桥梁是道路中断时跨越障碍物的建筑物。长久以来，桥梁对于促进交通事业和国民经济的发展起着极为重要的作用。目前，中国已成为桥梁大国，每年新建的桥梁约占世界新建桥梁总数的一半。2011年的数据显示，我国拥有桥梁65.8万余座，总计30483094延米，已超越美国成为桥梁第一大国。根据规划，到2020年左右，我国公路桥梁将建至80万座。

        长期以来，钢筋混凝土结构的耐久性得到了工程实际的考验，被人们所认可，钢筋混凝土桥梁也因此成为目前世界上应用最为广泛的桥梁。以我国为例，在已建公路桥梁中，钢筋混凝土桥梁所占比例达到90%以上。钢筋混凝土结构中，钢筋处于强碱环境中，在其表面形成了一层致密的钝化膜，保护钢筋不与腐蚀环境接触，使钢筋不发生锈蚀。但在桥梁的使用期间，结构处于恶劣的环境条件下，内部将发生一系列变化，导致钢筋混凝土的腐蚀。钢筋锈蚀对于钢梁混凝土桥梁的使用极为不利。
普通硅酸盐的主要成分是铝酸钙和硅酸钙，在水泥水化反应中生成Ca(OH)₂，溶解于水时pH达到12-13，呈强碱性。在此环境下，钢筋表面形成一层致密的氧化膜，使钢筋不发生锈蚀。但是在某些情况下，CO₂、SO₂等酸性气体会逐渐渗入混凝土中与Ca(OH)₂发生化学反应，导致pH下降，无法形成钝化膜。另外，一些强穿透离子如氯离子科技破坏钝化膜，加速锈蚀。钢筋锈蚀对钢筋混凝土结构耐久性不利，以受弯构件为例，钢筋锈蚀引起钢筋截面积减小、和粘结力的降低，将导致其抗弯承载力的下降，有试验表明，钢筋锈蚀率达到10%时，承载力将下降50%以上。

        呈活化态的钢筋表面所进行的腐蚀反应的电化学机理是，当钢筋表面有水分存在时，就发生铁电离的阳极反应和溶解态氧还原的阴极反应，相互以等速度进行。其反应式如下：

        目前，已开发的用于防止钢筋锈蚀的措施有很多，可以分为三大类：1）提高混凝土的质量：使用低渗混凝土、增加保护层厚度、添加剂、涂层、防治水膜等；2）提高钢筋的耐腐蚀性能：使用环氧涂层钢筋、不锈钢钢筋、不锈钢包覆钢筋、热浸锌涂层钢筋、MMXF钢筋和复合涂层钢筋等；3）电化学防护法：阴极保护法与阳极保护法等。

        以上防腐措施均可在一定程度上阻止腐蚀的发生，但防腐效果有所不同。下面主要介绍阴极保护法。
目前国内对钢筋混凝土的保护主要采用混凝土表面材料、硅烷浸渍剂、阻锈剂等措施。这些产品本身在耐久性、抗冻融性或对混凝土性能方面存在一定的影响。对混凝土结构实施阴极保护是有效解决钢筋锈蚀的手段，在国外己经广泛应用。近几年，随着国力的增强、技术的进度，己将此技术应用到我国部分重点建设项目，比如杭州湾大桥。近期东方建设（天津）防腐工程有限公司对河北省某跨河特大桥面板进行了钢筋混凝土的阴极保护，以消除冬季除冰盐对钢筋的锈蚀，系统安装调试后，运行状况良好。

        混凝土的阴极保护一般分为外加电流法和牺牲阳极法。国外对新建结构更多采用的是外加电流阴极保护，同时由于桥面板长期有车辆通行，对面板钢筋混凝土的保护一般采用外加电流阴极保护系统。钢筋混凝土外加电流保护系统主要由直流电源、辅助阳极、参比电极和电缆等组成。
首先，在对系统进行阴极保护之前，我们要了解如下参数：钢筋尺寸及钢筋布置图、混凝土保护层厚度、钢筋及其它混凝土钢筋构件的电连接情况和系统设计使用寿命等。

        对于新结构的保护欧洲标准一般推荐的阴极保护电流密度为0.2～2mA/mL，实际设计中考虑到初期极化电流要求，往往取更高的电流密度值。
目前国际广泛使用的阳极为混合金属氧化物阳极(MMO)，即在钛材表面涂覆混合金属氧化物，经高温烧结而成。用在阴极保护中的阳极材料主要分为铱基和钌基两种，相比而言前一种使用寿命更长，后一种价格更便宜。

        在对桥梁面板进行阴极保护设计时，首先要对保护区域进行分区，各区相对独立，互不干扰，单独调节控制，这样便于更精确的对系统进行保护。其中一个区失效对其它区域没影响，理论上将分区越多，对系统越有利，但分区越多造价也越高，因此我们在进行设计时要进行合理分区。

        由于阳极本身和导电条的电阻，会在阳极网系统中产生一个电压降。我们通常采取10%电压降判断法确定系统中阳极和导电条的数量和安装间距、位置。一般应用中典型的阳极间距是30cm，但最大不超过40cm。

        银/氯化银参比电极具良好的稳定性，我们一般采用它作为混凝土阴极保护用参比电极。其使用寿命一般为10～20年，而目前很多工程设计寿命大于20年，有的达100年。为了长期对保护系统进行监控，在保护后期我们经常采用钛作为参比电极。

        参比电极和钛参比电极组成的一个复合参比电极，该参比能满足系统整个设计使用寿命期的需要。

        混凝土阴极保护中使用的变压整流器原则是越简单越好，一般采用多回路的整流器，每个回路单独控制一个分区。

        混凝土阴极保护是一个极其细致的工作，在施工的每个过程中都必须严格控制，对各关键环节进行检测。
        1）在安装阳极系统前对每个区的钢筋进行导电性检测，检测可以用直流电压表直接进行测试。如发现有不连通的地方，立即采用钢丝进行绑扎导通；
        2）安装阳极时，严禁阳极和钢筋的接触，每一条带状阳极安装完毕后必须检测阳极和阴极之间的绝缘性，检测可以用直流电压表直接进行测试。对有阴阳极电导通的地方必须采取措施进行纠正；
        3）混凝土浇注过程也要时时检测阳极和阴极之间的导电性，一般测试是采用通直流电的方式，间隔测取电位，进行判断。如有连通应立即暂停浇注混凝土，对连通的阳极进行处理；
        4）在安装过程中，由于阴极、阳极电缆、参比电极电缆数量众多，在安装时一定要避免安装错误，在过程中要对每根电缆两端做好标记。

        在系统安装完毕后，首先采用小电流（一般为设计电流的10～20%）进行慢极化。由于混凝土面板所处介质环境不同于海水或土壤环境，所以基本不采用-720 mV判断准则。一般采用100mV极化衰减准则来判断系统是否处于正常保护状态。

        牺牲阳极保护法与阴极保护法相比无需外加电源（从而不会干扰邻近设施），具有投资少，安装维修方便，易于获得良好电流分布等优点，因此在舰船、海上设备、码头、地下管道等设施的保护上，得到了广泛的应用，但在我国的桥梁保护上应用尚在起步阶段。牺牲阳极的使用寿命一般不长，大多在10-15年左右。

目前，可用于钢筋混凝土桥梁结构的牺牲阳极系统主要有：锌-水凝胶阳极系统，加速试验表明，该系统的使用寿命可达12年；喷涂金属阳极系统，其预期使用寿命可达10-15年；锌网阳极系统，其使用寿命可达15-20年；埋入式牺牲阳极系统，其使用寿命可达10-20年。

        阴极保护是防止钢筋混凝土锈蚀最有效的保护措施，在今后工程中的广泛应用是必然趋势。在对结构设计的同时考虑采用阴极保护措施对钢筋进行保护，在对结构的整体寿命提供足够的保证的同时，极大的降低了将来对结构进行维修维护的风险。同时在系统设计和实施的过程中必须和结构整体设计、施工保持一致。