鋼橋(qiao)(qiao)(qiao)和混凝土橋(qiao)(qiao)(qiao)各占(zhan)現代橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(道(dao)路橋(qiao)(qiao)(qiao)、鐵道(dao)橋(qiao)(qiao)(qiao))的(de)一半。鋼橋(qiao)(qiao)(qiao)雖然在(zai)品質、重(zhong)量輕、施工(gong)(gong)性(xing)、對大跨度的(de)適用性(xing)、重(zhong)新(xin)修復的(de)難(nan)度、色彩及形狀(zhuang)的(de)美觀等許多(duo)(duo)方面有優越性(xing),可是其(qi)缺點(dian)是需(xu)(xu)要涂防蝕漆,在(zai)維修管理(li)上需(xu)(xu)要很多(duo)(duo)的(de)費(fei)用。大略估計每一次重(zhong)新(xin)涂漆所(suo)需(xu)(xu)費(fei)用占(zhan)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁上部工(gong)(gong)程建設費(fei)的(de)1/10。


 在(zai)1960年(nian)以(yi)前(昭和30年(nian)代(dai)前期),日(ri)本的(de)(de)橋梁或陸上結構(gou)物(wu)的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi),是把(ba)油性防銹涂(tu)料(liao)(普通鉛丹(dan)漆(qi)(qi))作為底漆(qi)(qi),把(ba)長油性醇酸樹(shu)脂系涂(tu)料(liao)(普通長油性苯二酸樹(shu)脂涂(tu)料(liao))作為中層漆(qi)(qi)、上層漆(qi)(qi),在(zai)現場(chang)使(shi)用動(dong)力工(gong)具除去銹或氧化(hua)鐵皮(pi)后進行(xing)涂(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)為涂(tu)料(liao)落(luo)后而(er)且(qie)基(ji)底處(chu)理非常不充分,在(zai)腐蝕(shi)性大(da)的(de)(de)工(gong)業地區、城市、海岸(an),每隔數年(nian)需要重新(xin)涂(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(nian)(昭和30年(nian)代(dai)后期),已將噴砂(sha)機或噴砂(sha)打光機用于(yu)基(ji)底處(chu)理,延長了涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)壽命(ming),可是仍需要頻(pin)繁地重新(xin)涂(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)此耐候(hou)鋼的(de)(de)裸露使(shi)用不需要維(wei)修就非常具有吸引力。


 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。耐候(hou)(hou)鋼的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)(yong)應具(ju)有延長涂(tu)漆(qi)(qi)層壽命的(de)(de)效果(guo),或(huo)者確保漆(qi)(qi)層老(lao)化之(zhi)后到重新涂(tu)漆(qi)(qi)之(zhi)前不(bu)出問題(ti)。總(zong)之(zhi),為了能夠(gou)延長再涂(tu)漆(qi)(qi)時間,耐候(hou)(hou)鋼的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)使用(yong)(yong)(yong)在較早以前已(yi)經開(kai)始(shi)了。最早是于1963年(nian)(昭和38年(nian))完成的(de)(de)東海道新干線長良川橋梁(liang)。如果(guo)根據耐候(hou)(hou)鋼的(de)(de)需要(yao)量統計(ji)橋梁(liang)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)數量時,在不(bu)分裸(luo)露使用(yong)(yong)(yong)或(huo)者銹穩定化處(chu)理使用(yong)(yong)(yong)鋼的(de)(de)1968~1974年(nian)(昭和43~49年(nian)),每年(nian)使用(yong)(yong)(yong)量為4~6萬(wan)t(平均(jun)約(yue)5萬(wan)t)(參照圖2-4),所以這期(qi)間的(de)(de)耐候(hou)(hou)鋼日本(ben)國內(nei)使用(yong)(yong)(yong)量約(yue)為15萬(wan)噸,其(qi)中1/3是涂(tu)漆(qi)(qi)橋梁(liang)。


圖 3.jpg


 鋼鐵公司為了進(jin)行耐(nai)候鋼的性能研究和(he)商(shang)品示范(fan),在公司工(gong)(gong)廠的占地內,建設(she)了把涂漆部分(fen)(fen)和(he)裸露部分(fen)(fen)分(fen)(fen)開使用的實用橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)。川崎制鐵所內的知多(duo)2號橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)[1967年(昭(zhao)和(he)42年)竣(jun)工(gong)(gong),單(dan)純合成梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)57m]、NKK福山鐵所內的第一座國橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)[昭(zhao)和(he)44年竣(jun)工(gong)(gong),單(dan)純I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)-連續I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)472m]、新日鐵制鐵所內的黑金橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)[1973年(昭(zhao)和(he)48年)竣(jun)工(gong)(gong)、單(dan)純合成I梁(liang)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)長(chang)218m]就是(shi)典型的例子(zi)。


 根據需要(yao)耐候鋼(gang)在橋梁上(shang)的銹穩定(ding)化處(chu)理使用和同種鋼(gang)的裸露使用,分別于(yu)1972年(nian)(昭(zhao)和47年(nian))、1977年(nian)(昭(zhao)和52年(nian))相繼(ji)開始。表(biao)2-6 示出了最初約10年(nian)間(jian)的訂貨業績。


表 6.jpg


 日本于1973年(昭和(he)(he)48年)遭(zao)受到第一次石油危機(ji),1975年以后(hou)(昭和(he)(he)50年代)進入經濟(ji)低增(zeng)(zeng)長(chang)時(shi)期。在這(zhe)之前的(de)高增(zeng)(zeng)長(chang)時(shi)期,日本的(de)道(dao)路總延長(chang)度增(zeng)(zeng)長(chang)很快(kuai),與此同(tong)時(shi)道(dao)路橋(qiao)的(de)數量(liang)(liang)急劇增(zeng)(zeng)加。進入低增(zeng)(zeng)長(chang)時(shi)期之后(hou)其維(wei)持管理(li)費(fei)、特(te)別是(shi)(shi)補(bu)修(xiu)涂(tu)漆和(he)(he)再涂(tu)漆的(de)費(fei)用(yong)成了很大的(de)負擔,耐候鋼的(de)無涂(tu)漆使用(yong)又重新(xin)被評價.這(zhe)就是(shi)(shi)表(biao)2-6的(de)橋(qiao)梁訂貨(huo)業績中無涂(tu)漆件(jian)數或鋼重量(liang)(liang)急劇增(zeng)(zeng)加的(de)原因(yin)。


 反映這(zhe)(zhe)(zhe)種情況的(de)(de)事(shi)實(shi)是于20世紀70年(nian)代(昭(zhao)和(he)(he)50年(nian)代)前(qian)期在相關團體(ti)內(nei)大力(li)開展了無(wu)(wu)涂漆(qi)(qi)耐(nai)候鋼(gang)材應用(yong)(yong)方法(fa)的(de)(de)研究。這(zhe)(zhe)(zhe)些團體(ti)有土木(mu)學會鋼(gang)材規格專業委員(yuan)會、日本(ben)鋼(gang)構(gou)(gou)造協(xie)會防銹防蝕(shi)專業委員(yuan)會、日本(ben)橋梁建設協(xie)會耐(nai)候性橋梁委員(yuan)會、北海道(dao)土木(mu)對耐(nai)候鋼(gang)不進行(xing)正規的(de)(de)涂漆(qi)(qi),在裸露狀態(tai)或者進行(xing)穩(wen)定化處理后用(yong)(yong)的(de)(de)場合,“無(wu)(wu)涂漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)”這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)術(shu)語已(yi)被(bei)廠(chang)家使(shi)用(yong)(yong),現在用(yong)(yong)該術(shu)語的(de)(de)人相當(dang)多。1983年(nian)(昭(zhao)和(he)(he)58年(nian))訂正的(de)(de)JISG3114的(de)(de)說明(ming)中也照樣使(shi)用(yong)(yong)。技(ji)術(shu)會鋼(gang)道(dao)路橋研究委員(yuan)會、阪(ban)神高速道(dao)路公團等。這(zhe)(zhe)(zhe)些團體(ti)專門詳(xiang)(xiang)細(xi)地研究了氣象條件和(he)(he)無(wu)(wu)涂漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)適用(yong)(yong)性、對放置構(gou)(gou)件的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)條件和(he)(he)詳(xiang)(xiang)細(xi)結構(gou)(gou)的(de)(de)設計技(ji)巧(qiao)、允許(xu)腐(fu)蝕(shi)率(lv)、疲勞、高強(qiang)度(du)螺栓及(ji)摩擦接合部的(de)(de)防蝕(shi)、焊接施(shi)工法(fa)、防止銹對周圍(wei)污染的(de)(de)措施(shi)、維修管(guan)理方法(fa)等許(xu)多技(ji)術(shu)問題。


 作為重點詳(xiang)細研究過的(de)(de)(de)問題之一是,在耐(nai)候鋼的(de)(de)(de)很(hen)寬的(de)(de)(de)規格(ge)成分范圍(wei)內,合金元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)配人量與焊(han)(han)接(jie)性(xing)、耐(nai)候性(xing)的(de)(de)(de)關系。提(ti)高對(dui)耐(nai)候性(xing)有效的(de)(de)(de)Cu、Cr等元(yuan)素(su)(su)的(de)(de)(de)添加量當然可(ke)以增加耐(nai)候性(xing),對(dui)無(wu)涂漆使(shi)用有利,可(ke)是對(dui)焊(han)(han)接(jie)性(xing)不利.以前涂漆使(shi)用的(de)(de)(de)鋼常(chang)(chang)常(chang)(chang)是把添加元(yuan)素(su)(su)添加量控制在下限(xian),然而不能無(wu)涂漆使(shi)用。耐(nai)候性(xing)和(he)焊(han)(han)接(jie)性(xing)二(er)者如(ru)何(he)選擇,用戶之間曾經進行過激(ji)烈的(de)(de)(de)討論。如(ru)果(guo)在高速發展的(de)(de)(de)時代(dai),也(ye)許(xu)已經停止了無(wu)涂漆使(shi)用,可(ke)是因為涂漆的(de)(de)(de)維修管理(li)費用很(hen)大,所以沒有那樣做。


 歸納起來說(shuo):“應該大力推進(jin)無涂(tu)漆(qi)使用,為了充分(fen)發揮耐候性高成分(fen)系耐候鋼(gang)是不可(ke)缺少(shao)的(de)。高成分(fen)系耐候鋼(gang)的(de)焊(han)接(jie)(jie)雖(sui)然在(zai)橋(qiao)梁(liang)建設上實績較(jiao)少(shao),可(ke)是已經基本改(gai)善了鋼(gang)材的(de)焊(han)接(jie)(jie)性。在(zai)海洋結構物(wu)上,比耐候鋼(gang)更難焊(han)接(jie)(jie)的(de)686MPa、784MPa級已經在(zai)日常作(zuo)業上運用自如。因此,如果能(neng)充分(fen)照顧到(dao)焊(han)接(jie)(jie)性,制定焊(han)接(jie)(jie)條件(jian)并(bing)充分(fen)地進(jin)行作(zuo)業管(guan)理,是可(ke)行的(de)。”


與(yu)此相關(guan),訂貨規(gui)格不是(shi)JIS標(biao)準(zhun),在成(cheng)分范圍很寬的(de)(de)JIS標(biao)準(zhun)的(de)(de)范圍內為(wei)了確認高(gao)(gao)成(cheng)分系,還要根據無(wu)涂漆(qi)使用高(gao)(gao)成(cheng)分系的(de)(de)各鋼(gang)材廠(chang)家(jia)的(de)(de)商品(pin)名,這一不正常(chang)的(de)(de)狀態(tai)延續(xu)了一段時間(jian)。北海道土木技術委員(yuan)會鋼(gang)道路橋(qiao)研究委員(yuan)會于1949年(昭和54年)4月制定的(de)(de)“北海道鋼(gang)道路橋(qiao)的(de)(de)設計及施工(gong)指南”中規(gui)定了耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)無(wu)涂漆(qi)使用,這個文件作為(wei)日本最初的(de)(de)文件引起了注目,它把適合(he)無(wu)涂漆(qi)使用成(cheng)分系的(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)命名為(wei)“特殊(shu)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)”加以區別。


 這一問題于1983年(昭和(he)58年)的JIS G3114修(xiu)改中(zhong),通過把該標準的對象(xiang)鋼(gang)細分為無涂(tu)漆用(W)和(he)涂(tu)漆用(P)已經得到解決。在(zai)JIS中(zhong)對這一修(xiu)改作(zuo)了(le)如下的說明。


 現行(xing)(xing)JIS G3114是(shi)匯總了當時流(liu)通(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)同類鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)鐵廠家(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)(zhun)制定的(de)(de)(de)(de)(de),是(shi)對本(ben)鋼(gang)材(cai)主要特性(xing)耐候(hou)(hou)性(xing)有(you)貢獻(xian)的(de)(de)(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定值及規(gui)定范(fan)圍比較(jiao)寬松(song)的(de)(de)(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)(zhun)。本(ben)鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)方法,有(you)從焊接性(xing)考慮犧牲一定的(de)(de)(de)(de)(de)耐候(hou)(hou)性(xing)涂漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he)(he),也(ye)有(you)作為(wei)原來的(de)(de)(de)(de)(de)耐候(hou)(hou)鋼(gang)材(cai)以裸態或者進行(xing)(xing)銹穩定化處理后使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he)(he),按照使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)實(shi)(shi)際情(qing)況,現在(zai)同時有(you)兩(liang)種鋼(gang)在(zai)流(liu)通(tong)(tong)。因為(wei)這兩(liang)種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化學成分都在(zai)現行(xing)(xing)標準(zhun)(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定范(fan)圍內,可能會(hui)在(zai)流(liu)通(tong)(tong)面(mian)上發生混亂,所以作出了應按照實(shi)(shi)際情(qing)況對JIS G3114進行(xing)(xing)修改(gai)的(de)(de)(de)(de)(de)結論。


 隨著這一修改,用(yong)各公司的(de)(de)商(shang)品名(ming)進行訂(ding)貨的(de)(de)事幾乎沒(mei)有(you)了。JIS標(biao)準的(de)(de)修改起(qi)了多大(da)作用(yong)雖然還不(bu)(bu)清楚,可(ke)是(shi)從(cong)這時(shi)開始(shi)在橋(qiao)(qiao)梁(liang)上裸露(lu)使用(yong)的(de)(de)實際急(ji)劇增加(jia)。圖(tu)2-9示出(chu)了按(an)(an)年度裸露(lu)耐候鋼橋(qiao)(qiao)梁(liang)的(de)(de)訂(ding)貨件數(shu)和(he)重(zhong)量的(de)(de)變(bian)遷。請注意不(bu)(bu)是(shi)按(an)(an)累計而(er)是(shi)按(an)(an)年度統(tong)計,并且在該統(tong)計中(zhong)沒(mei)有(you)包括H型鋼橋(qiao)(qiao)梁(liang)及穩定(ding)化處理(li)的(de)(de)鋼橋(qiao)(qiao)。


圖 9.jpg


 正(zheng)(zheng)如(ru)從前(qian)面的(de)(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)(de)那樣,耐候鋼最初(chu)以(yi)銹穩定化處(chu)理(li)開始的(de)(de)(de)無(wu)涂漆使(shi)用,在5年(nian)(nian)后(hou)開始采用裸(luo)露(lu)使(shi)用之后(hou)的(de)(de)(de)3年(nian)(nian)中遠比裸(luo)露(lu)使(shi)用量多,可是在1980年(nian)(nian)(昭(zhao)和55年(nian)(nian))裸(luo)露(lu)使(shi)用量突然增加使(shi)二者的(de)(de)(de)數量大致(zhi)接近,現(xian)在其比率正(zheng)(zheng)在降低.如(ru)果裸(luo)露(lu)使(shi)用時的(de)(de)(de)性能可靠的(de)(de)(de)話,則是由于原來(lai)的(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)原因所致(zhi)。北海道土木技術(shu)委(wei)員會(hui)的(de)(de)(de)指南(nan)(前(qian)述)在1989年(nian)(nian)(平(ping)成元年(nian)(nian))的(de)(de)(de)訂正(zheng)(zheng)中只把裸(luo)露(lu)使(shi)用進行了(le)規定,并且在1991年(nian)(nian)(平(ping)成3年(nian)(nian))的(de)(de)(de)道路(lu)橋示方書中也做了(le)同(tong)樣的(de)(de)(de)規定。


 但是(shi),銹穩定(ding)化處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)需(xu)要依然存在(zai)(zai)(zai),在(zai)(zai)(zai)1980年(昭(zhao)和55年)以前(qian)大概只有(you)一個公司·推出了銹穩定(ding)化處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)新的(de)處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)方(fang)法。傳統的(de)方(fang)法原則上(shang)是(shi)把(ba)拿到(dao)表面處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)工廠的(de)構(gou)件進行處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)之后搬運到(dao)現(xian)場(chang)的(de)方(fang)法,而新方(fang)法的(de)特征(zheng)是(shi)能夠在(zai)(zai)(zai)構(gou)件加工工廠或(huo)現(xian)場(chang)和通常的(de)橋(qiao)梁(liang)涂(tu)漆一樣(yang)地進行處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。包括傳統方(fang)法在(zai)(zai)(zai)內(nei),這(zhe)些處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)方(fang)法除了在(zai)(zai)(zai)一般橋(qiao)梁(liang)上(shang)使用之外,也多用于小型H型橋(qiao)梁(liang)或(huo)橋(qiao)梁(liang)以外的(de)結構(gou)物。


 在(zai)耐候鋼裸露使用(yong)急劇增加(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)背景上存在(zai)著無需(xu)維修這一社會經濟上的(de)(de)(de)(de)(de)需(xu)求,加(jia)上由(you)前述的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)團體委(wei)員(yuan)會所開(kai)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)技(ji)術(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)討論,由(you)橋梁廠(chang)家(jia)所進行的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)技(ji)術(shu)、設計施工法的(de)(de)(de)(de)(de)開(kai)發,以(yi)及(ji)如圖2-8所示的(de)(de)(de)(de)(de)由(you)于環境(jing)限制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)果,大氣中二(er)氧化硫濃度已降低(di),具備了使裸露使用(yong)更容易進行的(de)(de)(de)(de)(de)各(ge)種有利的(de)(de)(de)(de)(de)因素。


1979年(昭和54年)9月21日至10月8日,以當時國(guo)鐵(tie)鐵(tie)道(dao)技術(shu)研究所結構物研究室(shi)阿部(bu)英彥。為團(tuan)長的18人組(zu)成的美國(guo)、加拿大橋(qiao)梁(liang)(liang)技術(shu)調查團(tuan)(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和基(ji)礎(chu)》雜(za)志(zhi)策(ce)劃(hua),成員(yuan)包(bao)括鋼(gang)鐵(tie)公(gong)司(si)、橋(qiao)梁(liang)(liang)建(jian)設公(gong)司(si)及橋(qiao)梁(liang)(liang)所有者等)赴北美考察了耐(nai)候鋼(gang)材在無涂漆(qi)橋(qiao)梁(liang)(liang)上的實際(ji)使用(yong)情況,調查了許(xu)多(duo)裸露(lu)使用(yong)的橋(qiao)梁(liang)(liang),聽取了鋼(gang)材廠家(jia)、高(gao)速道(dao)路局等方面的見(jian)解,將其結果(guo)寫(xie)成報告書[71]發表。報告書總(zong)結了耐(nai)候鋼(gang)在美國(guo)裸露(lu)使用(yong)基(ji)本成功的事實、需要注意的幾個問(wen)題及一部(bu)分人的批評意見(jian)等,這(zhe)對日本耐(nai)候鋼(gang)的裸露(lu)使用(yong)曾經(jing)有過促進效果(guo)。


最后的(de)(de)(de)(de)問(wen)題是環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)鹽粒子(zi)對銹層(ceng)穩定化的(de)(de)(de)(de)惡劣影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang),即(ji)海(hai)(hai)鹽粒子(zi)在(zai)(zai)大(da)氣(qi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)濃度或者在(zai)(zai)鋼表面(mian)上的(de)(de)(de)(de)附著量在(zai)(zai)什么程度以(yi)下(xia),耐(nai)候(hou)鋼才可(ke)以(yi)裸露使用。當SO.的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)不(bu)是很大(da)時,海(hai)(hai)鹽粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)就成(cheng)為(wei)(wei)了最大(da)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在(zai)(zai)以(yi)上所敘述的(de)(de)(de)(de)北海(hai)(hai)道(dao)土木技術會的(de)(de)(de)(de)指南(nan)中(zhong)規(gui)定為(wei)(wei)“在(zai)(zai)離(li)海(hai)(hai)岸200m的(de)(de)(de)(de)區域內因大(da)氣(qi)中(zhong)海(hai)(hai)鹽粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)腐(fu)蝕(shi)量大(da)”,“推斷腐(fu)蝕(shi)減(jian)厚在(zai)(zai)兩面(mian)超(chao)過(guo)0.4mm以(yi)上的(de)(de)(de)(de)場合,應(ying)考(kao)慮對腐(fu)蝕(shi)減(jian)厚進行設計”的(de)(de)(de)(de)考(kao)慮方(fang)法,并且(qie),在(zai)(zai)1981年(nian)(昭(zhao)和56年(nian))該(gai)會的(de)(de)(de)(de)“北海(hai)(hai)道(dao)耐(nai)候(hou)鋼材裸露使用的(de)(de)(de)(de)道(dao)路橋的(de)(de)(de)(de)設計及施工(gong)指南(nan)”中(zhong),把(ba)離(li)海(hai)(hai)岸2km以(yi)內的(de)(de)(de)(de)地區規(gui)定為(wei)(wei)由海(hai)(hai)鹽粒子(zi)引(yin)起(qi)的(de)(de)(de)(de)大(da)氣(qi)腐(fu)蝕(shi)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)環境。


另外,U.S.Steel公司(si)以前也(ye)曾規(gui)定必須離開海岸240~300m(800~1000ft)。


1981年(nian)(nian)(昭和56年(nian)(nian)),由(you)于擔心在(zai)(zai)不適當地區(qu)耐候鋼(gang)無(wu)涂漆使用(yong)(yong)會發生問(wen)題(ti),建(jian)(jian)設(she)省土木研究所(suo)和橋梁建(jian)(jian)設(she)協會及鋼(gang)材俱樂(le)部共(gong)同(tong)開始了(le)“關于耐候鋼(gang)材在(zai)(zai)橋梁上(shang)適用(yong)(yong)性的共(gong)同(tong)研究”。其最大(da)的目(mu)的在(zai)(zai)于關注(zhu)從海上(shang)飛來鹽分的影響(xiang),從而具體地確定(ding)無(wu)涂漆耐候鋼(gang)能夠適用(yong)(yong)的地區(qu)。


為(wei)此,把耐候鋼(gang)及碳素鋼(gang)的(de)(de)(de)試片安(an)裝(zhuang)在(zai)全國41個地方已有的(de)(de)(de)道(dao)路橋(qiao)上進(jin)行了9年的(de)(de)(de)暴曬試驗。考慮到對銹(xiu)層的(de)(de)(de)穩定化(hua)最(zui)不利的(de)(de)(de)沒有雨水(shui)洗凈效果的(de)(de)(de)部(bu)位的(de)(de)(de)腐蝕狀態在(zai)實用上的(de)(de)(de)重要性,把試片垂直和水(shui)平安(an)裝(zhuang)在(zai)內梁部(bu)分。試驗環(huan)境包括海(hai)岸、工(gong)業、城(cheng)市、田園和高山(shan),并充(chong)分地進(jin)行了環(huan)境中的(de)(de)(de)氯離子(zi)、二氧(yang)化(hua)硫的(de)(de)(de)測定。


1987年(昭和(he)62年),上述部門根據以(yi)前的(de)(de)數據,作為(wei)中(zhong)間(jian)報告編寫了(le)“無涂漆耐候鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)設(she)計、施工要領(草(cao)(cao)案(an))”。在該草(cao)(cao)案(an)中(zhong),把(ba)受飛(fei)來鹽(yan)粒子的(de)(de)影響(xiang)大、不適合(he)(he)耐候鋼材(cai)或(huo)無涂漆使(shi)用(yong)的(de)(de)地(di)區定(ding)(ding)為(wei):(1)沖(chong)繩全域;(2)日本海沿岸以(yi)及面向外洋(yang)的(de)(de)其他沿岸。把(ba)50年后的(de)(de)板厚減少量小(xiao)于0.4mm定(ding)(ding)為(wei)基準,第(di)3年的(de)(de)板厚減少量超過(guo)0.2mm的(de)(de)場合(he)(he)以(yi)及發生了(le)銹層(ceng)剝離的(de)(de)場合(he)(he),判定(ding)(ding)為(wei)不適合(he)(he)使(shi)用(yong)。該草(cao)(cao)案(an)還對(dui)容易生成穩(wen)定(ding)(ding)銹層(ceng)的(de)(de)橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)設(she)計、結構細節、高強度(du)螺栓(shuan)、焊(han)接(jie)材(cai)料等進行了(le)闡述。


這項共(gong)同研究的(de)(de)(de)暴曬試驗,在第(di)9年試片回收(shou)及結(jie)束研究后(hou),于1989年(平(ping)成(cheng)元年)的(de)(de)(de)報告書中(zhong)把設計、施工要領(草案(an))進行(xing)了(le)重新規定,在該草案(an)中(zhong)明確地標明了(le)無涂漆(qi)耐候鋼能夠(gou)適(shi)用的(de)(de)(de)地區。判(pan)定基準的(de)(de)(de)基礎是用所規定的(de)(de)(de)方法測定的(de)(de)(de)飛來鹽粒子的(de)(de)(de)量,把它換算成(cheng)NaCl的(de)(de)(de)氯離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定為(wei)允許限。這個量是根據在日本41座橋(qiao)的(de)(de)(de)暴曬試驗中(zhong)銹層(ceng)沒有(you)發生層(ceng)狀剝離,并且根據9年的(de)(de)(de)試驗結(jie)果(guo)推斷50年后(hou)的(de)(de)(de)板(ban)厚減量不超過(guo)0.3mm而決(jue)定的(de)(de)(de)。


可(ke)(ke)是,飛來鹽(yan)(yan)粒(li)子量每(mei)年發生(sheng)變化(hua),在測定(ding)時需(xu)要時間且相當麻煩,在表(biao)2-7上標出的(de)地(di)區,規定(ding)為(wei)省略飛來鹽(yan)(yan)粒(li)子量的(de)測定(ding)、可(ke)(ke)以(yi)無涂漆使用耐候鋼的(de)地(di)區。從北海(hai)道(dao)到北陸面向日本海(hai)的(de)所謂鹽(yan)(yan)害(hai)地(di)帶(dai)離海(hai)岸(an)(an)線(xian)必(bi)須超過20km,然(ran)而(er)在其他的(de)海(hai)岸(an)(an)因地(di)域而(er)異可(ke)(ke)以(yi)離開1~5km。


表 7.jpg


在上述的(de)共同研究中,除了全國41座橋(qiao)的(de)暴曬(shai)(shai)試驗(yan)以外,試驗(yan)還(huan)包括(kuo)沿著信濃河進行的(de)不(bu)同離岸(an)距離所設置的(de)大型暴曬(shai)(shai)試驗(yan)體(一種模型結(jie)構(gou)物(wu))不(bu)同結(jie)構(gou)部位(wei)銹(xiu)層(ceng)穩定化(hua)(hua)行為和氯離子濃度(du)影響試驗(yan)、焊縫部位(wei)銹(xiu)穩定化(hua)(hua)狀況(kuang)試驗(yan)、耐(nai)候性高強(qiang)度(du)螺栓暴曬(shai)(shai)試驗(yan)等。


除了上述的(de)設計、施工要領(案)以外,在1991年(平成(cheng)3年)制訂了“無(wu)涂漆橋梁(liang)的(de)檢(jian)修要領(案)”,給出(chu)了檢(jian)修項目、檢(jian)修頻度以及檢(jian)修結果記錄等(deng)。特別具體地提出(chu)了用目視判斷層狀(zhuang)剝離銹的(de)判定法,也(ye)敘述了發現這類層狀(zhuang)剝離銹時的(de)應對(dui)措(cuo)施。并且,在其他的(de)報(bao)告書中,針對(dui)盡可能減(jian)少泥與(yu)垃(la)圾(ji)的(de)堆積、滯水與(yu)結露(lu)、橋面漏水與(yu)水路形成(cheng)等(deng)對(dui)銹層穩(wen)定化有(you)惡劣影響因(yin)素的(de)各(ge)種結構的(de)優缺點,歸納了已有(you)的(de)無(wu)涂漆耐候鋼(gang)橋梁(liang)的(de)觀(guan)察結果。


經過以上過程(cheng)(cheng),耐(nai)候(hou)鋼在(zai)橋梁(liang)(liang)上的(de)(de)應用(yong)(yong)增(zeng)大了(le)裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)比(bi)(bi)率。將表(biao)2-6及(ji)表(biao)2-4的(de)(de)數(shu)據加(jia)上其他情報(bao)或推測(ce),把(ba)從(cong)1968年(nian)(nian)(昭和43年(nian)(nian))到最(zui)近(jin)(jin)的(de)(de)裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)、銹穩(wen)定(ding)化(hua)使(shi)用(yong)(yong)及(ji)涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)比(bi)(bi)率歷年(nian)(nian)來變(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)情況進行了(le)總(zong)結,并示于表(biao)2-8.日本國內橋梁(liang)(liang)用(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)訂貨量(liang),在(zai)這期(qi)(qi)(qi)間平均(jun)每(mei)年(nian)(nian)約45,000t(最(zui)大約62,000t,最(zui)小(xiao)約27,000t),雖然每(mei)年(nian)(nian)都有(you)變(bian)(bian)動(dong)可是(shi)從(cong)長期(qi)(qi)(qi)來看變(bian)(bian)動(dong)很小(xiao),其中涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)在(zai)1968年(nian)(nian)(昭和43年(nian)(nian))曾經是(shi)100%,到最(zui)近(jin)(jin)已逐漸減少到10%,無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)卻明(ming)顯增(zeng)加(jia),并且無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)在(zai)開(kai)始(shi)的(de)(de)70年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前(qian)期(qi)(qi)(qi)(昭和40年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi)(qi)(qi))全部是(shi)銹穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼,在(zai)70年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi)(qi)(qi)(昭和50年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前(qian)期(qi)(qi)(qi))開(kai)始(shi)的(de)(de)裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼增(zeng)加(jia)到80年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)前(qian)期(qi)(qi)(qi)(昭和50年(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi)(qi)(qi))的(de)(de)同等程(cheng)(cheng)度,以后銹穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)有(you)減少的(de)(de)傾向,相反裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)卻增(zeng)加(jia)了(le)。現在(zai)以橋梁(liang)(liang)數(shu)為基數(shu),估計裸(luo)露使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)2/3、銹穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)理使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/5、涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/10。


表 8.jpg


 如圖2-10所示(shi),1980年(nian)(昭(zhao)和(he)55年(nian))以后(hou)在(zai)橋梁用鋼(gang)材上耐(nai)候鋼(gang)所占的(de)(de)重量(liang)比在(zai)5%~7%之間變(bian)動,并且,30m以上的(de)(de)新設橋梁中,以各種(zhong)表面狀態使用耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)橋梁數在(zai)10%以上,最近接近20%。


圖 10.jpg


 在被(bei)視為(wei)是(shi)(shi)一國(guo)活力(li)的(de)基礎,是(shi)(shi)維(wei)持發展經濟(ji)活動或豐富國(guo)民(min)生活不可缺少的(de)公共(gong)設施中(zhong),橋(qiao)梁可以說是(shi)(shi)公路或鐵(tie)路的(de)中(zhong)樞,健全地(di)進(jin)行維(wei)護極為(wei)重要,決不能再(zai)踏“荒(huang)廢中(zhong)的(de)美國(guo)”的(de)覆轍。


 日本(ben)的(de)(de)(de)(de)公共設施主要是(shi)在(zai)(zai)(zai)高(gao)(gao)度(du)成長時(shi)期(qi)以(yi)后建設的(de)(de)(de)(de),比較新,沒(mei)有太大(da)的(de)(de)(de)(de)老化(hua)問題,而且(qie)一直在(zai)(zai)(zai)進(jin)行充分的(de)(de)(de)(de)維修(xiu)管理(li)。可是(shi)進(jin)入回避3K(臟、累、危險)、高(gao)(gao)齡化(hua)的(de)(de)(de)(de)時(shi)代,今后如何做到不(bu)(bu)維修(xiu)、健全地保持社會資本(ben)則成為(wei)問題。鋼橋的(de)(de)(de)(de)維修(xiu)、管理(li)中最關(guan)鍵的(de)(de)(de)(de)涂(tu)漆是(shi)典型的(de)(de)(de)(de)3K作(zuo)業,加上(shang)從(cong)前的(de)(de)(de)(de)經(jing)濟問題,會出現勞動(dong)力嚴(yan)重不(bu)(bu)足。根據測算,如果把本(ben)四連絡橋、神戶(hu)-鳴門路(lu)線(xian)4橋(竣工時(shi))以(yi)8年為(wei)周期(qi)進(jin)行換漆,必須經(jing)常配備(bei)138~202名涂(tu)漆技(ji)術工人(基材(cai)調整除外(wai)),只(zhi)要橋存在(zai)(zai)(zai)就必須繼續進(jin)行涂(tu)漆,這(zhe)樣做不(bu)(bu)是(shi)不(bu)(bu)可能而是(shi)不(bu)(bu)現實(shi)。因此(ci),本(ben)四連絡橋等采用(yong)了通(tong)過高(gao)(gao)級規格的(de)(de)(de)(de)涂(tu)漆(重防蝕涂(tu)漆)和(he)頻繁的(de)(de)(de)(de)局部(bu)補修(xiu),沒(mei)有采用(yong)正式(shi)的(de)(de)(de)(de)再涂(tu)漆的(de)(de)(de)(de)方針。


 這樣(yang)以(yi)來(lai),最近的(de)鋼(gang)(gang)(gang)橋(qiao)(qiao)防蝕方(fang)向有兩(liang)種情況(kuang):或(huo)者像在(zai)本四連絡橋(qiao)(qiao)那樣(yang)位于海(hai)上(shang)(shang)腐蝕環境(jing)嚴酷(ku)而且不容易再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)的(de)重(zhong)要橋(qiao)(qiao)梁上(shang)(shang),進行重(zhong)防蝕涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)極力(li)延(yan)長再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)間隔,或(huo)者在(zai)一(yi)般環境(jing)下(xia)為了回避(bi)正(zheng)式的(de)再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi),在(zai)能(neng)(neng)夠(gou)適用(yong)的(de)地區盡可能(neng)(neng)使(shi)用(yong)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)。擴大耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)的(de)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)用(yong),實現(xian)正(zheng)規化的(de)條件,經過上(shang)(shang)述過程可以(yi)說已經充分具備。可是裸露耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)目(mu)前的(de)性(xing)能(neng)(neng),使(shi)它在(zai)沿(yan)海(hai)地區用(yong)于橋(qiao)(qiao)梁建筑的(de)使(shi)用(yong)仍受到限(xian)制。解釋(shi)清楚氯化物惡(e)劣(lie)影響的(de)本質,或(huo)者在(zai)確立其相(xiang)應對策(ce)等(deng)方(fang)面仍需要努力(li)。耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)應用(yong)進一(yi)步發展的(de)課題已詳(xiang)細地歸納在(zai)腐蝕防蝕協會所設置的(de)耐(nai)(nai)候鋼(gang)(gang)(gang)技術分會的(de)報(bao)告書[1994年(平成6年)]中。