鋼橋(qiao)和混凝土橋(qiao)各占現代橋(qiao)梁(道(dao)路橋(qiao)、鐵(tie)道(dao)橋(qiao))的(de)(de)(de)一(yi)半。鋼橋(qiao)雖然在品質、重(zhong)(zhong)量輕、施工性(xing)、對大(da)跨度的(de)(de)(de)適用性(xing)、重(zhong)(zhong)新修復(fu)的(de)(de)(de)難度、色彩(cai)及形狀的(de)(de)(de)美觀等許多(duo)方面有優越性(xing),可(ke)是其(qi)缺點是需要(yao)涂防(fang)蝕漆(qi),在維修管理上需要(yao)很多(duo)的(de)(de)(de)費(fei)用。大(da)略估計每一(yi)次重(zhong)(zhong)新涂漆(qi)所需費(fei)用占橋(qiao)梁上部工程建設費(fei)的(de)(de)(de)1/10。


 在(zai)1960年(nian)(nian)以前(qian)(昭(zhao)和(he)30年(nian)(nian)代前(qian)期(qi)),日本的(de)橋梁或(huo)(huo)陸(lu)上結構(gou)物的(de)涂(tu)(tu)漆(qi),是把(ba)(ba)油(you)性(xing)防銹(xiu)涂(tu)(tu)料(liao)(普(pu)通(tong)(tong)鉛丹漆(qi))作(zuo)(zuo)為底(di)漆(qi),把(ba)(ba)長(chang)油(you)性(xing)醇酸(suan)樹脂系涂(tu)(tu)料(liao)(普(pu)通(tong)(tong)長(chang)油(you)性(xing)苯(ben)二酸(suan)樹脂涂(tu)(tu)料(liao))作(zuo)(zuo)為中層漆(qi)、上層漆(qi),在(zai)現(xian)場使(shi)用(yong)動力工具除去(qu)銹(xiu)或(huo)(huo)氧化(hua)鐵皮(pi)后進行涂(tu)(tu)漆(qi)。因(yin)為涂(tu)(tu)料(liao)落(luo)后而且基底(di)處(chu)理非常不充分,在(zai)腐蝕性(xing)大的(de)工業地區、城市、海岸(an),每隔(ge)數年(nian)(nian)需(xu)要重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)。1960~1965年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)30年(nian)(nian)代后期(qi)),已將噴砂機或(huo)(huo)噴砂打光機用(yong)于基底(di)處(chu)理,延長(chang)了涂(tu)(tu)漆(qi)的(de)壽命,可是仍(reng)需(xu)要頻繁地重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)。因(yin)此耐(nai)候鋼(gang)的(de)裸露使(shi)用(yong)不需(xu)要維(wei)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(gang)的(de)(de)涂漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用應具有延長涂漆(qi)層(ceng)壽命(ming)的(de)(de)效果(guo),或者(zhe)確保漆(qi)層(ceng)老化之后到(dao)重(zhong)新涂漆(qi)之前不出(chu)問題。總之,為了能(neng)夠延長再涂漆(qi)時間,耐候鋼(gang)的(de)(de)涂漆(qi)使(shi)(shi)(shi)用在(zai)較早以前已經開始(shi)了。最早是于(yu)1963年(昭和(he)38年)完成的(de)(de)東海(hai)道(dao)新干線(xian)長良川橋梁。如(ru)果(guo)根據(ju)耐候鋼(gang)的(de)(de)需要量(liang)(liang)(liang)統計(ji)橋梁用的(de)(de)數量(liang)(liang)(liang)時,在(zai)不分(fen)裸露使(shi)(shi)(shi)用或者(zhe)銹穩定化處(chu)理使(shi)(shi)(shi)用鋼(gang)的(de)(de)1968~1974年(昭和(he)43~49年),每年使(shi)(shi)(shi)用量(liang)(liang)(liang)為4~6萬t(平均約5萬t)(參照(zhao)圖2-4),所(suo)以這(zhe)期間的(de)(de)耐候鋼(gang)日本國內使(shi)(shi)(shi)用量(liang)(liang)(liang)約為15萬噸,其中1/3是涂漆(qi)橋梁。


圖 3.jpg


 鋼鐵(tie)公司為了(le)進行耐候鋼的(de)(de)性能研究和(he)(he)商(shang)品示范,在(zai)公司工(gong)廠的(de)(de)占(zhan)地(di)內,建設了(le)把涂漆部分(fen)(fen)和(he)(he)裸(luo)露(lu)部分(fen)(fen)分(fen)(fen)開使用(yong)的(de)(de)實(shi)用(yong)橋梁。川崎制鐵(tie)所內的(de)(de)知多2號橋[1967年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)42年(nian)(nian))竣工(gong),單(dan)純(chun)合成梁橋,橋長(chang)57m]、NKK福山鐵(tie)所內的(de)(de)第(di)一座國橋[昭(zhao)和(he)(he)44年(nian)(nian)竣工(gong),單(dan)純(chun)I梁橋-連續I梁橋,橋長(chang)472m]、新日鐵(tie)制鐵(tie)所內的(de)(de)黑金橋[1973年(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)(he)48年(nian)(nian))竣工(gong)、單(dan)純(chun)合成I梁橋,橋長(chang)218m]就是典型的(de)(de)例(li)子。


 根(gen)據需要耐候(hou)鋼在橋梁(liang)上(shang)的(de)(de)銹穩定化處(chu)理使用和(he)同種鋼的(de)(de)裸(luo)露(lu)使用,分(fen)別(bie)于1972年(昭和(he)47年)、1977年(昭和(he)52年)相(xiang)繼開始(shi)。表2-6 示出了最初約10年間的(de)(de)訂貨業績。


表 6.jpg


 日(ri)(ri)本于(yu)1973年(nian)(昭和48年(nian))遭(zao)受到第一次石油危機,1975年(nian)以(yi)后(昭和50年(nian)代)進入經濟低(di)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)時期。在這之(zhi)前的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)時期,日(ri)(ri)本的(de)(de)(de)(de)(de)道(dao)路總延長(chang)(chang)(chang)度增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)很(hen)快,與此同時道(dao)路橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量急劇(ju)增(zeng)(zeng)加。進入低(di)增(zeng)(zeng)長(chang)(chang)(chang)時期之(zhi)后其維持(chi)管理費(fei)、特別是補修涂漆(qi)和再涂漆(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)費(fei)用成了很(hen)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)負(fu)擔,耐候鋼的(de)(de)(de)(de)(de)無涂漆(qi)使(shi)用又重新被評價.這就(jiu)是表2-6的(de)(de)(de)(de)(de)橋(qiao)梁訂貨業績中無涂漆(qi)件(jian)數(shu)或鋼重量急劇(ju)增(zeng)(zeng)加的(de)(de)(de)(de)(de)原因。


 反映這種(zhong)情況的(de)(de)事(shi)實是于20世紀70年代(dai)(昭和(he)50年代(dai))前期(qi)在相關團(tuan)(tuan)體內大(da)力開展了(le)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)耐候(hou)鋼(gang)材應用(yong)(yong)(yong)方(fang)法的(de)(de)研究。這些(xie)團(tuan)(tuan)體有土(tu)木學會(hui)(hui)鋼(gang)材規格(ge)專業委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)、日(ri)本(ben)鋼(gang)構造(zao)協會(hui)(hui)防銹防蝕(shi)專業委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)、日(ri)本(ben)橋(qiao)梁(liang)建設協會(hui)(hui)耐候(hou)性橋(qiao)梁(liang)委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)、北海道土(tu)木對耐候(hou)鋼(gang)不(bu)進行(xing)正(zheng)規的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi),在裸露狀(zhuang)態或者進行(xing)穩(wen)定(ding)化處理后用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)場合(he),“無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)使用(yong)(yong)(yong)”這一(yi)術(shu)(shu)語已(yi)被廠家使用(yong)(yong)(yong),現在用(yong)(yong)(yong)該術(shu)(shu)語的(de)(de)人相當多(duo)。1983年(昭和(he)58年)訂(ding)正(zheng)的(de)(de)JISG3114的(de)(de)說明中(zhong)也照樣使用(yong)(yong)(yong)。技(ji)術(shu)(shu)會(hui)(hui)鋼(gang)道路(lu)(lu)橋(qiao)研究委(wei)員(yuan)會(hui)(hui)、阪(ban)神高速道路(lu)(lu)公(gong)團(tuan)(tuan)等(deng)。這些(xie)團(tuan)(tuan)體專門詳細(xi)地研究了(le)氣象條件(jian)和(he)無(wu)涂(tu)漆(qi)(qi)(qi)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)適(shi)用(yong)(yong)(yong)性、對放置構件(jian)的(de)(de)腐(fu)蝕(shi)條件(jian)和(he)詳細(xi)結構的(de)(de)設計技(ji)巧、允許(xu)腐(fu)蝕(shi)率、疲勞、高強度螺(luo)栓(shuan)及摩(mo)擦接(jie)合(he)部(bu)的(de)(de)防蝕(shi)、焊接(jie)施工法、防止銹對周圍污染的(de)(de)措(cuo)施、維(wei)修(xiu)管理方(fang)法等(deng)許(xu)多(duo)技(ji)術(shu)(shu)問(wen)題(ti)。


 作為重點詳細研(yan)究過的(de)(de)(de)問(wen)題之一是(shi),在耐(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)很(hen)寬的(de)(de)(de)規(gui)格成分(fen)范圍內,合金元素的(de)(de)(de)配人量(liang)與焊(han)接(jie)性(xing)(xing)(xing)、耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)關系(xi)。提高對耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)有(you)效的(de)(de)(de)Cu、Cr等元素的(de)(de)(de)添加量(liang)當然可(ke)以(yi)增加耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing),對無(wu)涂漆(qi)使(shi)用(yong)有(you)利(li),可(ke)是(shi)對焊(han)接(jie)性(xing)(xing)(xing)不(bu)利(li).以(yi)前(qian)涂漆(qi)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)鋼(gang)常(chang)常(chang)是(shi)把添加元素添加量(liang)控(kong)制在下限,然而不(bu)能(neng)無(wu)涂漆(qi)使(shi)用(yong)。耐(nai)候(hou)性(xing)(xing)(xing)和焊(han)接(jie)性(xing)(xing)(xing)二者如(ru)何選擇(ze),用(yong)戶之間(jian)曾經進行(xing)過激烈的(de)(de)(de)討論。如(ru)果在高速發展的(de)(de)(de)時代,也許已(yi)經停止了(le)無(wu)涂漆(qi)使(shi)用(yong),可(ke)是(shi)因(yin)為涂漆(qi)的(de)(de)(de)維修(xiu)管理費(fei)用(yong)很(hen)大(da),所以(yi)沒(mei)有(you)那(nei)樣做(zuo)。


 歸納起來說:“應(ying)該大力推進(jin)無涂漆(qi)使用,為了充分(fen)發(fa)揮(hui)耐候(hou)性高成(cheng)分(fen)系(xi)耐候(hou)鋼是(shi)不可缺少(shao)的。高成(cheng)分(fen)系(xi)耐候(hou)鋼的焊接(jie)雖(sui)然在橋梁建設(she)上實績較少(shao),可是(shi)已經基本改善(shan)了鋼材的焊接(jie)性。在海洋結構物上,比耐候(hou)鋼更難(nan)焊接(jie)的686MPa、784MPa級已經在日常作(zuo)業(ye)上運(yun)用自如(ru)。因(yin)此,如(ru)果能充分(fen)照顧到(dao)焊接(jie)性,制定焊接(jie)條件并充分(fen)地進(jin)行作(zuo)業(ye)管(guan)理,是(shi)可行的。”


與(yu)此相關,訂(ding)貨規(gui)(gui)格不是JIS標準,在(zai)成(cheng)分范圍很寬的(de)(de)JIS標準的(de)(de)范圍內為了(le)確認(ren)高成(cheng)分系(xi),還要根據(ju)無涂(tu)漆使(shi)用高成(cheng)分系(xi)的(de)(de)各(ge)鋼(gang)材廠(chang)家的(de)(de)商品名,這一不正常的(de)(de)狀態延(yan)續了(le)一段時間。北(bei)海道(dao)(dao)土木技術委員會(hui)鋼(gang)道(dao)(dao)路橋研究(jiu)委員會(hui)于1949年(昭(zhao)和54年)4月制定的(de)(de)“北(bei)海道(dao)(dao)鋼(gang)道(dao)(dao)路橋的(de)(de)設計及施工指(zhi)南”中規(gui)(gui)定了(le)耐候鋼(gang)的(de)(de)無涂(tu)漆使(shi)用,這個(ge)文件(jian)作為日本(ben)最初的(de)(de)文件(jian)引起了(le)注目,它(ta)把適(shi)合無涂(tu)漆使(shi)用成(cheng)分系(xi)的(de)(de)耐候鋼(gang)命名為“特殊耐候鋼(gang)”加以區(qu)別。


 這一(yi)問(wen)題于1983年(昭(zhao)和58年)的JIS G3114修改(gai)中(zhong),通過把該(gai)標(biao)準(zhun)的對象鋼細(xi)分為無涂漆(qi)用(W)和涂漆(qi)用(P)已經得到(dao)解決(jue)。在JIS中(zhong)對這一(yi)修改(gai)作了如下的說明。


 現(xian)行JIS G3114是(shi)匯總了(le)當時(shi)流通(tong)的(de)(de)(de)同類(lei)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)鐵(tie)廠家(jia)的(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)制定(ding)的(de)(de)(de),是(shi)對本(ben)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)主(zhu)要特性耐候性有(you)(you)貢獻(xian)的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)值及規(gui)(gui)定(ding)范圍(wei)比較寬松的(de)(de)(de)標準(zhun)(zhun)。本(ben)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)使(shi)用(yong)方法,有(you)(you)從焊接性考慮犧牲(sheng)一定(ding)的(de)(de)(de)耐候性涂漆使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)場合,也(ye)有(you)(you)作(zuo)為原來的(de)(de)(de)耐候鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)以裸(luo)態或者進行銹穩定(ding)化處理(li)后使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)場合,按照使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)實際情況,現(xian)在同時(shi)有(you)(you)兩種鋼(gang)(gang)在流通(tong)。因(yin)為這兩種鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)化學成分都在現(xian)行標準(zhun)(zhun)的(de)(de)(de)規(gui)(gui)定(ding)范圍(wei)內,可能會在流通(tong)面上發生混(hun)亂,所以作(zuo)出了(le)應按照實際情況對JIS G3114進行修改的(de)(de)(de)結論。


 隨(sui)著這一修(xiu)改,用(yong)各公司的商品名進行(xing)訂(ding)貨的事幾乎(hu)沒(mei)有(you)了。JIS標準(zhun)的修(xiu)改起了多大作(zuo)用(yong)雖然還不清楚,可是從這時開始在橋(qiao)梁上裸(luo)露使用(yong)的實際急(ji)劇增加。圖2-9示出了按(an)年度(du)裸(luo)露耐候鋼(gang)橋(qiao)梁的訂(ding)貨件(jian)數和重量的變遷。請(qing)注意(yi)不是按(an)累計(ji)而是按(an)年度(du)統(tong)計(ji),并且在該統(tong)計(ji)中沒(mei)有(you)包括(kuo)H型鋼(gang)橋(qiao)梁及(ji)穩定化處理的鋼(gang)橋(qiao)。


圖 9.jpg


 正如從前面的(de)(de)表(biao)2-6所(suo)知道的(de)(de)那樣,耐候鋼最初以銹穩定化(hua)處(chu)理開始的(de)(de)無涂漆使(shi)(shi)(shi)用,在5年(nian)后(hou)(hou)開始采用裸(luo)露使(shi)(shi)(shi)用之后(hou)(hou)的(de)(de)3年(nian)中遠比裸(luo)露使(shi)(shi)(shi)用量(liang)多,可是在1980年(nian)(昭和55年(nian))裸(luo)露使(shi)(shi)(shi)用量(liang)突然增加使(shi)(shi)(shi)二者的(de)(de)數量(liang)大致接近,現在其比率正在降低.如果(guo)裸(luo)露使(shi)(shi)(shi)用時的(de)(de)性(xing)能(neng)可靠的(de)(de)話,則是由于(yu)原(yuan)來的(de)(de)經濟上的(de)(de)原(yuan)因所(suo)致。北(bei)海道土木技術委員會的(de)(de)指南(前述)在1989年(nian)(平(ping)成(cheng)元年(nian))的(de)(de)訂(ding)正中只(zhi)把(ba)裸(luo)露使(shi)(shi)(shi)用進行了規(gui)定,并且在1991年(nian)(平(ping)成(cheng)3年(nian))的(de)(de)道路橋示方書中也做了同(tong)樣的(de)(de)規(gui)定。


 但是(shi),銹穩定化處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)需要依然存在(zai)(zai),在(zai)(zai)1980年(昭和(he)55年)以(yi)前大概只有一個公司·推出了銹穩定化處(chu)(chu)理的(de)(de)(de)(de)新的(de)(de)(de)(de)處(chu)(chu)理方法。傳統的(de)(de)(de)(de)方法原則上是(shi)把拿到表(biao)面處(chu)(chu)理工廠的(de)(de)(de)(de)構(gou)(gou)件進行(xing)處(chu)(chu)理之后搬運(yun)到現場的(de)(de)(de)(de)方法,而新方法的(de)(de)(de)(de)特征(zheng)是(shi)能夠在(zai)(zai)構(gou)(gou)件加工工廠或(huo)現場和(he)通常的(de)(de)(de)(de)橋(qiao)梁(liang)涂漆(qi)一樣地進行(xing)處(chu)(chu)理。包括傳統方法在(zai)(zai)內(nei),這些處(chu)(chu)理方法除(chu)了在(zai)(zai)一般橋(qiao)梁(liang)上使用(yong)之外(wai),也(ye)多用(yong)于小型(xing)H型(xing)橋(qiao)梁(liang)或(huo)橋(qiao)梁(liang)以(yi)外(wai)的(de)(de)(de)(de)結構(gou)(gou)物(wu)。


 在耐候(hou)鋼裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)急劇增加(jia)的(de)(de)(de)背景上存在著無需維(wei)修(xiu)這一(yi)社會經濟上的(de)(de)(de)需求,加(jia)上由(you)前(qian)述的(de)(de)(de)各團體委(wei)員會所(suo)開(kai)展的(de)(de)(de)應用(yong)技術的(de)(de)(de)討論,由(you)橋(qiao)梁廠家(jia)所(suo)進行的(de)(de)(de)應用(yong)技術、設計施工法的(de)(de)(de)開(kai)發(fa),以及如圖2-8所(suo)示的(de)(de)(de)由(you)于環境限制的(de)(de)(de)成果,大(da)氣中(zhong)二氧(yang)化硫濃度已降(jiang)低,具備了使(shi)(shi)裸(luo)露(lu)使(shi)(shi)用(yong)更容易(yi)進行的(de)(de)(de)各種有利的(de)(de)(de)因素。


1979年(昭和54年)9月(yue)21日至10月(yue)8日,以當時國鐵鐵道技(ji)術研究所結構物(wu)研究室阿(a)部(bu)(bu)英(ying)彥。為(wei)團長的(de)18人組(zu)成(cheng)的(de)美國、加拿大橋(qiao)梁(liang)(liang)技(ji)術調(diao)查團(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和基礎》雜志策劃,成(cheng)員包括(kuo)鋼(gang)(gang)鐵公(gong)司(si)、橋(qiao)梁(liang)(liang)建設(she)公(gong)司(si)及橋(qiao)梁(liang)(liang)所有者等)赴北美考察了(le)耐候鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)在無(wu)涂漆橋(qiao)梁(liang)(liang)上(shang)的(de)實際使(shi)(shi)用(yong)(yong)情況,調(diao)查了(le)許多(duo)裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)橋(qiao)梁(liang)(liang),聽取了(le)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)廠家(jia)、高速(su)道路局等方面的(de)見(jian)解,將其結果寫成(cheng)報告(gao)(gao)書[71]發(fa)表(biao)。報告(gao)(gao)書總結了(le)耐候鋼(gang)(gang)在美國裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)基本(ben)成(cheng)功的(de)事(shi)實、需要注意(yi)(yi)的(de)幾(ji)個問(wen)題及一部(bu)(bu)分人的(de)批評意(yi)(yi)見(jian)等,這(zhe)對日本(ben)耐候鋼(gang)(gang)的(de)裸(luo)(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)曾經有過促進效果。


最后(hou)的(de)(de)問題是環境(jing)中(zhong)(zhong)的(de)(de)海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)(zi)對銹層穩(wen)定(ding)化(hua)的(de)(de)惡劣影響,即海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)(zi)在大(da)氣中(zhong)(zhong)的(de)(de)濃度或者在鋼(gang)表(biao)面上的(de)(de)附著(zhu)量(liang)(liang)在什么(me)程(cheng)度以(yi)(yi)下,耐(nai)候(hou)鋼(gang)才可以(yi)(yi)裸露使用。當(dang)SO.的(de)(de)影響不是很大(da)時,海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)(zi)的(de)(de)影響就成為(wei)了最大(da)的(de)(de)問題。在以(yi)(yi)上所敘述的(de)(de)北(bei)(bei)海(hai)(hai)道(dao)土木技術(shu)會(hui)的(de)(de)指(zhi)南中(zhong)(zhong)規(gui)定(ding)為(wei)“在離(li)海(hai)(hai)岸(an)200m的(de)(de)區域(yu)內因大(da)氣中(zhong)(zhong)海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)(zi)的(de)(de)影響腐蝕量(liang)(liang)大(da)”,“推斷腐蝕減(jian)厚(hou)(hou)在兩(liang)面超過0.4mm以(yi)(yi)上的(de)(de)場合,應考(kao)慮對腐蝕減(jian)厚(hou)(hou)進行設(she)(she)計(ji)”的(de)(de)考(kao)慮方(fang)法,并且,在1981年(昭和56年)該會(hui)的(de)(de)“北(bei)(bei)海(hai)(hai)道(dao)耐(nai)候(hou)鋼(gang)材裸露使用的(de)(de)道(dao)路橋的(de)(de)設(she)(she)計(ji)及施工指(zhi)南”中(zhong)(zhong),把離(li)海(hai)(hai)岸(an)2km以(yi)(yi)內的(de)(de)地區規(gui)定(ding)為(wei)由(you)海(hai)(hai)鹽(yan)粒子(zi)(zi)引起的(de)(de)大(da)氣腐蝕影響嚴(yan)重的(de)(de)環境(jing)。


另外,U.S.Steel公司以(yi)前也曾規定必須離開海(hai)岸(an)240~300m(800~1000ft)。


1981年(昭和56年),由于擔心在(zai)不適(shi)當地(di)區耐(nai)(nai)候(hou)鋼無(wu)涂(tu)(tu)漆使用會(hui)發生問題,建(jian)設省(sheng)土木研究(jiu)所和橋(qiao)梁建(jian)設協會(hui)及鋼材俱樂部共同開始了(le)“關(guan)于耐(nai)(nai)候(hou)鋼材在(zai)橋(qiao)梁上(shang)適(shi)用性的(de)共同研究(jiu)”。其最大的(de)目的(de)在(zai)于關(guan)注從海上(shang)飛來(lai)鹽分(fen)的(de)影響,從而具體地(di)確定無(wu)涂(tu)(tu)漆耐(nai)(nai)候(hou)鋼能夠適(shi)用的(de)地(di)區。


為此,把耐候鋼(gang)及碳素鋼(gang)的試片安(an)裝(zhuang)在(zai)全(quan)國(guo)41個(ge)地(di)方已(yi)有的道路橋(qiao)上進(jin)行了(le)9年的暴曬試驗。考慮到對(dui)銹層的穩定化最(zui)不(bu)利的沒有雨水(shui)洗凈效果(guo)的部(bu)位的腐(fu)蝕狀態在(zai)實(shi)用上的重要(yao)性(xing),把試片垂直和水(shui)平安(an)裝(zhuang)在(zai)內梁(liang)部(bu)分。試驗環境包括海岸、工業、城市、田園和高(gao)山,并(bing)充分地(di)進(jin)行了(le)環境中的氯(lv)離子、二(er)氧化硫(liu)的測定。


1987年(nian)(昭和62年(nian)),上述部門根據(ju)以前的(de)(de)(de)(de)數據(ju),作為中(zhong)間報告編寫了(le)“無涂(tu)漆耐(nai)候(hou)鋼(gang)橋(qiao)梁的(de)(de)(de)(de)設計、施工要領(草案)”。在該草案中(zhong),把(ba)受(shou)飛來鹽粒子的(de)(de)(de)(de)影響大、不(bu)(bu)適合(he)(he)耐(nai)候(hou)鋼(gang)材或無涂(tu)漆使用的(de)(de)(de)(de)地區定為:(1)沖繩全域;(2)日本(ben)海(hai)沿岸以及面向外洋(yang)的(de)(de)(de)(de)其他沿岸。把(ba)50年(nian)后的(de)(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)減(jian)少量(liang)(liang)小(xiao)于0.4mm定為基(ji)準,第3年(nian)的(de)(de)(de)(de)板(ban)厚(hou)減(jian)少量(liang)(liang)超過0.2mm的(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)(he)以及發生(sheng)了(le)銹層剝離(li)的(de)(de)(de)(de)場(chang)合(he)(he),判定為不(bu)(bu)適合(he)(he)使用。該草案還對容易生(sheng)成穩定銹層的(de)(de)(de)(de)橋(qiao)梁的(de)(de)(de)(de)設計、結構細(xi)節、高強度螺栓、焊接(jie)材料等進行(xing)了(le)闡述。


這(zhe)項共同研究(jiu)的(de)(de)(de)(de)暴曬試驗(yan)(yan),在(zai)第9年(nian)(nian)試片回收及結束(shu)研究(jiu)后,于1989年(nian)(nian)(平成元年(nian)(nian))的(de)(de)(de)(de)報(bao)告書中(zhong)把設計、施工要領(草(cao)案(an))進(jin)行了重新規定,在(zai)該草(cao)案(an)中(zhong)明確地(di)標(biao)明了無涂漆(qi)耐候鋼能(neng)夠適用(yong)的(de)(de)(de)(de)地(di)區。判定基(ji)(ji)準的(de)(de)(de)(de)基(ji)(ji)礎(chu)是用(yong)所(suo)規定的(de)(de)(de)(de)方(fang)法測定的(de)(de)(de)(de)飛(fei)來鹽粒子的(de)(de)(de)(de)量(liang),把它換算成NaCl的(de)(de)(de)(de)氯離子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定為允許(xu)限。這(zhe)個量(liang)是根據(ju)在(zai)日本41座橋的(de)(de)(de)(de)暴曬試驗(yan)(yan)中(zhong)銹層(ceng)沒(mei)有發生層(ceng)狀剝離,并且(qie)根據(ju)9年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)試驗(yan)(yan)結果推斷50年(nian)(nian)后的(de)(de)(de)(de)板厚(hou)減量(liang)不超過(guo)0.3mm而決定的(de)(de)(de)(de)。


可(ke)是(shi),飛(fei)來(lai)鹽(yan)粒(li)子(zi)量每年發生變(bian)化,在測定(ding)時需要時間且相當麻煩(fan),在表2-7上標出的(de)(de)地區,規定(ding)為省略飛(fei)來(lai)鹽(yan)粒(li)子(zi)量的(de)(de)測定(ding)、可(ke)以無涂漆使用(yong)耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)地區。從(cong)北海道(dao)到北陸面向日本海的(de)(de)所謂(wei)鹽(yan)害地帶(dai)離(li)海岸線(xian)必(bi)須(xu)超過(guo)20km,然而在其他的(de)(de)海岸因地域而異可(ke)以離(li)開1~5km。


表 7.jpg


在(zai)上述(shu)的(de)共(gong)同研究(jiu)中,除(chu)了(le)全國41座橋(qiao)的(de)暴(bao)(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)驗(yan)以(yi)外(wai),試(shi)(shi)驗(yan)還包括沿(yan)著信濃河進行(xing)的(de)不同離岸距離所設置的(de)大型(xing)暴(bao)(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)驗(yan)體(一種模型(xing)結構物(wu))不同結構部(bu)位銹(xiu)層穩(wen)定化行(xing)為和氯離子濃度(du)影響試(shi)(shi)驗(yan)、焊縫(feng)部(bu)位銹(xiu)穩(wen)定化狀(zhuang)況試(shi)(shi)驗(yan)、耐候性高強度(du)螺(luo)栓(shuan)暴(bao)(bao)曬(shai)(shai)試(shi)(shi)驗(yan)等。


除了上述的(de)(de)設計、施工(gong)要領(案(an))以外(wai),在(zai)1991年(平成3年)制(zhi)訂了“無(wu)涂漆(qi)橋梁的(de)(de)檢修要領(案(an))”,給出(chu)了檢修項目(mu)(mu)、檢修頻度(du)以及檢修結(jie)果(guo)記(ji)錄等。特別具(ju)體(ti)地提出(chu)了用(yong)目(mu)(mu)視判斷層狀(zhuang)剝(bo)離銹(xiu)的(de)(de)判定(ding)法,也(ye)敘述了發現(xian)這類層狀(zhuang)剝(bo)離銹(xiu)時的(de)(de)應對(dui)(dui)措(cuo)施。并且,在(zai)其他的(de)(de)報告書中,針對(dui)(dui)盡(jin)可能(neng)減少(shao)泥與(yu)垃圾(ji)的(de)(de)堆(dui)積、滯水與(yu)結(jie)露、橋面漏水與(yu)水路形成等對(dui)(dui)銹(xiu)層穩定(ding)化有惡劣影響因(yin)素的(de)(de)各種結(jie)構的(de)(de)優缺點,歸納了已有的(de)(de)無(wu)涂漆(qi)耐候鋼橋梁的(de)(de)觀察結(jie)果(guo)。


經過以(yi)上過程,耐候(hou)鋼(gang)在橋(qiao)梁上的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)增大(da)了裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率。將表2-6及(ji)(ji)表2-4的(de)(de)數據加(jia)上其他(ta)情(qing)報或推測,把從1968年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))到最(zui)近的(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)、銹(xiu)(xiu)穩定(ding)化(hua)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)及(ji)(ji)涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比率歷年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)來(lai)變(bian)化(hua)的(de)(de)情(qing)況進行(xing)了總(zong)結,并(bing)示(shi)于表2-8.日本國內橋(qiao)梁用(yong)(yong)(yong)耐候(hou)鋼(gang)的(de)(de)訂貨量,在這期(qi)(qi)(qi)間平均每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)約(yue)(yue)45,000t(最(zui)大(da)約(yue)(yue)62,000t,最(zui)小約(yue)(yue)27,000t),雖然每(mei)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)都有變(bian)動(dong)可是(shi)從長期(qi)(qi)(qi)來(lai)看變(bian)動(dong)很(hen)小,其中涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在1968年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和43年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian))曾經是(shi)100%,到最(zui)近已逐漸減少到10%,無涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)卻明顯增加(jia),并(bing)且無涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在開(kai)始(shi)的(de)(de)70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)前期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)和40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)后(hou)(hou)期(qi)(qi)(qi))全部是(shi)銹(xiu)(xiu)穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)耐候(hou)鋼(gang),在70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)后(hou)(hou)期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)前期(qi)(qi)(qi))開(kai)始(shi)的(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)耐候(hou)鋼(gang)增加(jia)到80年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)前期(qi)(qi)(qi)(昭(zhao)和50年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)后(hou)(hou)期(qi)(qi)(qi))的(de)(de)同等(deng)程度(du),以(yi)后(hou)(hou)銹(xiu)(xiu)穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)有減少的(de)(de)傾向,相反裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)卻增加(jia)了。現在以(yi)橋(qiao)梁數為基數,估(gu)計裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)2/3、銹(xiu)(xiu)穩定(ding)化(hua)處(chu)理(li)(li)使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/5、涂(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)1/10。


表 8.jpg


 如圖(tu)2-10所示,1980年(nian)(昭(zhao)和55年(nian))以后在橋(qiao)梁用鋼(gang)材上耐候鋼(gang)所占的重(zhong)量比在5%~7%之間變動,并且,30m以上的新設橋(qiao)梁中(zhong),以各種表面狀(zhuang)態使用耐候鋼(gang)的橋(qiao)梁數(shu)在10%以上,最近(jin)接近(jin)20%。


圖 10.jpg


 在(zai)被視為(wei)是一國活力的(de)基(ji)礎,是維(wei)持發展經(jing)濟活動或豐富國民生活不可(ke)缺少的(de)公共設(she)施中,橋梁(liang)可(ke)以說是公路(lu)或鐵(tie)路(lu)的(de)中樞,健全地進行(xing)維(wei)護極為(wei)重要,決(jue)不能(neng)再踏“荒廢中的(de)美國”的(de)覆轍。


 日本(ben)的(de)(de)公共設施主要是(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)(zai)高(gao)度(du)成(cheng)(cheng)長時(shi)期以(yi)后(hou)建設的(de)(de),比較新,沒有太大的(de)(de)老化問題,而(er)且一直(zhi)在(zai)(zai)進(jin)行充分(fen)的(de)(de)維修(xiu)(xiu)管理。可是(shi)(shi)(shi)(shi)進(jin)入(ru)回避3K(臟、累、危(wei)險)、高(gao)齡(ling)化的(de)(de)時(shi)代,今后(hou)如何做(zuo)到不(bu)維修(xiu)(xiu)、健全地保持社會資(zi)本(ben)則(ze)成(cheng)(cheng)為(wei)問題。鋼(gang)橋(qiao)的(de)(de)維修(xiu)(xiu)、管理中(zhong)最關鍵的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)是(shi)(shi)(shi)(shi)典(dian)型的(de)(de)3K作(zuo)業(ye),加上從前的(de)(de)經濟問題,會出現(xian)勞動力嚴(yan)重不(bu)足。根據測算,如果(guo)把本(ben)四連絡橋(qiao)、神戶(hu)-鳴門路線4橋(qiao)(竣(jun)工時(shi))以(yi)8年為(wei)周期進(jin)行換漆(qi)(qi),必須(xu)經常配備(bei)138~202名涂(tu)漆(qi)(qi)技(ji)術工人(基材調整除外(wai)),只要橋(qiao)存在(zai)(zai)就必須(xu)繼續(xu)進(jin)行涂(tu)漆(qi)(qi),這樣做(zuo)不(bu)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)可能而(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)不(bu)現(xian)實。因此,本(ben)四連絡橋(qiao)等采(cai)(cai)用了通(tong)過(guo)高(gao)級(ji)規格的(de)(de)涂(tu)漆(qi)(qi)(重防(fang)蝕(shi)涂(tu)漆(qi)(qi))和頻繁的(de)(de)局部補修(xiu)(xiu),沒有采(cai)(cai)用正式的(de)(de)再涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)方(fang)針(zhen)。


 這樣(yang)以來,最近的(de)(de)(de)鋼(gang)橋(qiao)防(fang)蝕(shi)方(fang)向有兩(liang)種情況:或(huo)(huo)者像(xiang)在(zai)本(ben)四連絡(luo)橋(qiao)那樣(yang)位于海上腐(fu)蝕(shi)環境(jing)嚴(yan)酷而且不容易再(zai)涂(tu)(tu)(tu)漆的(de)(de)(de)重要橋(qiao)梁(liang)上,進行重防(fang)蝕(shi)涂(tu)(tu)(tu)漆極力延長再(zai)涂(tu)(tu)(tu)漆間隔,或(huo)(huo)者在(zai)一般環境(jing)下為了回避(bi)正式的(de)(de)(de)再(zai)涂(tu)(tu)(tu)漆,在(zai)能(neng)夠適(shi)用(yong)的(de)(de)(de)地(di)區(qu)盡可(ke)(ke)能(neng)使(shi)(shi)用(yong)無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆耐候(hou)(hou)鋼(gang)。擴大耐候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)無(wu)涂(tu)(tu)(tu)漆使(shi)(shi)用(yong),實現正規化的(de)(de)(de)條件,經過上述(shu)過程可(ke)(ke)以說已(yi)經充(chong)分具備。可(ke)(ke)是裸露(lu)耐候(hou)(hou)鋼(gang)目前的(de)(de)(de)性能(neng),使(shi)(shi)它在(zai)沿海地(di)區(qu)用(yong)于橋(qiao)梁(liang)建筑的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用(yong)仍(reng)受到限制。解釋清楚(chu)氯(lv)化物惡劣影響(xiang)的(de)(de)(de)本(ben)質(zhi),或(huo)(huo)者在(zai)確立其相應(ying)對策等方(fang)面仍(reng)需(xu)要努力。耐候(hou)(hou)鋼(gang)應(ying)用(yong)進一步發展(zhan)的(de)(de)(de)課(ke)題已(yi)詳細(xi)地(di)歸納(na)在(zai)腐(fu)蝕(shi)防(fang)蝕(shi)協會所設置(zhi)的(de)(de)(de)耐候(hou)(hou)鋼(gang)技術分會的(de)(de)(de)報告書[1994年(平成6年)]中。