鋼橋(qiao)和混凝土橋(qiao)各占現(xian)代橋(qiao)梁(liang)(道路橋(qiao)、鐵道橋(qiao))的(de)(de)一半。鋼橋(qiao)雖(sui)然在(zai)品質、重量輕、施(shi)工性、對大跨(kua)度(du)(du)的(de)(de)適用性、重新修(xiu)復的(de)(de)難度(du)(du)、色彩及(ji)形狀的(de)(de)美觀等許多(duo)方(fang)面有優越性,可是(shi)其缺點是(shi)需要(yao)(yao)涂(tu)防蝕漆,在(zai)維修(xiu)管理上需要(yao)(yao)很(hen)多(duo)的(de)(de)費用。大略估計每一次重新涂(tu)漆所(suo)需費用占橋(qiao)梁(liang)上部(bu)工程(cheng)建設(she)費的(de)(de)1/10。
在(zai)1960年(nian)以前(qian)(昭和30年(nian)代(dai)前(qian)期),日本的(de)(de)橋梁(liang)或(huo)陸上結(jie)構物的(de)(de)涂(tu)(tu)漆(qi),是(shi)把(ba)油(you)性(xing)防銹涂(tu)(tu)料(普通(tong)鉛丹漆(qi))作(zuo)為底(di)(di)漆(qi),把(ba)長(chang)油(you)性(xing)醇酸(suan)(suan)樹脂系涂(tu)(tu)料(普通(tong)長(chang)油(you)性(xing)苯(ben)二酸(suan)(suan)樹脂涂(tu)(tu)料)作(zuo)為中層漆(qi)、上層漆(qi),在(zai)現場使(shi)用(yong)動力(li)工(gong)具除去銹或(huo)氧化鐵皮(pi)后(hou)進行涂(tu)(tu)漆(qi)。因為涂(tu)(tu)料落后(hou)而且(qie)基底(di)(di)處(chu)理非常(chang)(chang)不充分(fen),在(zai)腐蝕性(xing)大的(de)(de)工(gong)業地(di)區(qu)、城(cheng)市、海岸,每隔數(shu)年(nian)需要重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)。1960~1965年(nian)(昭和30年(nian)代(dai)后(hou)期),已將(jiang)噴砂機或(huo)噴砂打光機用(yong)于(yu)基底(di)(di)處(chu)理,延(yan)長(chang)了涂(tu)(tu)漆(qi)的(de)(de)壽(shou)命,可是(shi)仍(reng)需要頻繁地(di)重(zhong)新涂(tu)(tu)漆(qi)。因此耐候鋼的(de)(de)裸(luo)露使(shi)用(yong)不需要維修就非常(chang)(chang)具有吸引力(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)漆(qi)使用(yong)(yong)應具有延(yan)長(chang)(chang)涂(tu)漆(qi)層壽(shou)命的(de)(de)效果,或者確保漆(qi)層老(lao)化之后到(dao)重新涂(tu)漆(qi)之前不出(chu)問(wen)題。總之,為(wei)了(le)能夠延(yan)長(chang)(chang)再涂(tu)漆(qi)時(shi)間,耐候鋼(gang)的(de)(de)涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)在較早以前已(yi)經開(kai)始了(le)。最早是(shi)于(yu)1963年(nian)(昭和38年(nian))完成的(de)(de)東海(hai)道新干(gan)線長(chang)(chang)良川橋(qiao)(qiao)梁(liang)。如(ru)果根據耐候鋼(gang)的(de)(de)需要(yao)量統計橋(qiao)(qiao)梁(liang)用(yong)(yong)的(de)(de)數(shu)量時(shi),在不分(fen)裸露使用(yong)(yong)或者銹穩定化處理使用(yong)(yong)鋼(gang)的(de)(de)1968~1974年(nian)(昭和43~49年(nian)),每年(nian)使用(yong)(yong)量為(wei)4~6萬t(平(ping)均約(yue)5萬t)(參照圖(tu)2-4),所(suo)以這期間的(de)(de)耐候鋼(gang)日本國內使用(yong)(yong)量約(yue)為(wei)15萬噸,其中1/3是(shi)涂(tu)漆(qi)橋(qiao)(qiao)梁(liang)。

鋼鐵公司為了(le)進行(xing)耐候(hou)鋼的(de)(de)(de)性能研(yan)究和(he)商品示范,在公司工廠(chang)的(de)(de)(de)占地內(nei)(nei),建(jian)設了(le)把涂(tu)漆部(bu)分和(he)裸(luo)露(lu)部(bu)分分開使用的(de)(de)(de)實(shi)用橋梁。川崎制鐵所(suo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)知多2號橋[1967年(昭和(he)42年)竣(jun)工,單(dan)純(chun)合成梁橋,橋長57m]、NKK福(fu)山鐵所(suo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)第(di)一座國橋[昭和(he)44年竣(jun)工,單(dan)純(chun)I梁橋-連續I梁橋,橋長472m]、新日鐵制鐵所(suo)內(nei)(nei)的(de)(de)(de)黑金橋[1973年(昭和(he)48年)竣(jun)工、單(dan)純(chun)合成I梁橋,橋長218m]就是(shi)典型的(de)(de)(de)例子。
根據(ju)需(xu)要(yao)耐候鋼在橋梁上的銹穩定化處理使(shi)(shi)用和同種鋼的裸露使(shi)(shi)用,分別于1972年(昭(zhao)和47年)、1977年(昭(zhao)和52年)相繼開始(shi)。表2-6 示(shi)出了最初約10年間的訂貨業績。

日本于1973年(昭(zhao)和(he)48年)遭(zao)受到(dao)第(di)一次石油(you)危機,1975年以后(昭(zhao)和(he)50年代)進入(ru)經濟低(di)增長時期。在這之前的(de)高增長時期,日本的(de)道路總延長度增長很(hen)快,與此同時道路橋的(de)數量急(ji)劇增加。進入(ru)低(di)增長時期之后其維持管(guan)理(li)費(fei)、特別是(shi)補修涂漆和(he)再(zai)涂漆的(de)費(fei)用(yong)成了很(hen)大的(de)負擔(dan),耐候(hou)鋼(gang)(gang)的(de)無(wu)涂漆使用(yong)又重新被評價(jia).這就(jiu)是(shi)表2-6的(de)橋梁訂貨業(ye)績中無(wu)涂漆件數或鋼(gang)(gang)重量急(ji)劇增加的(de)原因(yin)。
反(fan)映這種情況的(de)(de)事實是于20世紀(ji)70年代(昭和(he)50年代)前期在相關團體(ti)內大(da)力開(kai)展了無(wu)涂(tu)漆耐候鋼(gang)材應用方法(fa)的(de)(de)研(yan)(yan)究(jiu)。這些(xie)團體(ti)有(you)土木學(xue)會(hui)(hui)鋼(gang)材規(gui)格專業(ye)委(wei)員會(hui)(hui)、日本鋼(gang)構造協會(hui)(hui)防(fang)銹防(fang)蝕專業(ye)委(wei)員會(hui)(hui)、日本橋(qiao)梁(liang)建(jian)設協會(hui)(hui)耐候性橋(qiao)梁(liang)委(wei)員會(hui)(hui)、北海道土木對耐候鋼(gang)不進(jin)行(xing)正規(gui)的(de)(de)涂(tu)漆,在裸(luo)露狀(zhuang)態或(huo)者(zhe)進(jin)行(xing)穩定(ding)化處理(li)后用的(de)(de)場(chang)合,“無(wu)涂(tu)漆使用”這一術(shu)語(yu)已被廠家使用,現在用該術(shu)語(yu)的(de)(de)人相當多。1983年(昭和(he)58年)訂正的(de)(de)JISG3114的(de)(de)說(shuo)明中也照樣使用。技(ji)術(shu)會(hui)(hui)鋼(gang)道路(lu)橋(qiao)研(yan)(yan)究(jiu)委(wei)員會(hui)(hui)、阪(ban)神高速道路(lu)公(gong)團等。這些(xie)團體(ti)專門詳細地研(yan)(yan)究(jiu)了氣象條件和(he)無(wu)涂(tu)漆使用的(de)(de)適用性、對放置構件的(de)(de)腐蝕條件和(he)詳細結構的(de)(de)設計技(ji)巧(qiao)、允許腐蝕率、疲勞、高強度(du)螺(luo)栓及摩擦接(jie)合部的(de)(de)防(fang)蝕、焊接(jie)施工法(fa)、防(fang)止銹對周圍(wei)污染(ran)的(de)(de)措施、維修管理(li)方法(fa)等許多技(ji)術(shu)問題(ti)。
作為重點詳細研究過(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)問題之(zhi)一是,在(zai)耐(nai)候(hou)(hou)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)很寬的(de)(de)(de)(de)規格(ge)成分范圍內,合金元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)配人量(liang)與焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)、耐(nai)候(hou)(hou)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)關系。提高(gao)對耐(nai)候(hou)(hou)性(xing)(xing)有效的(de)(de)(de)(de)Cu、Cr等(deng)元(yuan)素的(de)(de)(de)(de)添加量(liang)當(dang)然可(ke)(ke)以增加耐(nai)候(hou)(hou)性(xing)(xing),對無(wu)涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)有利,可(ke)(ke)是對焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)不(bu)利.以前涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)常(chang)(chang)常(chang)(chang)是把(ba)添加元(yuan)素添加量(liang)控(kong)制在(zai)下限,然而不(bu)能無(wu)涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong)。耐(nai)候(hou)(hou)性(xing)(xing)和焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)二(er)者如何選擇,用(yong)(yong)戶之(zhi)間曾(ceng)經進行過(guo)(guo)激烈的(de)(de)(de)(de)討論。如果在(zai)高(gao)速(su)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)時(shi)代(dai),也許已經停(ting)止了(le)無(wu)涂(tu)漆(qi)使用(yong)(yong),可(ke)(ke)是因為涂(tu)漆(qi)的(de)(de)(de)(de)維修管理(li)費用(yong)(yong)很大,所以沒(mei)有那樣做(zuo)。
歸納(na)起來說:“應(ying)該大力(li)推(tui)進(jin)無涂漆使(shi)用,為了(le)充分發揮耐(nai)候(hou)性(xing)高成分系(xi)(xi)耐(nai)候(hou)鋼是不(bu)可缺少的。高成分系(xi)(xi)耐(nai)候(hou)鋼的焊(han)(han)接(jie)(jie)雖然在橋梁建(jian)設上實績(ji)較(jiao)少,可是已經基本改善了(le)鋼材的焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing)。在海洋(yang)結構物上,比耐(nai)候(hou)鋼更難焊(han)(han)接(jie)(jie)的686MPa、784MPa級已經在日常作業上運用自如。因此,如果能(neng)充分照顧到焊(han)(han)接(jie)(jie)性(xing),制(zhi)定焊(han)(han)接(jie)(jie)條件并充分地進(jin)行作業管理(li),是可行的。”
與此相關,訂貨規(gui)格不(bu)是JIS標準,在成分范圍很寬的(de)(de)JIS標準的(de)(de)范圍內為了(le)確認高(gao)成分系(xi)(xi),還要根據無涂漆使(shi)用(yong)高(gao)成分系(xi)(xi)的(de)(de)各(ge)鋼(gang)材廠家的(de)(de)商品名(ming)(ming),這(zhe)一(yi)不(bu)正常(chang)的(de)(de)狀(zhuang)態延(yan)續(xu)了(le)一(yi)段時間。北(bei)海(hai)道土木技(ji)術(shu)委員(yuan)會鋼(gang)道路橋研究委員(yuan)會于1949年(昭(zhao)和54年)4月(yue)制定(ding)的(de)(de)“北(bei)海(hai)道鋼(gang)道路橋的(de)(de)設計及施(shi)工指南”中(zhong)規(gui)定(ding)了(le)耐(nai)候鋼(gang)的(de)(de)無涂漆使(shi)用(yong),這(zhe)個文件(jian)作為日(ri)本最初的(de)(de)文件(jian)引起了(le)注目,它(ta)把適合無涂漆使(shi)用(yong)成分系(xi)(xi)的(de)(de)耐(nai)候鋼(gang)命名(ming)(ming)為“特殊(shu)耐(nai)候鋼(gang)”加以區別。
這一問題于1983年(昭和58年)的(de)JIS G3114修(xiu)改中(zhong),通過把該標準(zhun)的(de)對(dui)象鋼細分為(wei)無涂漆用(W)和涂漆用(P)已經得到解決(jue)。在JIS中(zhong)對(dui)這一修(xiu)改作了如下的(de)說明。
現(xian)行JIS G3114是匯總了當時流通的(de)(de)(de)同類鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)鋼(gang)鐵廠家(jia)的(de)(de)(de)標準制(zhi)定(ding)(ding)的(de)(de)(de),是對本鋼(gang)材(cai)(cai)主要特性(xing)耐(nai)候(hou)性(xing)有(you)貢獻的(de)(de)(de)元素的(de)(de)(de)規定(ding)(ding)值及規定(ding)(ding)范(fan)(fan)圍比較寬松的(de)(de)(de)標準。本鋼(gang)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)使(shi)用方法,有(you)從焊接(jie)性(xing)考慮犧牲一定(ding)(ding)的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)性(xing)涂漆使(shi)用的(de)(de)(de)場合,也有(you)作為原(yuan)來的(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)鋼(gang)材(cai)(cai)以裸態(tai)或(huo)者進(jin)行銹(xiu)穩(wen)定(ding)(ding)化處(chu)理后(hou)使(shi)用的(de)(de)(de)場合,按(an)照(zhao)使(shi)用的(de)(de)(de)實際情(qing)況,現(xian)在(zai)(zai)同時有(you)兩種鋼(gang)在(zai)(zai)流通。因為這(zhe)兩種鋼(gang)的(de)(de)(de)化學成(cheng)分都在(zai)(zai)現(xian)行標準的(de)(de)(de)規定(ding)(ding)范(fan)(fan)圍內,可能(neng)會(hui)在(zai)(zai)流通面上發生混(hun)亂,所以作出了應(ying)按(an)照(zhao)實際情(qing)況對JIS G3114進(jin)行修改的(de)(de)(de)結論(lun)。
隨著(zhu)這一修改,用各公司的(de)(de)商品(pin)名進行訂貨的(de)(de)事幾(ji)乎沒(mei)有了(le)。JIS標準(zhun)的(de)(de)修改起了(le)多大(da)作用雖(sui)然還(huan)不清楚,可(ke)是(shi)從這時開(kai)始(shi)在橋梁(liang)(liang)上裸露使用的(de)(de)實際急劇(ju)增(zeng)加(jia)。圖2-9示出了(le)按年度裸露耐候鋼橋梁(liang)(liang)的(de)(de)訂貨件(jian)數和(he)重量的(de)(de)變遷(qian)。請注意不是(shi)按累計而(er)是(shi)按年度統計,并(bing)且(qie)在該統計中沒(mei)有包括H型鋼橋梁(liang)(liang)及穩(wen)定(ding)化處理的(de)(de)鋼橋。

正(zheng)如從前(qian)面(mian)的(de)(de)表2-6所知道的(de)(de)那樣(yang),耐候(hou)鋼最初以銹穩定(ding)化處理開始的(de)(de)無涂(tu)漆使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong),在5年(nian)(nian)(nian)后(hou)開始采(cai)用(yong)(yong)裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)之后(hou)的(de)(de)3年(nian)(nian)(nian)中(zhong)遠比裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)量(liang)多(duo),可(ke)是(shi)在1980年(nian)(nian)(nian)(昭和(he)55年(nian)(nian)(nian))裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)量(liang)突然增加使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)二者的(de)(de)數量(liang)大致(zhi)(zhi)接近,現在其比率正(zheng)在降(jiang)低.如果裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)時的(de)(de)性能可(ke)靠(kao)的(de)(de)話,則是(shi)由于原來的(de)(de)經濟上(shang)的(de)(de)原因所致(zhi)(zhi)。北海道土木技術委員會的(de)(de)指南(前(qian)述)在1989年(nian)(nian)(nian)(平成元年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)訂正(zheng)中(zhong)只把裸(luo)露(lu)(lu)使(shi)(shi)(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)進(jin)行(xing)了規(gui)定(ding),并且在1991年(nian)(nian)(nian)(平成3年(nian)(nian)(nian))的(de)(de)道路橋示方書中(zhong)也做了同(tong)樣(yang)的(de)(de)規(gui)定(ding)。
但是(shi),銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理的(de)(de)需要依然(ran)存在(zai),在(zai)1980年(nian)(nian)(昭和55年(nian)(nian))以前(qian)大(da)概只(zhi)有一個(ge)公司·推(tui)出了(le)銹(xiu)穩(wen)定(ding)化(hua)(hua)處(chu)(chu)理的(de)(de)新(xin)的(de)(de)處(chu)(chu)理方(fang)法(fa)。傳統(tong)的(de)(de)方(fang)法(fa)原則上是(shi)把拿到(dao)表面處(chu)(chu)理工(gong)(gong)廠的(de)(de)構件(jian)進行處(chu)(chu)理之(zhi)后搬運到(dao)現(xian)場的(de)(de)方(fang)法(fa),而新(xin)方(fang)法(fa)的(de)(de)特(te)征是(shi)能(neng)夠在(zai)構件(jian)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)廠或現(xian)場和通常的(de)(de)橋梁涂漆一樣地進行處(chu)(chu)理。包括傳統(tong)方(fang)法(fa)在(zai)內(nei),這些處(chu)(chu)理方(fang)法(fa)除了(le)在(zai)一般橋梁上使用(yong)之(zhi)外,也多用(yong)于小型H型橋梁或橋梁以外的(de)(de)結構物。
在耐候鋼裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)急劇增加(jia)的(de)背景(jing)上(shang)存在著無(wu)需(xu)維(wei)修這(zhe)一社(she)會經濟(ji)上(shang)的(de)需(xu)求,加(jia)上(shang)由(you)前述的(de)各團體委員會所(suo)(suo)開展的(de)應用(yong)技(ji)術的(de)討論,由(you)橋梁廠(chang)家所(suo)(suo)進行(xing)的(de)應用(yong)技(ji)術、設計施工法的(de)開發(fa),以(yi)及如圖2-8所(suo)(suo)示的(de)由(you)于環境限(xian)制的(de)成(cheng)果,大氣中二氧化硫濃度已降低,具備了使(shi)(shi)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)更容易進行(xing)的(de)各種有(you)利的(de)因素(su)。
1979年(昭和54年)9月(yue)(yue)21日至(zhi)10月(yue)(yue)8日,以(yi)當時國(guo)鐵(tie)鐵(tie)道(dao)(dao)技術研究所結(jie)構物研究室阿(a)部英(ying)彥。為團長(chang)的(de)(de)18人組成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)(de)美(mei)國(guo)、加(jia)拿大橋梁技術調(diao)查團(《橋梁和基(ji)礎(chu)》雜志策(ce)劃,成(cheng)(cheng)(cheng)員(yuan)包括(kuo)鋼鐵(tie)公(gong)司、橋梁建設(she)公(gong)司及(ji)(ji)橋梁所有(you)者等(deng))赴(fu)北(bei)美(mei)考察了耐(nai)候(hou)鋼材(cai)在(zai)無(wu)涂漆橋梁上的(de)(de)實(shi)際使用(yong)情(qing)況,調(diao)查了許多裸露(lu)(lu)使用(yong)的(de)(de)橋梁,聽取了鋼材(cai)廠家、高速(su)道(dao)(dao)路(lu)局等(deng)方面的(de)(de)見(jian)解,將其結(jie)果寫成(cheng)(cheng)(cheng)報告書[71]發表(biao)。報告書總結(jie)了耐(nai)候(hou)鋼在(zai)美(mei)國(guo)裸露(lu)(lu)使用(yong)基(ji)本成(cheng)(cheng)(cheng)功的(de)(de)事實(shi)、需要注意的(de)(de)幾個(ge)問題及(ji)(ji)一部分人的(de)(de)批(pi)評意見(jian)等(deng),這(zhe)對日本耐(nai)候(hou)鋼的(de)(de)裸露(lu)(lu)使用(yong)曾經(jing)有(you)過促(cu)進(jin)效果。
最后的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題是環境中的(de)(de)(de)(de)海(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)對(dui)銹(xiu)層穩定(ding)化的(de)(de)(de)(de)惡劣影響,即(ji)海(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)在(zai)大(da)(da)氣中的(de)(de)(de)(de)濃度(du)或者在(zai)鋼表面上的(de)(de)(de)(de)附著量在(zai)什(shen)么程度(du)以(yi)(yi)下,耐候鋼才可以(yi)(yi)裸露使(shi)(shi)用。當SO.的(de)(de)(de)(de)影響不是很大(da)(da)時,海(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)影響就(jiu)成為(wei)(wei)了(le)最大(da)(da)的(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題。在(zai)以(yi)(yi)上所敘述的(de)(de)(de)(de)北海(hai)道土木技(ji)術會的(de)(de)(de)(de)指南中規定(ding)為(wei)(wei)“在(zai)離(li)(li)海(hai)岸200m的(de)(de)(de)(de)區域內因大(da)(da)氣中海(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)影響腐蝕(shi)量大(da)(da)”,“推斷(duan)腐蝕(shi)減厚(hou)在(zai)兩(liang)面超過0.4mm以(yi)(yi)上的(de)(de)(de)(de)場合(he),應(ying)考慮對(dui)腐蝕(shi)減厚(hou)進行(xing)設(she)(she)計”的(de)(de)(de)(de)考慮方法(fa),并且,在(zai)1981年(昭和56年)該(gai)會的(de)(de)(de)(de)“北海(hai)道耐候鋼材(cai)裸露使(shi)(shi)用的(de)(de)(de)(de)道路橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)設(she)(she)計及施(shi)工指南”中,把(ba)離(li)(li)海(hai)岸2km以(yi)(yi)內的(de)(de)(de)(de)地區規定(ding)為(wei)(wei)由海(hai)鹽粒(li)(li)子(zi)(zi)引起的(de)(de)(de)(de)大(da)(da)氣腐蝕(shi)影響嚴重的(de)(de)(de)(de)環境。
另(ling)外(wai),U.S.Steel公(gong)司以前也曾規定(ding)必須離開海(hai)岸240~300m(800~1000ft)。
1981年(昭和(he)56年),由于擔心在不適(shi)(shi)當地區耐(nai)候(hou)鋼(gang)無涂漆使用(yong)會發生(sheng)問(wen)題,建設省土(tu)木(mu)研究所和(he)橋(qiao)梁建設協會及鋼(gang)材(cai)俱樂(le)部共同開始了(le)“關于耐(nai)候(hou)鋼(gang)材(cai)在橋(qiao)梁上(shang)適(shi)(shi)用(yong)性的共同研究”。其最大(da)的目的在于關注(zhu)從(cong)海上(shang)飛來(lai)鹽(yan)分的影響(xiang),從(cong)而具(ju)體地確定(ding)無涂漆耐(nai)候(hou)鋼(gang)能夠適(shi)(shi)用(yong)的地區。
為此,把耐候鋼及碳素鋼的(de)(de)(de)試(shi)片(pian)安(an)裝在(zai)全國41個地方已有(you)的(de)(de)(de)道路(lu)橋上進(jin)行了(le)(le)9年的(de)(de)(de)暴曬試(shi)驗(yan)。考慮到對(dui)銹層(ceng)的(de)(de)(de)穩定化(hua)最不(bu)利的(de)(de)(de)沒有(you)雨水洗凈效果的(de)(de)(de)部位的(de)(de)(de)腐蝕狀態在(zai)實用上的(de)(de)(de)重要性,把試(shi)片(pian)垂直和水平安(an)裝在(zai)內梁部分。試(shi)驗(yan)環境包括海(hai)岸、工業(ye)、城市、田園和高山,并充分地進(jin)行了(le)(le)環境中的(de)(de)(de)氯離子、二氧化(hua)硫的(de)(de)(de)測定。
1987年(昭和(he)62年),上(shang)述(shu)部門根據以前(qian)的(de)數據,作(zuo)為(wei)中(zhong)間報告編寫了“無(wu)涂漆耐候鋼橋梁的(de)設(she)計(ji)(ji)、施工(gong)要(yao)領(ling)(草(cao)案)”。在(zai)該(gai)草(cao)案中(zhong),把受飛來鹽粒(li)子(zi)的(de)影響大、不(bu)適(shi)合(he)(he)耐候鋼材(cai)或無(wu)涂漆使用的(de)地區(qu)定(ding)(ding)為(wei):(1)沖繩(sheng)全域;(2)日本海沿(yan)岸(an)(an)以及面向外洋的(de)其(qi)他沿(yan)岸(an)(an)。把50年后的(de)板(ban)厚(hou)減少量小于0.4mm定(ding)(ding)為(wei)基準,第(di)3年的(de)板(ban)厚(hou)減少量超過0.2mm的(de)場合(he)(he)以及發生了銹層剝離(li)的(de)場合(he)(he),判定(ding)(ding)為(wei)不(bu)適(shi)合(he)(he)使用。該(gai)草(cao)案還對容易生成穩定(ding)(ding)銹層的(de)橋梁的(de)設(she)計(ji)(ji)、結構細(xi)節、高強度螺栓、焊接材(cai)料等進行了闡(chan)述(shu)。
這項(xiang)共同(tong)研究的(de)(de)(de)(de)(de)暴(bao)曬試驗(yan),在(zai)第9年(nian)(nian)試片回收及結束研究后(hou),于(yu)1989年(nian)(nian)(平成(cheng)(cheng)元年(nian)(nian))的(de)(de)(de)(de)(de)報告(gao)書(shu)中(zhong)把設計、施工要領(草(cao)案)進行了重新規(gui)定(ding)(ding),在(zai)該草(cao)案中(zhong)明確地(di)標明了無涂漆耐候鋼能夠適(shi)用的(de)(de)(de)(de)(de)地(di)區。判定(ding)(ding)基(ji)準的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎是(shi)用所規(gui)定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)方法測定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)飛來(lai)鹽粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)量,把它(ta)換算成(cheng)(cheng)NaCl的(de)(de)(de)(de)(de)氯離子(zi)0.05mdd(mg/d㎡2/day)定(ding)(ding)為(wei)允(yun)許限。這個量是(shi)根據(ju)在(zai)日(ri)本41座橋(qiao)的(de)(de)(de)(de)(de)暴(bao)曬試驗(yan)中(zhong)銹(xiu)層沒有發生層狀剝(bo)離,并且根據(ju)9年(nian)(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)試驗(yan)結果推(tui)斷50年(nian)(nian)后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)板厚(hou)減量不超過0.3mm而(er)決定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)。
可是,飛來(lai)鹽(yan)粒子量每年發生(sheng)變化,在測(ce)定(ding)時需要(yao)時間且相當麻煩,在表2-7上標(biao)出的地(di)區(qu),規定(ding)為省(sheng)略飛來(lai)鹽(yan)粒子量的測(ce)定(ding)、可以(yi)(yi)無涂漆使用耐候鋼的地(di)區(qu)。從北海(hai)道到北陸面向日本海(hai)的所(suo)謂鹽(yan)害地(di)帶離海(hai)岸(an)線(xian)必須超過20km,然而在其(qi)他的海(hai)岸(an)因(yin)地(di)域而異可以(yi)(yi)離開1~5km。

在上(shang)述的(de)共(gong)同研究中(zhong),除了全國41座橋的(de)暴曬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)以外(wai),試(shi)(shi)驗(yan)(yan)還包(bao)括沿著信濃河進行(xing)的(de)不(bu)同離岸距離所設置的(de)大型暴曬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)體(ti)(一(yi)種模型結(jie)構(gou)物)不(bu)同結(jie)構(gou)部位(wei)銹層穩(wen)定化(hua)行(xing)為和氯離子濃度(du)(du)影響試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、焊(han)縫部位(wei)銹穩(wen)定化(hua)狀況(kuang)試(shi)(shi)驗(yan)(yan)、耐(nai)候性高強度(du)(du)螺(luo)栓(shuan)暴曬試(shi)(shi)驗(yan)(yan)等。
除了(le)(le)上述的設計(ji)、施工要領(ling)(案(an))以外,在1991年(平成3年)制訂了(le)(le)“無(wu)(wu)涂漆(qi)橋梁的檢(jian)修(xiu)要領(ling)(案(an))”,給出了(le)(le)檢(jian)修(xiu)項目、檢(jian)修(xiu)頻度(du)以及檢(jian)修(xiu)結(jie)(jie)果(guo)記錄等(deng)。特別具體地(di)提出了(le)(le)用目視判斷層狀(zhuang)剝(bo)離(li)銹(xiu)(xiu)的判定法,也(ye)敘述了(le)(le)發現這類層狀(zhuang)剝(bo)離(li)銹(xiu)(xiu)時的應對(dui)措施。并且(qie),在其他的報告書中,針對(dui)盡可能減少泥(ni)與垃(la)圾(ji)的堆積、滯水與結(jie)(jie)露(lu)、橋面漏水與水路形成等(deng)對(dui)銹(xiu)(xiu)層穩(wen)定化(hua)有惡劣影響因素的各種結(jie)(jie)構(gou)的優缺點,歸納了(le)(le)已有的無(wu)(wu)涂漆(qi)耐候鋼橋梁的觀察結(jie)(jie)果(guo)。
經(jing)過以上(shang)過程,耐候鋼(gang)在橋(qiao)梁(liang)上(shang)的(de)(de)應用(yong)(yong)(yong)(yong)增(zeng)(zeng)大了裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比(bi)率。將表2-6及表2-4的(de)(de)數(shu)據加上(shang)其他情(qing)報(bao)或推測,把從1968年(nian)(昭(zhao)和(he)43年(nian))到(dao)最(zui)近(jin)的(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)、銹(xiu)穩(wen)定(ding)化使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)及涂漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)比(bi)率歷(li)年(nian)來變(bian)化的(de)(de)情(qing)況進行了總(zong)結,并示于表2-8.日本國(guo)內橋(qiao)梁(liang)用(yong)(yong)(yong)(yong)耐候鋼(gang)的(de)(de)訂貨量(liang),在這期(qi)(qi)間平均每年(nian)約45,000t(最(zui)大約62,000t,最(zui)小約27,000t),雖(sui)然每年(nian)都(dou)有(you)變(bian)動可(ke)是(shi)(shi)從長(chang)期(qi)(qi)來看變(bian)動很(hen)小,其中涂漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在1968年(nian)(昭(zhao)和(he)43年(nian))曾(ceng)經(jing)是(shi)(shi)100%,到(dao)最(zui)近(jin)已逐漸減少(shao)到(dao)10%,無涂漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)卻明顯增(zeng)(zeng)加,并且無涂漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)在開始的(de)(de)70年(nian)代(dai)(dai)前期(qi)(qi)(昭(zhao)和(he)40年(nian)代(dai)(dai)后期(qi)(qi))全部是(shi)(shi)銹(xiu)穩(wen)定(ding)化處(chu)理使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)耐候鋼(gang),在70年(nian)代(dai)(dai)后期(qi)(qi)(昭(zhao)和(he)50年(nian)代(dai)(dai)前期(qi)(qi))開始的(de)(de)裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)耐候鋼(gang)增(zeng)(zeng)加到(dao)80年(nian)代(dai)(dai)前期(qi)(qi)(昭(zhao)和(he)50年(nian)代(dai)(dai)后期(qi)(qi))的(de)(de)同等程度,以后銹(xiu)穩(wen)定(ding)化處(chu)理使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)有(you)減少(shao)的(de)(de)傾向(xiang),相反裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)卻增(zeng)(zeng)加了。現在以橋(qiao)梁(liang)數(shu)為基數(shu),估計裸(luo)露使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)2/3、銹(xiu)穩(wen)定(ding)化處(chu)理使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)1/5、涂漆使(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)(shi)1/10。

如圖2-10所(suo)(suo)示,1980年(nian)(昭和(he)55年(nian))以后(hou)在橋梁用(yong)鋼材上耐(nai)候(hou)鋼所(suo)(suo)占的(de)重量比在5%~7%之間變動,并且,30m以上的(de)新設橋梁中,以各種表面狀(zhuang)態使(shi)用(yong)耐(nai)候(hou)鋼的(de)橋梁數在10%以上,最近接近20%。

在被視為(wei)是一國活(huo)力(li)的(de)(de)(de)基(ji)礎(chu),是維(wei)(wei)持發展(zhan)經濟活(huo)動或豐富國民生(sheng)活(huo)不可缺少(shao)的(de)(de)(de)公共(gong)設施中(zhong)(zhong),橋梁可以說是公路或鐵路的(de)(de)(de)中(zhong)(zhong)樞,健全(quan)地(di)進行維(wei)(wei)護(hu)極為(wei)重(zhong)要,決(jue)不能再踏“荒廢中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)美(mei)國”的(de)(de)(de)覆(fu)轍。
日本的(de)公共設施主(zhu)要(yao)(yao)是在高度成(cheng)長時期(qi)以后(hou)建設的(de),比較新,沒有太大(da)的(de)老化(hua)問(wen)題,而(er)(er)且一直(zhi)在進行充分的(de)維(wei)修(xiu)管理(li)。可(ke)是進入(ru)回(hui)避3K(臟、累、危險)、高齡(ling)化(hua)的(de)時代,今(jin)后(hou)如何做到不(bu)維(wei)修(xiu)、健全地(di)保(bao)持社會資本則(ze)成(cheng)為(wei)問(wen)題。鋼橋的(de)維(wei)修(xiu)、管理(li)中最(zui)關(guan)鍵(jian)的(de)涂(tu)漆(qi)是典型的(de)3K作業,加上從前的(de)經(jing)濟問(wen)題,會出(chu)現勞動力嚴重不(bu)足。根據測算(suan),如果把本四連(lian)絡(luo)橋、神(shen)戶-鳴門路線4橋(竣(jun)工時)以8年為(wei)周期(qi)進行換漆(qi),必須經(jing)常配備(bei)138~202名涂(tu)漆(qi)技術工人(基材(cai)調整(zheng)除外),只要(yao)(yao)橋存在就必須繼續進行涂(tu)漆(qi),這樣做不(bu)是不(bu)可(ke)能(neng)而(er)(er)是不(bu)現實。因此,本四連(lian)絡(luo)橋等采用(yong)了通過高級規格的(de)涂(tu)漆(qi)(重防蝕涂(tu)漆(qi))和頻繁的(de)局(ju)部補修(xiu),沒有采用(yong)正式的(de)再涂(tu)漆(qi)的(de)方針。
這樣以來,最近的(de)(de)(de)(de)(de)鋼橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)防(fang)蝕方向有(you)兩種(zhong)情(qing)況:或(huo)者(zhe)像在本四(si)連絡橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)那樣位(wei)于(yu)海上腐蝕環境嚴酷而且不容(rong)易再(zai)(zai)涂(tu)漆(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁上,進(jin)(jin)行(xing)重防(fang)蝕涂(tu)漆(qi)(qi)極力(li)延長(chang)再(zai)(zai)涂(tu)漆(qi)(qi)間隔,或(huo)者(zhe)在一般環境下為了(le)回避正(zheng)式的(de)(de)(de)(de)(de)再(zai)(zai)涂(tu)漆(qi)(qi),在能(neng)夠適(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)地區(qu)盡可能(neng)使(shi)用(yong)(yong)(yong)無涂(tu)漆(qi)(qi)耐(nai)候(hou)(hou)鋼。擴大耐(nai)候(hou)(hou)鋼的(de)(de)(de)(de)(de)無涂(tu)漆(qi)(qi)使(shi)用(yong)(yong)(yong),實現(xian)正(zheng)規化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件,經過上述(shu)過程可以說(shuo)已經充(chong)分具備。可是(shi)裸露耐(nai)候(hou)(hou)鋼目前的(de)(de)(de)(de)(de)性能(neng),使(shi)它在沿海地區(qu)用(yong)(yong)(yong)于(yu)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁建筑(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)使(shi)用(yong)(yong)(yong)仍(reng)受到限制。解釋清楚氯化(hua)物惡劣(lie)影響的(de)(de)(de)(de)(de)本質,或(huo)者(zhe)在確立其相應(ying)對策等方面仍(reng)需要(yao)努力(li)。耐(nai)候(hou)(hou)鋼應(ying)用(yong)(yong)(yong)進(jin)(jin)一步發展的(de)(de)(de)(de)(de)課題已詳細地歸納在腐蝕防(fang)蝕協會(hui)所設置的(de)(de)(de)(de)(de)耐(nai)候(hou)(hou)鋼技術分會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)報告書[1994年(平成6年)]中。

