横山　友紀

数値シミュレーションによる橋梁周辺の腐食環境に関する研究

岩崎　英治

近年，低コストで低メンテナンスな耐久性の高い構造物が求められている．鋼材の欠点は腐食することであり，鋼橋の建設には周期的な塗り替えというメンテナンスが避けられなかった．この維持管理にかけられる費用が，鋼橋のライフサイクルコスト(LCC)を押し上げる要因となっている． LCCの低減が重要課題となっている中，耐候性鋼材は無塗装で使用できるために，LCC低減の観点において大変魅力的な鋼材であるといえる．耐候性鋼材は鋼材表面に安定化さび層と呼ばれる暗褐色の緻密で密着性の高いさび層を形成することで，鋼材に水や酸素の透過を防ぎ，腐食作用を抑制する働きをもつ．この安定化さび層の形成には飛来塩分量の影響が大きく，耐候性鋼材の使用には1年間飛来塩分量を測定し，0.05mdd（mg/dm2/day）以内であれば耐候性鋼材を使用してよいとされている．しかし，飛来塩分量は年間を通じて変化するため，測定には多大な労力と時間が必要になる．そのため，離岸距離が十分な地域では調査を省略してよいとされたが，太平洋に面した地域では離岸距離2km以上であるのに対し，北陸以北の日本海に面した地域では離岸距離20km以上となっている．これでは，新潟県内のほとんどの平野部が調査対象地域となってしまう．これが耐候性鋼採用の大きな障害となっているため，飛来塩分量の予測を行うことは重要であり，橋梁周辺環境が飛来塩分に与える影響を明らかにすることは有用であると考える．また，地形の影響により飛来塩分が少なくなることも予想されることから，離岸距離の規定だけでなく，地形や風向きの影響を考慮した飛来塩分量を推定できるようなシステムが構築されていると耐候性橋梁の普及に寄与できるものと考えられる．そこで，新潟県内の複数の地点での昨年度までの飛来塩分調査結果とアメダスによる風向風速データとの関係について再検討を行った．
一方，同じ橋梁内の部位でも風上・風下，桁の内側・外側などによって，腐食状態が異なることから，部位により腐食環境に違いがあることが予想される．そこで，橋梁内の３箇所に，ガーゼ法による飛来塩分捕集器具を取り付けて観測した１年間の飛来塩分の観測結果と，有限要素法による流れ解析による結果の比較検討を行い，数値シミュレーションによる腐食環境の評価の可能性について検討を行った．