JP2003261909A - 鋼橋脚の補強方法及び補強構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】水足場の設置を要することなく容易で低コスト
に、且つ、既に作用している荷重にも機能し得る鋼橋脚
の補強方法及び補強構造を提供する。 【解決手段】補強構造は、鉛直な支持柱１１の上端部か
ら水平な横梁１２が一体に延設されて成る橋脚１０の、
支持柱１１と横梁１２の交差部内の応力が相対的に小さ
な厚さ方向中間部位に、伸縮操作可能なストレスビーム
２０が橋脚１０の側板１０Ａに生じている応力と略平行
として配置されると共に、その伸長操作によって所定の
圧縮力を付加している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、支持柱部材から側
方に延設された横梁部材によって橋桁を支持する鋼橋脚
において、支持柱部材と横梁部材の交差部を補強する方
法及び補強構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】橋梁や高架橋を支持する橋脚として、鋼
板によって中空に形成された鋼橋脚が知られている。

【０００３】鋼橋脚としては、左右の支持柱の上部に横
梁が架設されて成る門形や、一本の支持柱の左右に支持
梁が突設されて成るＴ字状の突き出し形等、支持柱部材
から側方に延設された横梁部材によって橋桁を支持する
形式のものが多いが、このような形式では、横梁部材の
基端部（支持柱部材との交差部）で側板近傍に応力が集
中する。

【０００４】即ち、概念図である図５に示すように、荷
重Ｗによって横梁１２′の下面１２Ａ′に生ずる応力
は、中間部位では図中σで表すようにその幅全域に亘っ
て一様に分布しているが、横梁１２′の基端部（支持柱
１１′との交差部）では図中σｘ′で表すように剪断遅
れによって側板１０Ａ′近傍が大きく幅方向中央部は小
さく、幅方向に不均等になる。この基端部で応力が集中
する側板１０Ａ近傍はでは、車両の通行等に起因する動
荷重の変化によって疲労して溶接部の割れ等破損に至る
虞がある。

【０００５】このため、そのような鋼橋脚に対しては、
当該部位の側板の外面に図中４０で示すように補強板を
張り付ける等の補強が行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、橋脚側
板の外面に補強板を張り付ける補強は、その張り付け作
業自体が面倒で時間を要すると共に、橋脚周囲に足場を
設置しなければならないために交通規制も必要となり、
工事が面倒で時間がかかってコストが高いという問題が
あった。

【０００７】更に、このようにして設置された補強板
は、当該補強板を設置した時点以降に作用する荷重に対
しては機能する（補強効果を有する）ものの、既に作用
している荷重に対しては機能しないため補強効果が少な
いものである。

【０００８】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであって、足場の設置を要することなく容易で
低コストに、且つ、既に作用している荷重にも機能し得
る鋼橋脚の補強方法及び補強構造を提供することを目的
とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明に係る鋼橋脚の補強方法は、支持柱部材から側方に延
設された横梁部材によって橋桁を支持する鋼橋脚におい
て、前記支持柱部材と前記横梁部材の交差角部を補強す
る方法であって、荷重によって生ずる応力が集中する左
右の側板の間の部位に、伸長又は縮短操作可能な補強部
材を配設した後、該補強部材を伸長又は縮短操作して当
該補強部材の配設部位に前記側板に生じている応力と同
方向の付加力を作用させ、前記左右の側板の応力集中を
低減させることを特徴とする。

【００１０】また、その補強構造として、支持柱部材か
ら側方に延設された横梁部材によって橋桁を支持する鋼
橋脚において、前記支持柱部材と前記横梁部材の交差部
を補強する構造であって、荷重によって生ずる応力が集
中する左右の側板の間の部位に、伸長又は縮短して当該
部位に前記側板に生じている応力と同方向の付加力を作
用させる補強部材が配設されて構成されていることを特
徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態を説明する。

【００１２】図１は本発明に係る鋼橋脚の補強方法を適
用した補強構造の一構成例を適用した橋脚を概念的に示
す説明図である。

【００１３】図示補強構造は、支持柱部材としての鉛直
な支持柱１１の上端部から横梁部材としての水平な横梁
１２が一体に延設された形状に鋼板によって形成された
橋脚１０に対し、その支持柱１１と横梁１２の交差部内
の、応力が相対的に小さな厚さ方向中間部位に、補強部
材としての伸縮操作可能なストレスビーム２０が橋脚１
０の側板１０Ａに生じている応力と略平行として配置さ
れると共に、その伸長操作によって所定の圧縮力を付加
して構成されている。

【００１４】ここで、側板１０Ａに生じている応力と
は、説明図である図２（Ａ）に示すように、荷重：Ｗに
よって横梁１２の下面１２Ａと支持柱１１の内側面（横
梁１２延設側の面）１１Ａとの交差部に生ずる図中矢印
で示す圧縮応力σ１，σ２に対抗して側板１０Ａに生ず
る圧縮応力σ３である。本構成例では、ストレスビーム
２０を、圧縮応力σ３と略平行となるように、支持柱１
１の内側面１１Ａと横梁１２の下面１２Ａの交差角部
と、支持柱１１の外側面１１Ｂと横梁１２の上面１２Ｂ
の交差角部の間に対角に架設し、設置後に伸長させてそ
の装着部である交差角部を圧縮応力σ３と略同方向に所
定の力で押圧するものである。

【００１５】ストレスビーム２０は、図３に一例の概念
図に示すように、両端内周部に逆ネジが形成された円筒
状の操作メネジ２１の両端に、それぞれ端部にコ字状の
連結部２２Ａを備える所定径の連結シャフト２２が螺合
して、操作メネジ２１の回転操作によって全体として伸
縮するいわゆるターンバックルのように構成されてお
り、両端の連結シャフト２２の連結部２２Ａでそれぞれ
橋脚１０の内側面に配設された装着板３０に結合されて
配設される。

【００１６】装着板３０は、橋脚１０内のストレスビー
ム２０の設置結合部（即ち支持柱１１の内側面１１Ａと
横梁１２の下面１２Ａの交差角部の内部と、支持柱１１
の外側面１１Ｂと横梁１２の上面１２Ｂの交差角部の内
部）に、それぞれ板面を横梁１２の延設方向と平行とし
て溶接固定され、これら装着板３０にそれぞれストレス
ビーム２０の装着部２２Ａが嵌まって両者を貫通する連
結軸３１で揺動可能に結合されるようになっている。

【００１７】上記のごときストレスビーム２０の設置
は、当該橋脚に形成された図示しないマンホールを介し
て内部所定位置に装着板３０を溶接固定し、その装着板
３０にストレスビーム２０を連結軸３１で結合して装着
した後、ストレスビーム２０の操作メネジ２１を回転操
作して伸長させて所定の圧縮力を付加することで行う。
装着板３０及びストレスビーム２０をマンホールから搬
入可能な大きさ且つ一人で運べる重量とすることで、当
該橋脚１０の周囲に交通規制を要する足場を設置するこ
となく補強作業が可能である。

【００１８】このような構成により、ストレスビーム２
によって付加する圧縮力を適宜設定することにより、図
１中にσＸで示すように、横梁１２の下面１２Ａの幅方
向中央の応力を大きくしてその分側板近傍の応力（σＸ
ｍａｘ）を緩和することができ、側板１０Ａ近傍の溶接
割れ等の破損の虞を防いで耐用期間を延長することがで
きる。つまり、単に補強材を追加装着したのでは、既に
作用している死荷重によって生じた応力には対応でき
ず、設置時以降に作用する動荷重に対してのみ機能する
に留まるのに対し、本構成では設置後にストレスビーム
２０によって圧縮力を付与して当該部位の応力を大きく
することにより、既に作用している死荷重によって生じ
ている応力を平均化してσＸｍａｘを小さくすることが
できるものであり、橋桁等の死荷重が作用する以前に予
め当該部位に補強材を配設したと同様の効果を得ること
ができるものである。

【００１９】尚、上記構成例は、橋脚１０の幅方向中央
に一本の補強部材（ストレスビーム２０）を介設したも
のであるが、これに限らず複数配設しても良い。複数配
設することでより一層応力を均一化できると共に、一本
当たりの荷重を小さくできるため小型軽量に構成でき、
作業も容易となる。

【００２０】また、補強部材の構成やその設置位置及び
駆動方向も上記構成例に限定されるものではなく、例え
ば、図４に示すように、ストレスビーム２０を、側板１
０Ａに生ずる引っ張り応力（図２（Ｂ）に示す応力：σ
４）と略平行となるように、支持柱１１の外側面１１Ｂ
と横梁１２の下面１２Ａの交差角部と、支持柱１１の内
側面１１Ａと横梁１２の上面１２Ｂの交差角部のそれぞ
れ内角部の間に対角に架設し、設置後に縮短させて引っ
張り力を付与するようにしても良いものである。更に、
圧縮力を付与する補強部材と引っ張り力を付与する補強
部材の両方を混在設置するように構成しても良いもので
ある。

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本願発明に係る鋼橋
脚の補強方法によれば、荷重によって生ずる応力が集中
する左右の側板の間の部位に、伸長又は縮短操作可能な
補強部材を配設した後、該補強部材を伸長又は縮短操作
して当該補強部材の配設部位に側板に生じている応力と
同方向の付加力を作用させ、左右の側板の応力集中を低
減させることにより、横梁下面の幅方向中央の応力を大
きくしてその分側板近傍の応力を緩和することができ
る。つまり、設置後に補強部材を伸長又は縮短させて設
置部位の応力を大きくすることにより、作用している死
荷重によって生じている応力を平均化することができ、
側板部の溶接割れ等の破損の虞を防いで耐用期間を延長
することができるものであり、足場の設置を要すること
なく容易で低コストに補強することができるものであ
る。

【００２２】また、鋼橋脚の補強構造として、荷重によ
って生ずる応力が集中する左右の側板の間の部位に、伸
長又は縮短して当該部位に側板に生じている応力と同方
向の付加力を作用させる補強部材が配設されて構成され
ていることにより、補強部材によって側板に生じている
応力と同方向に所定の付加力を作用させることで、横梁
下面の幅方向中央の応力を大きくしてその分側板近傍の
応力を緩和することができ、作用している死荷重によっ
て生じている応力を平均化することで側板部の溶接割れ
等の破損の虞を防いで耐用期間を延長することができる
ものであり、足場の設置を要することなく容易で低コス
トに補強することができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼橋脚の補強方法を適用した補強
構造の一構成例を適用した橋脚を概念的に示す説明図で
ある。

【図２】橋脚の側板の応力状態の説明図である。

【図３】補強部材としてのストレスビームの一例を示す
図である。

【図４】他の補強構造の構成例の橋脚を概念的に示す説
明図である。

【図５】従来例としての鋼橋脚の概念説明図である。

【符号の説明】

１０ 橋脚（鋼橋脚） １０Ａ 側板 １１ 支持柱 １２ 横梁 ２０ ストレスビーム（補強部材） σ３ 圧縮応力（側板に生じている応力） σ４ 引っ張り応力（側板に生じている応力）

フロントページの続き (72)発明者 西土 隆幸 東京都江東区毛利一丁目19番10号 石川島 播磨重工業株式会社江東事務所内 (72)発明者 齊藤 史朗 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 谷 郁男 愛知県知多市北浜町11番１号 石川島播磨 重工業株式会社愛知工場内 (72)発明者 杉崎 守 東京都江東区東陽五丁目30番13号 株式会 社イスミック内 Ｆターム(参考） 2D059 AA03 GG40 2E176 AA04 BB29

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】支持柱部材から側方に延設された横梁部材
   によって橋桁を支持する鋼橋脚において、前記支持柱部
   材と前記横梁部材の交差角部を補強する方法であって、 荷重によって生ずる応力が集中する左右の側板の間の部
   位に、伸長又は縮短操作可能な補強部材を配設した後、
   該補強部材を伸長又は縮短操作して当該補強部材の配設
   部位に前記側板に生じている応力と同方向の付加力を作
   用させ、前記左右の側板の応力集中を低減させることを
   特徴とする鋼橋脚の補強方法。
2. 【請求項２】支持柱部材から側方に延設された横梁部材
   によって橋桁を支持する鋼橋脚において、前記支持柱部
   材と前記横梁部材の交差部を補強する構造であって、 荷重によって生ずる応力が集中する左右の側板の間の部
   位に、伸長又は縮短して当該部位に前記側板に生じてい
   る応力と同方向の付加力を作用させる補強部材が配設さ
   れて構成されていることを特徴とする鋼橋脚の補強構
   造。