鋼橋(qiao)和混凝土橋(qiao)各占現代橋(qiao)梁(liang)(道路橋(qiao)、鐵道橋(qiao))的(de)一半。鋼橋(qiao)雖然在品質、重量輕(qing)、施工性(xing)(xing)、對大跨度(du)的(de)適用(yong)性(xing)(xing)、重新(xin)修復的(de)難度(du)、色彩及形狀的(de)美(mei)觀(guan)等許多方面有優越性(xing)(xing),可是其缺點(dian)是需要(yao)涂防蝕漆(qi),在維修管理上需要(yao)很多的(de)費用(yong)。大略估計每一次重新(xin)涂漆(qi)所需費用(yong)占橋(qiao)梁(liang)上部工程建(jian)設費的(de)1/10。


 在1960年以前(昭(zhao)和30年代前期(qi)(qi)),日(ri)本的(de)(de)橋梁或陸上結構物的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi),是把油(you)性(xing)防銹涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(普通鉛丹漆(qi)(qi))作為(wei)底(di)漆(qi)(qi),把長油(you)性(xing)醇酸樹(shu)脂系涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(普通長油(you)性(xing)苯二酸樹(shu)脂涂(tu)(tu)料(liao)(liao))作為(wei)中層漆(qi)(qi)、上層漆(qi)(qi),在現場使(shi)(shi)用(yong)動(dong)力工(gong)具(ju)除去銹或氧(yang)化鐵皮后(hou)(hou)進行涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)為(wei)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)落后(hou)(hou)而且(qie)基(ji)底(di)處理非(fei)(fei)常(chang)不充分,在腐蝕性(xing)大的(de)(de)工(gong)業(ye)地區(qu)、城市(shi)、海(hai)岸,每隔數年需要(yao)(yao)重(zhong)新(xin)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(昭(zhao)和30年代后(hou)(hou)期(qi)(qi)),已將噴(pen)砂(sha)機或噴(pen)砂(sha)打光機用(yong)于基(ji)底(di)處理,延長了涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)壽命,可(ke)是仍需要(yao)(yao)頻(pin)繁地重(zhong)新(xin)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)此(ci)耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)不需要(yao)(yao)維修就(jiu)非(fei)(fei)常(chang)具(ju)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。耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)涂(tu)漆使用(yong)應具有延長(chang)涂(tu)漆層壽(shou)命的(de)效果(guo),或者(zhe)確保漆層老化之(zhi)后到重新涂(tu)漆之(zhi)前不出問題。總之(zhi),為了能夠延長(chang)再涂(tu)漆時間,耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)涂(tu)漆使用(yong)在較早以前已(yi)經開(kai)始了。最早是于1963年(nian)(昭和38年(nian))完成的(de)東(dong)海(hai)道新干線長(chang)良川(chuan)橋梁。如(ru)果(guo)根(gen)據耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)需要量(liang)(liang)統(tong)計橋梁用(yong)的(de)數量(liang)(liang)時,在不分裸露使用(yong)或者(zhe)銹(xiu)穩定化處(chu)理使用(yong)鋼(gang)的(de)1968~1974年(nian)(昭和43~49年(nian)),每(mei)年(nian)使用(yong)量(liang)(liang)為4~6萬(wan)(wan)t(平均約5萬(wan)(wan)t)(參照圖2-4),所以這(zhe)期間的(de)耐候(hou)(hou)鋼(gang)日本國內使用(yong)量(liang)(liang)約為15萬(wan)(wan)噸(dun),其中1/3是涂(tu)漆橋梁。


圖 3.jpg


 鋼(gang)鐵公(gong)司(si)為了(le)(le)進行(xing)耐候鋼(gang)的(de)性能研(yan)究和(he)(he)商品示范,在公(gong)司(si)工(gong)(gong)廠(chang)的(de)占地內(nei)(nei),建(jian)設了(le)(le)把涂漆部(bu)分和(he)(he)裸露部(bu)分分開使用(yong)的(de)實(shi)用(yong)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)。川崎制鐵所(suo)內(nei)(nei)的(de)知多2號橋(qiao)(qiao)(qiao)[1967年(昭和(he)(he)42年)竣工(gong)(gong),單(dan)純(chun)合成梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)57m]、NKK福山鐵所(suo)內(nei)(nei)的(de)第一座國橋(qiao)(qiao)(qiao)[昭和(he)(he)44年竣工(gong)(gong),單(dan)純(chun)I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)-連續(xu)I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)472m]、新日(ri)鐵制鐵所(suo)內(nei)(nei)的(de)黑金(jin)橋(qiao)(qiao)(qiao)[1973年(昭和(he)(he)48年)竣工(gong)(gong)、單(dan)純(chun)合成I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)218m]就是典型的(de)例(li)子。


 根據需要耐候鋼(gang)(gang)在橋梁上的銹穩(wen)定化處理使用和(he)同種(zhong)鋼(gang)(gang)的裸露使用,分別(bie)于1972年(昭和(he)47年)、1977年(昭和(he)52年)相繼(ji)開(kai)始。表2-6 示出了最初(chu)約10年間的訂(ding)貨業績。


表 6.jpg


 日本于1973年(nian)(昭和(he)48年(nian))遭(zao)受到(dao)第一次(ci)石油危(wei)機,1975年(nian)以后(hou)(昭和(he)50年(nian)代)進入經(jing)濟低(di)增(zeng)長時期。在(zai)這之(zhi)(zhi)前的(de)(de)高增(zeng)長時期,日本的(de)(de)道(dao)路總延長度增(zeng)長很(hen)快(kuai),與(yu)此同時道(dao)路橋的(de)(de)數量(liang)急(ji)劇增(zeng)加。進入低(di)增(zeng)長時期之(zhi)(zhi)后(hou)其維持管理費、特別是補修(xiu)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)和(he)再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)的(de)(de)費用(yong)成了很(hen)大的(de)(de)負(fu)擔,耐候鋼的(de)(de)無涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)使用(yong)又重新被評價.這就是表2-6的(de)(de)橋梁訂貨業績中無涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)件數或鋼重量(liang)急(ji)劇增(zeng)加的(de)(de)原(yuan)因。


 反映(ying)這(zhe)(zhe)種(zhong)情況(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)事實是于20世紀70年(nian)(nian)代(昭和(he)(he)50年(nian)(nian)代)前期在相關團(tuan)(tuan)(tuan)體(ti)(ti)內大力開展了無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)耐(nai)候(hou)(hou)鋼材(cai)(cai)應用(yong)(yong)(yong)(yong)方法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)。這(zhe)(zhe)些團(tuan)(tuan)(tuan)體(ti)(ti)有土木學會(hui)鋼材(cai)(cai)規格專(zhuan)業委員會(hui)、日本(ben)鋼構(gou)造(zao)協(xie)會(hui)防(fang)銹(xiu)防(fang)蝕專(zhuan)業委員會(hui)、日本(ben)橋梁建(jian)設協(xie)會(hui)耐(nai)候(hou)(hou)性橋梁委員會(hui)、北海道土木對(dui)耐(nai)候(hou)(hou)鋼不進(jin)行正(zheng)規的(de)(de)(de)(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi),在裸露(lu)狀態或者進(jin)行穩定化處(chu)理后用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合,“無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)(yong)(yong)”這(zhe)(zhe)一術(shu)(shu)(shu)語已被廠家(jia)使用(yong)(yong)(yong)(yong),現(xian)在用(yong)(yong)(yong)(yong)該術(shu)(shu)(shu)語的(de)(de)(de)(de)(de)人相當多。1983年(nian)(nian)(昭和(he)(he)58年(nian)(nian))訂(ding)正(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)(de)(de)說明(ming)中也照樣使用(yong)(yong)(yong)(yong)。技(ji)術(shu)(shu)(shu)會(hui)鋼道路橋研究(jiu)委員會(hui)、阪神高(gao)速道路公團(tuan)(tuan)(tuan)等(deng)。這(zhe)(zhe)些團(tuan)(tuan)(tuan)體(ti)(ti)專(zhuan)門詳細(xi)地(di)研究(jiu)了氣象條(tiao)件(jian)和(he)(he)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)適用(yong)(yong)(yong)(yong)性、對(dui)放置構(gou)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕條(tiao)件(jian)和(he)(he)詳細(xi)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)設計技(ji)巧(qiao)、允(yun)許腐蝕率、疲勞、高(gao)強度螺栓及摩(mo)擦接合部的(de)(de)(de)(de)(de)防(fang)蝕、焊接施工法(fa)、防(fang)止銹(xiu)對(dui)周圍污(wu)染的(de)(de)(de)(de)(de)措施、維(wei)修管理方法(fa)等(deng)許多技(ji)術(shu)(shu)(shu)問題。


 作為重點詳細研究過的(de)(de)問(wen)題(ti)之一(yi)是(shi),在(zai)(zai)耐候鋼的(de)(de)很寬的(de)(de)規格成分范圍內,合金元(yuan)素(su)的(de)(de)配人(ren)量(liang)與焊(han)接性(xing)、耐候性(xing)的(de)(de)關系。提高(gao)對耐候性(xing)有(you)效的(de)(de)Cu、Cr等元(yuan)素(su)的(de)(de)添加(jia)(jia)量(liang)當然可(ke)以增加(jia)(jia)耐候性(xing),對無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用有(you)利(li),可(ke)是(shi)對焊(han)接性(xing)不利(li).以前涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用的(de)(de)鋼常常是(shi)把添加(jia)(jia)元(yuan)素(su)添加(jia)(jia)量(liang)控(kong)制在(zai)(zai)下限,然而不能無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用。耐候性(xing)和焊(han)接性(xing)二者如(ru)何選擇,用戶(hu)之間(jian)曾經進行過激烈的(de)(de)討(tao)論。如(ru)果(guo)在(zai)(zai)高(gao)速發展的(de)(de)時代,也許已經停(ting)止了無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用,可(ke)是(shi)因(yin)為涂(tu)(tu)漆(qi)的(de)(de)維(wei)修管理費(fei)用很大,所以沒有(you)那樣做。


 歸納起來說:“應該大力推進(jin)無涂漆使用(yong),為了(le)充(chong)(chong)分發揮(hui)耐(nai)候性高成(cheng)分系耐(nai)候鋼(gang)是不可缺少的(de)。高成(cheng)分系耐(nai)候鋼(gang)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)雖然在(zai)(zai)橋梁(liang)建設上(shang)實績較少,可是已經(jing)基本(ben)改(gai)善了(le)鋼(gang)材的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)性。在(zai)(zai)海洋(yang)結構物上(shang),比耐(nai)候鋼(gang)更難焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)686MPa、784MPa級已經(jing)在(zai)(zai)日常(chang)作業(ye)上(shang)運用(yong)自如。因(yin)此(ci),如果能充(chong)(chong)分照(zhao)顧到焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)性,制定焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)條件并(bing)充(chong)(chong)分地進(jin)行(xing)作業(ye)管理,是可行(xing)的(de)。”


與(yu)此相關(guan),訂(ding)貨規(gui)格不(bu)是JIS標準(zhun),在(zai)成分(fen)(fen)范圍很寬的(de)JIS標準(zhun)的(de)范圍內為(wei)了確認高(gao)成分(fen)(fen)系(xi),還要(yao)根據無(wu)涂(tu)漆(qi)使(shi)用高(gao)成分(fen)(fen)系(xi)的(de)各鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材廠家的(de)商(shang)品名,這(zhe)一(yi)不(bu)正常(chang)的(de)狀態延續了一(yi)段(duan)時間。北海(hai)道(dao)土木技術(shu)委(wei)員(yuan)會鋼(gang)(gang)(gang)(gang)道(dao)路(lu)橋研究委(wei)員(yuan)會于(yu)1949年(昭(zhao)和54年)4月制(zhi)定(ding)的(de)“北海(hai)道(dao)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)道(dao)路(lu)橋的(de)設計及施工(gong)指(zhi)南(nan)”中規(gui)定(ding)了耐候鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)無(wu)涂(tu)漆(qi)使(shi)用,這(zhe)個文件作為(wei)日本(ben)最初的(de)文件引(yin)起了注目,它(ta)把適合無(wu)涂(tu)漆(qi)使(shi)用成分(fen)(fen)系(xi)的(de)耐候鋼(gang)(gang)(gang)(gang)命(ming)名為(wei)“特殊耐候鋼(gang)(gang)(gang)(gang)”加以區(qu)別。


 這一問題于(yu)1983年(nian)(昭(zhao)和58年(nian))的(de)JIS G3114修改中,通過把該標準的(de)對象鋼(gang)細分為無涂漆用(W)和涂漆用(P)已經得(de)到解決。在JIS中對這一修改作了如下的(de)說明。


 現行(xing)(xing)JIS G3114是匯總了當時流(liu)通(tong)的(de)(de)(de)(de)同類(lei)鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)廠家的(de)(de)(de)(de)標準制(zhi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de),是對本鋼(gang)(gang)材(cai)主要(yao)特性(xing)耐候(hou)性(xing)有貢獻的(de)(de)(de)(de)元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)值及規(gui)定(ding)(ding)范(fan)(fan)圍比(bi)較寬(kuan)松的(de)(de)(de)(de)標準。本鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)方法,有從焊接性(xing)考(kao)慮(lv)犧(xi)牲一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)耐候(hou)性(xing)涂漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)場合,也有作為原來的(de)(de)(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材(cai)以裸態或者進(jin)行(xing)(xing)銹穩定(ding)(ding)化處理后使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)場合,按照(zhao)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)實際(ji)情況,現在(zai)(zai)同時有兩種鋼(gang)(gang)在(zai)(zai)流(liu)通(tong)。因為這(zhe)兩種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分都(dou)在(zai)(zai)現行(xing)(xing)標準的(de)(de)(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)范(fan)(fan)圍內(nei),可能會(hui)在(zai)(zai)流(liu)通(tong)面上發生混亂,所以作出了應按照(zhao)實際(ji)情況對JIS G3114進(jin)行(xing)(xing)修改(gai)的(de)(de)(de)(de)結論(lun)。


 隨著這一修改,用各公司(si)的(de)商(shang)品名進行訂貨(huo)的(de)事(shi)幾乎沒有了(le)。JIS標準的(de)修改起了(le)多(duo)大作(zuo)用雖然還(huan)不(bu)清楚,可是(shi)從(cong)這時開始(shi)在(zai)橋(qiao)梁(liang)(liang)上裸露(lu)使用的(de)實際急劇增(zeng)加。圖(tu)2-9示出(chu)了(le)按年度(du)裸露(lu)耐候鋼橋(qiao)梁(liang)(liang)的(de)訂貨(huo)件(jian)數和(he)重量的(de)變遷。請注意不(bu)是(shi)按累計而是(shi)按年度(du)統計,并(bing)且在(zai)該統計中沒有包括H型(xing)鋼橋(qiao)梁(liang)(liang)及穩(wen)定化處理的(de)鋼橋(qiao)。


圖 9.jpg


 正(zheng)如從前面(mian)的(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)那樣,耐候鋼最(zui)初以銹穩(wen)定(ding)化處理開(kai)始的(de)(de)無(wu)涂漆使用(yong),在(zai)5年(nian)(nian)后開(kai)始采用(yong)裸(luo)(luo)露使用(yong)之(zhi)后的(de)(de)3年(nian)(nian)中(zhong)(zhong)遠比裸(luo)(luo)露使用(yong)量多,可(ke)是在(zai)1980年(nian)(nian)(昭和55年(nian)(nian))裸(luo)(luo)露使用(yong)量突然增加使二者(zhe)的(de)(de)數(shu)量大致(zhi)接近,現(xian)在(zai)其比率(lv)正(zheng)在(zai)降低(di).如果(guo)裸(luo)(luo)露使用(yong)時(shi)的(de)(de)性能可(ke)靠的(de)(de)話(hua),則是由于(yu)原來(lai)的(de)(de)經濟(ji)上的(de)(de)原因所致(zhi)。北(bei)海道土木技術委(wei)員(yuan)會的(de)(de)指(zhi)南(前述)在(zai)1989年(nian)(nian)(平成(cheng)(cheng)元(yuan)年(nian)(nian))的(de)(de)訂正(zheng)中(zhong)(zhong)只把裸(luo)(luo)露使用(yong)進行了規定(ding),并(bing)且在(zai)1991年(nian)(nian)(平成(cheng)(cheng)3年(nian)(nian))的(de)(de)道路(lu)橋示方書(shu)中(zhong)(zhong)也做了同樣的(de)(de)規定(ding)。


 但(dan)是(shi)(shi),銹(xiu)穩定(ding)化處(chu)(chu)理(li)的(de)需要依然(ran)存在(zai)(zai),在(zai)(zai)1980年(昭和(he)55年)以前大概只(zhi)有一個(ge)公(gong)司·推出了銹(xiu)穩定(ding)化處(chu)(chu)理(li)的(de)新(xin)的(de)處(chu)(chu)理(li)方法(fa)。傳統的(de)方法(fa)原(yuan)則上是(shi)(shi)把拿到(dao)表面處(chu)(chu)理(li)工廠的(de)構件進行處(chu)(chu)理(li)之后搬運到(dao)現場的(de)方法(fa),而新(xin)方法(fa)的(de)特征是(shi)(shi)能夠在(zai)(zai)構件加工工廠或現場和(he)通常(chang)的(de)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)涂漆一樣地進行處(chu)(chu)理(li)。包括傳統方法(fa)在(zai)(zai)內,這些處(chu)(chu)理(li)方法(fa)除了在(zai)(zai)一般橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)上使(shi)用之外(wai),也多(duo)用于小型H型橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)或橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)以外(wai)的(de)結(jie)構物。


 在耐候鋼裸露使用急(ji)劇增加的(de)(de)(de)背(bei)景上(shang)存在著無需維修這(zhe)一社會經(jing)濟(ji)上(shang)的(de)(de)(de)需求,加上(shang)由前述的(de)(de)(de)各團體委員會所開展(zhan)的(de)(de)(de)應用技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)討論(lun),由橋梁廠家所進行的(de)(de)(de)應用技(ji)術(shu)、設計施(shi)工法的(de)(de)(de)開發,以及(ji)如圖2-8所示的(de)(de)(de)由于環境限制的(de)(de)(de)成果,大氣(qi)中二氧化(hua)硫濃度已(yi)降低,具備(bei)了(le)使裸露使用更容易進行的(de)(de)(de)各種有利的(de)(de)(de)因素。


1979年(昭和54年)9月21日(ri)至10月8日(ri),以當時(shi)國(guo)鐵(tie)鐵(tie)道技術研(yan)究所結(jie)構物研(yan)究室阿部(bu)英彥(yan)。為團(tuan)長的(de)(de)18人組成(cheng)(cheng)的(de)(de)美(mei)(mei)國(guo)、加(jia)拿(na)大橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)技術調(diao)查(cha)團(tuan)(《橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)和基(ji)礎(chu)》雜志策劃,成(cheng)(cheng)員包括鋼(gang)(gang)鐵(tie)公(gong)司、橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)建設(she)公(gong)司及橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)所有者(zhe)等(deng))赴北(bei)美(mei)(mei)考察了(le)(le)耐候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)材在無涂漆(qi)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)上的(de)(de)實(shi)際使用情(qing)況,調(diao)查(cha)了(le)(le)許(xu)多裸(luo)露(lu)使用的(de)(de)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang),聽取(qu)了(le)(le)鋼(gang)(gang)材廠家、高速(su)道路局(ju)等(deng)方面的(de)(de)見(jian)解,將其結(jie)果寫成(cheng)(cheng)報告書[71]發(fa)表(biao)。報告書總結(jie)了(le)(le)耐候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)在美(mei)(mei)國(guo)裸(luo)露(lu)使用基(ji)本(ben)成(cheng)(cheng)功的(de)(de)事實(shi)、需要注意(yi)的(de)(de)幾個(ge)問題及一部(bu)分(fen)人的(de)(de)批(pi)評意(yi)見(jian)等(deng),這對(dui)日(ri)本(ben)耐候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)裸(luo)露(lu)使用曾經有過促進效果。


最(zui)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題是環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海鹽(yan)粒(li)子(zi)對銹層穩(wen)定(ding)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)惡(e)劣影(ying)(ying)響(xiang),即(ji)海鹽(yan)粒(li)子(zi)在大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度或者在鋼(gang)表面上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)附著量在什(shen)么程度以下,耐候(hou)鋼(gang)才可以裸(luo)露(lu)使(shi)用。當SO.的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)不是很大(da)時(shi),海鹽(yan)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)就成為了最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在以上(shang)所敘述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)海道(dao)土木技(ji)術(shu)會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指南中(zhong)規定(ding)為“在離海岸200m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域內因大(da)氣(qi)中(zhong)海鹽(yan)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)腐蝕量大(da)”,“推斷腐蝕減(jian)厚在兩面超過0.4mm以上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),應考慮(lv)對腐蝕減(jian)厚進行設(she)計(ji)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮(lv)方法,并且(qie),在1981年(昭(zhao)和56年)該(gai)會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“北(bei)海道(dao)耐候(hou)鋼(gang)材(cai)裸(luo)露(lu)使(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)道(dao)路橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)及施工指南”中(zhong),把離海岸2km以內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地區規定(ding)為由(you)海鹽(yan)粒(li)子(zi)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)腐蝕影(ying)(ying)響(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境。


另外,U.S.Steel公司(si)以前也曾規定必須離(li)開海岸240~300m(800~1000ft)。


1981年(昭和56年),由于(yu)擔(dan)心(xin)在不適當(dang)地(di)區耐候鋼無(wu)涂(tu)漆(qi)使用會(hui)發生(sheng)問題,建設(she)省土木研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所和橋梁建設(she)協會(hui)及鋼材(cai)俱樂部共同(tong)開(kai)始(shi)了“關于(yu)耐候鋼材(cai)在橋梁上(shang)適用性(xing)的(de)(de)共同(tong)研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)”。其最大的(de)(de)目的(de)(de)在于(yu)關注(zhu)從海(hai)上(shang)飛來鹽(yan)分的(de)(de)影(ying)響(xiang),從而(er)具體地(di)確定無(wu)涂(tu)漆(qi)耐候鋼能夠適用的(de)(de)地(di)區。


為此,把(ba)耐候鋼及(ji)碳素鋼的試(shi)(shi)片安裝在全國41個地(di)方已有的道路(lu)橋上進行了9年的暴曬(shai)試(shi)(shi)驗。考慮到對銹層的穩定化(hua)(hua)最不利(li)的沒有雨水(shui)洗凈效果的部(bu)位(wei)的腐蝕(shi)狀態在實用上的重要性,把(ba)試(shi)(shi)片垂(chui)直和水(shui)平安裝在內梁部(bu)分。試(shi)(shi)驗環境包括(kuo)海岸、工業、城(cheng)市、田園和高(gao)山,并(bing)充(chong)分地(di)進行了環境中的氯離子、二氧化(hua)(hua)硫的測(ce)定。


1987年(昭和62年),上(shang)述(shu)部門根據以前的(de)(de)數據,作(zuo)為(wei)中(zhong)間(jian)報告編寫了(le)“無涂(tu)漆(qi)耐候鋼橋梁的(de)(de)設計、施工(gong)要(yao)領(草(cao)案)”。在該(gai)草(cao)案中(zhong),把受飛來鹽粒子的(de)(de)影響大(da)、不適(shi)合(he)耐候鋼材(cai)或無涂(tu)漆(qi)使用的(de)(de)地區定(ding)(ding)為(wei):(1)沖(chong)繩全域;(2)日(ri)本(ben)海沿岸以及(ji)面向外洋的(de)(de)其他(ta)沿岸。把50年后的(de)(de)板厚減少量小于0.4mm定(ding)(ding)為(wei)基(ji)準,第3年的(de)(de)板厚減少量超過(guo)0.2mm的(de)(de)場合(he)以及(ji)發生(sheng)了(le)銹(xiu)層剝離的(de)(de)場合(he),判定(ding)(ding)為(wei)不適(shi)合(he)使用。該(gai)草(cao)案還對(dui)容易(yi)生(sheng)成(cheng)穩定(ding)(ding)銹(xiu)層的(de)(de)橋梁的(de)(de)設計、結構(gou)細節、高強度螺栓、焊接材(cai)料等進行了(le)闡述(shu)。


這項共(gong)同研(yan)究的(de)(de)(de)暴曬(shai)試驗(yan)(yan),在第9年(nian)(nian)(nian)試片(pian)回收及結束研(yan)究后(hou),于1989年(nian)(nian)(nian)(平成元年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)(de)報告書中(zhong)把(ba)(ba)設計、施(shi)工要領(ling)(草(cao)案)進行了(le)重(zhong)新規(gui)(gui)定(ding)(ding),在該草(cao)案中(zhong)明確地標明了(le)無(wu)涂漆耐候鋼能(neng)夠適用的(de)(de)(de)地區。判定(ding)(ding)基(ji)準的(de)(de)(de)基(ji)礎是用所(suo)規(gui)(gui)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)方法測定(ding)(ding)的(de)(de)(de)飛來鹽粒(li)子的(de)(de)(de)量(liang),把(ba)(ba)它換(huan)算成NaCl的(de)(de)(de)氯離(li)子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)為允許限。這個(ge)量(liang)是根據(ju)在日(ri)本41座橋(qiao)的(de)(de)(de)暴曬(shai)試驗(yan)(yan)中(zhong)銹層沒有發生層狀剝離(li),并且根據(ju)9年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)結果推斷50年(nian)(nian)(nian)后(hou)的(de)(de)(de)板(ban)厚減量(liang)不超(chao)過0.3mm而決(jue)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)。


可(ke)(ke)(ke)是,飛(fei)來鹽粒(li)子量(liang)每年發生變化,在測(ce)定時需要時間(jian)且相當麻(ma)煩,在表2-7上標出的(de)地區,規定為(wei)省(sheng)略飛(fei)來鹽粒(li)子量(liang)的(de)測(ce)定、可(ke)(ke)(ke)以(yi)無涂漆使(shi)用耐(nai)候鋼的(de)地區。從北(bei)海道到北(bei)陸(lu)面(mian)向日本海的(de)所謂鹽害地帶離海岸(an)線(xian)必(bi)須超過20km,然而在其他的(de)海岸(an)因地域(yu)而異可(ke)(ke)(ke)以(yi)離開1~5km。


表 7.jpg


在(zai)上述的共同(tong)研究(jiu)中,除了全國41座橋的暴(bao)曬試(shi)(shi)驗以外,試(shi)(shi)驗還包括沿著信濃河進(jin)行(xing)(xing)的不(bu)同(tong)離(li)岸距離(li)所(suo)設置(zhi)的大型暴(bao)曬試(shi)(shi)驗體(一種模型結構物)不(bu)同(tong)結構部(bu)位銹(xiu)層穩定化行(xing)(xing)為和氯離(li)子濃度影響試(shi)(shi)驗、焊縫部(bu)位銹(xiu)穩定化狀況試(shi)(shi)驗、耐候(hou)性高強度螺栓暴(bao)曬試(shi)(shi)驗等(deng)。


除了(le)(le)上(shang)述的(de)(de)(de)設(she)計(ji)、施(shi)工要領(案)以(yi)外,在1991年(平成3年)制(zhi)訂了(le)(le)“無涂漆(qi)(qi)橋梁的(de)(de)(de)檢(jian)修(xiu)(xiu)要領(案)”,給出了(le)(le)檢(jian)修(xiu)(xiu)項目、檢(jian)修(xiu)(xiu)頻度以(yi)及檢(jian)修(xiu)(xiu)結(jie)果記錄等。特別具體地提出了(le)(le)用目視判斷層(ceng)狀剝(bo)離銹(xiu)(xiu)的(de)(de)(de)判定法,也敘述了(le)(le)發現這(zhe)類層(ceng)狀剝(bo)離銹(xiu)(xiu)時的(de)(de)(de)應對(dui)(dui)措施(shi)。并且,在其他的(de)(de)(de)報告書中,針對(dui)(dui)盡可能減少泥與(yu)垃(la)圾的(de)(de)(de)堆積、滯水與(yu)結(jie)露、橋面漏水與(yu)水路形成等對(dui)(dui)銹(xiu)(xiu)層(ceng)穩定化有惡劣(lie)影響因素的(de)(de)(de)各種(zhong)結(jie)構的(de)(de)(de)優缺點,歸納(na)了(le)(le)已有的(de)(de)(de)無涂漆(qi)(qi)耐候鋼橋梁的(de)(de)(de)觀察結(jie)果。


經過(guo)以(yi)上過(guo)程,耐(nai)候鋼(gang)在橋(qiao)梁(liang)上的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大了(le)裸(luo)(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率(lv)(lv)。將表(biao)(biao)2-6及表(biao)(biao)2-4的(de)(de)(de)數(shu)據加上其他情(qing)報或推測,把從(cong)1968年(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian))到(dao)最近的(de)(de)(de)裸(luo)(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)及涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率(lv)(lv)歷(li)年(nian)(nian)來變化(hua)的(de)(de)(de)情(qing)況進行了(le)總(zong)結,并(bing)示于表(biao)(biao)2-8.日本國內橋(qiao)梁(liang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)訂貨(huo)量,在這期(qi)間平均每年(nian)(nian)約45,000t(最大約62,000t,最小約27,000t),雖然每年(nian)(nian)都有變動(dong)可是從(cong)長期(qi)來看變動(dong)很小,其中(zhong)涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在1968年(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian))曾經是100%,到(dao)最近已逐(zhu)漸減少到(dao)10%,無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻明顯增(zeng)加,并(bing)且無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在開(kai)始的(de)(de)(de)70年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前期(qi)(昭(zhao)和40年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后(hou)期(qi))全部是銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)耐(nai)候鋼(gang),在70年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后(hou)期(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前期(qi))開(kai)始的(de)(de)(de)裸(luo)(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)候鋼(gang)增(zeng)加到(dao)80年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前期(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后(hou)期(qi))的(de)(de)(de)同等程度,以(yi)后(hou)銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)有減少的(de)(de)(de)傾向,相反裸(luo)(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)加了(le)。現(xian)在以(yi)橋(qiao)梁(liang)數(shu)為(wei)基數(shu),估(gu)計裸(luo)(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是2/3、銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是1/5、涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是1/10。


表 8.jpg


 如圖2-10所示(shi),1980年(昭和(he)55年)以后在(zai)(zai)橋(qiao)梁(liang)用鋼(gang)材上耐候鋼(gang)所占的重量比在(zai)(zai)5%~7%之間變動(dong),并且,30m以上的新設橋(qiao)梁(liang)中,以各種表面(mian)狀(zhuang)態使用耐候鋼(gang)的橋(qiao)梁(liang)數(shu)在(zai)(zai)10%以上,最近(jin)接近(jin)20%。


圖 10.jpg


 在(zai)被視為(wei)是(shi)一國(guo)活(huo)(huo)力的(de)基礎,是(shi)維持發展經濟活(huo)(huo)動(dong)或豐(feng)富(fu)國(guo)民(min)生(sheng)活(huo)(huo)不(bu)可(ke)缺少(shao)的(de)公共(gong)設施中(zhong)(zhong),橋梁可(ke)以說是(shi)公路(lu)或鐵路(lu)的(de)中(zhong)(zhong)樞,健全地進行維護極為(wei)重要(yao),決不(bu)能再踏“荒(huang)廢中(zhong)(zhong)的(de)美國(guo)”的(de)覆轍(che)。


 日本的(de)(de)(de)(de)公共設施主(zhu)要(yao)是在高(gao)(gao)度成(cheng)長(chang)時(shi)期以后(hou)(hou)建(jian)設的(de)(de)(de)(de),比較新,沒有太(tai)大的(de)(de)(de)(de)老(lao)化問題,而且一(yi)直在進(jin)(jin)行(xing)(xing)充分(fen)的(de)(de)(de)(de)維修管理(li)。可(ke)是進(jin)(jin)入回避3K(臟、累、危險)、高(gao)(gao)齡化的(de)(de)(de)(de)時(shi)代,今后(hou)(hou)如何做到不(bu)(bu)維修、健全地(di)保(bao)持社會(hui)資本則(ze)成(cheng)為問題。鋼(gang)橋的(de)(de)(de)(de)維修、管理(li)中最關鍵的(de)(de)(de)(de)涂漆(qi)(qi)是典(dian)型的(de)(de)(de)(de)3K作業(ye),加(jia)上從前的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟(ji)問題,會(hui)出現勞(lao)動力(li)嚴重不(bu)(bu)足。根(gen)據測算,如果把(ba)本四連絡橋、神戶-鳴門路線4橋(竣工時(shi))以8年(nian)為周(zhou)期進(jin)(jin)行(xing)(xing)換(huan)漆(qi)(qi),必須經(jing)常配備138~202名涂漆(qi)(qi)技術工人(ren)(基材(cai)調整除外),只要(yao)橋存在就必須繼續進(jin)(jin)行(xing)(xing)涂漆(qi)(qi),這樣(yang)做不(bu)(bu)是不(bu)(bu)可(ke)能而是不(bu)(bu)現實。因此,本四連絡橋等采用(yong)了通(tong)過高(gao)(gao)級規格的(de)(de)(de)(de)涂漆(qi)(qi)(重防蝕涂漆(qi)(qi))和頻繁的(de)(de)(de)(de)局部補修,沒有采用(yong)正(zheng)式(shi)的(de)(de)(de)(de)再涂漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)方針。


 這樣(yang)以(yi)來,最近的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)橋(qiao)(qiao)防(fang)蝕(shi)方向有兩種(zhong)情況:或者像在本(ben)(ben)四連絡橋(qiao)(qiao)那樣(yang)位于海上(shang)腐蝕(shi)環境嚴酷而且不(bu)容易再涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)重要(yao)橋(qiao)(qiao)梁上(shang),進(jin)行重防(fang)蝕(shi)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)極力延長再涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)間隔(ge),或者在一般環境下為了回避正式(shi)的(de)(de)(de)(de)再涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi),在能夠(gou)適用(yong)的(de)(de)(de)(de)地(di)區(qu)盡可能使(shi)用(yong)無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)耐候(hou)鋼(gang)。擴(kuo)大(da)耐候(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong),實現(xian)正規化的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件,經(jing)過上(shang)述過程可以(yi)說已(yi)經(jing)充分(fen)具備。可是裸(luo)露耐候(hou)鋼(gang)目前的(de)(de)(de)(de)性能,使(shi)它(ta)在沿海地(di)區(qu)用(yong)于橋(qiao)(qiao)梁建筑的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)仍(reng)受到(dao)限制。解釋清楚氯化物惡(e)劣影(ying)響的(de)(de)(de)(de)本(ben)(ben)質(zhi),或者在確立其相應(ying)對策等方面仍(reng)需要(yao)努力。耐候(hou)鋼(gang)應(ying)用(yong)進(jin)一步發展的(de)(de)(de)(de)課題已(yi)詳(xiang)細地(di)歸納(na)在腐蝕(shi)防(fang)蝕(shi)協會所設置的(de)(de)(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)技術(shu)分(fen)會的(de)(de)(de)(de)報告(gao)書[1994年(平成6年)]中。