海上钢结构浮体在复杂的海水介质中遭受海水侵蚀,本文以平潭海峡跨海大桥防船撞拦截设施为例,对防撞结构中重要的防撞浮筒和拦截锚链部分进行了腐蚀防护和设计研究。为了完善防撞拦截系统的防腐体系,弥补稳态行为下金属腐蚀防护的设计不足,初步设计一种防护方案,通过comsol软件腐蚀模块对该新型设计开展具体研究,对静动态下阳极优化前后的浮筒表面电位进行了分析对比,对不同阳极布置方式的防腐锚链进行了探讨,对不同阳极尺寸的保护状态进行对比,并分析阳极表面的电流密度矢量方向规律,验证了阴极表面电位同牺牲阳极表面电流密度的联系,最后确定了新设计中的阳极用量和该拦截系统的可行性。本文具体工作成果如下:(1)以金属钢结构合适的控制方程和边界条件为基础,依据金属电化学腐蚀理论,假设海水电解质不发生变化,金属发生极化作用,在二次电流分布下,建立了钢结构防撞拦截系统阴极防护计算模型,同时为了提高仿真计算速度,对部分三维结构作了简化处理。(2)使用电化学技术进行极化曲线实验,结果发现拦截系统中浮筒钢材料和锚链钢材料存在着腐蚀差异性,浮筒钢AH36材料耐蚀性最好,锚链钢CM690材料次之,铝锌铟合金阳极作为保护金属,腐蚀最快。通过设计一种带有牺牲阳极新型锚链,减小了锚链的腐蚀速率,缩短了浮筒与锚链间的服役时间差,进一步强化了钢结构拦截系统的腐蚀防护效果。(3)利用comsol软件腐蚀模块分析了防撞钢结构表面静动态下的电位分布,通过对浮筒表面阳极优化和新型锚链防护设计,将拦截系统钢结构表面电位控制在正常的保护范围之内,降低了腐蚀速率。对阳极表面分析发现,阳极表面电流密度矢量向四周扩散,电流密度逐渐减小,在阳极靠近浮体表面处腐蚀电流密度较大,腐蚀消耗速率较快,验证了阴极表面电位同阳极表面电流密度间的相互联系,阴极表面电极电位与阳极表面电流密度大小变化方向相反。(4)优化后的拦截系统中浮筒的服役寿命提高到10年以上,发明设计的联合牺牲阳极新型锚链服役寿命可达5年,提高了整个拦截系统的服役寿命,保障了整体钢结构设施的防护可靠性。经计算,就单个拦截系统防腐成本而言,优化后的方案与原设计相比节省了工程造价16万余元,整个拦截系统腐蚀防护经济效益提升了46%,此设计方案有利于进一步地推广应用。