鋼橋(qiao)(qiao)和混凝土橋(qiao)(qiao)各占現代(dai)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(道(dao)路橋(qiao)(qiao)、鐵道(dao)橋(qiao)(qiao))的一半。鋼橋(qiao)(qiao)雖然在品質、重量輕、施工性、對大(da)跨度(du)的適用(yong)性、重新修復的難度(du)、色彩(cai)及形狀(zhuang)的美觀等(deng)許多方(fang)面有(you)優越(yue)性,可是(shi)其缺點是(shi)需要涂防(fang)蝕漆,在維修管理上需要很多的費用(yong)。大(da)略估計每一次重新涂漆所需費用(yong)占橋(qiao)(qiao)梁(liang)上部工程建設費的1/10。
在1960年以前(昭(zhao)和(he)30年代前期(qi)(qi)),日本的橋梁或陸上(shang)結構物的涂(tu)漆(qi)(qi),是把油(you)(you)性防銹涂(tu)料(普通鉛丹漆(qi)(qi))作(zuo)為(wei)底漆(qi)(qi),把長(chang)油(you)(you)性醇酸樹脂系(xi)涂(tu)料(普通長(chang)油(you)(you)性苯二酸樹脂涂(tu)料)作(zuo)為(wei)中(zhong)層漆(qi)(qi)、上(shang)層漆(qi)(qi),在現(xian)場(chang)使用(yong)(yong)(yong)動(dong)力工(gong)具除去銹或氧化鐵皮后(hou)進行涂(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)為(wei)涂(tu)料落后(hou)而且基(ji)底處理非(fei)常不充分,在腐蝕性大的工(gong)業地(di)區、城市(shi)、海(hai)岸,每隔數(shu)年需要重新涂(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(昭(zhao)和(he)30年代后(hou)期(qi)(qi)),已(yi)將噴砂機(ji)或噴砂打光機(ji)用(yong)(yong)(yong)于基(ji)底處理,延長(chang)了涂(tu)漆(qi)(qi)的壽(shou)命,可是仍(reng)需要頻繁(fan)地(di)重新涂(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)此耐候鋼的裸露使用(yong)(yong)(yong)不需要維修就非(fei)常具有吸引力。
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(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)涂漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)應具有延(yan)(yan)長(chang)涂漆(qi)層壽命的(de)(de)(de)效果(guo),或(huo)者確保漆(qi)層老化之(zhi)后到重新涂漆(qi)之(zhi)前(qian)不出問(wen)題。總之(zhi),為(wei)了(le)能夠延(yan)(yan)長(chang)再涂漆(qi)時間,耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)涂漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)在(zai)較早以前(qian)已(yi)經開始了(le)。最早是(shi)于1963年(nian)(昭(zhao)和38年(nian))完成的(de)(de)(de)東海道(dao)新干(gan)線長(chang)良(liang)川橋(qiao)(qiao)梁。如(ru)果(guo)根據耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)需要量(liang)統計橋(qiao)(qiao)梁用(yong)(yong)的(de)(de)(de)數量(liang)時,在(zai)不分裸露使(shi)用(yong)(yong)或(huo)者銹穩定化處理使(shi)用(yong)(yong)鋼的(de)(de)(de)1968~1974年(nian)(昭(zhao)和43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)用(yong)(yong)量(liang)為(wei)4~6萬t(平均(jun)約5萬t)(參照圖2-4),所以這期(qi)間的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼日本(ben)國內使(shi)用(yong)(yong)量(liang)約為(wei)15萬噸,其中1/3是(shi)涂漆(qi)橋(qiao)(qiao)梁。
鋼(gang)鐵(tie)公司為了(le)(le)進(jin)行耐候鋼(gang)的(de)(de)性能研究和商品示范(fan),在公司工(gong)廠的(de)(de)占地(di)內,建(jian)設(she)了(le)(le)把涂(tu)漆部分和裸露部分分開(kai)使(shi)用(yong)的(de)(de)實用(yong)橋(qiao)梁(liang)(liang)。川崎制(zhi)鐵(tie)所內的(de)(de)知多(duo)2號橋(qiao)[1967年(昭(zhao)和42年)竣工(gong),單(dan)(dan)純(chun)合成(cheng)梁(liang)(liang)橋(qiao),橋(qiao)長(chang)57m]、NKK福山鐵(tie)所內的(de)(de)第一座國橋(qiao)[昭(zhao)和44年竣工(gong),單(dan)(dan)純(chun)I梁(liang)(liang)橋(qiao)-連續(xu)I梁(liang)(liang)橋(qiao),橋(qiao)長(chang)472m]、新日鐵(tie)制(zhi)鐵(tie)所內的(de)(de)黑(hei)金(jin)橋(qiao)[1973年(昭(zhao)和48年)竣工(gong)、單(dan)(dan)純(chun)合成(cheng)I梁(liang)(liang)橋(qiao),橋(qiao)長(chang)218m]就是典型的(de)(de)例(li)子。
根據需要(yao)耐(nai)候鋼(gang)在橋梁上的銹穩(wen)定化處理使(shi)用(yong)和(he)(he)同種鋼(gang)的裸露使(shi)用(yong),分別于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(xiang)繼開始。表2-6 示(shi)出(chu)了(le)最初約10年(nian)(nian)間的訂(ding)貨業績(ji)。
日本于1973年(昭和(he)48年)遭受到第一(yi)次石油危機(ji),1975年以后(昭和(he)50年代)進入經濟低增(zeng)長時(shi)期(qi)。在這之(zhi)前的(de)(de)(de)高增(zeng)長時(shi)期(qi),日本的(de)(de)(de)道路(lu)總延長度增(zeng)長很(hen)快,與此同時(shi)道路(lu)橋的(de)(de)(de)數量急劇(ju)(ju)增(zeng)加。進入低增(zeng)長時(shi)期(qi)之(zhi)后其維持管理費、特別是補修(xiu)涂(tu)漆和(he)再(zai)涂(tu)漆的(de)(de)(de)費用成了很(hen)大的(de)(de)(de)負擔,耐候鋼(gang)的(de)(de)(de)無(wu)涂(tu)漆使用又重新被評價.這就是表2-6的(de)(de)(de)橋梁訂貨業績中無(wu)涂(tu)漆件數或鋼(gang)重量急劇(ju)(ju)增(zeng)加的(de)(de)(de)原因。
反(fan)映這(zhe)種情況的(de)事實是于20世紀70年代(dai)(昭和50年代(dai))前(qian)期在相(xiang)(xiang)關(guan)團(tuan)(tuan)體內大力開(kai)展了無涂(tu)漆耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)材應用(yong)(yong)方法的(de)研(yan)究。這(zhe)些團(tuan)(tuan)體有(you)土木(mu)學會鋼(gang)材規格專(zhuan)業(ye)委員(yuan)會、日本鋼(gang)構(gou)造協(xie)(xie)會防(fang)(fang)(fang)銹(xiu)(xiu)防(fang)(fang)(fang)蝕專(zhuan)業(ye)委員(yuan)會、日本橋梁建設協(xie)(xie)會耐(nai)候(hou)(hou)性(xing)(xing)橋梁委員(yuan)會、北海道(dao)土木(mu)對(dui)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)不(bu)進行(xing)正規的(de)涂(tu)漆,在裸(luo)露狀(zhuang)態(tai)或(huo)者進行(xing)穩定化(hua)處理(li)(li)后用(yong)(yong)的(de)場合(he),“無涂(tu)漆使用(yong)(yong)”這(zhe)一術語已被廠家使用(yong)(yong),現(xian)在用(yong)(yong)該術語的(de)人相(xiang)(xiang)當多。1983年(昭和58年)訂正的(de)JISG3114的(de)說明中也照樣使用(yong)(yong)。技術會鋼(gang)道(dao)路橋研(yan)究委員(yuan)會、阪神高(gao)速道(dao)路公團(tuan)(tuan)等。這(zhe)些團(tuan)(tuan)體專(zhuan)門詳細地研(yan)究了氣象條(tiao)件和無涂(tu)漆使用(yong)(yong)的(de)適用(yong)(yong)性(xing)(xing)、對(dui)放置構(gou)件的(de)腐蝕條(tiao)件和詳細結構(gou)的(de)設計(ji)技巧、允許腐蝕率、疲勞(lao)、高(gao)強度螺栓及摩擦接(jie)合(he)部的(de)防(fang)(fang)(fang)蝕、焊接(jie)施工(gong)法、防(fang)(fang)(fang)止銹(xiu)(xiu)對(dui)周圍污染的(de)措施、維(wei)修管理(li)(li)方法等許多技術問題。
作為(wei)重點詳細(xi)研究(jiu)過的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題之(zhi)(zhi)一(yi)是(shi),在耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)很寬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規格(ge)成分(fen)范圍內,合金元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)配人量(liang)與焊(han)(han)接(jie)性、耐(nai)候(hou)性的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關系。提高對(dui)(dui)耐(nai)候(hou)性有效的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Cu、Cr等元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)添加量(liang)當然可以增(zeng)加耐(nai)候(hou)性,對(dui)(dui)無涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)有利(li),可是(shi)對(dui)(dui)焊(han)(han)接(jie)性不利(li).以前涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)常(chang)常(chang)是(shi)把添加元素添加量(liang)控(kong)制在下限,然而(er)不能無涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)。耐(nai)候(hou)性和焊(han)(han)接(jie)性二者如何(he)選擇,用(yong)戶(hu)之(zhi)(zhi)間(jian)曾經進行過激烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)討論(lun)。如果在高速發展的(de)(de)(de)(de)(de)(de)時代,也(ye)許已經停止了無涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong),可是(shi)因(yin)為(wei)涂漆(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)維修管理費(fei)用(yong)很大,所以沒(mei)有那樣(yang)做。
歸納起來說:“應該大力推進無涂漆使用,為(wei)了(le)充(chong)分(fen)(fen)發揮耐(nai)候性高成(cheng)分(fen)(fen)系耐(nai)候鋼是(shi)不可缺少(shao)的。高成(cheng)分(fen)(fen)系耐(nai)候鋼的焊接雖然在(zai)橋(qiao)梁建設上(shang)實績較少(shao),可是(shi)已經(jing)(jing)基本(ben)改善(shan)了(le)鋼材的焊接性。在(zai)海洋結(jie)構物(wu)上(shang),比耐(nai)候鋼更(geng)難焊接的686MPa、784MPa級已經(jing)(jing)在(zai)日常作業上(shang)運(yun)用自如。因此,如果能充(chong)分(fen)(fen)照顧(gu)到焊接性,制定焊接條件(jian)并充(chong)分(fen)(fen)地進行(xing)作業管(guan)理,是(shi)可行(xing)的。”
與(yu)此相關,訂貨(huo)規格不是JIS標準,在成(cheng)分(fen)范(fan)圍很寬(kuan)的JIS標準的范(fan)圍內為(wei)(wei)了確(que)認高(gao)成(cheng)分(fen)系,還要(yao)根據無(wu)涂漆使(shi)(shi)用高(gao)成(cheng)分(fen)系的各鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)廠家的商品名(ming),這(zhe)一(yi)(yi)不正(zheng)常的狀(zhuang)態延續了一(yi)(yi)段時間。北海道(dao)(dao)土木技(ji)術委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)鋼(gang)(gang)(gang)道(dao)(dao)路橋研究(jiu)委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)于1949年(昭和54年)4月(yue)制定的“北海道(dao)(dao)鋼(gang)(gang)(gang)道(dao)(dao)路橋的設計及施工指南”中規定了耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)的無(wu)涂漆使(shi)(shi)用,這(zhe)個文(wen)(wen)件作為(wei)(wei)日本最初的文(wen)(wen)件引(yin)起了注目(mu),它把(ba)適合無(wu)涂漆使(shi)(shi)用成(cheng)分(fen)系的耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)命名(ming)為(wei)(wei)“特(te)殊耐候(hou)鋼(gang)(gang)(gang)”加以(yi)區別。
這一問題(ti)于1983年(昭和58年)的(de)JIS G3114修(xiu)改(gai)中,通(tong)過(guo)把該標(biao)準的(de)對象鋼細分為無涂漆用(yong)(W)和涂漆用(yong)(P)已經得到解決(jue)。在JIS中對這一修(xiu)改(gai)作了如(ru)下的(de)說明。
現行(xing)(xing)(xing)JIS G3114是(shi)匯總了當時(shi)(shi)流(liu)通(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)類鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵廠家的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準制定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),是(shi)對本(ben)鋼(gang)(gang)材主(zhu)要(yao)特(te)性耐候性有貢獻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding)(ding)值及規定(ding)(ding)(ding)范圍(wei)比較寬松的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準。本(ben)鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)(yong)方法,有從焊(han)接(jie)性考慮犧牲一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐候性涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),也有作為(wei)原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)材以裸態或者(zhe)進行(xing)(xing)(xing)銹穩定(ding)(ding)(ding)化處(chu)理(li)后使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),按照(zhao)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)際情況,現在同(tong)時(shi)(shi)有兩種鋼(gang)(gang)在流(liu)通(tong)。因為(wei)這兩種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen)都(dou)在現行(xing)(xing)(xing)標(biao)準的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding)(ding)范圍(wei)內,可能(neng)會在流(liu)通(tong)面(mian)上發(fa)生(sheng)混亂(luan),所以作出(chu)了應按照(zhao)實(shi)際情況對JIS G3114進行(xing)(xing)(xing)修改的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論。
隨著(zhu)這一(yi)修改(gai),用各公司的(de)商(shang)品(pin)名進行(xing)訂貨的(de)事幾(ji)乎(hu)沒有了(le)。JIS標準(zhun)的(de)修改(gai)起了(le)多大作(zuo)用雖然(ran)還不(bu)清楚,可是從這時開始在(zai)橋梁上裸露使用的(de)實際急劇(ju)增加。圖2-9示出了(le)按(an)年度裸露耐候鋼(gang)橋梁的(de)訂貨件數和重量的(de)變遷。請注意不(bu)是按(an)累計而是按(an)年度統(tong)計,并且(qie)在(zai)該統(tong)計中沒有包括H型鋼(gang)橋梁及穩定化處理(li)的(de)鋼(gang)橋。
正(zheng)如(ru)從前面的(de)(de)(de)表2-6所(suo)知道的(de)(de)(de)那樣,耐候鋼最初以銹穩定化處理開(kai)始(shi)的(de)(de)(de)無涂(tu)漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong),在(zai)(zai)5年(nian)(nian)后開(kai)始(shi)采用(yong)(yong)(yong)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)之后的(de)(de)(de)3年(nian)(nian)中遠比(bi)(bi)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)量多,可(ke)是(shi)在(zai)(zai)1980年(nian)(nian)(昭和55年(nian)(nian))裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)量突(tu)然(ran)增加使(shi)(shi)(shi)二者的(de)(de)(de)數量大致接(jie)近,現在(zai)(zai)其比(bi)(bi)率正(zheng)在(zai)(zai)降(jiang)低(di).如(ru)果(guo)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)時的(de)(de)(de)性能可(ke)靠的(de)(de)(de)話,則是(shi)由于原來的(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)原因所(suo)致。北海(hai)道土(tu)木技術委員會的(de)(de)(de)指(zhi)南(nan)(前述)在(zai)(zai)1989年(nian)(nian)(平成元年(nian)(nian))的(de)(de)(de)訂(ding)正(zheng)中只把裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)進行(xing)了(le)規定,并且在(zai)(zai)1991年(nian)(nian)(平成3年(nian)(nian))的(de)(de)(de)道路(lu)橋示(shi)方書中也做了(le)同樣的(de)(de)(de)規定。
但(dan)是(shi),銹穩定(ding)化處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)需要依(yi)然存在,在1980年(昭(zhao)和55年)以前大概(gai)只有一個公司(si)·推出了銹穩定(ding)化處(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)方(fang)法(fa)。傳(chuan)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)原(yuan)則上(shang)是(shi)把拿到表面處(chu)理(li)工廠的(de)(de)(de)(de)(de)構(gou)件進行(xing)(xing)處(chu)理(li)之后搬(ban)運到現場的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa),而新方(fang)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)特征是(shi)能夠在構(gou)件加工工廠或現場和通常的(de)(de)(de)(de)(de)橋梁涂漆一樣地進行(xing)(xing)處(chu)理(li)。包(bao)括傳(chuan)統(tong)(tong)方(fang)法(fa)在內,這些處(chu)理(li)方(fang)法(fa)除了在一般(ban)橋梁上(shang)使用之外(wai),也多用于小(xiao)型(xing)H型(xing)橋梁或橋梁以外(wai)的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)物(wu)。
在耐候鋼裸露使用急劇增加(jia)的(de)(de)(de)背(bei)景上存在著無(wu)需(xu)維修這(zhe)一社會經(jing)濟(ji)上的(de)(de)(de)需(xu)求,加(jia)上由(you)(you)前述的(de)(de)(de)各團體委(wei)員會所(suo)開展的(de)(de)(de)應用技術(shu)的(de)(de)(de)討論,由(you)(you)橋梁廠家所(suo)進行(xing)的(de)(de)(de)應用技術(shu)、設(she)計施工法的(de)(de)(de)開發,以及如圖(tu)2-8所(suo)示的(de)(de)(de)由(you)(you)于環境限制的(de)(de)(de)成果(guo),大(da)氣中(zhong)二(er)氧(yang)化硫濃度(du)已降(jiang)低,具備了使裸露使用更容易進行(xing)的(de)(de)(de)各種有利的(de)(de)(de)因素。
1979年(昭和(he)54年)9月21日至10月8日,以(yi)當時國(guo)(guo)鐵(tie)鐵(tie)道技術研(yan)究所結構物研(yan)究室(shi)阿部(bu)英(ying)彥。為團(tuan)長(chang)的(de)(de)(de)(de)18人組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)美(mei)(mei)國(guo)(guo)、加拿大橋(qiao)梁(liang)(liang)技術調(diao)查團(tuan)(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和(he)基(ji)礎(chu)》雜志(zhi)策(ce)劃(hua),成(cheng)員包括鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)公司(si)、橋(qiao)梁(liang)(liang)建設公司(si)及橋(qiao)梁(liang)(liang)所有者等)赴北美(mei)(mei)考(kao)察了耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)在無涂漆橋(qiao)梁(liang)(liang)上的(de)(de)(de)(de)實(shi)際使(shi)(shi)用(yong)情(qing)況,調(diao)查了許(xu)多裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)(liang),聽取了鋼(gang)(gang)(gang)材(cai)(cai)廠家、高速道路局等方(fang)面的(de)(de)(de)(de)見解,將其結果寫成(cheng)報(bao)告書(shu)[71]發表。報(bao)告書(shu)總結了耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)在美(mei)(mei)國(guo)(guo)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)基(ji)本成(cheng)功的(de)(de)(de)(de)事實(shi)、需要注意的(de)(de)(de)(de)幾個問題及一部(bu)分人的(de)(de)(de)(de)批評意見等,這對日本耐(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)曾經(jing)有過促進(jin)效(xiao)果。
最(zui)后的(de)(de)(de)(de)(de)問題是環境中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)對銹層穩(wen)定(ding)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)惡劣影(ying)響(xiang)(xiang),即海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)在(zai)(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度或者在(zai)(zai)鋼(gang)表面上的(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)著量在(zai)(zai)什么程度以(yi)下,耐候(hou)鋼(gang)才可以(yi)裸露使用(yong)。當SO.的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)不是很大(da)時(shi),海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)就(jiu)成為(wei)(wei)了最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)問題。在(zai)(zai)以(yi)上所敘述的(de)(de)(de)(de)(de)北海(hai)(hai)道土(tu)木技術會的(de)(de)(de)(de)(de)指南(nan)中(zhong)(zhong)規(gui)定(ding)為(wei)(wei)“在(zai)(zai)離(li)海(hai)(hai)岸(an)200m的(de)(de)(de)(de)(de)區域內(nei)因(yin)大(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)腐(fu)(fu)蝕(shi)量大(da)”,“推斷腐(fu)(fu)蝕(shi)減(jian)厚在(zai)(zai)兩(liang)面超(chao)過(guo)0.4mm以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he),應考(kao)慮對腐(fu)(fu)蝕(shi)減(jian)厚進行(xing)設(she)計”的(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮方(fang)法(fa),并且(qie),在(zai)(zai)1981年(昭和56年)該會的(de)(de)(de)(de)(de)“北海(hai)(hai)道耐候(hou)鋼(gang)材裸露使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)道路橋的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計及施工指南(nan)”中(zhong)(zhong),把離(li)海(hai)(hai)岸(an)2km以(yi)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)地區規(gui)定(ding)為(wei)(wei)由海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)影(ying)響(xiang)(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)環境。
另外(wai),U.S.Steel公司以(yi)前也曾規定必(bi)須(xu)離開(kai)海岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(nian)(昭和56年(nian)),由于擔心在(zai)不(bu)適(shi)當(dang)地區耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)無涂漆使用(yong)(yong)會發生問題,建(jian)設省土木研(yan)究所和橋梁(liang)建(jian)設協會及鋼(gang)材俱樂部共同開始了(le)“關于耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)材在(zai)橋梁(liang)上適(shi)用(yong)(yong)性的(de)共同研(yan)究”。其(qi)最大(da)的(de)目(mu)的(de)在(zai)于關注從海上飛來鹽(yan)分的(de)影響(xiang),從而具體地確定無涂漆耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)能夠(gou)適(shi)用(yong)(yong)的(de)地區。
為(wei)此,把耐候鋼及碳素鋼的(de)(de)試(shi)片安裝在(zai)全國41個地方已有的(de)(de)道(dao)路橋上(shang)(shang)進行了9年的(de)(de)暴曬(shai)試(shi)驗(yan)。考慮到對銹層的(de)(de)穩定(ding)化最不利的(de)(de)沒有雨水洗(xi)凈效果的(de)(de)部位的(de)(de)腐蝕狀(zhuang)態在(zai)實用上(shang)(shang)的(de)(de)重要(yao)性(xing),把試(shi)片垂直和水平安裝在(zai)內梁部分(fen)。試(shi)驗(yan)環境包括海岸、工(gong)業、城市、田園和高山,并(bing)充分(fen)地進行了環境中的(de)(de)氯離子、二氧化硫的(de)(de)測定(ding)。
1987年(昭和(he)62年),上述部門根據以前的(de)(de)數據,作為(wei)中(zhong)間報(bao)告編寫(xie)了(le)“無涂漆耐候(hou)鋼(gang)橋(qiao)梁的(de)(de)設計、施工(gong)要領(草案(an))”。在該草案(an)中(zhong),把受飛來鹽粒子的(de)(de)影響大、不適(shi)(shi)合耐候(hou)鋼(gang)材或無涂漆使用(yong)的(de)(de)地區定為(wei):(1)沖繩全域;(2)日本海沿岸以及(ji)面(mian)向外洋的(de)(de)其他沿岸。把50年后的(de)(de)板厚減(jian)少量小于0.4mm定為(wei)基準,第(di)3年的(de)(de)板厚減(jian)少量超過0.2mm的(de)(de)場合以及(ji)發生(sheng)(sheng)了(le)銹(xiu)層(ceng)(ceng)剝離的(de)(de)場合,判(pan)定為(wei)不適(shi)(shi)合使用(yong)。該草案(an)還對容易生(sheng)(sheng)成穩定銹(xiu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)橋(qiao)梁的(de)(de)設計、結構細節、高強(qiang)度螺栓、焊(han)接材料等進(jin)行(xing)了(le)闡述。
這項共同研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)暴曬試驗(yan),在(zai)第9年(nian)(nian)試片回收及(ji)結(jie)束研(yan)究(jiu)后,于1989年(nian)(nian)(平成元年(nian)(nian))的(de)(de)(de)報(bao)告(gao)書(shu)中(zhong)(zhong)把設(she)計、施工要(yao)領(草案)進(jin)行了重新規(gui)定(ding),在(zai)該草案中(zhong)(zhong)明(ming)確(que)地標明(ming)了無涂漆耐候(hou)鋼能夠(gou)適用的(de)(de)(de)地區。判定(ding)基準的(de)(de)(de)基礎(chu)是(shi)(shi)用所規(gui)定(ding)的(de)(de)(de)方法(fa)測定(ding)的(de)(de)(de)飛(fei)來鹽粒(li)子的(de)(de)(de)量,把它換算成NaCl的(de)(de)(de)氯離(li)子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)為允許限。這個量是(shi)(shi)根據在(zai)日本41座橋的(de)(de)(de)暴曬試驗(yan)中(zhong)(zhong)銹層(ceng)沒(mei)有(you)發生(sheng)層(ceng)狀(zhuang)剝離(li),并且根據9年(nian)(nian)的(de)(de)(de)試驗(yan)結(jie)果推斷50年(nian)(nian)后的(de)(de)(de)板厚減量不超過0.3mm而決定(ding)的(de)(de)(de)。
可是,飛(fei)來鹽粒(li)子(zi)量每年發生變化,在測定時需要時間且(qie)相當麻煩,在表2-7上標出(chu)的(de)地(di)區,規(gui)定為省略飛(fei)來鹽粒(li)子(zi)量的(de)測定、可以無(wu)涂(tu)漆使用耐候鋼的(de)地(di)區。從北海(hai)道到北陸(lu)面向日本海(hai)的(de)所(suo)謂(wei)鹽害地(di)帶離(li)海(hai)岸(an)線(xian)必須超過20km,然而在其他的(de)海(hai)岸(an)因地(di)域而異可以離(li)開(kai)1~5km。
在(zai)上述的(de)共同研究中,除了全國41座橋的(de)暴(bao)曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)以外,試(shi)(shi)驗(yan)還包括沿著信濃河進(jin)行(xing)(xing)的(de)不(bu)同離(li)岸距(ju)離(li)所設置的(de)大型暴(bao)曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)體(一種(zhong)模型結(jie)構(gou)物)不(bu)同結(jie)構(gou)部位銹(xiu)層穩(wen)定化(hua)行(xing)(xing)為和氯離(li)子濃度影響試(shi)(shi)驗(yan)、焊(han)縫部位銹(xiu)穩(wen)定化(hua)狀況試(shi)(shi)驗(yan)、耐候性高強度螺栓暴(bao)曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)等。
除了(le)(le)上述(shu)的設計、施工要領(案)以(yi)(yi)外,在(zai)1991年(平成(cheng)3年)制訂了(le)(le)“無涂(tu)漆(qi)橋(qiao)梁的檢(jian)(jian)(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)要領(案)”,給(gei)出(chu)了(le)(le)檢(jian)(jian)(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)項目、檢(jian)(jian)(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)頻度(du)以(yi)(yi)及檢(jian)(jian)(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)結果記錄等(deng)。特別具體(ti)地提出(chu)了(le)(le)用目視判斷(duan)層狀剝(bo)離銹的判定(ding)法,也(ye)敘述(shu)了(le)(le)發現這類層狀剝(bo)離銹時的應(ying)對(dui)(dui)措(cuo)施。并且,在(zai)其他的報告書中,針對(dui)(dui)盡可能減(jian)少泥與(yu)垃圾的堆積、滯水(shui)與(yu)結露(lu)、橋(qiao)面漏水(shui)與(yu)水(shui)路形成(cheng)等(deng)對(dui)(dui)銹層穩定(ding)化(hua)有惡劣影響因(yin)素的各種(zhong)結構的優(you)缺點,歸納了(le)(le)已有的無涂(tu)漆(qi)耐候鋼橋(qiao)梁的觀察結果。
經過(guo)以上(shang)過(guo)程,耐(nai)候鋼(gang)(gang)在橋梁(liang)上(shang)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)增大了(le)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率。將(jiang)表2-6及(ji)表2-4的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)加上(shang)其他情(qing)(qing)報或(huo)推測,把從1968年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)43年(nian)(nian)(nian))到最近的(de)(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)、銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化使(shi)(shi)用(yong)(yong)及(ji)涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率歷年(nian)(nian)(nian)來(lai)變化的(de)(de)(de)情(qing)(qing)況進行了(le)總結,并示(shi)于表2-8.日本國內(nei)橋梁(liang)用(yong)(yong)耐(nai)候鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)訂貨量,在這期(qi)間平(ping)均每年(nian)(nian)(nian)約45,000t(最大約62,000t,最小約27,000t),雖然(ran)每年(nian)(nian)(nian)都有(you)變動(dong)可是(shi)(shi)從長期(qi)來(lai)看變動(dong)很小,其中涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)在1968年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)(he)43年(nian)(nian)(nian))曾經是(shi)(shi)100%,到最近已逐漸減少(shao)到10%,無涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)卻(que)明顯增加,并且無涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)在開始的(de)(de)(de)70年(nian)(nian)(nian)代前期(qi)(昭和(he)(he)40年(nian)(nian)(nian)代后期(qi))全部(bu)是(shi)(shi)銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化處理(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)(gang),在70年(nian)(nian)(nian)代后期(qi)(昭和(he)(he)50年(nian)(nian)(nian)代前期(qi))開始的(de)(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)耐(nai)候鋼(gang)(gang)增加到80年(nian)(nian)(nian)代前期(qi)(昭和(he)(he)50年(nian)(nian)(nian)代后期(qi))的(de)(de)(de)同等程度,以后銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化處理(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)有(you)減少(shao)的(de)(de)(de)傾向,相反裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)卻(que)增加了(le)。現在以橋梁(liang)數(shu)為基數(shu),估計裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)2/3、銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化處理(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)1/5、涂(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)(shi)1/10。
如圖2-10所(suo)示,1980年(昭和55年)以(yi)(yi)后(hou)在(zai)橋(qiao)梁(liang)用鋼材上耐(nai)候鋼所(suo)占的(de)(de)重量比在(zai)5%~7%之間變(bian)動,并(bing)且,30m以(yi)(yi)上的(de)(de)新(xin)設橋(qiao)梁(liang)中,以(yi)(yi)各種表面狀態(tai)使用耐(nai)候鋼的(de)(de)橋(qiao)梁(liang)數在(zai)10%以(yi)(yi)上,最近(jin)接近(jin)20%。
在被視為是(shi)一國活力的基(ji)礎,是(shi)維(wei)持(chi)發展經濟(ji)活動或豐富(fu)國民生(sheng)活不可缺少的公(gong)共設施中,橋(qiao)梁可以說是(shi)公(gong)路(lu)或鐵路(lu)的中樞(shu),健全地(di)進行維(wei)護極(ji)為重要,決不能(neng)再(zai)踏“荒廢中的美國”的覆轍。
日本(ben)(ben)的(de)(de)公共設施主(zhu)要是在高度(du)成長時期以后建設的(de)(de),比較新(xin),沒有太大的(de)(de)老化(hua)(hua)問(wen)題(ti),而(er)且一直(zhi)在進行(xing)充分(fen)的(de)(de)維修(xiu)管理。可是進入回避3K(臟、累、危(wei)險)、高齡化(hua)(hua)的(de)(de)時代,今后如何做到不維修(xiu)、健全地(di)保持(chi)社會資本(ben)(ben)則成為(wei)問(wen)題(ti)。鋼橋(qiao)的(de)(de)維修(xiu)、管理中最關鍵的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)是典型的(de)(de)3K作業,加上從(cong)前的(de)(de)經濟(ji)問(wen)題(ti),會出(chu)現(xian)勞動力嚴(yan)重不足。根據(ju)測(ce)算,如果(guo)把(ba)本(ben)(ben)四連(lian)絡橋(qiao)、神戶-鳴(ming)門路線4橋(qiao)(竣工(gong)時)以8年為(wei)周期進行(xing)換漆(qi)(qi),必(bi)須經常配備138~202名(ming)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)技術(shu)工(gong)人(基材調整除外),只要橋(qiao)存在就(jiu)必(bi)須繼續進行(xing)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi),這(zhe)樣做不是不可能而(er)是不現(xian)實(shi)。因此,本(ben)(ben)四連(lian)絡橋(qiao)等采(cai)用了通過(guo)高級規格的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(重防蝕涂(tu)(tu)漆(qi)(qi))和頻繁的(de)(de)局部補修(xiu),沒有采(cai)用正(zheng)式的(de)(de)再涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)方針。
這樣以來,最近的(de)(de)鋼橋防(fang)蝕方(fang)向有兩種(zhong)情況(kuang):或者(zhe)像在(zai)(zai)本四連絡橋那樣位于海上腐(fu)蝕環(huan)境(jing)嚴酷而(er)且不容(rong)易(yi)再(zai)(zai)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)重要(yao)橋梁(liang)上,進行重防(fang)蝕涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)極力延長再(zai)(zai)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)間隔,或者(zhe)在(zai)(zai)一(yi)般環(huan)境(jing)下(xia)為了回避正式的(de)(de)再(zai)(zai)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi),在(zai)(zai)能(neng)夠適(shi)用的(de)(de)地區盡可能(neng)使(shi)(shi)(shi)用無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)耐(nai)候鋼。擴大(da)耐(nai)候鋼的(de)(de)無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用,實現正規(gui)化(hua)的(de)(de)條件(jian),經(jing)過上述(shu)過程可以說(shuo)已經(jing)充分具備。可是(shi)裸露耐(nai)候鋼目前的(de)(de)性能(neng),使(shi)(shi)(shi)它在(zai)(zai)沿(yan)海地區用于橋梁(liang)建(jian)筑(zhu)的(de)(de)使(shi)(shi)(shi)用仍(reng)受到限制(zhi)。解釋清(qing)楚氯(lv)化(hua)物惡劣影(ying)響的(de)(de)本質,或者(zhe)在(zai)(zai)確立其相(xiang)應(ying)對(dui)策等方(fang)面仍(reng)需要(yao)努力。耐(nai)候鋼應(ying)用進一(yi)步發展的(de)(de)課題(ti)已詳細地歸(gui)納(na)在(zai)(zai)腐(fu)蝕防(fang)蝕協會所設置的(de)(de)耐(nai)候鋼技(ji)術分會的(de)(de)報告書[1994年(nian)(平成(cheng)6年(nian))]中。