鋼橋和混凝(ning)土橋各占現(xian)代(dai)橋梁(liang)(道路橋、鐵道橋)的(de)(de)一半。鋼橋雖然在(zai)品質、重量輕(qing)、施工性、對大(da)跨度(du)(du)的(de)(de)適用(yong)性、重新修復的(de)(de)難(nan)度(du)(du)、色彩(cai)及形狀(zhuang)的(de)(de)美(mei)觀等許多方(fang)面有(you)優越(yue)性,可是其(qi)缺點是需要(yao)涂防蝕漆(qi),在(zai)維修管理上需要(yao)很多的(de)(de)費(fei)用(yong)。大(da)略估計每一次重新涂漆(qi)所需費(fei)用(yong)占橋梁(liang)上部工程建設費(fei)的(de)(de)1/10。
在1960年(nian)以前(昭和(he)(he)30年(nian)代前期),日本的橋梁或(huo)陸上結構物(wu)的涂漆(qi)(qi)(qi),是把(ba)油性防銹涂料(普通鉛丹漆(qi)(qi)(qi))作為(wei)底(di)(di)漆(qi)(qi)(qi),把(ba)長油性醇酸樹(shu)脂系涂料(普通長油性苯二酸樹(shu)脂涂料)作為(wei)中層(ceng)(ceng)漆(qi)(qi)(qi)、上層(ceng)(ceng)漆(qi)(qi)(qi),在現(xian)場使用(yong)(yong)動力(li)工具除去(qu)銹或(huo)氧化鐵皮后進(jin)行涂漆(qi)(qi)(qi)。因為(wei)涂料落后而(er)且基(ji)(ji)底(di)(di)處理非常(chang)不充分,在腐蝕(shi)性大的工業地區、城市、海岸,每隔數年(nian)需要重(zhong)新涂漆(qi)(qi)(qi)。1960~1965年(nian)(昭和(he)(he)30年(nian)代后期),已將(jiang)噴(pen)砂(sha)(sha)機或(huo)噴(pen)砂(sha)(sha)打光機用(yong)(yong)于基(ji)(ji)底(di)(di)處理,延長了涂漆(qi)(qi)(qi)的壽命,可是仍需要頻(pin)繁(fan)地重(zhong)新涂漆(qi)(qi)(qi)。因此耐候鋼的裸(luo)露使用(yong)(yong)不需要維修就(jiu)非常(chang)具有吸引力(li)。
然而,當時耐用壽命是50年,為了維持橋梁的安全性而且不維修,需要進行慎重的研究,耐候鋼裸露使用的正規化需要相當長的時間。耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)應具有(you)延長涂漆(qi)(qi)(qi)層(ceng)壽命的(de)效果,或者確(que)保漆(qi)(qi)(qi)層(ceng)老(lao)化之后(hou)到重新(xin)涂漆(qi)(qi)(qi)之前不出問題。總之,為了能夠(gou)延長再(zai)涂漆(qi)(qi)(qi)時(shi)間(jian),耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)在較早以(yi)前已經開(kai)始了。最(zui)早是(shi)于(yu)1963年(nian)(nian)(昭和38年(nian)(nian))完成的(de)東海道新(xin)干線(xian)長良川橋梁(liang)(liang)。如果根據耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)需要量統(tong)計橋梁(liang)(liang)用(yong)(yong)(yong)的(de)數量時(shi),在不分裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)或者銹(xiu)穩定(ding)化處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)1968~1974年(nian)(nian)(昭和43~49年(nian)(nian)),每(mei)年(nian)(nian)使(shi)用(yong)(yong)(yong)量為4~6萬t(平均約(yue)5萬t)(參照圖2-4),所以(yi)這期間(jian)的(de)耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)日本國內(nei)使(shi)用(yong)(yong)(yong)量約(yue)為15萬噸,其中1/3是(shi)涂漆(qi)(qi)(qi)橋梁(liang)(liang)。
鋼鐵公(gong)(gong)司(si)為了進(jin)行耐候鋼的(de)(de)性能(neng)研究(jiu)和(he)(he)商(shang)品(pin)示范,在公(gong)(gong)司(si)工(gong)(gong)廠的(de)(de)占地(di)內,建設了把(ba)涂漆部分和(he)(he)裸(luo)露(lu)部分分開使用的(de)(de)實用橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)。川崎(qi)制鐵所內的(de)(de)知多2號橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)[1967年(昭(zhao)和(he)(he)42年)竣(jun)工(gong)(gong),單(dan)(dan)純合(he)成梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)57m]、NKK福山鐵所內的(de)(de)第一座(zuo)國橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)[昭(zhao)和(he)(he)44年竣(jun)工(gong)(gong),單(dan)(dan)純I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)-連(lian)續(xu)I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)472m]、新日鐵制鐵所內的(de)(de)黑(hei)金橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)[1973年(昭(zhao)和(he)(he)48年)竣(jun)工(gong)(gong)、單(dan)(dan)純合(he)成I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)218m]就是典型的(de)(de)例子。
根據需要耐候鋼(gang)在橋梁上的(de)銹穩(wen)定化(hua)處理使用(yong)和(he)(he)同種鋼(gang)的(de)裸露使用(yong),分(fen)別于1972年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)47年(nian)(nian))、1977年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)52年(nian)(nian))相繼開始(shi)。表2-6 示(shi)出(chu)了最初約10年(nian)(nian)間的(de)訂(ding)貨業績。
日本(ben)于1973年(昭和48年)遭受到第(di)一次石(shi)油危機,1975年以后(昭和50年代(dai))進入經濟低增長時(shi)期(qi)。在這(zhe)之(zhi)前的(de)(de)(de)(de)高增長時(shi)期(qi),日本(ben)的(de)(de)(de)(de)道路(lu)總延(yan)長度增長很快(kuai),與此同(tong)時(shi)道路(lu)橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)數(shu)量急劇增加。進入低增長時(shi)期(qi)之(zhi)后其維持管理費、特別(bie)是補修涂漆(qi)(qi)和再(zai)涂漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)費用(yong)成(cheng)了很大的(de)(de)(de)(de)負擔,耐候鋼的(de)(de)(de)(de)無涂漆(qi)(qi)使用(yong)又重新被評價.這(zhe)就是表(biao)2-6的(de)(de)(de)(de)橋(qiao)梁訂貨業績(ji)中無涂漆(qi)(qi)件數(shu)或鋼重量急劇增加的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。
反映(ying)這種情(qing)況的事(shi)實是于20世紀(ji)70年(nian)代(昭和(he)50年(nian)代)前(qian)期在(zai)相關(guan)團(tuan)體(ti)(ti)內大力開展了無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)耐候鋼(gang)材應用(yong)(yong)方法(fa)的研究(jiu)(jiu)。這些(xie)團(tuan)體(ti)(ti)有土木(mu)學會(hui)鋼(gang)材規格(ge)專業委(wei)員會(hui)、日(ri)本鋼(gang)構(gou)造協(xie)會(hui)防(fang)銹(xiu)防(fang)蝕專業委(wei)員會(hui)、日(ri)本橋(qiao)梁(liang)建設協(xie)會(hui)耐候性(xing)橋(qiao)梁(liang)委(wei)員會(hui)、北海道(dao)土木(mu)對耐候鋼(gang)不進行正(zheng)規的涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi),在(zai)裸(luo)露狀態或(huo)者進行穩定化(hua)處理后(hou)用(yong)(yong)的場合(he),“無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)”這一術語已被廠家使(shi)用(yong)(yong),現(xian)在(zai)用(yong)(yong)該術語的人相當多。1983年(nian)(昭和(he)58年(nian))訂正(zheng)的JISG3114的說(shuo)明(ming)中也(ye)照樣(yang)使(shi)用(yong)(yong)。技術會(hui)鋼(gang)道(dao)路橋(qiao)研究(jiu)(jiu)委(wei)員會(hui)、阪神高(gao)速道(dao)路公(gong)團(tuan)等。這些(xie)團(tuan)體(ti)(ti)專門詳細地研究(jiu)(jiu)了氣象條件和(he)無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)的適用(yong)(yong)性(xing)、對放(fang)置構(gou)件的腐蝕條件和(he)詳細結構(gou)的設計技巧、允許(xu)腐蝕率、疲勞(lao)、高(gao)強度螺栓及摩擦接合(he)部的防(fang)蝕、焊接施(shi)工法(fa)、防(fang)止銹(xiu)對周圍(wei)污染(ran)的措(cuo)施(shi)、維修管理方法(fa)等許(xu)多技術問題。
作為重點(dian)詳(xiang)細(xi)研(yan)究過的問題之一是(shi),在(zai)(zai)耐候(hou)鋼(gang)的很(hen)寬(kuan)的規格成分范圍(wei)內,合(he)金元素(su)的配人量(liang)與焊(han)接(jie)性(xing)(xing)、耐候(hou)性(xing)(xing)的關系。提高(gao)對(dui)耐候(hou)性(xing)(xing)有效(xiao)的Cu、Cr等(deng)元素(su)的添加量(liang)當然(ran)可以增加耐候(hou)性(xing)(xing),對(dui)無(wu)涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong)有利(li),可是(shi)對(dui)焊(han)接(jie)性(xing)(xing)不(bu)利(li).以前(qian)涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong)的鋼(gang)常常是(shi)把添加元素(su)添加量(liang)控制在(zai)(zai)下(xia)限,然(ran)而不(bu)能無(wu)涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong)。耐候(hou)性(xing)(xing)和焊(han)接(jie)性(xing)(xing)二者如何選擇,用(yong)(yong)戶之間(jian)曾經進行過激烈(lie)的討論。如果在(zai)(zai)高(gao)速發(fa)展的時(shi)代(dai),也許已經停(ting)止(zhi)了無(wu)涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong),可是(shi)因為涂(tu)漆的維(wei)修(xiu)管理費用(yong)(yong)很(hen)大(da),所以沒有那樣做。
歸納(na)起(qi)來說:“應該大力推進無涂漆(qi)使用(yong),為(wei)了(le)充分(fen)發(fa)揮耐(nai)候性高(gao)成(cheng)分(fen)系耐(nai)候鋼是(shi)不可(ke)缺少的。高(gao)成(cheng)分(fen)系耐(nai)候鋼的焊接雖然在橋梁建設上(shang)實(shi)績較少,可(ke)是(shi)已(yi)經基本改善了(le)鋼材的焊接性。在海洋(yang)結構物上(shang),比耐(nai)候鋼更難焊接的686MPa、784MPa級(ji)已(yi)經在日常作(zuo)業上(shang)運用(yong)自如。因此,如果能充分(fen)照顧(gu)到焊接性,制定(ding)焊接條件并充分(fen)地進行作(zuo)業管理,是(shi)可(ke)行的。”
與此(ci)相關,訂貨規(gui)格不是(shi)JIS標(biao)(biao)準,在成(cheng)(cheng)分范圍很(hen)寬的(de)(de)JIS標(biao)(biao)準的(de)(de)范圍內為了確認(ren)高成(cheng)(cheng)分系,還要(yao)根據無(wu)涂(tu)漆使(shi)用高成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)各鋼(gang)(gang)材廠家的(de)(de)商(shang)品名(ming)(ming),這(zhe)一不正常(chang)的(de)(de)狀態延(yan)續了一段時間。北海(hai)道(dao)土木技術(shu)委(wei)(wei)員會(hui)(hui)鋼(gang)(gang)道(dao)路橋(qiao)(qiao)研究委(wei)(wei)員會(hui)(hui)于1949年(昭(zhao)和54年)4月制定的(de)(de)“北海(hai)道(dao)鋼(gang)(gang)道(dao)路橋(qiao)(qiao)的(de)(de)設計及施工指南”中規(gui)定了耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)無(wu)涂(tu)漆使(shi)用,這(zhe)個文(wen)件(jian)作為日本(ben)最初(chu)的(de)(de)文(wen)件(jian)引起了注目,它把(ba)適合(he)無(wu)涂(tu)漆使(shi)用成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)命名(ming)(ming)為“特殊(shu)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)”加以區別。
這一(yi)問題(ti)于1983年(昭和(he)58年)的JIS G3114修改(gai)中,通(tong)過(guo)把該標準的對(dui)象鋼(gang)細分(fen)為無涂漆用(W)和(he)涂漆用(P)已(yi)經得到解決。在(zai)JIS中對(dui)這一(yi)修改(gai)作了如下的說明。
現(xian)(xian)行JIS G3114是匯(hui)總(zong)了(le)當時流(liu)通的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)類(lei)鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵廠(chang)家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)制定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),是對本鋼(gang)材(cai)(cai)主要特性耐(nai)候性有貢獻(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding)值及規定(ding)(ding)范圍比較寬松的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)(biao)準(zhun)。本鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用方(fang)法,有從焊接性考慮犧牲一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性涂(tu)漆使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,也有作(zuo)為原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)材(cai)(cai)以裸(luo)態(tai)或(huo)者進(jin)行銹穩定(ding)(ding)化處(chu)理(li)后使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,按照使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際(ji)(ji)情況(kuang),現(xian)(xian)在同(tong)時有兩種鋼(gang)在流(liu)通。因(yin)為這兩種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學成分都在現(xian)(xian)行標(biao)(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding)范圍內,可能會(hui)在流(liu)通面上(shang)發生混亂(luan),所以作(zuo)出了(le)應按照實際(ji)(ji)情況(kuang)對JIS G3114進(jin)行修改的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun)。
隨著(zhu)這一修改(gai),用各公司的(de)(de)商品名進行訂貨的(de)(de)事幾乎沒有了(le)。JIS標準(zhun)的(de)(de)修改(gai)起了(le)多(duo)大作用雖然還(huan)不清(qing)楚,可(ke)是從(cong)這時開始在(zai)橋(qiao)梁上裸(luo)露(lu)使用的(de)(de)實際急劇增加。圖(tu)2-9示(shi)出了(le)按(an)年(nian)(nian)度裸(luo)露(lu)耐候鋼橋(qiao)梁的(de)(de)訂貨件數(shu)和(he)重量的(de)(de)變遷。請(qing)注(zhu)意不是按(an)累計(ji)而是按(an)年(nian)(nian)度統計(ji),并(bing)且在(zai)該統計(ji)中沒有包括(kuo)H型(xing)鋼橋(qiao)梁及穩定化處(chu)理(li)的(de)(de)鋼橋(qiao)。
正(zheng)如(ru)從前面的(de)(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)(de)那(nei)樣(yang),耐候鋼最(zui)初以(yi)銹穩定化處理開始(shi)的(de)(de)(de)無涂漆使用(yong),在(zai)(zai)(zai)5年(nian)后開始(shi)采用(yong)裸(luo)(luo)露使用(yong)之后的(de)(de)(de)3年(nian)中遠比裸(luo)(luo)露使用(yong)量多,可是在(zai)(zai)(zai)1980年(nian)(昭和55年(nian))裸(luo)(luo)露使用(yong)量突然增加使二者的(de)(de)(de)數量大(da)致(zhi)接近(jin),現在(zai)(zai)(zai)其比率正(zheng)在(zai)(zai)(zai)降(jiang)低(di).如(ru)果裸(luo)(luo)露使用(yong)時的(de)(de)(de)性能可靠的(de)(de)(de)話,則是由(you)于原來的(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)原因所致(zhi)。北海道土木技術委(wei)員會的(de)(de)(de)指南(前述)在(zai)(zai)(zai)1989年(nian)(平成(cheng)(cheng)元(yuan)年(nian))的(de)(de)(de)訂正(zheng)中只把裸(luo)(luo)露使用(yong)進(jin)行了(le)規(gui)定,并且在(zai)(zai)(zai)1991年(nian)(平成(cheng)(cheng)3年(nian))的(de)(de)(de)道路橋(qiao)示方(fang)書中也做了(le)同(tong)樣(yang)的(de)(de)(de)規(gui)定。
但是,銹(xiu)穩定化處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)需要依然存(cun)在(zai),在(zai)1980年(昭和(he)55年)以前(qian)大(da)概(gai)只有一(yi)(yi)個公司·推出了(le)銹(xiu)穩定化處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)新(xin)的(de)處(chu)(chu)理(li)(li)方(fang)法(fa)。傳(chuan)統的(de)方(fang)法(fa)原(yuan)則上(shang)是把拿到表面處(chu)(chu)理(li)(li)工廠的(de)構件進行處(chu)(chu)理(li)(li)之(zhi)后搬運(yun)到現場(chang)的(de)方(fang)法(fa),而新(xin)方(fang)法(fa)的(de)特征是能夠(gou)在(zai)構件加工工廠或(huo)現場(chang)和(he)通常的(de)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)涂漆一(yi)(yi)樣地進行處(chu)(chu)理(li)(li)。包(bao)括傳(chuan)統方(fang)法(fa)在(zai)內,這些處(chu)(chu)理(li)(li)方(fang)法(fa)除了(le)在(zai)一(yi)(yi)般(ban)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)上(shang)使用之(zhi)外,也多用于小(xiao)型H型橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)或(huo)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)以外的(de)結(jie)構物。
在耐候鋼裸(luo)露(lu)使用急劇增加(jia)(jia)的(de)(de)(de)背景上(shang)存在著無需維修這(zhe)一社會經(jing)濟上(shang)的(de)(de)(de)需求,加(jia)(jia)上(shang)由(you)前述的(de)(de)(de)各團體委員會所開(kai)展的(de)(de)(de)應用技術的(de)(de)(de)討論(lun),由(you)橋梁廠家所進(jin)行的(de)(de)(de)應用技術、設計施(shi)工法的(de)(de)(de)開(kai)發(fa),以(yi)及(ji)如圖2-8所示的(de)(de)(de)由(you)于(yu)環境限制的(de)(de)(de)成果,大(da)氣中(zhong)二(er)氧(yang)化硫濃度(du)已降低,具備了使裸(luo)露(lu)使用更容易進(jin)行的(de)(de)(de)各種有利的(de)(de)(de)因素(su)。
1979年(昭(zhao)和(he)54年)9月21日(ri)至10月8日(ri),以當時國(guo)(guo)鐵(tie)鐵(tie)道技(ji)術研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所結(jie)(jie)構物研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)室阿部(bu)英彥。為團長的(de)(de)(de)18人(ren)組成的(de)(de)(de)美(mei)國(guo)(guo)、加拿大(da)橋(qiao)梁(liang)(liang)技(ji)術調(diao)(diao)查團(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和(he)基(ji)礎》雜志策劃,成員(yuan)包括鋼(gang)鐵(tie)公司(si)(si)、橋(qiao)梁(liang)(liang)建設公司(si)(si)及橋(qiao)梁(liang)(liang)所有者等)赴北美(mei)考察了耐(nai)候鋼(gang)材在無涂漆橋(qiao)梁(liang)(liang)上的(de)(de)(de)實際使(shi)(shi)用情(qing)況,調(diao)(diao)查了許多裸露使(shi)(shi)用的(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)(liang),聽取了鋼(gang)材廠(chang)家、高速道路局等方面的(de)(de)(de)見(jian)解(jie),將(jiang)其結(jie)(jie)果(guo)寫成報告書[71]發(fa)表。報告書總結(jie)(jie)了耐(nai)候鋼(gang)在美(mei)國(guo)(guo)裸露使(shi)(shi)用基(ji)本(ben)成功的(de)(de)(de)事(shi)實、需要注意的(de)(de)(de)幾個問題及一(yi)部(bu)分人(ren)的(de)(de)(de)批評意見(jian)等,這對日(ri)本(ben)耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)裸露使(shi)(shi)用曾經(jing)有過促進(jin)效(xiao)果(guo)。
最(zui)后的(de)(de)(de)(de)(de)問題是環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)(hai)鹽粒(li)子對(dui)銹(xiu)層(ceng)穩定(ding)化的(de)(de)(de)(de)(de)惡劣影(ying)響,即(ji)海(hai)(hai)(hai)鹽粒(li)子在(zai)(zai)大(da)氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度(du)或者(zhe)在(zai)(zai)鋼(gang)表(biao)面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)附著量在(zai)(zai)什么程度(du)以(yi)下,耐(nai)候(hou)鋼(gang)才可以(yi)裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)。當SO.的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響不是很大(da)時,海(hai)(hai)(hai)鹽粒(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響就成為(wei)了(le)最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)問題。在(zai)(zai)以(yi)上(shang)所敘述的(de)(de)(de)(de)(de)北海(hai)(hai)(hai)道土木技術會的(de)(de)(de)(de)(de)指南中(zhong)規定(ding)為(wei)“在(zai)(zai)離海(hai)(hai)(hai)岸200m的(de)(de)(de)(de)(de)區域(yu)內因大(da)氣中(zhong)海(hai)(hai)(hai)鹽粒(li)子的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響腐蝕(shi)量大(da)”,“推斷腐蝕(shi)減(jian)厚在(zai)(zai)兩面(mian)超過0.4mm以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),應(ying)考(kao)慮對(dui)腐蝕(shi)減(jian)厚進行設(she)計(ji)”的(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮方法,并且,在(zai)(zai)1981年(昭(zhao)和56年)該會的(de)(de)(de)(de)(de)“北海(hai)(hai)(hai)道耐(nai)候(hou)鋼(gang)材裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)道路橋的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)及施工(gong)指南”中(zhong),把離海(hai)(hai)(hai)岸2km以(yi)內的(de)(de)(de)(de)(de)地區規定(ding)為(wei)由海(hai)(hai)(hai)鹽粒(li)子引起的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣腐蝕(shi)影(ying)響嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)環境。
另外(wai),U.S.Steel公司以前也曾規定必須離開海(hai)岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和56年),由于擔心在(zai)不(bu)適當地區耐(nai)候鋼(gang)無涂漆(qi)使用(yong)會發生問題,建設(she)(she)省土木研究所和橋(qiao)梁建設(she)(she)協會及(ji)鋼(gang)材(cai)(cai)俱樂部(bu)共同開始了(le)“關(guan)于耐(nai)候鋼(gang)材(cai)(cai)在(zai)橋(qiao)梁上適用(yong)性的(de)(de)共同研究”。其最大的(de)(de)目的(de)(de)在(zai)于關(guan)注從海上飛(fei)來鹽分的(de)(de)影響,從而具體(ti)地確定(ding)無涂漆(qi)耐(nai)候鋼(gang)能夠適用(yong)的(de)(de)地區。
為此,把耐(nai)候鋼(gang)及碳素(su)鋼(gang)的(de)試(shi)片(pian)(pian)安裝在(zai)全(quan)國41個地方已有的(de)道路橋上進行了(le)9年的(de)暴(bao)曬試(shi)驗。考慮到對銹層的(de)穩定化最不利的(de)沒有雨水洗凈效(xiao)果的(de)部位的(de)腐(fu)蝕狀態在(zai)實用上的(de)重要(yao)性,把試(shi)片(pian)(pian)垂直(zhi)和水平安裝在(zai)內梁部分(fen)。試(shi)驗環(huan)境包括(kuo)海岸、工業、城(cheng)市、田(tian)園和高山,并充分(fen)地進行了(le)環(huan)境中的(de)氯離子(zi)、二氧化硫的(de)測定。
1987年(昭和62年),上述部門根據(ju)以前的數(shu)據(ju),作為(wei)中(zhong)間報告編寫了(le)“無(wu)涂(tu)漆耐候鋼橋(qiao)梁的設計、施(shi)工要領(ling)(草案(an))”。在該草案(an)中(zhong),把受(shou)飛來鹽(yan)粒(li)子(zi)的影響大、不(bu)適合(he)耐候鋼材或無(wu)涂(tu)漆使用的地(di)區定為(wei):(1)沖繩全域;(2)日本海沿岸以及(ji)面向外(wai)洋(yang)的其他沿岸。把50年后的板厚(hou)減少量小于(yu)0.4mm定為(wei)基準,第3年的板厚(hou)減少量超過0.2mm的場合(he)以及(ji)發生(sheng)了(le)銹層剝離的場合(he),判定為(wei)不(bu)適合(he)使用。該草案(an)還(huan)對容易生(sheng)成穩(wen)定銹層的橋(qiao)梁的設計、結構細節、高強度螺栓、焊接(jie)材料等進(jin)行了(le)闡述。
這項(xiang)共同研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)暴曬(shai)試驗(yan),在第9年(nian)試片回收及結(jie)束研(yan)究(jiu)后(hou),于1989年(nian)(平成元年(nian))的(de)(de)(de)報告(gao)書(shu)中把設計、施工(gong)要(yao)領(草案)進行了重(zhong)新規定(ding),在該草案中明確地標明了無涂漆耐候鋼能夠適(shi)用(yong)的(de)(de)(de)地區。判(pan)定(ding)基(ji)準的(de)(de)(de)基(ji)礎是用(yong)所規定(ding)的(de)(de)(de)方法(fa)測定(ding)的(de)(de)(de)飛(fei)來鹽粒子(zi)的(de)(de)(de)量,把它換算成NaCl的(de)(de)(de)氯離子(zi)0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)為允許(xu)限。這個量是根據在日本41座橋的(de)(de)(de)暴曬(shai)試驗(yan)中銹層沒(mei)有發(fa)生層狀(zhuang)剝離,并(bing)且根據9年(nian)的(de)(de)(de)試驗(yan)結(jie)果推斷50年(nian)后(hou)的(de)(de)(de)板厚(hou)減量不(bu)超過0.3mm而決定(ding)的(de)(de)(de)。
可是,飛來鹽粒子量每年發(fa)生變化,在(zai)測(ce)定時需(xu)要時間(jian)且相當麻煩,在(zai)表2-7上標出(chu)的(de)地區,規定為省略飛來鹽粒子量的(de)測(ce)定、可以(yi)無(wu)涂漆使用耐候鋼的(de)地區。從北海(hai)(hai)道(dao)到(dao)北陸面向日本海(hai)(hai)的(de)所(suo)謂鹽害地帶離海(hai)(hai)岸(an)線必須超過20km,然而(er)在(zai)其(qi)他的(de)海(hai)(hai)岸(an)因地域而(er)異可以(yi)離開(kai)1~5km。
在上(shang)述的共同研(yan)究中(zhong),除(chu)了全國(guo)41座橋的暴(bao)曬試驗(yan)(yan)(yan)以外,試驗(yan)(yan)(yan)還(huan)包括沿著信濃河進(jin)行的不同離岸(an)距離所(suo)設置(zhi)的大型暴(bao)曬試驗(yan)(yan)(yan)體(ti)(一種(zhong)模型結(jie)構(gou)物)不同結(jie)構(gou)部(bu)位銹(xiu)層(ceng)穩定(ding)化行為和氯(lv)離子濃度影響試驗(yan)(yan)(yan)、焊縫部(bu)位銹(xiu)穩定(ding)化狀況試驗(yan)(yan)(yan)、耐候性高強度螺栓(shuan)暴(bao)曬試驗(yan)(yan)(yan)等。
除了上述(shu)的(de)(de)設計(ji)、施(shi)工要(yao)領(案)以(yi)外,在(zai)1991年(平(ping)成3年)制訂了“無(wu)涂(tu)漆橋(qiao)梁的(de)(de)檢(jian)修(xiu)要(yao)領(案)”,給出了檢(jian)修(xiu)項(xiang)目、檢(jian)修(xiu)頻度以(yi)及檢(jian)修(xiu)結果(guo)記(ji)錄等。特別具體地提出了用(yong)目視判斷層狀剝離銹的(de)(de)判定法(fa),也敘述(shu)了發現這類層狀剝離銹時的(de)(de)應對(dui)(dui)措施(shi)。并且,在(zai)其他(ta)的(de)(de)報(bao)告書中,針對(dui)(dui)盡可能減少泥與(yu)垃圾(ji)的(de)(de)堆積(ji)、滯水(shui)與(yu)結露(lu)、橋(qiao)面漏水(shui)與(yu)水(shui)路形成等對(dui)(dui)銹層穩定化有惡劣影(ying)響因素的(de)(de)各(ge)種結構的(de)(de)優缺點(dian),歸納了已有的(de)(de)無(wu)涂(tu)漆耐候鋼橋(qiao)梁的(de)(de)觀察結果(guo)。
經過(guo)以(yi)上過(guo)程,耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)在橋(qiao)(qiao)梁(liang)上的(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大(da)了(le)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)比率(lv)(lv)。將(jiang)表(biao)(biao)2-6及(ji)(ji)表(biao)(biao)2-4的(de)(de)(de)(de)數據加(jia)(jia)上其他情報或推測,把(ba)從1968年(nian)(昭和(he)43年(nian))到(dao)最(zui)(zui)近的(de)(de)(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、銹穩定(ding)(ding)化使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)及(ji)(ji)涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)比率(lv)(lv)歷年(nian)來變化的(de)(de)(de)(de)情況進行了(le)總結,并示于(yu)表(biao)(biao)2-8.日(ri)本國內橋(qiao)(qiao)梁(liang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)訂貨(huo)量(liang),在這期(qi)(qi)間平均每(mei)年(nian)約45,000t(最(zui)(zui)大(da)約62,000t,最(zui)(zui)小約27,000t),雖然每(mei)年(nian)都有(you)(you)變動可是(shi)(shi)從長期(qi)(qi)來看變動很小,其中涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在1968年(nian)(昭和(he)43年(nian))曾(ceng)經是(shi)(shi)100%,到(dao)最(zui)(zui)近已逐漸減少到(dao)10%,無涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻明顯增(zeng)加(jia)(jia),并且無涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在開始(shi)的(de)(de)(de)(de)70年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(昭和(he)40年(nian)代后(hou)期(qi)(qi))全部是(shi)(shi)銹穩定(ding)(ding)化處理使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang),在70年(nian)代后(hou)期(qi)(qi)(昭和(he)50年(nian)代前(qian)期(qi)(qi))開始(shi)的(de)(de)(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)增(zeng)加(jia)(jia)到(dao)80年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(昭和(he)50年(nian)代后(hou)期(qi)(qi))的(de)(de)(de)(de)同(tong)等(deng)程度(du),以(yi)后(hou)銹穩定(ding)(ding)化處理使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)有(you)(you)減少的(de)(de)(de)(de)傾向,相反(fan)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)加(jia)(jia)了(le)。現在以(yi)橋(qiao)(qiao)梁(liang)數為基數,估計裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)2/3、銹穩定(ding)(ding)化處理使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)1/5、涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)(shi)1/10。
如圖2-10所示,1980年(昭和55年)以(yi)后(hou)在橋(qiao)梁用鋼材上耐候鋼所占的重量比在5%~7%之(zhi)間變動(dong),并且,30m以(yi)上的新設橋(qiao)梁中,以(yi)各(ge)種表面狀(zhuang)態使用耐候鋼的橋(qiao)梁數(shu)在10%以(yi)上,最近接近20%。
在被視為是一(yi)國活(huo)力的基礎,是維持(chi)發展經濟活(huo)動或豐(feng)富國民(min)生活(huo)不可缺少(shao)的公共設施中,橋梁可以說是公路或鐵路的中樞(shu),健全地進行維護極為重要,決(jue)不能再踏“荒廢中的美國”的覆轍(che)。
日(ri)本(ben)的(de)公共設(she)施(shi)主要(yao)是在(zai)(zai)高度成(cheng)長(chang)時(shi)期(qi)以(yi)后(hou)建設(she)的(de),比較新,沒有(you)太大的(de)老化問(wen)題(ti),而且一直在(zai)(zai)進(jin)行(xing)充分的(de)維修管(guan)理。可是進(jin)入回避3K(臟(zang)、累、危險)、高齡化的(de)時(shi)代,今后(hou)如何做(zuo)到(dao)不(bu)維修、健全地保持社會(hui)資本(ben)則(ze)成(cheng)為問(wen)題(ti)。鋼橋(qiao)的(de)維修、管(guan)理中最關(guan)鍵的(de)涂(tu)(tu)漆是典型(xing)的(de)3K作業,加上(shang)從前的(de)經濟問(wen)題(ti),會(hui)出(chu)現勞動力嚴重不(bu)足(zu)。根據測算,如果把本(ben)四(si)連絡橋(qiao)、神戶-鳴門(men)路線(xian)4橋(qiao)(竣工時(shi))以(yi)8年為周期(qi)進(jin)行(xing)換漆,必須經常(chang)配備138~202名涂(tu)(tu)漆技術工人(基(ji)材調整(zheng)除(chu)外),只要(yao)橋(qiao)存在(zai)(zai)就必須繼續進(jin)行(xing)涂(tu)(tu)漆,這樣(yang)做(zuo)不(bu)是不(bu)可能而是不(bu)現實。因此,本(ben)四(si)連絡橋(qiao)等采用(yong)了通過高級規格(ge)的(de)涂(tu)(tu)漆(重防蝕涂(tu)(tu)漆)和頻(pin)繁的(de)局部補修,沒有(you)采用(yong)正式的(de)再涂(tu)(tu)漆的(de)方(fang)針。
這樣以來,最近的(de)(de)(de)鋼橋防蝕(shi)方向有兩種(zhong)情況:或者像在(zai)(zai)(zai)本四連絡橋那樣位于(yu)海上腐(fu)蝕(shi)環境嚴酷而且不容易(yi)再(zai)涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)重要橋梁(liang)上,進(jin)行重防蝕(shi)涂(tu)漆(qi)(qi)極力(li)延長(chang)再(zai)涂(tu)漆(qi)(qi)間隔,或者在(zai)(zai)(zai)一般環境下為了(le)回避正式的(de)(de)(de)再(zai)涂(tu)漆(qi)(qi),在(zai)(zai)(zai)能夠適用(yong)的(de)(de)(de)地(di)區(qu)盡可能使(shi)用(yong)無涂(tu)漆(qi)(qi)耐候(hou)鋼。擴大耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong),實(shi)現正規化的(de)(de)(de)條件,經過上述過程可以說已(yi)經充分(fen)(fen)具(ju)備。可是裸露(lu)耐候(hou)鋼目前的(de)(de)(de)性能,使(shi)它在(zai)(zai)(zai)沿海地(di)區(qu)用(yong)于(yu)橋梁(liang)建筑的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)仍受到限制(zhi)。解釋清(qing)楚氯化物惡劣影響的(de)(de)(de)本質,或者在(zai)(zai)(zai)確立其相應(ying)(ying)對(dui)策(ce)等方面仍需(xu)要努力(li)。耐候(hou)鋼應(ying)(ying)用(yong)進(jin)一步發展的(de)(de)(de)課題(ti)已(yi)詳細地(di)歸納在(zai)(zai)(zai)腐(fu)蝕(shi)防蝕(shi)協會所設置的(de)(de)(de)耐候(hou)鋼技術分(fen)(fen)會的(de)(de)(de)報告(gao)書(shu)[1994年(平成(cheng)6年)]中。