1-117 土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月）無塗装耐候性橋梁のさび安定化評価法の改善阪神高速道路公団 ○川上順子＊正会員西岡勉＊＊吉原聡＊＊＊阪神高速道路管理技術センター正会員石崎嘉明奥尾政憲住友金属テクノロジー正会員原修一 1.はじめに阪神高速道路北神戸線北延伸部（神戸市北区有野町唐櫃∼有野）はその鋼桁材料に耐候性鋼材を使用(約 13,200t)し 1)，平成 10 年 4 月の供用開始後 5 年を経過した。当該部は六甲山系北側山間部に位置し，冬期には凍結防止剤が散布される。当公団では維持管理ならびに今後の設計指針に資するため定期追跡調査を実施してきた。当該橋梁におけるこれまでのさび安定化(保護性)評価は，目視外観調査に加え，過去の調査 2) に基づきﾌｪﾛｷｼﾙ試験法を基本としていた。最近の報告 3)を踏まえ，電位法への移行を図るべく，さび厚，外観評価との相関性の良否により両者を比較し，同時に，他機関で実績のあるイオン透過抵抗値評価法とも比較し，その妥当性の検証を行い，さらに電位法評価図の経年変化を考慮した改善案を検討した。表-1 調査対象橋梁および測定箇所 2.追跡調査方法さび安定度測定箇所調査点数 8 東伸部路線と端支点上 4径間連続南北水無橋上り中間支点上 4 立体交差非合成Box桁端横桁 2 端支点上 8 比較的橋脚高 3径間連続南北オドロ第一橋上り中間支点上 4 い非合成Box桁端横桁 2 桁下高さが低端支点上 8 オドロ第二橋下り単純合成I桁南北く，橋台付近法面が迫る端横桁 2 端支点上 8 橋脚が高い中間支点上 4 (40m級)大型橋 4径間連続東西有野五社橋端横桁 2 梁（橋長鋼床版Box桁耳桁 4 323m）鋼床版桁下高さ低 8 松尾崎橋上下単純合成I桁東西く，北側の風端支点上通し悪い端横桁 4 橋梁名調査対象橋梁・調査項目調査対象橋梁および測定箇所，調査項目をそれぞれ表 -1,2 に示す。調査項目中，電位は H12,15 年度，イオン透過抵抗，X 線定量分析は H15 年度のみ実施した。構造形式橋軸方向特徴合計 3.調査結果 3.1 68 表-2 調査項目板厚調査点数 20 10 2 20 10 2 調査項目外観板厚減少さび安定化 24 2 16 8 2 4 6 塩分量詳細項目全体外観接写外観板厚測定ﾌｪﾛｷｼﾙ試験電位法ｲｵﾝ透過抵抗 X線定量分析飛来塩分付着塩分(拭取り法) 付着塩分(さび分析) 24 4 154 ﾌｪﾛｷｼﾙ試験と電位法の比較図-1(左)に示すﾌｪﾛｷｼﾙ試験値とさび厚の増加すな 600 600 500 500 400 400 び厚が増大しているにもかかわらず，値が 0 を示し，さ 300 さび厚 ( μ m) と、L-Flg(上)では明らかにささび厚 (μ m) わち腐食量との相関をみる L-Flg(上) 200 評価を生ずる。これは，さび 100 厚が厚くなる場合の評価には適さないことを意味する。一方,図-1( 右)に示す電位 0 0 300 200 Web びが安定化したとの誤った L-Flg(上) Web 100 1 2 3 0 -400 -300 -200 -100 0 100 200 電位(mV) フェロキシル試験(個数/cm2) さび安定化さび安定化は，ﾌｪﾛｷｼﾙ試験に比べて L-Flg（上）の評価が改善されることがわかった。図-1 さび厚の増加とフェロキシル試験および電位との関係 (○：H12 年度測定値 ●：H15 年度測定値) ｷｰﾜｰﾄﾞ：鋼橋，耐候性鋼，維持管理，凍結防止剤，ﾌｪﾛｷｼﾙ試験，電位，イオン透過抵抗，さび安定化＊神戸管理部調査設計課〒650-0041 神戸市中央区新港町 16-1 TEL:078-331-9801 [email protected] ＊＊工務部設計課 TEL:06-6252-8121 ＊＊＊保全施設部保全技術課 TEL:06-6252-8121 -233- 300 400 1-117 土木学会第59回年次学術講演会（平成16年9月） 3.2 イオン透過抵抗評価と電位法の比較図-2,3 に紀平ら 3)によるイオン透過抵抗評価図(補正)および電位評価図(補正)に平成 15 年度（5 年後）の計測結果をプロットしたものを示す。原図は評点 2(今後要観察さび)領域と評点 3,4(問題のないさび)領域とのさび厚境界を 400μm としているが，5 年程度の比較的早期の評価であるため，領域の境界を半分の 200μm に補正した。プロット数字に示す今回の外観調査による評点と領域とはイオン透過抵抗，電位ともによく一致し，両者の有効性を示していた。しかし，今回のような任意の経過年数での１年分の評価のみでさび安定化評価を行うには、さび安定領域の範囲設定に依存するところが大きい。 100 400 I-4 3 E-4 3 H15年度 5年後のさび判定補正図さび安定化領域 4 H15年度 RST判定補正図 300 200 4443 4 232 2 43 3 3 2 2 4 3333 3 4 2 544445 443 54333 454533335 35 54545 533 3 5 1 2 2 電位(mV) ｲｵﾝ透過抵抗(kΩ) さび安定化領域 10 2 要観察さび領域 5 55 0.1 0 -100 I-1 I-2 3 4 4444 4 3 5 5 44 4453 5335 4 55455434343 55 3 5 5 43433 4 33 3 333 100 55 5 -200 5 I-5 I-3 -300 0.01 0 200 400 600 800 要観察さび領域 2 2 2 33 2 2 22 3 E-1 E-2 2 2 E-5 E-3 -400 1,000 0 200 400 さび厚(μm) 600 800 1,000 さび厚(μm) 図-3 電位評価図と外観評点との対応図-2 イオン透過抵抗評価図と外観評点との対応 4.経年変化を考慮したさび評価図の提案 3.で述べた課題を改善するためには経年変化に着目する必要があると考えられる。3 年間の経年変化を図 -5 のベクトル (ベクトル始点は H12 年度，終点は H15 年度を表す) 図で示した。これにより，Web のさびがほとんど安定域に移行しており，L-Flg のさびは良好なものと要観察すべきものとに分離され，腐食量（さび厚増加量）とほぼ明確に対応した定量的さび安定化評価ができると考えられる。 300 300 E-4 E-4 Web(下，中) H12→H15変化 200 200 L-Flg(上) H12→H15変化電位 mV 電位 mV 100 100 0 0 -100 -200 -100 E-5 E-3 -300 E-2 -200 E-2 E-5 E-3 -400 0 100 200 300 400 0 100 さび厚 μm 200 300 400 500 600 さび厚 μm 図-5．経年変化を考慮した電位・さび厚評価図(左；Web(下，中),右；L-Flg(上)) 参考文献 5.結言 1) 鈴木，水谷，南荘，石崎，徳林：橋梁と基 5 年経過後の北神戸線 5 橋梁調査を基にし，耐候性鋼橋梁さび安定化の定量評価法として，電位法をさび厚および外観と対応付けてﾌｪ礎，99-6,p21-28 2) 阪神高速道路公団・阪神高速道路管理技術ﾛｷｼﾙ試験法，イオン透過抵抗法等と比較し，その妥当性を検討した。センター；耐候性鋼材の橋梁に適用性に関その結果，電位法はイオン透過抵抗法と同等の有効性を示した。さする研究報告書，1996.3 らに，経年変化を考慮した電位評価図の改善方法を提案し，そのさ 3) 紀平，塩谷，幸，中山，竹村，渡辺：土び評価における有効性を報告した。木学会論文集 No745/Ⅰ-65,P77-87,2003.10 -234-