JP3971143B2

JP3971143B2 - 鋼製箱形状構造物内部の防食方法及びその防食構造

Info

Publication number: JP3971143B2
Application number: JP2001279405A
Authority: JP
Inventors: 陽三藤野; 金孫廖; 繁憲松井; 直人原; 勝也北條; 守可串田
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2001-09-14
Filing date: 2001-09-14
Publication date: 2007-09-05
Anticipated expiration: 2021-09-14
Also published as: JP2003089888A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋梁の鋼製箱桁、橋脚あるいはそれらに相似した鋼製箱形状構造物の内部の防食方法及びその防食構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、鋼製箱桁、橋脚内部の腐食は、現場継手部のボルト連結部あるいはハンドホール等の開孔部からの漏水及び内面結露に起因するのが主たるものであり、従来では、これを防ぐために、箱桁内全面、橋脚内全面に塗装を施している。その箱桁内部塗装は、通常の構造用鋼のみならず、耐候性鋼材を使用した鋼製箱桁においても行われており、箱桁内部に塗装を施す場合、塗装コストの発生は当然ながら、場合によっては定期点検などのメンテナンスに基づいた補修塗装が必要となる。
【０００３】
初期の塗装及び補修時の塗装にかぎらず、その塗装コストは橋梁建設（メンテナンス）コストに含まれるため、近年、その橋梁建設コストを低減すべく、橋梁鋼製箱桁内部を無塗装にすると共に、除湿機を内部に設置し、箱桁内部の湿度を制御することにより、鋼製箱桁内面の腐食を防ぐ技術が開発されている。また、除湿機を用いる湿度制御により、橋梁ケーブルの防食を行い、ケーブルラッピングなどのメンテナンス費用を大幅に節約する技術も開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、除湿機を用いる湿度制御は、電源の確保が必要不可欠で、電源の確保ができない箇所では適用できないし、また、除湿機運転費等のランニングコスト、除湿機に対する点検費及び除湿機の耐久年数経過後の設備更新費が必要である。とりわけ、従来の除湿機による防食方法は湿度の制御のみに着目し、大気腐食のもう一つの要因である海塩粒子などの不純物の影響を考慮していない。また、連結部の漏水に起因する腐食に対しての防食効果が不明である。
【０００５】
この発明は、従来技術と比べてより簡便で、かつ低コストで、確実な防食効果を得るようにすることを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、この発明は、まず、結露と水の浸入が大きく腐食に影響することに着目し、その水の浸入を防ぐべく、鋼製箱形状構造物の内部を密閉構造とすることとしたのである。また、密閉構造は、構造物内部への不純物の侵入を阻止する。
【０００７】
つぎに、図７に示すように、湿度及び海塩粒子等の不純物が大気腐食速度に及ぼす総合的影響に注目し、湿度及び不純物の侵入を同時に制御することにより箱状構造物内部鋼の腐食を抑える。例えば、不純物（ＮａＣｌ）付着量を１ｍｇ／ｍ²以下、相対湿度を８０％以下に制御すれば、ＡＣＭ（Atmosphere Corrosion Monitoring）センサで検出できないほど腐食が殆んど発生しないし、例え、相対湿度が一時的に８０％以上になっても結露発生臨界湿度以下であれば、鋼の腐食速度を極低レベルまで抑えることができる。
【０００８】
その湿度の制御には、除湿機の代わりに、半永久的にその除湿機能を継続できる除湿剤を使用する。
【０００９】
上記箱状構造物内部への漏水防止用の密閉構造は、構造物の連結部、ハンドホール、マンホール等の漏水の可能性のある部位にシーリング、溶接密閉等の構造的工夫を施すことで行う。
【００１０】
このような処置を行うことにより、鋼製箱形状構造物内部の腐食の発生及びその進展を抑えることができ、防食コストを低減することが可能となる。また、除湿剤の除湿効果が半永久的であるため、ミニマム・メンテナンスを実現できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の実施形態としては、鋼製箱形状構造物を、その内部を密閉構造とするとともに、その内部に半永久的に除湿機能を継続できる除湿剤を設置し、その除湿により、結露を防止して腐食を抑えるとともに、前記密閉により、構造物内部への不純物侵入と漏水を防止して腐食の発生と進行を抑えるようにした構成を採用し得る。
【００１２】
このとき、上述のように、構造物内部の不純物付着量を１ｍｇ／ｍ²以下、相対湿度を結露発生臨界湿度以下、好ましくは８０％以下に制御するとよい。また、経済的な面及び取扱い性の点から、上記除湿剤はＢ型シリカゲルを使用するとよい。このＢ型のシリカゲルは、図６に示すように、相対湿度が高い時に吸湿し、湿度が低い時に吸湿した水分を放出する性質を持っている。なお、同図中、吸湿率（％）は〔（シリカゲル吸水質量−シリカゲル乾燥質量）／シリカゲル質量〕とした。
【００１３】
上記鋼製箱形状構造物が橋梁の鋼製箱桁の場合には、その連結部においては、上フランジ連結部にシーリング又はその連結部を溶接して水の浸入を防止し、ウエブと下フランジの連結部の隙間にシーリング又はその連結部を溶接して密閉構造とする。また、水抜き部は、水抜きが可能であるとともに、その水抜き後には密閉する構造とするとよい。
【００１４】
さらに、その鋼製箱桁内を区画する端ダイヤフラムのマンホールドア部にシーリングを行うとともに、コーナー部にはスカーラップを設けないか、又は箱桁製作後にそのスカーラップを埋めるとよい。
【００１５】
【実施例】
この実施例は、橋梁の橋桁であって、その橋桁が鋼製箱桁の場合であり、床版１の下面に箱桁１０が構築されている。この箱桁１０は、二本が床版１の長さ方向に並列して設けられ、床版１の下面に添設された上フランジ１１と、その上フランジ１１とウエブ１２を介して連結された下フランジ１３と、内部をその長さ方向に区画する端ダイヤフラム１４と、補強用の横リブ１５、縦リブ１６などから成る。平行する箱桁１０、１０間は横桁２によって連結されている。
【００１６】
除湿剤ａはＢ型シリカゲルを使用し、図２に示す棚２０にそのシリカゲルａの袋包装を適宜に載置し、その棚２０を、図１に示すように、箱桁１０内の適宜個所に設置する。その際、その設置量Ｗは、以下の計算値から得られる量とする。また、その設置個所はできるかぎり均等とする。さらに、除湿剤ａの吸湿効率を上げるため、箱桁１０内の空気との接触面積を増やすことが望ましい。
Ｗ＝Ｖ・Ｈ／〔（Ｃ２−Ｃ１）×１０^-2〕
Ｖ：箱桁内部空間容積（ｍ³）
Ｈ：気象データに基く箱桁設置地域における大気最大絶対湿度（ｇ／ｍ³）
Ｃ１：気象データに基く箱桁設置地域の大気相対湿度月平均の最大値における除湿剤の放出過程の吸湿率（％）
Ｃ２：相対湿度９５％における除湿剤の吸湿過程の吸湿率（％）
なお、Ｃ２は「相対湿度１００％における吸湿率」が好ましいが、データ収集時の信頼性から９５％とした。
【００１７】
箱桁１０連結部の上フランジ１１連結部Ａは、図３に示すように、現場溶接又はシーリングｂを行って、床版１からの漏水を防ぎ、ウエブ１２、下フランジ１３の連結部の隙間も同様にシーリングｂを行って水の浸入を防ぐ。このシーリングｂも現場溶接に代えることができる。図中、１７はウエブ添接板、１８は下フランジ添接板である。
【００１８】
下フランジ１３の適宜個所には水抜き部３０を設ける必要があり、その水抜き部３０は、例えば、図４に示すように排水管３１を設け、この排水管３１の開口にゴム製ダンパー３２を取付け、溜水により、図鎖線のごとく、ダンパー３２が押されて排水し、排水後には、同図実線のごとく、その自重でもってその開口を閉じて密閉とする（復帰する）構造とする。ダンパー３２はばねで常時開口に圧接するようにし得る。ダンパー３２は、鋼板製として開口との接触面にゴム板を添接したものとし得る。
【００１９】
端ダイヤフラム１４においては、図５に示すように、マンホールドア部４１にゴムなどのシーリングｂ’を行うとともに、コーナ部にスカーラップ４２を設けないか、設けた場合には、箱桁製作完了後に溶接などで埋める。また、そのスカーラップ４２を保留しなければならない場合（埋めることができない場合）、その近傍には塗装を行う。マンホールドア部４１の密閉性が確保できない場合も、同様に、その近傍を塗装する。
【００２０】
この実施例の除湿桁１０内と、上記密閉構造をなさず、かつ除湿剤ａを設置しなかった自然桁内との湿度変化及びＡＣＭセンサー出力をそれぞれ図８、図９に示す。これらにより、この実施例のものが防食効果に優れていることが理解できる。
【００２１】
なお、この実施例は上述の構成で十分であるが、ボルト連結部などの水が浸入し易い（恐れのある）個所には、塗装やシーリングを適宜に行って、密閉を完全にすることが好ましい。
【００２２】
上記実施例は、橋桁 (箱桁）の場合であったが、橋脚においても、同様にしてこの発明を採用でき、また、橋梁以外でも、防食を必要とする、いずれの鋼製箱形状構造物においてもこの発明を採用できることは勿論である。また、構造物の箱形状は、四角状に限らず、円形、三角形、丸形などと密閉構造とし得る形状ならば何れでもよい。
【００２３】
【発明の効果】
この発明は、以上のようにしたので、簡便で、かつ低コストで、確実な防食効果を得ることができる。例えば、橋梁の箱桁内部の相対湿度を結露発生臨界湿度以下、箱桁内部の不純物量を１ｍｇ／ｍ²以下に抑えることができ、さらに、連結部からの水の浸入も防止できる。その結果、鋼の腐食速度を極低レベルに抑えることができ、無塗装でも箱桁内部に実質上腐食が発生しない。このため、箱形状構造物内部の塗装を省くことができると共に、既塗装部の塗膜寿命を延ばすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施例を示し、（ａ）は一部切欠概略斜視図、（ｂ）は切断正面図
【図２】同実施例の除湿剤の設置図
【図３】同実施例の要部切断側面図
【図４】同実施例の要部断面図
【図５】同実施例の要部切断正面図
【図６】Ｂ型シリカゲルの吸湿率と相対湿度の関係図
【図７】ＡＣＭセンサの出力（腐食状況）に及ぼす相対湿度と不純物（ＮａＣｌ）の関係図
【図８】Ｂ型シリカゲルによる湿度制御の効果図
【図９】ＡＣＭセンサーの出力図
【符号の説明】
１床版
１０箱桁
１１上フランジ
１２ウエブ
１３下フランジ
１４端ダイヤフラム
１５横リブ
１６縦リブ
２０除湿剤棚
３０水抜き部
３１排水管
３２ダンパー
４１マンホールドア部
４２スカーラップ
ａ除湿剤
ｂ、ｂ’ シーリング

Claims

橋梁における鋼製箱形状構造物の内部を密閉構造とするとともに、その内部に半永久的に除湿機能を継続するＢ型シリカゲル（ａ）を設置し、前記密閉により、構造物内部への塩の侵入と漏水を防止するとともに、前記構造物内部の塩付着量を１ｍｇ／ｍ^２以下とし、前記Ｂ型シリカゲル（ａ）の相対湿度が高い時に吸湿し、湿度が低い時に吸湿した水分を放出する性質による除湿により、前記構造物内部の相対湿度を８０％以下に制御して、結露を防止して腐食の発生と進行を抑えるようにしたことを特徴とする橋梁における鋼製箱形状構造物内部の防食方法。
橋梁における鋼製箱形状構造物の内部を、塩と水の浸入を防止する密閉構造とするとともに、その内部に、除湿により結露を防止して腐食を抑える、半永久的に除湿機能を継続するＢ型シリカゲル（ａ）を設置し、前記密閉により、前記鋼製箱形形状構造物の内部の塩付着量を１ｍｇ／ｍ^２以下とし、前記Ｂ型シリカゲル（ａ）の相対湿度が高い時に吸湿し、湿度が低い時に吸湿した水分を放出する性質による除湿により、前記構造物内部の相対湿度を８０％以下に制御することを特徴とする橋梁における鋼製箱形状構造物の防食構造。