JP2019206739A - Internal anticorrosion method of structural steelwork having space inside - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法に係り、特に、一般的に内部を閉空間として構成されている鋼構造物の内部腐食を抑制する事に好適な防食方法に関する。 The present invention relates to an internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside, and more particularly to an anticorrosion method suitable for suppressing internal corrosion of a steel structure that is generally configured as a closed space inside.
標識や照明柱、鋼管杭、都市内高架橋の鋼製高欄などの鋼構造物の閉塞部である内側面には、著しい腐食損傷が生じる場合がある。この損傷は、海塩や、凍結防止剤等の塩化物を含む雨水や、結露水が部材内部に長期間滞水することが主原因となり発生するケースが多いとされている。 Significant corrosion damage may occur on the inner surface, which is a closed part of steel structures such as signs, lighting columns, steel pipe piles, and steel railings in urban viaducts. This damage is often caused mainly by seawater, rainwater containing chlorides such as antifreezing agents, and condensed water that remains in the member for a long time.
こうした構造物では、外側面においては、塗装やメッキ等による防食対策が施されることが一般的であるが、既設構造物の内部にメッキや塗装を欠陥なく施す事は困難とされている。このため、鋼構造物の閉塞部である内側面の防食対策には、種々の工夫が必要とされている。例えば、特許文献1には、既設鋼管内部の防食を図る技術が開示されている。特許文献1に開示されている技術は、鋼管を切断し、内部に、鋼管構成部材よりも卑な電位を持つ金属(卑な金属)の微小粒を充填し、切断した鋼管を元に戻すというものである。 In such a structure, the outer surface is generally subjected to anticorrosion measures such as painting or plating, but it is difficult to apply plating or painting to the inside of an existing structure without any defects. For this reason, various devices are required for anticorrosion measures on the inner surface, which is a closed portion of the steel structure. For example, Patent Document 1 discloses a technique for preventing corrosion inside an existing steel pipe. The technique disclosed in Patent Document 1 cuts a steel pipe, fills the inside with fine particles of metal (base metal) having a base potential lower than that of the steel pipe constituent member, and returns the cut steel pipe to its original state. Is.
このような技術によれば、鋼管内部に充填した金属の微小粒がアノードとなって鋼管内面を陰極防食すると共に、アノード溶解した微小粒が水酸化物となって保護被膜を形成し、防食性を高めるとされている。 According to such a technique, the metal fine particles filled in the steel tube serve as an anode to cathodic-protect the inner surface of the steel tube, and the anode-dissolved fine particles serve as a hydroxide to form a protective coating, thereby preventing corrosion It is said to increase.
特許文献1に開示されているような技術によれば、確かに鋼構造物の内部における防食に一定の効果があると考えられる。しかし、既設の標識や照明柱、都市内高架橋の鋼製高欄などは、看板や照明設備、遮音板などの付帯設備が備えられ、構造物の根元付近を切断する場合には、上部構造物をクレーンで吊るなど、大掛かりな工事となり、工費の高騰を招く虞がある。 According to the technique disclosed in Patent Document 1, it is considered that there is a certain effect on the corrosion prevention inside the steel structure. However, existing signs, lighting pillars, steel rails in urban viaducts, etc. are equipped with ancillary equipment such as signboards, lighting equipment, sound insulation boards, etc. It may be a large-scale construction such as hanging with a crane, which may lead to a rise in construction costs.
そこで本発明では、既設の鋼構造物に対して防食効果を付与する工事を簡易なものとすることのできる、内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside, which can simplify a construction for imparting a corrosion prevention effect to an existing steel structure.
上記目的を達成するための本発明に係る、内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法は、鋼構造物の側壁に第1開口部と第2開口部を設け、前記鋼構造物よりも卑な電位を有する金属棒の外周に保水性繊維を配置した陽極材を前記第1開口部から前記鋼構造物の内部に配置すると共に、前記第2開口部を介して前記金属棒と前記鋼構造物との導通を図った状態で固定し、前記第1開口部を鋼板で塞ぐことを特徴とする。 According to the present invention for achieving the above object, an internal anticorrosion method for a steel structure having a space inside is provided with a first opening and a second opening on a side wall of the steel structure, and more than the steel structure. An anode material having water retaining fibers arranged on the outer periphery of a metal rod having a base potential is arranged from the first opening to the inside of the steel structure, and the metal rod and the steel through the second opening. It fixes in the state which aimed at conduction | electrical_connection with a structure, and the said 1st opening part is block | closed with the steel plate, It is characterized by the above-mentioned.
また、上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法では、前記鋼構造物の内部に前記陽極材を配置する前には、前記保水性繊維の外周を圧縮状態としておき、前記鋼構造物の内部に前記陽極材を配置した後、前記圧縮状態を開放し、前記保水性繊維を前記鋼構造物の内壁に接触させるようにすると良い。このような特徴を有することによれば、陽極材を鋼構造物に対して容易に装填することができるようになる。また、圧縮状態を開放した際の保水性繊維の膨張率が大きい場合には、鋼構造物内の段差部にも、保水性繊維を接触させることができるようになる。 Further, in the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside having the above-described features, the outer periphery of the water retention fiber is compressed before the anode material is disposed inside the steel structure. In addition, after the anode material is disposed inside the steel structure, the compressed state is released, and the water retention fiber is preferably brought into contact with the inner wall of the steel structure. With such a feature, the anode material can be easily loaded into the steel structure. Moreover, when the expansion coefficient of the water retention fiber when the compressed state is released is large, the water retention fiber can be brought into contact with the stepped portion in the steel structure.
また、上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法において前記鋼板による前記第1開口部の塞ぎは、前記第1開口部の外周に対してオーバーラップ部を備えた状態で行うようにすることが望ましい。このような特徴を有することによれば、塞いだ部位に隙間が生じる事を防ぐことができる。また、第1開口部を形成したことによる耐力低下を防ぐことができる。 Further, in the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside having the above-described characteristics, the first opening is closed by the steel plate with an overlap portion with respect to the outer periphery of the first opening. It is desirable to do it in a state. By having such a feature, it is possible to prevent a gap from being generated in the blocked site. Further, it is possible to prevent a decrease in yield strength due to the formation of the first opening.
また、上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法において、前記鋼板には、点検窓を配置するようにすると良い。このような特徴を有することによれば、鋼板を取り外すことなく、鋼構造物の内部の状態や、陽極材の状態を確認することが可能となる。 In the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside having the above-described features, an inspection window may be disposed on the steel plate. By having such a feature, it is possible to check the state of the steel structure and the state of the anode material without removing the steel plate.
また、上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法において、前記鋼構造物は、円筒状であり、前記第1開口部を形成する前に、前記第1開口部形成部の周囲に補強リブを施し、前記第1開口部を塞いだ後、前記補強リブを撤去するようにすると良い。このような特徴を有することによれば、上部に重量がある鋼構造物であっても、第1開口部の形成に伴う座屈を防ぐことができる。また、施工後に補強リブを撤去することで、施工後の鋼構造物の外観に大きな変化を与えることが無い。 Further, in the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside having the above-described features, the steel structure is cylindrical, and the first opening is formed before the first opening is formed. It is preferable that a reinforcing rib is provided around the formation portion, the first opening is closed, and then the reinforcing rib is removed. By having such a feature, buckling associated with the formation of the first opening can be prevented even in a steel structure having a weight at the top. Moreover, a big change is not given to the external appearance of the steel structure after construction by removing a reinforcement rib after construction.
また、上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法において、前記第1開口部は、円筒状に形成された前記鋼構造物の半円部分を切断することで構成すると良い。このような特徴を有することによれば、陽極材を鋼構造物に装填することが容易となる。 Further, in the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside having the above-described features, the first opening is configured by cutting a semicircular portion of the steel structure formed in a cylindrical shape. Good. With such a feature, it becomes easy to load the anode material into the steel structure.
さらに、上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法では、前記陽極材を構成する前記保水性繊維が前記鋼構造物の内底部に接触するように配置することが望ましい。このような特徴を有することによれば、水分の溜まりやすい部分の防食効果を得ることができる。 Furthermore, in the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space in the interior having the above-described features, the water retention fibers constituting the anode material may be disposed so as to contact the inner bottom portion of the steel structure. desirable. By having such a feature, it is possible to obtain an anticorrosive effect at a portion where moisture easily accumulates.
上記のような特徴を有する内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法によれば、既設の鋼構造物に対して防食効果を付与する工事を簡易なものとすることができ、工費を抑制することができる。 According to the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside as described above, it is possible to simplify the construction for providing an anticorrosion effect to the existing steel structure, thereby suppressing the construction cost. can do.
以下、本発明の内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態は、本発明の内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法を実施する上で好適な実施形態の一部であり、その機能を逸脱しない範囲において、各要素の形態や施工の順番を変更したとしても、本発明の一部とみなすことができる。 Hereinafter, an embodiment according to an internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiment shown below is a part of an embodiment suitable for carrying out the internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside the present invention, and each element is within a range not departing from the function thereof. Even if the form and the order of construction are changed, it can be regarded as a part of the present invention.
[第1実施形態]
本実施形態に係る内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法(以下、単に内部防食方法と称す)は、鋼構造物として、図1に示すような支柱20(図1に示すものは、支柱20の下端部)に対して、図1に示すような陽極材10を装填することで成される。以下、各要素の構成と、具体的な方法について説明する。
[First Embodiment]
The internal corrosion prevention method (hereinafter simply referred to as internal corrosion prevention method) of a steel structure having a space inside according to the present embodiment is a steel structure as a
[支柱]
鋼構造物としての支柱20は、街灯や看板、道路標識等に用いられる支柱の他、さらに大径な構造物の支柱であっても良い。図1に示す支柱20は、固定のためのベースプレート22に対して固定されているタイプであり、ベースプレート22は、ボルト等を介してコンクリート基礎(地盤)に固定されている。
[Support]
The
[陽極材]
本形態で用いる陽極材10は、金属棒12と、保水性繊維14を基本として構成されている。金属棒12は、犠牲陽極としての役割を果たし、防食処理の対象となる鋼構造物としての支柱20よりも卑な電位を持つ金属により構成されていれば良い。鋼構造物である支柱20を鉄(Fe)とした場合、金属棒12は、アルミニウム(Al)や亜鉛(Zn)、またアルミニウム合金やマグネシウム合金などとすれば良い。加工容易性や原料コスト等を加味した場合、アルミニウム−亜鉛合金(Al−Zn)等とすることが望ましい。
[Anode material]
The
保水性繊維14は、保水性を持つ部材であれば良く、例えば、布、紙、編織物、および不織布などとすることができる。また、保水性繊維14には、親水性官能基を有する繊維を含むことができる。具体的には、繊維中、あるいは繊維表面に、−SO3H、−COOH、−NH3、−CONH2、−CHO、−SH、−OHなどの親水性官能基を有するものであれば良い。このような組成の繊維であれば、繊維中、あるいは繊維間に水分を保持することができるからである。親水性官能基を有する繊維としては、レーヨン、綿、ビニロン、ナイロン、羊毛、アクリレートなどを挙げることができる。
The
実施形態で用いる陽極材10は、上記のような構成の金属棒12の外周に、上記のような構成の保水性繊維14を配置することにより構成されている。保水性繊維14の配置手段は、特に限定されるものでは無く、図1や図5に示すように、金属棒12の外周に、シート状の保水性繊維14を巻き付けるようにすれば良い。
The
このような構成の陽極材10は、使用時には、保水性繊維14に電解液が含浸される。電解液としては、防食対象とする鋼構造物と金属棒との間に防食電流が生じるもの、すなわちイオンの移動を生じさせるものであれば良いが、既設の鋼構造物内の空間にあっては、雨水や大気中の湿分が電解液の機能を受け持つこととなる。
When the
なお、実施形態に係る陽極材10の金属棒12は、導電性部材16により、鋼構造物としての支柱20と接続されることとなる。導電性部材16は、可撓性を有する導線等とすることもできるが、本実施形態では、支柱20に固定することで、陽極材10の位置決めを図る支持具としての役割を担う要素としている。
In addition, the
[鋼構造物への適用]
次に、上記のような特徴を有する陽極材10を鋼構造物である支柱20に設置する内部防食方法について説明する。まず、支柱20の下端部、あるいは下端部近傍に、陽極材10を装填するための第1開口部24(図2、図3参照)を形成する。ここで、第1開口部24を形成する前に、支柱20の外周には、図2に示すように、1乃至複数の補強リブ26を配置する(図2に示す例では3つ)。補強リブ26を配置することで、第1開口部24を形成した際に、上半部の重みにより支柱20が座屈する事を防ぐことができる。補強リブ26の配置は、図4に示す支柱断面から読み取れるように、支柱20の放射方向にし、支柱上半部(不図示)の重量を支えるようにすると良い。
[Application to steel structures]
Next, a description will be given of an internal corrosion prevention method in which the
補強リブ26を配置した後、図3に示すように、支柱20の側面を切断して第1開口部24を形成する。第1開口部24は、支柱20を円筒状とした場合、図4に示すように、支柱20の半分ほどの開口幅、すなわち支柱20の内径の直径程度の開口幅を持つようにすると良い。陽極材10の装填が容易となるからである。また、第1開口部24の形成と前後して、支柱20の側面に、陽極材10を固定するための第2開口部28を形成する。ここで、第1開口部24は、支柱20に対して陽極材10を装填するための開口部である。これに対し、第2開口部28は、導電性部材16を挿通、固定するための開口部である。よって、第2開口部28は、第1開口部24に比べて極めて小さな開口部となる。
After the reinforcing
次に、図5に示すようにして、第1開口部24から支柱20の内部へ陽極材10を装填して配置する。この時、金属棒12の外周に配置する保水性繊維14は、陽極材10を支柱20の内部に配置した際、支柱20の内壁に接することとなるように、密に配置する。金属棒12と支柱20との間に配置する部材を保水性繊維14とすることで、柔軟性を持った繊維が両部材に良好に密着することとなり、防食効果を高めることが可能となるからである。なお、保水性繊維14の配置範囲は、限定するものではないが、金属棒12を長手方向に覆う範囲とすることで、広い範囲における防食効果を奏することが可能となる。ここで、陽極材10は図5に示すように、保水性繊維14を下側に向けて配置することで、水分の蓄積しやすい支柱20の下端部に陽極材10を接触させることが可能となる。
Next, as shown in FIG. 5, the
導電性部材16は、第2開口部28を貫通するように配置し、ナット30(図6参照)等を介して支柱20との導電性が確保された状態で固定される。このため、第2開口部28は、導電性部材16の固定と共に塞がれることとなる。上述したように、本実施形態において導電性部材16は、金属棒12の支持具としての役割を担う。このため、第2開口部28を介して支柱20に導電性部材16を固定することで、支柱20の内部において、金属棒12を含む陽極材10の位置決めが成される。
The
陽極材10の位置決め、および固定が成された後、図6に示すように、鋼板32により第1開口部24を塞ぐ。鋼板32は、第1開口部24の開口面積よりも一回り大きな面積を持つ板部材である。このため、鋼板32による塞ぎは、第1開口部24の外周に対してオーバーラップ部を備えた状態となる。鋼板32による塞ぎの方法は、多岐に亙るが、例えば支柱20に対して溶接により鋼板32を接合するといった方法を採ることができる。
After positioning and fixing of the
このように、支柱20の内部に陽極材10を封止した状態で、保水性繊維14に電解液を含浸させることで、支柱20と金属棒12との間には、金属棒12を陽極、支柱20を陰極とした防食電流が生じることとなる。これにより、金属棒12では酸化反応、支柱20では還元反応が生じ、支柱20の内壁面の防食を図ることが可能となる。なお、ここでいう電解液は、上述したように、雨水や大気中の湿分が、その作用を成すこととなる。
In this way, with the
鋼板32による第1開口部24の塞ぎが終了した後は、図7に示すように、支柱20の外周に取り付けた補強リブ26を撤去する。鋼板32により第1開口部24を塞ぐことで、支柱20の強度が原状回復し、上半部の重みによる座屈等が支柱に生じる虞がなくなるからである。
After the closing of the
このように、本実施形態に係る内部防食方法によれば、既設の鋼構造物に対して防食効果を付与する工事について、不要な部材の切断を行う必要がない。このため、切断した上半部を支持するクレーン等の大掛かりな装置を必要とせず、簡易な工事とすることができる。よって、工費を抑制することができる。 Thus, according to the internal anticorrosion method according to the present embodiment, it is not necessary to cut unnecessary members for the construction for providing the anticorrosion effect to the existing steel structure. For this reason, a large-scale device such as a crane that supports the cut upper half portion is not required, and the construction can be simplified. Therefore, the construction cost can be suppressed.
また、上記説明では単に、第1開口部24に対して陽極材10を装填、配置する事を説明した。しかしながら、支柱20の内部へ陽極材10を配置する前には、陽極材10を構成する保水性繊維14の外周を圧縮状態としておくと良い。このような構成とすることで、陽極材10の外形を小型化することができる。よって、陽極材10を支柱20の内部へ配置することが容易となる。また、陽極材10を支柱20の内部へ配置した後は、保水性繊維14の圧縮状態を開放し、支柱20の内壁に保水性繊維14を接触させるようにすると良い。圧縮状態開放後における保水性繊維14の膨張が大きければ、支柱20の内壁と第1開口部24を塞ぐ鋼板32との間に段差があったとしても、鋼板32にも、保水性繊維14を接触させることができる。
Further, in the above description, it has been described that the
また、第1開口部24を塞ぐ鋼板32には、図8に示すように、点検窓34を設けるようにしても良い。点検窓34を開閉可能な構成とすることで、鋼板32を取り外す事無く、陽極材10の状態や、支柱20内部の状態を点検することができるようになるからである。
Moreover, you may make it provide the
なお、上記実施形態において支柱20は、ベースプレート22を介して基礎に固定されている旨説明した。しかしながら、支柱20が基礎に埋め込まれるタイプの場合、陽極材10は、図9に示すように、第1開口部24から地中部分、および地上部分の双方を跨ぐような長さとし、内部に装填すると良い。
In addition, in the said embodiment, the support |
[第2実施形態]
次に、上記のような特徴を有する陽極材を、高架橋の鋼製高欄などの大型構造物に適用する場合の鋼構造物の内部防食方法について説明する。
本形態の鋼構造物は、図10に示すような高架橋の高欄40のような、矩形断面を有する箱体とする。鋼構造物がこのような形態である場合、高欄40の側壁の一部に、第1開口部42を形成する。高欄40の上部には、図13に示すような遮音板44などの付帯物があるため、側壁に開口を設けることで、遮音板44の撤去等の工事が不要となる。ここで、高欄40の側壁に設ける第1開口部42は、第1実施形態として記載した支柱20に形成する第1開口部と異なり、側壁の強度を極端に低下させる範囲に亙るものではないため、補強リブ26を設ける必要が無い。
[Second Embodiment]
Next, an internal corrosion prevention method for a steel structure in the case where the anode material having the above-described features is applied to a large structure such as a steel bridge of a viaduct will be described.
The steel structure of the present embodiment is a box having a rectangular cross section, such as a
矩形断面を有する高欄40の内部に装填する陽極材10Aは、第1実施形態に係る陽極材10と同様に、金属棒12の周囲に保水性繊維14を巻き付けたものであっても良いが、図11、図12に示すように、並列配置された複数の金属棒12を、保水性繊維14により挟持するものであっても良い。ここで、金属棒12を挟持する保水性繊維は、一対のシート状部材であっても良いが、図12に分解斜視図を示すように、複数のシート状部材を積層させることにより構成するものであっても良い。
The
このような構成の陽極材であっても、図13に示すように、第1開口部24を介して陽極材10Aを装填し、鋼板46により塞ぐことで、第1実施形態に係る支柱20と同様に、既設の鋼構造物に対して防食効果を付与する工事を簡易なものとすることができる。よって、工費を抑制することができる。
Even with the anode material having such a configuration, as shown in FIG. 13, the
なお、上記実施形態のように、鋼構造物に対して保水性繊維14を備えた陽極材10,10Aを配置する場合、陽極材10,10Aを配置する前に、鋼構造物の内部に素地調整を施すと良い。素地調整としては、鋼構造物の内部に付着した錆や汚れを落とす作業であれば良く、2種ケレン程度でも防食上問題はない。鋼構造物の内部に素地調整を施すことによれば、防食効果を高めることができる。
In addition, when arrange | positioning the
10,10A………陽極材、12………金属棒、14………保水性繊維、16………導電性部材、20………支柱、22………ベースプレート、24………第1開口部、26………補強リブ、28………第2開口部、30………ナット、32………鋼板、34………点検窓、40………高欄、42………第1開口部、44………遮音板、46………鋼板。 10, 10A ......... Anode material, 12 ......... Metal rod, 14 ......... Water retentive fiber, 16 ......... Conductive member, 20 ......... Post, 22 ......... Base plate, 24 ......... First Opening, 26 ......... Reinforcing rib, 28 ......... Second opening, 30 ......... Nut, 32 ......... Steel, 34 ......... Inspection window, 40 ...... Rank, 42 ......... First Opening, 44 ..... Sound insulation board, 46 .... Steel plate.
Claims (7)
前記鋼構造物よりも卑な電位を有する金属棒の外周に保水性繊維を配置した陽極材を前記第1開口部から前記鋼構造物の内部に配置すると共に、前記第2開口部を介して前記金属棒と前記鋼構造物との導通を図った状態で固定し、
前記第1開口部を鋼板で塞ぐことを特徴とする内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法。 Providing a first opening and a second opening on the side wall of the steel structure;
An anode material in which water retaining fibers are arranged on the outer periphery of a metal rod having a lower potential than the steel structure is arranged from the first opening to the inside of the steel structure, and through the second opening. Fix in a state where conduction between the metal rod and the steel structure is achieved,
An internal corrosion protection method for a steel structure having a space inside, wherein the first opening is closed with a steel plate.
前記鋼構造物の内部に前記陽極材を配置した後、前記圧縮状態を開放し、前記保水性繊維を前記鋼構造物の内壁に接触させることを特徴とする請求項1に記載の内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法。 Before placing the anode material inside the steel structure, leave the outer periphery of the water retention fiber in a compressed state,
2. The space according to claim 1, wherein after the anode material is disposed inside the steel structure, the compressed state is released, and the water retention fiber is brought into contact with an inner wall of the steel structure. A method for internal corrosion protection of steel structures having
前記第1開口部を塞いだ後、前記補強リブを撤去することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の内部に空間を有する鋼構造物の内部防食方法。 The steel structure is cylindrical, and before forming the first opening, a reinforcing rib is applied around the first opening forming part,
The internal corrosion prevention method for a steel structure having a space inside according to any one of claims 1 to 4, wherein the reinforcing rib is removed after the first opening is closed.
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- 2018-05-30 JP JP2018103308A patent/JP6805450B2/en active Active
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