鋼橋(qiao)和混凝土橋(qiao)各占現代橋(qiao)梁(道路(lu)橋(qiao)、鐵道橋(qiao))的(de)一半。鋼橋(qiao)雖(sui)然在(zai)(zai)品質、重(zhong)量輕、施工性、對大跨度的(de)適(shi)用性、重(zhong)新修復的(de)難(nan)度、色(se)彩(cai)及形狀(zhuang)的(de)美觀等許(xu)多方面有優越性,可是其(qi)缺(que)點是需(xu)要涂防(fang)蝕漆(qi)(qi),在(zai)(zai)維修管理(li)上(shang)需(xu)要很(hen)多的(de)費(fei)用。大略(lve)估計每一次重(zhong)新涂漆(qi)(qi)所(suo)需(xu)費(fei)用占橋(qiao)梁上(shang)部工程建設(she)費(fei)的(de)1/10。


 在1960年以(yi)前(昭(zhao)和(he)30年代(dai)前期),日本的橋梁或陸上結構物的涂(tu)漆(qi),是把油性(xing)(xing)(xing)防銹(xiu)涂(tu)料(普通鉛(qian)丹漆(qi))作為底(di)漆(qi),把長油性(xing)(xing)(xing)醇(chun)酸樹(shu)脂系涂(tu)料(普通長油性(xing)(xing)(xing)苯(ben)二酸樹(shu)脂涂(tu)料)作為中(zhong)層(ceng)漆(qi)、上層(ceng)漆(qi),在現場使用(yong)動(dong)力工具除去(qu)銹(xiu)或氧化鐵皮(pi)后進(jin)行涂(tu)漆(qi)。因為涂(tu)料落后而(er)且基底(di)處理非常不充分,在腐蝕性(xing)(xing)(xing)大的工業(ye)地區、城市、海岸,每隔數年需要(yao)(yao)重(zhong)新(xin)涂(tu)漆(qi)。1960~1965年(昭(zhao)和(he)30年代(dai)后期),已將噴砂機(ji)或噴砂打(da)光機(ji)用(yong)于基底(di)處理,延(yan)長了涂(tu)漆(qi)的壽命,可是仍需要(yao)(yao)頻繁地重(zhong)新(xin)涂(tu)漆(qi)。因此耐候鋼的裸露使用(yong)不需要(yao)(yao)維修就(jiu)非常具有吸引力。


 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(gang)的(de)涂漆(qi)使(shi)用(yong)應具有延長(chang)涂漆(qi)層(ceng)壽命的(de)效果(guo),或(huo)者確保(bao)漆(qi)層(ceng)老化之后到(dao)重新涂漆(qi)之前(qian)不出問題。總之,為了能夠延長(chang)再涂漆(qi)時(shi)間(jian),耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)涂漆(qi)使(shi)用(yong)在(zai)較早以前(qian)已經開始了。最早是于1963年(昭(zhao)和38年)完成的(de)東海道新干(gan)線長(chang)良川橋(qiao)(qiao)梁(liang)。如果(guo)根據耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)需要量(liang)統計橋(qiao)(qiao)梁(liang)用(yong)的(de)數(shu)量(liang)時(shi),在(zai)不分裸露使(shi)用(yong)或(huo)者銹穩定化處理使(shi)用(yong)鋼(gang)的(de)1968~1974年(昭(zhao)和43~49年),每年使(shi)用(yong)量(liang)為4~6萬(wan)(wan)t(平均約(yue)5萬(wan)(wan)t)(參照圖(tu)2-4),所(suo)以這期間(jian)的(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)日本國內使(shi)用(yong)量(liang)約(yue)為15萬(wan)(wan)噸,其中1/3是涂漆(qi)橋(qiao)(qiao)梁(liang)。


圖 3.jpg


 鋼(gang)鐵(tie)公司為(wei)了進行(xing)耐候鋼(gang)的(de)性(xing)能研(yan)究和(he)商品示范,在公司工(gong)廠的(de)占地內,建設了把涂漆部分和(he)裸露部分分開使用(yong)的(de)實用(yong)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)。川崎制鐵(tie)所(suo)內的(de)知多2號橋(qiao)(qiao)(qiao)[1967年(nian)(昭(zhao)和(he)42年(nian))竣工(gong),單(dan)(dan)純合成梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山鐵(tie)所(suo)內的(de)第一座國橋(qiao)(qiao)(qiao)[昭(zhao)和(he)44年(nian)竣工(gong),單(dan)(dan)純I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)-連續I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長472m]、新(xin)日鐵(tie)制鐵(tie)所(suo)內的(de)黑金橋(qiao)(qiao)(qiao)[1973年(nian)(昭(zhao)和(he)48年(nian))竣工(gong)、單(dan)(dan)純合成I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長218m]就是典型的(de)例子。


 根據需要耐候(hou)鋼在橋梁上(shang)的(de)銹穩定(ding)化處理(li)使用和同種鋼的(de)裸露使用,分別于(yu)1972年(nian)(昭和47年(nian))、1977年(nian)(昭和52年(nian))相繼(ji)開始(shi)。表2-6 示出了最初約10年(nian)間的(de)訂(ding)貨(huo)業績。


表 6.jpg


 日本于1973年(nian)(昭和(he)48年(nian))遭(zao)受到第一(yi)次石油危機(ji),1975年(nian)以(yi)后(hou)(昭和(he)50年(nian)代)進入經濟低(di)增長(chang)(chang)(chang)時期。在這(zhe)之前(qian)的高(gao)增長(chang)(chang)(chang)時期,日本的道路總延長(chang)(chang)(chang)度增長(chang)(chang)(chang)很快,與此同時道路橋的數量(liang)急(ji)劇增加(jia)。進入低(di)增長(chang)(chang)(chang)時期之后(hou)其維(wei)持管理費(fei)、特別是補修涂(tu)漆和(he)再涂(tu)漆的費(fei)用(yong)成了很大的負(fu)擔,耐候鋼的無涂(tu)漆使(shi)用(yong)又重(zhong)新被評價(jia).這(zhe)就(jiu)是表2-6的橋梁訂(ding)貨業績中無涂(tu)漆件數或(huo)鋼重(zhong)量(liang)急(ji)劇增加(jia)的原(yuan)因。


 反映這種情況(kuang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)事實(shi)是于20世(shi)紀70年代(dai)(昭(zhao)和50年代(dai))前期在相(xiang)關團(tuan)體(ti)內(nei)大(da)力開展了無(wu)涂漆(qi)耐(nai)候鋼(gang)(gang)材應用方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究。這些團(tuan)體(ti)有土木學會(hui)(hui)鋼(gang)(gang)材規格專業委員(yuan)(yuan)會(hui)(hui)、日本鋼(gang)(gang)構(gou)造協會(hui)(hui)防銹防蝕專業委員(yuan)(yuan)會(hui)(hui)、日本橋(qiao)(qiao)梁建設協會(hui)(hui)耐(nai)候性(xing)橋(qiao)(qiao)梁委員(yuan)(yuan)會(hui)(hui)、北海道(dao)土木對耐(nai)候鋼(gang)(gang)不(bu)進行正(zheng)(zheng)規的(de)(de)(de)(de)(de)(de)涂漆(qi),在裸(luo)露狀態或者(zhe)進行穩(wen)定化處理后用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,“無(wu)涂漆(qi)使用”這一術語(yu)已被廠(chang)家使用,現在用該術語(yu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)人相(xiang)當多(duo)(duo)。1983年(昭(zhao)和58年)訂正(zheng)(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)(de)(de)(de)說明(ming)中也照樣(yang)使用。技術會(hui)(hui)鋼(gang)(gang)道(dao)路橋(qiao)(qiao)研(yan)究委員(yuan)(yuan)會(hui)(hui)、阪神高速(su)道(dao)路公(gong)團(tuan)等(deng)。這些團(tuan)體(ti)專門詳細(xi)(xi)地(di)研(yan)究了氣象條件(jian)和無(wu)涂漆(qi)使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)適用性(xing)、對放置構(gou)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)腐蝕條件(jian)和詳細(xi)(xi)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計技巧、允許(xu)腐蝕率(lv)、疲勞、高強度螺栓及(ji)摩擦接合部的(de)(de)(de)(de)(de)(de)防蝕、焊(han)接施工(gong)法(fa)(fa)、防止(zhi)銹對周(zhou)圍污染(ran)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)措施、維修管理方法(fa)(fa)等(deng)許(xu)多(duo)(duo)技術問題。


 作為重點詳細研究(jiu)過(guo)的(de)(de)問題之一是(shi),在耐(nai)(nai)候鋼的(de)(de)很寬的(de)(de)規格成分范圍(wei)內(nei),合金元素的(de)(de)配人量與焊接(jie)性(xing)、耐(nai)(nai)候性(xing)的(de)(de)關(guan)系(xi)。提高對(dui)耐(nai)(nai)候性(xing)有效(xiao)的(de)(de)Cu、Cr等(deng)元素的(de)(de)添加量當然可(ke)以(yi)增加耐(nai)(nai)候性(xing),對(dui)無(wu)涂漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)有利,可(ke)是(shi)對(dui)焊接(jie)性(xing)不利.以(yi)前涂漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)的(de)(de)鋼常(chang)常(chang)是(shi)把添加元素添加量控制在下限(xian),然而(er)不能無(wu)涂漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)。耐(nai)(nai)候性(xing)和焊接(jie)性(xing)二者(zhe)如(ru)何(he)選擇,用(yong)(yong)戶之間曾經(jing)進行(xing)過(guo)激烈的(de)(de)討(tao)論(lun)。如(ru)果在高速(su)發(fa)展的(de)(de)時代,也許已經(jing)停(ting)止了無(wu)涂漆(qi)(qi)使用(yong)(yong),可(ke)是(shi)因為涂漆(qi)(qi)的(de)(de)維修管(guan)理費(fei)用(yong)(yong)很大,所以(yi)沒(mei)有那樣做(zuo)。


 歸納起來說(shuo):“應(ying)該(gai)大力推進無涂漆(qi)使用,為了充(chong)分發揮耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)高成(cheng)分系耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)是不可缺少的(de)。高成(cheng)分系耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)焊接(jie)雖然在橋梁建設上(shang)實績較少,可是已(yi)經(jing)基本(ben)改善了鋼(gang)(gang)材的(de)焊接(jie)性(xing)。在海洋結構(gou)物上(shang),比耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)更難焊接(jie)的(de)686MPa、784MPa級(ji)已(yi)經(jing)在日常作業上(shang)運用自如。因此,如果能充(chong)分照顧到(dao)焊接(jie)性(xing),制定焊接(jie)條件并充(chong)分地進行作業管理(li),是可行的(de)。”


與此相關,訂貨(huo)規格不是JIS標準,在(zai)成分(fen)范(fan)圍(wei)很(hen)寬的(de)(de)JIS標準的(de)(de)范(fan)圍(wei)內為了確認高成分(fen)系,還要根據(ju)無(wu)涂漆(qi)使(shi)用高成分(fen)系的(de)(de)各鋼(gang)材廠家(jia)的(de)(de)商品名,這一不正常的(de)(de)狀態延續了一段時(shi)間。北(bei)(bei)海道(dao)土(tu)木技術委(wei)員會(hui)鋼(gang)道(dao)路橋研究委(wei)員會(hui)于(yu)1949年(昭(zhao)和54年)4月制定的(de)(de)“北(bei)(bei)海道(dao)鋼(gang)道(dao)路橋的(de)(de)設計及(ji)施工(gong)指南”中規定了耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)無(wu)涂漆(qi)使(shi)用,這個文(wen)件作為日本最(zui)初的(de)(de)文(wen)件引(yin)起了注目,它把適合無(wu)涂漆(qi)使(shi)用成分(fen)系的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)命名為“特殊(shu)耐(nai)候鋼(gang)”加以(yi)區別。


 這(zhe)一問題于1983年(昭(zhao)和58年)的(de)JIS G3114修改中(zhong),通過把(ba)該標(biao)準的(de)對象鋼細分為無涂(tu)漆(qi)(qi)用(W)和涂(tu)漆(qi)(qi)用(P)已經得到(dao)解(jie)決。在JIS中(zhong)對這(zhe)一修改作(zuo)了如下(xia)的(de)說明。


 現(xian)行(xing)JIS G3114是匯(hui)總(zong)了(le)當(dang)時(shi)流通(tong)的(de)(de)(de)同類鋼材的(de)(de)(de)鋼鐵廠(chang)家的(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)制(zhi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),是對(dui)本鋼材主要特性耐候(hou)性有(you)貢(gong)獻的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)值及規(gui)定(ding)(ding)范圍比(bi)較寬松的(de)(de)(de)標(biao)準(zhun)。本鋼材的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)方法,有(you)從焊(han)接性考(kao)慮犧牲一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)耐候(hou)性涂漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)場合,也有(you)作(zuo)為(wei)原來(lai)的(de)(de)(de)耐候(hou)鋼材以裸態或者進(jin)行(xing)銹穩定(ding)(ding)化(hua)處理后使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)場合,按照使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)實際(ji)情況(kuang),現(xian)在同時(shi)有(you)兩種鋼在流通(tong)。因(yin)為(wei)這兩種鋼的(de)(de)(de)化(hua)學成(cheng)分(fen)都在現(xian)行(xing)標(biao)準(zhun)的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)(ding)范圍內,可能會在流通(tong)面上發生混亂,所以作(zuo)出了(le)應(ying)按照實際(ji)情況(kuang)對(dui)JIS G3114進(jin)行(xing)修改的(de)(de)(de)結論。


 隨著這(zhe)一修改,用各公司(si)的商品名進行訂(ding)貨的事幾乎沒(mei)有了(le)。JIS標準的修改起了(le)多(duo)大作用雖然還不(bu)清楚,可是(shi)從這(zhe)時(shi)開始在(zai)橋梁上(shang)裸(luo)露使用的實際急劇增加。圖2-9示出(chu)了(le)按(an)年(nian)(nian)度裸(luo)露耐候鋼橋梁的訂(ding)貨件數和重量(liang)的變(bian)遷(qian)。請注意不(bu)是(shi)按(an)累(lei)計(ji)而(er)是(shi)按(an)年(nian)(nian)度統計(ji),并且在(zai)該(gai)統計(ji)中沒(mei)有包(bao)括H型(xing)鋼橋梁及穩定化處理的鋼橋。


圖 9.jpg


 正(zheng)(zheng)如從前面的(de)(de)(de)表(biao)2-6所知道的(de)(de)(de)那樣(yang),耐候鋼最(zui)初以銹穩定(ding)化處理(li)開始(shi)(shi)的(de)(de)(de)無涂漆使(shi)用(yong)(yong),在(zai)(zai)5年后(hou)開始(shi)(shi)采用(yong)(yong)裸(luo)(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)之后(hou)的(de)(de)(de)3年中遠比裸(luo)(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)量多,可是(shi)(shi)在(zai)(zai)1980年(昭和55年)裸(luo)(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)量突然增(zeng)加(jia)使(shi)二者(zhe)的(de)(de)(de)數量大致接近,現在(zai)(zai)其比率正(zheng)(zheng)在(zai)(zai)降低.如果裸(luo)(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)時(shi)的(de)(de)(de)性能可靠(kao)的(de)(de)(de)話(hua),則是(shi)(shi)由(you)于原(yuan)來的(de)(de)(de)經(jing)濟(ji)上的(de)(de)(de)原(yuan)因所致。北海道土木技術委員會的(de)(de)(de)指南(前述)在(zai)(zai)1989年(平成(cheng)(cheng)元年)的(de)(de)(de)訂正(zheng)(zheng)中只(zhi)把裸(luo)(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)進行了(le)規(gui)定(ding),并且在(zai)(zai)1991年(平成(cheng)(cheng)3年)的(de)(de)(de)道路橋(qiao)示方書(shu)中也做(zuo)了(le)同樣(yang)的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)。


 但是(shi),銹(xiu)穩定化處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)需要依(yi)然存(cun)在,在1980年(昭和(he)55年)以(yi)前(qian)大(da)概只(zhi)有一(yi)個公(gong)司·推出了(le)銹(xiu)穩定化處(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)新的(de)(de)處(chu)(chu)(chu)理方(fang)(fang)法(fa)。傳統的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)原(yuan)則上是(shi)把拿到(dao)表面(mian)處(chu)(chu)(chu)理工(gong)廠(chang)的(de)(de)構件進行處(chu)(chu)(chu)理之(zhi)(zhi)后(hou)搬運到(dao)現(xian)場的(de)(de)方(fang)(fang)法(fa),而新方(fang)(fang)法(fa)的(de)(de)特征是(shi)能夠在構件加工(gong)工(gong)廠(chang)或現(xian)場和(he)通常(chang)的(de)(de)橋梁(liang)涂漆一(yi)樣地進行處(chu)(chu)(chu)理。包括傳統方(fang)(fang)法(fa)在內,這些處(chu)(chu)(chu)理方(fang)(fang)法(fa)除(chu)了(le)在一(yi)般橋梁(liang)上使用之(zhi)(zhi)外,也多用于(yu)小型H型橋梁(liang)或橋梁(liang)以(yi)外的(de)(de)結構物。


 在耐候鋼裸(luo)(luo)露使用(yong)(yong)急劇(ju)增加(jia)的(de)(de)背景上存(cun)在著(zhu)無需維(wei)修這一社會經濟上的(de)(de)需求,加(jia)上由前述的(de)(de)各團(tuan)體(ti)委員會所(suo)開展的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)技(ji)術的(de)(de)討論(lun),由橋梁廠家(jia)所(suo)進(jin)行的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)技(ji)術、設計施(shi)工(gong)法的(de)(de)開發,以及如圖2-8所(suo)示的(de)(de)由于(yu)環境限制的(de)(de)成果,大氣中二(er)氧(yang)化硫濃度已降低(di),具備了使裸(luo)(luo)露使用(yong)(yong)更(geng)容易進(jin)行的(de)(de)各種有利的(de)(de)因素(su)。


1979年(昭和(he)54年)9月21日至10月8日,以當時國(guo)鐵鐵道技(ji)術研(yan)究所結構物研(yan)究室阿(a)部(bu)英彥(yan)。為團長(chang)的(de)(de)18人(ren)組成(cheng)的(de)(de)美國(guo)、加(jia)拿大(da)橋梁技(ji)術調查團(《橋梁和(he)基礎(chu)》雜志策(ce)劃,成(cheng)員包括(kuo)鋼鐵公(gong)司、橋梁建設公(gong)司及橋梁所有(you)者等(deng))赴(fu)北(bei)美考察(cha)了耐候鋼材在無(wu)涂漆橋梁上的(de)(de)實際使(shi)(shi)用(yong)(yong)情況,調查了許(xu)多裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)橋梁,聽取(qu)了鋼材廠家、高速道路局(ju)等(deng)方(fang)面的(de)(de)見(jian)解,將(jiang)其(qi)結果寫成(cheng)報告書(shu)[71]發表。報告書(shu)總結了耐候鋼在美國(guo)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)基本成(cheng)功的(de)(de)事實、需要注意的(de)(de)幾個問題(ti)及一部(bu)分人(ren)的(de)(de)批評(ping)意見(jian)等(deng),這對(dui)日本耐候鋼的(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)曾經有(you)過促進效果。


最后的(de)(de)(de)(de)問題(ti)是(shi)(shi)環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)海(hai)鹽(yan)粒(li)子(zi)對銹層穩定化的(de)(de)(de)(de)惡劣影響,即海(hai)鹽(yan)粒(li)子(zi)在大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)濃度或者在鋼(gang)表面上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)附著量在什(shen)么程度以(yi)下,耐候鋼(gang)才可(ke)以(yi)裸露(lu)使用。當SO.的(de)(de)(de)(de)影響不是(shi)(shi)很(hen)大(da)時,海(hai)鹽(yan)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)影響就成為(wei)了最大(da)的(de)(de)(de)(de)問題(ti)。在以(yi)上(shang)(shang)所敘(xu)述(shu)的(de)(de)(de)(de)北海(hai)道土木技術會的(de)(de)(de)(de)指(zhi)南中(zhong)規(gui)定為(wei)“在離(li)海(hai)岸(an)200m的(de)(de)(de)(de)區域內(nei)因大(da)氣(qi)中(zhong)海(hai)鹽(yan)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)影響腐蝕量大(da)”,“推斷腐蝕減厚在兩(liang)面超過0.4mm以(yi)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)場(chang)合,應(ying)考(kao)慮對腐蝕減厚進(jin)行設(she)計(ji)”的(de)(de)(de)(de)考(kao)慮方法,并且(qie),在1981年(nian)(昭和56年(nian))該會的(de)(de)(de)(de)“北海(hai)道耐候鋼(gang)材裸露(lu)使用的(de)(de)(de)(de)道路橋的(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)及(ji)施(shi)工指(zhi)南”中(zhong),把(ba)離(li)海(hai)岸(an)2km以(yi)內(nei)的(de)(de)(de)(de)地區規(gui)定為(wei)由海(hai)鹽(yan)粒(li)子(zi)引起的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)腐蝕影響嚴重的(de)(de)(de)(de)環境。


另外,U.S.Steel公司以前也曾規定必(bi)須離開海岸(an)240~300m(800~1000ft)。


1981年(nian)(昭(zhao)和(he)56年(nian)),由于擔心(xin)在(zai)不適當(dang)地區耐候(hou)(hou)鋼無涂(tu)漆(qi)(qi)使用會(hui)發生問題,建設(she)(she)省(sheng)土木研究(jiu)所和(he)橋(qiao)梁(liang)建設(she)(she)協會(hui)及鋼材(cai)俱樂部(bu)共同(tong)開(kai)始(shi)了“關于耐候(hou)(hou)鋼材(cai)在(zai)橋(qiao)梁(liang)上(shang)適用性的(de)共同(tong)研究(jiu)”。其(qi)最大的(de)目(mu)的(de)在(zai)于關注從海上(shang)飛來鹽(yan)分的(de)影響,從而具體地確定無涂(tu)漆(qi)(qi)耐候(hou)(hou)鋼能夠(gou)適用的(de)地區。


為此,把耐候鋼及(ji)碳素鋼的(de)試(shi)片安裝在(zai)全國41個地方已有(you)的(de)道(dao)路橋(qiao)上進行了(le)9年的(de)暴曬試(shi)驗(yan)。考(kao)慮(lv)到對銹層(ceng)的(de)穩(wen)定化最不利的(de)沒(mei)有(you)雨水洗凈(jing)效(xiao)果(guo)的(de)部位的(de)腐蝕狀態在(zai)實(shi)用上的(de)重要性,把試(shi)片垂直和水平安裝在(zai)內梁部分。試(shi)驗(yan)環境(jing)包括海岸、工業、城市、田園和高山,并充分地進行了(le)環境(jing)中的(de)氯離子、二氧化硫的(de)測定。


1987年(nian)(nian)(昭和(he)62年(nian)(nian)),上述部門根據(ju)以前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據(ju),作為(wei)中(zhong)間(jian)報告編(bian)寫了(le)“無涂(tu)(tu)漆耐候(hou)鋼橋梁(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計、施工要領(草(cao)案)”。在該(gai)草(cao)案中(zhong),把受飛來(lai)鹽粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響大、不(bu)適(shi)合(he)耐候(hou)鋼材或無涂(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地區定(ding)(ding)為(wei):(1)沖繩全域(yu);(2)日本(ben)海(hai)沿岸(an)以及面向外洋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他沿岸(an)。把50年(nian)(nian)后的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)減(jian)少量小于(yu)0.4mm定(ding)(ding)為(wei)基準,第(di)3年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)減(jian)少量超過(guo)0.2mm的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)以及發生了(le)銹(xiu)層剝(bo)離的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he),判(pan)定(ding)(ding)為(wei)不(bu)適(shi)合(he)使(shi)用(yong)。該(gai)草(cao)案還對容易生成穩定(ding)(ding)銹(xiu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)橋梁(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計、結構(gou)細節、高(gao)強(qiang)度螺(luo)栓、焊接材料等進行(xing)了(le)闡述。


這項共同研(yan)究的暴(bao)曬試驗,在第9年(nian)試片回(hui)收及結(jie)束研(yan)究后,于1989年(nian)(平成元(yuan)年(nian))的報告書(shu)中(zhong)(zhong)把設(she)計、施工要(yao)領(ling)(草案)進行(xing)了重新規(gui)定(ding),在該草案中(zhong)(zhong)明確地(di)標明了無涂漆耐候(hou)鋼能夠(gou)適(shi)用的地(di)區。判定(ding)基準的基礎(chu)是用所(suo)規(gui)定(ding)的方法測(ce)定(ding)的飛來鹽粒子的量(liang),把它(ta)換算(suan)成NaCl的氯離(li)子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)為允許限(xian)。這個量(liang)是根據在日本41座橋(qiao)的暴(bao)曬試驗中(zhong)(zhong)銹(xiu)層(ceng)沒有發生層(ceng)狀(zhuang)剝(bo)離(li),并且根據9年(nian)的試驗結(jie)果推斷50年(nian)后的板厚(hou)減(jian)量(liang)不超過(guo)0.3mm而決(jue)定(ding)的。


可是,飛(fei)來鹽(yan)(yan)粒(li)子量每年發(fa)生變化(hua),在測定時需要時間(jian)且相當麻煩,在表2-7上標(biao)出的(de)(de)地區(qu)(qu),規定為省略(lve)飛(fei)來鹽(yan)(yan)粒(li)子量的(de)(de)測定、可以無涂漆使用耐候鋼的(de)(de)地區(qu)(qu)。從(cong)北海(hai)道到北陸面向日本海(hai)的(de)(de)所謂(wei)鹽(yan)(yan)害(hai)地帶離海(hai)岸線(xian)必須(xu)超過20km,然而在其(qi)他的(de)(de)海(hai)岸因地域而異可以離開1~5km。


表 7.jpg


在上述的共(gong)同(tong)研究(jiu)中,除了全國41座橋的暴曬(shai)(shai)試(shi)驗(yan)以外,試(shi)驗(yan)還包括沿著信濃(nong)河進行(xing)的不同(tong)離(li)岸距(ju)離(li)所設置的大型暴曬(shai)(shai)試(shi)驗(yan)體(一種模型結(jie)構(gou)物)不同(tong)結(jie)構(gou)部位銹層穩定化行(xing)為(wei)和氯離(li)子濃(nong)度影響試(shi)驗(yan)、焊縫部位銹穩定化狀況試(shi)驗(yan)、耐(nai)候性高強度螺栓暴曬(shai)(shai)試(shi)驗(yan)等。


除了(le)上述的(de)(de)(de)設計、施工(gong)要領(案)以(yi)外,在1991年(nian)(平成3年(nian))制訂了(le)“無涂漆橋(qiao)梁的(de)(de)(de)檢(jian)修要領(案)”,給出了(le)檢(jian)修項目(mu)(mu)、檢(jian)修頻(pin)度以(yi)及檢(jian)修結(jie)(jie)果記錄等(deng)。特別具(ju)體地提出了(le)用目(mu)(mu)視判斷層(ceng)狀剝離銹(xiu)的(de)(de)(de)判定法,也敘述了(le)發現(xian)這類層(ceng)狀剝離銹(xiu)時的(de)(de)(de)應對(dui)措施。并且,在其他的(de)(de)(de)報告書(shu)中,針對(dui)盡可能(neng)減(jian)少泥(ni)與垃圾的(de)(de)(de)堆(dui)積、滯水與結(jie)(jie)露、橋(qiao)面漏水與水路形成等(deng)對(dui)銹(xiu)層(ceng)穩定化有惡劣(lie)影響因素的(de)(de)(de)各種(zhong)結(jie)(jie)構的(de)(de)(de)優缺點,歸納了(le)已(yi)有的(de)(de)(de)無涂漆耐候(hou)鋼橋(qiao)梁的(de)(de)(de)觀察結(jie)(jie)果。


經(jing)過(guo)以上(shang)(shang)過(guo)程,耐(nai)(nai)候鋼在橋梁上(shang)(shang)的(de)(de)應用(yong)(yong)增(zeng)(zeng)大了(le)裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)比(bi)率。將表2-6及(ji)表2-4的(de)(de)數(shu)據加(jia)上(shang)(shang)其他(ta)情報或推測,把從(cong)1968年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)43年(nian)(nian))到最(zui)近的(de)(de)裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)、銹(xiu)穩定(ding)化(hua)使(shi)(shi)用(yong)(yong)及(ji)涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)比(bi)率歷年(nian)(nian)來(lai)變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)情況進(jin)行了(le)總結(jie),并(bing)示于表2-8.日本(ben)國(guo)內橋梁用(yong)(yong)耐(nai)(nai)候鋼的(de)(de)訂貨(huo)量,在這期(qi)間平(ping)均每年(nian)(nian)約(yue)45,000t(最(zui)大約(yue)62,000t,最(zui)小約(yue)27,000t),雖(sui)然每年(nian)(nian)都有變(bian)(bian)動可是(shi)從(cong)長期(qi)來(lai)看(kan)變(bian)(bian)動很小,其中涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)在1968年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)43年(nian)(nian))曾(ceng)經(jing)是(shi)100%,到最(zui)近已逐漸減少到10%,無涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)卻明顯增(zeng)(zeng)加(jia),并(bing)且無涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)在開始(shi)的(de)(de)70年(nian)(nian)代前期(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)40年(nian)(nian)代后期(qi))全(quan)部是(shi)銹(xiu)穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)耐(nai)(nai)候鋼,在70年(nian)(nian)代后期(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)50年(nian)(nian)代前期(qi))開始(shi)的(de)(de)裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)耐(nai)(nai)候鋼增(zeng)(zeng)加(jia)到80年(nian)(nian)代前期(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)50年(nian)(nian)代后期(qi))的(de)(de)同等程度,以后銹(xiu)穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)有減少的(de)(de)傾向,相反裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)卻增(zeng)(zeng)加(jia)了(le)。現在以橋梁數(shu)為基(ji)數(shu),估計裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)2/3、銹(xiu)穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/5、涂漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/10。


表 8.jpg


 如(ru)圖2-10所示,1980年(昭和55年)以(yi)(yi)后在(zai)(zai)橋梁(liang)用(yong)鋼材上(shang)(shang)耐(nai)候鋼所占的重量比在(zai)(zai)5%~7%之間變(bian)動(dong),并且,30m以(yi)(yi)上(shang)(shang)的新設橋梁(liang)中,以(yi)(yi)各種表面狀態(tai)使用(yong)耐(nai)候鋼的橋梁(liang)數(shu)在(zai)(zai)10%以(yi)(yi)上(shang)(shang),最近(jin)接近(jin)20%。


圖 10.jpg


 在被視為(wei)是(shi)一(yi)國(guo)(guo)活力的基礎(chu),是(shi)維(wei)持發(fa)展經(jing)濟活動或(huo)豐富國(guo)(guo)民生活不可缺少的公(gong)共設施中(zhong),橋梁(liang)可以(yi)說(shuo)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(ji)為(wei)重要,決(jue)不能再踏“荒(huang)廢(fei)中(zhong)的美國(guo)(guo)”的覆(fu)轍。


 日本的(de)(de)公共設(she)施主要是在(zai)高度成長時期以后(hou)建設(she)的(de)(de),比較新,沒有(you)太大的(de)(de)老(lao)化問題(ti),而(er)且一直在(zai)進(jin)(jin)行充分的(de)(de)維修管(guan)理。可是進(jin)(jin)入回避3K(臟、累、危險)、高齡化的(de)(de)時代,今后(hou)如何做到不(bu)維修、健全地保持社會(hui)資本則成為問題(ti)。鋼橋(qiao)(qiao)的(de)(de)維修、管(guan)理中最(zui)關鍵(jian)的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)是典型的(de)(de)3K作業(ye),加上從(cong)前的(de)(de)經濟問題(ti),會(hui)出現勞(lao)動力嚴重不(bu)足(zu)。根據測算,如果把本四連(lian)絡(luo)橋(qiao)(qiao)、神戶-鳴門路線4橋(qiao)(qiao)(竣工(gong)時)以8年為周期進(jin)(jin)行換(huan)漆(qi)(qi),必須經常配(pei)備138~202名(ming)涂(tu)漆(qi)(qi)技術工(gong)人(基材調整除外(wai)),只要橋(qiao)(qiao)存在(zai)就必須繼(ji)續進(jin)(jin)行涂(tu)漆(qi)(qi),這樣做不(bu)是不(bu)可能(neng)而(er)是不(bu)現實。因(yin)此(ci),本四連(lian)絡(luo)橋(qiao)(qiao)等采用了通(tong)過(guo)高級規(gui)格的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(重防蝕涂(tu)漆(qi)(qi))和(he)頻(pin)繁的(de)(de)局(ju)部補(bu)修,沒有(you)采用正式的(de)(de)再涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)方(fang)針。


 這樣以來(lai),最近的(de)(de)(de)(de)鋼橋(qiao)防(fang)蝕(shi)方向有兩種情況:或(huo)(huo)者像在本(ben)四(si)連絡橋(qiao)那樣位于海上腐蝕(shi)環境嚴酷而且不容易再(zai)涂(tu)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)要(yao)橋(qiao)梁上,進行重(zhong)(zhong)防(fang)蝕(shi)涂(tu)漆(qi)極力延長再(zai)涂(tu)漆(qi)間(jian)隔,或(huo)(huo)者在一(yi)般環境下(xia)為了回避正(zheng)式的(de)(de)(de)(de)再(zai)涂(tu)漆(qi),在能夠適用(yong)的(de)(de)(de)(de)地(di)區(qu)盡(jin)可(ke)能使(shi)用(yong)無(wu)(wu)涂(tu)漆(qi)耐(nai)候鋼。擴(kuo)大(da)耐(nai)候鋼的(de)(de)(de)(de)無(wu)(wu)涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong),實(shi)現正(zheng)規(gui)化的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件,經(jing)(jing)過上述過程(cheng)可(ke)以說已經(jing)(jing)充分具備。可(ke)是裸露(lu)耐(nai)候鋼目前的(de)(de)(de)(de)性能,使(shi)它在沿海地(di)區(qu)用(yong)于橋(qiao)梁建筑的(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)仍(reng)(reng)受到(dao)限制(zhi)。解釋清楚(chu)氯化物惡劣(lie)影(ying)響(xiang)的(de)(de)(de)(de)本(ben)質,或(huo)(huo)者在確立(li)其相應對策等(deng)方面仍(reng)(reng)需要(yao)努力。耐(nai)候鋼應用(yong)進一(yi)步(bu)發展的(de)(de)(de)(de)課題已詳細地(di)歸納在腐蝕(shi)防(fang)蝕(shi)協(xie)會所設置的(de)(de)(de)(de)耐(nai)候鋼技術(shu)分會的(de)(de)(de)(de)報告(gao)書[1994年(nian)(平成6年(nian))]中。