鋼(gang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)和混凝(ning)土橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)各占(zhan)現代橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)(道(dao)路(lu)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)、鐵道(dao)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao))的(de)(de)一半。鋼(gang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)雖然(ran)在品(pin)質、重量輕、施工(gong)性、對(dui)大(da)跨度(du)的(de)(de)適用(yong)性、重新修復的(de)(de)難度(du)、色彩及形狀的(de)(de)美觀等許(xu)多方面有優越性,可是(shi)其(qi)缺點(dian)是(shi)需(xu)要(yao)涂防蝕漆,在維修管理上需(xu)要(yao)很多的(de)(de)費用(yong)。大(da)略估計每一次重新涂漆所需(xu)費用(yong)占(zhan)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)上部工(gong)程建設費的(de)(de)1/10。
在1960年以前(昭和(he)30年代前期(qi)),日本(ben)的(de)(de)橋(qiao)梁或(huo)陸上結構物的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi),是(shi)(shi)把油性(xing)防銹涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)(普(pu)通鉛丹漆(qi)(qi))作為底漆(qi)(qi),把長(chang)油性(xing)醇酸樹脂(zhi)系涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)(普(pu)通長(chang)油性(xing)苯二酸樹脂(zhi)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao))作為中層(ceng)漆(qi)(qi)、上層(ceng)漆(qi)(qi),在現場使(shi)用(yong)(yong)動力(li)工具(ju)除去銹或(huo)氧化鐵皮(pi)后進行(xing)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)為涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(liao)落后而且基底處(chu)理(li)非常(chang)不充分,在腐蝕性(xing)大(da)的(de)(de)工業(ye)地(di)區、城市、海岸,每(mei)隔數年需要(yao)(yao)重(zhong)新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(昭和(he)30年代后期(qi)),已將噴(pen)砂機或(huo)噴(pen)砂打(da)光機用(yong)(yong)于(yu)基底處(chu)理(li),延(yan)長(chang)了涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)壽命,可(ke)是(shi)(shi)仍需要(yao)(yao)頻繁(fan)地(di)重(zhong)新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)此(ci)耐候鋼的(de)(de)裸露使(shi)用(yong)(yong)不需要(yao)(yao)維修就非常(chang)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。耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)應具(ju)有延(yan)長涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)層壽(shou)命的(de)(de)效果,或者(zhe)確保漆(qi)(qi)層老(lao)化(hua)之(zhi)后到重新(xin)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)之(zhi)前不出問題。總之(zhi),為(wei)了能夠延(yan)長再涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)時間,耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)在較早以前已經開(kai)始了。最早是(shi)于1963年(nian)(昭和(he)38年(nian))完成的(de)(de)東海道新(xin)干(gan)線長良川橋梁(liang)。如(ru)果根據耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)需要量(liang)統計橋梁(liang)用(yong)的(de)(de)數(shu)量(liang)時,在不分裸露使(shi)用(yong)或者(zhe)銹穩定(ding)化(hua)處理使(shi)用(yong)鋼(gang)(gang)的(de)(de)1968~1974年(nian)(昭和(he)43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)用(yong)量(liang)為(wei)4~6萬t(平均約(yue)(yue)5萬t)(參(can)照圖2-4),所以這期(qi)間的(de)(de)耐候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)日本國內使(shi)用(yong)量(liang)約(yue)(yue)為(wei)15萬噸,其中(zhong)1/3是(shi)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)橋梁(liang)。
鋼鐵(tie)(tie)(tie)公(gong)司為了(le)進行(xing)耐候鋼的(de)(de)性能研究和(he)(he)商品示范(fan),在(zai)公(gong)司工(gong)廠(chang)的(de)(de)占(zhan)地內(nei),建設了(le)把涂漆(qi)部(bu)分和(he)(he)裸露部(bu)分分開使用(yong)的(de)(de)實用(yong)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)。川崎制(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)所(suo)內(nei)的(de)(de)知多2號橋(qiao)(qiao)(qiao)[1967年(nian)(昭和(he)(he)42年(nian))竣(jun)工(gong),單純(chun)合成(cheng)梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)57m]、NKK福山鐵(tie)(tie)(tie)所(suo)內(nei)的(de)(de)第一座國橋(qiao)(qiao)(qiao)[昭和(he)(he)44年(nian)竣(jun)工(gong),單純(chun)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)-連續(xu)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)472m]、新日鐵(tie)(tie)(tie)制(zhi)鐵(tie)(tie)(tie)所(suo)內(nei)的(de)(de)黑金橋(qiao)(qiao)(qiao)[1973年(nian)(昭和(he)(he)48年(nian))竣(jun)工(gong)、單純(chun)合成(cheng)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)218m]就(jiu)是典型(xing)的(de)(de)例子(zi)。
根據需要耐候鋼在橋(qiao)梁上的(de)銹穩定化處理使用和(he)同(tong)種鋼的(de)裸露使用,分(fen)別于1972年(nian)(昭(zhao)和(he)47年(nian))、1977年(nian)(昭(zhao)和(he)52年(nian))相繼開始。表2-6 示出了最初(chu)約(yue)10年(nian)間的(de)訂貨業(ye)績。
日本于(yu)1973年(昭(zhao)和48年)遭受到第一次石(shi)油危機(ji),1975年以后(昭(zhao)和50年代(dai))進(jin)(jin)入經濟低增長(chang)時期(qi)。在(zai)這之前的(de)(de)(de)高增長(chang)時期(qi),日本的(de)(de)(de)道(dao)路(lu)總延長(chang)度增長(chang)很快(kuai),與此(ci)同時道(dao)路(lu)橋的(de)(de)(de)數量急劇增加。進(jin)(jin)入低增長(chang)時期(qi)之后其(qi)維(wei)持管理費、特別是補修涂(tu)漆和再涂(tu)漆的(de)(de)(de)費用成了很大的(de)(de)(de)負(fu)擔,耐候鋼(gang)的(de)(de)(de)無涂(tu)漆使用又重(zhong)新(xin)被(bei)評價.這就(jiu)是表2-6的(de)(de)(de)橋梁(liang)訂貨業績中無涂(tu)漆件數或鋼(gang)重(zhong)量急劇增加的(de)(de)(de)原因。
反映這種情況(kuang)的(de)(de)(de)事實(shi)是(shi)于20世紀70年(nian)代(dai)(昭和50年(nian)代(dai))前期在相關團體內大力開展(zhan)了無(wu)涂(tu)漆耐(nai)候鋼(gang)(gang)材應用(yong)(yong)方法的(de)(de)(de)研究。這些團體有土(tu)(tu)木學會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)鋼(gang)(gang)材規格(ge)專業委員(yuan)會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)、日本(ben)鋼(gang)(gang)構造協(xie)會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)防銹防蝕專業委員(yuan)會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)、日本(ben)橋(qiao)梁建設(she)協(xie)會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)耐(nai)候性橋(qiao)梁委員(yuan)會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)、北海道土(tu)(tu)木對耐(nai)候鋼(gang)(gang)不進行(xing)正規的(de)(de)(de)涂(tu)漆,在裸(luo)露(lu)狀態(tai)或者進行(xing)穩定(ding)化處理后(hou)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)場(chang)合,“無(wu)涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong)”這一術語(yu)已被(bei)廠家(jia)使(shi)用(yong)(yong),現(xian)在用(yong)(yong)該術語(yu)的(de)(de)(de)人相當多(duo)。1983年(nian)(昭和58年(nian))訂正的(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)說明(ming)中也照樣(yang)使(shi)用(yong)(yong)。技術會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)鋼(gang)(gang)道路橋(qiao)研究委員(yuan)會(hui)(hui)(hui)(hui)(hui)、阪神高速道路公團等(deng)。這些團體專門(men)詳(xiang)細(xi)地研究了氣(qi)象條(tiao)件(jian)和無(wu)涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)適用(yong)(yong)性、對放置構件(jian)的(de)(de)(de)腐蝕條(tiao)件(jian)和詳(xiang)細(xi)結構的(de)(de)(de)設(she)計技巧、允許腐蝕率(lv)、疲勞、高強度螺栓及摩擦接(jie)合部的(de)(de)(de)防蝕、焊接(jie)施(shi)工(gong)法、防止(zhi)銹對周圍污(wu)染的(de)(de)(de)措(cuo)施(shi)、維修管理方法等(deng)許多(duo)技術問題。
作為重(zhong)點(dian)詳細(xi)研究過(guo)的(de)(de)(de)問(wen)題之(zhi)一是,在(zai)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)很寬(kuan)的(de)(de)(de)規格成分范圍內(nei),合金元素的(de)(de)(de)配人量(liang)(liang)與焊(han)接(jie)性(xing)、耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)的(de)(de)(de)關系。提(ti)高對耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)有效的(de)(de)(de)Cu、Cr等元素的(de)(de)(de)添(tian)加(jia)量(liang)(liang)當(dang)然可(ke)以增(zeng)加(jia)耐(nai)(nai)候(hou)性(xing),對無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用有利(li),可(ke)是對焊(han)接(jie)性(xing)不利(li).以前涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用的(de)(de)(de)鋼(gang)常常是把添(tian)加(jia)元素添(tian)加(jia)量(liang)(liang)控制(zhi)在(zai)下(xia)限,然而不能無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用。耐(nai)(nai)候(hou)性(xing)和焊(han)接(jie)性(xing)二者如何選(xuan)擇,用戶之(zhi)間(jian)曾經(jing)進(jin)行過(guo)激烈的(de)(de)(de)討論。如果在(zai)高速發展的(de)(de)(de)時代,也(ye)許已經(jing)停止了無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用,可(ke)是因為涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)維修管理費用很大,所以沒有那(nei)樣做。
歸納起來(lai)說:“應該大力推進(jin)無(wu)涂漆使用(yong),為了充(chong)分(fen)發揮耐(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)高(gao)成(cheng)分(fen)系(xi)耐(nai)(nai)(nai)候(hou)鋼是不可缺(que)少的。高(gao)成(cheng)分(fen)系(xi)耐(nai)(nai)(nai)候(hou)鋼的焊(han)(han)接雖然在橋梁建設上(shang)實績較(jiao)少,可是已經基本改善了鋼材的焊(han)(han)接性(xing)(xing)(xing)。在海(hai)洋結構物上(shang),比耐(nai)(nai)(nai)候(hou)鋼更(geng)難(nan)焊(han)(han)接的686MPa、784MPa級(ji)已經在日常作(zuo)業(ye)上(shang)運(yun)用(yong)自如(ru)。因(yin)此(ci),如(ru)果能充(chong)分(fen)照(zhao)顧到焊(han)(han)接性(xing)(xing)(xing),制(zhi)定焊(han)(han)接條件并(bing)充(chong)分(fen)地(di)進(jin)行(xing)作(zuo)業(ye)管(guan)理,是可行(xing)的。”
與此(ci)相關(guan),訂(ding)貨規格不(bu)是JIS標(biao)準(zhun),在成(cheng)分范(fan)圍很寬的(de)JIS標(biao)準(zhun)的(de)范(fan)圍內(nei)為了確認高(gao)成(cheng)分系,還要(yao)根據無涂漆使用(yong)高(gao)成(cheng)分系的(de)各(ge)鋼材(cai)廠家(jia)的(de)商(shang)品名,這一不(bu)正常的(de)狀(zhuang)態延續了一段時(shi)間。北海道土(tu)木技術(shu)委員會(hui)鋼道路橋研(yan)究委員會(hui)于1949年(nian)(昭和54年(nian))4月制定(ding)的(de)“北海道鋼道路橋的(de)設(she)計(ji)及(ji)施工指(zhi)南”中規定(ding)了耐(nai)(nai)候(hou)鋼的(de)無涂漆使用(yong),這個文件作為日(ri)本最初的(de)文件引起(qi)了注目(mu),它把適合(he)無涂漆使用(yong)成(cheng)分系的(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼命(ming)名為“特殊耐(nai)(nai)候(hou)鋼”加以區別。
這一問題于1983年(昭和58年)的JIS G3114修改中,通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(jie)決。在JIS中對這一修改作(zuo)了(le)如下的說明。
現行JIS G3114是匯總了當(dang)時流(liu)通(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)同類鋼(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵廠家(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準制定的(de)(de)(de)(de)(de)(de),是對(dui)本鋼(gang)材主(zhu)要特性耐(nai)候性有(you)(you)貢(gong)獻(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定值(zhi)及規(gui)定范圍(wei)比較寬松的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標(biao)準。本鋼(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)方法,有(you)(you)從焊接性考慮犧牲(sheng)一定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候性涂漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,也有(you)(you)作為原來的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)材以裸態或者進(jin)行銹穩定化處理(li)后使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,按(an)照使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際情(qing)況,現在同時有(you)(you)兩(liang)種鋼(gang)在流(liu)通(tong)(tong)。因為這兩(liang)種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學(xue)成(cheng)分都在現行標(biao)準的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定范圍(wei)內,可(ke)能(neng)會(hui)在流(liu)通(tong)(tong)面上發生混亂,所以作出了應按(an)照實際情(qing)況對(dui)JIS G3114進(jin)行修改的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結論(lun)。
隨著這一(yi)修(xiu)改,用各公司的商品名(ming)進行訂貨的事幾乎沒(mei)有(you)了。JIS標準的修(xiu)改起了多大作用雖然還(huan)不清(qing)楚,可是從(cong)這時開(kai)始在(zai)橋梁上裸露(lu)使(shi)用的實際急(ji)劇增加。圖2-9示(shi)出了按(an)(an)年(nian)度裸露(lu)耐(nai)候(hou)鋼(gang)橋梁的訂貨件數和重量(liang)的變遷。請注意不是按(an)(an)累計(ji)而是按(an)(an)年(nian)度統計(ji),并且在(zai)該統計(ji)中沒(mei)有(you)包括H型鋼(gang)橋梁及穩定化處(chu)理的鋼(gang)橋。
正如從(cong)前面的(de)(de)(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)(de)(de)那樣,耐(nai)候鋼最初以銹穩定(ding)化(hua)處理開(kai)始的(de)(de)(de)(de)無涂漆使(shi)用(yong),在(zai)5年(nian)后開(kai)始采用(yong)裸(luo)露使(shi)用(yong)之后的(de)(de)(de)(de)3年(nian)中遠比(bi)裸(luo)露使(shi)用(yong)量(liang)多,可是(shi)(shi)在(zai)1980年(nian)(昭和55年(nian))裸(luo)露使(shi)用(yong)量(liang)突然增加(jia)使(shi)二者的(de)(de)(de)(de)數量(liang)大致接(jie)近,現在(zai)其(qi)比(bi)率正在(zai)降低.如果裸(luo)露使(shi)用(yong)時的(de)(de)(de)(de)性能可靠(kao)的(de)(de)(de)(de)話(hua),則是(shi)(shi)由于原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因所致。北(bei)海道土木技術委員(yuan)會的(de)(de)(de)(de)指南(前述)在(zai)1989年(nian)(平成(cheng)元年(nian))的(de)(de)(de)(de)訂正中只(zhi)把裸(luo)露使(shi)用(yong)進行(xing)了規定(ding),并且(qie)在(zai)1991年(nian)(平成(cheng)3年(nian))的(de)(de)(de)(de)道路橋示方(fang)書中也做了同(tong)樣的(de)(de)(de)(de)規定(ding)。
但是(shi)(shi),銹穩定化處(chu)(chu)理的(de)需要(yao)依然存在,在1980年(昭和(he)55年)以前大概只有一個(ge)公司·推出了(le)銹穩定化處(chu)(chu)理的(de)新的(de)處(chu)(chu)理方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)。傳統的(de)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)原(yuan)則上(shang)是(shi)(shi)把拿到(dao)(dao)表(biao)面處(chu)(chu)理工(gong)廠(chang)的(de)構件(jian)進行處(chu)(chu)理之后搬運(yun)到(dao)(dao)現場(chang)的(de)方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa),而新方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)的(de)特征(zheng)是(shi)(shi)能夠在構件(jian)加工(gong)工(gong)廠(chang)或現場(chang)和(he)通常的(de)橋梁涂漆(qi)一樣地進行處(chu)(chu)理。包括傳統方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)在內,這些處(chu)(chu)理方(fang)(fang)(fang)(fang)法(fa)除了(le)在一般(ban)橋梁上(shang)使用(yong)之外,也多用(yong)于小型(xing)H型(xing)橋梁或橋梁以外的(de)結(jie)構物。
在(zai)耐候鋼裸露使用(yong)(yong)急劇增加的背景上(shang)存在(zai)著無需維修這一社(she)會經濟上(shang)的需求,加上(shang)由(you)前述的各團體委員會所(suo)開(kai)展的應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)的討論,由(you)橋(qiao)梁廠家所(suo)進行的應用(yong)(yong)技(ji)術(shu)、設(she)計(ji)施工法的開(kai)發,以(yi)及如圖(tu)2-8所(suo)示的由(you)于環境(jing)限制的成果,大(da)氣中(zhong)二氧(yang)化硫濃(nong)度已降低,具備了使裸露使用(yong)(yong)更容(rong)易進行的各種有(you)利的因素。
1979年(昭和(he)54年)9月21日至10月8日,以當時國鐵(tie)(tie)(tie)鐵(tie)(tie)(tie)道技術研究所結構(gou)物研究室(shi)阿部英(ying)彥。為團長(chang)的(de)(de)18人(ren)組成(cheng)的(de)(de)美國、加拿大(da)橋梁(liang)技術調(diao)查團(《橋梁(liang)和(he)基礎(chu)》雜志策(ce)劃(hua),成(cheng)員(yuan)包括鋼(gang)(gang)鐵(tie)(tie)(tie)公司、橋梁(liang)建設(she)公司及橋梁(liang)所有者等(deng))赴北美考(kao)察了(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)在無(wu)涂漆(qi)橋梁(liang)上的(de)(de)實(shi)際使(shi)用(yong)(yong)情況,調(diao)查了(le)許多(duo)裸露使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)橋梁(liang),聽取了(le)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)廠家、高速(su)道路局等(deng)方面的(de)(de)見(jian)解,將其結果(guo)寫成(cheng)報告(gao)(gao)書[71]發(fa)表。報告(gao)(gao)書總結了(le)耐候(hou)鋼(gang)(gang)在美國裸露使(shi)用(yong)(yong)基本(ben)成(cheng)功的(de)(de)事實(shi)、需(xu)要注意的(de)(de)幾個問題及一部分人(ren)的(de)(de)批評意見(jian)等(deng),這對日本(ben)耐候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)裸露使(shi)用(yong)(yong)曾經(jing)有過促(cu)進效果(guo)。
最后的(de)(de)(de)(de)問(wen)題是環境中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)海鹽粒子(zi)對銹層穩(wen)定(ding)(ding)化的(de)(de)(de)(de)惡劣影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang),即海鹽粒子(zi)在大(da)(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)濃度或者在鋼(gang)(gang)表(biao)面上(shang)的(de)(de)(de)(de)附著量在什么(me)程度以下,耐候鋼(gang)(gang)才可以裸(luo)(luo)露使用(yong)。當SO.的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)不是很大(da)(da)時(shi),海鹽粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)就成(cheng)為了最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在以上(shang)所敘述的(de)(de)(de)(de)北(bei)海道土木技術會的(de)(de)(de)(de)指南中(zhong)(zhong)規定(ding)(ding)為“在離海岸200m的(de)(de)(de)(de)區域內因大(da)(da)氣(qi)中(zhong)(zhong)海鹽粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)腐(fu)(fu)蝕量大(da)(da)”,“推斷腐(fu)(fu)蝕減厚在兩面超(chao)過0.4mm以上(shang)的(de)(de)(de)(de)場合,應考慮(lv)對腐(fu)(fu)蝕減厚進行設(she)計”的(de)(de)(de)(de)考慮(lv)方(fang)法,并且,在1981年(昭(zhao)和56年)該會的(de)(de)(de)(de)“北(bei)海道耐候鋼(gang)(gang)材裸(luo)(luo)露使用(yong)的(de)(de)(de)(de)道路(lu)橋的(de)(de)(de)(de)設(she)計及施工(gong)指南”中(zhong)(zhong),把離海岸2km以內的(de)(de)(de)(de)地(di)區規定(ding)(ding)為由海鹽粒子(zi)引(yin)起的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)腐(fu)(fu)蝕影(ying)(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)環境。
另外(wai),U.S.Steel公司以前(qian)也曾規定(ding)必須(xu)離開海(hai)岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和(he)56年),由于(yu)擔心(xin)在(zai)(zai)不適當地(di)區耐候鋼(gang)無(wu)涂漆使用會發生問題,建設省土木研(yan)究(jiu)所(suo)和(he)橋梁(liang)建設協(xie)會及鋼(gang)材俱樂部(bu)共同開始了(le)“關于(yu)耐候鋼(gang)材在(zai)(zai)橋梁(liang)上(shang)適用性的共同研(yan)究(jiu)”。其(qi)最大(da)的目的在(zai)(zai)于(yu)關注(zhu)從(cong)(cong)海上(shang)飛來鹽分的影響,從(cong)(cong)而具體(ti)地(di)確定(ding)無(wu)涂漆耐候鋼(gang)能夠適用的地(di)區。
為此(ci),把耐(nai)候鋼及(ji)碳(tan)素鋼的(de)試片(pian)安(an)裝在(zai)全(quan)國41個地(di)方已(yi)有的(de)道路橋上進行了9年的(de)暴曬試驗。考慮到(dao)對銹(xiu)層的(de)穩定(ding)化(hua)最不利的(de)沒有雨水(shui)洗凈效果的(de)部(bu)位的(de)腐蝕狀態在(zai)實用上的(de)重要性,把試片(pian)垂直(zhi)和(he)(he)水(shui)平安(an)裝在(zai)內梁部(bu)分。試驗環(huan)境(jing)包括海岸、工(gong)業(ye)、城市、田園和(he)(he)高山,并充分地(di)進行了環(huan)境(jing)中的(de)氯離子、二氧化(hua)硫的(de)測(ce)定(ding)。
1987年(nian)(昭和62年(nian)),上(shang)述部門(men)根(gen)據(ju)以前的(de)(de)數據(ju),作為中間(jian)報告(gao)編寫(xie)了“無涂漆耐(nai)候(hou)鋼橋梁的(de)(de)設(she)計、施工要領(草(cao)案(an))”。在該(gai)(gai)草(cao)案(an)中,把受飛來鹽粒(li)子的(de)(de)影響大、不(bu)適(shi)合耐(nai)候(hou)鋼材或無涂漆使用的(de)(de)地(di)區(qu)定(ding)為:(1)沖繩全(quan)域;(2)日本海(hai)沿岸(an)以及面向外洋的(de)(de)其他沿岸(an)。把50年(nian)后的(de)(de)板(ban)厚減少量(liang)小(xiao)于0.4mm定(ding)為基準,第3年(nian)的(de)(de)板(ban)厚減少量(liang)超過0.2mm的(de)(de)場合以及發生了銹(xiu)層剝離的(de)(de)場合,判(pan)定(ding)為不(bu)適(shi)合使用。該(gai)(gai)草(cao)案(an)還對容易生成穩定(ding)銹(xiu)層的(de)(de)橋梁的(de)(de)設(she)計、結構細節、高強度螺栓、焊接材料(liao)等進行了闡(chan)述。
這(zhe)項(xiang)共同研究的(de)暴曬試(shi)驗(yan),在(zai)第(di)9年(nian)試(shi)片回收及結束(shu)研究后,于(yu)1989年(nian)(平成(cheng)元年(nian))的(de)報告書中把設計、施工要領(草案)進行了(le)重新(xin)規定(ding),在(zai)該草案中明確(que)地標明了(le)無涂(tu)漆耐候鋼能夠適用的(de)地區(qu)。判定(ding)基準的(de)基礎是用所規定(ding)的(de)方(fang)法測定(ding)的(de)飛來鹽(yan)粒子的(de)量,把它換算成(cheng)NaCl的(de)氯(lv)離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)為允許限。這(zhe)個量是根(gen)據在(zai)日本41座橋的(de)暴曬試(shi)驗(yan)中銹層(ceng)沒(mei)有(you)發(fa)生(sheng)層(ceng)狀剝離,并且根(gen)據9年(nian)的(de)試(shi)驗(yan)結果推斷50年(nian)后的(de)板(ban)厚減量不超過0.3mm而決定(ding)的(de)。
可(ke)是(shi),飛(fei)來鹽粒(li)子量每(mei)年發生變化,在測定(ding)時(shi)需要時(shi)間且相當麻煩,在表(biao)2-7上標出的地(di)區(qu),規定(ding)為(wei)省略飛(fei)來鹽粒(li)子量的測定(ding)、可(ke)以無涂漆使用耐候(hou)鋼的地(di)區(qu)。從北海(hai)(hai)道到(dao)北陸面向日本(ben)海(hai)(hai)的所(suo)謂鹽害地(di)帶離海(hai)(hai)岸(an)線必須超(chao)過20km,然而(er)在其他(ta)的海(hai)(hai)岸(an)因地(di)域而(er)異(yi)可(ke)以離開1~5km。
在(zai)上(shang)述的(de)共(gong)同(tong)研究中,除了全國(guo)41座橋(qiao)的(de)暴曬(shai)試驗以外(wai),試驗還包括(kuo)沿著信濃河進行(xing)的(de)不同(tong)離岸距離所(suo)設置的(de)大型(xing)暴曬(shai)試驗體(一種(zhong)模型(xing)結構物)不同(tong)結構部(bu)位(wei)銹層穩定化行(xing)為和(he)氯離子濃度影(ying)響(xiang)試驗、焊(han)縫部(bu)位(wei)銹穩定化狀況試驗、耐(nai)候性高強度螺(luo)栓暴曬(shai)試驗等。
除了上(shang)述(shu)的設(she)計、施(shi)工要(yao)領(案(an))以(yi)外,在1991年(平成(cheng)3年)制訂了“無(wu)涂漆橋(qiao)梁的檢修(xiu)要(yao)領(案(an))”,給出了檢修(xiu)項目、檢修(xiu)頻度以(yi)及檢修(xiu)結果(guo)(guo)記錄等。特(te)別(bie)具體地提出了用目視(shi)判斷層狀剝離(li)銹(xiu)的判定法,也敘述(shu)了發現這類層狀剝離(li)銹(xiu)時的應對措施(shi)。并(bing)且,在其他的報告(gao)書中,針(zhen)對盡(jin)可能減少泥與垃圾的堆積、滯水與結露、橋(qiao)面漏(lou)水與水路(lu)形成(cheng)等對銹(xiu)層穩定化有(you)(you)惡劣影響因素的各種結構的優缺點(dian),歸納了已有(you)(you)的無(wu)涂漆耐候鋼橋(qiao)梁的觀察結果(guo)(guo)。
經過以(yi)(yi)上(shang)(shang)過程(cheng),耐候鋼在(zai)橋(qiao)梁(liang)(liang)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大了裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率。將表(biao)2-6及表(biao)2-4的(de)(de)(de)數(shu)據加(jia)(jia)上(shang)(shang)其(qi)他情(qing)報(bao)或(huo)推測(ce),把從1968年(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian)(nian))到最(zui)近(jin)的(de)(de)(de)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、銹(xiu)穩定化(hua)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)及涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率歷年(nian)(nian)(nian)(nian)來變化(hua)的(de)(de)(de)情(qing)況進(jin)行了總結,并(bing)示于表(biao)2-8.日(ri)本國內橋(qiao)梁(liang)(liang)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐候鋼的(de)(de)(de)訂貨(huo)量,在(zai)這期(qi)間平(ping)均每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)約45,000t(最(zui)大約62,000t,最(zui)小約27,000t),雖然每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)都有變動可(ke)是從長期(qi)來看(kan)變動很(hen)小,其(qi)中(zhong)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)1968年(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian)(nian))曾經是100%,到最(zui)近(jin)已逐漸減少(shao)到10%,無涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻明顯(xian)增(zeng)加(jia)(jia),并(bing)且無涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)開始(shi)的(de)(de)(de)70年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前期(qi)(昭(zhao)和40年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi))全部是銹(xiu)穩定化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)耐候鋼,在(zai)70年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前期(qi))開始(shi)的(de)(de)(de)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐候鋼增(zeng)加(jia)(jia)到80年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前期(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi))的(de)(de)(de)同等程(cheng)度,以(yi)(yi)后銹(xiu)穩定化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)有減少(shao)的(de)(de)(de)傾向,相反(fan)裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)加(jia)(jia)了。現在(zai)以(yi)(yi)橋(qiao)梁(liang)(liang)數(shu)為基數(shu),估(gu)計裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是2/3、銹(xiu)穩定化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是1/5、涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是1/10。
如圖2-10所(suo)示(shi),1980年(昭(zhao)和55年)以后在橋(qiao)梁用鋼(gang)材上(shang)耐(nai)候鋼(gang)所(suo)占的(de)重量比在5%~7%之(zhi)間變動(dong),并(bing)且,30m以上(shang)的(de)新設橋(qiao)梁中,以各種表面狀態使用耐(nai)候鋼(gang)的(de)橋(qiao)梁數(shu)在10%以上(shang),最(zui)近接近20%。
在被視為是一國活力的(de)基礎(chu),是維持(chi)發展經(jing)濟活動或豐富(fu)國民(min)生活不可(ke)缺少(shao)的(de)公(gong)共設(she)施中,橋梁可(ke)以說(shuo)是公(gong)路(lu)或鐵路(lu)的(de)中樞,健(jian)全(quan)地進(jin)行維護極(ji)為重(zhong)要,決不能再踏(ta)“荒(huang)廢中的(de)美國”的(de)覆轍(che)。
日本(ben)的(de)(de)(de)公共設施(shi)主(zhu)要是(shi)在高度成長(chang)時期以(yi)后(hou)(hou)建設的(de)(de)(de),比(bi)較新,沒(mei)有太大的(de)(de)(de)老化(hua)問(wen)(wen)題,而且一直在進行充分的(de)(de)(de)維修管理。可是(shi)進入回避(bi)3K(臟、累、危險)、高齡化(hua)的(de)(de)(de)時代,今后(hou)(hou)如(ru)何做到(dao)不(bu)維修、健全地(di)保持社會資本(ben)則成為問(wen)(wen)題。鋼(gang)橋(qiao)的(de)(de)(de)維修、管理中(zhong)最(zui)關鍵的(de)(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)是(shi)典型的(de)(de)(de)3K作業,加上(shang)從前的(de)(de)(de)經(jing)濟問(wen)(wen)題,會出(chu)現勞(lao)動力(li)嚴(yan)重不(bu)足。根據測算,如(ru)果把本(ben)四連(lian)絡(luo)橋(qiao)、神戶-鳴門(men)路線4橋(qiao)(竣工時)以(yi)8年為周期進行換漆(qi)(qi),必須經(jing)常配備138~202名涂(tu)漆(qi)(qi)技術工人(基材調整除外),只(zhi)要橋(qiao)存在就必須繼續進行涂(tu)漆(qi)(qi),這樣做不(bu)是(shi)不(bu)可能而是(shi)不(bu)現實。因此,本(ben)四連(lian)絡(luo)橋(qiao)等采(cai)(cai)用了通(tong)過高級(ji)規格的(de)(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(重防蝕涂(tu)漆(qi)(qi))和頻繁的(de)(de)(de)局(ju)部(bu)補修,沒(mei)有采(cai)(cai)用正(zheng)式的(de)(de)(de)再涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)方針(zhen)。
這樣(yang)以來,最近的(de)(de)(de)鋼(gang)橋(qiao)防(fang)蝕(shi)方向有兩種情況:或(huo)者(zhe)像在(zai)本(ben)四連絡橋(qiao)那樣(yang)位于海上腐蝕(shi)環境(jing)嚴酷而且不容易再(zai)涂(tu)漆的(de)(de)(de)重要橋(qiao)梁上,進行重防(fang)蝕(shi)涂(tu)漆極力延長再(zai)涂(tu)漆間隔,或(huo)者(zhe)在(zai)一(yi)般環境(jing)下為(wei)了回避正式的(de)(de)(de)再(zai)涂(tu)漆,在(zai)能(neng)夠(gou)適(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)地(di)區(qu)盡可能(neng)使用(yong)(yong)無涂(tu)漆耐(nai)(nai)候鋼(gang)。擴大耐(nai)(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)無涂(tu)漆使用(yong)(yong),實現正規化的(de)(de)(de)條件,經(jing)過(guo)上述過(guo)程可以說已(yi)經(jing)充分具備。可是裸露耐(nai)(nai)候鋼(gang)目(mu)前的(de)(de)(de)性能(neng),使它(ta)在(zai)沿(yan)海地(di)區(qu)用(yong)(yong)于橋(qiao)梁建筑的(de)(de)(de)使用(yong)(yong)仍受(shou)到限制。解釋清楚氯(lv)化物惡劣影響的(de)(de)(de)本(ben)質(zhi),或(huo)者(zhe)在(zai)確立(li)其相(xiang)應(ying)(ying)對策等方面仍需要努力。耐(nai)(nai)候鋼(gang)應(ying)(ying)用(yong)(yong)進一(yi)步(bu)發展的(de)(de)(de)課題(ti)已(yi)詳(xiang)細(xi)地(di)歸納(na)在(zai)腐蝕(shi)防(fang)蝕(shi)協會所(suo)設置的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候鋼(gang)技術(shu)分會的(de)(de)(de)報告書[1994年(平成6年)]中。