鋼橋(qiao)(qiao)(qiao)和(he)混凝土橋(qiao)(qiao)(qiao)各占(zhan)現(xian)代橋(qiao)(qiao)(qiao)梁(道路橋(qiao)(qiao)(qiao)、鐵道橋(qiao)(qiao)(qiao))的一(yi)半。鋼橋(qiao)(qiao)(qiao)雖然在(zai)品質、重(zhong)量(liang)輕、施工性、對(dui)大(da)跨度的適用性、重(zhong)新修(xiu)復的難度、色彩及形(xing)狀(zhuang)的美觀等許(xu)多方面(mian)有(you)優越性,可(ke)是(shi)(shi)其缺點是(shi)(shi)需(xu)要(yao)涂防蝕漆,在(zai)維(wei)修(xiu)管理上需(xu)要(yao)很(hen)多的費用。大(da)略估計每一(yi)次重(zhong)新涂漆所(suo)需(xu)費用占(zhan)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁上部工程建設費的1/10。
在1960年以前(昭(zhao)和30年代前期),日本(ben)的(de)(de)橋梁(liang)或陸上(shang)結構物的(de)(de)涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi),是(shi)把油性防銹涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(普通鉛丹漆(qi)(qi))作(zuo)為(wei)底漆(qi)(qi),把長油性醇酸(suan)樹脂系涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(普通長油性苯二酸(suan)樹脂涂(tu)(tu)(tu)料(liao))作(zuo)為(wei)中層漆(qi)(qi)、上(shang)層漆(qi)(qi),在現場使用(yong)動(dong)力工(gong)具除去銹或氧化(hua)鐵皮(pi)后進行涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)為(wei)涂(tu)(tu)(tu)料(liao)落后而且基(ji)底處(chu)(chu)理非常不(bu)充分,在腐蝕性大的(de)(de)工(gong)業地區、城市、海岸,每隔數年需(xu)要(yao)重(zhong)(zhong)新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(昭(zhao)和30年代后期),已(yi)將噴(pen)砂(sha)機或噴(pen)砂(sha)打光機用(yong)于基(ji)底處(chu)(chu)理,延長了涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)壽命,可是(shi)仍需(xu)要(yao)頻繁(fan)地重(zhong)(zhong)新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因(yin)此耐(nai)候鋼的(de)(de)裸露使用(yong)不(bu)需(xu)要(yao)維修就非常具有吸引(yin)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。耐候鋼的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)應具有延長(chang)涂(tu)(tu)漆(qi)層壽命的(de)效(xiao)果,或(huo)(huo)者(zhe)確(que)保漆(qi)層老化之(zhi)后到重新涂(tu)(tu)漆(qi)之(zhi)前不(bu)出問題(ti)。總之(zhi),為了能(neng)夠延長(chang)再涂(tu)(tu)漆(qi)時(shi)間,耐候鋼的(de)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)(shi)用(yong)在較早以前已(yi)經(jing)開始了。最早是(shi)于1963年(昭和38年)完成的(de)東海道新干線長(chang)良川橋梁(liang)(liang)。如果根(gen)據耐候鋼的(de)需要量(liang)(liang)統計橋梁(liang)(liang)用(yong)的(de)數量(liang)(liang)時(shi),在不(bu)分(fen)裸露使(shi)(shi)用(yong)或(huo)(huo)者(zhe)銹穩(wen)定化處理(li)使(shi)(shi)用(yong)鋼的(de)1968~1974年(昭和43~49年),每年使(shi)(shi)用(yong)量(liang)(liang)為4~6萬(wan)(wan)t(平均約(yue)5萬(wan)(wan)t)(參(can)照圖2-4),所(suo)以這期間的(de)耐候鋼日(ri)本國內(nei)使(shi)(shi)用(yong)量(liang)(liang)約(yue)為15萬(wan)(wan)噸,其中1/3是(shi)涂(tu)(tu)漆(qi)橋梁(liang)(liang)。
鋼鐵公司(si)為了進行耐候鋼的(de)(de)性能研究(jiu)和(he)商(shang)品示范,在公司(si)工(gong)(gong)廠(chang)的(de)(de)占(zhan)地內(nei),建設了把涂漆(qi)部分和(he)裸露部分分開使用的(de)(de)實用橋(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)。川崎(qi)制鐵所內(nei)的(de)(de)知多2號橋(qiao)(qiao)[1967年(nian)(nian)(昭和(he)42年(nian)(nian))竣(jun)工(gong)(gong),單(dan)純合成梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長57m]、NKK福山鐵所內(nei)的(de)(de)第一座國橋(qiao)(qiao)[昭和(he)44年(nian)(nian)竣(jun)工(gong)(gong),單(dan)純I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao)-連(lian)續I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長472m]、新日鐵制鐵所內(nei)的(de)(de)黑(hei)金(jin)橋(qiao)(qiao)[1973年(nian)(nian)(昭和(he)48年(nian)(nian))竣(jun)工(gong)(gong)、單(dan)純合成I梁(liang)(liang)橋(qiao)(qiao),橋(qiao)(qiao)長218m]就是典型的(de)(de)例(li)子(zi)。
根據需要耐候鋼(gang)在橋梁上的銹穩定化(hua)處理使用和(he)同種鋼(gang)的裸露使用,分(fen)別于1972年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)47年(nian)(nian))、1977年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)52年(nian)(nian))相(xiang)繼開始(shi)。表2-6 示出了最初約10年(nian)(nian)間(jian)的訂(ding)貨業績。
日(ri)本于1973年(昭(zhao)和(he)48年)遭受到第一次(ci)石油危(wei)機,1975年以后(hou)(昭(zhao)和(he)50年代)進(jin)入(ru)(ru)經濟低增(zeng)(zeng)長(chang)時期。在(zai)這之前的(de)(de)(de)高增(zeng)(zeng)長(chang)時期,日(ri)本的(de)(de)(de)道路總(zong)延長(chang)度增(zeng)(zeng)長(chang)很快,與此同時道路橋的(de)(de)(de)數量(liang)急劇增(zeng)(zeng)加。進(jin)入(ru)(ru)低增(zeng)(zeng)長(chang)時期之后(hou)其維持(chi)管理費、特別是補修涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)和(he)再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)費用(yong)成了很大的(de)(de)(de)負(fu)擔(dan),耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)(de)無涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)使用(yong)又(you)重新被評價.這就是表2-6的(de)(de)(de)橋梁訂貨業(ye)績中無涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)件數或鋼(gang)重量(liang)急劇增(zeng)(zeng)加的(de)(de)(de)原因(yin)。
反映這(zhe)種情況(kuang)的事(shi)實是(shi)于20世紀70年(nian)代(dai)(昭(zhao)和(he)(he)50年(nian)代(dai))前(qian)期(qi)在相關團(tuan)體(ti)內大(da)力開展了無涂漆(qi)耐(nai)候鋼(gang)材(cai)應用(yong)(yong)方(fang)法(fa)(fa)的研(yan)究。這(zhe)些團(tuan)體(ti)有(you)土(tu)木(mu)(mu)學會(hui)(hui)(hui)鋼(gang)材(cai)規格專(zhuan)業委(wei)員會(hui)(hui)(hui)、日本(ben)鋼(gang)構(gou)造(zao)協會(hui)(hui)(hui)防(fang)(fang)銹防(fang)(fang)蝕專(zhuan)業委(wei)員會(hui)(hui)(hui)、日本(ben)橋(qiao)梁(liang)建設協會(hui)(hui)(hui)耐(nai)候性橋(qiao)梁(liang)委(wei)員會(hui)(hui)(hui)、北海道土(tu)木(mu)(mu)對(dui)(dui)耐(nai)候鋼(gang)不進行正規的涂漆(qi),在裸露狀態或者進行穩定化處理后用(yong)(yong)的場合(he),“無涂漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)”這(zhe)一術(shu)(shu)語(yu)已被廠家使(shi)用(yong)(yong),現在用(yong)(yong)該術(shu)(shu)語(yu)的人相當多(duo)。1983年(nian)(昭(zhao)和(he)(he)58年(nian))訂正的JISG3114的說明中也照樣使(shi)用(yong)(yong)。技術(shu)(shu)會(hui)(hui)(hui)鋼(gang)道路橋(qiao)研(yan)究委(wei)員會(hui)(hui)(hui)、阪神(shen)高速道路公團(tuan)等。這(zhe)些團(tuan)體(ti)專(zhuan)門詳(xiang)細地研(yan)究了氣象條(tiao)件和(he)(he)無涂漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)的適(shi)用(yong)(yong)性、對(dui)(dui)放置構(gou)件的腐蝕條(tiao)件和(he)(he)詳(xiang)細結構(gou)的設計技巧、允許腐蝕率、疲勞、高強度螺栓及摩(mo)擦接合(he)部(bu)的防(fang)(fang)蝕、焊接施(shi)工法(fa)(fa)、防(fang)(fang)止(zhi)銹對(dui)(dui)周圍污染的措施(shi)、維修管理方(fang)法(fa)(fa)等許多(duo)技術(shu)(shu)問(wen)題。
作為(wei)重點詳細研究過(guo)的(de)(de)(de)(de)問題之一是,在(zai)耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)很寬的(de)(de)(de)(de)規格成分范圍內,合金元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)配人(ren)量(liang)與焊(han)接性(xing)、耐(nai)候(hou)性(xing)的(de)(de)(de)(de)關系。提高對耐(nai)候(hou)性(xing)有(you)效的(de)(de)(de)(de)Cu、Cr等元(yuan)素(su)的(de)(de)(de)(de)添加(jia)量(liang)當然可以增加(jia)耐(nai)候(hou)性(xing),對無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)有(you)利(li)(li),可是對焊(han)接性(xing)不利(li)(li).以前涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)鋼常常是把添加(jia)元(yuan)素(su)添加(jia)量(liang)控制(zhi)在(zai)下(xia)限,然而不能(neng)無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)。耐(nai)候(hou)性(xing)和(he)焊(han)接性(xing)二者(zhe)如何選擇,用(yong)戶之間(jian)曾經進行過(guo)激烈的(de)(de)(de)(de)討(tao)論。如果在(zai)高速發(fa)展的(de)(de)(de)(de)時(shi)代(dai),也許已(yi)經停止了無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong),可是因為(wei)涂(tu)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)維(wei)修管理費(fei)用(yong)很大,所(suo)以沒有(you)那(nei)樣做。
歸納起來說:“應該大力推進無涂漆使用,為了充(chong)分發揮耐候(hou)(hou)性(xing)高成(cheng)分系耐候(hou)(hou)鋼是不可(ke)缺少(shao)的。高成(cheng)分系耐候(hou)(hou)鋼的焊(han)(han)接(jie)(jie)雖然在(zai)橋梁建設上(shang)(shang)實(shi)績較少(shao),可(ke)是已經基本(ben)改善了鋼材的焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)。在(zai)海(hai)洋結構物上(shang)(shang),比耐候(hou)(hou)鋼更難(nan)焊(han)(han)接(jie)(jie)的686MPa、784MPa級(ji)已經在(zai)日(ri)常作(zuo)業上(shang)(shang)運用自如(ru)。因此,如(ru)果能充(chong)分照顧到(dao)焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing),制定(ding)焊(han)(han)接(jie)(jie)條件并充(chong)分地進行(xing)作(zuo)業管理,是可(ke)行(xing)的。”
與(yu)此相關(guan),訂貨規格(ge)不是JIS標準(zhun),在成分(fen)范圍(wei)很(hen)寬的(de)JIS標準(zhun)的(de)范圍(wei)內(nei)為(wei)了確認高成分(fen)系(xi),還要根(gen)據無涂(tu)(tu)漆使用高成分(fen)系(xi)的(de)各鋼(gang)材廠家(jia)的(de)商品名,這(zhe)(zhe)一不正常的(de)狀(zhuang)態(tai)延續了一段時間。北海道(dao)(dao)土木技術委員會鋼(gang)道(dao)(dao)路(lu)橋研究委員會于1949年(nian)(昭和54年(nian))4月(yue)制(zhi)定(ding)的(de)“北海道(dao)(dao)鋼(gang)道(dao)(dao)路(lu)橋的(de)設計及(ji)施工指南(nan)”中規定(ding)了耐候鋼(gang)的(de)無涂(tu)(tu)漆使用,這(zhe)(zhe)個文件作(zuo)為(wei)日(ri)本(ben)最(zui)初的(de)文件引起了注目,它把適合無涂(tu)(tu)漆使用成分(fen)系(xi)的(de)耐候鋼(gang)命名為(wei)“特殊耐候鋼(gang)”加以區別。
這一(yi)問題于1983年(昭(zhao)和(he)58年)的JIS G3114修(xiu)改(gai)中(zhong),通過把該標準的對(dui)象鋼(gang)細分(fen)為無(wu)涂漆(qi)用(W)和(he)涂漆(qi)用(P)已(yi)經得(de)到解決。在JIS中(zhong)對(dui)這一(yi)修(xiu)改(gai)作了如(ru)下(xia)的說明。
現行(xing)JIS G3114是匯(hui)總了當時流(liu)通的(de)(de)(de)(de)(de)同類鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵廠家的(de)(de)(de)(de)(de)標準(zhun)制定的(de)(de)(de)(de)(de),是對本鋼(gang)(gang)材主要特性(xing)(xing)(xing)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)有(you)貢獻的(de)(de)(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定值及(ji)規(gui)定范圍(wei)比(bi)較寬松的(de)(de)(de)(de)(de)標準(zhun)。本鋼(gang)(gang)材的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)方法(fa),有(you)從焊接(jie)性(xing)(xing)(xing)考慮犧牲一定的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)涂漆使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),也(ye)有(you)作為(wei)原(yuan)來的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)(gang)材以裸態或者進行(xing)銹(xiu)穩定化處理后使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)場合(he),按照使(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)實際情況(kuang),現在(zai)同時有(you)兩種鋼(gang)(gang)在(zai)流(liu)通。因(yin)為(wei)這兩種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)化學成分都(dou)在(zai)現行(xing)標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)定范圍(wei)內,可能(neng)會在(zai)流(liu)通面上發(fa)生混(hun)亂,所(suo)以作出了應按照實際情況(kuang)對JIS G3114進行(xing)修改的(de)(de)(de)(de)(de)結論。
隨(sui)著這一修改(gai),用各公(gong)司的(de)商品名進行訂(ding)貨(huo)的(de)事(shi)幾乎(hu)沒有了。JIS標準的(de)修改(gai)起了多大作(zuo)用雖然(ran)還不清楚,可是從(cong)這時開始在橋(qiao)梁(liang)上裸(luo)露(lu)使(shi)用的(de)實際(ji)急劇增加。圖2-9示出了按年(nian)度裸(luo)露(lu)耐(nai)候(hou)鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)訂(ding)貨(huo)件數和重量的(de)變遷。請(qing)注意不是按累(lei)計(ji)而是按年(nian)度統計(ji),并且在該統計(ji)中沒有包括(kuo)H型(xing)鋼橋(qiao)梁(liang)及(ji)穩定化處理的(de)鋼橋(qiao)。
正如(ru)從前(qian)面的(de)(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)(de)那(nei)樣(yang),耐候鋼最初以銹穩定化處理開始的(de)(de)(de)無涂(tu)漆使(shi)用(yong)(yong),在5年(nian)(nian)(nian)后開始采用(yong)(yong)裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)之后的(de)(de)(de)3年(nian)(nian)(nian)中遠比裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)量多,可是在1980年(nian)(nian)(nian)(昭和55年(nian)(nian)(nian))裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)量突然增加使(shi)二(er)者(zhe)的(de)(de)(de)數量大致(zhi)接近(jin),現在其比率(lv)正在降(jiang)低.如(ru)果裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)時的(de)(de)(de)性能可靠的(de)(de)(de)話,則是由于原(yuan)來(lai)的(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)所致(zhi)。北海道土木技術委員會的(de)(de)(de)指南(前(qian)述)在1989年(nian)(nian)(nian)(平成(cheng)元(yuan)年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)(de)訂正中只把裸露(lu)(lu)使(shi)用(yong)(yong)進行了(le)規定,并(bing)且在1991年(nian)(nian)(nian)(平成(cheng)3年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)(de)道路橋示方(fang)書中也做(zuo)了(le)同樣(yang)的(de)(de)(de)規定。
但(dan)是(shi)(shi),銹(xiu)穩定化(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)需要依然存(cun)在,在1980年(昭和55年)以(yi)前大(da)概只有一(yi)個公司·推出了(le)銹(xiu)穩定化(hua)處(chu)(chu)(chu)理(li)的(de)新(xin)的(de)處(chu)(chu)(chu)理(li)方(fang)(fang)法。傳統(tong)的(de)方(fang)(fang)法原則(ze)上是(shi)(shi)把拿到(dao)表(biao)面處(chu)(chu)(chu)理(li)工廠(chang)的(de)構(gou)(gou)件進行處(chu)(chu)(chu)理(li)之后搬運到(dao)現(xian)場的(de)方(fang)(fang)法,而新(xin)方(fang)(fang)法的(de)特征是(shi)(shi)能夠在構(gou)(gou)件加工工廠(chang)或現(xian)場和通常的(de)橋梁(liang)涂漆(qi)一(yi)樣地(di)進行處(chu)(chu)(chu)理(li)。包括傳統(tong)方(fang)(fang)法在內,這些(xie)處(chu)(chu)(chu)理(li)方(fang)(fang)法除了(le)在一(yi)般橋梁(liang)上使用之外(wai),也多用于小型H型橋梁(liang)或橋梁(liang)以(yi)外(wai)的(de)結構(gou)(gou)物。
在(zai)耐候鋼裸露使(shi)用(yong)急(ji)劇(ju)增加(jia)的(de)背景上存在(zai)著(zhu)無(wu)需(xu)維修這一社(she)會經濟上的(de)需(xu)求,加(jia)上由(you)(you)前(qian)述的(de)各(ge)團體(ti)委(wei)員會所(suo)開(kai)展(zhan)的(de)應(ying)用(yong)技(ji)術的(de)討(tao)論,由(you)(you)橋梁廠家所(suo)進行的(de)應(ying)用(yong)技(ji)術、設計施工法(fa)的(de)開(kai)發,以及如圖2-8所(suo)示的(de)由(you)(you)于環境限制(zhi)的(de)成果,大(da)氣中二(er)氧化硫濃度已降(jiang)低(di),具備了使(shi)裸露使(shi)用(yong)更容易進行的(de)各(ge)種有利的(de)因素。
1979年(nian)(昭和(he)54年(nian))9月21日至10月8日,以當時國(guo)鐵(tie)鐵(tie)道技(ji)術研究所結構物研究室阿部(bu)英(ying)彥。為團長的18人組成的美國(guo)、加拿大橋(qiao)(qiao)(qiao)梁技(ji)術調查團(《橋(qiao)(qiao)(qiao)梁和(he)基(ji)礎》雜志策劃,成員包(bao)括(kuo)鋼鐵(tie)公司(si)、橋(qiao)(qiao)(qiao)梁建設公司(si)及橋(qiao)(qiao)(qiao)梁所有者(zhe)等(deng))赴北(bei)美考察了(le)(le)耐(nai)候(hou)鋼材(cai)在無涂漆(qi)橋(qiao)(qiao)(qiao)梁上的實(shi)際使(shi)用(yong)(yong)情況(kuang),調查了(le)(le)許多裸露使(shi)用(yong)(yong)的橋(qiao)(qiao)(qiao)梁,聽取了(le)(le)鋼材(cai)廠家、高速道路局等(deng)方(fang)面的見(jian)解,將其結果(guo)寫(xie)成報告(gao)書[71]發表。報告(gao)書總結了(le)(le)耐(nai)候(hou)鋼在美國(guo)裸露使(shi)用(yong)(yong)基(ji)本成功的事實(shi)、需(xu)要注(zhu)意的幾(ji)個(ge)問題及一部(bu)分(fen)人的批評意見(jian)等(deng),這對日本耐(nai)候(hou)鋼的裸露使(shi)用(yong)(yong)曾經有過促進(jin)效果(guo)。
最后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題是(shi)環(huan)境(jing)(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)海(hai)(hai)鹽(yan)(yan)(yan)粒子對銹(xiu)層穩定(ding)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)惡劣(lie)影響(xiang)(xiang),即海(hai)(hai)鹽(yan)(yan)(yan)粒子在(zai)大(da)(da)(da)氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)濃度或(huo)者在(zai)鋼(gang)表面上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)附著量在(zai)什么程度以(yi)(yi)下,耐(nai)候鋼(gang)才(cai)可以(yi)(yi)裸露使用。當SO.的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)不(bu)是(shi)很大(da)(da)(da)時,海(hai)(hai)鹽(yan)(yan)(yan)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)就(jiu)成為(wei)了最大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在(zai)以(yi)(yi)上所敘述的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)北海(hai)(hai)道土木(mu)技術會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)指南(nan)中(zhong)規定(ding)為(wei)“在(zai)離海(hai)(hai)岸(an)200m的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)區域(yu)內因(yin)大(da)(da)(da)氣中(zhong)海(hai)(hai)鹽(yan)(yan)(yan)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)影響(xiang)(xiang)腐蝕量大(da)(da)(da)”,“推(tui)斷腐蝕減厚(hou)在(zai)兩面超過0.4mm以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)場合,應考慮對腐蝕減厚(hou)進行設計(ji)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)考慮方法,并且,在(zai)1981年(昭和56年)該會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)“北海(hai)(hai)道耐(nai)候鋼(gang)材裸露使用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)道路橋的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)設計(ji)及施工指南(nan)”中(zhong),把離海(hai)(hai)岸(an)2km以(yi)(yi)內的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)地區規定(ding)為(wei)由海(hai)(hai)鹽(yan)(yan)(yan)粒子引起的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)大(da)(da)(da)氣腐蝕影響(xiang)(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)環(huan)境(jing)(jing)。
另外,U.S.Steel公司以前也曾規(gui)定(ding)必(bi)須離開海岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和56年),由(you)于擔心在不適(shi)(shi)當地(di)區(qu)耐(nai)候(hou)鋼無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)(yong)會(hui)發生問題,建(jian)設省(sheng)土木(mu)研究(jiu)所和橋梁建(jian)設協會(hui)及鋼材(cai)俱(ju)樂部(bu)共同(tong)開始了“關于耐(nai)候(hou)鋼材(cai)在橋梁上適(shi)(shi)用(yong)(yong)性的(de)共同(tong)研究(jiu)”。其最大的(de)目的(de)在于關注從海上飛來鹽(yan)分的(de)影響,從而具體地(di)確定(ding)無涂(tu)漆(qi)耐(nai)候(hou)鋼能夠適(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)地(di)區(qu)。
為此,把(ba)耐候鋼及碳素鋼的(de)(de)試(shi)片(pian)安裝在(zai)(zai)全國41個地方已(yi)有的(de)(de)道(dao)路橋上進行(xing)了9年的(de)(de)暴(bao)曬(shai)試(shi)驗(yan)。考慮(lv)到對銹層的(de)(de)穩定化(hua)最不利的(de)(de)沒有雨(yu)水洗凈效果的(de)(de)部位的(de)(de)腐蝕狀(zhuang)態在(zai)(zai)實用上的(de)(de)重要性,把(ba)試(shi)片(pian)垂直和(he)水平安裝在(zai)(zai)內梁(liang)部分。試(shi)驗(yan)環境包括海岸、工業、城(cheng)市、田園和(he)高山,并充分地進行(xing)了環境中的(de)(de)氯(lv)離子(zi)、二氧化(hua)硫的(de)(de)測定。
1987年(nian)(nian)(nian)(昭和62年(nian)(nian)(nian)),上(shang)述部門根(gen)據(ju)以前的(de)(de)數據(ju),作為(wei)(wei)中間報告編寫(xie)了(le)(le)“無(wu)涂漆耐候鋼橋梁的(de)(de)設計、施(shi)工(gong)要領(草(cao)案(an))”。在該(gai)(gai)草(cao)案(an)中,把(ba)受飛來鹽粒子(zi)的(de)(de)影響大(da)、不適合耐候鋼材或無(wu)涂漆使用的(de)(de)地區定(ding)(ding)為(wei)(wei):(1)沖(chong)繩全(quan)域;(2)日(ri)本海沿岸(an)以及面向外洋的(de)(de)其他沿岸(an)。把(ba)50年(nian)(nian)(nian)后的(de)(de)板厚減(jian)少(shao)(shao)量小于0.4mm定(ding)(ding)為(wei)(wei)基準,第3年(nian)(nian)(nian)的(de)(de)板厚減(jian)少(shao)(shao)量超過0.2mm的(de)(de)場合以及發(fa)生(sheng)了(le)(le)銹層剝離的(de)(de)場合,判(pan)定(ding)(ding)為(wei)(wei)不適合使用。該(gai)(gai)草(cao)案(an)還對(dui)容易生(sheng)成穩定(ding)(ding)銹層的(de)(de)橋梁的(de)(de)設計、結構細節、高強度螺栓、焊接材料等進(jin)行了(le)(le)闡述。
這項共同研究的(de)(de)(de)(de)暴(bao)曬試(shi)驗(yan)(yan)(yan),在(zai)第9年(nian)試(shi)片回收及結束研究后(hou),于1989年(nian)(平成(cheng)元年(nian))的(de)(de)(de)(de)報告書中把設計(ji)、施工要領(草(cao)案(an)(an))進行了重新規定(ding)(ding)(ding),在(zai)該(gai)草(cao)案(an)(an)中明確地標(biao)明了無涂漆耐候鋼(gang)能夠適用的(de)(de)(de)(de)地區(qu)。判定(ding)(ding)(ding)基準的(de)(de)(de)(de)基礎是用所規定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)方法測定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)飛來鹽(yan)粒(li)子的(de)(de)(de)(de)量(liang),把它換算(suan)成(cheng)NaCl的(de)(de)(de)(de)氯離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)(ding)為允許限。這個(ge)量(liang)是根(gen)據在(zai)日本41座橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)暴(bao)曬試(shi)驗(yan)(yan)(yan)中銹層(ceng)沒(mei)有發(fa)生層(ceng)狀剝離,并且根(gen)據9年(nian)的(de)(de)(de)(de)試(shi)驗(yan)(yan)(yan)結果推斷50年(nian)后(hou)的(de)(de)(de)(de)板厚(hou)減(jian)量(liang)不(bu)超過0.3mm而決定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)。
可(ke)(ke)是,飛(fei)來(lai)鹽(yan)粒(li)子(zi)量每(mei)年發生變化,在(zai)測(ce)定時需(xu)要時間且相當(dang)麻煩,在(zai)表(biao)2-7上標出的地(di)區,規(gui)定為省(sheng)略飛(fei)來(lai)鹽(yan)粒(li)子(zi)量的測(ce)定、可(ke)(ke)以無(wu)涂(tu)漆(qi)使用(yong)耐(nai)候鋼的地(di)區。從(cong)北(bei)海(hai)道到北(bei)陸面向日(ri)本海(hai)的所謂鹽(yan)害地(di)帶離海(hai)岸(an)線(xian)必須超過(guo)20km,然(ran)而(er)(er)在(zai)其他的海(hai)岸(an)因地(di)域而(er)(er)異(yi)可(ke)(ke)以離開1~5km。
在上述的(de)共同研究中,除了全(quan)國(guo)41座橋的(de)暴(bao)曬(shai)試驗(yan)以(yi)外(wai),試驗(yan)還包括沿(yan)著(zhu)信濃河進(jin)行(xing)(xing)的(de)不同離(li)岸距離(li)所設置的(de)大型暴(bao)曬(shai)試驗(yan)體(一(yi)種模型結構物(wu))不同結構部(bu)位(wei)銹(xiu)層穩定化行(xing)(xing)為(wei)和氯離(li)子濃度(du)影響(xiang)試驗(yan)、焊縫部(bu)位(wei)銹(xiu)穩定化狀況試驗(yan)、耐候(hou)性高強度(du)螺栓暴(bao)曬(shai)試驗(yan)等。
除了(le)(le)上(shang)述的(de)設(she)計(ji)、施工要領(案)以(yi)外,在1991年(平成(cheng)3年)制(zhi)訂了(le)(le)“無涂(tu)漆橋梁(liang)的(de)檢修(xiu)(xiu)要領(案)”,給出了(le)(le)檢修(xiu)(xiu)項(xiang)目、檢修(xiu)(xiu)頻度以(yi)及(ji)檢修(xiu)(xiu)結(jie)(jie)果記錄(lu)等。特別具體(ti)地提出了(le)(le)用目視判(pan)斷層狀(zhuang)剝(bo)離銹的(de)判(pan)定法,也敘述了(le)(le)發現這類(lei)層狀(zhuang)剝(bo)離銹時的(de)應對措施。并且(qie),在其他的(de)報告書中,針對盡可能減少泥與(yu)垃圾的(de)堆積、滯水與(yu)結(jie)(jie)露、橋面漏水與(yu)水路(lu)形成(cheng)等對銹層穩定化有惡劣影響因素的(de)各種結(jie)(jie)構的(de)優缺點(dian),歸納了(le)(le)已有的(de)無涂(tu)漆耐候鋼橋梁(liang)的(de)觀察結(jie)(jie)果。
經過以上過程(cheng),耐(nai)候(hou)(hou)鋼在(zai)橋梁(liang)(liang)上的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)增(zeng)(zeng)大(da)了裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率(lv)。將表2-6及表2-4的(de)(de)(de)數據加上其(qi)他情(qing)報或推測,把(ba)從1968年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian))到(dao)(dao)最近(jin)的(de)(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)、銹穩(wen)定化(hua)(hua)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)及涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)比率(lv)歷年(nian)(nian)(nian)來(lai)變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)情(qing)況進行(xing)了總結,并(bing)示于(yu)表2-8.日本國(guo)內橋梁(liang)(liang)用(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)(hou)鋼的(de)(de)(de)訂貨(huo)量,在(zai)這期(qi)(qi)間平(ping)均每年(nian)(nian)(nian)約45,000t(最大(da)約62,000t,最小約27,000t),雖然每年(nian)(nian)(nian)都有變動可是(shi)從長期(qi)(qi)來(lai)看變動很小,其(qi)中涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在(zai)1968年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian))曾經是(shi)100%,到(dao)(dao)最近(jin)已逐(zhu)漸減(jian)少到(dao)(dao)10%,無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)卻明顯(xian)增(zeng)(zeng)加,并(bing)且無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在(zai)開(kai)始的(de)(de)(de)70年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(qi)(qi)(昭(zhao)和40年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)期(qi)(qi))全(quan)部(bu)是(shi)銹穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)理使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼,在(zai)70年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)期(qi)(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(qi)(qi))開(kai)始的(de)(de)(de)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)(hou)鋼增(zeng)(zeng)加到(dao)(dao)80年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(qi)(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)期(qi)(qi))的(de)(de)(de)同等程(cheng)度,以后(hou)銹穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)理使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)有減(jian)少的(de)(de)(de)傾向(xiang),相反(fan)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)(zeng)加了。現在(zai)以橋梁(liang)(liang)數為(wei)基數,估計裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)2/3、銹穩(wen)定化(hua)(hua)處(chu)理使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)1/5、涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)是(shi)1/10。
如圖(tu)2-10所示,1980年(nian)(昭(zhao)和55年(nian))以(yi)后在(zai)橋(qiao)梁(liang)用鋼材上耐候鋼所占的(de)重量比在(zai)5%~7%之間變動,并且,30m以(yi)上的(de)新(xin)設(she)橋(qiao)梁(liang)中,以(yi)各種表面狀(zhuang)態使用耐候鋼的(de)橋(qiao)梁(liang)數在(zai)10%以(yi)上,最近接近20%。
在(zai)被視為是一國活力(li)的基礎,是維持(chi)發展經濟活動或豐富(fu)國民(min)生活不可(ke)缺少(shao)的公共設(she)施(shi)中,橋梁可(ke)以說(shuo)是公路(lu)或鐵路(lu)的中樞,健全地(di)進行維護極為重要,決不能再踏“荒廢中的美國”的覆(fu)轍。
日(ri)本(ben)的(de)(de)(de)公共(gong)設施主要是(shi)在高(gao)度(du)成(cheng)長時(shi)期(qi)以后建設的(de)(de)(de),比較(jiao)新,沒有太大的(de)(de)(de)老化(hua)問(wen)題,而(er)且一直在進行充分的(de)(de)(de)維修(xiu)管理(li)。可(ke)是(shi)進入(ru)回避3K(臟、累(lei)、危(wei)險)、高(gao)齡化(hua)的(de)(de)(de)時(shi)代(dai),今后如何做到不(bu)維修(xiu)、健全地(di)保持(chi)社會資(zi)本(ben)則成(cheng)為(wei)問(wen)題。鋼橋的(de)(de)(de)維修(xiu)、管理(li)中最關鍵的(de)(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)是(shi)典型的(de)(de)(de)3K作業,加上從前的(de)(de)(de)經(jing)濟問(wen)題,會出現勞動力嚴重(zhong)不(bu)足。根據測算,如果(guo)把本(ben)四連(lian)絡橋、神戶-鳴門路線4橋(竣(jun)工(gong)時(shi))以8年(nian)為(wei)周(zhou)期(qi)進行換漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),必須經(jing)常配備138~202名涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)技術(shu)工(gong)人(基材調整除(chu)外(wai)),只要橋存在就(jiu)必須繼續進行涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi),這樣(yang)做不(bu)是(shi)不(bu)可(ke)能而(er)是(shi)不(bu)現實。因此,本(ben)四連(lian)絡橋等采(cai)(cai)用了通過高(gao)級規格的(de)(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(重(zhong)防(fang)蝕涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))和頻繁(fan)的(de)(de)(de)局部補(bu)修(xiu),沒有采(cai)(cai)用正(zheng)式的(de)(de)(de)再涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)方針。
這樣以來,最(zui)近的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)橋(qiao)防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)方(fang)向有兩(liang)種(zhong)情況:或(huo)(huo)者(zhe)像在(zai)(zai)本四連絡橋(qiao)那樣位于海上腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)環境嚴酷而且不容易再涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)重(zhong)要橋(qiao)梁上,進(jin)行重(zhong)防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)涂(tu)漆(qi)(qi)極力延長再涂(tu)漆(qi)(qi)間隔,或(huo)(huo)者(zhe)在(zai)(zai)一(yi)般環境下為(wei)了回(hui)避正式的(de)(de)(de)(de)(de)再涂(tu)漆(qi)(qi),在(zai)(zai)能(neng)夠(gou)適(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區盡可能(neng)使用(yong)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)。擴大耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)使用(yong),實現正規化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)條件,經(jing)過上述過程(cheng)可以說已(yi)(yi)經(jing)充分具(ju)備。可是裸露耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)目前的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng),使它(ta)在(zai)(zai)沿海地(di)區用(yong)于橋(qiao)梁建(jian)筑的(de)(de)(de)(de)(de)使用(yong)仍受到(dao)限(xian)制。解釋清(qing)楚氯化(hua)物惡(e)劣影響的(de)(de)(de)(de)(de)本質,或(huo)(huo)者(zhe)在(zai)(zai)確立其相應對策等(deng)方(fang)面(mian)仍需要努力。耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)應用(yong)進(jin)一(yi)步發展的(de)(de)(de)(de)(de)課題已(yi)(yi)詳細地(di)歸納(na)在(zai)(zai)腐蝕(shi)(shi)(shi)(shi)防蝕(shi)(shi)(shi)(shi)協會(hui)所設置的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)技術分會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)報告(gao)書[1994年(平成6年)]中。