使用56年的铝合金桥梁现状和耐久性

　　1961年6月，在日本兵库县连接芦屋市和有马温泉的芦有道路上修建了一座铝合金桥梁——金庆桥。该桥是日本首座采用焊接和铆接的铝合金桥梁，也是目前日本现存时间最长的铝合金桥梁。桥长20.6 m，跨径20 m，桥面宽7.12～8.16 m，纵向坡度5%，横向坡度1.4%～6%。设4道主纵梁，主纵梁中心间距3×2 020 mm=6 060 mm，梁间设剪刀撑和横梁。钢筋混凝土桥面板厚17 cm，沥青混凝土铺装层厚5 cm，护栏为铝合金制。该桥主要材料为耐腐蚀铝合金（旧标准JIS H 4104A2P7-F，相当于现在的A5083）轧制材料。铝合金构件的连接采用MIG焊接及铆接，容许抗拉强度为88 MPa，抗压强度为83 MPa。

　　桥址位于距有马温泉步行约30 min的六甲山的河谷附近。内陆空气中盐分较少，但由于冬季使用防冻剂，且河谷湿气滞留在桥梁附近，加上桥梁外表接触雨水，所处环境比较恶劣。该桥在工厂涂装了丙烯树脂系涂料，在施工现场外表面又涂装了面漆（邻苯二甲酸树脂系涂料）。为防止异种金属接触腐蚀，在钢剪力键和铝合金主梁上翼缘间插入1 mm厚的锌板，用铝合金铆钉紧固。在铆钉和钢剪力键的接触部位，铆钉头涂装后再进行沥青涂装，现场施工后，沥青涂料厚约3 mm，确保了铝合金主梁上翼缘顶部和混凝土桥面板绝缘。钢制伸缩缝的绝缘也采用了同样的方法，但为方便现场安装，采用镀锌钢螺栓替代铝合金铆钉。支座采用铸铁支座，因此在铝合金主梁翼缘和钢制底板间插入锌板，采用铝合金的平头铆钉及镀锌螺栓固定。

　　桥梁主体结构从建成至今未维修过。近几年，该桥年交通量达803 853辆，通行的大型车辆约占2.6%。为调查该桥的运营状况，从2007年开始，每隔5年调查1次。2017年3月27日进行了外观调查、腐蚀深度测量、附着盐分测量3项调查。调查结果如下：

　　（1）主梁。最外侧的2道主梁的外侧现场涂装的面漆（邻苯二甲酸树脂系涂料）已经没有了，外表面轻微腐蚀，雨水痕迹处散布黑斑状的细小点蚀。内侧面比外表面腐蚀面积大些，腐蚀深度为0.1～0.2 mm，与2007年、2012年的调查结果相差不多。

　　（2）主梁桥面板接触部位。主梁和桥面板的连接部位没有发现异常，没有异种金属接触腐蚀的痕迹。

　　（3）下翼缘。下翼缘下面有白色附着物，有若干腐蚀生成物。焊接部位和周边的热影响部位没有发现异常，这些部位湿气难以停留，因此腐蚀进度相对缓慢。

　　（4）横梁、剪刀撑及连接部位。横梁和剪刀撑发生大面积腐蚀（腐蚀面积5%～25%），焊接部位和铆接部位保持健全状态，没有腐蚀导致的裂缝和变形。剪刀撑腐蚀深度约为0.62 mm，比其它部位腐蚀严重些，但还不影响结构性能。横梁、剪刀撑上易堆积尘埃，腐蚀进度相对快些。

　　（5）钢构件。钢制伸缩缝、钢制支座、钢制排水管腐蚀损伤，芦屋侧桥台混凝土开裂，需要进行更换维修。

　　综合以上可知，铝合金制主梁、腹板、剪刀撑、横梁以及这些构件的连接部位（焊接、铆接部位）虽然有大范围细小的点蚀，但腐蚀深度浅，从2007年到现在腐蚀程度几乎没有加深。另外焊接部位和铆接部位没有腐蚀导致的裂缝和变形。这次调查结果显示，铝合金材料具有很强的长期耐久性。由于钢构件需要定期重新涂装，考虑维修养护成本，铝合金材料比钢材料具有明显的优势。