鋼橋和混凝土橋各占現代橋梁(道(dao)路橋、鐵(tie)道(dao)橋)的(de)一半。鋼橋雖然在品質、重(zhong)量輕、施工(gong)性(xing)(xing)、對(dui)大跨度(du)的(de)適用(yong)性(xing)(xing)、重(zhong)新修(xiu)復的(de)難度(du)、色彩及形狀的(de)美觀等許(xu)多(duo)方面有優越性(xing)(xing),可(ke)是(shi)其缺(que)點是(shi)需(xu)要涂防蝕漆,在維修(xiu)管(guan)理上(shang)需(xu)要很(hen)多(duo)的(de)費用(yong)。大略估計每一次重(zhong)新涂漆所需(xu)費用(yong)占橋梁上(shang)部工(gong)程建設(she)費的(de)1/10。


 在1960年以前(昭和30年代前期),日本的橋(qiao)梁或(huo)陸(lu)上結構物的涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi),是把油性防銹涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(普通鉛丹漆(qi)(qi))作為底(di)漆(qi)(qi),把長(chang)油性醇酸(suan)樹(shu)脂系涂(tu)(tu)(tu)料(liao)(普通長(chang)油性苯二(er)酸(suan)樹(shu)脂涂(tu)(tu)(tu)料(liao))作為中層漆(qi)(qi)、上層漆(qi)(qi),在現場使用(yong)動力(li)工具(ju)除去銹或(huo)氧化鐵皮后進行涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因為涂(tu)(tu)(tu)料(liao)落(luo)后而且基底(di)處理(li)非常不充(chong)分,在腐蝕性大的工業地區、城市、海岸,每(mei)隔數(shu)年需要(yao)重新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。1960~1965年(昭和30年代后期),已將噴砂機或(huo)噴砂打(da)光機用(yong)于基底(di)處理(li),延長(chang)了涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)的壽命,可是仍(reng)需要(yao)頻繁地重新涂(tu)(tu)(tu)漆(qi)(qi)。因此耐(nai)候鋼的裸露使用(yong)不需要(yao)維(wei)修就非常具(ju)有(you)吸引力(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。耐候鋼(gang)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)應(ying)具有延長涂(tu)(tu)漆(qi)層(ceng)(ceng)壽命的(de)(de)效(xiao)果(guo),或者(zhe)確保漆(qi)層(ceng)(ceng)老化之后(hou)到(dao)重新(xin)涂(tu)(tu)漆(qi)之前不出問題。總之,為了(le)能夠延長再涂(tu)(tu)漆(qi)時(shi)間(jian),耐候鋼(gang)的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)在較早以前已經開(kai)始了(le)。最早是于1963年(nian)(昭和(he)38年(nian))完成的(de)(de)東海道(dao)新(xin)干(gan)線長良川橋梁。如果(guo)根據耐候鋼(gang)的(de)(de)需要量(liang)統計橋梁用(yong)的(de)(de)數(shu)量(liang)時(shi),在不分裸露使(shi)用(yong)或者(zhe)銹穩定化處理使(shi)用(yong)鋼(gang)的(de)(de)1968~1974年(nian)(昭和(he)43~49年(nian)),每年(nian)使(shi)用(yong)量(liang)為4~6萬t(平(ping)均約5萬t)(參照(zhao)圖2-4),所以這期間(jian)的(de)(de)耐候鋼(gang)日本國(guo)內使(shi)用(yong)量(liang)約為15萬噸,其中1/3是涂(tu)(tu)漆(qi)橋梁。


圖 3.jpg


 鋼鐵(tie)公司(si)為了進行耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)性能研究和商品示范,在(zai)公司(si)工(gong)廠的(de)(de)(de)占地內(nei),建(jian)設了把涂漆部分和裸露部分分開(kai)使用(yong)的(de)(de)(de)實用(yong)橋(qiao)梁(liang)(liang)。川崎(qi)制鐵(tie)所(suo)內(nei)的(de)(de)(de)知多2號橋(qiao)[1967年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和42年(nian)(nian))竣工(gong),單(dan)純(chun)(chun)合(he)成梁(liang)(liang)橋(qiao),橋(qiao)長57m]、NKK福山鐵(tie)所(suo)內(nei)的(de)(de)(de)第(di)一座(zuo)國橋(qiao)[昭(zhao)(zhao)和44年(nian)(nian)竣工(gong),單(dan)純(chun)(chun)I梁(liang)(liang)橋(qiao)-連續I梁(liang)(liang)橋(qiao),橋(qiao)長472m]、新日(ri)鐵(tie)制鐵(tie)所(suo)內(nei)的(de)(de)(de)黑金橋(qiao)[1973年(nian)(nian)(昭(zhao)(zhao)和48年(nian)(nian))竣工(gong)、單(dan)純(chun)(chun)合(he)成I梁(liang)(liang)橋(qiao),橋(qiao)長218m]就是(shi)典型(xing)的(de)(de)(de)例子。


 根(gen)據需要(yao)耐候鋼(gang)在橋梁上(shang)的銹穩(wen)定化(hua)處(chu)理(li)使用(yong)和(he)同種鋼(gang)的裸露(lu)使用(yong),分別于1972年(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)47年(nian))、1977年(nian)(昭(zhao)(zhao)和(he)52年(nian))相繼開始。表2-6 示出(chu)了最(zui)初(chu)約10年(nian)間的訂(ding)貨業績。


表 6.jpg


 日(ri)本于1973年(nian)(昭(zhao)和(he)(he)48年(nian))遭受到第一(yi)次石油(you)危機,1975年(nian)以后(hou)(昭(zhao)和(he)(he)50年(nian)代)進(jin)入(ru)經濟低增長(chang)時(shi)(shi)期(qi)(qi)。在這(zhe)之(zhi)前的(de)(de)高(gao)增長(chang)時(shi)(shi)期(qi)(qi),日(ri)本的(de)(de)道(dao)路總延長(chang)度增長(chang)很快(kuai),與此同時(shi)(shi)道(dao)路橋(qiao)的(de)(de)數量(liang)急(ji)劇增加。進(jin)入(ru)低增長(chang)時(shi)(shi)期(qi)(qi)之(zhi)后(hou)其維持(chi)管理費、特(te)別是(shi)補修涂(tu)(tu)漆(qi)和(he)(he)再(zai)涂(tu)(tu)漆(qi)的(de)(de)費用(yong)(yong)成了(le)很大的(de)(de)負擔,耐候鋼(gang)的(de)(de)無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)又重新被評價.這(zhe)就是(shi)表2-6的(de)(de)橋(qiao)梁(liang)訂貨業績(ji)中(zhong)無(wu)涂(tu)(tu)漆(qi)件數或(huo)鋼(gang)重量(liang)急(ji)劇增加的(de)(de)原因。


 反映這(zhe)(zhe)種情況的(de)(de)事(shi)實是于20世紀70年(nian)代(dai)(昭和(he)(he)50年(nian)代(dai))前期在相(xiang)關團(tuan)體內大力開(kai)展了(le)無涂(tu)漆耐(nai)候鋼(gang)材應(ying)用(yong)方(fang)法的(de)(de)研(yan)究(jiu)。這(zhe)(zhe)些團(tuan)體有土木學會(hui)鋼(gang)材規格(ge)專業委員(yuan)(yuan)會(hui)、日本(ben)鋼(gang)構造(zao)協會(hui)防(fang)銹防(fang)蝕(shi)(shi)專業委員(yuan)(yuan)會(hui)、日本(ben)橋(qiao)(qiao)梁建設(she)協會(hui)耐(nai)候性(xing)橋(qiao)(qiao)梁委員(yuan)(yuan)會(hui)、北海道土木對(dui)耐(nai)候鋼(gang)不進(jin)行正(zheng)規的(de)(de)涂(tu)漆,在裸(luo)露狀態或者進(jin)行穩定化(hua)處(chu)理后用(yong)的(de)(de)場合,“無涂(tu)漆使(shi)用(yong)”這(zhe)(zhe)一(yi)術語(yu)已被廠家(jia)使(shi)用(yong),現在用(yong)該術語(yu)的(de)(de)人相(xiang)當多(duo)(duo)。1983年(nian)(昭和(he)(he)58年(nian))訂正(zheng)的(de)(de)JISG3114的(de)(de)說明中也(ye)照樣使(shi)用(yong)。技(ji)術會(hui)鋼(gang)道路(lu)橋(qiao)(qiao)研(yan)究(jiu)委員(yuan)(yuan)會(hui)、阪神高速道路(lu)公(gong)團(tuan)等。這(zhe)(zhe)些團(tuan)體專門詳細地研(yan)究(jiu)了(le)氣象條件(jian)和(he)(he)無涂(tu)漆使(shi)用(yong)的(de)(de)適(shi)用(yong)性(xing)、對(dui)放置(zhi)構件(jian)的(de)(de)腐蝕(shi)(shi)條件(jian)和(he)(he)詳細結構的(de)(de)設(she)計技(ji)巧、允許腐蝕(shi)(shi)率、疲勞、高強度螺栓及摩擦接(jie)合部的(de)(de)防(fang)蝕(shi)(shi)、焊(han)接(jie)施(shi)工法、防(fang)止(zhi)銹對(dui)周(zhou)圍污染的(de)(de)措施(shi)、維(wei)修(xiu)管理方(fang)法等許多(duo)(duo)技(ji)術問(wen)題(ti)。


 作為重點詳細研究過的(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)之(zhi)一(yi)是(shi),在(zai)(zai)耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)很寬的(de)(de)(de)(de)(de)規格成分范圍內,合金元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)配人量(liang)(liang)與(yu)焊接性(xing)(xing)、耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)關系。提高對(dui)耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)有(you)(you)效的(de)(de)(de)(de)(de)Cu、Cr等元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)(de)添(tian)加(jia)量(liang)(liang)當(dang)然可以增加(jia)耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing),對(dui)無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)有(you)(you)利,可是(shi)對(dui)焊接性(xing)(xing)不利.以前(qian)涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)常常是(shi)把添(tian)加(jia)元(yuan)素添(tian)加(jia)量(liang)(liang)控制在(zai)(zai)下限(xian),然而不能無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong)。耐(nai)(nai)(nai)(nai)候(hou)性(xing)(xing)和焊接性(xing)(xing)二者如何(he)選(xuan)擇(ze),用(yong)戶之(zhi)間曾經(jing)進行過激烈的(de)(de)(de)(de)(de)討論。如果在(zai)(zai)高速發展的(de)(de)(de)(de)(de)時代,也許(xu)已經(jing)停(ting)止了無涂(tu)漆(qi)使(shi)用(yong),可是(shi)因為涂(tu)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)維修管理費(fei)用(yong)很大,所以沒(mei)有(you)(you)那樣做。


 歸(gui)納起來說:“應該(gai)大力推進無涂(tu)漆(qi)使用(yong),為了(le)充分(fen)(fen)發揮耐(nai)候(hou)(hou)性高(gao)成分(fen)(fen)系耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)是不可(ke)缺(que)少(shao)(shao)的(de)(de)(de)(de)。高(gao)成分(fen)(fen)系耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)焊接雖然(ran)在(zai)(zai)橋梁建設上實(shi)績較(jiao)少(shao)(shao),可(ke)是已(yi)(yi)經(jing)基本改(gai)善了(le)鋼(gang)材(cai)的(de)(de)(de)(de)焊接性。在(zai)(zai)海洋結構物上,比耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)更難(nan)焊接的(de)(de)(de)(de)686MPa、784MPa級已(yi)(yi)經(jing)在(zai)(zai)日常作(zuo)業(ye)上運(yun)用(yong)自如。因(yin)此,如果能充分(fen)(fen)照顧到焊接性,制定焊接條(tiao)件并(bing)充分(fen)(fen)地(di)進行作(zuo)業(ye)管理,是可(ke)行的(de)(de)(de)(de)。”


與此相(xiang)關,訂貨規格不是JIS標準,在成(cheng)分(fen)范圍很(hen)寬的(de)(de)(de)(de)JIS標準的(de)(de)(de)(de)范圍內為(wei)了確(que)認高成(cheng)分(fen)系,還(huan)要根據無涂漆(qi)使用高成(cheng)分(fen)系的(de)(de)(de)(de)各(ge)鋼材廠家的(de)(de)(de)(de)商品名(ming),這一不正常(chang)的(de)(de)(de)(de)狀(zhuang)態延續了一段時間。北海道(dao)土木技術(shu)委員會鋼道(dao)路(lu)橋(qiao)研(yan)究(jiu)委員會于1949年(nian)(昭(zhao)和(he)54年(nian))4月制(zhi)定的(de)(de)(de)(de)“北海道(dao)鋼道(dao)路(lu)橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)設(she)計及施工指南(nan)”中規定了耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)無涂漆(qi)使用,這個(ge)文件(jian)作為(wei)日本最初的(de)(de)(de)(de)文件(jian)引起了注(zhu)目,它把適合無涂漆(qi)使用成(cheng)分(fen)系的(de)(de)(de)(de)耐候(hou)鋼命名(ming)為(wei)“特殊耐候(hou)鋼”加以區別。


 這一問題于(yu)1983年(nian)(昭和58年(nian))的(de)JIS G3114修改(gai)中,通過把該標準的(de)對象鋼細分為無涂(tu)漆用(W)和涂(tu)漆用(P)已經(jing)得到解決。在JIS中對這一修改(gai)作了如下(xia)的(de)說明。


 現(xian)行JIS G3114是匯(hui)總了當時流通(tong)(tong)的(de)(de)(de)同類鋼(gang)材的(de)(de)(de)鋼(gang)鐵廠家(jia)的(de)(de)(de)標準制(zhi)定的(de)(de)(de),是對本(ben)鋼(gang)材主要特(te)性(xing)耐候性(xing)有(you)貢獻的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)規(gui)定值(zhi)及規(gui)定范圍比較寬松(song)的(de)(de)(de)標準。本(ben)鋼(gang)材的(de)(de)(de)使用方(fang)法,有(you)從(cong)焊接性(xing)考慮犧(xi)牲一定的(de)(de)(de)耐候性(xing)涂漆使用的(de)(de)(de)場合(he),也(ye)有(you)作(zuo)為原來的(de)(de)(de)耐候鋼(gang)材以(yi)裸態或者(zhe)進行銹(xiu)穩定化(hua)處理后使用的(de)(de)(de)場合(he),按照(zhao)使用的(de)(de)(de)實際情(qing)況,現(xian)在同時有(you)兩(liang)種(zhong)鋼(gang)在流通(tong)(tong)。因為這兩(liang)種(zhong)鋼(gang)的(de)(de)(de)化(hua)學(xue)成分(fen)都在現(xian)行標準的(de)(de)(de)規(gui)定范圍內,可能會在流通(tong)(tong)面上(shang)發生混亂,所以(yi)作(zuo)出了應按照(zhao)實際情(qing)況對JIS G3114進行修改的(de)(de)(de)結(jie)論。


 隨著這(zhe)一修改(gai),用(yong)各公司的(de)商品名進行訂貨(huo)的(de)事幾乎沒有(you)了。JIS標(biao)準的(de)修改(gai)起了多大作用(yong)雖然還不清(qing)楚,可是(shi)(shi)從這(zhe)時(shi)開始在橋梁(liang)上裸(luo)露使(shi)用(yong)的(de)實(shi)際急劇增加。圖(tu)2-9示出了按年度裸(luo)露耐候鋼(gang)橋梁(liang)的(de)訂貨(huo)件數(shu)和(he)重量(liang)的(de)變(bian)遷。請注意不是(shi)(shi)按累計(ji)而是(shi)(shi)按年度統計(ji),并且在該統計(ji)中沒有(you)包括H型鋼(gang)橋梁(liang)及(ji)穩定(ding)化處理的(de)鋼(gang)橋。


圖 9.jpg


 正如(ru)從(cong)前面的(de)(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)(de)那樣(yang),耐候鋼最初以銹(xiu)穩定化(hua)處理開始的(de)(de)(de)無涂漆使(shi)(shi)用(yong),在(zai)(zai)5年(nian)后(hou)開始采(cai)用(yong)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)之后(hou)的(de)(de)(de)3年(nian)中(zhong)遠比(bi)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)量多,可是在(zai)(zai)1980年(nian)(昭和55年(nian))裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)量突然增加使(shi)(shi)二者的(de)(de)(de)數量大(da)致接近,現(xian)在(zai)(zai)其比(bi)率正在(zai)(zai)降低.如(ru)果(guo)裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)時的(de)(de)(de)性能可靠的(de)(de)(de)話,則是由(you)于原來的(de)(de)(de)經濟上的(de)(de)(de)原因所致。北海道土(tu)木技術委員會(hui)的(de)(de)(de)指南(前述)在(zai)(zai)1989年(nian)(平(ping)成(cheng)元年(nian))的(de)(de)(de)訂正中(zhong)只把裸露(lu)使(shi)(shi)用(yong)進行了規定,并且在(zai)(zai)1991年(nian)(平(ping)成(cheng)3年(nian))的(de)(de)(de)道路橋示方書中(zhong)也做了同樣(yang)的(de)(de)(de)規定。


 但是,銹穩定化(hua)處理(li)的需要依然存在(zai),在(zai)1980年(nian)(昭和55年(nian))以前大概只有一(yi)(yi)個公司·推出了(le)銹穩定化(hua)處理(li)的新(xin)(xin)的處理(li)方(fang)法。傳(chuan)(chuan)統的方(fang)法原則上是把拿(na)到表(biao)面處理(li)工(gong)廠的構件(jian)進(jin)行處理(li)之后搬運到現(xian)場(chang)的方(fang)法,而(er)新(xin)(xin)方(fang)法的特征是能夠在(zai)構件(jian)加工(gong)工(gong)廠或(huo)現(xian)場(chang)和通常的橋梁(liang)涂漆(qi)一(yi)(yi)樣地進(jin)行處理(li)。包括傳(chuan)(chuan)統方(fang)法在(zai)內,這些處理(li)方(fang)法除了(le)在(zai)一(yi)(yi)般(ban)橋梁(liang)上使用之外(wai),也多(duo)用于小型H型橋梁(liang)或(huo)橋梁(liang)以外(wai)的結構物。


 在(zai)耐候鋼(gang)裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)急劇增(zeng)加(jia)的(de)背景上存在(zai)著無(wu)需維修這(zhe)一社會(hui)經濟上的(de)需求(qiu),加(jia)上由前述的(de)各(ge)團體委員會(hui)所(suo)開(kai)展的(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)技術的(de)討(tao)論,由橋(qiao)梁廠家所(suo)進(jin)行的(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)技術、設計施工法(fa)的(de)開(kai)發,以及如(ru)圖2-8所(suo)示的(de)由于環境限制的(de)成果,大氣中二(er)氧(yang)化硫(liu)濃(nong)度已降低,具備了使(shi)裸(luo)露(lu)使(shi)用(yong)(yong)(yong)更容易進(jin)行的(de)各(ge)種有利的(de)因素。


1979年(nian)(昭和54年(nian))9月(yue)21日至10月(yue)8日,以當時國鐵鐵道技術研究所結(jie)(jie)構物研究室阿部英彥。為團長的(de)(de)18人組成(cheng)的(de)(de)美國、加拿大橋(qiao)梁(liang)(liang)技術調查(cha)(cha)團(《橋(qiao)梁(liang)(liang)和基(ji)(ji)礎》雜志策劃,成(cheng)員(yuan)包括鋼(gang)鐵公司、橋(qiao)梁(liang)(liang)建(jian)設(she)公司及(ji)(ji)橋(qiao)梁(liang)(liang)所有者(zhe)等(deng))赴北美考察了(le)耐候鋼(gang)材在(zai)無涂漆橋(qiao)梁(liang)(liang)上的(de)(de)實(shi)(shi)際(ji)使用(yong)(yong)(yong)情(qing)況(kuang),調查(cha)(cha)了(le)許多裸(luo)露(lu)使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)橋(qiao)梁(liang)(liang),聽取了(le)鋼(gang)材廠家、高(gao)速道路(lu)局等(deng)方面的(de)(de)見(jian)解(jie),將(jiang)其結(jie)(jie)果(guo)寫成(cheng)報(bao)告書[71]發表。報(bao)告書總結(jie)(jie)了(le)耐候鋼(gang)在(zai)美國裸(luo)露(lu)使用(yong)(yong)(yong)基(ji)(ji)本(ben)成(cheng)功的(de)(de)事實(shi)(shi)、需(xu)要(yao)注意(yi)的(de)(de)幾個問題(ti)及(ji)(ji)一部分人的(de)(de)批評(ping)意(yi)見(jian)等(deng),這對日本(ben)耐候鋼(gang)的(de)(de)裸(luo)露(lu)使用(yong)(yong)(yong)曾經(jing)有過促進效果(guo)。


最(zui)(zui)后(hou)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題是環境中的(de)(de)(de)(de)海(hai)鹽粒(li)(li)(li)子對(dui)銹層穩(wen)定化的(de)(de)(de)(de)惡劣(lie)影(ying)(ying)(ying)響(xiang),即海(hai)鹽粒(li)(li)(li)子在(zai)大(da)(da)氣(qi)中的(de)(de)(de)(de)濃(nong)度或者在(zai)鋼表面上的(de)(de)(de)(de)附(fu)著量(liang)在(zai)什么程度以(yi)下,耐(nai)候鋼才可以(yi)裸露(lu)使用。當SO.的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)不是很(hen)大(da)(da)時,海(hai)鹽粒(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)就成為(wei)了最(zui)(zui)大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)問(wen)題。在(zai)以(yi)上所(suo)敘述的(de)(de)(de)(de)北海(hai)道(dao)土木技術會的(de)(de)(de)(de)指南中規定為(wei)“在(zai)離(li)海(hai)岸200m的(de)(de)(de)(de)區域內因大(da)(da)氣(qi)中海(hai)鹽粒(li)(li)(li)子的(de)(de)(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)腐蝕量(liang)大(da)(da)”,“推斷(duan)腐蝕減(jian)厚(hou)在(zai)兩面超(chao)過0.4mm以(yi)上的(de)(de)(de)(de)場(chang)合,應考慮對(dui)腐蝕減(jian)厚(hou)進行設計(ji)”的(de)(de)(de)(de)考慮方(fang)法,并且,在(zai)1981年(nian)(nian)(昭和56年(nian)(nian))該(gai)會的(de)(de)(de)(de)“北海(hai)道(dao)耐(nai)候鋼材裸露(lu)使用的(de)(de)(de)(de)道(dao)路(lu)橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)設計(ji)及(ji)施工指南”中,把離(li)海(hai)岸2km以(yi)內的(de)(de)(de)(de)地(di)區規定為(wei)由(you)海(hai)鹽粒(li)(li)(li)子引(yin)起的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣(qi)腐蝕影(ying)(ying)(ying)響(xiang)嚴重的(de)(de)(de)(de)環境。


另外,U.S.Steel公司以前(qian)也(ye)曾規定(ding)必須離(li)開海岸240~300m(800~1000ft)。


1981年(昭和(he)56年),由于擔心(xin)在(zai)不適當地(di)區耐候(hou)鋼無(wu)涂(tu)漆使用(yong)(yong)會發(fa)生(sheng)問題(ti),建設(she)省土木研究所和(he)橋梁建設(she)協會及鋼材俱樂部共(gong)同開始(shi)了“關(guan)于耐候(hou)鋼材在(zai)橋梁上適用(yong)(yong)性的(de)(de)共(gong)同研究”。其最大的(de)(de)目的(de)(de)在(zai)于關(guan)注從(cong)海(hai)上飛來鹽分(fen)的(de)(de)影響,從(cong)而具體(ti)地(di)確定無(wu)涂(tu)漆耐候(hou)鋼能夠適用(yong)(yong)的(de)(de)地(di)區。


為此,把耐(nai)候鋼及(ji)碳素(su)鋼的(de)(de)(de)試(shi)(shi)片安裝在(zai)全國(guo)41個(ge)地方已有的(de)(de)(de)道路橋上(shang)進(jin)行(xing)了(le)9年(nian)的(de)(de)(de)暴(bao)曬試(shi)(shi)驗。考慮到對銹層的(de)(de)(de)穩(wen)定化(hua)(hua)最不利(li)的(de)(de)(de)沒(mei)有雨水(shui)洗凈(jing)效果的(de)(de)(de)部位的(de)(de)(de)腐蝕狀態(tai)在(zai)實用上(shang)的(de)(de)(de)重要性(xing),把試(shi)(shi)片垂(chui)直(zhi)和(he)水(shui)平安裝在(zai)內梁部分。試(shi)(shi)驗環境(jing)包括海岸、工業(ye)、城市、田園和(he)高(gao)山,并充分地進(jin)行(xing)了(le)環境(jing)中(zhong)的(de)(de)(de)氯離子、二氧(yang)化(hua)(hua)硫的(de)(de)(de)測定。


1987年(nian)(nian)(昭(zhao)和62年(nian)(nian)),上述(shu)(shu)部門根(gen)據以前的(de)(de)數據,作為中間報告編寫了(le)(le)“無涂漆耐候(hou)鋼橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)設(she)計(ji)、施(shi)工(gong)要領(草案)”。在(zai)該草案中,把受飛來鹽粒子的(de)(de)影(ying)響(xiang)大、不(bu)適合耐候(hou)鋼材或無涂漆使用的(de)(de)地區定(ding)為:(1)沖繩全域;(2)日(ri)本海沿岸以及面向外(wai)洋(yang)的(de)(de)其他沿岸。把50年(nian)(nian)后(hou)的(de)(de)板厚(hou)減(jian)少(shao)(shao)量小于0.4mm定(ding)為基準,第3年(nian)(nian)的(de)(de)板厚(hou)減(jian)少(shao)(shao)量超過0.2mm的(de)(de)場(chang)合以及發生了(le)(le)銹(xiu)層剝離的(de)(de)場(chang)合,判定(ding)為不(bu)適合使用。該草案還對容易生成穩定(ding)銹(xiu)層的(de)(de)橋(qiao)梁(liang)的(de)(de)設(she)計(ji)、結構細節、高強度螺栓、焊接材料等進行(xing)了(le)(le)闡(chan)述(shu)(shu)。


這(zhe)項共同研究(jiu)的(de)(de)暴曬試驗(yan),在第9年(nian)(nian)試片回(hui)收及(ji)結束研究(jiu)后,于1989年(nian)(nian)(平成元(yuan)年(nian)(nian))的(de)(de)報告書中(zhong)(zhong)把設計、施工(gong)要領(草案)進行了重新規定(ding)(ding)(ding),在該(gai)草案中(zhong)(zhong)明確地(di)標明了無涂漆(qi)耐候鋼(gang)能夠適用的(de)(de)地(di)區。判定(ding)(ding)(ding)基準的(de)(de)基礎(chu)是用所規定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)方法測定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)飛來鹽粒子的(de)(de)量(liang),把它(ta)換算(suan)成NaCl的(de)(de)氯離(li)子0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)(ding)為允(yun)許限。這(zhe)個量(liang)是根(gen)據在日本41座橋的(de)(de)暴曬試驗(yan)中(zhong)(zhong)銹層(ceng)沒有發生層(ceng)狀(zhuang)剝(bo)離(li),并且根(gen)據9年(nian)(nian)的(de)(de)試驗(yan)結果推斷50年(nian)(nian)后的(de)(de)板厚(hou)減量(liang)不(bu)超過0.3mm而決定(ding)(ding)(ding)的(de)(de)。


可(ke)是,飛來(lai)鹽粒(li)子(zi)量每年發生變化,在(zai)測定(ding)(ding)時需要時間(jian)且相當麻煩,在(zai)表(biao)2-7上標出的(de)地(di)區(qu),規定(ding)(ding)為省略飛來(lai)鹽粒(li)子(zi)量的(de)測定(ding)(ding)、可(ke)以無涂漆(qi)使用耐候鋼的(de)地(di)區(qu)。從北(bei)海道到北(bei)陸(lu)面向日本海的(de)所謂鹽害(hai)地(di)帶離海岸(an)線(xian)必(bi)須(xu)超(chao)過20km,然而在(zai)其他的(de)海岸(an)因地(di)域而異可(ke)以離開1~5km。


表 7.jpg


在上(shang)述(shu)的共同研究中,除了(le)全國41座橋的暴(bao)曬試(shi)(shi)(shi)驗(yan)以外,試(shi)(shi)(shi)驗(yan)還包(bao)括沿著信濃河進行的不(bu)同離岸距離所設(she)置(zhi)的大型暴(bao)曬試(shi)(shi)(shi)驗(yan)體(一種模(mo)型結構物)不(bu)同結構部(bu)位(wei)銹層穩定化(hua)行為(wei)和氯離子濃度(du)(du)影響試(shi)(shi)(shi)驗(yan)、焊縫部(bu)位(wei)銹穩定化(hua)狀(zhuang)況試(shi)(shi)(shi)驗(yan)、耐(nai)候(hou)性(xing)高強(qiang)度(du)(du)螺栓(shuan)暴(bao)曬試(shi)(shi)(shi)驗(yan)等。


除了(le)上述(shu)的設計、施工要領(案(an))以外(wai),在(zai)1991年(平成(cheng)3年)制(zhi)訂了(le)“無涂(tu)漆橋梁的檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)要領(案(an))”,給出了(le)檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)項目、檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)頻度(du)以及檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)結果記錄(lu)等。特別(bie)具體地提(ti)出了(le)用目視判斷(duan)層(ceng)狀剝(bo)離銹的判定(ding)法(fa),也敘述(shu)了(le)發現(xian)這類層(ceng)狀剝(bo)離銹時的應對(dui)措施。并且,在(zai)其他的報告書中,針對(dui)盡可能(neng)減少泥與垃圾的堆積、滯水(shui)與結露、橋面(mian)漏水(shui)與水(shui)路形成(cheng)等對(dui)銹層(ceng)穩定(ding)化有(you)惡劣(lie)影響因(yin)素的各種結構的優(you)缺點(dian),歸納了(le)已有(you)的無涂(tu)漆耐候鋼橋梁的觀察結果。


經(jing)過(guo)以(yi)上過(guo)程(cheng),耐(nai)候(hou)鋼在(zai)橋(qiao)梁上的(de)應用(yong)(yong)(yong)增大了(le)裸(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)比率(lv)。將(jiang)表(biao)(biao)2-6及表(biao)(biao)2-4的(de)數(shu)據加上其他情(qing)報或推測,把(ba)從1968年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)43年(nian)(nian)(nian))到(dao)(dao)最近的(de)裸(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)、銹穩定化(hua)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)及涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)比率(lv)歷年(nian)(nian)(nian)來變(bian)化(hua)的(de)情(qing)況進行了(le)總結,并示(shi)于表(biao)(biao)2-8.日本國內橋(qiao)梁用(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼的(de)訂貨量,在(zai)這期間平均每(mei)年(nian)(nian)(nian)約(yue)45,000t(最大約(yue)62,000t,最小約(yue)27,000t),雖然每(mei)年(nian)(nian)(nian)都有(you)變(bian)動(dong)可是(shi)(shi)從長(chang)期來看變(bian)動(dong)很小,其中涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在(zai)1968年(nian)(nian)(nian)(昭(zhao)和(he)43年(nian)(nian)(nian))曾經(jing)是(shi)(shi)100%,到(dao)(dao)最近已逐漸(jian)減(jian)少到(dao)(dao)10%,無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)卻(que)明顯增加,并且無涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)在(zai)開始的(de)70年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(昭(zhao)和(he)40年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)期)全部(bu)是(shi)(shi)銹穩定化(hua)處(chu)理使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)耐(nai)候(hou)鋼,在(zai)70年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)期(昭(zhao)和(he)50年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期)開始的(de)裸(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)耐(nai)候(hou)鋼增加到(dao)(dao)80年(nian)(nian)(nian)代(dai)前期(昭(zhao)和(he)50年(nian)(nian)(nian)代(dai)后(hou)期)的(de)同等程(cheng)度(du),以(yi)后(hou)銹穩定化(hua)處(chu)理使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)有(you)減(jian)少的(de)傾向(xiang),相反裸(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)卻(que)增加了(le)。現在(zai)以(yi)橋(qiao)梁數(shu)為基(ji)數(shu),估計裸(luo)(luo)露(lu)(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)2/3、銹穩定化(hua)處(chu)理使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)1/5、涂(tu)(tu)漆(qi)(qi)使(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)是(shi)(shi)1/10。


表 8.jpg


 如圖2-10所示,1980年(昭和55年)以(yi)后在(zai)橋梁用(yong)鋼(gang)材(cai)上(shang)耐(nai)候鋼(gang)所占的重量(liang)比在(zai)5%~7%之間變動,并且,30m以(yi)上(shang)的新設橋梁中,以(yi)各種表面(mian)狀態(tai)使用(yong)耐(nai)候鋼(gang)的橋梁數在(zai)10%以(yi)上(shang),最近接(jie)近20%。


圖 10.jpg


 在被視為是一國活力的(de)(de)基礎,是維持發(fa)展經濟活動或(huo)豐富(fu)國民生活不可(ke)缺少的(de)(de)公共設(she)施中,橋梁(liang)可(ke)以說(shuo)是公路(lu)或(huo)鐵路(lu)的(de)(de)中樞,健全地進行維護(hu)極(ji)為重(zhong)要,決不能再踏“荒(huang)廢中的(de)(de)美國”的(de)(de)覆轍。


 日本的(de)(de)公共(gong)設施主要是(shi)(shi)在高度成長時(shi)期(qi)以后(hou)建(jian)設的(de)(de),比(bi)較(jiao)新(xin),沒(mei)有太(tai)大(da)的(de)(de)老化問題(ti),而且一直在進(jin)行充分的(de)(de)維修(xiu)管(guan)理(li)(li)。可(ke)是(shi)(shi)進(jin)入回避3K(臟、累、危險)、高齡化的(de)(de)時(shi)代,今(jin)后(hou)如何(he)做(zuo)到不(bu)(bu)維修(xiu)、健全地保(bao)持社會資(zi)本則成為問題(ti)。鋼橋(qiao)的(de)(de)維修(xiu)、管(guan)理(li)(li)中最關鍵的(de)(de)涂(tu)漆是(shi)(shi)典型的(de)(de)3K作業,加上從前的(de)(de)經濟問題(ti),會出現勞動力(li)嚴重不(bu)(bu)足。根(gen)據測(ce)算(suan),如果把本四(si)連(lian)絡(luo)橋(qiao)、神戶(hu)-鳴門路線4橋(qiao)(竣工(gong)時(shi))以8年為周(zhou)期(qi)進(jin)行換漆,必(bi)須經常(chang)配備138~202名涂(tu)漆技(ji)術工(gong)人(基材調(diao)整(zheng)除外),只要橋(qiao)存在就必(bi)須繼續進(jin)行涂(tu)漆,這樣做(zuo)不(bu)(bu)是(shi)(shi)不(bu)(bu)可(ke)能而是(shi)(shi)不(bu)(bu)現實。因(yin)此,本四(si)連(lian)絡(luo)橋(qiao)等采(cai)用了通過高級規格的(de)(de)涂(tu)漆(重防蝕涂(tu)漆)和(he)頻繁的(de)(de)局部(bu)補修(xiu),沒(mei)有采(cai)用正式(shi)的(de)(de)再涂(tu)漆的(de)(de)方針。


 這樣以來,最近的(de)(de)鋼(gang)橋(qiao)(qiao)防(fang)蝕(shi)方向有兩(liang)種情況:或(huo)者(zhe)像在(zai)本(ben)四連絡(luo)橋(qiao)(qiao)那樣位于(yu)海上腐蝕(shi)環(huan)境嚴(yan)酷(ku)而且不容(rong)易再(zai)(zai)涂漆(qi)的(de)(de)重(zhong)要橋(qiao)(qiao)梁上,進行重(zhong)防(fang)蝕(shi)涂漆(qi)極力延長再(zai)(zai)涂漆(qi)間(jian)隔,或(huo)者(zhe)在(zai)一(yi)般環(huan)境下為了(le)回(hui)避(bi)正式(shi)的(de)(de)再(zai)(zai)涂漆(qi),在(zai)能(neng)夠適用(yong)的(de)(de)地(di)區(qu)盡可(ke)能(neng)使(shi)用(yong)無(wu)涂漆(qi)耐(nai)候鋼(gang)。擴大耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)無(wu)涂漆(qi)使(shi)用(yong),實現正規化的(de)(de)條件,經過上述(shu)過程可(ke)以說(shuo)已經充(chong)分具備。可(ke)是裸露耐(nai)候鋼(gang)目(mu)前的(de)(de)性能(neng),使(shi)它在(zai)沿海地(di)區(qu)用(yong)于(yu)橋(qiao)(qiao)梁建筑的(de)(de)使(shi)用(yong)仍(reng)受(shou)到限制(zhi)。解(jie)釋清楚氯化物惡劣影(ying)響的(de)(de)本(ben)質,或(huo)者(zhe)在(zai)確(que)立(li)其相(xiang)應對策等方面仍(reng)需(xu)要努(nu)力。耐(nai)候鋼(gang)應用(yong)進一(yi)步發展的(de)(de)課(ke)題已詳細(xi)地(di)歸納在(zai)腐蝕(shi)防(fang)蝕(shi)協會(hui)所設置的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)技(ji)術分會(hui)的(de)(de)報告書[1994年(平成6年)]中。