鋼橋(qiao)和混凝土橋(qiao)各占(zhan)現代橋(qiao)梁(道(dao)路橋(qiao)、鐵道(dao)橋(qiao))的(de)(de)一(yi)半。鋼橋(qiao)雖然在品(pin)質、重量(liang)輕、施工(gong)性(xing)(xing)、對大跨度的(de)(de)適用(yong)性(xing)(xing)、重新修(xiu)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)越性(xing)(xing),可是(shi)其缺(que)點(dian)是(shi)需(xu)要涂防蝕漆,在維修(xiu)管(guan)理上需(xu)要很多的(de)(de)費用(yong)。大略估計(ji)每(mei)一(yi)次重新涂漆所需(xu)費用(yong)占(zhan)橋(qiao)梁上部(bu)工(gong)程建設費的(de)(de)1/10。
在(zai)1960年(nian)(nian)以前(昭和(he)30年(nian)(nian)代前期),日本的橋梁(liang)或陸上(shang)結構物(wu)的涂(tu)(tu)(tu)漆,是把(ba)油(you)性(xing)(xing)防銹涂(tu)(tu)(tu)料(普通鉛丹漆)作為底(di)漆,把(ba)長(chang)(chang)油(you)性(xing)(xing)醇(chun)酸樹脂系涂(tu)(tu)(tu)料(普通長(chang)(chang)油(you)性(xing)(xing)苯二酸樹脂涂(tu)(tu)(tu)料)作為中層漆、上(shang)層漆,在(zai)現場使用(yong)動(dong)力工具(ju)除去銹或氧(yang)化鐵(tie)皮后(hou)(hou)進行涂(tu)(tu)(tu)漆。因為涂(tu)(tu)(tu)料落后(hou)(hou)而且(qie)基底(di)處理非常(chang)不(bu)充分,在(zai)腐蝕性(xing)(xing)大的工業地(di)區、城市(shi)、海岸,每隔(ge)數年(nian)(nian)需要(yao)重(zhong)新涂(tu)(tu)(tu)漆。1960~1965年(nian)(nian)(昭和(he)30年(nian)(nian)代后(hou)(hou)期),已將噴(pen)砂機或噴(pen)砂打(da)光機用(yong)于(yu)基底(di)處理,延長(chang)(chang)了涂(tu)(tu)(tu)漆的壽命(ming),可是仍需要(yao)頻繁地(di)重(zhong)新涂(tu)(tu)(tu)漆。因此(ci)耐(nai)候鋼的裸露使用(yong)不(bu)需要(yao)維修就非常(chang)具(ju)有(you)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)(de)涂(tu)漆使(shi)用(yong)應(ying)具有(you)延長(chang)涂(tu)漆層壽命的(de)(de)(de)效果(guo),或(huo)者確保漆層老化之(zhi)后(hou)到重(zhong)新(xin)涂(tu)漆之(zhi)前不出問題。總之(zhi),為(wei)了(le)能夠延長(chang)再涂(tu)漆時間(jian),耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)涂(tu)漆使(shi)用(yong)在較早以(yi)(yi)前已經開始了(le)。最早是于1963年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)38年(nian)(nian)(nian))完成的(de)(de)(de)東海道新(xin)干(gan)線長(chang)良川橋(qiao)梁。如果(guo)根(gen)據耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)需要量統計(ji)橋(qiao)梁用(yong)的(de)(de)(de)數量時,在不分裸露使(shi)用(yong)或(huo)者銹穩定化處理使(shi)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)(de)1968~1974年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)43~49年(nian)(nian)(nian)),每年(nian)(nian)(nian)使(shi)用(yong)量為(wei)4~6萬t(平均約5萬t)(參照圖2-4),所以(yi)(yi)這(zhe)期間(jian)的(de)(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)日本國內(nei)使(shi)用(yong)量約為(wei)15萬噸,其中1/3是涂(tu)漆橋(qiao)梁。
鋼鐵(tie)公司(si)為了進行耐(nai)候鋼的(de)性能(neng)研究和(he)商(shang)品示范(fan),在(zai)公司(si)工廠的(de)占地內,建設了把涂(tu)漆部分(fen)和(he)裸露部分(fen)分(fen)開使(shi)用(yong)的(de)實用(yong)橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)。川(chuan)崎制(zhi)鐵(tie)所內的(de)知(zhi)多2號橋(qiao)(qiao)[1967年(昭(zhao)(zhao)和(he)42年)竣(jun)工,單(dan)(dan)純(chun)(chun)合成梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山(shan)鐵(tie)所內的(de)第(di)一座國橋(qiao)(qiao)[昭(zhao)(zhao)和(he)44年竣(jun)工,單(dan)(dan)純(chun)(chun)I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)-連續I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長472m]、新日(ri)鐵(tie)制(zhi)鐵(tie)所內的(de)黑金橋(qiao)(qiao)[1973年(昭(zhao)(zhao)和(he)48年)竣(jun)工、單(dan)(dan)純(chun)(chun)合成I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長218m]就是(shi)典型的(de)例子。
根據需要耐候鋼在橋梁上的(de)銹穩定化處理使用(yong)和同種鋼的(de)裸露使用(yong),分別于(yu)1972年(昭(zhao)和47年)、1977年(昭(zhao)和52年)相繼開始。表2-6 示出了最初約10年間的(de)訂貨業(ye)績。
日本于1973年(nian)(nian)(昭和48年(nian)(nian))遭(zao)受到第一次(ci)石油危機,1975年(nian)(nian)以后(昭和50年(nian)(nian)代)進入經濟低(di)增(zeng)長時(shi)期。在這之(zhi)(zhi)前的高(gao)增(zeng)長時(shi)期,日本的道路總延長度(du)增(zeng)長很快,與此同時(shi)道路橋(qiao)的數量急劇增(zeng)加。進入低(di)增(zeng)長時(shi)期之(zhi)(zhi)后其維持管理費、特別是(shi)(shi)補修(xiu)涂漆(qi)和再涂漆(qi)的費用(yong)成(cheng)了很大的負擔(dan),耐(nai)候鋼的無涂漆(qi)使(shi)用(yong)又重新被評(ping)價(jia).這就是(shi)(shi)表2-6的橋(qiao)梁訂貨(huo)業績中無涂漆(qi)件數或(huo)鋼重量急劇增(zeng)加的原因。
反映這種情況(kuang)的(de)(de)(de)事實是于20世紀70年代(昭和(he)50年代)前期(qi)在(zai)相關團(tuan)體內大力開展(zhan)了無涂(tu)(tu)漆耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)材應用方法(fa)的(de)(de)(de)研究。這些團(tuan)體有土木學(xue)會(hui)鋼(gang)(gang)材規格專(zhuan)業(ye)委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)、日(ri)本鋼(gang)(gang)構造協會(hui)防(fang)(fang)銹防(fang)(fang)蝕專(zhuan)業(ye)委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)、日(ri)本橋(qiao)梁(liang)建設協會(hui)耐(nai)(nai)候性橋(qiao)梁(liang)委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)、北海道(dao)土木對耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)不進行正規的(de)(de)(de)涂(tu)(tu)漆,在(zai)裸露狀態或(huo)者進行穩定化(hua)處理后用的(de)(de)(de)場(chang)合(he),“無涂(tu)(tu)漆使用”這一術(shu)語已(yi)被廠(chang)家使用,現在(zai)用該(gai)術(shu)語的(de)(de)(de)人相當多。1983年(昭和(he)58年)訂正的(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)說明中也照樣使用。技(ji)術(shu)會(hui)鋼(gang)(gang)道(dao)路橋(qiao)研究委(wei)員(yuan)(yuan)會(hui)、阪神高(gao)速道(dao)路公團(tuan)等(deng)(deng)。這些團(tuan)體專(zhuan)門詳(xiang)細(xi)(xi)地研究了氣象(xiang)條件和(he)無涂(tu)(tu)漆使用的(de)(de)(de)適用性、對放置(zhi)構件的(de)(de)(de)腐(fu)蝕條件和(he)詳(xiang)細(xi)(xi)結構的(de)(de)(de)設計技(ji)巧、允(yun)許腐(fu)蝕率、疲勞、高(gao)強度螺(luo)栓及摩(mo)擦(ca)接合(he)部的(de)(de)(de)防(fang)(fang)蝕、焊接施工(gong)法(fa)、防(fang)(fang)止銹對周圍污染(ran)的(de)(de)(de)措施、維(wei)修管(guan)理方法(fa)等(deng)(deng)許多技(ji)術(shu)問題。
作為(wei)重點詳細研(yan)究過的(de)(de)問題之一是(shi),在(zai)(zai)耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)很(hen)(hen)寬的(de)(de)規格成分范圍(wei)內,合(he)金元(yuan)素(su)的(de)(de)配人量(liang)與(yu)焊(han)接(jie)性(xing)、耐(nai)候性(xing)的(de)(de)關(guan)系。提高(gao)(gao)對(dui)耐(nai)候性(xing)有效的(de)(de)Cu、Cr等元(yuan)素(su)的(de)(de)添加(jia)(jia)量(liang)當然可(ke)以增加(jia)(jia)耐(nai)候性(xing),對(dui)無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用有利(li),可(ke)是(shi)對(dui)焊(han)接(jie)性(xing)不利(li).以前涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用的(de)(de)鋼(gang)常常是(shi)把添加(jia)(jia)元(yuan)素(su)添加(jia)(jia)量(liang)控制在(zai)(zai)下限(xian),然而不能無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用。耐(nai)候性(xing)和焊(han)接(jie)性(xing)二者如何選擇,用戶(hu)之間曾經進(jin)行過激烈的(de)(de)討論。如果在(zai)(zai)高(gao)(gao)速(su)發展的(de)(de)時代,也許已經停(ting)止了無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用,可(ke)是(shi)因為(wei)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)的(de)(de)維修管理費(fei)用很(hen)(hen)大,所以沒有那樣做。
歸納起來說:“應該大力推進(jin)無涂漆(qi)使(shi)用,為了充(chong)分(fen)(fen)發揮耐(nai)候性(xing)高(gao)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)系耐(nai)候鋼(gang)是(shi)不可缺少的(de)。高(gao)成(cheng)(cheng)分(fen)(fen)系耐(nai)候鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)雖然(ran)在橋梁建設上實績較少,可是(shi)已經基本改善了鋼(gang)材的(de)焊(han)接(jie)性(xing)。在海(hai)洋結構物上,比耐(nai)候鋼(gang)更難焊(han)接(jie)的(de)686MPa、784MPa級已經在日常作業上運用自如。因(yin)此,如果(guo)能充(chong)分(fen)(fen)照顧到(dao)焊(han)接(jie)性(xing),制定(ding)焊(han)接(jie)條件并充(chong)分(fen)(fen)地進(jin)行(xing)作業管理(li),是(shi)可行(xing)的(de)。”
與此相(xiang)關,訂貨規(gui)格不是JIS標準,在成(cheng)(cheng)分范(fan)圍(wei)很(hen)寬的(de)(de)JIS標準的(de)(de)范(fan)圍(wei)內(nei)為(wei)了確認高(gao)成(cheng)(cheng)分系,還要根據無涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)高(gao)成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)各(ge)鋼材(cai)廠家的(de)(de)商品名,這一不正常的(de)(de)狀態延續了一段時間。北海道(dao)土木技術委員會鋼道(dao)路橋研究(jiu)委員會于1949年(nian)(昭和54年(nian))4月制定的(de)(de)“北海道(dao)鋼道(dao)路橋的(de)(de)設計及(ji)施工指南”中(zhong)規(gui)定了耐候(hou)鋼的(de)(de)無涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong),這個文(wen)件(jian)作為(wei)日本最初的(de)(de)文(wen)件(jian)引起了注目,它把適合無涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)成(cheng)(cheng)分系的(de)(de)耐候(hou)鋼命名為(wei)“特殊耐候(hou)鋼”加以區(qu)別。
這一問題(ti)于1983年(nian)(昭和(he)58年(nian))的JIS G3114修改(gai)中,通過把該標準的對象鋼細分(fen)為無涂漆(qi)(qi)用(W)和(he)涂漆(qi)(qi)用(P)已經得到解決。在JIS中對這一修改(gai)作了(le)如下(xia)的說明。
現(xian)(xian)行(xing)JIS G3114是(shi)匯總(zong)了(le)當時流(liu)通(tong)的同類鋼材(cai)的鋼鐵廠家的標準制定的,是(shi)對本(ben)鋼材(cai)主要特性(xing)耐(nai)候(hou)性(xing)有貢獻的元素的規定值及規定范圍比(bi)較(jiao)寬松的標準。本(ben)鋼材(cai)的使(shi)(shi)用方法,有從焊接(jie)性(xing)考慮(lv)犧牲一定的耐(nai)候(hou)性(xing)涂漆(qi)使(shi)(shi)用的場合,也有作為原來的耐(nai)候(hou)鋼材(cai)以(yi)(yi)裸態(tai)或者(zhe)進(jin)行(xing)銹穩定化(hua)處理后使(shi)(shi)用的場合,按(an)照使(shi)(shi)用的實(shi)際情(qing)況,現(xian)(xian)在同時有兩種鋼在流(liu)通(tong)。因(yin)為這兩種鋼的化(hua)學成分都在現(xian)(xian)行(xing)標準的規定范圍內,可能(neng)會在流(liu)通(tong)面上(shang)發生(sheng)混亂,所(suo)以(yi)(yi)作出了(le)應按(an)照實(shi)際情(qing)況對JIS G3114進(jin)行(xing)修改的結論。
隨著這一(yi)修改,用各公司(si)的(de)商品名進行訂(ding)(ding)貨的(de)事(shi)幾乎沒有了。JIS標準(zhun)的(de)修改起了多大作(zuo)用雖然還(huan)不(bu)清(qing)楚,可是從(cong)這時開(kai)始在橋(qiao)梁(liang)(liang)上(shang)裸露使用的(de)實際急劇(ju)增(zeng)加。圖2-9示出了按(an)年度(du)裸露耐候鋼橋(qiao)梁(liang)(liang)的(de)訂(ding)(ding)貨件數和重量的(de)變遷(qian)。請注意(yi)不(bu)是按(an)累計(ji)而是按(an)年度(du)統計(ji),并且在該統計(ji)中沒有包括H型(xing)鋼橋(qiao)梁(liang)(liang)及(ji)穩定化處理的(de)鋼橋(qiao)。
正如從前面(mian)的(de)(de)(de)(de)表2-6所知道(dao)的(de)(de)(de)(de)那(nei)樣(yang),耐候(hou)鋼最初(chu)以銹穩定(ding)化處理開始的(de)(de)(de)(de)無涂漆使(shi)(shi)用(yong)(yong),在5年(nian)后開始采用(yong)(yong)裸露使(shi)(shi)用(yong)(yong)之(zhi)后的(de)(de)(de)(de)3年(nian)中(zhong)遠比(bi)裸露使(shi)(shi)用(yong)(yong)量(liang)多,可是(shi)在1980年(nian)(昭(zhao)和55年(nian))裸露使(shi)(shi)用(yong)(yong)量(liang)突然增加(jia)使(shi)(shi)二(er)者的(de)(de)(de)(de)數量(liang)大致(zhi)接近,現(xian)在其(qi)比(bi)率正在降(jiang)低.如果裸露使(shi)(shi)用(yong)(yong)時的(de)(de)(de)(de)性(xing)能可靠(kao)的(de)(de)(de)(de)話,則是(shi)由(you)于原來的(de)(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)(de)原因所致(zhi)。北海(hai)道(dao)土木技術委員會的(de)(de)(de)(de)指南(前述)在1989年(nian)(平(ping)成(cheng)元年(nian))的(de)(de)(de)(de)訂正中(zhong)只把裸露使(shi)(shi)用(yong)(yong)進(jin)行了規定(ding),并且在1991年(nian)(平(ping)成(cheng)3年(nian))的(de)(de)(de)(de)道(dao)路橋(qiao)示方(fang)書中(zhong)也做了同樣(yang)的(de)(de)(de)(de)規定(ding)。
但是(shi),銹(xiu)穩(wen)定化處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)需(xu)要依(yi)然存在(zai),在(zai)1980年(昭和55年)以前(qian)大概只(zhi)有一(yi)個公司·推出(chu)了銹(xiu)穩(wen)定化處(chu)理(li)(li)(li)的(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)處(chu)理(li)(li)(li)方(fang)法。傳(chuan)統的(de)(de)(de)方(fang)法原則(ze)上是(shi)把(ba)拿到表面(mian)處(chu)理(li)(li)(li)工廠(chang)的(de)(de)(de)構件進(jin)行(xing)(xing)處(chu)理(li)(li)(li)之(zhi)后搬運到現(xian)場的(de)(de)(de)方(fang)法,而新方(fang)法的(de)(de)(de)特征是(shi)能(neng)夠(gou)在(zai)構件加工工廠(chang)或現(xian)場和通(tong)常的(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)涂漆(qi)一(yi)樣地進(jin)行(xing)(xing)處(chu)理(li)(li)(li)。包括(kuo)傳(chuan)統方(fang)法在(zai)內,這些處(chu)理(li)(li)(li)方(fang)法除了在(zai)一(yi)般橋(qiao)梁(liang)上使(shi)用之(zhi)外,也多用于(yu)小型(xing)H型(xing)橋(qiao)梁(liang)或橋(qiao)梁(liang)以外的(de)(de)(de)結(jie)構物。
在耐候鋼裸(luo)露使用急(ji)劇增(zeng)加的(de)(de)(de)背景(jing)上存在著無需維修這一社會(hui)經濟上的(de)(de)(de)需求,加上由(you)(you)前述(shu)的(de)(de)(de)各團體委員會(hui)所(suo)開展的(de)(de)(de)應用技術(shu)的(de)(de)(de)討論(lun),由(you)(you)橋(qiao)梁廠家所(suo)進行的(de)(de)(de)應用技術(shu)、設計施工法(fa)的(de)(de)(de)開發,以及(ji)如圖(tu)2-8所(suo)示(shi)的(de)(de)(de)由(you)(you)于環境限制的(de)(de)(de)成果,大(da)氣(qi)中二氧化硫(liu)濃度已降低,具備了使裸(luo)露使用更(geng)容(rong)易進行的(de)(de)(de)各種有利的(de)(de)(de)因素。
1979年(昭和54年)9月21日(ri)至10月8日(ri),以當時國(guo)鐵(tie)鐵(tie)道技術研究所(suo)結構(gou)物研究室阿部英彥。為(wei)團長的(de)18人組成(cheng)的(de)美國(guo)、加拿大(da)橋(qiao)梁(liang)(liang)技術調(diao)(diao)查團(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和基礎》雜志策劃,成(cheng)員包括(kuo)鋼鐵(tie)公(gong)(gong)司(si)、橋(qiao)梁(liang)(liang)建設公(gong)(gong)司(si)及(ji)橋(qiao)梁(liang)(liang)所(suo)有者(zhe)等(deng)(deng))赴北美考察了(le)(le)耐候鋼材(cai)(cai)在(zai)無涂漆(qi)橋(qiao)梁(liang)(liang)上的(de)實際使(shi)(shi)用(yong)情(qing)況,調(diao)(diao)查了(le)(le)許多裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)的(de)橋(qiao)梁(liang)(liang),聽(ting)取了(le)(le)鋼材(cai)(cai)廠家(jia)、高速道路局(ju)等(deng)(deng)方面的(de)見解,將其結果寫成(cheng)報告書(shu)[71]發表。報告書(shu)總結了(le)(le)耐候鋼在(zai)美國(guo)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)基本成(cheng)功的(de)事實、需要注意的(de)幾個問題及(ji)一部分(fen)人的(de)批評意見等(deng)(deng),這對(dui)日(ri)本耐候鋼的(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)曾經有過促進效果。
最后的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)是環(huan)境中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)對銹(xiu)層(ceng)穩定化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)惡劣(lie)影響(xiang),即海(hai)(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)(zai)大(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)濃度或者在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)表面上的(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)著量在(zai)(zai)什(shen)么程度以(yi)下(xia),耐候(hou)鋼(gang)(gang)才可以(yi)裸露使用。當SO.的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)不是很大(da)(da)時,海(hai)(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)就成為了最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。在(zai)(zai)以(yi)上所敘述的(de)(de)(de)(de)(de)北(bei)海(hai)(hai)道(dao)土(tu)木(mu)技(ji)術會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)指南中(zhong)(zhong)規定為“在(zai)(zai)離(li)海(hai)(hai)岸200m的(de)(de)(de)(de)(de)區域(yu)內因大(da)(da)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)海(hai)(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)腐(fu)(fu)蝕量大(da)(da)”,“推(tui)斷腐(fu)(fu)蝕減(jian)厚(hou)在(zai)(zai)兩面超過0.4mm以(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),應考慮對腐(fu)(fu)蝕減(jian)厚(hou)進行設計”的(de)(de)(de)(de)(de)考慮方法(fa),并且,在(zai)(zai)1981年(nian)(昭和56年(nian))該會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)“北(bei)海(hai)(hai)道(dao)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材裸露使用的(de)(de)(de)(de)(de)道(dao)路(lu)橋的(de)(de)(de)(de)(de)設計及施工指南”中(zhong)(zhong),把(ba)離(li)海(hai)(hai)岸2km以(yi)內的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區規定為由海(hai)(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)引起(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)(qi)腐(fu)(fu)蝕影響(xiang)嚴重(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境。
另外,U.S.Steel公司以前也曾規定必須離開海岸(an)240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和(he)56年),由于(yu)擔心在(zai)(zai)不適當(dang)地(di)區耐候(hou)鋼(gang)(gang)無涂(tu)漆使(shi)用會發(fa)生問題(ti),建設(she)省土木研(yan)究所和(he)橋梁(liang)建設(she)協會及(ji)鋼(gang)(gang)材俱樂部共同開始了“關于(yu)耐候(hou)鋼(gang)(gang)材在(zai)(zai)橋梁(liang)上適用性的共同研(yan)究”。其最大的目的在(zai)(zai)于(yu)關注從海上飛來(lai)鹽分的影響,從而具體地(di)確(que)定無涂(tu)漆耐候(hou)鋼(gang)(gang)能夠適用的地(di)區。
為(wei)此(ci),把耐候鋼(gang)及碳素鋼(gang)的(de)(de)(de)試片(pian)安裝(zhuang)在(zai)全國41個地方已(yi)有的(de)(de)(de)道(dao)路橋上進(jin)行了9年的(de)(de)(de)暴曬試驗(yan)。考(kao)慮到對銹(xiu)層的(de)(de)(de)穩定(ding)化最不利的(de)(de)(de)沒有雨水洗凈效果的(de)(de)(de)部位的(de)(de)(de)腐(fu)蝕狀態在(zai)實用上的(de)(de)(de)重要性,把試片(pian)垂直和(he)水平安裝(zhuang)在(zai)內梁部分。試驗(yan)環(huan)境包括海岸、工(gong)業、城市、田園(yuan)和(he)高(gao)山,并(bing)充分地進(jin)行了環(huan)境中的(de)(de)(de)氯離子、二氧(yang)化硫(liu)的(de)(de)(de)測定(ding)。
1987年(nian)(昭和62年(nian)),上述部門(men)根據以(yi)前(qian)的(de)(de)(de)數據,作為(wei)中間報告編寫了“無涂漆(qi)耐候鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)(de)設計、施(shi)工要領(草案(an))”。在(zai)該草案(an)中,把受飛(fei)來鹽(yan)粒子的(de)(de)(de)影(ying)響大、不適(shi)合(he)(he)耐候鋼材或無涂漆(qi)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)地(di)區定(ding)為(wei):(1)沖繩(sheng)全域;(2)日本海沿岸(an)以(yi)及面(mian)向外洋的(de)(de)(de)其他(ta)沿岸(an)。把50年(nian)后的(de)(de)(de)板厚減少(shao)量小于(yu)0.4mm定(ding)為(wei)基準,第3年(nian)的(de)(de)(de)板厚減少(shao)量超過0.2mm的(de)(de)(de)場合(he)(he)以(yi)及發生了銹層剝離的(de)(de)(de)場合(he)(he),判(pan)定(ding)為(wei)不適(shi)合(he)(he)使(shi)用(yong)。該草案(an)還對(dui)容(rong)易生成(cheng)穩定(ding)銹層的(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)(de)設計、結構細節、高強度螺栓、焊接材料等進行了闡述。
這(zhe)項共同研(yan)究的暴曬試(shi)驗(yan),在(zai)第9年試(shi)片回收及結束研(yan)究后,于1989年(平(ping)成元年)的報告書中把設計、施工要(yao)領(草(cao)案)進行了重新規定(ding)(ding),在(zai)該草(cao)案中明確地(di)標明了無涂漆耐候鋼能夠適用的地(di)區。判定(ding)(ding)基準的基礎是用所(suo)規定(ding)(ding)的方法測定(ding)(ding)的飛(fei)來鹽粒子的量(liang),把它換(huan)算成NaCl的氯離(li)子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)為允許限。這(zhe)個(ge)量(liang)是根據在(zai)日本41座橋的暴曬試(shi)驗(yan)中銹層沒(mei)有發(fa)生層狀(zhuang)剝離(li),并且根據9年的試(shi)驗(yan)結果推斷(duan)50年后的板厚減量(liang)不超(chao)過0.3mm而決定(ding)(ding)的。
可是,飛來鹽粒(li)子(zi)量每年發(fa)生(sheng)變化(hua),在測(ce)定時(shi)需要(yao)時(shi)間(jian)且相當麻煩,在表(biao)2-7上標出的(de)(de)(de)(de)地區,規定為省(sheng)略飛來鹽粒(li)子(zi)量的(de)(de)(de)(de)測(ce)定、可以無涂漆(qi)使用耐(nai)候鋼的(de)(de)(de)(de)地區。從北(bei)海(hai)道到(dao)北(bei)陸面(mian)向日本海(hai)的(de)(de)(de)(de)所謂鹽害地帶離(li)海(hai)岸(an)線(xian)必須超過20km,然而在其他的(de)(de)(de)(de)海(hai)岸(an)因地域(yu)而異可以離(li)開1~5km。
在上述的(de)共(gong)同研究中(zhong),除了全國41座(zuo)橋(qiao)的(de)暴曬(shai)(shai)試驗(yan)以外,試驗(yan)還(huan)包括沿著(zhu)信濃河進行(xing)的(de)不(bu)同離岸距離所(suo)設置的(de)大型暴曬(shai)(shai)試驗(yan)體(一種模型結構物)不(bu)同結構部位(wei)銹層穩定化行(xing)為(wei)和氯離子濃度影響試驗(yan)、焊縫部位(wei)銹穩定化狀況試驗(yan)、耐候性高強度螺栓(shuan)暴曬(shai)(shai)試驗(yan)等(deng)。
除了(le)(le)上述的(de)(de)(de)(de)設計、施工要(yao)領(案(an)(an))以外,在1991年(平成(cheng)3年)制訂了(le)(le)“無涂漆橋梁的(de)(de)(de)(de)檢(jian)修(xiu)要(yao)領(案(an)(an))”,給出了(le)(le)檢(jian)修(xiu)項目、檢(jian)修(xiu)頻(pin)度以及檢(jian)修(xiu)結果記錄等。特(te)別具體地提出了(le)(le)用目視判斷層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)剝離銹的(de)(de)(de)(de)判定(ding)法,也敘述了(le)(le)發(fa)現這類層(ceng)(ceng)(ceng)狀(zhuang)剝離銹時的(de)(de)(de)(de)應對(dui)(dui)措施。并且,在其他的(de)(de)(de)(de)報告書中,針對(dui)(dui)盡可能減(jian)少(shao)泥與垃圾的(de)(de)(de)(de)堆積(ji)、滯水與結露、橋面漏(lou)水與水路形成(cheng)等對(dui)(dui)銹層(ceng)(ceng)(ceng)穩定(ding)化有(you)惡劣(lie)影響(xiang)因素(su)的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)結構的(de)(de)(de)(de)優(you)缺(que)點,歸納(na)了(le)(le)已有(you)的(de)(de)(de)(de)無涂漆耐候(hou)鋼(gang)橋梁的(de)(de)(de)(de)觀察(cha)結果。
經(jing)過以(yi)上(shang)過程,耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)在(zai)橋(qiao)梁上(shang)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)大了裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率。將表(biao)2-6及表(biao)2-4的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)加(jia)上(shang)其(qi)他情報或(huo)推測,把從(cong)1968年(nian)(昭(zhao)和(he)(he)(he)43年(nian))到最(zui)近的(de)(de)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)、銹穩(wen)定化(hua)(hua)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)及涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率歷年(nian)來變(bian)(bian)化(hua)(hua)的(de)(de)情況進(jin)行了總結,并示于表(biao)2-8.日本國內橋(qiao)梁用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)訂貨(huo)量(liang),在(zai)這期(qi)(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),雖然每(mei)年(nian)都有變(bian)(bian)動可是(shi)(shi)從(cong)長期(qi)(qi)(qi)來看變(bian)(bian)動很小,其(qi)中涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)1968年(nian)(昭(zhao)和(he)(he)(he)43年(nian))曾經(jing)是(shi)(shi)100%,到最(zui)近已逐漸減少(shao)(shao)到10%,無(wu)涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻明顯增(zeng)加(jia),并且(qie)無(wu)涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)在(zai)開始的(de)(de)70年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)和(he)(he)(he)40年(nian)代后期(qi)(qi)(qi))全(quan)部是(shi)(shi)銹穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang),在(zai)70年(nian)代后期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)和(he)(he)(he)50年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(qi))開始的(de)(de)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)增(zeng)加(jia)到80年(nian)代前(qian)期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)和(he)(he)(he)50年(nian)代后期(qi)(qi)(qi))的(de)(de)同等(deng)程度,以(yi)后銹穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)有減少(shao)(shao)的(de)(de)傾向,相(xiang)反裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)加(jia)了。現在(zai)以(yi)橋(qiao)梁數(shu)(shu)為基數(shu)(shu),估計裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)2/3、銹穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)1/5、涂漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)1/10。
如圖(tu)2-10所(suo)(suo)示,1980年(nian)(昭和55年(nian))以后(hou)在橋梁(liang)用鋼(gang)材上(shang)耐(nai)候鋼(gang)所(suo)(suo)占的重量比在5%~7%之間變(bian)動,并且,30m以上(shang)的新(xin)設橋梁(liang)中,以各種(zhong)表面狀(zhuang)態使用耐(nai)候鋼(gang)的橋梁(liang)數在10%以上(shang),最近接近20%。
在(zai)被視(shi)為是一國(guo)活(huo)(huo)力的基(ji)礎,是維持(chi)發展經濟活(huo)(huo)動或豐富國(guo)民(min)生活(huo)(huo)不(bu)可缺(que)少的公共設施中,橋(qiao)梁可以說(shuo)是公路(lu)或鐵路(lu)的中樞(shu),健全(quan)地進行維護極為重要,決不(bu)能再踏“荒廢中的美國(guo)”的覆轍。
日(ri)本的(de)(de)公共設施主(zhu)要(yao)是在(zai)(zai)高(gao)度(du)成長時(shi)(shi)期以后建設的(de)(de),比較新,沒(mei)有(you)(you)太(tai)大的(de)(de)老化問(wen)題,而(er)且一直在(zai)(zai)進行(xing)充分(fen)的(de)(de)維(wei)修(xiu)管(guan)理(li)。可是進入回避3K(臟(zang)、累、危(wei)險)、高(gao)齡(ling)化的(de)(de)時(shi)(shi)代,今(jin)后如(ru)何做到不(bu)維(wei)修(xiu)、健(jian)全地保持社會資本則(ze)成為問(wen)題。鋼橋的(de)(de)維(wei)修(xiu)、管(guan)理(li)中(zhong)最關鍵的(de)(de)涂漆(qi)(qi)(qi)是典型的(de)(de)3K作業,加上從前的(de)(de)經濟問(wen)題,會出現(xian)勞(lao)動力嚴重(zhong)不(bu)足(zu)。根據測算,如(ru)果把本四連(lian)絡橋、神戶-鳴(ming)門路線(xian)4橋(竣工(gong)時(shi)(shi))以8年為周期進行(xing)換(huan)漆(qi)(qi)(qi),必須經常配備138~202名(ming)涂漆(qi)(qi)(qi)技術工(gong)人(基材(cai)調(diao)整(zheng)除外),只要(yao)橋存在(zai)(zai)就必須繼續進行(xing)涂漆(qi)(qi)(qi),這樣(yang)做不(bu)是不(bu)可能而(er)是不(bu)現(xian)實。因此,本四連(lian)絡橋等采用(yong)了通過高(gao)級規格的(de)(de)涂漆(qi)(qi)(qi)(重(zhong)防蝕涂漆(qi)(qi)(qi))和頻繁的(de)(de)局(ju)部補修(xiu),沒(mei)有(you)(you)采用(yong)正式的(de)(de)再涂漆(qi)(qi)(qi)的(de)(de)方針。
這(zhe)樣以(yi)來(lai),最近(jin)的(de)(de)鋼(gang)(gang)橋(qiao)防(fang)蝕方(fang)向有兩種情況:或(huo)者(zhe)像在(zai)(zai)本四(si)連絡(luo)橋(qiao)那樣位于海(hai)上(shang)腐(fu)蝕環(huan)境(jing)嚴酷(ku)而且不(bu)容易(yi)再(zai)涂(tu)(tu)(tu)漆的(de)(de)重(zhong)要(yao)橋(qiao)梁(liang)(liang)上(shang),進行重(zhong)防(fang)蝕涂(tu)(tu)(tu)漆極力延長再(zai)涂(tu)(tu)(tu)漆間隔,或(huo)者(zhe)在(zai)(zai)一(yi)般環(huan)境(jing)下為了(le)回避正式的(de)(de)再(zai)涂(tu)(tu)(tu)漆,在(zai)(zai)能夠(gou)適用的(de)(de)地區盡可(ke)(ke)能使(shi)用無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆耐(nai)(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)。擴(kuo)大耐(nai)(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆使(shi)用,實現(xian)正規化的(de)(de)條件,經(jing)過上(shang)述過程可(ke)(ke)以(yi)說已(yi)經(jing)充分具備(bei)。可(ke)(ke)是裸露耐(nai)(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)目(mu)前的(de)(de)性能,使(shi)它在(zai)(zai)沿(yan)海(hai)地區用于橋(qiao)梁(liang)(liang)建筑的(de)(de)使(shi)用仍受(shou)到限制。解(jie)釋清楚氯化物(wu)惡(e)劣影響的(de)(de)本質,或(huo)者(zhe)在(zai)(zai)確立(li)其相應(ying)對策等方(fang)面仍需(xu)要(yao)努力。耐(nai)(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)應(ying)用進一(yi)步(bu)發(fa)展的(de)(de)課題(ti)已(yi)詳細地歸納在(zai)(zai)腐(fu)蝕防(fang)蝕協會(hui)所設置的(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)(hou)鋼(gang)(gang)技(ji)術分會(hui)的(de)(de)報告書[1994年(平成(cheng)6年)]中。