JP2008127906A

JP2008127906A - 鋼床板補強方法

Info

Publication number: JP2008127906A
Application number: JP2006315793A
Authority: JP
Inventors: Akiko Tabata; 晶子田畑; Minoru Kidai; 穣木代; Tsutomu Nishioka; 勉西岡; Biso Fujibayashi; 美早藤林; Takashi Murabe; 剛史村部; Takamitsu Inamori; 貴光稲盛; Jiro Hagooka; 爾朗羽子岡
Original assignee: Hanshin Expressway Co Ltd; Yokogawa Construction Co Ltd
Current assignee: Hanshin Expressway Co Ltd; Yokogawa Construction Co Ltd
Priority date: 2006-11-22
Filing date: 2006-11-22
Publication date: 2008-06-05

Abstract

【課題】通行止めや車線規制等を最小限にしながら鋼床板の補強工事を実施できるようにする。
【解決手段】平板状の鋼製デッキプレート３の下面に断面「Ｕ」字状の複数のＵリブが横間隔をあけて並列状態に溶接で固着されている鋼床板１と、その鋼床板１を下方で一体に支持する桁部材Ｂ３とを備えた金属製構造体を対象として、鋼床板１を補強する鋼床板補強方法において、Ｕリブどうしの間に、下方からデッキプレート３に押し付ける状態に補強ストリンガー６を配置し、その補強ストリンガー６を桁部材Ｂ３に支持させて一体に固定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、高架道路や高速道路や橋梁等の金属製構造体における鋼床板を補強する補強方法に関し、更に詳しく説明すると、平板状の鋼製デッキプレートの下面に断面「Ｕ」字状の複数のＵリブが横間隔をあけて並列状態に溶接で固着されている鋼床板と、その鋼床板を下方で一体に支持する桁部材とを備えた金属製構造体を対象として、前記鋼床板を補強する鋼床板補強方法に関する。

道路や橋梁上の大型車両の通行に伴っては、道路や橋梁が疲労・損傷し易く、近年の車両の大型化や重量化、及び、通行量の増加等により、特に、鋼床板形式を採用している道路や橋梁においては、デッキプレートとＵリブとの溶接部に疲労亀裂が発生することが判ってきた。また、この原因は、道路上を走行する車両の輪荷重によって、図６に示すように、デッキプレート３が、Ｕリブ５の接合部を支点とした局部変形を起こし、その局部変形に起因して発生する溶接部４への応力集中によって疲労亀裂Ｃが発生するものと考えられる（図７参照）。そして、このように溶接部に亀裂が発生する既設鋼床板を補強する方法としては、まだ確立されたものが存在しないのが現状であるが、一例としては、デッキプレート上に積層された道路舗装を剥がした後、鋼床板の上に補強部材（金属板やコンクリート材等）を一体に施工して、鋼床板の全体的な強化を図る方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。

特願２００５−２７０３３５号（図１、図３、図４）

上述した鋼床板補強方法によれば、工事を実施するに当たり、道路舗装を剥がしたり、新たな補強部材を鋼床板の上に設置する関係上、長期間にわたって通行止めや、車線規制等を行う必要があり、地域交通に支障を来しやすい問題点がある。

従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、通行止めや車線規制等を最小限にしながら鋼床板の補強工事を実施できる鋼床板補強方法を提供するところにある。

本発明の第１の特徴構成は、平板状の鋼製デッキプレートの下面に断面「Ｕ」字状の複数のＵリブが横間隔をあけて並列状態に溶接で固着されている鋼床板と、その鋼床板を下方で一体に支持する桁部材とを備えた金属製構造体を対象として、前記鋼床板を補強する鋼床板補強方法において、前記Ｕリブどうしの間に、下方から前記デッキプレートに押し付ける状態に補強ストリンガーを配置し、その補強ストリンガーを前記桁部材に支持させて一体に固定するところにある。

本発明の第１の特徴構成によれば、前記Ｕリブどうしの間に、下方から前記デッキプレートに押し付ける状態に補強ストリンガーを配置し、その補強ストリンガーを前記桁部材に支持させて一体に固定するから、デッキプレートの補強を図ることが可能となる。
即ち、デッキプレートに輪荷重が作用するに伴って前述のとおりデッキプレートが撓み変形するわけであるが、補強ストリンガーをＵリブ間に設置することによりデッキプレートの支持スパンが半減し、曲げモーメント等の内部応力を減少させることができ、且つ、デッキプレートの撓み量も少なくすることができる等、補強効果を発揮することが可能となる。更には、デッキプレートの撓み量を少なくできるに伴って、デッキプレートとＵリブとの溶接部分への荷重をも低減することができ、溶接部から広がる疲労破壊を防止し易くなる。
そして、このような効果を期待できるにも拘わらず、その施工は、図２、図４、図５に示すように、下方からデッキプレートに補強ストリンガーを押し付けて桁部材に支持させるだけであるから、デッキプレートに補強部材取付用の穴を明けたり、ボルト取り付けを行ったりせずに鋼床板の補強を図ることが可能となる。
従って、補強工事の期間中の大半の施工を鋼床板の下方空間を使用して迅速に行うことができ、鋼床板の上方空間、即ち、道路上での作業を従来に比べて著しく少なくすることができ、通行止めや道路規制を最小限にすることが可能となる。

本発明の第２の特徴構成は、前記補強ストリンガーは、長手方向における中間部が端部に比べて上方に位置する反り状態に形成したものを使用し、前記補強ストリンガーの反り頂部を前記デッキプレートに押し当てながら、両端部を前記鋼床板側に押し上げた状態で前記桁部材に固定するところにある。

本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、反り状態の補強ストリンガーを使用して、その反りが無くなる方向に補強ストリンガー変形させて両端部を固定することで、デッキプレートに対して輪荷重に対向する向きにプレストレスを作用させることができ、輪荷重の作用に伴うデッキプレートの撓みをより少なくすることができ、デッキプレートとＵリブとの溶接部分への荷重を、更に低減することができる。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の鋼床板補強方法を実施する対象となる鋼床板１を使用した道路橋（金属製構造体の一例）Ｂの一部を示すものである。
道路橋Ｂは、鋼床板１の下方に主桁Ｂ１や横桁や横リブ（本発見に係わる桁部材に相当）Ｂ３等を一体に備えると共に、鋼床板１の上方に舗装２や高欄を一体に備えて構成されている。

鋼床板１は、平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状の鋼製Ｕリブ５が並設状態にそれぞれ固着されて構成されている（図６参照）。
近年、この溶接部４やＵリブ５の一部にまで達した亀裂Ｃが発見されるようになり、ここでは、そのような損傷を受けないように、予め、鋼床板の補強を行う方法について説明する。

前記溶接部４の詳細は、図７に示すように、デッキプレート３下面部とＵリブ５上縁部との間で外方に開口した開先４ａに対して隅肉溶接を施して構成されている。
そして、亀裂Ｃが発生する原因は、舗装２上に作用する走行車両の輪荷重や振動等によって、図に示すように、デッキプレート３が、Ｕリブ５の接合部を支点とした繰り返しの揺動変形を起こし、その揺動変形に伴って溶接部４に応力集中が生じることで疲労破壊を起こし亀裂Ｃを生じるものと考えられる（図６参照）。そして、溶接部４の断面形状から、溶接部４を支点としたデッキプレート３の揺動の内、特に、開先４ａの開口側のデッキプレート３部分が下方に揺動する動きに伴って溶接部４に亀裂Ｃが発生し易いことが解っている。

本発明に係わる鋼床板補強方法は、図２、図４、図５に示すように、前記Ｕリブ５どうしの間に、下方から前記デッキプレート３に押し付ける状態に補強ストリンガー６を配置し、その補強ストリンガー６を前記横リブＢ３に支持させて一体に固定することで実施される。

前記補強ストリンガー６は、長手方向に三分割されたＩ形鋼を一体に接続して構成されており、図４に示すように、長手方向における両端部の分割ストリンガー６Ａ，６Ｃが、中央部の分割ストリンガー６Ｂの端部から斜め下方に傾斜姿勢となる状態（所謂『反り状態』）にそれぞれを配置して一体接合したものが使用され、横リブＢ３への取付時には、前記補強ストリンガー６の反り頂部６ａを前記デッキプレート３に押し当てながら、両端部を前記デッキプレート３側に押し上げた状態にして、デッキプレート３に対してプレストレスを与えた状態に固定する。
但し、各分割ストリンガー６Ａ，６Ｂ，６Ｃは、鋼床板１の直下で組み立てて該当箇所に取り付けても、別の箇所で組み立てたものを鋼床板１の直下に移動して該当箇所に組み付けても良い。

各分割ストリンガーどうしの接合部は、図３に示すように、Ｉ形鋼の端面の上フランジ部とウェブの一部にかけて突合せ板７が一体に連結してあり、接合する両分割ストリンガーどうしは、この突合せ板７を突き合わせた状態でボルト連結される。
そして、この突合せ板７は、補強ストリンガー６の反り状態を形成するために、厚み寸法を、上側程厚くなるように形成してある。この突合せ板７を、Ｉ形鋼の端面の上フランジ部側のみに取り付けてあるから、下フランジ部相互の間には隙間Ｓが確保され（図４参照）、反り状態に両分割ストリンガー６Ｂを連結する際に、端面どうしが干渉せず、スムースに組み付け作業を行うことができる。
また、上述のように、分割ストリンガー６の反りが無くなる状態に両端部の分割ストリンガー６Ａ，６Ｃをデッキプレート３側に押し付けて横リブＢ３に取り付けた後は、図５に示すように、前記隙間Ｓで対向する両分割ストリンガーにわたる状態に固定プレート８がボルト連結によって取り付けられ、一文字状態の補強ストリンガー６が構成される。

一方、補強ストリンガー６の両端部が取り付けられる横リブＢ３の該当部分には、予め、ボルト連結用の被取付部９を設置してある。そして、被取付部９の下端部分には、前記補強ストリンガー６の端部を押し上げるジャッキ１０を設置する為のジャッキ支持部１１が一体に形成されている。

最後に、当該鋼床板補強方法についての具体的な手順を説明する。
［１］補強対象の鋼床板１範囲における両端の各横リブＢ３に、前記被取付部９、及び、ジャッキ支持部１１、及び、ジャッキ１０をそれぞれ設置する。
［２］両横リブＢ３間に、補強ストリンガー６を配置し、中央の分割ストリンガー６Ｂをデッキプレート３の下面に接当させた状態で、両端の分割ストリンガー６Ａ，６Ｃを前記ジャッキ１０によって押し上げる（図４参照）。
但し、補強ストリンガー６の設置に際しては、補強ストリンガー６の上面とデッキプレート３の下面との間には、鋼製のプレートＧを介在させて、鋼床板の継手等の凹凸を避けると共に応力が均等に伝達しやすくなるようにする場合もある（図４参照）。
［３］補強ストリンガー６の両端部を、被取付部９にそれぞれボルト接合すると共に、各分割ストリンガー６Ｂにわたって、固定プレート８をボルト接合する。
［４］ジャッキ１０を取り外す（図５参照）。

本実施形態で説明した鋼床板補強方法によれば、路上からの作業を殆ど実施せずに、鋼床板の補強を図ることができ、亀裂等発生するのを未然に防止しやすくなる。

〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。

〈１〉本発明の鋼床板補強方法を実施する対象（金属製構造体）は、先の実施形態で説明した道路橋に限るものではなく、他の橋梁等であってもよく、要するに、平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状のＵリブ５が並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板１と、その鋼床板１を下方で一体に支持する桁部材Ｂ３とを備えたものであればよい。
また、桁部材は、先の実施形態で説明した横リブに限るものではなく、要するに、前記鋼床板を支持する機能を備えたものであればよい。
〈２〉補強ストリンガー６は、先の実施形態で説明した反りを形成したものが好ましく、全体構成は、三分割のものに限るものではない。また、素材は、Ｉ形鋼以外にも、他の形鋼や、形鋼を組み合わせて構成したものであってもよい。

尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

道路橋の要部を示す切欠き斜視図鋼床板の要部の補強状況を示す横断面図分割ストリンガーを示す斜視図鋼床板の要部の補強状況を示す側面図鋼床板の要部の補強状況を示す側面図輪荷重の作用状態を示す説明図亀裂の状況を示す鋼床板の要部を示す横断面図

符号の説明

１鋼床板
３デッキプレート
５Ｕリブ
６補強ストリンガー
６ａ反り頂部
Ｂ道路橋（金属製構造体の一例）
Ｂ３横リブ（本発見に係わる桁部材に相当）

Claims

平板状の鋼製デッキプレートの下面に断面「Ｕ」字状の複数のＵリブが横間隔をあけて並列状態に溶接で固着されている鋼床板と、その鋼床板を下方で一体に支持する桁部材とを備えた金属製構造体を対象として、前記鋼床板を補強する鋼床板補強方法であって、
前記Ｕリブどうしの間に、下方から前記デッキプレートに押し付ける状態に補強ストリンガーを配置し、その補強ストリンガーを前記桁部材に支持させて一体に固定する鋼床板補強方法。
前記補強ストリンガーは、長手方向における中間部が端部に比べて上方に位置する反り状態に形成したものを使用し、前記補強ストリンガーの反り頂部を前記デッキプレートに押し当てながら、両端部を前記鋼床板側に押し上げた状態で前記桁部材に固定する請求項１に記載の鋼床板補強方法。