JP6885577B2

JP6885577B2 - 鋼橋の保全工法

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Publication number: JP6885577B2
Application number: JP2017010515A
Authority: JP
Inventors: 山田　博文; 博文山田; 翔平山田
Original assignee: YAMADAINFRATECHNOS CO.,LTD
Current assignee: YAMADAINFRATECHNOS CO.,LTD
Priority date: 2017-01-24
Filing date: 2017-01-24
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2037-01-24
Also published as: JP2018118338A

Description

本発明は、鋼橋の保全工法に関する。

従来から、新設するものや既設のものに関わらず鋼橋はサビ等の発生を防ぐために、あるいは特に既存の鋼橋においては経年劣化によって腐食が進行した塗装の更新のために、予防保全が施されている。このように予防保全は、サビ等を取り除いたり、古い塗膜を取り除いたりする必要があるため、近年ではブラスト処理（１種ケレン）によってサビや塗膜を除去し、その後、新規の塗装を施すことが行われている。

通常、このようなブラスト処理に用いられている投射材には天然鉱物からなるアルマンダイトガーネットや造鉱物である製鉄スラグ等が用いられている。ところが、このようなアルマンダイトガーネットや製鉄スラグを投射材に用いると、ブラスト処理の際に投射材が破砕してしまい、莫大な廃棄物が発生してしまう。特に古い塗膜にＰＣＢ（ポリ塩化ビフェニル）、あるいは鉛等が使用されている場合には、除去した古い塗膜だけでなくブラスト処理に用いた投射材も含めて特別管理産業廃棄物となり、その処理に多大なコストがかかってしまう。

このような問題に対して、例えば特許文献１には、研掃後の投射材と粉塵等を回収タンクに回収した後、回収タンク内で投射材と粉塵等とを分離、及び分級して粉塵等を捕集し、一方、分離された投射材を再利用する構造物表面の研掃システムが開示されている。

また、上記問題とは別に、鋼橋は、溶接箇所において強度に偏りが発生することがある。ここで、例えば鋼道路橋のような場合には、車が通行したり強い風が吹いたりする際に橋全体がゆれたり振動したりすることによって、強度に偏りが生じた溶接箇所から疲労亀裂が発生する問題が生ずる。このため、補修に莫大な経費がかかっているのが実状である。

また、例えば特許文献２には、鋼構造体の溶接継手に起因する構造的不連続部にプライマーを塗布することによって亀裂の発生を予防する方法が開示されている。

また特許文献３には、溶接継手の端面、及び溶接継手の端部における溶接止端部に超音波ピーニング処理を行う溶接継手の疲労性能向上方法が開示されている。

特開平１１−２０７６２４号公報特開２００６−１０２７３８号公報特開２００６−１４２３６７号公報

しかしながら、上記したような従来構成は、依然として、工期が長引くことが多く、当然コストも莫大なものとなっていた。

そこで本発明は、工期を大幅に短縮でき、これによりコストも大幅に縮小できる鋼橋の保全工法を提供することを目的とする。

本発明は、鋼橋に対して共通投射材を投射してブラスト処理とショットピーニング処理とを同時に行う同時処理工程を含む鋼橋の保全工法であって、前記ブラスト処理は、前記共通投射材を前記鋼橋に対して投射することによって前記鋼橋の表面の素地調整をするものであり、前記ショットピーニング処理は、前記共通投射材を前記鋼橋に対して投射することによって前記鋼橋の表面に圧縮残留応力を与えるものであることを特徴とする鋼橋の保全工法である。

かかる構成にあっては、鋼橋（新設の鋼橋でもよいし既設の鋼橋でもよい。）に前記共通投射材を投射することにより、従来のブラスト処理（１種ケレン）と同様にサビ等を取り除いたり、古い塗膜を取り除いたりする素地調整を行うと同時に、従来のショットピーニング処理と同様に投射部位に圧縮残留応力を与える。このように、従来であればブラスト処理工程及びショットピーニング処理工程の２工程を、各工程で定められた別種の投射材をそれぞれ使って別々に実行するところを、投射材として共通投射材を用いることによって１工程で済ませることができる。これにより工期の大幅な短縮やコストの削減を図ることができる。

また、前記共通投射材が、（ＪＩＳＢ２７１１：２０１３に規定された）コンディションドカットワイヤショットであることが望ましい。

かかる構成とすることにより、前記同時処理工程における素地調整と圧縮残留応力の付与とを効率的に行うことができる。

本発明の鋼橋の保全工法は、工期を大幅に短縮することができ、またコストの削減を図ることもできる。

鋼橋の保全の手順を示すフロー図である。循環式投射装置を説明する概要説明図である。

以下、本発明を具体化した実施例を詳細に説明する。なお、本発明は、下記に示す実施例に限定されることはなく、適宜設計変更が可能である。

図１に示すように、既存の鋼橋の保全（再塗装）手順としては、まず保全の対象となる鋼橋に仮設養生設備を設置する。具体的には、鋼橋に足場を仮設すると共に、外部に粉塵が漏出しないように防塵シートを張設する。また、非塗装部分の養生を行い、ブラスト処理及びショットピーニング処理を同時に行うことのできる共通投射材の投射を行うための装置を設置する事前準備（Ｓ１０１）を行う。

その後、前記鋼橋に塗布されている旧塗料の種類や厚さ、あるいは該鋼橋の状況等を調査（Ｓ１０２）する。そして、調査結果に基づき、使用する投射材（共通投射材）の種類や噴射速度等を決定する。

そして前記Ｓ１０２において決定した共通投射材を用いて、ブラスト処理及びショットピーニング処理の同時処理を行う（Ｓ１０３）。具体的には、前記共通投射材の投射により、前記鋼橋における剥離対象の塗膜等の剥離と素地調整対象の部分の素地調整（ブラスト処理）を行うと同時に、鋼橋の表面に圧縮残留応力を与える（ショットピーニング処理）という同時処理を行う。かかる処理により、ブラスト処理とショットピーニング処理とを同時に行う同時処理工程が構成される。

なお、同時処理によって剥離した塗膜やサビ等、及び使用済みの共通投射材が粉塵として発生するが、前記Ｓ１０１において防塵シートを張設しているため、外部に粉塵が漏出することはなく、粉塵は作業現場に堆積していく。

その後、ブラスト処理及びショットピーニング処理の同時処理を行った素地面の確認を行う（Ｓ１０４）。かかる確認は目視確認のみならず、例えばＩＳＯ８５０１ブラスト写真帳による比較、あるいは表面粗さ測定器による粗さ確認等も含まれる。これによって未剥離の塗膜が残っていないか、あるいは素地面の粗さが規格内であるか、等の確認がなされ、不十分な箇所に対して的確な処理がなされることとなる。例えばブラスト処理を行うことのできない箇所は手工具等を用いて素地調整がなされる。

こうして素地面の確認が済んだ部分に対して最終塗膜を形成するための最終仕上げ塗装を行う（Ｓ１０５）。なお、かかる塗装は、例えば防錆塗装として下塗り塗装、防錆塗装を保護する中塗り塗装、及び最終仕上げ塗装となる上塗り塗装のように複数回にわたって層状に塗装されることが一般的である。

前記塗装が済むと、その確認（Ｓ１０６）が行われる。かかる確認は塗装が乾燥した後の膜厚確認だけでなく、例えば塗装作業中にウェットネスゲージを用いてウェット膜厚の確認等も含まれる。また、このような確認は前記最終仕上げ塗装となる上塗り塗装後のみならず、前記下塗り塗装、及び中塗り塗装時にも行われる。

前記確認によって塗装作業が完了すると、現場の片付けを行う（Ｓ１０７）。具体的には、足場や防塵シート等の回収、及び投射材噴射装置の撤収を行って保全の完了となる。

また、上記手順と共に、粉塵の回収工程を実行する（Ｓ１１０）。具体的には、前記同時処理（Ｓ１０３）で発生した使用済み共通投射材、及び剥離物やサビ等を含む粉塵を分別しつつ回収していく。

なお、回収した使用済み共通投射材は、投射によって破砕されていなければ再利用することができる。再利用可能な共通投射材は、剥離した塗膜やその他の異物と分別することで廃棄物の量を大幅に減少させることができる。

また、前記同時処理で使用される共通投射材は、例えば（ＪＩＳＢ２７１１：２０１３に規定された）コンディションドカットワイヤショットが望ましい。コンディションドカットワイヤショットとしてはいわゆるラウンドカットワイヤが含まれる。

以下、前記共通投射材を噴射することが可能であり、しかも使用済み共通投射材、及び剥離した塗膜等を回収してそれぞれ分別することができる循環式投射装置１を一例として説明する。

図２に示すように、前記循環式投射装置１は、作業対象となる鋼橋Ｋの作業現場αに隣接して設置される装置本体部２を備えている。さらに該装置本体部２は、圧送ホース４を具備し、該圧送ホース４の先端に噴射器３が接続されている。該噴射器３からは共通投射材ｓが噴射される。また、前記装置本体部２は、吸引ホース５を具備し、該吸引ホース５の先端が作業現場αに配置されている。これにより、該吸引ホース５を介して、作業現場αで発生した使用済みで破砕しなかった共通投射材、共通投射材の破砕物、及び剥離した塗膜やサビ等を含む異物からなる粉塵を吸引することができる。なお、粉塵が外部に漏出しないように、図示しない防塵シートが作業現場αには張設され、送風機や集塵装置等も適宜設置される。

また、図２に示すように、前記循環式投射装置１の装置本体部２には、共通投射材ホッパータンク１０が配設されている。さらに詳述すると、該共通投射材ホッパータンク１０は、共通投射材及び使用済み共通投射材を貯留しておく機能を有している。さらに、前記共通投射材ホッパータンク１０には、該共通投射材ホッパータンク１０内に貯留された共通投射材を作業現場αまで圧送するための共通投射材加圧タンク１１が接続されている。

さらに、前記共通投射材加圧タンク１１には、乾燥圧縮空気配管３１を介して乾燥圧縮空気供給手段３０が接続されている。かかる乾燥圧縮空気供給手段３０は、乾燥した圧縮空気を供給するためのエアコンプレッサーとエアドライヤーとで構成されている。

また、前記共通投射材加圧タンク１１には、前記圧送ホース４が接続されている。そして、かかる構成により、前記乾燥圧縮空気供給手段３０から供給された乾燥圧縮空気による空気圧よって共通投射材が該圧送ホース４を介して噴射器３から噴射され、作業対象となる鋼橋Ｋに共通投射材の投射が実行可能となっている。

前記作業現場αに堆積した使用済み共通投射材、破砕物、及び剥離した塗膜等の異物を含む粉塵は、前記吸引ホース５の一端からまとめて吸引される。そして、該吸引ホース５によって吸引された粉塵Ｘは、共通投射材ホッパータンク１０の上方に配された分別室４０内に到達する。

また、前記分別室４０には、ダストホース５１が取り付けられており、該ダストホース５１には、剥離塗膜回収部としてのダスト回収部５０が接続されている。さらに、該ダスト回収部５０には、粉塵吸引手段としての空気吸引装置６０が接続されている。したがって、該空気吸引装置６０の空気吸引力によって、前記粉塵が吸引可能となっている。

上記した構成以外にも、本発明は、適宜設計変更可能である。例えば、噴射器３と吸引ホース５は別体でもよいし、一体型（バキュームブラストタイプ）でもよい。また、分別室４０は、共通投射材ホッパータンク１０の直上に配置する必要はなく、位置は特に限定されない。共通投射材ホッパータンク１０内に連通しつつ共通投射材ホッパータンク１０を気密状態としてもよいし、共通投射材を一時貯留するための専用タンクを配置し、所望のタイミングで共通投射材ホッパータンク１０に共通投射材を供給するようにしてもよい。また、循環式投射装置１内での共通投射材量が規定値よりも少なくなった場合には新品を供給することができるようにしておくことが望ましい。また、装置本体部２は例えば車両上に載置して移動可能としてもよい。また、本発明の保全工法は、鋼橋の再塗装時のみならず新規に架設する鋼橋に対して適用してもよい。かかる構成にあっても、防食性能を向上させることができると共に、工期を大幅に短縮でき、これによりコストも大幅に縮小することができる。

なお、本発明における保全には、新設する際の鋼橋、あるいは既設の鋼橋に対して、腐食を予防するために行われる保全作業が含まれる。また、ブラスト処理は、ＪＩＳＺ０３１２０：２００４「素地調整用ブラスト処理方法通則」において、それぞれ定義されている。具体的には、ブラスト処理とは「処理する鋼材表面に大きな運動エネルギーをもつ研削材を衝突させ、鋼材表面を細かく切削及び打撃することによって、鋼材表面の酸化物又は付着物を除去して鋼材表面を清浄化及び粗面化すること。」である。また、ＪＩＳＢ２７１１：２０１３「ばねのショットピーニング」において、ショットピーニングとは「ばねの表面層に球形に近い硬質粒子を高速度で打ち当てることによって、疲労強度及び耐応力腐食割れ性の向上を図る冷間加工法。表面に圧縮残留応力を与え、その表面を加工硬化させる。」ことである。

Ｋ鋼橋

Claims

鋼橋に対して共通投射材を投射してブラスト処理とショットピーニング処理とを同時に行う同時処理工程を含む鋼橋の保全工法であって、
前記ブラスト処理は、前記共通投射材を前記鋼橋に対して投射することによって前記鋼橋の表面の素地調整をするものであり、
前記ショットピーニング処理は、前記共通投射材を前記鋼橋に対して投射することによって前記鋼橋の表面に圧縮残留応力を与えるものであり、
前記共通投射材が、
ＪＩＳＢ２７１１：２０１３に規定されたコンディションドカットワイヤショットであり、
さらに、
前記ブラスト処理及び前記ショットピーニング処理を同時に行う前記同時処理工程の後に前記鋼橋の表面に最終塗膜を形成するための最終仕上げ塗装を行う工程を含むことを特徴とする鋼橋の保全工法。