鋼橋(qiao)(qiao)和混凝土橋(qiao)(qiao)各占(zhan)現(xian)代橋(qiao)(qiao)梁(道路橋(qiao)(qiao)、鐵(tie)道橋(qiao)(qiao))的(de)(de)一半。鋼橋(qiao)(qiao)雖然在(zai)品質、重(zhong)量(liang)輕、施工性(xing)(xing)、對大跨度的(de)(de)適(shi)用性(xing)(xing)、重(zhong)新修復的(de)(de)難度、色彩(cai)及形(xing)狀的(de)(de)美觀等許多方面(mian)有優(you)越(yue)性(xing)(xing),可是(shi)其缺(que)點是(shi)需(xu)要涂(tu)防蝕漆,在(zai)維修管理上需(xu)要很多的(de)(de)費(fei)用。大略估計每一次重(zhong)新涂(tu)漆所需(xu)費(fei)用占(zhan)橋(qiao)(qiao)梁上部工程建(jian)設費(fei)的(de)(de)1/10。
在(zai)1960年(nian)以前(昭(zhao)和30年(nian)代前期(qi)),日本(ben)的橋梁或陸上(shang)結構(gou)物的涂(tu)(tu)漆(qi),是把油性防銹(xiu)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(普通鉛丹漆(qi))作(zuo)為底(di)漆(qi),把長(chang)(chang)(chang)油性醇酸樹(shu)脂(zhi)(zhi)系涂(tu)(tu)料(liao)(liao)(普通長(chang)(chang)(chang)油性苯二酸樹(shu)脂(zhi)(zhi)涂(tu)(tu)料(liao)(liao))作(zuo)為中層(ceng)(ceng)漆(qi)、上(shang)層(ceng)(ceng)漆(qi),在(zai)現場使用(yong)動力(li)工(gong)具除去(qu)銹(xiu)或氧(yang)化鐵(tie)皮后進行涂(tu)(tu)漆(qi)。因為涂(tu)(tu)料(liao)(liao)落后而且基底(di)處理非(fei)常不充分,在(zai)腐蝕性大的工(gong)業地(di)區、城市、海(hai)岸,每(mei)隔數年(nian)需要重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)。1960~1965年(nian)(昭(zhao)和30年(nian)代后期(qi)),已將(jiang)噴砂(sha)機或噴砂(sha)打光機用(yong)于基底(di)處理,延長(chang)(chang)(chang)了涂(tu)(tu)漆(qi)的壽命,可(ke)是仍需要頻繁地(di)重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)。因此耐候鋼的裸(luo)露使用(yong)不需要維修就非(fei)常具有吸(xi)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(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)涂漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)應具有延(yan)長涂漆(qi)(qi)層壽命的(de)(de)(de)效果,或(huo)者確保漆(qi)(qi)層老(lao)化之后(hou)到重新(xin)涂漆(qi)(qi)之前不出問(wen)題(ti)。總(zong)之,為了能夠延(yan)長再(zai)涂漆(qi)(qi)時間(jian),耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)涂漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)在較早以(yi)前已經開(kai)始了。最(zui)早是于(yu)1963年(nian)(昭和(he)(he)38年(nian))完成的(de)(de)(de)東海(hai)道(dao)新(xin)干線長良川橋梁。如(ru)果根(gen)據耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)需要量(liang)統計橋梁用(yong)的(de)(de)(de)數量(liang)時,在不分裸露使(shi)(shi)(shi)用(yong)或(huo)者銹穩定化處理使(shi)(shi)(shi)用(yong)鋼的(de)(de)(de)1968~1974年(nian)(昭和(he)(he)43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)為4~6萬t(平(ping)均(jun)約(yue)(yue)5萬t)(參照圖2-4),所以(yi)這期間(jian)的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼日本國內使(shi)(shi)(shi)用(yong)量(liang)約(yue)(yue)為15萬噸,其中1/3是涂漆(qi)(qi)橋梁。
鋼鐵公司(si)為了進行耐候鋼的(de)性能研究和商品示范,在(zai)公司(si)工(gong)廠的(de)占地(di)內,建設了把涂漆部(bu)分(fen)和裸露部(bu)分(fen)分(fen)開使用的(de)實用橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)。川崎制(zhi)鐵所內的(de)知多2號橋(qiao)(qiao)(qiao)[1967年(nian)(昭(zhao)和42年(nian))竣工(gong),單(dan)純(chun)合成(cheng)(cheng)梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山鐵所內的(de)第一座國橋(qiao)(qiao)(qiao)[昭(zhao)和44年(nian)竣工(gong),單(dan)純(chun)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)-連續I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長472m]、新日鐵制(zhi)鐵所內的(de)黑金橋(qiao)(qiao)(qiao)[1973年(nian)(昭(zhao)和48年(nian))竣工(gong)、單(dan)純(chun)合成(cheng)(cheng)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)長218m]就(jiu)是典型的(de)例子。
根據需(xu)要(yao)耐(nai)候鋼(gang)在橋(qiao)梁上的銹(xiu)穩(wen)定化處理(li)使用(yong)和(he)同種鋼(gang)的裸(luo)露使用(yong),分(fen)別于1972年(nian)(昭和(he)47年(nian))、1977年(nian)(昭和(he)52年(nian))相繼開始。表2-6 示(shi)出了最初(chu)約(yue)10年(nian)間的訂(ding)貨業績(ji)。
日本(ben)(ben)于1973年(昭和48年)遭受到(dao)第一次石油(you)危機,1975年以后(昭和50年代(dai))進入經濟低(di)增長(chang)時(shi)期。在(zai)這(zhe)之前(qian)的高增長(chang)時(shi)期,日本(ben)(ben)的道(dao)路總延(yan)長(chang)度增長(chang)很快,與此同時(shi)道(dao)路橋的數量急劇增加(jia)。進入低(di)增長(chang)時(shi)期之后其維(wei)持管理費、特別是(shi)補修涂漆和再涂漆的費用成了很大的負擔(dan),耐候鋼的無(wu)涂漆使(shi)用又重新被評價(jia).這(zhe)就是(shi)表2-6的橋梁訂(ding)貨業績(ji)中無(wu)涂漆件數或(huo)鋼重量急劇增加(jia)的原因。
反映這種情(qing)況的(de)事實是于20世紀70年(nian)代(昭和50年(nian)代)前期在(zai)相關團(tuan)體內大力開展了無涂(tu)漆耐候鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)應(ying)用(yong)(yong)方法的(de)研究(jiu)(jiu)。這些(xie)團(tuan)體有土(tu)(tu)木學會(hui)(hui)(hui)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)規格專(zhuan)業(ye)委員會(hui)(hui)(hui)、日(ri)本鋼(gang)(gang)構造協會(hui)(hui)(hui)防銹防蝕(shi)(shi)專(zhuan)業(ye)委員會(hui)(hui)(hui)、日(ri)本橋梁建設(she)協會(hui)(hui)(hui)耐候性橋梁委員會(hui)(hui)(hui)、北海道(dao)(dao)土(tu)(tu)木對耐候鋼(gang)(gang)不進(jin)行正規的(de)涂(tu)漆,在(zai)裸露狀(zhuang)態或者進(jin)行穩定化處理后用(yong)(yong)的(de)場合,“無涂(tu)漆使用(yong)(yong)”這一術(shu)(shu)語(yu)已被廠家(jia)使用(yong)(yong),現在(zai)用(yong)(yong)該術(shu)(shu)語(yu)的(de)人相當多。1983年(nian)(昭和58年(nian))訂正的(de)JISG3114的(de)說明(ming)中(zhong)也照(zhao)樣使用(yong)(yong)。技(ji)(ji)術(shu)(shu)會(hui)(hui)(hui)鋼(gang)(gang)道(dao)(dao)路(lu)橋研究(jiu)(jiu)委員會(hui)(hui)(hui)、阪神(shen)高速道(dao)(dao)路(lu)公團(tuan)等。這些(xie)團(tuan)體專(zhuan)門詳(xiang)細地研究(jiu)(jiu)了氣象條(tiao)件(jian)(jian)和無涂(tu)漆使用(yong)(yong)的(de)適(shi)用(yong)(yong)性、對放置構件(jian)(jian)的(de)腐(fu)蝕(shi)(shi)條(tiao)件(jian)(jian)和詳(xiang)細結構的(de)設(she)計技(ji)(ji)巧、允許腐(fu)蝕(shi)(shi)率、疲勞(lao)、高強度螺栓(shuan)及(ji)摩(mo)擦接(jie)合部的(de)防蝕(shi)(shi)、焊接(jie)施(shi)工法、防止銹對周(zhou)圍(wei)污染的(de)措施(shi)、維修管理方法等許多技(ji)(ji)術(shu)(shu)問(wen)題。
作為重點(dian)詳細研究過(guo)的(de)(de)(de)問題之一(yi)是,在(zai)耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)很寬的(de)(de)(de)規格成(cheng)分(fen)范圍內,合金(jin)元素(su)的(de)(de)(de)配(pei)人量與焊接(jie)性(xing)、耐(nai)候(hou)性(xing)的(de)(de)(de)關系(xi)。提(ti)高(gao)對(dui)耐(nai)候(hou)性(xing)有(you)效(xiao)的(de)(de)(de)Cu、Cr等元素(su)的(de)(de)(de)添(tian)加量當(dang)然可以增(zeng)加耐(nai)候(hou)性(xing),對(dui)無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)有(you)利(li),可是對(dui)焊接(jie)性(xing)不利(li).以前涂(tu)(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)鋼常常是把添(tian)加元素(su)添(tian)加量控制(zhi)在(zai)下限,然而不能無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆使(shi)用(yong)。耐(nai)候(hou)性(xing)和焊接(jie)性(xing)二(er)者如何選擇,用(yong)戶之間曾經(jing)進行過(guo)激烈(lie)的(de)(de)(de)討論。如果在(zai)高(gao)速發展的(de)(de)(de)時代(dai),也許已經(jing)停止了(le)無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆使(shi)用(yong),可是因(yin)為涂(tu)(tu)(tu)漆的(de)(de)(de)維修管理費用(yong)很大,所以沒有(you)那(nei)樣(yang)做。
歸納(na)起(qi)來說(shuo):“應該(gai)大力(li)推(tui)進無涂漆使(shi)用(yong),為了(le)充(chong)分(fen)(fen)發揮耐候(hou)性高成分(fen)(fen)系耐候(hou)鋼(gang)是不(bu)可缺(que)少的(de)。高成分(fen)(fen)系耐候(hou)鋼(gang)的(de)焊接(jie)雖然在(zai)(zai)橋(qiao)梁建設上實(shi)績較少,可是已經基本(ben)改(gai)善了(le)鋼(gang)材的(de)焊接(jie)性。在(zai)(zai)海洋(yang)結構物上,比耐候(hou)鋼(gang)更難焊接(jie)的(de)686MPa、784MPa級已經在(zai)(zai)日常(chang)作(zuo)業(ye)上運用(yong)自如(ru)。因此,如(ru)果(guo)能充(chong)分(fen)(fen)照(zhao)顧到焊接(jie)性,制定(ding)焊接(jie)條件(jian)并充(chong)分(fen)(fen)地進行作(zuo)業(ye)管理,是可行的(de)。”
與此相(xiang)關(guan),訂貨(huo)規格不(bu)是(shi)JIS標準(zhun),在成分(fen)范圍很寬的(de)(de)(de)JIS標準(zhun)的(de)(de)(de)范圍內為(wei)了確認高成分(fen)系(xi),還要根(gen)據無(wu)涂漆(qi)使用高成分(fen)系(xi)的(de)(de)(de)各鋼(gang)材廠家(jia)的(de)(de)(de)商品名,這一不(bu)正常的(de)(de)(de)狀(zhuang)態延續(xu)了一段時間。北海(hai)道(dao)土木技術委員會鋼(gang)道(dao)路(lu)橋研究委員會于1949年(nian)(昭和54年(nian))4月制定的(de)(de)(de)“北海(hai)道(dao)鋼(gang)道(dao)路(lu)橋的(de)(de)(de)設(she)計及(ji)施工指南(nan)”中規定了耐(nai)(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)無(wu)涂漆(qi)使用,這個文件(jian)(jian)作為(wei)日本最初(chu)的(de)(de)(de)文件(jian)(jian)引起了注目,它把適合無(wu)涂漆(qi)使用成分(fen)系(xi)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候鋼(gang)命(ming)名為(wei)“特(te)殊耐(nai)(nai)候鋼(gang)”加以區別(bie)。
這(zhe)一問題于1983年(昭和58年)的JIS G3114修改(gai)中,通過把該標準的對(dui)象鋼細分為無涂漆用(W)和涂漆用(P)已經得(de)到解決。在JIS中對(dui)這(zhe)一修改(gai)作了如下的說明(ming)。
現(xian)行(xing)(xing)JIS G3114是匯總(zong)了當(dang)時流通(tong)的(de)(de)(de)同類鋼材(cai)的(de)(de)(de)鋼鐵廠(chang)家的(de)(de)(de)標準(zhun)制定(ding)的(de)(de)(de),是對本鋼材(cai)主要(yao)特性耐(nai)(nai)候(hou)性有貢獻的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)值及規(gui)定(ding)范(fan)(fan)圍比較寬松的(de)(de)(de)標準(zhun)。本鋼材(cai)的(de)(de)(de)使用(yong)方法(fa),有從焊接性考慮犧牲(sheng)一定(ding)的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)性涂漆使用(yong)的(de)(de)(de)場(chang)合,也有作為(wei)原來的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼材(cai)以裸態或者進行(xing)(xing)銹穩定(ding)化處理后使用(yong)的(de)(de)(de)場(chang)合,按照使用(yong)的(de)(de)(de)實際情況(kuang),現(xian)在同時有兩種(zhong)鋼在流通(tong)。因(yin)為(wei)這兩種(zhong)鋼的(de)(de)(de)化學成分(fen)都在現(xian)行(xing)(xing)標準(zhun)的(de)(de)(de)規(gui)定(ding)范(fan)(fan)圍內(nei),可能會(hui)在流通(tong)面上(shang)發生混亂,所以作出了應按照實際情況(kuang)對JIS G3114進行(xing)(xing)修改的(de)(de)(de)結論(lun)。
隨著(zhu)這(zhe)一修(xiu)(xiu)改,用各公司的(de)商(shang)品名進行訂貨(huo)的(de)事幾乎沒有(you)了(le)。JIS標準的(de)修(xiu)(xiu)改起了(le)多大作(zuo)用雖然(ran)還不清楚,可是(shi)(shi)從這(zhe)時開始在橋(qiao)梁(liang)上裸露使用的(de)實際急劇增(zeng)加。圖(tu)2-9示出了(le)按(an)年(nian)度(du)裸露耐候鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)訂貨(huo)件數和重量的(de)變遷。請注意不是(shi)(shi)按(an)累計而是(shi)(shi)按(an)年(nian)度(du)統計,并且在該統計中沒有(you)包括H型鋼橋(qiao)梁(liang)及穩定(ding)化處理(li)的(de)鋼橋(qiao)。
正(zheng)(zheng)如從前(qian)面的(de)(de)(de)表2-6所(suo)知道(dao)的(de)(de)(de)那樣(yang),耐(nai)候鋼最初以銹穩定化處理開始(shi)的(de)(de)(de)無涂漆(qi)使用(yong),在5年(nian)后(hou)開始(shi)采用(yong)裸(luo)(luo)露(lu)使用(yong)之后(hou)的(de)(de)(de)3年(nian)中(zhong)遠比(bi)裸(luo)(luo)露(lu)使用(yong)量多,可(ke)是在1980年(nian)(昭(zhao)和55年(nian))裸(luo)(luo)露(lu)使用(yong)量突然增加使二者的(de)(de)(de)數量大(da)致接近,現在其比(bi)率正(zheng)(zheng)在降(jiang)低.如果裸(luo)(luo)露(lu)使用(yong)時的(de)(de)(de)性能可(ke)靠的(de)(de)(de)話,則(ze)是由于原來(lai)的(de)(de)(de)經濟上(shang)的(de)(de)(de)原因所(suo)致。北海道(dao)土(tu)木(mu)技術委員會的(de)(de)(de)指南(前(qian)述(shu))在1989年(nian)(平(ping)成(cheng)元年(nian))的(de)(de)(de)訂正(zheng)(zheng)中(zhong)只把(ba)裸(luo)(luo)露(lu)使用(yong)進行了規定,并且在1991年(nian)(平(ping)成(cheng)3年(nian))的(de)(de)(de)道(dao)路橋示(shi)方書(shu)中(zhong)也做(zuo)了同樣(yang)的(de)(de)(de)規定。
但是,銹穩定化處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)需要依然存在(zai)(zai),在(zai)(zai)1980年(昭和55年)以前大概(gai)只有一個公司·推出了銹穩定化處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)方法(fa)(fa)。傳統的(de)(de)(de)方法(fa)(fa)原則上是把拿到表面處(chu)理(li)(li)工廠的(de)(de)(de)構(gou)件(jian)進行(xing)處(chu)理(li)(li)之后搬運到現場的(de)(de)(de)方法(fa)(fa),而新方法(fa)(fa)的(de)(de)(de)特征是能夠在(zai)(zai)構(gou)件(jian)加(jia)工工廠或現場和通常(chang)的(de)(de)(de)橋(qiao)(qiao)梁涂漆(qi)一樣地進行(xing)處(chu)理(li)(li)。包括傳統方法(fa)(fa)在(zai)(zai)內,這(zhe)些處(chu)理(li)(li)方法(fa)(fa)除了在(zai)(zai)一般(ban)橋(qiao)(qiao)梁上使用(yong)(yong)之外,也多用(yong)(yong)于(yu)小型H型橋(qiao)(qiao)梁或橋(qiao)(qiao)梁以外的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)物。
在(zai)耐候鋼裸露使(shi)用急劇(ju)增(zeng)加的(de)(de)(de)背景(jing)上(shang)存在(zai)著無(wu)需(xu)維(wei)修這一(yi)社會經(jing)濟上(shang)的(de)(de)(de)需(xu)求,加上(shang)由前述的(de)(de)(de)各團體委員會所開(kai)展的(de)(de)(de)應用技術(shu)的(de)(de)(de)討論,由橋梁廠(chang)家(jia)所進(jin)行的(de)(de)(de)應用技術(shu)、設計施(shi)工法的(de)(de)(de)開(kai)發(fa),以及如圖(tu)2-8所示的(de)(de)(de)由于(yu)環境限制的(de)(de)(de)成果,大氣中二氧(yang)化(hua)硫濃度已降低,具備了(le)使(shi)裸露使(shi)用更容(rong)易進(jin)行的(de)(de)(de)各種有利的(de)(de)(de)因素。
1979年(nian)(昭和54年(nian))9月21日(ri)(ri)至10月8日(ri)(ri),以當時國鐵(tie)鐵(tie)道(dao)技(ji)術研究所結(jie)(jie)構物研究室阿(a)部英彥。為團(tuan)長的(de)18人組成的(de)美國、加拿大橋(qiao)梁(liang)技(ji)術調(diao)查團(tuan)(《橋(qiao)梁(liang)和基礎(chu)》雜(za)志策劃,成員包(bao)括鋼(gang)鐵(tie)公(gong)(gong)司、橋(qiao)梁(liang)建設公(gong)(gong)司及(ji)橋(qiao)梁(liang)所有者(zhe)等(deng))赴北美考察了耐(nai)候鋼(gang)材在無涂漆橋(qiao)梁(liang)上(shang)的(de)實際(ji)使(shi)用(yong)情況,調(diao)查了許多裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)的(de)橋(qiao)梁(liang),聽取了鋼(gang)材廠(chang)家、高(gao)速道(dao)路局等(deng)方面的(de)見(jian)解,將(jiang)其結(jie)(jie)果(guo)寫成報告(gao)(gao)書(shu)[71]發表。報告(gao)(gao)書(shu)總(zong)結(jie)(jie)了耐(nai)候鋼(gang)在美國裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)基本成功的(de)事實、需要(yao)注意的(de)幾個問題(ti)及(ji)一部分人的(de)批評(ping)意見(jian)等(deng),這對日(ri)(ri)本耐(nai)候鋼(gang)的(de)裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)曾(ceng)經有過(guo)促(cu)進效果(guo)。
最后的(de)(de)問(wen)題(ti)是(shi)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)海(hai)鹽(yan)粒(li)(li)(li)子對(dui)銹層穩定化的(de)(de)惡劣影(ying)(ying)響(xiang),即海(hai)鹽(yan)粒(li)(li)(li)子在大(da)(da)氣中(zhong)的(de)(de)濃度或者在鋼(gang)表面上的(de)(de)附著(zhu)量在什么程度以(yi)(yi)下,耐候鋼(gang)才可以(yi)(yi)裸(luo)露使用(yong)。當SO.的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)不是(shi)很大(da)(da)時,海(hai)鹽(yan)粒(li)(li)(li)子的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)就成為(wei)了最大(da)(da)的(de)(de)問(wen)題(ti)。在以(yi)(yi)上所敘述的(de)(de)北(bei)海(hai)道土木(mu)技術(shu)會(hui)的(de)(de)指南中(zhong)規定為(wei)“在離(li)海(hai)岸200m的(de)(de)區域(yu)內因大(da)(da)氣中(zhong)海(hai)鹽(yan)粒(li)(li)(li)子的(de)(de)影(ying)(ying)響(xiang)腐蝕(shi)量大(da)(da)”,“推斷(duan)腐蝕(shi)減厚在兩面超過0.4mm以(yi)(yi)上的(de)(de)場合,應(ying)考(kao)慮(lv)對(dui)腐蝕(shi)減厚進行設計”的(de)(de)考(kao)慮(lv)方法,并且(qie),在1981年(昭和56年)該會(hui)的(de)(de)“北(bei)海(hai)道耐候鋼(gang)材裸(luo)露使用(yong)的(de)(de)道路橋的(de)(de)設計及施工指南”中(zhong),把離(li)海(hai)岸2km以(yi)(yi)內的(de)(de)地區規定為(wei)由海(hai)鹽(yan)粒(li)(li)(li)子引起(qi)的(de)(de)大(da)(da)氣腐蝕(shi)影(ying)(ying)響(xiang)嚴重的(de)(de)環境(jing)。
另外,U.S.Steel公司以前也(ye)曾規定必須(xu)離開海岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭(zhao)和56年),由于擔心在不適當地(di)區耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)無(wu)涂(tu)漆使(shi)用會發生問題,建設(she)省土木研究(jiu)所和橋梁建設(she)協(xie)會及(ji)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)俱樂部共同開始了“關于耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)在橋梁上(shang)適用性的共同研究(jiu)”。其(qi)最大的目的在于關注從海(hai)上(shang)飛來鹽分的影響,從而具(ju)體地(di)確定無(wu)涂(tu)漆耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)能夠適用的地(di)區。
為此,把耐(nai)候鋼及碳素鋼的(de)(de)(de)(de)試(shi)(shi)片安裝在(zai)全國41個(ge)地方已(yi)有的(de)(de)(de)(de)道路(lu)橋(qiao)上(shang)(shang)進行了9年的(de)(de)(de)(de)暴曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)。考(kao)慮到對(dui)銹層的(de)(de)(de)(de)穩定化最(zui)不利的(de)(de)(de)(de)沒有雨水(shui)洗凈效果的(de)(de)(de)(de)部位的(de)(de)(de)(de)腐蝕狀態在(zai)實用上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)重要性,把試(shi)(shi)片垂直(zhi)和水(shui)平(ping)安裝在(zai)內梁部分。試(shi)(shi)驗(yan)環境包括海岸(an)、工業(ye)、城(cheng)市、田(tian)園和高山,并充分地進行了環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)氯(lv)離子、二氧化硫的(de)(de)(de)(de)測定。
1987年(nian)(昭和(he)62年(nian)),上述部門根據(ju)以(yi)(yi)前的(de)(de)(de)數據(ju),作為(wei)(wei)中間報告(gao)編寫了(le)“無(wu)涂漆耐候(hou)鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)、施工要領(草(cao)案)”。在該草(cao)案中,把(ba)受(shou)飛來(lai)鹽粒子的(de)(de)(de)影響(xiang)大、不適(shi)合耐候(hou)鋼材或無(wu)涂漆使用的(de)(de)(de)地區(qu)定為(wei)(wei):(1)沖繩全(quan)域(yu);(2)日本海(hai)沿(yan)岸(an)以(yi)(yi)及面向外洋(yang)的(de)(de)(de)其他沿(yan)岸(an)。把(ba)50年(nian)后的(de)(de)(de)板(ban)(ban)厚減(jian)少量小于(yu)0.4mm定為(wei)(wei)基準,第(di)3年(nian)的(de)(de)(de)板(ban)(ban)厚減(jian)少量超(chao)過0.2mm的(de)(de)(de)場(chang)合以(yi)(yi)及發(fa)生(sheng)(sheng)了(le)銹層剝離的(de)(de)(de)場(chang)合,判(pan)定為(wei)(wei)不適(shi)合使用。該草(cao)案還(huan)對容(rong)易生(sheng)(sheng)成(cheng)穩定銹層的(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)(de)設(she)計(ji)、結構細節、高強度螺栓、焊接材料等(deng)進(jin)行了(le)闡述。
這(zhe)項(xiang)共同研(yan)究的暴曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan),在(zai)第(di)9年(nian)(nian)(nian)試(shi)(shi)片回(hui)收及結(jie)束研(yan)究后(hou),于1989年(nian)(nian)(nian)(平成(cheng)元年(nian)(nian)(nian))的報(bao)告書中把(ba)設(she)計、施工(gong)要領(草(cao)案(an))進行了重新規定(ding),在(zai)該草(cao)案(an)中明(ming)確地(di)標明(ming)了無涂漆耐候鋼能夠適(shi)用的地(di)區。判定(ding)基準的基礎是(shi)用所規定(ding)的方法測定(ding)的飛(fei)來(lai)鹽粒(li)子的量,把(ba)它換算成(cheng)NaCl的氯離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)為允許限。這(zhe)個量是(shi)根據(ju)在(zai)日本41座橋的暴曬(shai)試(shi)(shi)驗(yan)中銹層沒(mei)有發生(sheng)層狀剝離,并(bing)且根據(ju)9年(nian)(nian)(nian)的試(shi)(shi)驗(yan)結(jie)果推(tui)斷50年(nian)(nian)(nian)后(hou)的板厚減量不超過0.3mm而決定(ding)的。
可是,飛(fei)來鹽(yan)粒(li)(li)子(zi)量(liang)每年發生變化,在(zai)測定時需要時間(jian)且相(xiang)當麻煩,在(zai)表2-7上標出的(de)地(di)區(qu),規定為省略飛(fei)來鹽(yan)粒(li)(li)子(zi)量(liang)的(de)測定、可以無涂漆(qi)使用耐候鋼的(de)地(di)區(qu)。從(cong)北海(hai)(hai)道到(dao)北陸面向日本(ben)海(hai)(hai)的(de)所謂鹽(yan)害(hai)地(di)帶離海(hai)(hai)岸(an)線必須超過20km,然而在(zai)其他的(de)海(hai)(hai)岸(an)因地(di)域而異可以離開1~5km。
在上述的(de)共同研究中,除了全(quan)國41座橋的(de)暴曬試驗以外(wai),試驗還包括沿著信(xin)濃(nong)河(he)進行的(de)不(bu)同離岸距離所設(she)置的(de)大(da)型暴曬試驗體(一種模(mo)型結構物)不(bu)同結構部位銹(xiu)層穩定化行為(wei)和氯離子濃(nong)度影響試驗、焊縫(feng)部位銹(xiu)穩定化狀況試驗、耐(nai)候性高(gao)強度螺栓暴曬試驗等。
除了上述(shu)的(de)設計、施工要(yao)領(ling)(案)以外,在1991年(nian)(平(ping)成(cheng)3年(nian))制(zhi)訂(ding)了“無(wu)涂漆(qi)橋(qiao)梁(liang)的(de)檢(jian)修(xiu)要(yao)領(ling)(案)”,給出了檢(jian)修(xiu)項目、檢(jian)修(xiu)頻度(du)以及檢(jian)修(xiu)結(jie)果記錄等(deng)(deng)。特別具體地提出了用目視判斷層(ceng)狀剝離銹的(de)判定(ding)法(fa),也敘述(shu)了發現這類層(ceng)狀剝離銹時(shi)的(de)應對(dui)措(cuo)施。并(bing)且,在其他(ta)的(de)報告書中,針對(dui)盡可能減少(shao)泥(ni)與垃圾(ji)的(de)堆積、滯水與結(jie)露、橋(qiao)面(mian)漏(lou)水與水路形(xing)成(cheng)等(deng)(deng)對(dui)銹層(ceng)穩定(ding)化(hua)有惡劣影響(xiang)因(yin)素的(de)各(ge)種結(jie)構的(de)優缺點,歸納了已有的(de)無(wu)涂漆(qi)耐候(hou)鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)觀察結(jie)果。
經過(guo)以上過(guo)程,耐(nai)(nai)候鋼在(zai)橋梁上的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大了(le)裸露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率。將表2-6及表2-4的(de)(de)數(shu)(shu)據加(jia)上其他情報或推測,把從1968年(nian)(昭和43年(nian))到(dao)最(zui)近的(de)(de)裸露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)、銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)及涂(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率歷年(nian)來(lai)變化(hua)的(de)(de)情況進行了(le)總結,并(bing)示于表2-8.日本國(guo)內橋梁用(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)(nai)候鋼的(de)(de)訂貨量,在(zai)這(zhe)期(qi)(qi)間平均(jun)每(mei)年(nian)約45,000t(最(zui)大約62,000t,最(zui)小約27,000t),雖(sui)然每(mei)年(nian)都有變動(dong)可是(shi)從長期(qi)(qi)來(lai)看變動(dong)很(hen)小,其中涂(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)1968年(nian)(昭和43年(nian))曾經是(shi)100%,到(dao)最(zui)近已(yi)逐漸(jian)減少(shao)到(dao)10%,無涂(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)卻(que)明顯增(zeng)加(jia),并(bing)且無涂(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)開始(shi)的(de)(de)70年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(昭和40年(nian)代后期(qi)(qi))全部是(shi)銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)耐(nai)(nai)候鋼,在(zai)70年(nian)代后期(qi)(qi)(昭和50年(nian)代前(qian)期(qi)(qi))開始(shi)的(de)(de)裸露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)(nai)候鋼增(zeng)加(jia)到(dao)80年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(昭和50年(nian)代后期(qi)(qi))的(de)(de)同等(deng)程度,以后銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)有減少(shao)的(de)(de)傾向(xiang),相反裸露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)卻(que)增(zeng)加(jia)了(le)。現在(zai)以橋梁數(shu)(shu)為基數(shu)(shu),估(gu)計裸露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)2/3、銹(xiu)(xiu)穩(wen)定化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/5、涂(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/10。
如圖2-10所示,1980年(nian)(昭(zhao)和55年(nian))以(yi)(yi)后在橋梁(liang)(liang)(liang)用(yong)鋼材上(shang)耐(nai)候(hou)鋼所占(zhan)的(de)重量比在5%~7%之間變動,并且,30m以(yi)(yi)上(shang)的(de)新設(she)橋梁(liang)(liang)(liang)中(zhong),以(yi)(yi)各種表(biao)面(mian)狀態使(shi)用(yong)耐(nai)候(hou)鋼的(de)橋梁(liang)(liang)(liang)數(shu)在10%以(yi)(yi)上(shang),最近(jin)接近(jin)20%。
在被視為是一國活力的基(ji)礎(chu),是維(wei)持發展經濟(ji)活動或豐富(fu)國民生活不可缺少的公共設施中,橋梁可以說(shuo)是公路(lu)或鐵路(lu)的中樞,健全地進行維(wei)護極為重要,決(jue)不能再踏“荒廢中的美國”的覆轍。
日本(ben)的(de)(de)公(gong)共(gong)設(she)施(shi)主要是在(zai)高(gao)度成(cheng)長時(shi)期以(yi)后(hou)建設(she)的(de)(de),比較新(xin),沒有(you)太大的(de)(de)老化問題,而且(qie)一直在(zai)進(jin)(jin)行充分的(de)(de)維(wei)修管理。可是進(jin)(jin)入回避3K(臟、累(lei)、危(wei)險)、高(gao)齡化的(de)(de)時(shi)代,今后(hou)如(ru)何做到不(bu)維(wei)修、健全地保持(chi)社會資本(ben)則成(cheng)為(wei)問題。鋼橋的(de)(de)維(wei)修、管理中最關(guan)鍵的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)是典型(xing)的(de)(de)3K作業,加上從前的(de)(de)經濟問題,會出現(xian)勞動力嚴(yan)重不(bu)足。根(gen)據測算,如(ru)果把本(ben)四(si)連絡橋、神戶-鳴門路線4橋(竣(jun)工時(shi))以(yi)8年為(wei)周期進(jin)(jin)行換漆(qi)(qi),必(bi)須(xu)經常(chang)配備138~202名涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)技術工人(基材(cai)調整除(chu)外),只要橋存在(zai)就必(bi)須(xu)繼續(xu)進(jin)(jin)行涂(tu)(tu)漆(qi)(qi),這樣做不(bu)是不(bu)可能而是不(bu)現(xian)實。因(yin)此(ci),本(ben)四(si)連絡橋等采(cai)用(yong)了通過高(gao)級規格(ge)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(重防蝕涂(tu)(tu)漆(qi)(qi))和頻(pin)繁的(de)(de)局部補修,沒有(you)采(cai)用(yong)正式的(de)(de)再涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)方針。
這樣以來,最近的(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)橋防(fang)蝕方向有兩種情(qing)況(kuang):或(huo)者(zhe)像在(zai)(zai)本(ben)四連絡(luo)橋那樣位(wei)于海上腐蝕環(huan)境嚴酷而且(qie)不容易(yi)再涂(tu)(tu)漆的(de)(de)重要橋梁(liang)上,進行重防(fang)蝕涂(tu)(tu)漆極力(li)延長再涂(tu)(tu)漆間隔,或(huo)者(zhe)在(zai)(zai)一般環(huan)境下為(wei)了回避正式的(de)(de)再涂(tu)(tu)漆,在(zai)(zai)能(neng)夠適用(yong)(yong)的(de)(de)地區(qu)盡可能(neng)使用(yong)(yong)無涂(tu)(tu)漆耐候鋼(gang)(gang)(gang)。擴大耐候鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)無涂(tu)(tu)漆使用(yong)(yong),實(shi)現(xian)正規(gui)化的(de)(de)條件,經(jing)(jing)過(guo)上述過(guo)程(cheng)可以說已經(jing)(jing)充(chong)分(fen)具(ju)備(bei)。可是裸露耐候鋼(gang)(gang)(gang)目前的(de)(de)性能(neng),使它在(zai)(zai)沿(yan)海地區(qu)用(yong)(yong)于橋梁(liang)建筑的(de)(de)使用(yong)(yong)仍受到限制(zhi)。解釋清楚氯化物惡劣影響的(de)(de)本(ben)質,或(huo)者(zhe)在(zai)(zai)確(que)立其相應對策等方面仍需(xu)要努力(li)。耐候鋼(gang)(gang)(gang)應用(yong)(yong)進一步(bu)發展的(de)(de)課題已詳細(xi)地歸納在(zai)(zai)腐蝕防(fang)蝕協會所設(she)置的(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)(gang)技術分(fen)會的(de)(de)報告書[1994年(nian)(nian)(平成6年(nian)(nian))]中。