耐候性鋼橋梁の腐食環境と腐食評価

顔写真

氏名
中嶋龍一朗
E-mail
nakajima@akita-nct.ac.jp
職名
助教
学位
助教
所属学会・協会
土木学会
キーワード
構造力学、鋼構造、維持管理工学、耐候性鋼材
技術相談
提供可能技術
・橋梁を対象とした構造解析の分野
・耐候性鋼橋梁の適用性判定

研究内容

耐候性鋼橋梁の腐食予測に関する研究

1.背景
 
耐候性鋼材とは、緻密なさび層により腐食因子の透過を防ぎ、さびの進展を抑制するという特徴を持つ。このため、橋梁の寿命を支配する要因である腐食において、通常の鋼材と比較して、腐食速度を低減することが可能であり、塗料などのメンテナンス費用を大幅に削減できる鋼材である。
 この耐候性鋼材を適用可能な環境の指標として、年平均飛来塩分量による規定がなされている。しかし、桁内の複雑な腐食環境は橋梁が架設されるまで観測することができない。これまでの研究では、二次元的な数値シミュレーションや風洞実験により、桁内各部位の飛来塩分量を推定する試みがなされている。

2.研究目的
 
本研究では、これまで、数値シミュレーションによる飛来塩分量推定による腐食予測の有用性を高めるため、橋軸直角方向と橋軸斜め方向に飛来塩分を含んだ卓越風が吹き付ける2つの橋梁について調査を行った。これにより、部位毎による腐食環境と腐食減耗量の関係とそれぞれの部位毎による相違を明らかにする。

3.調査方法
 
塩分捕集については、ドライガーゼ法を採用し、1か月毎に回収を行った。腐食減耗量調査については、部位毎の腐食消耗量の相違を明確に評価するため、ワッペン式曝露試験片による短期曝露試験を行った。腐食環境については、橋梁桁端の両岸について調査を行った。

4.結果
 
調査の結果、飛来塩分を含んだ卓越風の向きが斜めの場合は、右岸と左岸により飛来する塩分量に違いが生じ、橋梁桁内の観測月毎の平均飛来塩分量の推移は、季節や観測月により変化するが、その傾向は桁の部位によらず、部位間に概ね一定の比率が存在することがわかった。また、橋梁の架設環境ごとに、飛来塩分量と腐食減耗量には関係式が得られることがわかった。
 このことから、橋梁断面のある一部位の飛来塩分量が得られると、桁断面内の比率より、各部位の腐食減耗量が推定可能と考えられる。
 今後の展望としては、架設環境に地域特性があると考えられるため、秋田県内の腐食環境の調査を行う。また、腐食が進行した場合の将来的な桁の板厚量より、耐荷力を評価するシステムの構築について検討を行う。

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