鋼橋(qiao)(qiao)和混凝(ning)土(tu)橋(qiao)(qiao)各占現代橋(qiao)(qiao)梁(道路橋(qiao)(qiao)、鐵道橋(qiao)(qiao))的(de)(de)(de)一(yi)半。鋼橋(qiao)(qiao)雖然在品(pin)質、重(zhong)(zhong)量(liang)輕、施工(gong)性(xing)(xing)、對(dui)大(da)跨度的(de)(de)(de)適用(yong)性(xing)(xing)、重(zhong)(zhong)新修(xiu)復的(de)(de)(de)難度、色彩及形狀的(de)(de)(de)美觀等許(xu)多(duo)方面有優越性(xing)(xing),可是(shi)其缺點是(shi)需要涂防蝕漆,在維(wei)修(xiu)管理上需要很多(duo)的(de)(de)(de)費(fei)用(yong)。大(da)略(lve)估計每一(yi)次重(zhong)(zhong)新涂漆所需費(fei)用(yong)占橋(qiao)(qiao)梁上部工(gong)程建(jian)設費(fei)的(de)(de)(de)1/10。
在(zai)1960年(nian)(nian)以(yi)前(昭(zhao)和30年(nian)(nian)代(dai)前期),日本(ben)的(de)(de)橋梁(liang)或陸上結構物的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi),是(shi)把油(you)性防銹(xiu)(xiu)涂(tu)(tu)(tu)料(普通鉛丹漆(qi)(qi))作(zuo)為(wei)底(di)漆(qi)(qi),把長(chang)油(you)性醇酸樹脂系涂(tu)(tu)(tu)料(普通長(chang)油(you)性苯二酸樹脂涂(tu)(tu)(tu)料)作(zuo)為(wei)中層漆(qi)(qi)、上層漆(qi)(qi),在(zai)現場使(shi)用(yong)(yong)動力工具(ju)除去銹(xiu)(xiu)或氧化鐵皮(pi)后(hou)(hou)進行涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因為(wei)涂(tu)(tu)(tu)料落后(hou)(hou)而且基(ji)底(di)處(chu)理非(fei)常(chang)(chang)不(bu)充分(fen),在(zai)腐蝕(shi)性大(da)的(de)(de)工業(ye)地區(qu)、城(cheng)市、海岸,每隔數年(nian)(nian)需(xu)要(yao)重新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(nian)(nian)(昭(zhao)和30年(nian)(nian)代(dai)后(hou)(hou)期),已將噴砂機或噴砂打(da)光(guang)機用(yong)(yong)于(yu)基(ji)底(di)處(chu)理,延長(chang)了(le)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)壽命,可是(shi)仍(reng)需(xu)要(yao)頻(pin)繁地重新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因此耐候鋼的(de)(de)裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)不(bu)需(xu)要(yao)維修就非(fei)常(chang)(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(nai)候鋼(gang)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)應(ying)具有延長涂(tu)(tu)漆(qi)層壽命(ming)的(de)(de)效果(guo),或(huo)者確保(bao)漆(qi)層老(lao)化之(zhi)后到重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)之(zhi)前不(bu)出問(wen)題。總之(zhi),為了(le)能夠(gou)延長再涂(tu)(tu)漆(qi)時間,耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)在較早以前已經開始了(le)。最早是(shi)(shi)于(yu)1963年(nian)(昭(zhao)(zhao)和38年(nian))完成(cheng)的(de)(de)東海道新干(gan)線長良川橋梁(liang)(liang)。如果(guo)根據耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)需要量統計橋梁(liang)(liang)用(yong)的(de)(de)數量時,在不(bu)分裸露(lu)使(shi)用(yong)或(huo)者銹穩(wen)定化處理使(shi)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)1968~1974年(nian)(昭(zhao)(zhao)和43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)用(yong)量為4~6萬(wan)(wan)t(平均約5萬(wan)(wan)t)(參照圖2-4),所以這期間的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)日(ri)本(ben)國內使(shi)用(yong)量約為15萬(wan)(wan)噸(dun),其中1/3是(shi)(shi)涂(tu)(tu)漆(qi)橋梁(liang)(liang)。

鋼鐵公(gong)司為(wei)了進行耐候鋼的性能研究和(he)商品(pin)示范,在公(gong)司工(gong)廠(chang)的占地內,建設了把涂漆(qi)部分(fen)和(he)裸露部分(fen)分(fen)開使用的實用橋(qiao)(qiao)梁。川崎(qi)制鐵所(suo)內的知多2號(hao)橋(qiao)(qiao)[1967年(nian)(昭和(he)42年(nian))竣工(gong),單純(chun)(chun)合(he)(he)成(cheng)梁橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山鐵所(suo)內的第一座國橋(qiao)(qiao)[昭和(he)44年(nian)竣工(gong),單純(chun)(chun)I梁橋(qiao)(qiao)-連續I梁橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長472m]、新日鐵制鐵所(suo)內的黑金橋(qiao)(qiao)[1973年(nian)(昭和(he)48年(nian))竣工(gong)、單純(chun)(chun)合(he)(he)成(cheng)I梁橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長218m]就是典型的例子。
根據需要耐候鋼(gang)在橋梁上的(de)銹(xiu)穩定化處理使(shi)用和(he)同種鋼(gang)的(de)裸露使(shi)用,分別于1972年(nian)(nian)(昭和(he)47年(nian)(nian))、1977年(nian)(nian)(昭和(he)52年(nian)(nian))相繼開始。表2-6 示出了最(zui)初約10年(nian)(nian)間的(de)訂貨業績。

日(ri)本于1973年(nian)(nian)(昭和(he)(he)48年(nian)(nian))遭受到第一(yi)次石油危機,1975年(nian)(nian)以后(昭和(he)(he)50年(nian)(nian)代)進(jin)入經濟低增(zeng)(zeng)長時期。在這之前(qian)的(de)(de)高增(zeng)(zeng)長時期,日(ri)本的(de)(de)道路(lu)總延長度增(zeng)(zeng)長很(hen)快,與(yu)此同時道路(lu)橋的(de)(de)數量急(ji)劇增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)。進(jin)入低增(zeng)(zeng)長時期之后其維持管(guan)理費(fei)、特別是補修(xiu)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)和(he)(he)再涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)費(fei)用成(cheng)了很(hen)大的(de)(de)負(fu)擔,耐候鋼的(de)(de)無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使用又重新被評(ping)價.這就是表2-6的(de)(de)橋梁(liang)訂貨業績中無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)件數或鋼重量急(ji)劇增(zeng)(zeng)加(jia)(jia)的(de)(de)原因(yin)。
反(fan)映(ying)這種情況的(de)(de)(de)事實是于20世紀(ji)70年(nian)代(昭(zhao)和50年(nian)代)前期在(zai)(zai)相(xiang)關團體(ti)(ti)內大力(li)開(kai)展了(le)無(wu)(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)耐候鋼(gang)(gang)(gang)材應用(yong)(yong)方法(fa)的(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)。這些(xie)團體(ti)(ti)有土(tu)木學會鋼(gang)(gang)(gang)材規格(ge)專業委員(yuan)會、日本鋼(gang)(gang)(gang)構(gou)造協會防銹(xiu)防蝕專業委員(yuan)會、日本橋(qiao)梁(liang)建設協會耐候性橋(qiao)梁(liang)委員(yuan)會、北(bei)海道土(tu)木對(dui)耐候鋼(gang)(gang)(gang)不進(jin)(jin)行正規的(de)(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi),在(zai)(zai)裸(luo)露狀態或者進(jin)(jin)行穩定化處理后用(yong)(yong)的(de)(de)(de)場合,“無(wu)(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)”這一(yi)術語已被廠家使用(yong)(yong),現在(zai)(zai)用(yong)(yong)該術語的(de)(de)(de)人相(xiang)當多。1983年(nian)(昭(zhao)和58年(nian))訂(ding)正的(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)說明中(zhong)也照(zhao)樣使用(yong)(yong)。技術會鋼(gang)(gang)(gang)道路(lu)(lu)橋(qiao)研(yan)究(jiu)(jiu)委員(yuan)會、阪神高速道路(lu)(lu)公團等。這些(xie)團體(ti)(ti)專門詳細(xi)(xi)地研(yan)究(jiu)(jiu)了(le)氣(qi)象條件(jian)(jian)和無(wu)(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)適用(yong)(yong)性、對(dui)放置構(gou)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)腐蝕條件(jian)(jian)和詳細(xi)(xi)結構(gou)的(de)(de)(de)設計技巧、允許腐蝕率、疲勞、高強(qiang)度螺栓及摩擦接合部的(de)(de)(de)防蝕、焊接施工法(fa)、防止銹(xiu)對(dui)周圍污(wu)染的(de)(de)(de)措施、維修(xiu)管(guan)理方法(fa)等許多技術問題。
作(zuo)為重點詳細(xi)研究過的(de)(de)問題之(zhi)一是(shi),在耐候(hou)鋼的(de)(de)很寬(kuan)的(de)(de)規(gui)格成分范圍內,合(he)金元素(su)的(de)(de)配人量與焊(han)(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(xiao)的(de)(de)Cu、Cr等(deng)元素(su)的(de)(de)添(tian)(tian)加量當(dang)然可(ke)以增加耐候(hou)性(xing)(xing),對無涂(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)有(you)利(li),可(ke)是(shi)對焊(han)(han)接性(xing)(xing)不(bu)利(li).以前(qian)涂(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)的(de)(de)鋼常常是(shi)把添(tian)(tian)加元素(su)添(tian)(tian)加量控制在下限(xian),然而不(bu)能無涂(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)。耐候(hou)性(xing)(xing)和焊(han)(han)接性(xing)(xing)二者如(ru)何(he)選擇(ze),用(yong)戶之(zhi)間曾經進行過激烈的(de)(de)討(tao)論。如(ru)果在高(gao)速發(fa)展的(de)(de)時(shi)代,也(ye)許已經停止了無涂(tu)(tu)漆使(shi)用(yong),可(ke)是(shi)因為涂(tu)(tu)漆的(de)(de)維修管理(li)費用(yong)很大,所以沒(mei)有(you)那樣做。
歸納(na)起來說:“應(ying)該(gai)大力推進無涂漆使用(yong)(yong),為(wei)了充分發揮(hui)耐候性(xing)高成分系耐候鋼是(shi)不可(ke)缺少(shao)的。高成分系耐候鋼的焊接(jie)雖然在(zai)橋梁建設(she)上實績較少(shao),可(ke)是(shi)已(yi)經(jing)基本改善了鋼材(cai)的焊接(jie)性(xing)。在(zai)海洋(yang)結構物上,比耐候鋼更難焊接(jie)的686MPa、784MPa級(ji)已(yi)經(jing)在(zai)日常作(zuo)業(ye)上運用(yong)(yong)自(zi)如(ru)。因此,如(ru)果能充分照(zhao)顧(gu)到焊接(jie)性(xing),制定焊接(jie)條件并充分地進行作(zuo)業(ye)管理,是(shi)可(ke)行的。”
與此(ci)相關,訂(ding)貨規格不是(shi)JIS標準,在(zai)成(cheng)分(fen)范圍很寬(kuan)的(de)JIS標準的(de)范圍內為(wei)了(le)確認高成(cheng)分(fen)系,還要根(gen)據無涂漆(qi)使(shi)用(yong)高成(cheng)分(fen)系的(de)各鋼(gang)材廠家的(de)商(shang)品名,這一不正常(chang)的(de)狀態延續了(le)一段時間。北(bei)海道(dao)土木技(ji)術(shu)委員(yuan)會鋼(gang)道(dao)路橋研究委員(yuan)會于1949年(nian)(昭和54年(nian))4月(yue)制定的(de)“北(bei)海道(dao)鋼(gang)道(dao)路橋的(de)設計及施工(gong)指(zhi)南”中規定了(le)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)無涂漆(qi)使(shi)用(yong),這個文件作為(wei)日本(ben)最初的(de)文件引起(qi)了(le)注(zhu)目(mu),它把適合(he)無涂漆(qi)使(shi)用(yong)成(cheng)分(fen)系的(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)命名為(wei)“特殊耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)”加(jia)以區別。
這(zhe)一(yi)問題于1983年(nian)(昭(zhao)和58年(nian))的JIS G3114修改(gai)中,通過把該標準的對(dui)象鋼(gang)細(xi)分為無涂(tu)漆(qi)用(yong)(W)和涂(tu)漆(qi)用(yong)(P)已經(jing)得(de)到(dao)解決。在JIS中對(dui)這(zhe)一(yi)修改(gai)作了如下的說明。
現行(xing)(xing)JIS G3114是匯總(zong)了當時流(liu)通的(de)(de)(de)同類鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵廠家的(de)(de)(de)標準制(zhi)定的(de)(de)(de),是對(dui)本鋼(gang)(gang)材(cai)主要特性耐候(hou)性有(you)貢獻(xian)的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)規定值及規定范(fan)圍比(bi)較寬松的(de)(de)(de)標準。本鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)(de)(de)使(shi)用方(fang)法(fa),有(you)從焊接性考慮犧牲一定的(de)(de)(de)耐候(hou)性涂漆使(shi)用的(de)(de)(de)場(chang)合(he),也(ye)有(you)作(zuo)為原(yuan)來的(de)(de)(de)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材(cai)以裸態(tai)或者進行(xing)(xing)銹穩定化(hua)處理后(hou)使(shi)用的(de)(de)(de)場(chang)合(he),按照(zhao)使(shi)用的(de)(de)(de)實(shi)際情況,現在(zai)同時有(you)兩(liang)種鋼(gang)(gang)在(zai)流(liu)通。因為這兩(liang)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分都在(zai)現行(xing)(xing)標準的(de)(de)(de)規定范(fan)圍內,可能會(hui)在(zai)流(liu)通面上發生(sheng)混亂,所以作(zuo)出了應按照(zhao)實(shi)際情況對(dui)JIS G3114進行(xing)(xing)修改的(de)(de)(de)結論(lun)。
隨著這一(yi)修(xiu)改,用各公司的(de)(de)商品名進行訂(ding)貨的(de)(de)事幾乎(hu)沒(mei)有了(le)。JIS標準(zhun)的(de)(de)修(xiu)改起了(le)多大作用雖(sui)然還(huan)不清楚,可是從這時(shi)開始(shi)在橋梁(liang)(liang)上裸(luo)露使用的(de)(de)實際(ji)急(ji)劇增加(jia)。圖2-9示出(chu)了(le)按年度(du)裸(luo)露耐候(hou)鋼(gang)橋梁(liang)(liang)的(de)(de)訂(ding)貨件數(shu)和重(zhong)量的(de)(de)變遷。請注意不是按累計(ji)而(er)是按年度(du)統(tong)計(ji),并且在該統(tong)計(ji)中沒(mei)有包括H型鋼(gang)橋梁(liang)(liang)及穩定化處理的(de)(de)鋼(gang)橋。

正(zheng)如從(cong)前面的(de)(de)表2-6所(suo)知道的(de)(de)那樣,耐候鋼最(zui)初以銹穩定(ding)化(hua)處理(li)開(kai)(kai)始的(de)(de)無涂漆(qi)使用(yong)(yong)(yong),在(zai)5年(nian)后(hou)開(kai)(kai)始采用(yong)(yong)(yong)裸(luo)露使用(yong)(yong)(yong)之后(hou)的(de)(de)3年(nian)中(zhong)遠(yuan)比裸(luo)露使用(yong)(yong)(yong)量多,可(ke)是在(zai)1980年(nian)(昭和55年(nian))裸(luo)露使用(yong)(yong)(yong)量突然(ran)增(zeng)加使二(er)者(zhe)的(de)(de)數量大致接近(jin),現在(zai)其比率正(zheng)在(zai)降低.如果(guo)裸(luo)露使用(yong)(yong)(yong)時的(de)(de)性能可(ke)靠的(de)(de)話,則(ze)是由于原來的(de)(de)經濟上的(de)(de)原因所(suo)致。北(bei)海道土(tu)木技術委員會的(de)(de)指南(前述(shu))在(zai)1989年(nian)(平成元年(nian))的(de)(de)訂(ding)正(zheng)中(zhong)只把裸(luo)露使用(yong)(yong)(yong)進(jin)行了規(gui)定(ding),并且在(zai)1991年(nian)(平成3年(nian))的(de)(de)道路橋示方書中(zhong)也做了同樣的(de)(de)規(gui)定(ding)。
但是,銹穩定(ding)化(hua)處理(li)(li)的(de)需要依(yi)然(ran)存(cun)在(zai),在(zai)1980年(昭和55年)以(yi)前大概只有一個公司·推出了銹穩定(ding)化(hua)處理(li)(li)的(de)新的(de)處理(li)(li)方法(fa)(fa)。傳統(tong)的(de)方法(fa)(fa)原則上(shang)是把拿到(dao)表面處理(li)(li)工(gong)廠的(de)構件進行處理(li)(li)之(zhi)后搬運到(dao)現場的(de)方法(fa)(fa),而新方法(fa)(fa)的(de)特征是能夠在(zai)構件加工(gong)工(gong)廠或現場和通常(chang)的(de)橋(qiao)梁(liang)涂漆(qi)一樣地進行處理(li)(li)。包(bao)括傳統(tong)方法(fa)(fa)在(zai)內(nei),這些處理(li)(li)方法(fa)(fa)除了在(zai)一般橋(qiao)梁(liang)上(shang)使用之(zhi)外(wai),也多用于小型H型橋(qiao)梁(liang)或橋(qiao)梁(liang)以(yi)外(wai)的(de)結構物。
在耐候鋼裸露使(shi)用(yong)急劇增加的(de)(de)背景上(shang)存在著無需(xu)維修這一社(she)會經(jing)濟(ji)上(shang)的(de)(de)需(xu)求,加上(shang)由前述的(de)(de)各團體委員會所(suo)開展(zhan)的(de)(de)應用(yong)技術的(de)(de)討(tao)論,由橋梁廠家所(suo)進(jin)行(xing)的(de)(de)應用(yong)技術、設計施工法(fa)的(de)(de)開發,以及(ji)如圖(tu)2-8所(suo)示的(de)(de)由于環(huan)境限制的(de)(de)成果,大氣中二氧化硫濃度已(yi)降低,具備了使(shi)裸露使(shi)用(yong)更容易進(jin)行(xing)的(de)(de)各種有利的(de)(de)因(yin)素。
1979年(昭和54年)9月(yue)21日至10月(yue)8日,以(yi)當(dang)時(shi)國鐵鐵道技術研究所結構物(wu)研究室阿部英彥。為團長(chang)的(de)(de)(de)18人組成的(de)(de)(de)美(mei)(mei)國、加(jia)拿大(da)橋(qiao)梁(liang)(liang)技術調(diao)查團(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和基(ji)(ji)礎》雜志策劃,成員包括(kuo)鋼(gang)(gang)鐵公(gong)(gong)司、橋(qiao)梁(liang)(liang)建(jian)設公(gong)(gong)司及橋(qiao)梁(liang)(liang)所有(you)者等)赴北(bei)美(mei)(mei)考察了(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材(cai)在(zai)無涂(tu)漆橋(qiao)梁(liang)(liang)上的(de)(de)(de)實(shi)(shi)際使用情(qing)況,調(diao)查了(le)許多裸露(lu)使用的(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)(liang),聽取了(le)鋼(gang)(gang)材(cai)廠家、高(gao)速道路局等方面的(de)(de)(de)見解(jie),將其結果寫成報(bao)告書(shu)[71]發表(biao)。報(bao)告書(shu)總(zong)結了(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)在(zai)美(mei)(mei)國裸露(lu)使用基(ji)(ji)本(ben)成功(gong)的(de)(de)(de)事(shi)實(shi)(shi)、需要注意(yi)的(de)(de)(de)幾個問題(ti)及一部分人的(de)(de)(de)批評意(yi)見等,這對日本(ben)耐候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)裸露(lu)使用曾(ceng)經有(you)過促(cu)進(jin)效(xiao)果。
最后的(de)(de)問(wen)題是環境中(zhong)的(de)(de)海(hai)(hai)鹽粒(li)子對銹(xiu)層(ceng)穩定(ding)化的(de)(de)惡劣影(ying)(ying)(ying)響,即海(hai)(hai)鹽粒(li)子在(zai)(zai)大氣(qi)中(zhong)的(de)(de)濃度或者(zhe)在(zai)(zai)鋼表面上(shang)的(de)(de)附著量在(zai)(zai)什么程度以(yi)(yi)(yi)(yi)下,耐(nai)(nai)候鋼才可以(yi)(yi)(yi)(yi)裸(luo)露(lu)使用(yong)。當(dang)SO.的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響不是很大時,海(hai)(hai)鹽粒(li)子的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響就(jiu)成為了最大的(de)(de)問(wen)題。在(zai)(zai)以(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)所敘述的(de)(de)北海(hai)(hai)道土木技術會的(de)(de)指南中(zhong)規定(ding)為“在(zai)(zai)離海(hai)(hai)岸200m的(de)(de)區(qu)域(yu)內(nei)因(yin)大氣(qi)中(zhong)海(hai)(hai)鹽粒(li)子的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響腐(fu)(fu)蝕(shi)量大”,“推斷腐(fu)(fu)蝕(shi)減厚在(zai)(zai)兩面超過0.4mm以(yi)(yi)(yi)(yi)上(shang)的(de)(de)場合,應考慮對腐(fu)(fu)蝕(shi)減厚進行設計”的(de)(de)考慮方法,并(bing)且,在(zai)(zai)1981年(昭和56年)該會的(de)(de)“北海(hai)(hai)道耐(nai)(nai)候鋼材(cai)裸(luo)露(lu)使用(yong)的(de)(de)道路橋的(de)(de)設計及施工指南”中(zhong),把(ba)離海(hai)(hai)岸2km以(yi)(yi)(yi)(yi)內(nei)的(de)(de)地區(qu)規定(ding)為由海(hai)(hai)鹽粒(li)子引起(qi)的(de)(de)大氣(qi)腐(fu)(fu)蝕(shi)影(ying)(ying)(ying)響嚴重的(de)(de)環境。
另外(wai),U.S.Steel公司以(yi)前也曾規定必須(xu)離開海岸(an)240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和(he)56年),由于(yu)擔心在(zai)不適(shi)當地區耐(nai)候(hou)鋼無涂(tu)(tu)漆使(shi)用會發生(sheng)問(wen)題,建設(she)省土木研究所(suo)和(he)橋梁(liang)建設(she)協會及鋼材俱樂部(bu)共(gong)同(tong)開始了“關于(yu)耐(nai)候(hou)鋼材在(zai)橋梁(liang)上(shang)適(shi)用性的(de)(de)(de)共(gong)同(tong)研究”。其最大(da)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)在(zai)于(yu)關注從海上(shang)飛來(lai)鹽分的(de)(de)(de)影響,從而具體(ti)地確定無涂(tu)(tu)漆耐(nai)候(hou)鋼能(neng)夠適(shi)用的(de)(de)(de)地區。
為此,把耐候鋼及碳素鋼的(de)試片安裝(zhuang)在全(quan)國(guo)41個地(di)方(fang)已有(you)的(de)道路橋上(shang)進行了9年(nian)的(de)暴曬(shai)試驗。考慮到對銹層(ceng)的(de)穩定化最不利的(de)沒有(you)雨水(shui)洗凈效(xiao)果的(de)部(bu)位(wei)的(de)腐蝕(shi)狀態在實用(yong)上(shang)的(de)重要性,把試片垂直和水(shui)平(ping)安裝(zhuang)在內(nei)梁部(bu)分。試驗環(huan)境(jing)包括海岸、工業(ye)、城市(shi)、田園和高山,并充(chong)分地(di)進行了環(huan)境(jing)中(zhong)的(de)氯離子(zi)、二氧(yang)化硫的(de)測定。
1987年(nian)(昭和62年(nian)),上述部門根據以(yi)前的數據,作(zuo)為(wei)中(zhong)(zhong)間報告編(bian)寫了(le)“無涂漆(qi)耐候鋼橋(qiao)梁的設計(ji)、施工要領(草案(an)(an))”。在(zai)該(gai)草案(an)(an)中(zhong)(zhong),把(ba)受飛來(lai)鹽(yan)粒子(zi)的影響(xiang)大、不適合耐候鋼材或無涂漆(qi)使用的地區定(ding)為(wei):(1)沖繩全(quan)域;(2)日本海沿(yan)(yan)岸(an)以(yi)及面向外洋(yang)的其他(ta)沿(yan)(yan)岸(an)。把(ba)50年(nian)后的板(ban)(ban)厚減(jian)少量(liang)小于0.4mm定(ding)為(wei)基準,第(di)3年(nian)的板(ban)(ban)厚減(jian)少量(liang)超過0.2mm的場合以(yi)及發生了(le)銹(xiu)層剝(bo)離(li)的場合,判定(ding)為(wei)不適合使用。該(gai)草案(an)(an)還對容易生成(cheng)穩定(ding)銹(xiu)層的橋(qiao)梁的設計(ji)、結構(gou)細節(jie)、高強度螺栓、焊接材料等進行了(le)闡述。
這項(xiang)共同研究的暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan),在(zai)第(di)9年(nian)試(shi)(shi)片回收及結(jie)束研究后,于1989年(nian)(平成(cheng)元年(nian))的報告書中把(ba)(ba)設計(ji)、施工要領(草案)進行了(le)重新規定(ding)(ding),在(zai)該(gai)草案中明(ming)確地標明(ming)了(le)無涂(tu)漆耐候鋼能(neng)夠適用的地區。判(pan)定(ding)(ding)基(ji)準(zhun)的基(ji)礎是用所規定(ding)(ding)的方法測(ce)定(ding)(ding)的飛來鹽粒(li)子的量(liang)(liang),把(ba)(ba)它(ta)換算成(cheng)NaCl的氯(lv)離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)為(wei)允許限。這個量(liang)(liang)是根據(ju)在(zai)日本41座橋的暴(bao)(bao)曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)中銹層(ceng)沒有發生層(ceng)狀剝離,并且根據(ju)9年(nian)的試(shi)(shi)驗(yan)(yan)結(jie)果推斷50年(nian)后的板厚減量(liang)(liang)不超過(guo)0.3mm而決(jue)定(ding)(ding)的。
可是(shi),飛來(lai)(lai)鹽(yan)粒(li)子量每年發生變化,在(zai)(zai)測定(ding)時(shi)需要(yao)時(shi)間(jian)且相(xiang)當麻煩,在(zai)(zai)表2-7上標出的(de)(de)地區,規定(ding)為省略飛來(lai)(lai)鹽(yan)粒(li)子量的(de)(de)測定(ding)、可以(yi)無涂漆(qi)使用耐候鋼的(de)(de)地區。從北海道到北陸面向日(ri)本海的(de)(de)所謂鹽(yan)害地帶離(li)海岸線必須超過20km,然而在(zai)(zai)其(qi)他的(de)(de)海岸因地域而異可以(yi)離(li)開1~5km。

在上(shang)述(shu)的共同研究中,除了全國41座橋(qiao)的暴(bao)曬(shai)(shai)試驗(yan)(yan)(yan)以(yi)外,試驗(yan)(yan)(yan)還包(bao)括沿著(zhu)信(xin)濃河進行(xing)的不同離(li)(li)岸距離(li)(li)所設置(zhi)的大(da)型暴(bao)曬(shai)(shai)試驗(yan)(yan)(yan)體(一(yi)種模型結構物)不同結構部(bu)位銹(xiu)層穩定(ding)化行(xing)為和(he)氯離(li)(li)子濃度影(ying)響試驗(yan)(yan)(yan)、焊縫部(bu)位銹(xiu)穩定(ding)化狀(zhuang)況試驗(yan)(yan)(yan)、耐候性高強度螺栓暴(bao)曬(shai)(shai)試驗(yan)(yan)(yan)等。
除了(le)上(shang)述(shu)的(de)(de)設(she)計、施工要領(案(an)(an))以外,在(zai)1991年(平成(cheng)3年)制(zhi)訂了(le)“無涂漆(qi)橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)檢(jian)修要領(案(an)(an))”,給出了(le)檢(jian)修項目(mu)、檢(jian)修頻度以及檢(jian)修結(jie)(jie)(jie)果(guo)記錄等。特(te)別具體地提(ti)出了(le)用目(mu)視判(pan)斷層(ceng)(ceng)狀(zhuang)剝離銹(xiu)的(de)(de)判(pan)定法(fa),也(ye)敘述(shu)了(le)發現(xian)這類(lei)層(ceng)(ceng)狀(zhuang)剝離銹(xiu)時的(de)(de)應對措施。并且,在(zai)其他(ta)的(de)(de)報告書中,針對盡可能減少泥(ni)與垃圾的(de)(de)堆積、滯水與結(jie)(jie)(jie)露、橋(qiao)面漏水與水路形成(cheng)等對銹(xiu)層(ceng)(ceng)穩定化有(you)惡劣(lie)影(ying)響因素的(de)(de)各種結(jie)(jie)(jie)構的(de)(de)優缺點(dian),歸納了(le)已有(you)的(de)(de)無涂漆(qi)耐候鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)觀察(cha)結(jie)(jie)(jie)果(guo)。
經過以上過程(cheng),耐(nai)候(hou)鋼在(zai)(zai)橋(qiao)梁上的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)增(zeng)大(da)了(le)裸露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)比率(lv)。將(jiang)表2-6及表2-4的(de)(de)(de)(de)數(shu)據加(jia)(jia)(jia)上其他情報或推測,把從(cong)1968年(nian)(nian)(昭和43年(nian)(nian))到(dao)(dao)(dao)最(zui)(zui)(zui)近(jin)的(de)(de)(de)(de)裸露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)、銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)穩定化使(shi)用(yong)(yong)及涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)比率(lv)歷年(nian)(nian)來變(bian)(bian)化的(de)(de)(de)(de)情況(kuang)進行了(le)總(zong)結,并示(shi)于表2-8.日本國內橋(qiao)梁用(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)訂貨量,在(zai)(zai)這期間平均每(mei)(mei)年(nian)(nian)約45,000t(最(zui)(zui)(zui)大(da)約62,000t,最(zui)(zui)(zui)小(xiao)約27,000t),雖然每(mei)(mei)年(nian)(nian)都有變(bian)(bian)動(dong)可是從(cong)長期來看變(bian)(bian)動(dong)很小(xiao),其中涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)在(zai)(zai)1968年(nian)(nian)(昭和43年(nian)(nian))曾(ceng)經是100%,到(dao)(dao)(dao)最(zui)(zui)(zui)近(jin)已逐漸減少到(dao)(dao)(dao)10%,無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)卻(que)(que)明(ming)顯增(zeng)加(jia)(jia)(jia),并且無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)在(zai)(zai)開始的(de)(de)(de)(de)70年(nian)(nian)代(dai)前(qian)(qian)期(昭和40年(nian)(nian)代(dai)后期)全部是銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)穩定化處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼,在(zai)(zai)70年(nian)(nian)代(dai)后期(昭和50年(nian)(nian)代(dai)前(qian)(qian)期)開始的(de)(de)(de)(de)裸露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼增(zeng)加(jia)(jia)(jia)到(dao)(dao)(dao)80年(nian)(nian)代(dai)前(qian)(qian)期(昭和50年(nian)(nian)代(dai)后期)的(de)(de)(de)(de)同等(deng)程(cheng)度,以后銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)穩定化處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)有減少的(de)(de)(de)(de)傾(qing)向,相反裸露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)卻(que)(que)增(zeng)加(jia)(jia)(jia)了(le)。現在(zai)(zai)以橋(qiao)梁數(shu)為(wei)基數(shu),估計裸露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是2/3、銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)穩定化處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是1/5、涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是1/10。

如圖2-10所示,1980年(昭和55年)以(yi)后(hou)在橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)用鋼材上(shang)耐候(hou)鋼所占的重量比(bi)在5%~7%之間(jian)變動,并且,30m以(yi)上(shang)的新設(she)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)中,以(yi)各種表面狀(zhuang)態使用耐候(hou)鋼的橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)數在10%以(yi)上(shang),最近(jin)接近(jin)20%。

在被視(shi)為(wei)是(shi)一國活(huo)力的基礎,是(shi)維(wei)持發展(zhan)經濟活(huo)動或(huo)豐富國民(min)生活(huo)不(bu)可缺少的公(gong)共設施中(zhong),橋梁可以說是(shi)公(gong)路(lu)或(huo)鐵路(lu)的中(zhong)樞,健(jian)全地進行(xing)維(wei)護極為(wei)重要,決不(bu)能再踏“荒廢中(zhong)的美國”的覆轍。
日本的(de)(de)公(gong)共設施主要是在(zai)高度成(cheng)長時期(qi)(qi)以后建設的(de)(de),比較新,沒有(you)太大的(de)(de)老化(hua)問題(ti),而(er)(er)且一直在(zai)進(jin)行(xing)充分(fen)的(de)(de)維(wei)修管(guan)(guan)理。可是進(jin)入回避(bi)3K(臟(zang)、累、危險)、高齡化(hua)的(de)(de)時代,今后如何做(zuo)到不維(wei)修、健全地(di)保持(chi)社會(hui)(hui)資本則成(cheng)為(wei)問題(ti)。鋼橋(qiao)的(de)(de)維(wei)修、管(guan)(guan)理中最(zui)關鍵的(de)(de)涂(tu)漆(qi)是典型(xing)的(de)(de)3K作業,加上從前的(de)(de)經濟問題(ti),會(hui)(hui)出現勞動(dong)力嚴(yan)重不足。根(gen)據測算,如果(guo)把本四連(lian)絡橋(qiao)、神戶(hu)-鳴門路(lu)線4橋(qiao)(竣工(gong)(gong)時)以8年為(wei)周期(qi)(qi)進(jin)行(xing)換(huan)漆(qi),必(bi)(bi)須(xu)經常配備(bei)138~202名涂(tu)漆(qi)技術工(gong)(gong)人(基材調整(zheng)除外),只(zhi)要橋(qiao)存(cun)在(zai)就必(bi)(bi)須(xu)繼續(xu)進(jin)行(xing)涂(tu)漆(qi),這樣做(zuo)不是不可能而(er)(er)是不現實(shi)。因(yin)此,本四連(lian)絡橋(qiao)等(deng)采用(yong)了(le)通過高級(ji)規格的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(重防(fang)蝕涂(tu)漆(qi))和頻(pin)繁(fan)的(de)(de)局部(bu)補修,沒有(you)采用(yong)正式的(de)(de)再(zai)涂(tu)漆(qi)的(de)(de)方針。
這樣以來,最近的鋼橋(qiao)防(fang)(fang)蝕方(fang)(fang)向有兩種情況:或(huo)者像在(zai)本四連絡橋(qiao)那樣位于(yu)海(hai)上(shang)(shang)腐蝕環境嚴酷而且不(bu)容易再涂漆(qi)的重(zhong)(zhong)要橋(qiao)梁(liang)上(shang)(shang),進行重(zhong)(zhong)防(fang)(fang)蝕涂漆(qi)極(ji)力延長(chang)再涂漆(qi)間隔(ge),或(huo)者在(zai)一般環境下(xia)為了回避正(zheng)式的再涂漆(qi),在(zai)能夠適(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的地區盡可(ke)能使用(yong)(yong)(yong)(yong)無涂漆(qi)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼。擴大耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼的無涂漆(qi)使用(yong)(yong)(yong)(yong),實現正(zheng)規化的條件(jian),經過(guo)上(shang)(shang)述過(guo)程可(ke)以說已(yi)(yi)經充分具備。可(ke)是裸露(lu)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼目(mu)前的性能,使它在(zai)沿(yan)海(hai)地區用(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)橋(qiao)梁(liang)建(jian)筑(zhu)的使用(yong)(yong)(yong)(yong)仍受到限制。解(jie)釋清楚(chu)氯化物(wu)惡劣影響(xiang)的本質,或(huo)者在(zai)確立(li)其(qi)相(xiang)應對策等方(fang)(fang)面仍需(xu)要努(nu)力。耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼應用(yong)(yong)(yong)(yong)進一步發展的課題(ti)已(yi)(yi)詳細地歸納在(zai)腐蝕防(fang)(fang)蝕協會所設置的耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼技術分會的報(bao)告書[1994年(平成6年)]中。

