JP2002167710A - 鋼管継手構造及びパイプトラス橋施工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】パイプトラス構造物における簡素で施工性のよ
い継手構造及びそれを用いたパイプトラス橋の施工法を
提供する。 【解決手段】鋼管を用いたパイプトラス構造物の継手構
造であって、２本の短管を略Ｖ字形状に配して弦材とな
る主管の外周面に溶接し、該各短管の先端に斜材となる
枝管を突合せ溶接する鋼管継手構造である。また、パイ
プトラス構造の上弦材及び下弦材となる主管のそれぞれ
の斜材取付け位置に２本の短管からなる鋼管継手部材を
予め設けておき、架設現場において上弦材の短管と下弦
材の短管とを斜材となる枝管で連結し、トラスを形成す
るパイプトラス橋施工法である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、パイプトラス構造
に関し、特に継手構造及びそれを用いたパイプトラス橋
の施工法に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁において、トラス構造は景観的に好
ましいことからしばしば用いられる。パイプトラス構造
では、応力集中を緩和させるため、斜材をラップさせた
Ｋ継手やＫＫ継手を用いたトラス構造が採られる。その
施工に際しては、弦材パイプに斜材パイプを直接溶接す
る方法または弦材パイプに鋳造継手部材を溶接し、該鋳
造継手部材と斜材パイプを溶接する方法が採用されてい
る。

【０００３】前者の弦材パイプに斜材パイプを直接溶接
する施工法は、まず図９（ａ）に示すように、片側の斜
材２を弦材１に溶接し、次に図９（ｂ）に示すように、
斜材２との重複部が切断された先端部形状を有する斜材
３を斜材２及び弦材１に溶接し、最後に図９（ｃ）に示
すように、斜材が取り付けられた上弦材４及び下弦材５
の斜材同士を溶接する方法である。

【０００４】また、後者の鋳造継手部材６を用いる施工
法は、まず図１０（ａ）に示すように、台板に略Ｖ字形
状の継手部を乗せた構成の鋳造継手部材６を上弦材１０
及び下弦材１１に溶接し、次に図１０（ｂ）に示すよう
に、上弦材１０及び下弦材１１にそれぞれ設けられた該
鋳造継手部材６と斜材９とを溶接接合して、図１０
（ｃ）に示すトラス構造を構成する方法である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
パイプトラス構造の施工法には、それぞれ次のような問
題点がある。

【０００６】前者の弦材パイプに斜材パイプを直接溶接
する施工法では、斜材が長いため弦材と斜材を平面上に
置いた状態で固定し、溶接することになるが、弦材及び
斜材を固定しているため溶接姿勢として好ましくない上
向き溶接を行わざるを得ず、このことが溶接欠陥の生じ
る原因となることがある。また、上下弦材は各々工場に
おいて斜材を溶接された後、架設現場へ運ばれるが、大
きな構造物となるために搬送効率が低い。

【０００７】また、後者の鋳造継手部材６を用いる施工
法では、鋳造継手部材６の上弦材１０及び下弦材１１と
の接合面７及び斜材９との接合面８は鋳造品ゆえに機械
加工が必要だが、相手面は一般に非機械加工面であり、
形状の誤差は比較的大きい。特に接合面７の誤差は、鋳
造継手部材６を上弦材１０及び下弦材１１に溶接する際
に施工性を低下させるだけではなく、両者の接合におい
て間隙が生じるため、ルート側からの亀裂発生の大きな
要因となることがある。また、鋳造継手部材６は、その
形状や弦材パイプ及び斜材パイプとの材質の相違のた
め、応力集中が生じやすくなり、疲労強度が低下する場
合がある。さらに、鋳造継手部材６は非常に重く、施工
性がよくないことや鋼管継手部材に比べてコスト高にな
ること等のデメリットがある。

【０００８】以上のことから、弦材パイプに斜材パイプ
を直接溶接する施工法に比べて、溶接施工性及び架設現
場への搬送性を向上させることができ、また、鋳造継手
部材を用いた施工法に比べて、応力集中度を低くし、施
工性の向上や低コスト化を実現できる施工法が望まれ
る。

【０００９】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたものであり、その目的は、簡素で施工性の
よい継手構造及びそれを用いたパイプトラス橋の施工法
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るため、本発明は次のような構成を有する。 （１）鋼管を用いたパイプトラス構造物の継手構造であ
って、２本の短管を略Ｖ字形状に配して弦材となる主管
の外周面に対して溶接し、該各短管の先端に斜材となる
枝管を突合せ溶接したことを特徴とする鋼管継手構造。 （２）上弦材と下弦材とこれら両弦材を連結する斜材と
から構成されるトラスにおいて、上弦材及び下弦材と斜
材との継手構造を前項（１）に記載の鋼管継手構造によ
り構成したことを特徴とするパイプトラス構造。 （３）予め上弦材及び下弦材となる主管のそれぞれの斜
材取付け位置に２本の短管を略Ｖ字形状に配して前記主
管の外周面に対して溶接し、架設現場において上弦材の
短管と下弦材の短管とを斜材となる枝管で連結し、トラ
スを形成することを特徴とするパイプトラス橋施工法。

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明の鋼管継手構造の実
施形態を、図面を用いて説明する。

【００１２】図１〜図３は、本発明の鋼管継手構造の一
実施形態を示すもので、図１は鋼管継手部材を構成する
一対の短管の側面図、図２は継手部材である一対の短管
を弦材に接合した状態を示す側面図、図３は前記短管に
斜材を接合して継手を構成した状態を示す側面図であ
る。

【００１３】図１において、短管１２は、一端が弦材パ
イプの外周面に合わせてガス切断され、他端が斜材の端
面に合わせて管軸に垂直にガス切断されている。また、
短管１３は、一端が弦材パイプ及び短管１２の外周面に
合わせてガス切断され、他端が斜材の端面に合わせて管
軸に垂直にガス切断されている。

【００１４】図２において、１５は弦材である主管であ
り、この主管１５の斜材取付け位置に、継手部材である
一対の短管１２及び１３が、主管１５上において略Ｖ字
形状をなすように溶接接合されている。具体的には、一
方の短管１２は、その端面全体が主管１５の外周面に相
貫するように斜めに配され、他方の短管１３は、その主
たる端面が主管１５の外周面に相貫するとともに、その
一部端面が前記一方の短管１２の基端部外周面に相貫す
るように斜めに配され、これら相貫部を溶接されること
により、両短管１２及び１３が主管１５に対して略Ｖ字
形状に接合されている。

【００１５】なお、図２に示すように、短管１２、短管
１３及び主管１５の管軸は同一平面内にあって１点で交
わり、短管１２、短管１３はそれぞれ主管１５と所定の
角度（例えば６０°）をなすように構成されている。

【００１６】短管１２及び１３の一例としては、管径３
００ｍｍ、肉厚２６ｍｍ、管長３２０ｍｍ（外側の最短
部）、材質ＳＭ５７０の鋼管等が用いられる。

【００１７】組立手順としては、まず、前記短管１２と
短管１３とを相貫するように組み合わせ、短管１３が短
管１２に当接される一部端面（接触線ｆ´−ｇで表わす
が、向う側も含む。以下同じ。）を溶接接合することに
よって鋼管継手部材１４を組み立てる。この時、部材と
なる短管１２及び１３は小型軽量であるため、自由に向
きを変えて、常に良好な溶接姿勢をとることができる。

【００１８】次に図２に示すように、前記鋼管継手部材
１４を、主管１５の外周面に管長方向に向けて当接し、
短管１２の端面全体（接触線ａ〜ｈ）と短管１３の一部
端面（接触線ａ´〜ｆ´）を溶接接合する。

【００１９】さらに図３に示すように、前記弦材となる
主管１５に溶接接合した鋼管継手部材１４を構成する短
管１３及び１２の管軸に垂直にガス切断された端面に、
斜材となる枝管１６ａ及び１６ｂをそれぞれ突合せ溶接
で接合する。

【００２０】図４は、前記ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、
ｇ、ｈの各点における溶接肉盛例を示す断面図である。

【００２１】図５は、本発明の鋼管継手構造をパイプト
ラス橋のトラス構造に適用した場合の一実施形態を示す
もので、図６及び図７は、図５に示すようなトラス構造
の施工例を示すものであり、図６は比較的大型のトラス
構造の施工例を示す側面図、図７は比較的小型のトラス
構造の施工例を示す側面図である。

【００２２】図６に示す形態は、比較的大型のトラス構
造即ち斜材が比較的長い場合に好適な施工法であり、工
場において上弦材１５ａ及び下弦材１５ｂのそれぞれに
一対の短管１２及び１３からなる鋼管継手部材１４を溶
接し、斜材となる枝管１６とともに架設現場へ搬送し
て、架設現場において各鋼管継手部材１４と斜材となる
枝管１６とを突合せ溶接してパイプトラス構造を構成す
る。この施工法は、工場で製作する構成部材がコンパク
トであり搬送性が高い利点がある。

【００２３】図７に示す形態は、比較的小型のトラス構
造即ち斜材が比較的短い場合に好適な施工法であり、工
場において上弦材１５ａと斜材となる枝管１６とを鋼管
継手部材１４を用いて溶接接合することで部材１７を構
成するとともに、下弦材１５ｂに鋼管継手部材１４を溶
接接合し、これら部材１７と下弦材１５ｂとをともに架
設現場へ搬送して、架設現場において下弦材１５ｂに設
けた鋼管継手部材１４の上端と前記部材１７の枝管１６
の下端とを突合せ溶接してパイプトラス構造を構成す
る。この場合、工場で製作する構成部材１７が大きくな
り道路輸送上の制限（一辺の長さが３５００ｍｍ以下）
が加わるが、現場溶接部が減少し、現場施工負担が軽く
なる。

【００２４】図８（ａ）及び（ｂ）は、上述のようにし
て組み立てられるパイプトラス構造を適用したパイプト
ラス橋の一例を示す側面図及び横断面図である。

【００２５】この例では、幅１０４００ｍｍの床版をス
パン５００００ｍｍの橋脚で支承し、床版と橋脚との間
に本発明によるパイプトラス構造を適用している。この
パイプトラス構造は、床版に取り付けられた２本の上弦
材と橋脚に取り付けられた１本の下弦材とを斜材で連結
した構成としている。横断面図に示すように、本パイプ
トラス構造は逆三角形をなしており、２本の上弦材のス
パンは４５００ｍｍ、上弦材と下弦材との間の鉛直高さ
は３２００ｍｍとしている。

【００２６】以上に述べた本発明による鋼管継手構造を
用いたパイプトラスは、パイプトラス橋のみならず、一
般のパイプトラス構造にも適用可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上に述べた本発明の鋼管継手構造及び
これを利用したパイプトラス構造は、簡素な鋼管継手部
材を用いた構造であり、従来のような弦材パイプに斜材
パイプを直接溶接接合する構造に較べて、部材の溶接施
工性が良好であるため溶接欠陥が発生しにくく、また、
部材をコンパクト化できるため輸送性の点でも有利であ
る。さらに、パイプトラス橋の規模に合わせて、溶接施
工性と輸送性のいずれに重点を置くかの選択もできる。

【００２８】また、従来のような鋳造継手部材を用いて
弦材パイプと斜材パイプとを溶接接合する構造に較べ
て、本発明の鋼管継手構造の方が形状的に応力集中度が
低く疲労強度に優れているのみでなく、軽量で扱いやす
い上、鋳型が不要でありコストの面でも有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における鋼管継手部材を構成する一対の
短管の側面図

【図２】本発明における鋼管継手部材を弦材に接合した
状態を示す側面図

【図３】本発明における鋼管継手部材に弦材及び斜材を
接合して鋼管継手構造を構成した状態を示す側面図

【図４】溶接線の各点における溶接肉盛例を示す断面図

【図５】本発明の鋼管継手構造をパイプトラス橋のトラ
ス構造に適用した場合の一実施形態を示す側面図

【図６】本発明におけるパイプトラスの比較的大型の構
造例を示す側面図

【図７】本発明におけるパイプトラスの比較的小型の構
造例を示す側面図

【図８】本発明におけるパイプトラス構造を適用したパ
イプトラス橋の一例を示す側面図及び横断面図

【図９】従来技術の弦材パイプに斜材パイプを直接溶接
する施工法を示す説明図

【図１０】従来技術の鋳造継手部材を用いる施工法を示
す説明図

【符号の説明】

１ 弦材 ２ 斜材 ３ 先端の重複部が切断された斜材 ４ 斜材が取り付けられた上弦材 ５ 斜材が取り付けられた下弦材 ６ 鋳造継手部材 ７ 鋳造継手部材の弦材との接合面 ８ 鋳造継手部材の斜材との接合面 ９ 斜材 １０ 鋳造継手部材が取り付けられた上弦材 １１ 鋳造継手部材が取り付けられた下弦材 １２ 短管 １３ 先端の重複部が切断された短管 １４ 鋼管継手部材 １５ 鋼管継手部材が取り付けられた弦材 １５ａ 鋼管継手部材が取り付けられた上弦材 １５ｂ 鋼管継手部材が取り付けられた下弦材 １６ 斜材 １６ａ 斜材 １６ｂ 斜材 １７ 上弦材と斜材とを鋼管継手部材を用いて溶接接
合した部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼管を用いたパイプトラス構造物の継手
   構造であって、２本の短管を略Ｖ字形状に配して弦材と
   なる主管の外周面に対して溶接し、該各短管の先端に斜
   材となる枝管を突合せ溶接したことを特徴とする鋼管継
   手構造。
2. 【請求項２】 上弦材と下弦材とこれら両弦材を連結す
   る斜材とから構成されるトラスにおいて、上弦材及び下
   弦材と斜材との継手構造を請求項１に記載の鋼管継手構
   造により構成したことを特徴とするパイプトラス構造。
3. 【請求項３】 予め上弦材及び下弦材となる主管のそれ
   ぞれの斜材取付け位置に２本の短管を略Ｖ字形状に配し
   て前記主管の外周面に対して溶接し、架設現場において
   上弦材の短管と下弦材の短管とを斜材となる枝管で連結
   し、トラスを形成することを特徴とするパイプトラス橋
   施工法。