鋼橋(qiao)和混凝(ning)土橋(qiao)各占現代橋(qiao)梁(道路橋(qiao)、鐵道橋(qiao))的(de)(de)一半。鋼橋(qiao)雖(sui)然在品質、重(zhong)量輕、施工(gong)性(xing)(xing)、對大跨度的(de)(de)適用性(xing)(xing)、重(zhong)新(xin)修(xiu)復的(de)(de)難度、色彩(cai)及形狀的(de)(de)美觀等許多方面有優越性(xing)(xing),可是其缺點(dian)是需要涂防蝕(shi)漆(qi),在維修(xiu)管理上需要很多的(de)(de)費用。大略估(gu)計(ji)每一次重(zhong)新(xin)涂漆(qi)所需費用占橋(qiao)梁上部(bu)工(gong)程建設費的(de)(de)1/10。
在1960年(nian)(nian)以前(昭和(he)30年(nian)(nian)代前期(qi)),日本的橋梁或(huo)陸上結構物的涂(tu)漆(qi),是把油(you)(you)性(xing)防(fang)銹涂(tu)料(liao)(liao)(普通鉛丹漆(qi))作為底(di)漆(qi),把長(chang)油(you)(you)性(xing)醇(chun)酸樹脂系涂(tu)料(liao)(liao)(普通長(chang)油(you)(you)性(xing)苯二酸樹脂涂(tu)料(liao)(liao))作為中(zhong)層(ceng)漆(qi)、上層(ceng)漆(qi),在現場使(shi)用(yong)動力(li)(li)工具(ju)除去銹或(huo)氧化鐵皮(pi)后(hou)進行涂(tu)漆(qi)。因為涂(tu)料(liao)(liao)落后(hou)而且基底(di)處理非常(chang)不(bu)充(chong)分(fen),在腐蝕性(xing)大的工業地(di)(di)區、城(cheng)市(shi)、海岸,每隔數(shu)年(nian)(nian)需要重(zhong)新涂(tu)漆(qi)。1960~1965年(nian)(nian)(昭和(he)30年(nian)(nian)代后(hou)期(qi)),已將(jiang)噴砂機(ji)或(huo)噴砂打光機(ji)用(yong)于基底(di)處理,延(yan)長(chang)了涂(tu)漆(qi)的壽命,可是仍需要頻(pin)繁地(di)(di)重(zhong)新涂(tu)漆(qi)。因此耐候(hou)鋼的裸露使(shi)用(yong)不(bu)需要維修(xiu)就(jiu)非常(chang)具(ju)有吸(xi)引力(li)(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)(nai)候(hou)鋼的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)應具有延(yan)長涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)層壽命的(de)效果,或(huo)者(zhe)確保漆(qi)(qi)層老(lao)化之(zhi)后到重新涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)之(zhi)前不出(chu)問題。總之(zhi),為(wei)(wei)了能夠延(yan)長再涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)時間,耐(nai)(nai)候(hou)鋼的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)在較早以前已經(jing)開始了。最(zui)早是于1963年(nian)(昭(zhao)和(he)38年(nian))完成的(de)東海(hai)道新干線(xian)長良川橋(qiao)梁(liang)。如果根據耐(nai)(nai)候(hou)鋼的(de)需要量統計橋(qiao)梁(liang)用(yong)的(de)數量時,在不分裸露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)或(huo)者(zhe)銹穩定化處理使(shi)(shi)(shi)用(yong)鋼的(de)1968~1974年(nian)(昭(zhao)和(he)43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)(shi)(shi)用(yong)量為(wei)(wei)4~6萬t(平均約(yue)(yue)5萬t)(參照圖2-4),所以這期間的(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼日本國內使(shi)(shi)(shi)用(yong)量約(yue)(yue)為(wei)(wei)15萬噸(dun),其中1/3是涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)橋(qiao)梁(liang)。

鋼鐵(tie)公司(si)為(wei)了進(jin)行耐候(hou)鋼的(de)性能研究和(he)商品示范,在(zai)公司(si)工(gong)廠的(de)占地內,建設了把涂漆部分(fen)和(he)裸露部分(fen)分(fen)開使用的(de)實用橋(qiao)梁。川(chuan)崎制鐵(tie)所(suo)(suo)內的(de)知(zhi)多2號橋(qiao)[1967年(nian)(昭和(he)42年(nian))竣(jun)工(gong),單(dan)純合成梁橋(qiao),橋(qiao)長57m]、NKK福(fu)山鐵(tie)所(suo)(suo)內的(de)第(di)一座國橋(qiao)[昭和(he)44年(nian)竣(jun)工(gong),單(dan)純I梁橋(qiao)-連續I梁橋(qiao),橋(qiao)長472m]、新日鐵(tie)制鐵(tie)所(suo)(suo)內的(de)黑金橋(qiao)[1973年(nian)(昭和(he)48年(nian))竣(jun)工(gong)、單(dan)純合成I梁橋(qiao),橋(qiao)長218m]就是典型的(de)例子(zi)。
根據需要耐候鋼在(zai)橋梁上(shang)的(de)(de)銹穩定化處理使用(yong)(yong)和同種鋼的(de)(de)裸(luo)露(lu)使用(yong)(yong),分(fen)別(bie)于1972年(nian)(nian)(nian)(昭和47年(nian)(nian)(nian))、1977年(nian)(nian)(nian)(昭和52年(nian)(nian)(nian))相繼開始。表(biao)2-6 示出了(le)最初約10年(nian)(nian)(nian)間(jian)的(de)(de)訂貨業績。

日(ri)本于1973年(nian)(nian)(昭和(he)48年(nian)(nian))遭受(shou)到(dao)第一次(ci)石油(you)危機,1975年(nian)(nian)以(yi)后(昭和(he)50年(nian)(nian)代(dai))進入(ru)經濟低(di)(di)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)時期(qi)。在這(zhe)之(zhi)前(qian)的(de)高增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)時期(qi),日(ri)本的(de)道路總延長(chang)(chang)度(du)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)很(hen)快,與此同時道路橋的(de)數量急劇(ju)增(zeng)(zeng)加。進入(ru)低(di)(di)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)時期(qi)之(zhi)后其維持管理費(fei)、特別是補修涂漆(qi)和(he)再涂漆(qi)的(de)費(fei)用成了(le)很(hen)大的(de)負(fu)擔(dan),耐候鋼的(de)無(wu)涂漆(qi)使用又重新被評價.這(zhe)就(jiu)是表2-6的(de)橋梁(liang)訂貨(huo)業績(ji)中無(wu)涂漆(qi)件(jian)數或(huo)鋼重量急劇(ju)增(zeng)(zeng)加的(de)原因。
反映這(zhe)種情況的(de)(de)(de)事實是于20世紀(ji)70年代(昭和50年代)前期(qi)在相關團(tuan)體內大力開展了無涂漆(qi)耐(nai)(nai)候鋼(gang)材應用方(fang)(fang)法的(de)(de)(de)研究。這(zhe)些團(tuan)體有土木學會(hui)(hui)鋼(gang)材規格專業(ye)委(wei)員會(hui)(hui)、日本(ben)鋼(gang)構造協會(hui)(hui)防(fang)銹防(fang)蝕(shi)專業(ye)委(wei)員會(hui)(hui)、日本(ben)橋(qiao)梁建設(she)協會(hui)(hui)耐(nai)(nai)候性橋(qiao)梁委(wei)員會(hui)(hui)、北海道(dao)土木對耐(nai)(nai)候鋼(gang)不(bu)進行正規的(de)(de)(de)涂漆(qi),在裸露狀(zhuang)態或者進行穩定化(hua)處(chu)理后(hou)用的(de)(de)(de)場(chang)合(he),“無涂漆(qi)使用”這(zhe)一術(shu)語已被廠家使用,現(xian)在用該術(shu)語的(de)(de)(de)人相當多(duo)(duo)。1983年(昭和58年)訂正的(de)(de)(de)JISG3114的(de)(de)(de)說(shuo)明中(zhong)也照(zhao)樣使用。技術(shu)會(hui)(hui)鋼(gang)道(dao)路橋(qiao)研究委(wei)員會(hui)(hui)、阪神高(gao)速道(dao)路公團(tuan)等。這(zhe)些團(tuan)體專門詳(xiang)細地研究了氣(qi)象(xiang)條(tiao)件(jian)和無涂漆(qi)使用的(de)(de)(de)適用性、對放置構件(jian)的(de)(de)(de)腐(fu)蝕(shi)條(tiao)件(jian)和詳(xiang)細結(jie)構的(de)(de)(de)設(she)計技巧、允許腐(fu)蝕(shi)率、疲勞(lao)、高(gao)強度螺栓及摩擦(ca)接(jie)合(he)部的(de)(de)(de)防(fang)蝕(shi)、焊接(jie)施工法、防(fang)止(zhi)銹對周圍污染的(de)(de)(de)措施、維修管理方(fang)(fang)法等許多(duo)(duo)技術(shu)問題(ti)。
作為重點詳細研究(jiu)過(guo)的(de)問題之(zhi)一(yi)是(shi),在(zai)耐候鋼(gang)的(de)很(hen)寬的(de)規(gui)格(ge)成分范圍內,合金元素(su)的(de)配人量(liang)與焊接(jie)性(xing)(xing)、耐候性(xing)(xing)的(de)關系。提高對(dui)耐候性(xing)(xing)有效的(de)Cu、Cr等元素(su)的(de)添加(jia)量(liang)當然(ran)可(ke)以(yi)(yi)增(zeng)加(jia)耐候性(xing)(xing),對(dui)無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)有利,可(ke)是(shi)對(dui)焊接(jie)性(xing)(xing)不利.以(yi)(yi)前涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)的(de)鋼(gang)常常是(shi)把添加(jia)元素(su)添加(jia)量(liang)控制在(zai)下限,然(ran)而不能無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)。耐候性(xing)(xing)和焊接(jie)性(xing)(xing)二者如何選擇,用(yong)戶(hu)之(zhi)間(jian)曾(ceng)經進行過(guo)激烈的(de)討論。如果在(zai)高速發展的(de)時代,也許已經停止了無涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)使用(yong),可(ke)是(shi)因(yin)為涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)的(de)維修管理費用(yong)很(hen)大,所以(yi)(yi)沒有那樣做。
歸納起(qi)來說:“應該大力推進(jin)(jin)無涂(tu)漆使用,為了充(chong)分(fen)發揮耐(nai)候性高(gao)成分(fen)系耐(nai)候鋼是不可(ke)缺少的。高(gao)成分(fen)系耐(nai)候鋼的焊(han)(han)接雖然在(zai)橋梁(liang)建設上(shang)實績較(jiao)少,可(ke)是已經(jing)(jing)基本改善了鋼材的焊(han)(han)接性。在(zai)海洋結構物上(shang),比耐(nai)候鋼更難(nan)焊(han)(han)接的686MPa、784MPa級已經(jing)(jing)在(zai)日(ri)常作業(ye)上(shang)運用自如。因此,如果能(neng)充(chong)分(fen)照(zhao)顧到焊(han)(han)接性,制定焊(han)(han)接條件(jian)并(bing)充(chong)分(fen)地進(jin)(jin)行作業(ye)管理,是可(ke)行的。”
與此相(xiang)關,訂貨規格不(bu)是JIS標(biao)(biao)準,在(zai)成分(fen)范圍很寬的(de)JIS標(biao)(biao)準的(de)范圍內為了(le)(le)確(que)認高(gao)(gao)成分(fen)系(xi),還要根(gen)據(ju)無(wu)涂漆使(shi)用(yong)高(gao)(gao)成分(fen)系(xi)的(de)各(ge)鋼(gang)(gang)材廠(chang)家的(de)商品名,這一不(bu)正常的(de)狀態延續了(le)(le)一段時間。北海(hai)(hai)道(dao)土木技術(shu)委(wei)員(yuan)會鋼(gang)(gang)道(dao)路橋(qiao)研究(jiu)委(wei)員(yuan)會于1949年(nian)(昭和54年(nian))4月制定的(de)“北海(hai)(hai)道(dao)鋼(gang)(gang)道(dao)路橋(qiao)的(de)設計及施工指南”中規定了(le)(le)耐(nai)候鋼(gang)(gang)的(de)無(wu)涂漆使(shi)用(yong),這個文件(jian)作為日本(ben)最(zui)初的(de)文件(jian)引(yin)起了(le)(le)注目,它把適合無(wu)涂漆使(shi)用(yong)成分(fen)系(xi)的(de)耐(nai)候鋼(gang)(gang)命名為“特殊耐(nai)候鋼(gang)(gang)”加以區別。
這一問(wen)題(ti)于1983年(nian)(昭(zhao)和58年(nian))的JIS G3114修(xiu)改中(zhong),通過(guo)把(ba)該標(biao)準的對(dui)象鋼(gang)細分為(wei)無涂漆(qi)用(yong)(W)和涂漆(qi)用(yong)(P)已經得(de)到解決。在(zai)JIS中(zhong)對(dui)這一修(xiu)改作了(le)如下的說明(ming)。
現(xian)行(xing)(xing)(xing)JIS G3114是匯(hui)總了當時流(liu)通的(de)(de)同類鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵廠家(jia)的(de)(de)標(biao)準(zhun)制定(ding)的(de)(de),是對(dui)(dui)本鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)主要(yao)特性(xing)(xing)耐候(hou)(hou)性(xing)(xing)有貢獻的(de)(de)元素的(de)(de)規定(ding)值及規定(ding)范圍(wei)比較寬松(song)的(de)(de)標(biao)準(zhun)。本鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)使(shi)用方法,有從焊接性(xing)(xing)考慮犧牲一定(ding)的(de)(de)耐候(hou)(hou)性(xing)(xing)涂漆使(shi)用的(de)(de)場合(he),也有作為(wei)原(yuan)來(lai)的(de)(de)耐候(hou)(hou)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)以裸(luo)態或(huo)者進(jin)行(xing)(xing)(xing)銹(xiu)穩定(ding)化處理后(hou)使(shi)用的(de)(de)場合(he),按照使(shi)用的(de)(de)實際(ji)情(qing)況,現(xian)在(zai)同時有兩(liang)(liang)種鋼(gang)(gang)在(zai)流(liu)通。因為(wei)這(zhe)兩(liang)(liang)種鋼(gang)(gang)的(de)(de)化學(xue)成分都在(zai)現(xian)行(xing)(xing)(xing)標(biao)準(zhun)的(de)(de)規定(ding)范圍(wei)內(nei),可能會在(zai)流(liu)通面上發生混亂,所以作出了應按照實際(ji)情(qing)況對(dui)(dui)JIS G3114進(jin)行(xing)(xing)(xing)修(xiu)改的(de)(de)結論。
隨著這一修改,用(yong)各公司的商品名進(jin)行訂(ding)貨(huo)的事(shi)幾乎沒(mei)有了(le)(le)。JIS標準的修改起了(le)(le)多(duo)大作用(yong)雖(sui)然還(huan)不(bu)清(qing)楚,可是從這時(shi)開始(shi)在橋(qiao)梁上裸(luo)露(lu)使用(yong)的實際急劇增加。圖(tu)2-9示出了(le)(le)按年(nian)度(du)裸(luo)露(lu)耐候(hou)鋼橋(qiao)梁的訂(ding)貨(huo)件數和重量的變遷(qian)。請注意不(bu)是按累計(ji)(ji)而是按年(nian)度(du)統計(ji)(ji),并且(qie)在該(gai)統計(ji)(ji)中沒(mei)有包括H型(xing)鋼橋(qiao)梁及穩定(ding)化(hua)處理的鋼橋(qiao)。

正(zheng)如(ru)從前面的(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)那樣(yang),耐候鋼(gang)最初以銹(xiu)穩(wen)定(ding)化處理(li)開(kai)始的(de)(de)無(wu)涂漆使(shi)(shi)用,在5年后(hou)開(kai)始采用裸露(lu)使(shi)(shi)用之后(hou)的(de)(de)3年中(zhong)(zhong)遠(yuan)比裸露(lu)使(shi)(shi)用量多,可是(shi)在1980年(昭和55年)裸露(lu)使(shi)(shi)用量突然增加使(shi)(shi)二者的(de)(de)數量大致接近,現(xian)在其(qi)比率正(zheng)在降低(di).如(ru)果(guo)裸露(lu)使(shi)(shi)用時的(de)(de)性(xing)能可靠的(de)(de)話,則是(shi)由(you)于原來的(de)(de)經濟上的(de)(de)原因(yin)所致。北(bei)海(hai)道土(tu)木(mu)技術(shu)委員(yuan)會的(de)(de)指南(前述)在1989年(平成元年)的(de)(de)訂正(zheng)中(zhong)(zhong)只把裸露(lu)使(shi)(shi)用進行了(le)規(gui)(gui)定(ding),并且(qie)在1991年(平成3年)的(de)(de)道路橋示方書中(zhong)(zhong)也做了(le)同樣(yang)的(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)。
但(dan)是(shi)(shi),銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)需要(yao)依然存在(zai)(zai)(zai),在(zai)(zai)(zai)1980年(nian)(昭和55年(nian))以(yi)(yi)前(qian)大概只有一個公(gong)司(si)·推出了銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)(fa)。傳統的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)原則上是(shi)(shi)把(ba)拿到表面處(chu)(chu)理(li)工(gong)廠(chang)的(de)(de)(de)構(gou)件進行處(chu)(chu)理(li)之(zhi)后(hou)搬運到現場的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa),而新方(fang)法(fa)(fa)的(de)(de)(de)特征是(shi)(shi)能夠在(zai)(zai)(zai)構(gou)件加工(gong)工(gong)廠(chang)或現場和通常的(de)(de)(de)橋梁涂漆一樣地進行處(chu)(chu)理(li)。包括傳統方(fang)法(fa)(fa)在(zai)(zai)(zai)內(nei),這些處(chu)(chu)理(li)方(fang)法(fa)(fa)除了在(zai)(zai)(zai)一般橋梁上使用之(zhi)外,也多用于(yu)小型H型橋梁或橋梁以(yi)(yi)外的(de)(de)(de)結(jie)構(gou)物。
在耐(nai)候鋼裸(luo)露(lu)(lu)使用(yong)急劇增加的(de)背景上(shang)存在著無需維修(xiu)這(zhe)一社會經濟上(shang)的(de)需求,加上(shang)由前(qian)述的(de)各團體委員(yuan)會所(suo)(suo)開展的(de)應(ying)用(yong)技(ji)術的(de)討論(lun),由橋梁廠(chang)家所(suo)(suo)進(jin)行(xing)的(de)應(ying)用(yong)技(ji)術、設計施工法的(de)開發,以(yi)及如(ru)圖2-8所(suo)(suo)示(shi)的(de)由于環(huan)境限(xian)制的(de)成果,大(da)氣中二氧化硫濃度(du)已(yi)降低,具(ju)備了使裸(luo)露(lu)(lu)使用(yong)更容易進(jin)行(xing)的(de)各種有利(li)的(de)因素。
1979年(昭和54年)9月21日(ri)至10月8日(ri),以當時(shi)國(guo)(guo)鐵(tie)鐵(tie)道技(ji)術(shu)研究所(suo)結構物(wu)研究室阿(a)部英彥(yan)。為團長(chang)的(de)(de)18人組(zu)成的(de)(de)美國(guo)(guo)、加(jia)拿(na)大(da)橋梁(liang)(liang)技(ji)術(shu)調(diao)查團(《橋梁(liang)(liang)和基礎(chu)》雜志策劃,成員包(bao)括(kuo)鋼鐵(tie)公司(si)、橋梁(liang)(liang)建(jian)設公司(si)及橋梁(liang)(liang)所(suo)有者等)赴(fu)北美考察了(le)耐候鋼材在無涂(tu)漆(qi)橋梁(liang)(liang)上(shang)的(de)(de)實際使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)情況,調(diao)查了(le)許多裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)橋梁(liang)(liang),聽(ting)取了(le)鋼材廠家、高速道路局(ju)等方面(mian)的(de)(de)見解(jie),將其結果寫成報告書[71]發表。報告書總結了(le)耐候鋼在美國(guo)(guo)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)基本成功的(de)(de)事實、需要注意的(de)(de)幾個問題及一部分人的(de)(de)批評(ping)意見等,這(zhe)對日(ri)本耐候鋼的(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)曾經(jing)有過促進(jin)效果。
最后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題是(shi)環境中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)鹽粒子(zi)(zi)(zi)對銹(xiu)層(ceng)穩(wen)定(ding)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)惡劣影響(xiang),即(ji)海(hai)(hai)鹽粒子(zi)(zi)(zi)在大(da)(da)氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃(nong)度(du)或者在鋼(gang)表面(mian)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)附(fu)著(zhu)量在什么程度(du)以(yi)下,耐候鋼(gang)才可(ke)以(yi)裸露使用(yong)。當SO.的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)不是(shi)很(hen)大(da)(da)時,海(hai)(hai)鹽粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)就(jiu)成為了最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在以(yi)上(shang)所敘述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)北海(hai)(hai)道(dao)土(tu)木技術會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)指(zhi)南中(zhong)規(gui)定(ding)為“在離海(hai)(hai)岸(an)200m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域內(nei)因大(da)(da)氣中(zhong)海(hai)(hai)鹽粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)腐蝕(shi)量大(da)(da)”,“推斷(duan)腐蝕(shi)減厚(hou)在兩面(mian)超過0.4mm以(yi)上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)場(chang)合,應考慮對腐蝕(shi)減厚(hou)進(jin)行設(she)計(ji)(ji)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮方法(fa),并且,在1981年(昭和56年)該會的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“北海(hai)(hai)道(dao)耐候鋼(gang)材裸露使用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)道(dao)路(lu)橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)設(she)計(ji)(ji)及施工指(zhi)南”中(zhong),把(ba)離海(hai)(hai)岸(an)2km以(yi)內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)地區規(gui)定(ding)為由海(hai)(hai)鹽粒子(zi)(zi)(zi)引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣腐蝕(shi)影響(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)環境。
另(ling)外(wai),U.S.Steel公司以(yi)前也曾規定必須離開海岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和56年),由于擔心在不適當地區耐(nai)候(hou)鋼(gang)無涂漆使(shi)用(yong)(yong)會(hui)發生問(wen)題,建(jian)設(she)(she)省土木研究所和橋梁建(jian)設(she)(she)協會(hui)及鋼(gang)材(cai)(cai)俱(ju)樂部共同開始了“關于耐(nai)候(hou)鋼(gang)材(cai)(cai)在橋梁上適用(yong)(yong)性(xing)的(de)共同研究”。其最大的(de)目(mu)的(de)在于關注從海上飛(fei)來鹽分的(de)影(ying)響(xiang),從而具體地確(que)定無涂漆耐(nai)候(hou)鋼(gang)能夠適用(yong)(yong)的(de)地區。
為此,把耐候(hou)鋼及碳(tan)素鋼的(de)試(shi)片安裝在(zai)全國41個地(di)方已有的(de)道路橋上進行了9年的(de)暴曬試(shi)驗。考慮到對銹層的(de)穩定化最不利(li)的(de)沒有雨(yu)水(shui)(shui)洗凈效果的(de)部(bu)位(wei)的(de)腐蝕(shi)狀態在(zai)實(shi)用上的(de)重要性,把試(shi)片垂直和(he)水(shui)(shui)平安裝在(zai)內梁部(bu)分。試(shi)驗環境(jing)包括海岸(an)、工(gong)業、城市、田園(yuan)和(he)高山,并充分地(di)進行了環境(jing)中(zhong)的(de)氯(lv)離(li)子、二氧化硫的(de)測定。
1987年(nian)(昭和62年(nian)),上述部門根據以前的(de)(de)數(shu)據,作為中間報告編寫(xie)了“無涂(tu)漆耐候鋼橋(qiao)梁的(de)(de)設計(ji)、施工(gong)要領(草(cao)(cao)案)”。在該(gai)草(cao)(cao)案中,把受飛(fei)來鹽粒(li)子的(de)(de)影響大、不適合(he)耐候鋼材(cai)或無涂(tu)漆使(shi)用(yong)的(de)(de)地區定為:(1)沖繩全域;(2)日本海沿岸(an)以及(ji)面向(xiang)外(wai)洋的(de)(de)其他沿岸(an)。把50年(nian)后(hou)的(de)(de)板厚減少量(liang)小于0.4mm定為基(ji)準(zhun),第3年(nian)的(de)(de)板厚減少量(liang)超過0.2mm的(de)(de)場(chang)合(he)以及(ji)發(fa)生了銹(xiu)層(ceng)剝離的(de)(de)場(chang)合(he),判定為不適合(he)使(shi)用(yong)。該(gai)草(cao)(cao)案還對容易生成(cheng)穩(wen)定銹(xiu)層(ceng)的(de)(de)橋(qiao)梁的(de)(de)設計(ji)、結構(gou)細節、高強度螺栓、焊接材(cai)料等進行了闡述。
這(zhe)項共同研究(jiu)的(de)(de)暴曬(shai)試驗(yan)(yan),在(zai)第9年(nian)試片回收及結束(shu)研究(jiu)后,于1989年(nian)(平(ping)成元年(nian))的(de)(de)報告書中把設(she)計、施工要領(草(cao)案(an)(an))進行了重(zhong)新規(gui)定(ding),在(zai)該草(cao)案(an)(an)中明確地(di)標明了無涂漆耐候鋼能(neng)夠適用的(de)(de)地(di)區(qu)。判定(ding)基準的(de)(de)基礎是用所規(gui)定(ding)的(de)(de)方法測定(ding)的(de)(de)飛來鹽(yan)粒子(zi)的(de)(de)量(liang),把它換(huan)算成NaCl的(de)(de)氯(lv)離(li)子(zi)0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)為允許(xu)限。這(zhe)個量(liang)是根據(ju)在(zai)日本(ben)41座橋的(de)(de)暴曬(shai)試驗(yan)(yan)中銹層沒有發生層狀剝離(li),并(bing)且根據(ju)9年(nian)的(de)(de)試驗(yan)(yan)結果推斷(duan)50年(nian)后的(de)(de)板(ban)厚減量(liang)不超過0.3mm而(er)決定(ding)的(de)(de)。
可是,飛來鹽粒子量每年(nian)發生(sheng)變(bian)化,在(zai)測(ce)定時(shi)需要時(shi)間(jian)且相當麻煩(fan),在(zai)表2-7上標出的地區,規定為(wei)省略(lve)飛來鹽粒子量的測(ce)定、可以無涂(tu)漆使用耐候鋼的地區。從北(bei)海道到北(bei)陸面(mian)向日本海的所謂鹽害地帶離海岸線必須超過20km,然而在(zai)其他的海岸因地域而異可以離開1~5km。

在上述的共同(tong)(tong)研究中,除了(le)全國(guo)41座橋的暴(bao)曬試(shi)驗以(yi)外,試(shi)驗還包括沿著信濃(nong)河進(jin)行(xing)的不(bu)同(tong)(tong)離岸(an)距離所設置的大型(xing)暴(bao)曬試(shi)驗體(一種模型(xing)結構(gou)物)不(bu)同(tong)(tong)結構(gou)部位銹層穩(wen)定化行(xing)為和氯離子濃(nong)度(du)影響試(shi)驗、焊縫部位銹穩(wen)定化狀況試(shi)驗、耐候性高強度(du)螺栓(shuan)暴(bao)曬試(shi)驗等。
除(chu)了(le)(le)(le)上述的(de)(de)設計(ji)、施工要(yao)領(ling)(案)以外,在1991年(平成(cheng)3年)制(zhi)訂(ding)了(le)(le)(le)“無(wu)涂漆橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)檢修(xiu)(xiu)要(yao)領(ling)(案)”,給出了(le)(le)(le)檢修(xiu)(xiu)項目(mu)、檢修(xiu)(xiu)頻度以及(ji)檢修(xiu)(xiu)結(jie)果記錄等。特別具體地(di)提出了(le)(le)(le)用目(mu)視(shi)判(pan)斷層狀剝離(li)(li)銹的(de)(de)判(pan)定法,也(ye)敘述了(le)(le)(le)發現這類層狀剝離(li)(li)銹時的(de)(de)應(ying)對(dui)措施。并且(qie),在其他的(de)(de)報告書(shu)中,針對(dui)盡可(ke)能減少(shao)泥與垃圾的(de)(de)堆(dui)積、滯水與結(jie)露、橋(qiao)面漏水與水路形成(cheng)等對(dui)銹層穩定化有惡劣(lie)影響因素的(de)(de)各種結(jie)構(gou)的(de)(de)優(you)缺點,歸納(na)了(le)(le)(le)已有的(de)(de)無(wu)涂漆耐(nai)候鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)觀察結(jie)果。
經(jing)過以上(shang)過程(cheng)(cheng),耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)在(zai)橋(qiao)梁(liang)上(shang)的(de)(de)應用增(zeng)大(da)了裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用的(de)(de)比(bi)(bi)率(lv)。將表(biao)2-6及表(biao)2-4的(de)(de)數據(ju)加上(shang)其他情(qing)報或推(tui)測(ce),把從1968年(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)43年(nian))到最(zui)(zui)近的(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用、銹(xiu)穩定(ding)化(hua)使(shi)(shi)(shi)用及涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用的(de)(de)比(bi)(bi)率(lv)歷年(nian)來變化(hua)的(de)(de)情(qing)況進行(xing)了總結,并示于表(biao)2-8.日本國內橋(qiao)梁(liang)用耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)(de)訂貨量,在(zai)這(zhe)期(qi)(qi)間平均每(mei)年(nian)約45,000t(最(zui)(zui)大(da)約62,000t,最(zui)(zui)小約27,000t),雖然每(mei)年(nian)都(dou)有變動可是(shi)從長期(qi)(qi)來看變動很小,其中涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用在(zai)1968年(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)43年(nian))曾經(jing)是(shi)100%,到最(zui)(zui)近已逐漸減少(shao)到10%,無涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用卻明顯增(zeng)加,并且無涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用在(zai)開始的(de)(de)70年(nian)代(dai)前期(qi)(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)40年(nian)代(dai)后(hou)(hou)期(qi)(qi))全(quan)部是(shi)銹(xiu)穩定(ding)化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)用的(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang),在(zai)70年(nian)代(dai)后(hou)(hou)期(qi)(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)50年(nian)代(dai)前期(qi)(qi))開始的(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)增(zeng)加到80年(nian)代(dai)前期(qi)(qi)(昭(zhao)(zhao)和(he)50年(nian)代(dai)后(hou)(hou)期(qi)(qi))的(de)(de)同等程(cheng)(cheng)度(du),以后(hou)(hou)銹(xiu)穩定(ding)化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)用有減少(shao)的(de)(de)傾向,相反裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用卻增(zeng)加了。現(xian)在(zai)以橋(qiao)梁(liang)數為基(ji)數,估計裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用的(de)(de)是(shi)2/3、銹(xiu)穩定(ding)化(hua)處理使(shi)(shi)(shi)用的(de)(de)是(shi)1/5、涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用的(de)(de)是(shi)1/10。

如(ru)圖2-10所示,1980年(昭(zhao)和(he)55年)以后(hou)在(zai)橋(qiao)(qiao)梁(liang)用鋼材上耐(nai)候鋼所占的重量(liang)比在(zai)5%~7%之間變動,并且,30m以上的新(xin)設橋(qiao)(qiao)梁(liang)中,以各種表面狀態(tai)使用耐(nai)候鋼的橋(qiao)(qiao)梁(liang)數在(zai)10%以上,最(zui)近接近20%。

在被視為是(shi)一國(guo)活力(li)的(de)基礎,是(shi)維持(chi)發展經濟活動或豐富國(guo)民(min)生活不可缺少(shao)的(de)公共設施中(zhong),橋(qiao)梁可以(yi)說是(shi)公路或鐵路的(de)中(zhong)樞,健全地(di)進行維護極為重要(yao),決不能再踏“荒廢(fei)中(zhong)的(de)美國(guo)”的(de)覆轍。
日本(ben)的(de)公共設施主要是(shi)在高度成長時(shi)期(qi)(qi)以后建(jian)設的(de),比較新,沒有太大(da)的(de)老化問(wen)題(ti),而且一直在進(jin)行(xing)充分的(de)維修管理。可是(shi)進(jin)入回避3K(臟、累、危險)、高齡化的(de)時(shi)代,今后如(ru)何做到不維修、健全地保(bao)持(chi)社會資本(ben)則成為問(wen)題(ti)。鋼橋(qiao)(qiao)的(de)維修、管理中最關鍵的(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)是(shi)典(dian)型的(de)3K作業,加上從前的(de)經濟問(wen)題(ti),會出現勞(lao)動力嚴重不足。根據測算,如(ru)果把本(ben)四(si)連絡(luo)橋(qiao)(qiao)、神(shen)戶-鳴門路線4橋(qiao)(qiao)(竣工時(shi))以8年為周期(qi)(qi)進(jin)行(xing)換漆(qi)(qi)(qi),必(bi)須經常配(pei)備(bei)138~202名涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)技術工人(基材調整除外),只(zhi)要橋(qiao)(qiao)存在就必(bi)須繼續進(jin)行(xing)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi),這樣(yang)做不是(shi)不可能(neng)而是(shi)不現實(shi)。因此,本(ben)四(si)連絡(luo)橋(qiao)(qiao)等采用(yong)了通過(guo)高級規(gui)格的(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(重防蝕涂(tu)漆(qi)(qi)(qi))和頻繁(fan)的(de)局部補修,沒有采用(yong)正式(shi)的(de)再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)的(de)方針。
這(zhe)樣(yang)以來(lai),最(zui)近的(de)鋼(gang)(gang)橋(qiao)防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)方向有(you)兩(liang)種(zhong)情(qing)況:或者像在(zai)本四連(lian)絡橋(qiao)那(nei)樣(yang)位于海上腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)環(huan)境嚴酷而(er)且不容易(yi)再(zai)涂(tu)漆(qi)的(de)重要橋(qiao)梁上,進行重防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)涂(tu)漆(qi)極力(li)延長再(zai)涂(tu)漆(qi)間隔(ge),或者在(zai)一般環(huan)境下(xia)為(wei)了(le)回避正(zheng)式的(de)再(zai)涂(tu)漆(qi),在(zai)能(neng)夠適用(yong)(yong)的(de)地區盡可能(neng)使(shi)用(yong)(yong)無涂(tu)漆(qi)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)。擴大耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong),實現正(zheng)規化的(de)條件,經過上述(shu)過程(cheng)可以說(shuo)已經充分(fen)(fen)具備。可是裸露耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)目前(qian)的(de)性(xing)能(neng),使(shi)它在(zai)沿(yan)海地區用(yong)(yong)于橋(qiao)梁建筑的(de)使(shi)用(yong)(yong)仍受(shou)到限(xian)制(zhi)。解釋清楚氯化物惡劣影(ying)響的(de)本質(zhi),或者在(zai)確立(li)其相(xiang)應(ying)對策等方面仍需(xu)要努力(li)。耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)應(ying)用(yong)(yong)進一步(bu)發(fa)展的(de)課題已詳細地歸納在(zai)腐(fu)蝕(shi)(shi)(shi)(shi)防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)協會所設置的(de)耐(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)技術分(fen)(fen)會的(de)報告書[1994年(nian)(平成6年(nian))]中。

