充材料的填充腔的厚度由内定位螺母与固定螺母之间的距离 所决定。

一种以上任一所述的钢板桩防护系统的施工方法，其包括以下步骤：

(1)根据需要防护的钢板桩及其所处海域潮汐情况，设计钢板桩护甲的保护范 围、防腐蚀填充材料的填充厚度及安装孔的间距要求；

(2)根据需要防护的钢板桩的尺寸和外形轮廓，制作护甲板；

(3)在护甲板上钻设安装孔；

(4)把固定螺母水下焊接在钢板桩外表面；

(5)把螺杆螺纹联接于固定螺母；

(6)在螺杆上螺纹联接内定位螺母，并保证每一组内定位螺母与固定螺母之间 的距离保持一致；

(7)把护甲板的安装孔套接于螺杆；并在护甲板的另一侧螺纹联接固定外定位 螺母，使护甲板板面与钢板桩外表面之间形成防腐蚀填充材料的填充腔；

(8)在防腐蚀填充材料的填充腔的底部和侧边用密封材料密封；

(9)采用机械灌注或人工灌注的方式对防腐蚀填充材料的填充腔进行灌注施工， 防腐蚀填充材料固化以后与护甲板形成整体的钢板桩护甲防护系统。

本发明克服了钢板桩难以安装护甲的问题，通过在护甲板上钻设一系列不影 响防腐效果的安装孔，并采用焊接方式把螺母事先固定在钢板桩外表面，以实现 在钢板桩上安装护甲的目的，安装过程几乎不会对钢板桩本身造成损害。从而克 服了传统防腐蚀方法无法对水位变动区和浪溅去钢板桩，尤其是锁扣部位的有效 防腐蚀的难题，结合水下区采用涂层、或涂层联合牺牲阳极、外加电流保护等防 腐蚀方法可以实现钢板桩的全面保护。本发明还考虑到水中、水下施工操作局限 性大，需要尽量减少施工人员的劳动强度，包括减少重量，简化安装步骤，尽量 免除机械配合，把绝大部分的预制工作安排在玻璃纤维护甲加工场内完成，从而 实现在无需搭建施工平台的条件下给钢板桩柱实施护甲安装。

附图说明

图1是本发明钢板桩防护系统安装透视图；

图2是本发明钢板桩防护系统安装正视图；

图3是本发明钢板桩防护系统安装剖面图；

图4是钢板桩防护系统实施过程分解示意图；

图5是图3的A放大图。

图中，钢板桩1，玻璃纤维护甲板2，螺杆3，防腐蚀填充材料4，固定螺母5， 内定位螺母6，外定位螺母7，聚氨酯密封垫条8，安装孔9。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施方案对本发明作进一步说明。

如图1～5所示为本发明的钢板桩防护系统，其具有与钢板桩1外表面轮廓匹 配且预先钻有等间距的安装孔9的玻璃纤维护甲板2，安装孔9内贯穿有螺栓3， 螺栓3在位于安装孔9的内外两侧分别螺纹联接有内定位螺母6和外定位螺母7。 此处所说的内侧指的是玻璃纤维护甲板朝向钢板桩1的一侧，而外侧则是背向钢 板桩的一侧。钢板桩1外表面对应于每一安装孔的位置焊接有固定螺母5，螺栓 3螺纹联接于固定螺母5而使护甲板板面与钢板桩外表面之间保持恒定的距离以 构成防腐蚀填充材料的填充腔，防腐蚀填充材料的填充腔的底部和侧边由密封材 料所密封，防腐蚀填充材料的填充腔内填充有防腐蚀填充材料，固化后的防腐蚀 填充材料与玻璃纤维护甲板共同构成整体的钢板桩防护系统。

防腐蚀填充材料可采用例如：水下环氧灌浆剂、或水泥基砂浆、或水下细石 混凝土、或发泡聚氨酯等，具体可根据当地的情况而定。

本发明的钢板桩防护系统可以通过以步骤实施：

(1)根据需要防护的钢板桩1及其所处海域潮汐情况，设计钢板桩护甲的保护 范围、防腐蚀填充材料的填充厚度及安装孔的间距要求；

(2)根据需要防护的钢板桩的尺寸和外形轮廓，制作玻璃纤维护甲板2；

(3)在玻璃纤维护甲板上钻一系列安装孔9；

(4)把固定螺母5由潜水员水下焊接在钢板桩1外表面，其位置和间距与玻璃 纤维护甲板2上的安装孔9对应。；

(5)把螺杆3螺纹联接于固定螺母5；

(6)在螺杆上螺纹联接内定位螺母6，内定位螺母6旋进螺杆3中，根据防腐 蚀填充材料4的施工厚度要求调节内定位螺母6的位置，并保证内定位螺母6 与固定螺母5之间的距离保持一致；

(7)把玻璃纤维护甲板2的安装孔9套接于螺杆3；并在玻璃纤维护甲板的另 一侧螺纹联接固定外定位螺母7，使玻璃纤维护甲板板面与钢板桩1外表面之间 形成防腐蚀填充材料的填充腔；

(8)在防腐蚀填充材料的填充腔的底边和侧边用聚氨酯密封垫条8密封；

(9)采用机械灌注或人工灌注的方式对防腐蚀填充材料的填充腔进行灌注施工， 防腐蚀填充材料4固化以后与护甲板形成整体的钢板桩护甲防护系统。

一般建议对钢板桩浪溅区和水位变动区进行整体的钢板桩护甲防护，假如条 件限制也可以只针对锁扣位置进行局部的钢板桩护甲防护，其施工方法与上述施 工方法相同。