JP3741639B2

JP3741639B2 - 鋼管杭の被覆防食方法

Info

Publication number: JP3741639B2
Application number: JP2001341405A
Authority: JP
Inventors: 定好中村
Original assignee: 株式会社ナカボーテック
Priority date: 2001-11-07
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2006-02-01
Anticipated expiration: 2021-11-07
Also published as: JP2003138591A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、海洋や河川等の厳しい腐食環境に曝露されている鋼管杭の被覆防食方法に関し、特に長期耐久性を有し、メンテナンスを不要とする防食方法で、かつ被覆防食材を固定するためのフランジ又はボルト・ナットを要しないことから、美観的にも配慮された鋼管杭の被覆防食方法に関する。なお、本発明では、鋼管杭のみならず、鋼管矢板にも適用できるものである。以下、鋼管杭というときには、場合によって鋼管矢板も包含する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
港湾等において海底に打設される鋼管杭や鋼管矢板等は、特に飛沫干満帯付近で激しい腐食が生じやすい。このために、このような鋼管杭や鋼管矢板等には防食を施す必要がある。
【０００３】
従来、このような鋼管杭等の被覆防食方法としては、防食材としてペトロラタム系防食材を用い、その保護材としてプラスチック系やチタン製のカバーを取り付ける方法（ペトロラタムライニング工法）やモルタルをプラスチック系の型枠カバーの中に流し込んで防食する方法（モルタルライニング工法）が一般的である（例えば、港湾鋼構造物防食・補修マニュアル（改定版）、（財）沿岸開発技術研究センター等）。
【０００４】
また、このような従来技術では、これらの保護カバーを被防食材に取付ける際には、ボルト・ナットにより固定する場合が多く、従って締結構造といえばフランジ形状のものを保護カバーに取付けてあるものが多かった（例えば、特許２５１１２９６号公報、特公平２−１９２５３号公報）。
【０００５】
一方、フランジ形状のものを持たない保護カバーの取付け方法としては、被防食体にスタットボルト等の治具を溶接等で取付け、その治具に固定する方法が取られている。
【０００６】
従来、この種の被覆防食材は、多様な鋼管杭径に対応させるためには、それぞれ対応する金型を用い、手作業によりガラス繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）積層を繰り返し、所定の厚さと強度を持つ保護カバーを作成する方法が一般的である。
【０００７】
これらの方法は、杭径に合わせた保護カバーを製作できるが、それぞれ対応する金型を用意しなければならず、手作業による積層作業は多くの手間と時間を必要とし、樹脂が硬化するまでは型から外せないことから連続作業ができない。また、締結フランジ部はボルトの締付けにより多大な力が加わるため、保護カバーの他の部分より厚く製作する必要がある。
【０００８】
一方、機械成形材を利用する方法としては、保護材の締結部となるアングル形状のフランジ部と防食部となる板材に分け、両者を結合して被覆防食材を作成する方法が一般的であり、その結合方法としては、熱可塑性樹脂からなる両者の間に電熱線を設け、熱融着する方法（特公昭６１−３２４６８号公報）、両者を接着剤により貼り合わせる方法（実公平３−２２２７３号公報）等がある。また、ポリオレフィン樹脂により被覆防食材を一度に連続機械成形加工する場合もある（特開昭５９−６２１１０号公報）。
【０００９】
しかし、特公昭６１−３２４６８号公報に記載の方法では、製作上の手間が少なく、仕上がりも一定した被覆防食材を作成することができるが、融着されたアングル材と板材の接合端部はボルトによる締付け固定時に締付け力の反動で広がってしまい、経時的にはくさび的に剥離する力が働き、これにより波浪の大きな海洋環境では破損してしまう場合がある。
【００１０】
また、実公平３−２２２７３号公報に記載の方法のように、アングル材と板材を接着剤により接着させ、さらに板材と同材質の板をアングル材の上側にも貼り付ける方法があるが、接着による方法は経時的に接着力が低下することから、長期的な耐久性が劣る。特に海洋環境では波浪や潮流等により繰り返しの応力をアングル部はまともに受け易いため、剥離や脱落の問題を発生する場合が多い。
【００１１】
また、被覆防食材全体を一度に機械成形する場合は、被覆防食材の固定をフランジ形式とすると、厚さが不足するためボルトによる締付け固定が充分にできない。一方、フランジのために板厚を厚くすると、被覆防食材全体が重くなり、取付け作業の作業性が著しく低下し、またコストアップとなる。
【００１２】
これらの被覆防食材は、プラスチック材によるものであるが、チタンによる機械成形品の被覆防食材も用いられる（特公平２−１９２５３号公報等）。この方法によれば、海洋環境において優れた耐食性をもつチタンを使用するため、プラスチック材よりも高強度と耐久性を有する被覆防食材となるが、チタン板のみでフランジ構造を作ると、一般的には板厚が薄いためボルト締めにより曲がってしまう。そこで、フランジ構造を維持するために、成形したアングル材を保護材として取付ける必要がある。
【００１３】
また、紫外線硬化タイプのＦＲＰテープを用い、被覆防食材を作成することもある。これは、フランジを必要としない被覆防食材が可能となるものであるが、紫外線硬化であるため水中では硬化し難く、また大気中においても紫外線が不充分な場所では専用の紫外線照射装置が必要となる。
【００１４】
その他、フランジの形状や保護材の材質を変えたものがあるが、上記した問題を包含する。さらに、水中におけるライニング工法として、不織布に低粘度と高粘度の樹脂を塗布含浸し、ゴムシート等と一体化して鋼材間に展圧し防食する方法もあるが（特公平３−３６９０９号公報）、この方法は２種類の樹脂を含浸したものであり、また鋼管杭に対して被覆層の取りあい部等での防食層を固定する実際的かつ具体的な方法まで言及していない。
【００１５】
また、鋼管矢板については、鋼管間のセクションに保護カバー取り付け用のボルトを取付けるが、セクション間隔が一定しないため、一定の大きさに成形された保護カバーを取付けるには鋼管部にフランジを設け、調整する必要がある。しかし、鋼管矢板のような連続壁体では鋼管杭以上に波浪や潮流の影響を受けるため、出っ張りとなるフランジは破損しやすい。
【００１６】
従って、本発明の目的は、締結フランジ又はボルト・ナットを使用することなく、長期耐久性を有し、かつ保守を必要としない鋼管杭の被覆防食方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは検討の結果、下記に示す鋼管杭の被覆防食方法が上記目的を達成することを知見し、本発明に至った。
【００１８】
本発明は、上記知見に基づきなされたもので、鋼管杭に防食材を塗布し、該防食材をプラスチック製又は金属製保護カバーにより該保護カバーの端部が重ならないように巻き付け、締め付け具によりにより該保護カバーを展圧しながら該防食材を硬化させ、該防食材と該保護カバーにより形成される被覆防食材の両端の突き合わせ部には、湾曲した板状又はチャンネル状の長尺保護カバーの内側に封止材を予め塗布又は含浸しておいたものを展圧固定し、該封止材を硬化させることを特徴とする鋼管杭の被覆防食方法を提供するものである。
【００１９】
また、本発明は、プラスチック製又は金属製保護カバーの内面に防食材を塗布又は含浸して被覆防食材を形成し、該被覆防食材を該防食材を内側にして該保護カバーの端部が重ならないように鋼管杭に巻き付け、締め付け具によりにより該保護カバーを展圧しながら該防食材を硬化させ、該被覆防食材の両端の突き合わせ部には、湾曲した板状又はチャンネル状の長尺保護カバーの内側に封止材を予め塗布又は含浸しておいたものを展圧固定し、該封止材を硬化させることを特徴とする鋼管杭の被覆防食方法を提供するものである。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の鋼管杭の被覆防食方法の実施の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
【００２１】
図１は、本発明の鋼管杭の被覆防食方法の第１実施形態を示し、水中でも硬化する樹脂の硬化前の状態を示す側面図である。図２〜４は、図１のＡ−Ａ部分、Ｂ−Ｂ部分、Ｃ−Ｃ部分のそれぞれ断面図である。また、図５は、水中でも硬化する樹脂の硬化後の状態を示す側面図であり、図６及び７は、図５のＢ−Ｂ部分及びＣ−Ｃ部分のそれぞれ断面図である。
【００２２】
図１〜４に示されるように、鋼管杭１に防食材２を塗布し、該防食材をプラスチック製又は金属製保護カバー３により該保護カバーの端部が重ならないように巻き付けるか、又はプラスチック製又は金属製保護カバー３の内面に防食材２を塗布又は含浸することによって、防食材２と保護カバー３とからなる被覆防食材４が得られる。
【００２３】
本発明において、防食材２としては、水中でも硬化する樹脂（硬化性樹脂）が好ましく挙げられ、具体的にはエポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリサルファイド系樹脂、ポリエステル系樹脂等である。
【００２４】
この硬化性樹脂には、吸水性高分子が含まれることが望ましい。このように吸水性高分子を用いることによって、鋼管杭表面の水分は直ちに吸水性高分子により吸水され、鋼管杭の表面には樹脂接着に支障をきたすほどの水分はなくなり、硬化した樹脂の鋼管杭への接着が容易になされる。このような吸水性高分子としては、ポリアクリル酸塩系、酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体ケン化物、ポリ酢酸ビニル・無水マレイン酸反応物、イソブチレン・マレイン酸共重合体架橋物、ポリエチレンオキシド系、デンプン・アクリル酸グラフト共重合体、ポリビニルアルコール系、ポリビニルＮ−ビニルアセトアミド系等が挙げられ、上記硬化性樹脂１００重量部に対して、１〜２００重量部添加される
【００２５】
また、この硬化性樹脂には、水溶性腐食抑制剤や脱酸素剤が添加されることが好ましく、このような水溶性腐食抑制剤としては正リン酸塩、ポリリン酸塩、亜硝酸塩、安息香酸塩、珪酸塩等が用いられ、脱酸素剤としては亜硝酸ナトリウム、ヒドラジン等が用いられる。
【００２６】
上記防食材２の外周には、保持層（図示せず）が設けられことが望ましく、この保持層により保護カバー３を展圧したときでも防食材が保護され、鋼管杭１表面の隙間の微少な凹凸にも隙間を生じないで被覆できる。このような保持層は不織布、ガラス繊維又は起毛布等から構成される。この保持層は接着剤により保護カバー３に貼付される。
【００２７】
保護カバー３としては、工場で連続的に製作され、鋼管杭に巻き付けられる程度の軟質性をもち、かつ耐食性を有するものが好ましい。このような保護カバーの材料は、プラスチックとしてはポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリプロピレン樹脂、塩化ビニル樹脂等を用いたガラス繊維強化プラスチックが好ましく用いられ、また高強度ポリエチレンも使用可能である。また、金属としては、耐海水性ステンレス鋼やチタンが使用可能である。
【００２８】
また、保護カバー３内周には、緩衝作用を付与すべく発泡ポリエチレン、発泡ポリウレタン等のシート状発泡材が貼り付けられていることが望ましく、厚さは５〜２０ｍｍの間が望ましい。
【００２９】
従って、本発明の被覆防食は、保護カバー３の内周に必要によりシート状発泡材を貼り付け、さらに不織布等からなる保持層を接着剤により貼付し、さらにその内側に設けられた防食材２とによって形成されるのが好ましい実施形態である。また、保護カバー３は、鋼管杭１の径に応じて１枚又は複数枚用いて鋼管杭に巻き付ける。
【００３０】
図１〜４に示されるように、鋼管杭１に防食材２を塗布し、該防食材２を保護カバー３により該保護カバー３の端部が重ならないように巻き付けるか、あるいは保護カバー３の内面に防食材２を塗布又は含浸して被覆防食材４を形成し、該被覆防食材４を該防食材を内側にして該保護カバー３の端部が重ならないように鋼管杭１に巻き付ける。ここでいう端部が重ならないとは、鋼管杭に巻き付ける保護カバーが１枚の時は、その保護カバーの両端部が重ならいことを意味し、保護カバーが複数枚の時は、隣接する保護カバーの端部同士が重ならないことを意味する。
【００３１】
この被覆防食材４の端部相互に、一対のＬ型チャンネル（仮設フランジ）５を取付ける。Ｌ型チャンネル５には適当な間隔で固定用穴６を開けておき、Ｌ型チャンネル５を固定するために、保護カバーと保持層（図示せず）の間に予めネジが切られているプラスチック製プレート７を接着させておく。そして、Ｌ型チャンネル５とプレート７とを固定用穴６を通してネジ１２で固定する。
【００３２】
被覆防食材４の端部間の突き合わせ部には、湾曲した板状又はチャンネル状の長尺保護カバー８に、防食材に用いたのと同様の封止材９、好ましくは硬化性樹脂を予め充分量塗布又は含浸し、フランジ間の隙間にも硬化性樹脂が完全に充填されるように取り付ける。この硬化性樹脂には、上記防食材として用いられる硬化性樹脂と同様に、吸水性高分子や水溶性腐食抑制剤、脱酸素剤が含有又は添加されることが望ましい。
【００３３】
一対のチャンネル５間は、ボルト・ナット１０によって、保護カバー３を引き付けて固定する。さらに保護カバー３の上から適当な間隔、好ましくは５０ｃｍ以内の間隔で、ベルトもしくはゴムバンド等の締め付け具１１により締め付け固定する。但し、鋼管杭径が例えば約５０ｃｍ以下の細い鋼管杭ではこのような締め付け具１１は用いなくてもよい。保護カバー３の外に溢れ出た硬化性樹脂は、硬化する前にウェース等で拭き取っておく。
【００３４】
図５〜７に示されるように、硬化性樹脂が硬化した後、締付け具等を除去する。すなわち、ベルト等の締め付け具１１を外すと共に、Ｌ型チャンネル５を固定していたネジ１２及びボルト・ナット１０を外し、Ｌ型チャンネル５を取り去る。また、保護カバー３のネジ１２が外された固定用穴６は、シーリング材１３を注入し、シーリングする。
【００３５】
図８は、本発明の鋼管杭の被覆防食方法の第２実施形態を示し、鋼管矢板に適用した例の斜視図であり、図１〜７の鋼管杭１に代えて鋼管矢板１４に適用した以外は図１〜７と同様である。また、鋼管矢板１４相互の防食カバーは、スタッドボルト１５により連結固定されている。
【００３６】
本発明では、保護カバーとして、鋼管杭径に合わせた型による積層加工のカバーを用いず、機械による連続生産が可能なものを用いる。また、Ｌ型チャンネルも同様に機械による連続生産が可能なものを用いる。このため、大幅なコストダウンが図れる。さらに、機械による連続生産により模様入りの材料も保護カバーの選択肢に入れられるため、このような保護カバーを用いた場合には、景観に配慮した防食が可能となる。
【００３７】
従来、機械成形した保護カバーを使用した場合には、別途加工したフランジをリベット又は溶着にて取付け、それでボルト・ナットにより締め込んで固定していたが、この場合には上記したような問題が生じる。しかし、本発明の被覆防食方法では、フランジを利用した締付けは硬化性樹脂が硬化する間だけで、通常は１２〜２４時間でフランジを除去することが可能である。また、フランジを用いないで機械成形カバーを使用する場合は、鋼管にスタットボルトを溶接しそれに固定する方法や、カバーの重なり部をリベット又はボルトナットで固定する方法（特開平２−１６１０２０号公報）が行われる。しかし、この方法では円周方向の締付けが十分には得られないため、満足できる被覆防食が達成し難い。
【００３８】
また、従来フランジの固定に用いられるボルト・ナットはＳＵＳ系の金属材料であるが、環境によっては腐食の問題が発生し、長期間の使用にあたってはボルト・ナットの取り替えが余儀なくされるが、本発明の被覆防食方法では、フランジを実質的に用いないことから、このようなことがなく、さらに波浪や水流の影響も少なくなるため、被覆防食の長寿命化が図れる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の被覆防食方法によつて、締結フランジ又はボルト・ナットを使用することなく、長期耐久性を有し、かつ保守が不要である。従って、本発明の被覆防食方法は、港湾等において海底に打設される種々の鋼管杭や鋼管矢板に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の鋼管杭の被覆防食方法の第１実施形態を示し、水中でも硬化する樹脂の硬化前の状態を示す側面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ部分の断面図である。
【図３】図３は、図１のＢ−Ｂ部分の断面図である。
【図４】図４は、図１のＣ−Ｃ部分の断面図である。
【図５】図５は、本発明の鋼管杭の被覆防食方法の第１実施形態を示し、水中でも硬化する樹脂の硬化後の状態を示す側面図である。
【図６】図６は、図５のＢ−Ｂ部分の断面図である。
【図７】図７は、図５のＣ−Ｃ部分の断面図である。
【図８】図８は、本発明の鋼管杭の被覆防食方法の第２実施形態を示し、鋼管矢板に適用した例の斜視図である。
【符号の説明】
１：鋼管杭
２：防食材（硬化性樹脂）
３：保護カバー
４：被覆防食材
５：仮設フランジ（Ｌ型チャンネル）
６：固定用穴
７：プレート
８：板状又はチャネル状長尺保護カバー
９：封止材（硬化性樹脂）
１０：固定用ボルト・ナット
１１：締め付け具
１２：固定ネジ
１３：シーリング材
１４：鋼管矢板
１５：スタッドボルト

Claims

鋼管杭に防食材を塗布し、該防食材をプラスチック製又は金属製保護カバーにより該保護カバーの端部が重ならないように巻き付け、締め付け具によりにより該保護カバーを展圧しながら該防食材を硬化させ、該防食材と該保護カバーにより形成される被覆防食材の両端の突き合わせ部には、湾曲した板状又はチャンネル状の長尺保護カバーの内側に封止材を予め塗布又は含浸しておいたものを展圧固定し、該封止材を硬化させることを特徴とする鋼管杭の被覆防食方法。
プラスチック製又は金属製保護カバーの内面に防食材を塗布又は含浸して被覆防食材を形成し、該被覆防食材を該防食材を内側にして該保護カバーの端部が重ならないように鋼管杭に巻き付け、締め付け具によりにより該保護カバーを展圧しながら該防食材を硬化させ、該被覆防食材の両端の突き合わせ部には、湾曲した板状又はチャンネル状の長尺保護カバーの内側に封止材を予め塗布又は含浸しておいたものを展圧固定し、該封止材を硬化させることを特徴とする鋼管杭の被覆防食方法。
上記防食材及び上記封止材が、水中でも硬化する樹脂である請求項１又は２記載の鋼管杭の被覆防食方法
上記水中でも硬化する樹脂に、吸水性高分子が含まれ、その含有量が、該樹脂１００重量部に対して１〜２００重量部である請求項３に記載の鋼管杭の被覆防食方法。
上記水中でも硬化する樹脂に、水溶性の腐食抑制剤が添加された請求項３又は４に記載の鋼管杭の被覆防食方法。
上記水中でも硬化する樹脂に、脱酸素剤が添加された請求項３〜５のいずれかに記載の鋼管杭の被覆防食方法。
上記保護カバーと上記防食材の間に、シート状発泡材が貼り付けられた請求項１〜６のいずれかに記載の鋼管杭の被覆防食方法。
上記防食材の保持層が上記保護カバー内面に設けられている請求項１〜７のいずれかに記載の鋼管杭の被覆防食方法。