(57)【要約】      （修正有）【課題】耐食性、密着性、寸法精度、耐アルカリ性に優れる橋梁部材および橋梁部材の製造方法を提供する。【解決手段】橋梁部材としてのゴム支承は、橋桁側に取り付けられる上部取付板と、橋脚側に取り付けられる下部取付板と、上部取付板および下部取付板の間に配置されたゴム積層体と、を備える。上部取付板および下部取付板が防錆金具５０からなる。防錆金具５０は、鋼材５２の面上に亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む金属保護層５４を有し、金属保護層５４の面上に無機成分がケイ素である有機無機複合材料を含む複合材保護層５６を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼材の面上に、亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む金属保護層を有し、前記金属保護層の面上に、無機成分がケイ素である有機無機複合材料を含む複合材保護層を有する防錆金具を備えることを特徴とする橋梁部材。
【請求項２】
前記鋼材が、鋼板であることを特徴とする請求項１に記載の橋梁部材。
【請求項３】
前記防錆金具に対し、ゴム製部材または鋼製部材が積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載の橋梁部材。
【請求項４】
前記ゴム製部材または鋼製部材は、前記防錆金具の前記金属保護層に接して配置されており、前記金属保護層における前記ゴム製部材または鋼製部材が接していない面上に、前記複合材保護層を有することを特徴とする請求項３に記載の橋梁部材。
【請求項５】
前記ゴム製部材または鋼製部材は、前記防錆金具の前記複合材保護層に接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の橋梁部材。
【請求項６】
前記ゴム製部材または鋼製部材は、前記防錆金具に締結部材で固定されることを特徴とする請求項１から５いずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項７】
前記金属保護層と前記複合材保護層の間に、シリカ系無機材料を含む無機材保護層を有することを特徴とする請求項１から６いずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項８】
前記複合材保護層が前記金属保護層に接しており、該複合材保護層にクロムを含むことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項９】
前記無機材保護層が前記金属保護層に接しており、該無機材保護層にクロムを含むことを特徴とする請求項７に記載の橋梁部材。
【請求項１０】
前記複合材保護層の有機成分が、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂から選択された１種または２種以上を含むことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項１１】
前記複合材保護層の有機成分が、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の両方を含むことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項１２】
前記金属保護層が、溶融亜鉛めっきからなることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項１３】
前記複合材保護層の厚みが、３〜３０μｍの範囲内であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項１４】
前記複合材保護層におけるケイ素の量が、前記複合材保護層の全体量に対し、２０〜６０質量％の範囲内であることを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項１５】
支承である、請求項１から１４のいずれか１項に記載の橋梁部材。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の橋梁部材の製造方法であって、
ゾル−ゲル法によって前記複合材保護層を形成することを特徴とする橋梁部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁部材および橋梁部材の製造方法に関し、さらに詳しくは、橋梁における上部構造と下部構造の間に設置される支承などの橋梁部材およびその橋梁部材の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁は、橋桁が橋脚に支持されてなるものである。橋梁では、支承を介して橋桁が橋脚に支持されている。例えばゴム支承は、特許文献１に記載されるように、上部構造である橋桁に定着される上部ベースプレートと、下部構造である橋脚に定着される下部ベースプレートと、上部ベースプレートと下部ベースプレートの間に配置される積層ゴムと、を備えている。
【０００３】
上部ベースプレートおよび下部ベースプレートは鋼製であり、上部構造から漏水の影響を受けると、腐食による劣化が生じるおそれがある。このため、各プレートに対しては、耐食性を持たせるための処理が施されている。特許文献１では、鋼製の各プレートの表面に溶融亜鉛−アルミニウム合金めっきが施された上で、そのめっきの表面に合成樹脂のコーティングを施すことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８３６１６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、めっきの表面に合成樹脂のコーティングを施すことから、耐食性やめっきとの密着性の点で不十分である。十分な耐食性を確保するためや粉体から溶融させることにより膜を形成するためには膜厚が２００μｍ以上と厚くなりすぎるため、寸法精度が悪くなる。
【０００６】
このほかに、鋼製部材に耐食性を持たせるための処理としては、例えばジオメット処理（ジオメットは登録商標）が知られている。ジオメットの被膜は、層状に重なった金属フレークが無機バインダーにより結合されているものからなる。しかしながら、ジオメットの被膜は耐アルカリ性が低いため、コンクリートとの接触が想定される支承などの橋梁部材には適さず、劣化のおそれがある。
【０００７】
本発明が解決しようとする課題は、耐食性、密着性、寸法精度、耐アルカリ性に優れる橋梁部材および橋梁部材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため本発明に係る橋梁部材は、鋼材の面上に、亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む金属保護層を有し、前記金属保護層の面上に、無機成分がケイ素である有機無機複合材料を含む複合材保護層を有する防錆金具を備えることを要旨とするものである。
【０００９】
前記鋼材は、鋼板であってもよい。前記防錆金具に対し、ゴム製部材または鋼製部材が積層されていてもよい。前記ゴム製部材または鋼製部材は、前記防錆金具の前記金属保護層に接して配置されており、前記金属保護層における前記ゴム製部材または鋼製部材が接していない面上に、前記複合材保護層を有していてもよい。前記ゴム製部材または鋼製部材は、前記防錆金具の前記複合材保護層に接して配置されていてもよい。前記ゴム製部材または鋼製部材は、前記防錆金具に締結部材で固定されていてもよい。
【００１０】
前記金属保護層と前記複合材保護層の間には、シリカ系無機材料を含む無機材保護層を有していてもよい。前記複合材保護層は、前記金属保護層に接していてもよい。この場合、該複合材保護層にクロムを含むことが好ましい。前記無機材保護層は、前記金属保護層に接していてもよい。この場合、該無機材保護層にクロムを含むことが好ましい。前記複合材保護層の有機成分は、アクリル樹脂およびエポキシ樹脂から選択された１種または２種以上を含むことが好ましい。前記複合材保護層の有機成分は、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の両方を含むことがより好ましい。前記金属保護層は、溶融亜鉛めっきからなることが好ましい。前記複合材保護層の厚みは、３〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。前記複合材保護層におけるケイ素の量は、前記複合材保護層の全体量に対し、２０〜６０質量％の範囲内であることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る橋梁部材は、支承として好適である。
【００１２】
本発明に係る橋梁部材の製造方法は、ゾル−ゲル法によって前記複合材保護層を形成することを要旨とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る橋梁部材によれば、鋼材の面上に亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む金属保護層を有し、その金属保護層の面上に無機成分がケイ素である有機無機複合材料を含む複合材保護層を有する防錆金具を備えることから、耐食性、密着性、寸法精度、耐アルカリ性に優れる。
【００１４】
この際、金属保護層と複合材保護層の間にシリカ系無機材料を含む無機材保護層を有していると、複合材保護層よりも緻密な層であることから、より一層、耐食性に優れる。また、より一層、金属保護層との密着性に優れる。そして、金属保護層に接する層（複合材保護層または無機材保護層）にクロムを含むと、より一層、金属保護層との密着性に優れる。そして、複合材保護層の有機成分がアクリル樹脂およびエポキシ樹脂から選択された１種または２種以上を含むと、より一層、耐アルカリ性に優れる。複合材保護層の有機成分がアクリル樹脂とエポキシ樹脂の両方を含むと、特に耐アルカリ性に優れる。そして、金属保護層が溶融亜鉛めっきからなると、鋼材（母材）との密着性、耐食性、犠牲防食効果、大型部材への施工性に優れる。また、溶射で得られたものよりも耐アルカリ性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る支承の一部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る防錆金具の断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態に係る防錆金具の断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る支承であり、橋軸方向に沿った方向の断面図である。
【図５】図４と同じ本発明の他の実施形態に係る支承であり、橋軸方向と直交する方向に沿った方向の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る橋梁部材について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る橋梁部材としての支承の一部断面図である。図２は、本発明の一実施形態に係る防錆金具の断面図である。
【００１７】
橋梁は、主桁（橋桁）あるいは主構（上部構造）が橋台あるいは橋脚（下部構造）に支持されてなるものである。橋梁では、一般的に、温度変化などによる上部構造の伸縮の吸収や耐震性の向上を目的として、上部構造と下部構造を剛接合せず、変形を吸収する部材としての支承を介して上部構造が下部構造に支持される。支承は、上部構造の変形（回転・伸縮等）を吸収し、上部構造の荷重を下部構造に伝達する。本発明に係る橋梁部材は、支承の他、橋梁に適用される部材全般において、本発明に係る防錆金具を備えた部材からなる。より具体的には、本発明に係る橋梁部材としては、支承、ダンパー、伸縮装置、排水装置、落橋防止構造、横変位拘束構造などが挙げられる。
【００１８】
本発明に係る橋梁部材としての一実施形態に係る支承はゴム支承であり、橋桁（上部構造）と橋脚（下部構造）の間に設置される。図１に示すように、ゴム支承１０は、橋桁側に取り付けられる上部取付板１２と、橋脚側に取り付けられる下部取付板１４と、上部取付板１２および下部取付板１４の間に配置されたゴム積層体１６と、を備える。上部取付板１２は、アンカーボルト１８を用いて橋桁に取り付けられる上側プレート２０の下面に、ボルト２２で固定される。下部取付板１４は、アンカーボルト２４を用いて橋脚に取り付けられる下側プレート２６の上面に、ボルト２８で固定される。
【００１９】
ゴム積層体１６は、硬質材からなる硬質層３０とゴム材からなるゴム層３２とが交互に積層されてなるゴムブロック体であり、積層方向の両端にはそれぞれ上端硬質層３０ａおよび下端硬質層３０ｂが配置されている。各硬質層３０および各ゴム層３２の外周には各ゴム層３２とつながる被覆ゴム３４が配置されている。ゴム積層体１６は、成形型内に複数の硬質材を積層方向に間隔をあけて平行に並べ、成形型内にゴム材を注型し、ゴム材を加硫成形することにより、形成することができる。ゴム積層体１６は、硬質材（各硬質層３０）とゴム材（各ゴム層３２および被覆ゴム３４）とが一体となっている。
【００２０】
硬質材は、一般的なゴム支承において用いられる金属や硬質プラスチックなどからなり、硬質層３０は、耐圧縮性に優れたもの、例えば鋼板などの金属板や硬質プラスチック板などから構成される。ゴム材は、一般的なゴム支承において用いられるゴム材料、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、ブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴムなどのジエン系合成ゴムなどが好適に用いられる。ゴム材料は、これらのうちの１種または２種以上あるいは他のゴムとともに適宜用いることができる。ゴム材料には、適宜ゴム用配合剤を配合することができる。ゴム用配合剤としては、加硫剤、加硫促進剤、加硫促進助剤、カーボンブラック等の補強剤、オイル等の軟化剤、可塑剤、老化防止剤、アスファルト、ワックス、安定剤、難燃剤などが挙げられる。
【００２１】
上部取付板１２にはゴム積層体１６の上端硬質層３０ａが接しており、上端硬質層３０ａが上部取付板１２とボルト３６によって接合されることでゴム積層体１６の上部に上部取付板１２が固定されている。また、下部取付板１４にはゴム積層体１６の下端硬質層３０ｂが接しており、下端硬質層３０ｂが下部取付板１４とボルト３８によって接合されることでゴム積層体１６の下部に下部取付板１４が固定されている。上端硬質層３０ａと上部取付板１２との間および下端硬質層３０ｂと下部取付板１４との間には、それぞれキー４０が配置されており、ゴム積層体１６の水平回転が規制されている。
【００２２】
上部取付板１２の下面はゴム積層体１６の上面よりも大きく、ゴム積層体１２と同心状に配置されている上部取付板１２の下面の周縁部はゴム積層体１６の上面に接していない部分となる。上部取付板１２の下面のうちゴム積層体１６の上面に接している部分はゴム積層体１６の上面に覆われているが、ゴム積層体１６の上面に接していない部分はゴム積層体１６の上面から露出している。上部取付板１２の側面は、外周全体にわたって露出している。上側プレート２０の下面に固定する前においては、上部取付板１２の上面は露出している。同様に、下部取付板１４の上面のうちゴム積層体１６の下面に接している部分はゴム積層体１６の下面に覆われているが、ゴム積層体１６の下面に接していない部分はゴム積層体１６の下面から露出している。下部取付板１４の側面は、外周全体にわたって露出している。下側プレート２６の上面に固定する前においては、下部取付板１４の下面は露出している。
【００２３】
上部取付板１２および下部取付板１４は、それぞれ母材が鋼材で構成されている。上述するように、上部取付板１２および下部取付板１４は、露出部分を有している。このため、少なくともその露出部分を防錆処理する必要がある。すなわち、上部取付板１２および下部取付板１４は、鋼材で構成されている母材表面に防錆処理が施された防錆金具にする必要がある。
【００２４】
防錆金具にする上部取付板１２に対し、ゴム製部材であるゴム積層体１６が積層されている。同様に、防錆金具にする下部取付板１４に対し、ゴム製部材であるゴム積層体１６が積層されている。ゴム製部材であるゴム積層体１６は、防錆金具にする上部取付板１２に締結部材としてのボルト３６で固定されている。また、ゴム製部材であるゴム積層体１６は、防錆金具にする下部取付板１４に締結部材としてのボルト３８で固定されている。
【００２５】
図２に示すように、本発明の一実施形態に係る防錆金具５０は、鋼材（鋼板）５２の面上に金属保護層５４を有し、金属保護層５４の面上に複合材保護層５６を有する。金属保護層５４は、鋼材（鋼板）５２に接して設けられている。複合材保護層５６は、金属保護層５４に接して設けられている。複合材保護層５６は、防錆金具５０の表面に現れている（最外層である）。鋼材（鋼板）５２は、表面側の一部を示している。
【００２６】
金属保護層５４は、亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む。亜鉛系金属は、亜鉛、亜鉛合金である。亜鉛合金は、亜鉛を主成分とする。亜鉛合金は、鋼材の鉄素地と亜鉛の合金反応によって形成された合金、合金元素を添加して形成された合金などが挙げられる。合金元素としては、アルミニウム、マグネシウムなどが挙げられる。アルミニウム系金属は、アルミニウム、アルミニウム合金である。アルミニウム合金は、アルミニウムを主成分とする。アルミニウム合金は、鋼材の鉄素地とアルミニウムの合金反応によって形成された合金、合金元素を添加して形成された合金などが挙げられる。合金元素としては、マグネシウム、亜鉛などが挙げられる。
【００２７】
亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む金属保護層５４は、表面に金属の酸化皮膜を形成する。これが空気や水を通しにくいため、保護皮膜作用を有する。亜鉛系金属を含む金属保護層５４は、傷やピンホールに対し、亜鉛の犠牲防食効果によって鋼材の鉄素地の腐食を防止することができる。犠牲防食効果の観点から、金属保護層５４は、亜鉛系金属を含むことがより好ましい。
【００２８】
金属保護層５４は、金属めっき、金属溶射、金属粉塗装などの方法により形成することができる。これらのうちでは、鋼材（母材）との密着性、耐食性などの観点から、金属めっきが特に好ましい。金属めっきは、溶融金属めっき、電気めっきなどが挙げられる。これらのうちでは、溶融金属めっきが特に好ましい。溶融金属めっきは、溶かした亜鉛やアルミニウムなどの金属に鋼材を浸し、鋼材の表面に亜鉛やアルミニウムなどの金属の皮膜を作る技術である。鋼材の鉄素地と亜鉛あるいはアルミニウムとの合金反応によって合金層が形成される。この合金層により、亜鉛やアルミニウムなどの金属と鋼材とが強く結合し、密着性の高い金属保護層５４を形成することができる。また、溶融金属めっきは、浸漬によって行うことができることから、大型部材への施工性に優れる利点がある。また、電気めっきよりも厚膜化しやすく、耐食性に優れた皮膜を形成しやすい。また、溶射により得られるものよりも耐アルカリ性に優れる。
【００２９】
金属保護層５４の厚みは、８〜１５０μｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは５０〜１００μｍの範囲内である。金属保護層５４の厚みが１５０μｍ以下であると、部材の寸法への影響が小さく、寸法精度により優れる。金属保護層５４の厚みが８μｍ以上であると、耐食性により優れる。
【００３０】
複合材保護層５６は、無機成分がケイ素である有機無機複合材料を含む。有機無機複合材料は、有機材料（有機成分の原料）と無機材料（無機成分の原料）により形成され、有機材料と無機材料とがナノレベルあるいは分子レベルで複合化している。有機無機複合材料は、例えば、有機材料中に分散させた無機材料と有機材料とが重合反応などの反応を起こし、化学結合を介して無機成分が有機成分中に高分散した網目状の架橋構造を有するものである。また、３官能のアルコキシシランオリゴマーから重縮合反応させることによっても得られる。複合材保護層５６は、ゾル−ゲル法によって形成することができる。
【００３１】
複合材保護層５６は、無機成分を含むことで、緻密な層となり、優れた耐食性を発揮する。緻密な層となるため、防食に必要な厚みを薄くできる。厚みを薄くできることで、部材の寸法への影響が小さく、寸法精度を満足させることができる。また、複合材保護層５６は、無機成分としてケイ素を含むことで、金属保護層５４との密着性に優れる。これは、複合材保護層５６と金属保護層５４の界面で、ケイ素と亜鉛またはアルミニウムとが化学結合による複合層を形成しているためと推察される。この場合、複合材保護層５６が、無機成分としてさらにクロムを含むと、金属保護層５４との密着性により一層優れる。これは、複合材保護層５６と金属保護層５４の界面で、ケイ素およびクロムと亜鉛またはアルミニウムとが化学結合による複合層を形成しているためと推察される。
【００３２】
そして、複合材保護層５６は、無機成分とともに有機成分を含むことで、耐アルカリ性を確保することができる。支承などの橋梁部材は、橋桁や橋脚などに接触あるいは近接するものであり、橋桁や橋脚などを構成するコンクリートに接触あるいは近接する。したがって、支承などの橋梁部材には、コンクリートのアルカリ成分による劣化を抑える耐アルカリ性が求められる。無機成分としてケイ素を含んでいると、アルカリ成分による劣化が生じやすいが、有機成分を含むことで、複合材保護層５６は、耐アルカリ性に優れるものとなる。また、有機成分を含むことで、複合材保護層５６は柔軟性に優れる。支承には橋桁からの曲げ荷重がかかるが、柔軟性の向上により、曲げ荷重による複合材保護層５６の割れを抑えることができる。
【００３３】
有機無機複合材料を形成する有機成分の原料としては、硬化性樹脂などが挙げられる。硬化性樹脂としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。これらは単独で用いられてもよいし、２種以上組み合わされてもよい。これらのうちでは、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の組み合わせがより好ましい。また、アクリル樹脂とエポキシ樹脂の組み合わせが特に好ましい。アクリル樹脂あるいはエポキシ樹脂の単独使用よりも、アクリル樹脂とエポキシ樹脂を併用するほうが、有機無機複合材料における有機成分の含有量を多くすることができる。これにより、耐アルカリ性が特に優れるものとなる。また、有機成分の含有量を広範囲に調整可能となる。
【００３４】
無機成分の原料は、無機成分としてＳｉを含有する化合物で、有機成分の原料と重合反応などの反応を起こすなどにより複合化できるものからなる。無機成分の原料としては、より具体的には、有機金属化合物などが挙げられる。有機金属化合物としては、シランカップリング剤、シランアルコキシド、シランアシレート、シランキレート、シラザンなどが挙げられる。
【００３５】
複合材保護層５６の厚みは、３．０〜３０μｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは５〜２５μｍの範囲内である。複合材保護層５６の厚みが３．０μｍ以上であると、耐食性、耐アルカリ性により優れる。複合材保護層５６の厚みが３０μｍ以下であると、部材の寸法への影響が小さく、寸法精度により優れる。また、曲げ荷重による複合材保護層５６の割れを抑えやすい。
【００３６】
複合材保護層５６において、ケイ素の含有量は、複合材保護層５６の全体量に対し、２０〜６０質量％の範囲内であることが好ましい。より好ましくは３０〜５０質量％の範囲内である。ケイ素の含有量が２０質量％以上であると、金属保護層５４との密着性、複合材保護層５６の緻密さによる耐食性により優れる。ケイ素の含有量が６０質量％以下であると、有機成分の含有量を確保し、耐アルカリ性、柔軟性により優れる。また、複合材保護層５６において、クロムの含有量は、複合材保護層５６の全体量に対し、０．１〜３．０質量％の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．５〜２．５質量％の範囲内である。クロムの含有量が０．１質量％以上であると、金属保護層５４との密着性により優れる。クロムの含有量が３．０質量％以下であると、塗料の保管安定性、均一性に優れる。複合材保護層５６におけるケイ素やクロムの含有量は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）などを用いて調べることができる。
【００３７】
防錆金具５０は、例えば、以下のようにして製造することができる。鋼材（鋼板）５２の面上に、上記する形成方法により金属保護層５４を形成する。次いで、金属保護層５４の面上に、有機無機複合材料を形成する原料を塗工して塗工膜を形成するとともに、形成した塗工膜に対して硬化処理を行い、有機無機複合材料を含む複合材保護層５６を形成する。以上により防錆金具５０を得ることができる。
【００３８】
上部取付板１２において、金属保護層５４および複合材保護層５６は、母材の全表面（ボルト２２やボルト３６が挿通される挿通孔の表面も含む）を覆うように形成され、ゴム積層体１６は上部取付板１２の複合材保護層５６に接して配置されていてもよいし、例えばゴム製部材であるゴム積層体１６に覆われて露出しない部分を除く、ゴム積層体１６が接していない面上にのみ形成されていてもよい。また、金属保護層５４は母材の全表面（ボルト２２やボルト３６が挿通される挿通孔の表面も含む）を覆うように形成され、ゴム積層体１６は上部取付板１２の金属保護層５４に接して配置され、複合材保護層５６はゴム積層体１６が接していない面上にのみ形成されていてもよい。下部取付板１４についても同様である。
【００３９】
以上の構成のゴム支承１０によれば、上部取付板１２や下部取付板１４などの、母材が鋼材からなる部材が、上記防錆金具５０で構成されているので、耐食性、耐アルカリ性、密着性、寸法精度に優れる。また、橋桁からの曲げ荷重による割れを抑えることができる。耐アルカリ性に優れることで、橋桁や橋脚などを構成するコンクリートによる劣化が抑えられる。そして、亜鉛系金属を含む金属保護層５４は、傷やピンホールに対し、亜鉛の犠牲防食効果によって鋼材の鉄素地の腐食を防止することができる。
【００４０】
次に、本発明の他の実施形態に係る防錆金具について説明する。図３は、本発明の他の実施形態に係る防錆金具である。図３に示すように、防錆金具６０は、鋼材（鋼板）５２の面上に金属保護層５４を有し、金属保護層５４の面上に無機材保護層５８を有し、無機材保護層５８の面上に複合材保護層５６を有する。金属保護層５４は、鋼材（鋼板）５２に接して設けられている。無機材保護層５８は、金属保護層５４に接して設けられている。複合材保護層５６は、無機材保護層５８に接して設けられている。複合材保護層５６は、防錆金具６０の表面に現れている（最外層である）。図３に示す防錆金具６０は、図２に示す防錆金具５０と比較して、金属保護層５４と複合材保護層５６の間に無機材保護層５８を有する点が相違し、それ以外については図２に示す防錆金具５０と同様である。
【００４１】
無機材保護層５８は、シリカ系無機材料を含む。シリカ系無機材料は、シロキサン構造を有する無機材料であり、分子構造中に有機基を含まない材料からなる。シリカ系無機材料は、分子構造がシロキサン構造のみからなるものであってもよいし、分子構造中に他の無機成分を含む構造のものであってもよい。他の無機成分としては、クロムなどが挙げられる。シリカ系無機材料は、例えば４官能アルコキシシランを加水分解・縮重合することにより形成することができる。例えば分子構造中に他の無機成分としてクロムを含むものは、４官能アルコキシシランおよび加水分解性を有するクロム化合物を含む組成物を加水分解・縮重合することにより形成することができる。無機材保護層５８は、シリカ系無機材料のみで構成されていてもよいが、シリカ系無機材料を形成する原料に含まれる有機分や添加剤を含むものであってもよい。
【００４２】
無機材保護層５８は、シリカ系無機材料を含むことで、緻密な層となり、優れた耐食性を発揮する。また、無機材保護層５８は、シリカ系無機材料を含むことで、金属保護層５４との密着性に優れる。これは、無機材保護層５８と金属保護層５４の界面で、ケイ素と亜鉛またはアルミニウムとが化学結合による複合層を形成しているためと推察される。この場合、無機材保護層５８が、無機成分としてさらにクロムを含むと、金属保護層５４との密着性により一層優れる。これは、無機材保護層５８と金属保護層５４の界面で、ケイ素およびクロムと亜鉛またはアルミニウムとが化学結合による複合層を形成しているためと推察される。また、無機材保護層５８は、シリカ系無機材料を含むことで、複合材保護層５６との密着性にも優れる。
【００４３】
無機材保護層５８の厚みは、０．５〜３．０μｍの範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．８〜２．０μｍの範囲内である。無機材保護層５８の厚みが０．５μｍ以上であると、耐食性により優れる。無機材保護層５８の厚みが３．０μｍ以下であると、部材の寸法への影響が小さく、寸法精度により優れる。また、曲げ荷重による無機材保護層５８の割れを抑えやすい。
【００４４】
無機材保護層５８において、ケイ素の含有量は、無機材保護層５８の全体量に対し、７０〜１００質量％の範囲内であることが好ましい。より好ましくは８０〜１００質量％の範囲内である。ケイ素の含有量が８０質量％以上であると、金属保護層５４との密着性、緻密さによる耐食性により優れる。また、無機材保護層５８において、クロムの含有量は、無機材保護層５８の全体量に対し、０．１〜３．０質量％の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．５〜２．５質量％の範囲内である。クロムの含有量が０．１質量％以上であると、金属保護層５４との密着性により優れる。クロムの含有量が３．０質量％以下であると、塗料の保管安定性、均一性に優れる。無機材保護層５８におけるケイ素やクロムの含有量は、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ）などを用いて調べることができる。
【００４５】
防錆金具６０は、例えば、以下のようにして製造することができる。鋼材（鋼板）５２の面上に、上記する形成方法により金属保護層５４を形成する。次いで、金属保護層５４の面上に、シリカ系無機材料を形成する原料を塗工して塗工膜を形成するとともに、形成した塗工膜に対して硬化処理を行い、シリカ系無機材料を含む無機材保護層５８を形成する。次いで、無機材保護層５８の面上に、有機無機複合材料を形成する原料を塗工して塗工膜を形成するとともに、形成した塗工膜に対して硬化処理を行い、有機無機複合材料よりなる複合材保護層５６を形成する。以上により防錆金具６０を得ることができる。
【００４６】
以上の構成のゴム支承１０によれば、上部取付板１２や下部取付板１４などの、母材が鋼材からなる部材が、上記防錆金具６０で構成されているので、耐食性、耐アルカリ性、密着性、寸法精度に優れる。また、橋桁からの曲げ荷重による割れを抑えることができる。耐アルカリ性に優れることで、橋桁や橋脚などを構成するコンクリートによる劣化が抑えられる。そして、亜鉛系金属を含む金属保護層５４は、傷やピンホールに対し、亜鉛の犠牲防食効果によって鋼材の鉄素地の腐食を防止することができる。そして、無機材保護層５８は、耐食性をさらに向上させることができる。
【００４７】
次に、本発明の他の実施形態に係る支承について説明する。図４、５は、本発明の他の実施形態に係る支承である。図４は、橋軸方向に沿った方向の断面図である。図５は、橋軸方向と直交する方向に沿った方向の断面図である。本発明に係る橋梁部材としての一実施形態に係る支承は鋼製支承であり、橋桁（上部構造）と橋脚（下部構造）の間に設置される。図４、５に示すように、鋼製支承７０は、橋桁側に取り付けられる上沓７２と、橋脚側に取り付けられる下沓７４と、を備える。上沓７２は下沓７４の上に重ねて配置される。鋼製支承７０は、上沓７２および下沓７４の母材が鋼製部材となる。
【００４８】
下沓７４は、下面が平坦で上面側には中央部に円形の凹部７４ａが設けられている。この下沓７４の凹部７４ａ内には、ゴムプレート７６および中間プレート７８がこの順で収容されている。ゴムプレート７６の下面および上面は平坦であるが上面側周端部には中央部よりも一段下がった段差７６ａが設けられており、この段差部分に圧縮リング８０が配置されている。中間プレート７８の下面は平坦で上面側には中央部に円形の凹部７８ａが設けられている。この中間プレート７８の凹部７８ａ内には、フッ素樹脂で構成されるすべり板８２が収容されている。このすべり板８２の下面および上面は平坦になっている。中間プレート７８の上部およびすべり板８２は、下沓７４の凹部７４ａから上方に突出しており、これらの外周にはシールリング８４が配置されている。下沓７４の軸と直交する方向の両外側には、一対のブラケット７４ｂ、７４ｃが設けられている。下沓７４の下面には、ベースプレート８６が一体に接合されており、ベースプレート８６の下面にはアンカーボルト８８が固定されている。鋼製支承７０の下部は、このアンカーボルト８８を介して下部構造である橋脚に固定・定着される。
【００４９】
上沓７２は、下面側の中央部に円形の凹部７２ａが設けられている。この上沓７２の凹部７２ａ内にステンレス板９０が一体に取り付けられている。このステンレス板９０の上面および下面は平坦になっている。ステンレス板９０の下面は、すべり板８２の上面に面で接している。上沓７２の軸と直交する方向の両外側には、一対の凸部７２ｂ、７２ｃが設けられている。上沓７２の上面にはボルト９２が固定されている。鋼製支承７０の上部は、このボルト９２を介して上部構造である橋桁に固定・定着される。
【００５０】
上沓７２の凸部７２ｂ、７２ｃと下沓７４のブラケット７４ｂ、７４ｃの外側には、コ字型のサイドブロック９４が配置されている。サイドブロック９４の上片９４ａは上沓７２の凸部７２ｂ、７２ｃの上に位置し、サイドブロック９４の下片９４ｂは下沓７４のブラケット７４ｂ、７４ｃの下に位置している。サイドブロック９４の側壁９４ｃがブラケット７４ｂ、７４ｃにボルト９６で固定されるとともにサイドブロック９４の上片９４ａが上沓７２の凸部７２ｂ、７２ｃに係止することで、サイドブロック９４が両側から上沓７２と下沓７４を固定している。
【００５１】
鋼製支承７０は、ゴムプレート７６によって鉛直荷重や回転を支える。中間プレート７８は、母材が鋼材からなり、ゴムプレート７６の上に配置され、ゴムプレート７６の膨出を抑えることでゴムプレート７６の耐荷重力を増加させる。橋梁の橋軸方向の変位は、コ字型のサイドブロック９４および下沓７４が上沓７２のガイドとなり、ステンレス板９０とすべり板８２の間ですべることにより追随可能となっている。
【００５２】
鋼製支承７０においては、上沓７２、下沓７４および中間プレート７８の母材が鋼材からなる。このため、これらの部材は、鋼材で構成されている母材表面に防錆処理が施された防錆金具にする必要がある。防錆金具の構成は、上述する防錆金具５０、防錆金具６０の通りである。
【００５３】
以上の構成の鋼製支承７０によれば、上沓７２、下沓７４および中間プレート７８などの、母材が鋼材からなる部材が、上記防錆金具５０あるいは上記防錆金具６０で構成されていることから、耐食性、耐アルカリ性、密着性、寸法精度に優れる。また、橋桁からの曲げ荷重による割れを抑えることができる。耐アルカリ性に優れることで、橋桁や橋脚などを構成するコンクリートによる劣化が抑えられる。そして、亜鉛系金属を含む金属保護層５４は、傷やピンホールに対し、亜鉛の犠牲防食効果によって鋼材の鉄素地の腐食を防止することができる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【００５５】
例えば上記ゴム支承１０においては、上部取付板１２および下部取付板１４が防錆金具５０あるいは防錆金具６０であることを示しているが、母材が鋼材で構成される場合には、上側プレート２０、下側プレート２６、アンカーボルト１８，２４、ボルト２２，２８，３８なども、必要に応じて、母材表面に防錆処理が施された防錆金具５０あるいは防錆金具６０としてもよい。
【００５６】
上側プレート２０の母材が鋼材で構成される場合には、鋼製部材である上側プレート２０は防錆金具とする上部取付板１２に積層される。鋼製部材である上側プレート２０は、防錆金具とする上部取付板１２に締結部材であるボルト２２で固定される。同様に、下側プレート２６の母材が鋼材で構成される場合には、鋼製部材である下側プレート２６は防錆金具とする下部取付板１４に積層される。鋼製部材である下側プレート２６は、防錆金具とする下部取付板１４に締結部材であるボルト２８で固定される。
【００５７】
このとき、上部取付板１２において、金属保護層５４および複合材保護層５６は、母材の全表面（ボルト２２やボルト３６が挿通される挿通孔の表面も含む）を覆うように形成され、鋼製部材である上側プレート２０は上部取付板１２の複合材保護層５６に接して配置されていてもよいし、例えば鋼製部材である上側プレート２０に覆われて露出しない部分を除く、上側プレート２０が接していない面上にのみ形成されていてもよい。また、金属保護層５４は母材の全表面（ボルト２２やボルト３６が挿通される挿通孔の表面も含む）を覆うように形成され、上側プレート２０は上部取付板１２の金属保護層５４に接して配置され、複合材保護層５６は上側プレート２０が接していない面上にのみ形成されていてもよい。下部取付板１４についても同様である。
【００５８】
上記ゴム支承１０は、上部取付板１２と下部取付板１４とゴム積層体１６とからなり、上側プレート２０、下側プレート２６、アンカーボルト１８、アンカーボルト２４、ボルト２２、ボルト２８は含まれないものであってもよいし、上側プレート２０、下側プレート２６、アンカーボルト１８、アンカーボルト２４、ボルト２２、ボルト２８が含まれるものであってもよい。
【００５９】
また、上記鋼製支承７０においては、上沓７２、下沓７４および中間プレート７８が防錆金具５０あるいは防錆金具６０であることを示しているが、母材が鋼材で構成される場合には、ボルト９２，９６、ベースプレート８６、アンカーボルト８８なども、必要に応じて、母材表面に防錆処理が施された防錆金具５０あるいは防錆金具６０としてもよい。
【００６０】
上記鋼製支承７０は、上沓７２、下沓７４、ゴムプレート７６、中間プレート７８、圧縮リング８０、すべり板８２、シールリング８４、ステンレス板９０、サイドブロック９４、ボルト９６からなり、ベースプレート８６、アンカーボルト８８、ボルト９２は含まれないものであってもよいし、ベースプレート８６、アンカーボルト８８、ボルト９２が含まれるものであってもよい。
【００６１】
上記ゴム支承１０や上記鋼製支承７０においては、締結部材としてボルトを示しているが、ボルト以外のものであってもよい。
【実施例】
【００６２】
以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。
【００６３】
（実施例１）
鋼材（材質：ＳＰＣＣ、大きさ：７０×１５０×ｔ０．８ｍｍ）の面上に、浸漬法にて所定の厚みで溶融亜鉛めっきを施した後、アルカリ洗浄、純水洗浄、乾燥を行うことにより、金属保護層を形成した。次いで、形成された金属保護層の面上に、浸漬法にて有機無機複合材料の原料＜１＞をコーティングし、乾燥、硬化、架橋処理を施すことにより、所定の厚みの複合材保護層を形成した。以上により、防錆金具を作製した。
【００６４】
（実施例２）
有機無機複合材料の原料を＜２＞に変更した以外は実施例１と同様にして防錆金具を作製した。
【００６５】
（有機無機複合材料）
・原料＜１＞：奥野製薬工業製「Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ  ＨＢ−ＬＴＣ２」、シリカ含有量３０〜５０質量％
・原料＜２＞：奥野製薬工業製「Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ  ＡＣ−ＥＳＡ１」、シリカ含有量２０〜４０質量％
【００６６】
（実施例３）
有機無機複合材料の原料＜１＞にクロム化合物を添加した以外は実施例１と同様にして防錆金具を作製した。
【００６７】
（実施例４）
金属保護層の形成方法を変更した以外は実施例１と同様にして防錆金具を作製した。
【００６８】
（実施例５）
複合材保護層の厚みを変更した以外は実施例１と同様にして防錆金具を作製した。
【００６９】
（実施例６）
鋼材（材質：ＳＰＣＣ、大きさ：７０×１５０×ｔ０．８ｍｍ）の面上に、浸漬法にて所定の厚みで溶融亜鉛めっきを施した後、アルカリ洗浄、純水洗浄、乾燥を行うことにより、金属保護層を形成した。次いで、形成された金属保護層の面上に、浸漬法にてシリカ系無機材料の原料＜３＞をコーティングし、乾燥、硬化、架橋処理を施すことにより、所定の厚みの無機材保護層を形成した。次いで、形成された無機材保護層の面上に、浸漬法にて有機無機複合材料の原料＜１＞をコーティングし、乾燥、硬化、架橋処理を施すことにより、所定の厚みの複合材保護層を形成した。以上により、防錆金具を作製した。
（シリカ系無機材料）
・原料＜３＞：奥野製薬工業製「Ｐｒｏｔｅｃｔｏｒ  Ｓ−６０９６」、シリカ含有量８０〜９０質量％
【００７０】
（実施例７）
シリカ系無機材料の原料＜３＞にクロム化合物を添加した以外は実施例６と同様にして防錆金具を作製した。
【００７１】
（比較例１）
鋼材（材質：ＳＰＣＣ、大きさ：７０×１５０×ｔ０．８ｍｍ）の面上に、浸漬法にて所定の厚みで溶融亜鉛めっきを施した後、アルカリ洗浄、純水洗浄、乾燥を行うことにより、金属保護層を形成した。以上により、防錆金具を作製した。
【００７２】
（比較例２）
比較例１のように形成された金属保護層の面上に、浸漬法にてアクリル樹脂をコーティングし、乾燥、硬化、架橋処理を施すことにより、所定の厚みの有機材保護層を形成した。以上により、防錆金具を作製した。
・アクリル樹脂：大日本塗料製「アクローゼスレート」
【００７３】
（比較例３）
比較例１のように形成された金属保護層の面上に、浸漬法にてシリカ系無機材料の原料＜３＞をコーティングし、乾燥、硬化、架橋処理を施すことにより、所定の厚みの無機材保護層を形成した。以上により、防錆金具を作製した。
【００７４】
作製した各防錆金具について、密着性、耐食性、耐アルカリ性を評価した。また、あわせて荷重に対する割れの発生を調べた。評価結果を表に示す。
【００７５】
（密着性）
ＪＩＳ  Ｋ５４００−８．５に準拠して、金属保護層とその上の層の間の密着性を評価した。具体的には、面に対して垂直になるように素地に到達するまで刃を当て、１ｍｍ間隔で１０本の切り込みを入れた後、９０度方向を変えて先の切り込みと直交する１０本の切り込みを１ｍｍ間隔で入れて、１００マスを作製した。その後、碁盤目状にカットした部分にテープを貼り、テープ上をこすった。その後、テープを９０度に近い角度で確実に引き剥がした上で、残マス数を目視にて確認した。残マス数が１００マスであった場合を良好「○」とし、残マス数が１００未満であった場合を不良「×」とした。
【００７６】
（耐食性）
ＪＩＳ  Ｚ２３７１に準拠して塩水噴霧試験を行うことにより評価した。具体的には、防錆金具の表面に濃度５％、温度３５℃の中性塩水を噴霧し、試験後の錆び発生状態を確認した。判定は、全面に白錆あるいは赤錆が発生した時間が１０００ｈ未満の場合を不良「×」、１０００ｈ以上２０００ｈ未満の場合を良好「〇」、２０００ｈ以上〜３０００ｈ以下の場合を特に良好「◎」とした。
【００７７】
（耐アルカリ性）
ｐＨ１３に調整した水酸化ナトリウム水溶液中に防錆金具を室温下で浸漬し、４８時間経過後の状態を観察した。変色・劣化が確認されたものを不良「×」とし、変色・劣化が確認されなかったものを良好「○」とした。
【００７８】
【表１】
2018053629.tif 000003
【００７９】
比較例１の防錆金具は、鋼材の面上に溶融亜鉛めっきが施されただけのものである。このため、耐食性および耐アルカリ性を満足していない。比較例２の防錆金具は、比較例１の防錆金具に対し、さらに溶融亜鉛めっきの表面に有機材保護層を形成したものである。このため、密着性に問題がある。また、耐食性を満足するためには厚みが厚くなり、厚みの点で問題がある。一方、厚みを薄くすると、耐食性を満足しなくなる。比較例３の防錆金具は、比較例１の防錆金具に対し、さらに無機材保護層を形成したものである。このため、耐アルカリ性を満足していない。
【００８０】
これに対し、実施例の防錆金具は、鋼材の面上に亜鉛系金属またはアルミニウム系金属を含む金属保護層を有し、その金属保護層の面上に無機成分がケイ素である有機無機複合材料を含む複合材保護層を有している。このため、密着性、耐食性、耐アルカリ性に優れていることがわかる。また、実施例１、６、７から、金属保護層と複合材保護層の間にシリカ系無機材料を含む無機材保護層を有する場合には、より耐食性に優れる。
【００８１】
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ゴム支承
１２  上部取付板
１４  下部取付板
１６  ゴム積層体
５０  防錆金具
５２  鋼材（鋼板）
５４  金属保護層
５６  複合材保護層
５８  無機材保護層
６０  防錆金具
７０  鋼製支承
７２  上沓
７４  下沓
７６  ゴムプレート
７８  中間プレート
８２  すべり板
９０  ステンレス板
【図１】
2018053629.tif 000004
【図２】
2018053629.tif 000005
【図３】
2018053629.tif 000006
【図４】
2018053629.tif 000007
【図５】
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