JP5546523B2

JP5546523B2 - 鋼管杭の防食施工方法

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Publication number: JP5546523B2
Application number: JP2011266672A
Authority: JP
Inventors: 義行川瀬; 宏司坂本; 敏男椿; 広之齊所; 秀樹高石
Original assignee: 日鉄住金防蝕株式会社
Priority date: 2011-12-06
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2014-07-09
Anticipated expiration: 2031-12-06
Also published as: JP2013119704A

Description

本発明は、桟橋等の海洋構造物に用いられている鋼管杭の、飛沫帯、干満帯の腐食を防止するための防食施工方法に関し、特に、桟橋等の海洋構造物に用いられている鋼管杭の耐久性の長期化を図ることができる防食施工方法に関する。

海洋構造物の鋼管杭の飛沫帯や干満帯は腐食の進行が早いため、表面に防食テープを巻き、またはさらに合成樹脂等の保護シートで被覆する防食施工が行われている。
このような防食施工に関連して、例えば、特許文献１には、保護カバーを、ペトロラタム系防錆層が形成された鋼管杭または鋼管杭上の防食材周囲に巻き回し締め付け固定する鋼管杭の保護カバー取付構造が記載されており、特許文献１の保護カバー取付構造では、保護カバーの重ね合わせ部の外側端部が剛性高く構成され、重ね合わせ部に貫通させて端部を拡張させた係止具によって密着させられ鋼管杭に締め付け固定されている。

また、例えば、特許文献２には、鋼管杭にペトロラタム系の防食材を塗布又は貼り付け、防食材をプラスチック製又は金属製保護カバーにより保護カバーの端部がラップするようにラップ部を形成して巻き付け、締付け具により保護カバーを展圧しながら、ラップ部を固定具で仮止めした後、ラップ部に、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、封止材を硬化させる鋼管杭の被覆防食方法が記載されている。

特開２００５−１１３４７２号公報特開２００３−１３８５９２号公報

上述の特許文献１の記載の鋼管杭の保護カバー取付構造、特許文献２に記載の鋼管杭の被覆防食方法のように、桟橋等の海洋構造物に用いられている鋼管杭の防食方法は従来からあるものの、波浪により保護カバーが変形し、海水が浸入して、ペロトラタム系の防錆層（防食材）と海水とが接触することにより防錆層が摩耗（劣化）する。このように、海水との接触を長期に亘って回避することができないため、長期にわたり安定した防食性能を発揮することができないという問題点がある。

本発明者は鋭意検討し、上記課題を解決する方法を見出し、本発明を完成させた。
本発明は次の（１）〜（４）である。
（１）海洋構造物の鋼管杭の飛沫帯・干満帯の外周面に、防錆層、遮水層、プラスチック層および保護層を含む防食層を形成して防食する防食施工方法であって、前記鋼管杭の外周面に防錆層を密着させて形成する防錆層形成工程と、前記防錆層の外周面に遮水層を密着させて形成する遮水層形成工程と、前記遮水層の外周側に、前記鋼管杭の長手方向に所定の距離をあけて１対の帯状の厚肉部を設け、前記厚肉部を覆うように本体部を設けてプラスチック層を形成するプラスチック層形成工程と、前記プラスチック層の外周側に、前記プラスチック層の前記本体部を圧縮させつつ、保護層を形成する保護層形成工程とを備える防食施工方法。
（２）前記プラスチック層の前記厚肉部および前記本体部は、発泡部材で構成されており、前記厚肉部は前記本体部よりも発泡倍率が大きい上記（１）に記載の防食施工方法。
（３）前記厚肉部は、発泡倍率が３５０％〜７００％であり、前記本体部は、発泡倍率が２５０〜４００％である、上記（１）または（２）に記載の防食施工方法。
（４）前記プラスチック層の前記本体部は、厚さが３〜１５ｍｍであり、前記厚肉部は厚さが２ｍｍ以下である、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の防食施工方法。

本発明によれば、遮水層を設け、この遮水層上に形成されるプラスチック層に帯状の厚肉部を設けることにより、プラスチック層と遮水層との密着性を高くすることができ、防錆層と海水との接触を長期に亘って回避することができる。これにより、耐久性の長期化を図ることができる防食施工方法を提供することができる。

海洋構造物の鋼管杭の飛沫帯・干満帯に、本発明の防食施工方法を施した状態を示す概略図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。図１の要部断面図である。プラスチック層の構成を示す概略断面図である。（ａ）および（ｂ）は、防食施工方法の工程の一部を示す概略断面図である。実施例に用いた配置モデルを示す概略断面図である。保護層形成後のプラスチック層と遮水層との密着状態の例を示す概略断面図である。保護層形成後のプラスチック層と遮水層との密着状態の例を示す別の概略断面図である。保護層形成後のプラスチック層と遮水層との密着状態の例を示すさらに別の概略断面図である。

本発明について説明する。
本発明は、海洋構造物の鋼管杭の飛沫帯・干満帯の外周面に、防錆層、遮水層、プラスチック層および保護層を含む防食層を形成して防食する防食施工方法であって、前記鋼管杭の外周面に防錆層を密着させて形成する防錆層形成工程と、前記防錆層の外周面に遮水層を密着させて形成する遮水層形成工程と、前記遮水層の外周側に、前記鋼管杭の長手方向に所定の距離をあけて１対の帯状の厚肉部を設け、前記厚肉部を覆うように本体部を設けてプラスチック層を形成するプラスチック層形成工程と、前記プラスチック層の外周側に、前記プラスチック層の前記本体部を圧縮させつつ、保護層を形成する保護層形成工程とを備える防食施工方法である。
このような本発明によれば、防錆層と海水との接触を長期に亘って回避することができ、耐久性の長期化を図ることができる。

本発明の防食施工方法を施した後の鋼管杭（防食被覆体）の具体例を図１〜図４を用いて説明する。
図１は、海洋構造物の鋼管杭の飛沫帯・干満帯に、本発明の防食施工方法を施した状態を示す概略図であり、図２は、図１におけるＡ−Ａ線断面図であり、図３は、図１の要部断面図であり、図４は、プラスチック層の構成を示す概略断面図である。なお、後述する図５以降も含め、各図における各部分の大きさ等は、実際とは異なる場合がある。

図１、図３に示すように、鋼管杭１の外周面であって受け台３０の上に防食層１０が設置されている。この受け台３０は、防食層１０のずれを止めるためのものであり、断面略Ｌ字形状をしており、通常、鋼管杭１の干満帯よりも下方に設けられる。そして、受け台３０の端部に防食層１０との隙間を覆うようにシール部３２が形成されている。また、防食層１０の上側端部にもシール部３２が形成されている。シール部３２は、例えば、エポキシ樹脂が用いられる。鋼管杭１の直径は、例えば、１００〜１０，０００ｍｍであり、１，８００〜１０，０００ｍｍであってもよい。

図２および図４に示すように、鋼管杭１の外周面に密着するように防錆層３が形成されている。防錆層３の外周面に密着するように遮水層４が形成されている。この遮水層４の外周面に密着するようにプラスチック層５が形成されており、その外周面に密着するように保護層７が形成されている。防食層１０は、防錆層３、遮水層４、プラスチック層５および保護層７により構成される。
遮水層４は、防錆層３と海水との接触を抑制するためのものであり、例えば、厚さ１００μｍ程度のプラスチックシートである。

プラスチック層５は、図４に示すように、本体部５０と、本体部５０の両端部に設けられる帯状の厚肉部５２とを有し、プラスチック層５は端部が厚肉化されている。そして、厚肉部５２が遮水層４の側に配置される。なお、図４の上下方向が鋼管杭１の長手方向に相当する。
本体部５０と厚肉部５２は、発泡部材で構成されており、厚肉部５２は本体部５０よりも発泡倍率が大きいことが好ましい。プラスチック層５の遮水層４に対する密着性が向上するからである。発泡部材としては、特に限定されるものではないが、例えば、連続発泡ポリエチレンシートが用いられる。

ここで、発泡倍率とは、発泡がない状態の体積を１００％とし、この発泡がない状態の体積に対する、発泡を含む状態の体積の比率で規定されるものである。このため、例えば、発泡倍率が２００％とは、発泡がない状態と同じ体積分の空気が入っている状態のことである。なお、発泡倍率が大きい程、縮ませることができる。発泡倍率が小さ過ぎる場合には、鋼材の凹凸（溶接ビード等）により生じる遮水層４の凹凸に対して追従し難くなり、十分な密着性が得られない。一方、発泡倍率が大き過ぎる場合、プラスチック層４の反発力がなくなり、遮水層４を押さえにくくなり、遮水層４による防錆層３のシール性が低下する恐れがある。

本体部５０は発泡倍率が２５０〜４００％であることが好ましく、この場合、厚肉部５２は発泡倍率が３５０％〜７００％であることが好ましい。これにより、厚肉部５２と遮水層４との密着性をより高めることができ、防錆層３への海水の浸入をより抑制することができる。なお、厚肉部５２の発泡倍率は、好ましくは４００％〜６００％である。

図４に示す本体部５０の厚さＴは、例えば、３〜１５ｍｍであることが好ましく、４〜８ｍｍであることが好ましく、６ｍｍ程度であることがさらに好ましい。また、厚肉部５２の厚さｔは２ｍｍ以下であることが好ましい。これにより、厚肉部５２と遮水層４との密着性をさらに一層高めることができ、防錆層３への海水の浸入をさらに一層抑制することができる。厚肉部５２の厚さは、好ましくは、１〜２ｍｍである。
なお、厚肉部５２の厚さが０．５〜１．５ｍｍのとき、厚肉部５２の発泡倍率は３５０％〜４５０％であることが好ましい。また、厚肉部５２の厚さが１．５〜２ｍｍのとき、厚肉部５２の発泡倍率は５５０％〜６５０％であることが好ましい。

保護層７は、防錆層３、遮水層４およびプラスチック層５を波浪等から保護する機能を有し、かつプラスチック層５を内側（鋼管杭１側）へ向かって圧縮するとともに、加圧した状態を保持する機能を有するものである。図２に示すように、保護層７は、薄板７０の両端部に主面に垂直な方向にフランジ部７２が形成されており、このフランジ部７２には鋼管杭１の長手方向に所定の間隔をあけて、図示しない複数の穴が形成されている。この穴にボルト２０を通し、ボルト２０にナット２２を螺合させて締め付けることにより、プラスチック層５を圧縮するとともに、その状態を維持しつつ保護層７を設けている。
なお、フランジ部７２において、ボルト２０、ナット２２を設ける位置および数は、特に限定されるものではない。また、図２には保護層７を、鋼管杭１の外周において１個所で止める構成を示したが、これに限定されるものではなく、複数であってもよい。
保護層７は、フランジ部７２を設ける構成としたが、上述の機能を発揮することができれば、その構成は、特にこれに限定されるものではなく、例えば、特開平９−３０２７０１号公報に開示のサヤ管タイプのものであってよく、特開２００５−１１３４７２号公報、特開２００３−１３８５９２号公報に開示されているものであってもよい。なお、フランジ部７２は、折り曲げて形成してもよく、また接合して形成してもよい。

本発明の防錆層形成工程について説明する。
本発明の防錆層形成工程では、鋼管杭１の外周面に密着するように防錆層３を形成する。
防錆層３は、特に限定されず、例えば、従来公知のものを用いることができる。例えば、市販の防錆剤（ペトロラタム、酸化重合樹脂、エポキシ樹脂など）を含浸した帯状の布を用いることができ、これを鋼管杭の外周面に巻き付けることで防錆層を形成することができる。また、例えば、ペトロラタムシートの表面にペトロラタムペーストを塗り、ペトロラタムペーストが内側になるように、ペトロラタムシートを鋼管杭の表面に張り付けることで防食層３を形成することができる。
防錆層３の形成に先だって、例えば、鋼管杭の表面付着物を除去し、スクレーパやワイヤブラシ、機械ブラシ、グラインダーのような手工具および動力工具（例えば、オートジゼル、エアーグラインダー、サンドブラスト）等で素地調整することが好ましい。

本発明の遮水層形成工程について説明する。
本発明の遮水層形成工程では、例えば、プラスチックシートを防錆層３の外周面に密着するように巻きつけて遮水層４を形成する。この遮水層４により、防錆層３と海水との接触が抑制される。

本発明のプラスチック層形成工程について説明する。
本発明のプラスチック層形成工程では、遮水層４の外周側に、鋼管杭１の長手方向に所定の距離をあけて１対の帯状の厚肉部５２を配置し、厚肉部５２を覆うように、板状の本体部５０を設けてプラスチック層５を形成する。このようにして、図４に示すプラスチック層５が形成される。

本発明の保護層形成工程について説明する。
本発明の保護層形成工程では、プラスチック層５の外周側に、プラスチック層５の本体部５０を圧縮させつつ、保護層７を形成する。
具体的には、図５（ａ）に示すように、プラスチック層５の本体部５０の外周面に保護層７となる薄板７０を配置する。このとき、本体部５０の厚さはＴである。次に、薄板７０を、図２に示すようにボルト２０、ナット２２を螺合して本体部５０を締め付け、本体部５０を圧縮しつつ、保護層７を形成する。この場合、図５（ｂ）に示すように、本体部５０を締め付け厚さがＴｃとなるまで圧縮するとともに、保護層７によってプラスチック層５を内側へ向かって加圧した状態を保持する。プラスチック層５は、上述のように本体部５０よりも厚肉部５２の方が発泡倍率が高く、遮水層４に追従性よく密着する。
なお、保護層７による本体部５０の圧縮の程度は、本体部５０の厚さの比率Ｔｃ／Ｔで、５０％〜８０％が好ましい。

保護層７として用いる薄板７０は、耐食性金属からなることが好ましい。耐食性金属の種類は特に限定されない。例えば、耐食性金属として、チタン、チタン合金、ステンレスが挙げられ、チタンまたはチタン合金であることが好ましい。これ以外にも、前述の薄板７０として、ＦＲＰ、ＰＥ（ポリエチレン）を用いることができる。
保護層７に用いられる薄板の板厚も特に限定されないが０．３〜３．０ｍｍが好ましく、０．６〜１．５ｍｍがより好ましく、０．６〜１．０ｍｍがさらに好ましい。軽量であり施工時の取扱いが容易だからである。
薄板の周方向の長さも特に限定されないが１，０００〜３，０００ｍｍが好ましく、１，５００〜２，５００ｍｍがより好ましい。
また、薄板は周方向や鋼管杭の縦方向に２以上を接合したものであってもよい。

本発明においては、防錆層３上に遮水層４を設け、厚肉部５２を有するプラスチック層５を遮水層４上に設けることにより、厚肉部５２と遮水層４との密着性を高めることができ、波の影響で図１に示すシール部３２が壊れても、遮水層４を厚肉部５２が抑え込んでいるので、遮水層４の機能（防錆層３との海水の接触の抑制）を維持し、防錆層３と海水との接触を長期に亘って抑制することができる。これにより、耐久性の長期化を図ることができる。

本発明はこのように構成されるものであることが好ましい。ただし、本発明は上記実施形態に限定されない。

海洋構造物の鋼管杭の外周面に、本発明の防食施工方法を施し、その密着状態を評価した。以下に具体的に説明する。
本実施例では、図６に示すプラスチック層５の配置モデル１００を用いた。なお、図６に示す配置モデル１００は、図２に示す保護層１０と同様の配置構成とした。このため、その詳細な説明は省略する。
なお、本実施例では、プラスチック層５の本体部５０の厚さＴを６ｍｍとした。厚肉部５２については、厚さを１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍとし、さらに各厚さにおいて発泡倍率を変えたものを用いた。また、本体部５０の発泡倍率は３００％である。
保護層７により、圧縮後の厚さＴｃが３〜５ｍｍとなるように保護層７の形成時にプラスチック層５の本体部５０を加圧して圧縮した。
保護層７形成後のプラスチック層５と遮水層４との密着状態を評価した。その結果を第１表の試験結果の欄に示す。

なお、第１表に示す「シール状態」の欄の「加圧、シール良好」とは図７に示す状態のことであり、本体部５０よりも厚肉部５２の方が遮水層４への面圧が高い状態である。「本体際で隙間発生」とは図８に示す状態のことであり、本体部５０と厚肉部５２との接触部分に隙間４０が生じている状態である。「加圧不足、シール不良」とは図９に示す状態のことであり、本体部５０の方が厚肉部５２よりも遮水層４への面圧が高く、プラスチック層５と遮水層４との界面Ｂの加圧が不足している状態である。

第１表に示すように、厚さが１ｍｍでは発泡倍率が４００％であるとき、厚さが２ｍｍでは発泡倍率が６００％であるとき、シールが良好な状態であった。

１鋼管杭
３防錆層
４遮水層
５プラスチック層
７保護層
１０防食層
３０受け台
３２シール
５０本体部
５２厚肉部
７０薄板
７２フランジ部

Claims

海洋構造物の鋼管杭の飛沫帯・干満帯の外周面に、防錆層、遮水層、プラスチック層および保護層を含む防食層を形成して防食する防食施工方法であって、
前記鋼管杭の外周面に防錆層を密着させて形成する防錆層形成工程と、
前記防錆層の外周面に遮水層を密着させて形成する遮水層形成工程と、
前記遮水層の外周側に、前記鋼管杭の長手方向に所定の距離をあけて１対の帯状の厚肉部を設け、前記厚肉部を覆うように本体部を設けてプラスチック層を形成するプラスチック層形成工程と、
前記プラスチック層の外周側に、前記プラスチック層の前記本体部を圧縮させつつ、保護層を形成する保護層形成工程とを備える防食施工方法。
前記プラスチック層の前記厚肉部および前記本体部は、発泡部材で構成されており、
前記厚肉部は前記本体部よりも発泡倍率が大きい請求項１に記載の防食施工法。
前記厚肉部は、発泡倍率が３５０％〜７００％であり、前記本体部は、発泡倍率が２５０〜４００％である請求項１または２に記載の防食施工法。
前記プラスチック層の前記本体部は、厚さが３〜１５ｍｍであり、前記厚肉部は厚さが２ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の防食施工方法。