鋼(gang)橋(qiao)(qiao)(qiao)和混凝(ning)土橋(qiao)(qiao)(qiao)各占(zhan)現(xian)代橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(道路橋(qiao)(qiao)(qiao)、鐵道橋(qiao)(qiao)(qiao))的(de)(de)一半(ban)。鋼(gang)橋(qiao)(qiao)(qiao)雖(sui)然在(zai)品質、重量輕、施工(gong)性(xing)、對(dui)大(da)跨度(du)的(de)(de)適用性(xing)、重新修(xiu)復(fu)的(de)(de)難(nan)度(du)、色(se)彩(cai)及形狀(zhuang)的(de)(de)美觀等許多方面有優越性(xing),可是其缺點是需(xu)要涂防(fang)蝕漆,在(zai)維修(xiu)管理上(shang)(shang)需(xu)要很多的(de)(de)費(fei)用。大(da)略估(gu)計每(mei)一次(ci)重新涂漆所需(xu)費(fei)用占(zhan)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁上(shang)(shang)部工(gong)程建設(she)費(fei)的(de)(de)1/10。
在1960年以前(昭和30年代(dai)前期(qi)),日(ri)本的橋梁或陸(lu)上(shang)結構物(wu)的涂漆(qi)(qi),是把(ba)油(you)性(xing)(xing)防銹涂料(liao)(普通鉛(qian)丹(dan)漆(qi)(qi))作為(wei)(wei)底漆(qi)(qi),把(ba)長(chang)油(you)性(xing)(xing)醇酸樹脂(zhi)(zhi)系涂料(liao)(普通長(chang)油(you)性(xing)(xing)苯二酸樹脂(zhi)(zhi)涂料(liao))作為(wei)(wei)中(zhong)層漆(qi)(qi)、上(shang)層漆(qi)(qi),在現場使(shi)用動力工(gong)具除去銹或氧化鐵皮后進(jin)行涂漆(qi)(qi)。因為(wei)(wei)涂料(liao)落后而且(qie)基(ji)底處理(li)非(fei)(fei)常不(bu)充分,在腐蝕性(xing)(xing)大(da)的工(gong)業地(di)區、城市、海岸,每隔數年需(xu)要(yao)重新(xin)涂漆(qi)(qi)。1960~1965年(昭和30年代(dai)后期(qi)),已將(jiang)噴砂機或噴砂打光機用于基(ji)底處理(li),延長(chang)了涂漆(qi)(qi)的壽命,可是仍需(xu)要(yao)頻繁地(di)重新(xin)涂漆(qi)(qi)。因此耐(nai)候鋼的裸露使(shi)用不(bu)需(xu)要(yao)維修(xiu)就非(fei)(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。耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使用(yong)應具(ju)有延(yan)長涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)層壽命(ming)的(de)效果,或(huo)者確保漆(qi)(qi)層老化(hua)之后到重新涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)之前(qian)不出問題。總之,為了能夠(gou)延(yan)長再涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)時間(jian)(jian),耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使用(yong)在較早以前(qian)已(yi)經(jing)開始了。最早是于1963年(nian)(昭(zhao)和38年(nian))完成的(de)東(dong)海道新干線長良川橋(qiao)梁(liang)(liang)。如果根據耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)需(xu)要量(liang)(liang)統(tong)計橋(qiao)梁(liang)(liang)用(yong)的(de)數量(liang)(liang)時,在不分裸露使用(yong)或(huo)者銹穩定(ding)化(hua)處理使用(yong)鋼(gang)的(de)1968~1974年(nian)(昭(zhao)和43~49年(nian)),每年(nian)使用(yong)量(liang)(liang)為4~6萬t(平均(jun)約(yue)5萬t)(參照圖2-4),所以這期間(jian)(jian)的(de)耐候(hou)(hou)鋼(gang)日本國內(nei)使用(yong)量(liang)(liang)約(yue)為15萬噸,其(qi)中1/3是涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)橋(qiao)梁(liang)(liang)。
鋼鐵(tie)公司(si)為了進行(xing)耐(nai)候(hou)鋼的(de)性能研究和商品示范(fan),在公司(si)工(gong)廠的(de)占地(di)內(nei)(nei),建設(she)了把涂(tu)漆部(bu)分和裸露部(bu)分分開使用(yong)的(de)實用(yong)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)。川(chuan)崎制鐵(tie)所內(nei)(nei)的(de)知多2號橋(qiao)(qiao)[1967年(nian)(昭和42年(nian))竣工(gong),單(dan)純(chun)合(he)(he)成(cheng)梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山鐵(tie)所內(nei)(nei)的(de)第(di)一座國橋(qiao)(qiao)[昭和44年(nian)竣工(gong),單(dan)純(chun)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)-連續(xu)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長472m]、新日鐵(tie)制鐵(tie)所內(nei)(nei)的(de)黑金(jin)橋(qiao)(qiao)[1973年(nian)(昭和48年(nian))竣工(gong)、單(dan)純(chun)合(he)(he)成(cheng)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長218m]就是典型的(de)例子。
根(gen)據需要耐候鋼(gang)在(zai)橋梁上的(de)(de)銹穩定(ding)化處理使(shi)用(yong)和(he)同種鋼(gang)的(de)(de)裸露使(shi)用(yong),分別于1972年(昭和(he)47年)、1977年(昭和(he)52年)相繼開始。表(biao)2-6 示出(chu)了最初約10年間的(de)(de)訂貨業績。
日本(ben)于1973年(nian)(nian)(昭和(he)48年(nian)(nian))遭受(shou)到第一次石油危機,1975年(nian)(nian)以后(昭和(he)50年(nian)(nian)代)進(jin)入經濟低(di)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)時(shi)期。在這(zhe)(zhe)之(zhi)前(qian)的(de)高增(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)時(shi)期,日本(ben)的(de)道路(lu)總(zong)延(yan)長(chang)(chang)(chang)(chang)度(du)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)很快,與此(ci)同(tong)時(shi)道路(lu)橋的(de)數(shu)量(liang)急劇(ju)增(zeng)加(jia)。進(jin)入低(di)增(zeng)長(chang)(chang)(chang)(chang)時(shi)期之(zhi)后其維持管(guan)理(li)費、特別是補(bu)修涂漆(qi)和(he)再涂漆(qi)的(de)費用成(cheng)了很大(da)的(de)負擔,耐候鋼(gang)(gang)的(de)無涂漆(qi)使用又重(zhong)新被評價.這(zhe)(zhe)就是表2-6的(de)橋梁訂貨(huo)業績(ji)中無涂漆(qi)件數(shu)或鋼(gang)(gang)重(zhong)量(liang)急劇(ju)增(zeng)加(jia)的(de)原因。
反映(ying)這(zhe)(zhe)種情況的(de)事實是于20世紀(ji)70年(nian)代(dai)(昭和(he)50年(nian)代(dai))前(qian)期(qi)在相(xiang)關(guan)團體內大力開展了無(wu)涂(tu)漆(qi)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)材(cai)應用(yong)(yong)(yong)(yong)方法的(de)研究。這(zhe)(zhe)些(xie)團體有土木(mu)學會(hui)鋼(gang)材(cai)規(gui)格專(zhuan)業委員(yuan)會(hui)、日(ri)本鋼(gang)構造協會(hui)防銹防蝕專(zhuan)業委員(yuan)會(hui)、日(ri)本橋梁建設協會(hui)耐(nai)(nai)候(hou)性橋梁委員(yuan)會(hui)、北(bei)海道土木(mu)對耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)不進行正規(gui)的(de)涂(tu)漆(qi),在裸露(lu)狀態或者進行穩定(ding)化處理后用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)場(chang)合(he),“無(wu)涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)(yong)(yong)”這(zhe)(zhe)一(yi)術(shu)語已被(bei)廠(chang)家使用(yong)(yong)(yong)(yong),現(xian)在用(yong)(yong)(yong)(yong)該術(shu)語的(de)人(ren)相(xiang)當多(duo)(duo)。1983年(nian)(昭和(he)58年(nian))訂(ding)正的(de)JISG3114的(de)說明(ming)中也照(zhao)樣(yang)使用(yong)(yong)(yong)(yong)。技(ji)術(shu)會(hui)鋼(gang)道路橋研究委員(yuan)會(hui)、阪神高(gao)速(su)道路公團等(deng)。這(zhe)(zhe)些(xie)團體專(zhuan)門詳細地研究了氣象條件(jian)和(he)無(wu)涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)適(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)性、對放(fang)置構件(jian)的(de)腐蝕條件(jian)和(he)詳細結(jie)構的(de)設計技(ji)巧、允(yun)許(xu)(xu)腐蝕率、疲勞(lao)、高(gao)強度螺栓及摩擦接合(he)部(bu)的(de)防蝕、焊接施工法、防止銹對周圍污(wu)染的(de)措施、維(wei)修(xiu)管理方法等(deng)許(xu)(xu)多(duo)(duo)技(ji)術(shu)問題(ti)。
作為(wei)重點(dian)詳細研(yan)究過的(de)(de)問題之一是(shi)(shi),在耐候(hou)鋼(gang)的(de)(de)很(hen)寬(kuan)的(de)(de)規格成分范圍內,合金元素(su)(su)的(de)(de)配人量與焊(han)接性(xing)(xing)、耐候(hou)性(xing)(xing)的(de)(de)關系。提高(gao)對耐候(hou)性(xing)(xing)有(you)效的(de)(de)Cu、Cr等元素(su)(su)的(de)(de)添(tian)加量當然(ran)可(ke)以增(zeng)加耐候(hou)性(xing)(xing),對無涂(tu)漆(qi)使用有(you)利,可(ke)是(shi)(shi)對焊(han)接性(xing)(xing)不利.以前涂(tu)漆(qi)使用的(de)(de)鋼(gang)常常是(shi)(shi)把添(tian)加元素(su)(su)添(tian)加量控(kong)制在下限(xian),然(ran)而不能(neng)無涂(tu)漆(qi)使用。耐候(hou)性(xing)(xing)和焊(han)接性(xing)(xing)二者如何選擇,用戶之間曾經進行過激烈的(de)(de)討(tao)論。如果在高(gao)速發(fa)展的(de)(de)時代,也許已經停止了無涂(tu)漆(qi)使用,可(ke)是(shi)(shi)因為(wei)涂(tu)漆(qi)的(de)(de)維修(xiu)管理(li)費用很(hen)大,所以沒(mei)有(you)那(nei)樣(yang)做(zuo)。
歸納(na)起來說:“應該大(da)力推進無涂漆使用,為了(le)充分(fen)發揮(hui)耐候性高成分(fen)系(xi)耐候鋼(gang)是不可缺少的(de)(de)。高成分(fen)系(xi)耐候鋼(gang)的(de)(de)焊(han)接(jie)雖(sui)然(ran)在(zai)(zai)橋梁(liang)建設上實績(ji)較少,可是已(yi)經(jing)基本改善了(le)鋼(gang)材的(de)(de)焊(han)接(jie)性。在(zai)(zai)海(hai)洋結構物上,比耐候鋼(gang)更難焊(han)接(jie)的(de)(de)686MPa、784MPa級已(yi)經(jing)在(zai)(zai)日常作業上運(yun)用自如。因此,如果(guo)能充分(fen)照(zhao)顧到(dao)焊(han)接(jie)性,制定(ding)焊(han)接(jie)條件并充分(fen)地(di)進行作業管理,是可行的(de)(de)。”
與此相關,訂貨規(gui)格不(bu)是JIS標準,在(zai)成(cheng)(cheng)分(fen)范圍(wei)很(hen)寬的(de)(de)(de)JIS標準的(de)(de)(de)范圍(wei)內(nei)為了確認高成(cheng)(cheng)分(fen)系,還要根據(ju)無(wu)涂漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)高成(cheng)(cheng)分(fen)系的(de)(de)(de)各鋼(gang)材廠家的(de)(de)(de)商品名(ming)(ming),這一不(bu)正常的(de)(de)(de)狀(zhuang)態延續(xu)了一段時間(jian)。北海(hai)道(dao)土木技(ji)術委員會(hui)鋼(gang)道(dao)路橋(qiao)研究(jiu)委員會(hui)于(yu)1949年(昭和(he)54年)4月制定的(de)(de)(de)“北海(hai)道(dao)鋼(gang)道(dao)路橋(qiao)的(de)(de)(de)設計及(ji)施工指(zhi)南”中規(gui)定了耐候(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)無(wu)涂漆(qi)(qi)使(shi)用(yong),這個文(wen)件作為日本最(zui)初的(de)(de)(de)文(wen)件引(yin)起了注目,它(ta)把適合無(wu)涂漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)成(cheng)(cheng)分(fen)系的(de)(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)命名(ming)(ming)為“特殊耐候(hou)鋼(gang)”加(jia)以區別。
這一問題于1983年(昭(zhao)和58年)的JIS G3114修改中,通(tong)過把該標準的對象鋼細分為無涂(tu)漆用(W)和涂(tu)漆用(P)已經得到解決。在JIS中對這一修改作了如下的說(shuo)明(ming)。
現(xian)行(xing)JIS G3114是匯(hui)總了(le)當時流(liu)通(tong)(tong)的(de)(de)同類鋼材(cai)的(de)(de)鋼鐵廠家的(de)(de)標準(zhun)制定(ding)的(de)(de),是對(dui)本(ben)鋼材(cai)主要特性耐(nai)候性有(you)貢獻的(de)(de)元素的(de)(de)規定(ding)值及規定(ding)范圍(wei)比較寬松的(de)(de)標準(zhun)。本(ben)鋼材(cai)的(de)(de)使(shi)(shi)用方法,有(you)從焊接性考慮犧牲(sheng)一定(ding)的(de)(de)耐(nai)候性涂漆使(shi)(shi)用的(de)(de)場合,也有(you)作(zuo)(zuo)為原來(lai)的(de)(de)耐(nai)候鋼材(cai)以裸(luo)態或者進(jin)行(xing)銹穩定(ding)化處理后使(shi)(shi)用的(de)(de)場合,按照使(shi)(shi)用的(de)(de)實際(ji)(ji)情況(kuang),現(xian)在(zai)同時有(you)兩(liang)種鋼在(zai)流(liu)通(tong)(tong)。因(yin)為這兩(liang)種鋼的(de)(de)化學成分都(dou)在(zai)現(xian)行(xing)標準(zhun)的(de)(de)規定(ding)范圍(wei)內(nei),可能(neng)會在(zai)流(liu)通(tong)(tong)面上(shang)發(fa)生混亂(luan),所以作(zuo)(zuo)出了(le)應按照實際(ji)(ji)情況(kuang)對(dui)JIS G3114進(jin)行(xing)修(xiu)改的(de)(de)結論。
隨(sui)著這(zhe)一修(xiu)改(gai),用(yong)各公司的(de)(de)商品名(ming)進行訂貨(huo)的(de)(de)事幾乎(hu)沒(mei)有了。JIS標準的(de)(de)修(xiu)改(gai)起了多大作用(yong)雖然還不清楚,可(ke)是從這(zhe)時開(kai)始在(zai)橋(qiao)梁(liang)上裸(luo)露使用(yong)的(de)(de)實(shi)際急劇(ju)增加。圖(tu)2-9示出了按(an)年度(du)裸(luo)露耐候(hou)鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)訂貨(huo)件數和重量(liang)的(de)(de)變遷。請(qing)注(zhu)意不是按(an)累計而是按(an)年度(du)統(tong)計,并且在(zai)該統(tong)計中沒(mei)有包括H型鋼橋(qiao)梁(liang)及(ji)穩定化處(chu)理的(de)(de)鋼橋(qiao)。
正如從(cong)前面(mian)的(de)(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)(de)那樣(yang),耐候鋼最(zui)初(chu)以銹穩(wen)定化處(chu)理開始的(de)(de)(de)無涂漆使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong),在(zai)5年(nian)(nian)(nian)(nian)后(hou)開始采(cai)用(yong)裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)之后(hou)的(de)(de)(de)3年(nian)(nian)(nian)(nian)中遠比裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)(liang)多,可是(shi)在(zai)1980年(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和55年(nian)(nian)(nian)(nian))裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)(liang)突(tu)然(ran)增加使(shi)(shi)(shi)(shi)二者的(de)(de)(de)數量(liang)(liang)大致接近,現(xian)在(zai)其比率正在(zai)降低(di).如果裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)時的(de)(de)(de)性能可靠的(de)(de)(de)話(hua),則是(shi)由于原(yuan)來的(de)(de)(de)經(jing)濟上的(de)(de)(de)原(yuan)因所致。北海(hai)道土木(mu)技(ji)術委員(yuan)會的(de)(de)(de)指(zhi)南(前述)在(zai)1989年(nian)(nian)(nian)(nian)(平成元年(nian)(nian)(nian)(nian))的(de)(de)(de)訂正中只把裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)進行了規(gui)定,并且在(zai)1991年(nian)(nian)(nian)(nian)(平成3年(nian)(nian)(nian)(nian))的(de)(de)(de)道路橋示方(fang)書中也做了同樣(yang)的(de)(de)(de)規(gui)定。
但(dan)是,銹穩(wen)定化處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)需(xu)要依然(ran)存在(zai),在(zai)1980年(nian)(昭(zhao)和55年(nian))以前大(da)概只有一個公司·推出了銹穩(wen)定化處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)方(fang)法(fa)(fa)。傳統的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)原則上(shang)是把拿到(dao)表面處(chu)理(li)(li)工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)(de)構(gou)件進行處(chu)理(li)(li)之后搬運到(dao)現場的(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa),而新方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)特(te)征是能夠在(zai)構(gou)件加工(gong)工(gong)廠(chang)或現場和通(tong)常的(de)(de)(de)(de)橋梁(liang)(liang)涂漆一樣地進行處(chu)理(li)(li)。包(bao)括傳統方(fang)法(fa)(fa)在(zai)內(nei),這些處(chu)理(li)(li)方(fang)法(fa)(fa)除了在(zai)一般橋梁(liang)(liang)上(shang)使用之外,也多用于(yu)小(xiao)型(xing)H型(xing)橋梁(liang)(liang)或橋梁(liang)(liang)以外的(de)(de)(de)(de)結(jie)構(gou)物。
在(zai)耐(nai)候鋼裸露(lu)使(shi)用(yong)(yong)急劇增加的(de)(de)(de)(de)(de)背景上(shang)存在(zai)著無(wu)需維修這一社(she)會(hui)經濟(ji)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)需求(qiu),加上(shang)由前述的(de)(de)(de)(de)(de)各團體委(wei)員會(hui)所(suo)(suo)開展的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)技術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)討論,由橋梁廠家所(suo)(suo)進(jin)(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)(yong)技術(shu)、設(she)計施工法的(de)(de)(de)(de)(de)開發,以及(ji)如圖2-8所(suo)(suo)示的(de)(de)(de)(de)(de)由于環境限制的(de)(de)(de)(de)(de)成果,大氣中二氧化硫濃(nong)度(du)已降低,具備了使(shi)裸露(lu)使(shi)用(yong)(yong)更容(rong)易進(jin)(jin)行的(de)(de)(de)(de)(de)各種有利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)因素。
1979年(昭(zhao)和54年)9月21日(ri)至10月8日(ri),以當時國(guo)鐵鐵道(dao)技術研究(jiu)所結(jie)(jie)構(gou)物(wu)研究(jiu)室阿部英(ying)彥(yan)。為團長的(de)(de)(de)(de)18人(ren)組成(cheng)的(de)(de)(de)(de)美國(guo)、加拿(na)大橋(qiao)(qiao)梁(liang)技術調查團(《橋(qiao)(qiao)梁(liang)和基(ji)礎》雜志策劃(hua),成(cheng)員包括(kuo)鋼鐵公司、橋(qiao)(qiao)梁(liang)建設公司及(ji)橋(qiao)(qiao)梁(liang)所有(you)者等(deng))赴北美考察了(le)耐(nai)候鋼材(cai)在無涂漆橋(qiao)(qiao)梁(liang)上的(de)(de)(de)(de)實際(ji)使用情況,調查了(le)許多裸露(lu)使用的(de)(de)(de)(de)橋(qiao)(qiao)梁(liang),聽取了(le)鋼材(cai)廠家、高速道(dao)路局等(deng)方面(mian)的(de)(de)(de)(de)見(jian)解(jie),將其結(jie)(jie)果寫成(cheng)報(bao)告書[71]發表。報(bao)告書總結(jie)(jie)了(le)耐(nai)候鋼在美國(guo)裸露(lu)使用基(ji)本(ben)(ben)成(cheng)功(gong)的(de)(de)(de)(de)事實、需(xu)要注意的(de)(de)(de)(de)幾個(ge)問題及(ji)一部分人(ren)的(de)(de)(de)(de)批評意見(jian)等(deng),這對日(ri)本(ben)(ben)耐(nai)候鋼的(de)(de)(de)(de)裸露(lu)使用曾經有(you)過促進效(xiao)果。
最(zui)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)是環境中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)鹽粒(li)子(zi)對銹層(ceng)穩定化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)惡劣(lie)影響(xiang),即海(hai)(hai)鹽粒(li)子(zi)在大(da)氣中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度或者在鋼(gang)表面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)附著量在什么程度以下,耐候鋼(gang)才可以裸(luo)露使用(yong)。當(dang)SO.的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)不(bu)是很大(da)時,海(hai)(hai)鹽粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)就(jiu)成(cheng)為了最(zui)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題(ti)(ti)。在以上(shang)(shang)所敘述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)海(hai)(hai)道土木技術會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)南中規(gui)定為“在離海(hai)(hai)岸(an)200m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域內(nei)因大(da)氣中海(hai)(hai)鹽粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)腐蝕量大(da)”,“推斷腐蝕減厚在兩面超過0.4mm以上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合,應(ying)考(kao)慮對腐蝕減厚進行設計”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)考(kao)慮方法,并且,在1981年(nian)(nian)(昭和(he)56年(nian)(nian))該會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“北(bei)海(hai)(hai)道耐候鋼(gang)材裸(luo)露使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)道路橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計及施工指(zhi)南”中,把離海(hai)(hai)岸(an)2km以內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區規(gui)定為由(you)海(hai)(hai)鹽粒(li)子(zi)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)氣腐蝕影響(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境。
另外,U.S.Steel公司以前也曾規定(ding)必須離開海(hai)岸(an)240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和(he)56年),由于擔心在不適當地(di)區耐(nai)候鋼(gang)無涂(tu)(tu)漆使用會發生問(wen)題,建(jian)設(she)(she)省(sheng)土木研究(jiu)所和(he)橋梁(liang)(liang)建(jian)設(she)(she)協會及鋼(gang)材俱(ju)樂部(bu)共(gong)同(tong)(tong)開始了“關于耐(nai)候鋼(gang)材在橋梁(liang)(liang)上(shang)適用性的(de)共(gong)同(tong)(tong)研究(jiu)”。其最大的(de)目的(de)在于關注從海上(shang)飛(fei)來鹽分的(de)影響,從而具體地(di)確(que)定無涂(tu)(tu)漆耐(nai)候鋼(gang)能(neng)夠(gou)適用的(de)地(di)區。
為(wei)此,把(ba)耐候鋼及碳素(su)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)片(pian)安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)全國41個地方已有(you)的(de)(de)(de)(de)(de)道路橋上進行(xing)了(le)9年的(de)(de)(de)(de)(de)暴(bao)曬試(shi)(shi)驗。考慮到對銹(xiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)穩定(ding)化最不利(li)的(de)(de)(de)(de)(de)沒有(you)雨水洗凈效果的(de)(de)(de)(de)(de)部(bu)(bu)位的(de)(de)(de)(de)(de)腐(fu)蝕狀態在(zai)(zai)實用(yong)上的(de)(de)(de)(de)(de)重要性,把(ba)試(shi)(shi)片(pian)垂直和(he)水平(ping)安裝(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)內梁部(bu)(bu)分(fen)。試(shi)(shi)驗環境包括海(hai)岸(an)、工(gong)業(ye)、城市、田(tian)園和(he)高山(shan),并(bing)充分(fen)地進行(xing)了(le)環境中的(de)(de)(de)(de)(de)氯(lv)離子、二氧化硫的(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)定(ding)。
1987年(昭和62年),上述部門根據(ju)以前的(de)(de)(de)數據(ju),作為中(zhong)間報告編(bian)寫(xie)了“無(wu)(wu)涂漆耐候(hou)鋼橋梁的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)、施(shi)工(gong)要領(草案)”。在該草案中(zhong),把受飛(fei)來鹽粒子的(de)(de)(de)影響大、不適(shi)合(he)耐候(hou)鋼材或無(wu)(wu)涂漆使用(yong)的(de)(de)(de)地區定為:(1)沖繩全域;(2)日本海沿岸以及面(mian)向外洋(yang)的(de)(de)(de)其他沿岸。把50年后的(de)(de)(de)板厚(hou)(hou)減(jian)(jian)少量(liang)小(xiao)于0.4mm定為基準,第(di)3年的(de)(de)(de)板厚(hou)(hou)減(jian)(jian)少量(liang)超過0.2mm的(de)(de)(de)場合(he)以及發生了銹層剝離的(de)(de)(de)場合(he),判定為不適(shi)合(he)使用(yong)。該草案還(huan)對容易生成穩定銹層的(de)(de)(de)橋梁的(de)(de)(de)設(she)(she)計(ji)、結構細節、高強度螺栓、焊接材料等進行了闡述。
這項共同研究的(de)(de)(de)暴曬試(shi)驗(yan)(yan),在第9年(nian)試(shi)片回收及結束研究后,于1989年(nian)(平成(cheng)元年(nian))的(de)(de)(de)報告書中把設計、施工(gong)要領(草案)進行(xing)了(le)重新規(gui)定,在該草案中明確地標明了(le)無(wu)涂漆耐候鋼能夠適(shi)用的(de)(de)(de)地區(qu)。判定基(ji)(ji)準的(de)(de)(de)基(ji)(ji)礎是用所規(gui)定的(de)(de)(de)方法測定的(de)(de)(de)飛來鹽粒子的(de)(de)(de)量,把它換算成(cheng)NaCl的(de)(de)(de)氯離(li)子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定為允許限。這個(ge)量是根(gen)(gen)據在日本41座橋的(de)(de)(de)暴曬試(shi)驗(yan)(yan)中銹層沒有(you)發生(sheng)層狀(zhuang)剝離(li),并且根(gen)(gen)據9年(nian)的(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)結果(guo)推斷50年(nian)后的(de)(de)(de)板厚減(jian)量不超過0.3mm而(er)決定的(de)(de)(de)。
可是,飛(fei)來(lai)(lai)鹽粒(li)子量每年發生變(bian)化(hua),在(zai)測定時需(xu)要時間且相當麻煩,在(zai)表(biao)2-7上(shang)標(biao)出的(de)地區,規定為省略飛(fei)來(lai)(lai)鹽粒(li)子量的(de)測定、可以(yi)無(wu)涂漆使用耐候鋼的(de)地區。從北海道到北陸面向日(ri)本海的(de)所謂鹽害地帶離海岸線必(bi)須超過(guo)20km,然而在(zai)其他的(de)海岸因(yin)地域而異可以(yi)離開1~5km。
在上(shang)述的(de)共同(tong)研究中,除了全國41座橋(qiao)的(de)暴曬(shai)(shai)試(shi)驗(yan)以外(wai),試(shi)驗(yan)還包括沿著信濃河(he)進行的(de)不同(tong)離岸(an)距離所設置的(de)大型(xing)暴曬(shai)(shai)試(shi)驗(yan)體(一種(zhong)模型(xing)結(jie)構(gou)物(wu))不同(tong)結(jie)構(gou)部(bu)(bu)位銹層穩定化(hua)行為和(he)氯離子濃度影響試(shi)驗(yan)、焊縫部(bu)(bu)位銹穩定化(hua)狀況(kuang)試(shi)驗(yan)、耐候(hou)性高強(qiang)度螺栓暴曬(shai)(shai)試(shi)驗(yan)等。
除(chu)了上述(shu)的(de)(de)(de)設計、施(shi)工要領(案(an))以外,在1991年(平成3年)制訂了“無涂漆(qi)橋梁的(de)(de)(de)檢(jian)(jian)修(xiu)(xiu)要領(案(an))”,給出了檢(jian)(jian)修(xiu)(xiu)項目(mu)、檢(jian)(jian)修(xiu)(xiu)頻度以及檢(jian)(jian)修(xiu)(xiu)結(jie)果記錄等。特別具體地提出了用目(mu)視判(pan)斷(duan)層(ceng)狀剝離(li)銹的(de)(de)(de)判(pan)定法,也敘(xu)述(shu)了發現這類(lei)層(ceng)狀剝離(li)銹時的(de)(de)(de)應對(dui)措施(shi)。并且,在其他(ta)的(de)(de)(de)報告書中(zhong),針對(dui)盡可能(neng)減(jian)少泥與(yu)垃(la)圾的(de)(de)(de)堆積、滯水與(yu)結(jie)露(lu)、橋面(mian)漏水與(yu)水路形(xing)成等對(dui)銹層(ceng)穩定化(hua)有惡劣影響因(yin)素的(de)(de)(de)各種結(jie)構的(de)(de)(de)優(you)缺點(dian),歸納了已(yi)有的(de)(de)(de)無涂漆(qi)耐(nai)候鋼橋梁的(de)(de)(de)觀(guan)察結(jie)果。
經(jing)過以上過程,耐候(hou)鋼在(zai)(zai)(zai)橋梁(liang)上的(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大(da)了裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)比(bi)率(lv)。將表2-6及表2-4的(de)數(shu)據加上其他(ta)情報或推測(ce),把(ba)從1968年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)43年(nian)(nian)(nian))到(dao)最(zui)(zui)近的(de)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、銹(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)及涂漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)比(bi)率(lv)歷(li)年(nian)(nian)(nian)來(lai)變(bian)化(hua)(hua)的(de)情況進(jin)行了總結,并示于表2-8.日本國內橋梁(liang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐候(hou)鋼的(de)訂貨量,在(zai)(zai)(zai)這期(qi)間平均每(mei)年(nian)(nian)(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)(nian)(nian)都有變(bian)動(dong)可是從長期(qi)來(lai)看變(bian)動(dong)很小,其中(zhong)涂漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)1968年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)43年(nian)(nian)(nian))曾經(jing)是100%,到(dao)最(zui)(zui)近已逐漸減少到(dao)10%,無涂漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻明(ming)顯增(zeng)加,并且無涂漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)(zai)(zai)開始(shi)的(de)70年(nian)(nian)(nian)代前期(qi)(昭(zhao)和(he)(he)40年(nian)(nian)(nian)代后(hou)期(qi))全部是銹(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)耐候(hou)鋼,在(zai)(zai)(zai)70年(nian)(nian)(nian)代后(hou)期(qi)(昭(zhao)和(he)(he)50年(nian)(nian)(nian)代前期(qi))開始(shi)的(de)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐候(hou)鋼增(zeng)加到(dao)80年(nian)(nian)(nian)代前期(qi)(昭(zhao)和(he)(he)50年(nian)(nian)(nian)代后(hou)期(qi))的(de)同等程度(du),以后(hou)銹(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)有減少的(de)傾向,相反(fan)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)加了。現(xian)在(zai)(zai)(zai)以橋梁(liang)數(shu)為基(ji)數(shu),估計裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)是2/3、銹(xiu)穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)是1/5、涂漆使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)是1/10。
如圖2-10所(suo)示,1980年(昭和(he)55年)以(yi)后在橋(qiao)梁(liang)用(yong)鋼材上(shang)(shang)耐(nai)候鋼所(suo)占(zhan)的重量(liang)比在5%~7%之間變(bian)動,并且(qie),30m以(yi)上(shang)(shang)的新設橋(qiao)梁(liang)中,以(yi)各種表面(mian)狀(zhuang)態使(shi)用(yong)耐(nai)候鋼的橋(qiao)梁(liang)數在10%以(yi)上(shang)(shang),最近(jin)接近(jin)20%。
在被視(shi)為是一國活(huo)力的(de)基礎,是維(wei)持(chi)發展經濟活(huo)動或豐(feng)富國民生活(huo)不(bu)可(ke)缺(que)少(shao)的(de)公共設施中(zhong),橋梁可(ke)以說是公路(lu)或鐵路(lu)的(de)中(zhong)樞,健全地進(jin)行維(wei)護極為重要,決不(bu)能再踏(ta)“荒廢中(zhong)的(de)美國”的(de)覆(fu)轍。
日本(ben)的(de)(de)公(gong)共(gong)設施主要是(shi)在高度成(cheng)長(chang)時期(qi)(qi)以后建設的(de)(de),比(bi)較新,沒有太大的(de)(de)老(lao)化(hua)(hua)問(wen)題(ti),而且(qie)一直在進(jin)行充分的(de)(de)維修管理(li)。可(ke)是(shi)進(jin)入回避3K(臟、累、危險)、高齡化(hua)(hua)的(de)(de)時代,今后如(ru)何(he)做到(dao)不(bu)維修、健全地保持(chi)社會資(zi)本(ben)則成(cheng)為(wei)問(wen)題(ti)。鋼橋的(de)(de)維修、管理(li)中最關鍵(jian)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)是(shi)典型的(de)(de)3K作業(ye),加(jia)上從前的(de)(de)經(jing)濟(ji)問(wen)題(ti),會出(chu)現(xian)勞(lao)動力(li)嚴重(zhong)不(bu)足。根據測(ce)算,如(ru)果把本(ben)四連(lian)絡橋、神戶-鳴門(men)路線4橋(竣工時)以8年為(wei)周期(qi)(qi)進(jin)行換漆(qi),必須經(jing)常配備(bei)138~202名(ming)涂(tu)(tu)漆(qi)技術(shu)工人(基(ji)材調整(zheng)除外),只要橋存(cun)在就(jiu)必須繼續進(jin)行涂(tu)(tu)漆(qi),這樣做不(bu)是(shi)不(bu)可(ke)能而是(shi)不(bu)現(xian)實。因(yin)此,本(ben)四連(lian)絡橋等采(cai)用了通過高級規格的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(重(zhong)防蝕涂(tu)(tu)漆(qi))和頻(pin)繁的(de)(de)局部補修,沒有采(cai)用正式的(de)(de)再涂(tu)(tu)漆(qi)的(de)(de)方(fang)針。
這樣以來,最(zui)近的(de)(de)(de)鋼橋防(fang)蝕方向有(you)兩種情況:或者像(xiang)在(zai)(zai)(zai)本四(si)連絡(luo)橋那樣位于海(hai)(hai)上腐蝕環境(jing)嚴酷(ku)而且不容易再(zai)涂漆(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)重(zhong)要橋梁(liang)上,進行重(zhong)防(fang)蝕涂漆(qi)(qi)(qi)(qi)極力延長再(zai)涂漆(qi)(qi)(qi)(qi)間隔,或者在(zai)(zai)(zai)一般環境(jing)下為(wei)了(le)回避正式(shi)的(de)(de)(de)再(zai)涂漆(qi)(qi)(qi)(qi),在(zai)(zai)(zai)能(neng)夠適(shi)用的(de)(de)(de)地(di)區(qu)盡可(ke)能(neng)使用無(wu)涂漆(qi)(qi)(qi)(qi)耐(nai)候(hou)鋼。擴(kuo)大耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)無(wu)涂漆(qi)(qi)(qi)(qi)使用,實現正規化(hua)的(de)(de)(de)條件,經(jing)過(guo)上述過(guo)程可(ke)以說已經(jing)充分具備。可(ke)是裸露耐(nai)候(hou)鋼目前的(de)(de)(de)性能(neng),使它在(zai)(zai)(zai)沿海(hai)(hai)地(di)區(qu)用于橋梁(liang)建筑的(de)(de)(de)使用仍(reng)(reng)受到限制。解釋清楚氯化(hua)物惡劣影響的(de)(de)(de)本質,或者在(zai)(zai)(zai)確立其相應對策(ce)等方面仍(reng)(reng)需(xu)要努力。耐(nai)候(hou)鋼應用進一步發展的(de)(de)(de)課(ke)題已詳(xiang)細地(di)歸納(na)在(zai)(zai)(zai)腐蝕防(fang)蝕協(xie)會所設置(zhi)的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼技術(shu)分會的(de)(de)(de)報告書[1994年(nian)(平成(cheng)6年(nian))]中。