本实用新型涉及一种基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构。
背景技术：
随着海洋资源的开发，海港、跨海桥梁、钻井平台等等海洋工程基础设施需求越来越大，这些基础设施多为钢结构形式。而钢结构在水面以上的腐蚀问题一直以来是腐蚀界的难题之一，每年因腐蚀而破坏的钢结构数目惊人、损失巨大。
目前，在浪溅区腐蚀防护方法主要有涂层保护、包覆层防腐等。涂层保护具有一定的防锈蚀能力和耐久性，在欧美日等国家得到广泛使用，但要求施工前对水上钢结构6表面严格处理，固化时受温度、湿度影响较大。另外，由于浪溅区所处环境特殊性，涂层的气孔、孔隙等缺陷容易导致涂层局部失效，出现蚀孔。据调查，涂层保护一般在5-10年就容易出现局部失效，需要修补。
包覆层防腐效果较涂层有显著改善，使用年限可达20年，但由于其高昂的价格影响了它的推广使用。此外，最主要是包覆层防腐仍难以杜绝局部腐蚀，在某些薄弱部位仍有发生局部腐蚀的可能。
阴极保护是唯一一种可以阻止腐蚀的防腐蚀措施，不仅能有效地阻止均匀腐蚀，还能有效地阻止具有更大的危害性的局部腐蚀，如孔蚀、缝隙腐蚀等。钢材的腐蚀是一个电化学过程，阴极保护是利用电化学原理通过向受保护钢结构通入电流使其不发生腐蚀。阴极保护系统由阳极、电解质、阴极(受保护结构)和外电路组成。工作时，电流从阳极流出，经过电解质抵达阴极，再经过外电路流回阳极。当电流从电解质流入阴极时，阴极电位会下降，足够大的电流，能使阴极电位下降到不发生溶解的电位区间内，使阴极不发生腐蚀，可为水上钢结构6提供有效保护，但其应用区域仅限于水上钢结构6水位变动区以下，对于腐蚀最为严重的水位变动区和浪花飞溅区却无能为力。
技术实现要素：
基于以上不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构，对钢结构在海水以上部分实现阴极保护，并对结构有着良好的加固作用。
为了解决以上技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：
一种基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构，包括平台、护套，所述护套设置在所述平台上，所述护套内设置牺牲阳极，所述牺牲阳极与水上钢结构电连接，所述护套内还浇筑混凝土。
在所述平台下表面设置有支座，所述支座夹紧所述水上钢结构。
所述支座与所述水上钢结构之间设置有橡胶垫。
所述支座包括第一支座和第二支座，所述第一支座和所述第二支座为半圆柱形，所述第一支座与所述第二支座通过螺栓固定连接。
在所述平台上设置有定位槽，所述护套设置在所述定位槽内。
在所述护套内设置砂浆试块。
护套包括第一护套和第二护套，第一护套和第二护套为半圆柱形，第一护套的两侧设置有第一连接板，第二护套的两侧设置有第二连接板，第一连接板与第二连接板通过螺栓连接。
砂浆试块高0.8m～1.2m，厚4cm～15cm，宽5cm～10cm。
所述平台的厚度为6mm～18mm。
所述护套与所述水上钢结构之间的距离为5cm～16cm，混凝土内径与外径比例为0.6～0.8。
采用以上技术方案，本实用新型取得了以下技术效果：
本实用新型基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构通过牺牲阳极对钢结构进行保护，实现浪溅区、潮差区以及大气区的腐蚀防护，防腐效果优异，保护年限长，保护年限达50年之久，并且通过更换牺牲阳极，可无限延长保护年限；并且在护套内浇筑混凝土，护套和混凝土增加了保护结构的横截面，增大了结构承载能力，同时，大幅度提高了结构抗剪能力以及抗冲击能力，对海港工程中构筑物的安全性有显著提升；可用于各种钢结构形式，如水上钢结构6、方桩、工字型桩等，结构简单，易于施工；不仅可以对老化、受损的已建结构进行加固、修复，而且可以对新建结构进行腐蚀防护，使用过程中无需对结构表面进行特殊处理；不仅可以对钢结构水位变动区以上部分进行防腐防护，亦可对钢结构水下部分进行防腐防护。
附图说明
图1为本实用新型基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构的主视图；
图2为本实用新型基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构的俯视图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本实用新型基于阴极保护的水上钢结构腐蚀防护加固结构包括平台1、护套2，所述护套2设置在所述平台1上，所述护套2内设置牺牲阳极3，所述牺牲阳极3与水上钢结构6连接，所述护套2内还浇筑混凝土4。
其中，平台1下表面还固定支座5，支座5夹紧所述水上钢结构6。具体的，支座5包括第一支座和第二支座，所述第一支座和所述第二支座为半圆柱形，所述第一支座与所述第二支座通过螺栓固定连接，并将水上钢结构6夹紧。支座5与水上钢结构6之间设置有橡胶垫。平台1固定在支座5上，护套2固定在平台1上表面。具体的，平台1上设置有定位槽，所述护套2设置在所述定位槽内。护套2包括第一护套2和第二护套2，第一护套2和第二护套2为半圆柱形，第一护套2的两侧设置有第一连接板，第二护套2的两侧设置有第二连接板，第一连接板与第二连接板通过螺栓连接。护套2的长径比控制在3以内，当超过3以上宜分段浇筑。护套2与所述水上钢结构6之间的距离为5cm～16cm。平台1用来确定护套2位置以及承受护套2及内部牺牲阳极3、砂浆和混凝土4的重量。平台1及支座5材质为不锈钢300系列，螺栓材质为镀锌钢。平台1厚度为6mm～18mm，吸水率小于1％，横纵向抗拉强度大于160MPa，弯曲弹性模量大于5000MPa，巴氏硬度大于40。护套2为玻璃钢制成，内表面粗糙不平，外表面光滑平整。
护套2内均匀设置牺牲阳极3和砂浆试块，牺牲阳极3的材料为高纯锌或锌合金。牺牲阳极3横截面尺寸为12.7mm×14.28mm或15.88mm×22.23mm或25.4mm×31.75mm，每个牺牲阳极3一端用铜线焊接在牺牲阳极3内部的铁棒上，并用玻璃胶密封焊接处。牺牲阳极3通过电缆线与钢结构6焊接，并通过防水剂密封焊接处。牺牲阳极3的用量取决于被保护结构的表面积、要求的保护电流密度以及具体结构的设计寿命。砂浆试块高0.8m～1.2m，厚4cm～15cm，宽5cm～10cm。砂浆试块厚度略小于护套2与水上钢结构6之间距离。砂浆试块总共为6～12块，均匀布置在护套2与水上钢结构6之间，每个砂浆试块内包裹1～5根阳极棒。
护套2内浇筑特制的混凝土4，振实、抹平，待成型后即可。混凝土4的用量取决于砂浆试块的数量、被保护结构物面积以及护套2与被保护结构之间的距离。砂浆试块中可掺入彩色强化剂为试块上色利于区分，便于后期拆除更换牺牲阳极3砂浆试块。混凝土4内径与外径比例在0.6～0.8之间。
本实用新型可通过调整平台1、玻璃钢护套2形状大小在方桩、工字型桩等海工钢结构6实现腐蚀防护与结构加固。和涂层保护相比，虽然涂层保护具有一定防腐效果和耐久性，但是涂层保护对水上钢结构6表面处理有较高要求，对已建构筑物的保护上有所限制。更重要的是，涂层保护随着使用年限的延长，容易出现局部破损，出现孔蚀，使防腐效果大为降低。本实用新型克服这一不足，不仅适用于新建结构水上钢结构6腐蚀防护，也可用于已建结构的水上钢结构6的修复、加固。且由于阴极保护的独特优势，针对局部腐蚀有十分优异的防腐效果，同时，玻璃钢护套2和混凝土4的共同作用下，对结构进行了加固，增强其安全性，有利于实现结构设计的全寿命周期。
最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。