鋼橋和(he)混凝土(tu)橋各(ge)占(zhan)(zhan)現代橋梁(liang)(道路橋、鐵道橋)的一(yi)半。鋼橋雖然(ran)在品(pin)質、重量輕、施工性、對大跨(kua)度的適用性、重新修(xiu)復的難(nan)度、色彩及形狀的美觀等許(xu)多方面有優越性,可是其缺點是需要涂(tu)(tu)防(fang)蝕漆(qi),在維修(xiu)管(guan)理(li)上(shang)需要很多的費(fei)用。大略估計每一(yi)次重新涂(tu)(tu)漆(qi)所需費(fei)用占(zhan)(zhan)橋梁(liang)上(shang)部工程(cheng)建設費(fei)的1/10。
在1960年(nian)以前(昭(zhao)和(he)30年(nian)代(dai)前期),日(ri)本的(de)橋梁或(huo)陸上結構物的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi),是把油性(xing)防銹(xiu)涂(tu)(tu)料(普通鉛丹漆(qi)(qi)(qi))作(zuo)為(wei)底(di)(di)漆(qi)(qi)(qi),把長油性(xing)醇酸樹脂系涂(tu)(tu)料(普通長油性(xing)苯二酸樹脂涂(tu)(tu)料)作(zuo)為(wei)中層(ceng)(ceng)漆(qi)(qi)(qi)、上層(ceng)(ceng)漆(qi)(qi)(qi),在現場使(shi)用(yong)(yong)動力(li)工具(ju)除(chu)去銹(xiu)或(huo)氧化(hua)鐵皮后進行涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)。因為(wei)涂(tu)(tu)料落后而且基底(di)(di)處理非常不(bu)充分,在腐蝕性(xing)大的(de)工業(ye)地區(qu)、城市、海岸,每隔(ge)數(shu)年(nian)需要(yao)重新(xin)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)。1960~1965年(nian)(昭(zhao)和(he)30年(nian)代(dai)后期),已將(jiang)噴(pen)砂(sha)(sha)機或(huo)噴(pen)砂(sha)(sha)打光機用(yong)(yong)于基底(di)(di)處理,延(yan)長了涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)的(de)壽命,可是仍需要(yao)頻繁地重新(xin)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)。因此耐候鋼(gang)的(de)裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)不(bu)需要(yao)維修就(jiu)非常具(ju)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(nai)候鋼(gang)的(de)(de)涂漆(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)應具有延長(chang)涂漆(qi)(qi)層(ceng)壽命的(de)(de)效果,或者(zhe)確保漆(qi)(qi)層(ceng)老(lao)化之(zhi)后到重新涂漆(qi)(qi)之(zhi)前(qian)(qian)不出問題。總之(zhi),為(wei)了能夠延長(chang)再涂漆(qi)(qi)時間(jian),耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)涂漆(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)在較早以前(qian)(qian)已(yi)經開始了。最早是(shi)于1963年(nian)(昭(zhao)和38年(nian))完(wan)成的(de)(de)東海道(dao)新干線長(chang)良川橋梁(liang)。如果根據耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)需要量(liang)統計橋梁(liang)用(yong)的(de)(de)數量(liang)時,在不分裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)或者(zhe)銹穩定化處理使(shi)(shi)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)1968~1974年(nian)(昭(zhao)和43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)(shi)用(yong)量(liang)為(wei)4~6萬(wan)t(平均約5萬(wan)t)(參照圖(tu)2-4),所以這期間(jian)的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)日本(ben)國內使(shi)(shi)用(yong)量(liang)約為(wei)15萬(wan)噸(dun),其(qi)中1/3是(shi)涂漆(qi)(qi)橋梁(liang)。
鋼鐵公司為了(le)進行(xing)耐候鋼的性能研(yan)究和(he)商品示范,在(zai)公司工廠的占(zhan)地內(nei)(nei),建設了(le)把(ba)涂漆部分(fen)和(he)裸露(lu)部分(fen)分(fen)開使用的實(shi)用橋(qiao)(qiao)梁(liang)。川崎制鐵所(suo)(suo)內(nei)(nei)的知(zhi)多2號橋(qiao)(qiao)[1967年(nian)(昭(zhao)和(he)42年(nian))竣工,單純(chun)合成(cheng)梁(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山鐵所(suo)(suo)內(nei)(nei)的第一(yi)座國橋(qiao)(qiao)[昭(zhao)和(he)44年(nian)竣工,單純(chun)I梁(liang)橋(qiao)(qiao)-連續I梁(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長472m]、新日鐵制鐵所(suo)(suo)內(nei)(nei)的黑金橋(qiao)(qiao)[1973年(nian)(昭(zhao)和(he)48年(nian))竣工、單純(chun)合成(cheng)I梁(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長218m]就是典(dian)型的例子(zi)。
根(gen)據需要耐候鋼在(zai)橋梁上的(de)銹穩定化(hua)處理使用(yong)和同(tong)種鋼的(de)裸(luo)露使用(yong),分別(bie)于1972年(昭和47年)、1977年(昭和52年)相繼開始。表(biao)2-6 示出了最初約10年間的(de)訂貨業績(ji)。
日本(ben)于1973年(昭和48年)遭受到(dao)第一(yi)次石油危(wei)機,1975年以后(昭和50年代)進入經濟(ji)低(di)(di)增(zeng)長(chang)時期。在這之前的(de)(de)高增(zeng)長(chang)時期,日本(ben)的(de)(de)道(dao)路總延長(chang)度增(zeng)長(chang)很(hen)快(kuai),與此同時道(dao)路橋的(de)(de)數(shu)量(liang)急劇(ju)增(zeng)加(jia)。進入低(di)(di)增(zeng)長(chang)時期之后其維持管理費、特別是(shi)補修涂漆(qi)和再涂漆(qi)的(de)(de)費用(yong)成了很(hen)大的(de)(de)負擔,耐候鋼的(de)(de)無涂漆(qi)使用(yong)又重新被評價.這就(jiu)是(shi)表2-6的(de)(de)橋梁訂(ding)貨業績中無涂漆(qi)件(jian)數(shu)或鋼重量(liang)急劇(ju)增(zeng)加(jia)的(de)(de)原因。
反映這種情況的(de)(de)(de)(de)(de)事實(shi)是于20世紀(ji)70年(nian)代(dai)(昭和50年(nian)代(dai))前期在(zai)相關團體(ti)內大力開展了無(wu)涂(tu)(tu)漆耐(nai)候鋼材(cai)應用方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)研究。這些團體(ti)有土木(mu)學會(hui)(hui)(hui)(hui)鋼材(cai)規(gui)格專(zhuan)(zhuan)業(ye)委員會(hui)(hui)(hui)(hui)、日本鋼構(gou)造(zao)協會(hui)(hui)(hui)(hui)防(fang)銹防(fang)蝕(shi)專(zhuan)(zhuan)業(ye)委員會(hui)(hui)(hui)(hui)、日本橋梁建設(she)協會(hui)(hui)(hui)(hui)耐(nai)候性橋梁委員會(hui)(hui)(hui)(hui)、北海道土木(mu)對耐(nai)候鋼不進(jin)行正規(gui)的(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)(tu)漆,在(zai)裸露狀態或者進(jin)行穩定(ding)化處理后用的(de)(de)(de)(de)(de)場合,“無(wu)涂(tu)(tu)漆使(shi)用”這一術語已(yi)被廠家使(shi)用,現(xian)在(zai)用該術語的(de)(de)(de)(de)(de)人相當(dang)多。1983年(nian)(昭和58年(nian))訂正的(de)(de)(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)(de)(de)說明中也照樣使(shi)用。技(ji)(ji)術會(hui)(hui)(hui)(hui)鋼道路(lu)橋研究委員會(hui)(hui)(hui)(hui)、阪神高(gao)速道路(lu)公團等。這些團體(ti)專(zhuan)(zhuan)門(men)詳細地研究了氣(qi)象(xiang)條件和無(wu)涂(tu)(tu)漆使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)適用性、對放置構(gou)件的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕(shi)條件和詳細結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計技(ji)(ji)巧(qiao)、允許腐蝕(shi)率、疲(pi)勞、高(gao)強(qiang)度螺栓及摩擦接合部的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)蝕(shi)、焊接施工法(fa)、防(fang)止銹對周(zhou)圍污染的(de)(de)(de)(de)(de)措(cuo)施、維(wei)修管理方法(fa)等許多技(ji)(ji)術問題(ti)。
作(zuo)為重點詳細研究過的(de)(de)問題(ti)之一是,在(zai)耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)很寬的(de)(de)規(gui)格(ge)成分范圍(wei)內,合金元素的(de)(de)配人(ren)量與焊接性(xing)、耐(nai)候性(xing)的(de)(de)關(guan)系。提(ti)高(gao)對耐(nai)候性(xing)有(you)效(xiao)的(de)(de)Cu、Cr等元素的(de)(de)添加量當然可以(yi)增加耐(nai)候性(xing),對無涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)有(you)利,可是對焊接性(xing)不利.以(yi)前涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)的(de)(de)鋼(gang)常(chang)常(chang)是把添加元素添加量控制在(zai)下(xia)限,然而不能無涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)。耐(nai)候性(xing)和(he)焊接性(xing)二者(zhe)如何(he)選(xuan)擇(ze),用(yong)戶之間曾(ceng)經進行過激烈的(de)(de)討論。如果在(zai)高(gao)速發展(zhan)的(de)(de)時代(dai),也許已(yi)經停止了無涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong),可是因為涂(tu)(tu)漆(qi)的(de)(de)維修管理費用(yong)很大,所以(yi)沒有(you)那(nei)樣(yang)做。
歸納起來說(shuo):“應該大力推進無(wu)涂漆使(shi)用(yong),為了充(chong)分(fen)(fen)發揮耐候性高成分(fen)(fen)系(xi)耐候鋼(gang)是(shi)(shi)不可(ke)缺(que)少的。高成分(fen)(fen)系(xi)耐候鋼(gang)的焊接雖(sui)然(ran)在橋梁(liang)建設上實績較(jiao)少,可(ke)是(shi)(shi)已經基(ji)本改善了鋼(gang)材的焊接性。在海洋結構物上,比(bi)耐候鋼(gang)更難焊接的686MPa、784MPa級已經在日(ri)常(chang)作業(ye)(ye)上運(yun)用(yong)自如(ru)。因此,如(ru)果能充(chong)分(fen)(fen)照顧到焊接性,制定(ding)焊接條(tiao)件并充(chong)分(fen)(fen)地進行作業(ye)(ye)管理,是(shi)(shi)可(ke)行的。”
與(yu)此相關,訂貨規(gui)格(ge)不是JIS標準,在成(cheng)(cheng)分范圍(wei)很寬的(de)(de)JIS標準的(de)(de)范圍(wei)內為(wei)了(le)確認高(gao)成(cheng)(cheng)分系,還要根據無(wu)(wu)涂漆(qi)(qi)使用(yong)高(gao)成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)各鋼(gang)(gang)材廠家的(de)(de)商品名,這一不正常(chang)的(de)(de)狀態延續了(le)一段時間。北海道土(tu)木技術委員會鋼(gang)(gang)道路(lu)(lu)橋(qiao)研究委員會于1949年(nian)(nian)(昭和54年(nian)(nian))4月(yue)制定(ding)的(de)(de)“北海道鋼(gang)(gang)道路(lu)(lu)橋(qiao)的(de)(de)設(she)計及施工指(zhi)南”中(zhong)規(gui)定(ding)了(le)耐(nai)候鋼(gang)(gang)的(de)(de)無(wu)(wu)涂漆(qi)(qi)使用(yong),這個文(wen)件(jian)作為(wei)日本最初的(de)(de)文(wen)件(jian)引起(qi)了(le)注目,它(ta)把(ba)適(shi)合無(wu)(wu)涂漆(qi)(qi)使用(yong)成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)(gang)命(ming)名為(wei)“特殊(shu)耐(nai)候鋼(gang)(gang)”加以區別。
這一(yi)問題于1983年(昭和(he)58年)的JIS G3114修改中(zhong),通過把(ba)該標準的對(dui)象鋼(gang)細分為(wei)無(wu)涂漆用(W)和(he)涂漆用(P)已經(jing)得到(dao)解決。在JIS中(zhong)對(dui)這一(yi)修改作了如下的說明。
現(xian)行JIS G3114是匯總了當時(shi)流通的(de)(de)(de)(de)(de)同類(lei)鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵廠家的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)制定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de),是對本(ben)鋼(gang)材(cai)主要特性耐候(hou)性有(you)貢(gong)獻的(de)(de)(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding)(ding)值及規定(ding)(ding)(ding)范圍(wei)比較(jiao)寬松的(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)。本(ben)鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)方法,有(you)從(cong)焊接性考慮犧牲(sheng)一定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)耐候(hou)性涂漆(qi)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),也(ye)有(you)作為原來的(de)(de)(de)(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)材(cai)以裸態或(huo)者(zhe)進行銹穩定(ding)(ding)(ding)化(hua)處理后(hou)使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),按(an)照使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)際情況,現(xian)在(zai)同時(shi)有(you)兩種鋼(gang)在(zai)流通。因為這(zhe)兩種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)學成分都在(zai)現(xian)行標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)規定(ding)(ding)(ding)范圍(wei)內,可能會在(zai)流通面上發生混亂,所以作出(chu)了應按(an)照實(shi)(shi)際情況對JIS G3114進行修改的(de)(de)(de)(de)(de)結論。
隨著這(zhe)一修(xiu)改(gai),用(yong)各公司的(de)(de)商品名(ming)進(jin)行訂(ding)貨的(de)(de)事幾乎沒(mei)(mei)有了(le)。JIS標準(zhun)的(de)(de)修(xiu)改(gai)起(qi)了(le)多大作用(yong)雖然還不(bu)清楚,可是從這(zhe)時開始在橋梁上(shang)裸露使用(yong)的(de)(de)實(shi)際急劇增(zeng)加(jia)。圖2-9示出了(le)按(an)年度(du)裸露耐候(hou)鋼橋梁的(de)(de)訂(ding)貨件數(shu)和(he)重量的(de)(de)變(bian)遷。請注意不(bu)是按(an)累計而(er)是按(an)年度(du)統計,并且在該統計中沒(mei)(mei)有包(bao)括H型鋼橋梁及穩定化處理的(de)(de)鋼橋。
正(zheng)如(ru)從(cong)前面的表2-6所(suo)知道的那樣,耐候鋼最(zui)初(chu)以(yi)銹穩定化處理開始(shi)的無涂漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong),在(zai)(zai)5年(nian)(nian)后開始(shi)采用(yong)(yong)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)之后的3年(nian)(nian)中遠比裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)量(liang)多,可是(shi)在(zai)(zai)1980年(nian)(nian)(昭(zhao)和55年(nian)(nian))裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)量(liang)突(tu)然(ran)增加使(shi)(shi)(shi)二者(zhe)的數量(liang)大致(zhi)接(jie)近,現(xian)在(zai)(zai)其比率正(zheng)在(zai)(zai)降低.如(ru)果裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)時的性能可靠的話,則(ze)是(shi)由于原(yuan)來的經濟(ji)上的原(yuan)因所(suo)致(zhi)。北海(hai)道土木技術委(wei)員會的指南(前述)在(zai)(zai)1989年(nian)(nian)(平成(cheng)元年(nian)(nian))的訂正(zheng)中只把裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)進行了(le)規定,并(bing)且(qie)在(zai)(zai)1991年(nian)(nian)(平成(cheng)3年(nian)(nian))的道路橋示方書(shu)中也做了(le)同樣的規定。
但(dan)是(shi),銹穩定化處(chu)理(li)的(de)需(xu)要(yao)依然存在(zai)(zai)(zai),在(zai)(zai)(zai)1980年(nian)(昭和(he)55年(nian))以(yi)前(qian)大概只有一(yi)個公(gong)司·推出了銹穩定化處(chu)理(li)的(de)新的(de)處(chu)理(li)方法。傳統的(de)方法原則上(shang)是(shi)把(ba)拿到(dao)表(biao)面處(chu)理(li)工廠的(de)構件進行(xing)處(chu)理(li)之(zhi)后搬(ban)運到(dao)現場(chang)的(de)方法,而新方法的(de)特(te)征是(shi)能夠在(zai)(zai)(zai)構件加工工廠或(huo)現場(chang)和(he)通常(chang)的(de)橋梁涂漆一(yi)樣(yang)地(di)進行(xing)處(chu)理(li)。包括傳統方法在(zai)(zai)(zai)內,這些處(chu)理(li)方法除了在(zai)(zai)(zai)一(yi)般橋梁上(shang)使(shi)用之(zhi)外(wai),也多用于小型(xing)H型(xing)橋梁或(huo)橋梁以(yi)外(wai)的(de)結(jie)構物(wu)。
在(zai)耐候(hou)鋼裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)用急劇增(zeng)加(jia)(jia)的(de)(de)背景上存在(zai)著無需(xu)維修這一社(she)會經濟上的(de)(de)需(xu)求(qiu),加(jia)(jia)上由前述的(de)(de)各(ge)團體委員會所開(kai)展的(de)(de)應(ying)用技術的(de)(de)討論(lun),由橋梁廠家所進行的(de)(de)應(ying)用技術、設計施(shi)工法(fa)的(de)(de)開(kai)發,以(yi)及(ji)如圖2-8所示的(de)(de)由于環境限制的(de)(de)成果(guo),大氣中二氧化硫濃度已降(jiang)低,具備了使(shi)裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)用更(geng)容易進行的(de)(de)各(ge)種有利的(de)(de)因素。
1979年(昭和54年)9月(yue)21日至(zhi)10月(yue)8日,以當時國鐵鐵道技術(shu)研究(jiu)所結構物研究(jiu)室阿部英彥。為團長的(de)18人組成(cheng)的(de)美(mei)國、加(jia)拿大橋(qiao)梁技術(shu)調查(cha)團(《橋(qiao)梁和基(ji)(ji)礎》雜志策劃(hua),成(cheng)員包括鋼(gang)鐵公司、橋(qiao)梁建設公司及橋(qiao)梁所有者等)赴北(bei)美(mei)考察了(le)耐(nai)候(hou)鋼(gang)材在無(wu)涂(tu)漆橋(qiao)梁上的(de)實際(ji)使(shi)(shi)用(yong)情況,調查(cha)了(le)許多裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)的(de)橋(qiao)梁,聽取了(le)鋼(gang)材廠家、高速(su)道路局等方面的(de)見解,將其結果(guo)寫成(cheng)報告書(shu)[71]發(fa)表(biao)。報告書(shu)總結了(le)耐(nai)候(hou)鋼(gang)在美(mei)國裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)基(ji)(ji)本成(cheng)功的(de)事實、需要注(zhu)意的(de)幾個問(wen)題及一部分人的(de)批(pi)評(ping)意見等,這對日本耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)曾經有過(guo)促進效果(guo)。
最(zui)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題是(shi)環(huan)境中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海鹽(yan)粒子對銹層穩定(ding)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)惡劣影響(xiang)(xiang),即海鹽(yan)粒子在(zai)(zai)大氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)或者(zhe)在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)表面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)著(zhu)量(liang)(liang)在(zai)(zai)什么程度(du)以(yi)(yi)下,耐候(hou)鋼(gang)(gang)才可以(yi)(yi)裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)。當(dang)SO.的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)不是(shi)很大時(shi),海鹽(yan)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)就成為了最(zui)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在(zai)(zai)以(yi)(yi)上(shang)所敘述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)北海道(dao)土木(mu)技術會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)南(nan)中規(gui)定(ding)為“在(zai)(zai)離海岸200m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域內因大氣(qi)中海鹽(yan)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)腐(fu)蝕量(liang)(liang)大”,“推斷腐(fu)蝕減厚(hou)在(zai)(zai)兩(liang)面(mian)超過0.4mm以(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,應(ying)考慮對腐(fu)蝕減厚(hou)進行設(she)計”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮方(fang)法(fa),并且,在(zai)(zai)1981年(昭(zhao)和56年)該會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“北海道(dao)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)道(dao)路橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計及(ji)施(shi)工指(zhi)南(nan)”中,把離海岸2km以(yi)(yi)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區規(gui)定(ding)為由海鹽(yan)粒子引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大氣(qi)腐(fu)蝕影響(xiang)(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境。
另(ling)外(wai),U.S.Steel公(gong)司以前也曾(ceng)規定必須離開海岸(an)240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和56年),由于擔心在(zai)不適(shi)當地區耐(nai)候(hou)鋼無涂(tu)漆使用會(hui)(hui)發生問題,建(jian)設(she)省土木研(yan)究所和橋梁(liang)建(jian)設(she)協會(hui)(hui)及鋼材俱樂部共同開始了“關于耐(nai)候(hou)鋼材在(zai)橋梁(liang)上適(shi)用性的(de)共同研(yan)究”。其最大的(de)目的(de)在(zai)于關注從(cong)(cong)海上飛來鹽分(fen)的(de)影響,從(cong)(cong)而具體地確(que)定無涂(tu)漆耐(nai)候(hou)鋼能夠適(shi)用的(de)地區。
為此(ci),把(ba)耐候鋼(gang)及碳素鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)片安裝(zhuang)在(zai)全國41個地方已有的(de)(de)(de)(de)(de)道路橋上(shang)進(jin)行了9年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)暴曬試(shi)驗。考慮到對銹層的(de)(de)(de)(de)(de)穩定化最不利的(de)(de)(de)(de)(de)沒有雨水洗凈效果的(de)(de)(de)(de)(de)部位的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕狀態在(zai)實用上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)重要性,把(ba)試(shi)片垂(chui)直(zhi)和水平安裝(zhuang)在(zai)內梁(liang)部分。試(shi)驗環(huan)境包括(kuo)海岸、工業、城市、田園和高山,并充分地進(jin)行了環(huan)境中的(de)(de)(de)(de)(de)氯離(li)子、二(er)氧(yang)化硫的(de)(de)(de)(de)(de)測定。
1987年(nian)(nian)(昭和62年(nian)(nian)),上(shang)述(shu)部門根據(ju)以前的(de)(de)(de)數據(ju),作為(wei)中(zhong)間報告編(bian)寫了(le)“無(wu)(wu)涂漆耐候鋼橋(qiao)梁的(de)(de)(de)設計、施(shi)工要領(草案(an))”。在該草案(an)中(zhong),把受飛來鹽粒(li)子的(de)(de)(de)影響大(da)、不適(shi)合耐候鋼材或無(wu)(wu)涂漆使用(yong)的(de)(de)(de)地區定(ding)為(wei):(1)沖繩(sheng)全域;(2)日本海(hai)沿岸(an)以及面向外洋(yang)的(de)(de)(de)其(qi)他沿岸(an)。把50年(nian)(nian)后的(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)減少量(liang)小于0.4mm定(ding)為(wei)基(ji)準,第3年(nian)(nian)的(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)減少量(liang)超(chao)過0.2mm的(de)(de)(de)場合以及發生(sheng)了(le)銹層剝離的(de)(de)(de)場合,判定(ding)為(wei)不適(shi)合使用(yong)。該草案(an)還(huan)對(dui)容(rong)易生(sheng)成(cheng)穩定(ding)銹層的(de)(de)(de)橋(qiao)梁的(de)(de)(de)設計、結構細(xi)節、高強(qiang)度螺栓、焊接材料等進行(xing)了(le)闡(chan)述(shu)。
這(zhe)項(xiang)共同研(yan)究(jiu)的暴曬試驗,在(zai)第9年(nian)試片(pian)回(hui)收及(ji)結束研(yan)究(jiu)后,于1989年(nian)(平成元年(nian))的報告書中(zhong)(zhong)把設(she)計、施工(gong)要領(草(cao)案)進行了重新規定(ding)(ding),在(zai)該草(cao)案中(zhong)(zhong)明(ming)確地標明(ming)了無(wu)涂漆耐候鋼能夠適用的地區。判定(ding)(ding)基準(zhun)的基礎(chu)是用所規定(ding)(ding)的方法測定(ding)(ding)的飛(fei)來(lai)鹽粒(li)子的量(liang),把它換(huan)算成NaCl的氯離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)為允許限(xian)。這(zhe)個(ge)量(liang)是根據在(zai)日本41座橋的暴曬試驗中(zhong)(zhong)銹層沒有發(fa)生層狀剝(bo)離,并且根據9年(nian)的試驗結果推斷(duan)50年(nian)后的板厚減(jian)量(liang)不(bu)超過0.3mm而決定(ding)(ding)的。
可是(shi),飛來(lai)鹽粒(li)子量每年發(fa)生變化,在(zai)測(ce)定(ding)時需要時間(jian)且(qie)相當麻煩,在(zai)表2-7上標(biao)出的(de)(de)(de)(de)地(di)區,規定(ding)為省略飛來(lai)鹽粒(li)子量的(de)(de)(de)(de)測(ce)定(ding)、可以(yi)無涂漆使(shi)用耐(nai)候鋼的(de)(de)(de)(de)地(di)區。從北(bei)海道到北(bei)陸面向日(ri)本(ben)海的(de)(de)(de)(de)所謂鹽害地(di)帶離(li)海岸線必須超過20km,然(ran)而在(zai)其他的(de)(de)(de)(de)海岸因地(di)域而異可以(yi)離(li)開1~5km。
在上述的共同研(yan)究中,除了全(quan)國41座橋的暴(bao)曬試(shi)驗(yan)(yan)以外,試(shi)驗(yan)(yan)還包括沿著信濃河進行(xing)的不同離(li)(li)岸(an)距離(li)(li)所設(she)置的大型暴(bao)曬試(shi)驗(yan)(yan)體(ti)(一種模(mo)型結構(gou)物)不同結構(gou)部(bu)位(wei)銹層穩定化(hua)行(xing)為和氯離(li)(li)子濃度影(ying)響試(shi)驗(yan)(yan)、焊縫部(bu)位(wei)銹穩定化(hua)狀況試(shi)驗(yan)(yan)、耐候性高(gao)強度螺(luo)栓暴(bao)曬試(shi)驗(yan)(yan)等。
除了上述(shu)(shu)的(de)設(she)計(ji)、施(shi)工要(yao)領(ling)(案(an)(an))以(yi)外,在1991年(nian)(平成3年(nian))制訂了“無涂漆(qi)橋梁的(de)檢修(xiu)(xiu)要(yao)領(ling)(案(an)(an))”,給出了檢修(xiu)(xiu)項目(mu)、檢修(xiu)(xiu)頻(pin)度以(yi)及(ji)檢修(xiu)(xiu)結(jie)果(guo)記錄等。特別具體地(di)提(ti)出了用(yong)目(mu)視(shi)判斷層狀剝(bo)離銹(xiu)的(de)判定法(fa),也(ye)敘述(shu)(shu)了發(fa)現這類層狀剝(bo)離銹(xiu)時的(de)應對措施(shi)。并且(qie),在其(qi)他的(de)報(bao)告書中,針對盡可能減少泥與垃圾的(de)堆積、滯水(shui)與結(jie)露(lu)、橋面漏水(shui)與水(shui)路形成等對銹(xiu)層穩(wen)定化有惡劣影響(xiang)因素的(de)各(ge)種結(jie)構的(de)優缺(que)點,歸(gui)納了已有的(de)無涂漆(qi)耐候鋼橋梁的(de)觀察結(jie)果(guo)。
經(jing)過以上過程,耐候(hou)鋼在(zai)(zai)橋(qiao)梁上的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大(da)了裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率。將表(biao)2-6及(ji)表(biao)2-4的(de)(de)數據加上其(qi)他情報或推測,把(ba)從1968年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)43年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))到(dao)最(zui)近的(de)(de)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)、銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)(hua)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)及(ji)涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率歷年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)來變化(hua)(hua)的(de)(de)情況(kuang)進行(xing)了總結,并示于表(biao)2-8.日本國內橋(qiao)梁用(yong)(yong)(yong)(yong)耐候(hou)鋼的(de)(de)訂貨量(liang),在(zai)(zai)這期(qi)(qi)(qi)間平均每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)約45,000t(最(zui)大(da)約62,000t,最(zui)小(xiao)約27,000t),雖(sui)然每年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)都(dou)有變動(dong)可(ke)是(shi)從長(chang)期(qi)(qi)(qi)來看變動(dong)很小(xiao),其(qi)中(zhong)涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)1968年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)43年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))曾經(jing)是(shi)100%,到(dao)最(zui)近已逐漸減少(shao)到(dao)10%,無涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)卻明(ming)顯增(zeng)加,并且無涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)開(kai)始的(de)(de)70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)前(qian)期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)后期(qi)(qi)(qi))全部(bu)是(shi)銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)(hua)處(chu)理(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)耐候(hou)鋼,在(zai)(zai)70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)后期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)50年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)前(qian)期(qi)(qi)(qi))開(kai)始的(de)(de)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)耐候(hou)鋼增(zeng)加到(dao)80年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)前(qian)期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)50年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)后期(qi)(qi)(qi))的(de)(de)同等程度(du),以后銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)(hua)處(chu)理(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)有減少(shao)的(de)(de)傾向,相反裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)加了。現在(zai)(zai)以橋(qiao)梁數為基數,估(gu)計(ji)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)2/3、銹穩(wen)(wen)定(ding)(ding)(ding)化(hua)(hua)處(chu)理(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/5、涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/10。
如圖2-10所(suo)(suo)示,1980年(昭(zhao)和55年)以后在橋(qiao)(qiao)梁用鋼材上耐候鋼所(suo)(suo)占的重量比在5%~7%之間變動,并(bing)且,30m以上的新設橋(qiao)(qiao)梁中(zhong),以各種(zhong)表面狀態使用耐候鋼的橋(qiao)(qiao)梁數在10%以上,最近接近20%。
在被視為是一國(guo)活力的基礎,是維(wei)(wei)持(chi)發(fa)展經濟活動或豐富國(guo)民生活不可(ke)缺(que)少的公共設施中,橋梁可(ke)以說(shuo)是公路或鐵路的中樞(shu),健全(quan)地進行維(wei)(wei)護極為重要,決(jue)不能(neng)再踏(ta)“荒廢(fei)中的美國(guo)”的覆(fu)轍(che)。
日本(ben)的(de)(de)(de)公共設(she)施主要(yao)是(shi)在高度(du)成(cheng)長時(shi)期(qi)以后(hou)建設(she)的(de)(de)(de),比較新,沒有太大的(de)(de)(de)老化問(wen)題(ti),而且(qie)一直在進(jin)行充分的(de)(de)(de)維修管理。可是(shi)進(jin)入(ru)回避(bi)3K(臟、累、危(wei)險)、高齡化的(de)(de)(de)時(shi)代,今后(hou)如何做到(dao)不(bu)(bu)維修、健(jian)全地保(bao)持社會資本(ben)則(ze)成(cheng)為(wei)問(wen)題(ti)。鋼橋(qiao)的(de)(de)(de)維修、管理中最關鍵的(de)(de)(de)涂(tu)漆是(shi)典型的(de)(de)(de)3K作業,加上從前的(de)(de)(de)經(jing)(jing)濟問(wen)題(ti),會出現(xian)勞動(dong)力嚴重不(bu)(bu)足(zu)。根據測算,如果把本(ben)四(si)連(lian)(lian)絡(luo)橋(qiao)、神(shen)戶(hu)-鳴門路線4橋(qiao)(竣工時(shi))以8年(nian)為(wei)周期(qi)進(jin)行換漆,必須(xu)(xu)經(jing)(jing)常配備138~202名涂(tu)漆技術工人(基材調整除外),只要(yao)橋(qiao)存在就必須(xu)(xu)繼續進(jin)行涂(tu)漆,這樣做不(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)可能而是(shi)不(bu)(bu)現(xian)實。因(yin)此(ci),本(ben)四(si)連(lian)(lian)絡(luo)橋(qiao)等采(cai)用(yong)了通過高級(ji)規格的(de)(de)(de)涂(tu)漆(重防蝕涂(tu)漆)和頻繁(fan)的(de)(de)(de)局部補修,沒有采(cai)用(yong)正式的(de)(de)(de)再涂(tu)漆的(de)(de)(de)方針。
這(zhe)樣以來,最近的(de)(de)鋼(gang)橋防蝕(shi)(shi)(shi)方(fang)(fang)向有兩種情(qing)況:或(huo)者像在(zai)本(ben)四(si)連絡橋那樣位于海上腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)環境嚴(yan)酷而且(qie)不容(rong)易(yi)再(zai)涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)重要橋梁(liang)上,進行重防蝕(shi)(shi)(shi)涂(tu)漆(qi)(qi)極力延長再(zai)涂(tu)漆(qi)(qi)間隔,或(huo)者在(zai)一(yi)般環境下為了回避正式的(de)(de)再(zai)涂(tu)漆(qi)(qi),在(zai)能(neng)(neng)夠適(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)地(di)區盡可能(neng)(neng)使(shi)用(yong)(yong)無涂(tu)漆(qi)(qi)耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)。擴大耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong),實現正規化(hua)的(de)(de)條件,經過(guo)上述過(guo)程(cheng)可以說已經充分具備。可是裸露(lu)耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)目前的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng),使(shi)它在(zai)沿海地(di)區用(yong)(yong)于橋梁(liang)建筑(zhu)的(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)仍受到(dao)限制(zhi)。解釋清楚氯(lv)化(hua)物惡劣(lie)影響的(de)(de)本(ben)質(zhi),或(huo)者在(zai)確立其相應對(dui)策等方(fang)(fang)面仍需(xu)要努力。耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)應用(yong)(yong)進一(yi)步(bu)發(fa)展的(de)(de)課(ke)題(ti)已詳(xiang)細地(di)歸納在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)防蝕(shi)(shi)(shi)協會所設(she)置(zhi)的(de)(de)耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)技術分會的(de)(de)報告書(shu)[1994年(平成6年)]中(zhong)。