JP2006274680A - 母材と連結材の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 施工が容易でコスト増にならないスタッドボルトが取り付けられた母材と連結材の接合構造を提供する。
【解決手段】 スタッドボルト５が取り付けられた主桁１の上フランジ３とハンチプレート７とをスタッドボルト５を用いて接合する接合構造であって、端部が開口する切欠き部９が設けられたハンチプレート７の接合端部を切欠き部内にスタッドボルト５が配置されるように上フランジ３上に配置し、スタットボルト５に座金板１１を取付けてナット１５で締め付けることによって座金板１１でハンチプレート７を上フランジ３側に押圧してハンチプレート７を主桁１の上フランジ３に接合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、スタッドボルトが取り付けられた母材と連結材の接合構造に関する。

鋼板同士をスタッドボルトで接合する接合構造の１例として鋼・コンクリート合成床版のハンチプレート（連結材、鋼板）と主桁（連結母材、鋼板）の接合構造がある。このような鋼・コンクリート合成床版のハンチプレートと主桁の接合構造の例としては、例えば特許文献１に記載された橋床ハンチの施工方法に記載がある。特許文献１に記載されたものは、ハンチプレートとの下端部を主桁のフランジの下面側に接合するというものであるが、一般的にはハンチプレートの下端部を主桁のフランジの上面側にボルト接合する構造がよく知られている。

図１４はこのような一般的によく知られた鋼・コンクリート合成床版のハンチプレート（連結材、鋼板）と主桁（連結母材、鋼板）の接合構造の平面図、図１５は図１４の矢視Ａ−Ａ断面図、図１６は図１４の矢視Ｂ−Ｂ図である。
特許文献１に示された例は、図１４〜図１６に示されるように、主桁１の上フランジ３に溶接したスタッドボルト５を、ハンチプレート７に設けたボルト孔３１（図１５参照）に挿入して、定型座金３３を設置してナット３５を締め付けるというものである。

また、鋼・コンクリート合成床版のハンチプレートと主桁の接合構造の他の例としては図１７〜図１９に示す例がある。図１７は平面図、図１８は図１７の矢視Ａ−Ａ断面図、図１９は図１７の矢視Ｂ−Ｂ断面図である。
図１７〜図１９に示す例は、主桁１の上フランジ３に溶接したスタッドボルト５に抑えプレート３７をナット３５で取り付け、この抑えプレート３７でハンチプレート７の一端部を抑え付けるというものである。
特開２００１−１１８２０号公報

特許文献１に記載されたハンチプレート７に丸孔３１を設けてスタッドボルト５を貫通させる方法はハンチプレート・丸孔の製作誤差、主桁間隔およびスタッドボルト設置誤差等により丸孔３１とスタッドボルト５が取り合わず、施工が困難になる場合がある。

また、スタッドボルト５をハンチプレート７からずらして設置し、抑えプレート３７をナット３５で締め付けてハンチプレート７と主桁１の上フランジ３を連結する方法では、図１９に示されるようにハンチプレート７を面ではなく線で固定することになるので、架設時の荷重に対して耐荷力が十分あるとはいえない。もっとも、抑えプレート３７をハンチプレート面に沿うように曲げ加工することによってハンチプレート７を面で固定するようにすることも可能であるが、このような加工をするとコストが増大するという問題がある。

また、抑えプレート３７を曲げ加工しないでかつ面で固定する方法として、図２０に示すように、主桁１の上フランジ３と抑えプレート３７の間に高さ調整座金３９を設置することも考えられる。
しかしながら、この場合にはスタッドボルト５の溶接肉盛と座金開口部縁端が干渉しない座金を製作する必要があること、スタッドボルト５の設置誤差等施工誤差の累積により高さ調整座金３９とハンチプレート端が干渉する可能性があること等の問題がある。

以上においては、鋼・コンクリート合成床版のハンチプレート（連結材）と主桁（連結母材）の接合構造を例として説明したが、上述の問題は鋼・コンクリート合成床版のハンチプレートと主桁フランジ接合部のみに限定されず、鋼板同士をスタッドボルトで接合する継手に関して共通の問題である。

本発明はかかる課題を解決するためになされたものであり、施工が容易でコスト増にならないスタッドボルトが取り付けられた母材と連結材の接合構造を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る母材と連結材の接合方法は、スタッドボルトが取り付けられた母材と連結材とを前記スタッドボルトを用いて接合する母材と連結材の接合構造であって、端部が開口する切欠き部が設けられた連結材の接合端部を前記切欠き部内に前記スタッドボルトが配置されるように前記母材に配置し、前記スタットボルトに座金板を取付けてナットで締め付けることによって前記座金板で連結材を母材側に押圧して前記連結材を前記母材に接合することを特徴とするものである。

（２）また、上記（１）に記載のものにおいて、座金板は切欠き部の面積の２倍以上の面積を有することを特徴とするものである。

（３）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、母材は鋼・コンクリート合成床版を用いた橋梁における主桁の上フランジであり、連結材は前記主桁の上フランジに接合するハンチプレートであることを特徴とするものである。

（４）また、上記（１）または（２）に記載のものにおいて、母材は鋼・コンクリート合成床版における底鋼板であり、連結材は前記底鋼板の端部に接合する壁高欄鋼製型枠であることを特徴とするものである。

本発明においては、端部が開口する切欠き部が設けられた連結材の接合端部を前記切欠き部内に前記スタッドボルトが配置されるように前記母材に配置し、前記スタットボルトに座金板を取付けてナットで締め付けることによって前記座金板で連結材を母材側に押圧して前記連結材を前記母材に接合するようにしたので、切欠き部の大きさを適当な大きさにすることが可能となり、それによって施工誤差によるスタッドボルトと連結材の干渉を防止できる。しかも、従来の丸孔に代えて端部が開口する切欠き部としたので、連結材を設置する際にスタッドボルトに対して横方向からの設置が可能となり施工性が向上する。

［実施の形態１］
図１は本発明の一実施の形態に係る母材と連結材の接合構造の説明図である。この実施の形態は鋼・コンクリート合成床版を用いた橋梁における主桁（母材）とハンチプレート（連結材）の接合構造に関するものである。
図２は図１に示した接合構造の平面図、図３は図２における矢視Ａ−Ａ断面図、図４は図２における矢視Ｂ−Ｂ図である。

以下、本実施の形態に係るハンチプレート７と主桁の接合構造を図１〜図３に基づいて説明する。主桁１の上部フランジ３には主桁の軸線方向（橋軸方向）に複数のスタッドボルト５が２列に並んで所定の間隔を離して溶接されている。
また、上部フランジ３に取付けられるハンチプレート７の下端部には一端側が開口し、角部が円弧状になった矩形状の切欠き部９がスタッドボルト５の数と同数設けられている。そして、スタッドボルト５が切欠き部内に配置されるようにハンチプレート７の一端側が上フランジ３上に設置されている。さらに、切欠き部９を覆うと共にハンチプレート７に重なるように座金板１１が設置されている。そして、座金板１１の上から定型座金１３が設置され、スタッドボルト５に螺合するナット１５によって固定されている。

次に、切欠き部９の大きさについて説明する。図５〜図７は切欠き部９の大きさの説明図であり、図５はハンチプレート７を主桁１の上フランジ３に設置してナット締めする前の状態におけるハンチプレート７の一部の平面図、図６は図５の矢視Ａ−Ａ図、図７は鋼・コンクリート合成床版を用いた橋梁の説明図である。
図５はハンチプレート７を設計で決められた位置に設置した状態を示しており、切欠き部９の大きさは、図５の状態においてスタッドボルト５から切欠き部９の奥側（開口側と反対側）端部までの切欠量Ｌ1とスタッドボルト５から切欠き部９の側面部までの切欠量Ｌ2で規定される。そして、切欠量Ｌ1、Ｌ2は例えば道路橋示方書に基づく設計の場合には以下に示すように規定される。

切欠量Ｌ1＝ΔＢ(主桁設置誤差のプラス値)＋ｔ（溶接肉盛厚）＋α（１ｍｍ〜２ｍｍ程度）
ΔＢ＝±４ｍｍ・・・（Ｂ＜２ｍ）
ΔＢ＝±（３＋Ｂ／２）・（Ｂ＞２ｍ）
ｔ：Ｍ１６スタッドで約３ｍｍ
切欠量Ｌ2＝ΔＣ（道路橋示方書で規定された許容誤差）＋ｔ（溶接肉盛厚）＋α（１
ｍｍ〜２ｍｍ程度）
ΔＣ＝５ｍｍ
ｔ：Ｍ１６スタッドで約３ｍｍ

なお、上記切欠量Ｌ1、Ｌ2の規定式において、Ｂは図７に示す床版支間長であり、溶接肉盛厚ｔは図６に示すようにスタッドボルト５を溶接したときの肉盛の大きさである。
また、αはスタッドボルト施工時の位置ずれ（施工誤差）等を吸収するための量である。
上記のように、切欠量Ｌ1、Ｌ2を規定することにより、主桁１の設置誤差を吸収できると共にスタッドボルトの溶接肉盛とハンチプレート７との干渉を防止できる。

次に座金板１１の大きさについて説明する。座金板１１は切欠き部９を覆うと共にハンチプレート７に十分重なる必要がある。そこで、座金板１１の大きさは橋軸方向、橋軸直角方向共に切欠き部９の約２倍になるように設定するのが望ましい。つまり、図８に示すようにスタッドボルト５が切欠き部９の中心に配置された状態で、座金板１１におけるスタッドボルト５の中心から橋軸方向および橋軸直角方向の長さＬ3、Ｌ4が、それぞれ切欠き部９におけるスタッドボルト５の中心からの長さＬ5、Ｌ6の２倍の長さになるように設定する。
このようにすることで、座金板１１とハンチプレート７との摩擦を十分にとることができ、ハンチプレート７をしっかりと固定できる。

なお、座金板１１の大きさとして上記のようにするのがより望ましいが、材料のコスト等を考慮して、座金板１１は切欠き部９の面積の２倍以上であればよい。この程度の大きさであれば必要な押圧力を得ることができる。

上記のように構成される本実施の形態の接合構造における接合手順を説明する。図９〜図１１はその説明図であり、以下、図９〜図１１に基づいて接合手順を説明する。
主桁１の上フランジ部３にスタッドボルト５を溶接する（図９参照）。スタッドボルト５が溶接された主桁１の上フランジ部３にハンチプレート７の端部を、その切欠き部内にスタッドボルト５が入るように載置する（図１０参照）。このとき、切欠き部９の大きさが前述のように設定されているので、主桁１およびスタッドボルトの設置誤差の吸収ができると共に、スタッドボルト５の溶接肉盛とハンチプレート７との干渉を防止できる。また、切欠き部９の端部が開口しているので、ハンチプレート７の設置方法によっては、ハンチプレート７を主桁１のフランジ面に沿って横方向からスライドして設置することもでき、施工性に優れる。

次に、図１１に示すように、座金板１１をその貫通孔をスタッドボルト５に挿入して設置する。このとき、座金板１１の大きさが上記のように設定されているので、座金板１１とハンチプレート７の接触面積が十分に確保され、ハンチプレート７を主桁１にしっかりと留めることができる。
座金板１１を設置した後は、定型座金１３を設置し、ナット締めをして完了する。

本実施の形態によれば、ハンチプレート７における主桁１との接合部に切欠き部９を設けるようにしたので、スタッドボルト５の位置や主桁１の設置誤差によって生ずるスタッドボルト５とハンチプレート７の干渉がなくなり施工性が向上する。また、座金板１１を用いてハンチプレート７を固定するようにしたので、ハンチプレート７を面で固定する構造となり、架設時の荷重に対して耐荷力を向上させることができる。

なお、上記実施の形態においては切欠量Ｌ1、Ｌ2の決め方として設計対象物を道路橋示方書に基づいて設計する場合について説明したが、設計対象物を他の基準書に基づいて設計する場合には、それらの基準書に示される許容誤差を用いると共に上述した式に基づいて切欠量Ｌ1、Ｌ2を決定すればよい。

［実施の形態２］
図１２、図１３は本発明の他の実施の形態に係る接合構造の説明図であり、図１３が全体を示す図であり、図１２が要部を示す図である。なお、図１と同一部分には同一の符号を付してある。この例は、鋼・コンクリート合成床版の壁高欄鋼製型枠２１（端板）と底鋼板２３との接合部の構造に関するものである。
壁高欄鋼製型枠２１は縦部材２１ａと当該縦部材２１ａの下部に直角に溶接された横部材２１ｂとから構成されている。横部材２１ｂには実施の形態１のハンチプレート７と同様の切欠き部２５が形成されている。

この実施の形態においては、図１２に示すように横部材２１ｂに一端側が開口した切欠き部２５を設けており、壁高欄鋼製型枠２１を設置する際に横方向からスライドさせて行うことができ、施工性に優れる。従来横部材２１ｂには切欠き部ではなく貫通孔を設けていたため、壁高欄鋼製型枠２１の設置は位置合わせをして底鋼板２３の上方から載置しなければならず、煩雑な作業であったが、この例のように横部材２１ｂに切欠き部２５を設けることで、横部材２１ｂを底鋼板上に載置してからスライドさせて位置合わせが可能となり、施工性が格段に向上するのである。
なお、本実施の形態における切欠き部２５の大きさについては施工時の誤差等を考慮してその誤差が吸収できるように適宜決定すればよい。

本発明の一実施の形態に係る母材と連結材の接合構造の説明図である。 図１に示した接合構造の平面図である。 図２における矢視Ａ−Ａ断面図である。 図２における矢視Ｂ−Ｂ図である。 ハンチプレート７を主桁１の上フランジ３に設置してナット締めする前の状態におけるハンチプレート７の開口部の平面図である。 図６は図５の矢視Ａ−Ａ図である。 図７は床版支間長の説明図である。 座金板の説明図である。 実施の形態１の接合構造における接合手順の説明図である（その１）。 実施の形態１の接合構造における接合手順の説明図である（その２）。 実施の形態１の接合構造における接合手順の説明図である（その３）。 本発明の他の実施の形態の接合構造の概要の説明図である。 本発明の他の実施の形態の接合構造の説明図である。 従来例のハンチプレートと主桁の接合構造の平面図である。 図１４の矢視Ａ−Ａ断面図である。 図１４の矢視Ｂ−Ｂ図である。 他の従来例のハンチプレートと主桁の接合構造の平面図である。 図１７の矢視Ａ−Ａ断面図である。 図１７の矢視Ｂ−Ｂ図である。 図１７に示した他の従来例の改善例である。

符号の説明

１ 主桁
３ 上フランジ
５ スタッドボルト
７ ハンチプレート
９ 切欠き部
１１ 座金板
１３ 定型座金
１５ ナット
２１ 壁高欄鋼製型枠
２３ 底鋼板
２５ 切欠き部

Claims (4)

1. スタッドボルトが取り付けられた母材と連結材とを前記スタッドボルトを用いて接合する母材と連結材の接合構造であって、
   端部が開口する切欠き部が設けられた連結材の接合端部を前記切欠き部内に前記スタッドボルトが配置されるように前記母材に配置し、前記スタットボルトに座金板を取付けてナットで締め付けることによって前記座金板で連結材を母材側に押圧して前記連結材を前記母材に接合することを特徴とする母材と連結材の接合構造。
2. 座金板は切欠き部の面積の２倍以上の面積を有することを特徴とする請求項１に記載の母材と連結材の接合構造。
3. 母材は鋼・コンクリート合成床版を用いた橋梁における主桁の上フランジであり、連結材は前記主桁の上フランジに接合するハンチプレートであることを特徴とする請求項１または２に記載の母材と連結材の接合構造。
4. 母材は鋼・コンクリート合成床版における底鋼板であり、連結材は前記底鋼板の端部に接合する壁高欄鋼製型枠であることを特徴とする請求項１または２に記載の母材と連結材の接合構造。

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