JP2010501047A - 組立式鋼橋梁 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
このような鋼製桁は運搬上の制約及び設置便宜のために通常セグメント形態に製作されるが、このように製作されたセグメントは工事現場で溶接またはボルトによって連結されるのが一般的である。
前記組立式鋼橋梁を構成することにおいて、溶接による桁セグメントの連結はボルト連結に比べて構造物全体の美観を向上させると同時に、継手板などを必要としないために全体鋼重を低減させる利点がある。
しかし、現場溶接は欠陥の発生頻度が高くて欠陥部の改善が難しく、収縮変形によって架設精密度に少なくない影響を与えることがある。また、現場溶接の信頼性問題で非破壊検査量が多くなる短所がある。
しかし、施工現場で複数のボルトを締結するのに多くの時間が所要され、締結方法及び締結順などによって予め導入されたボルトの軸力が大きく変動する短所がある。特に、摩擦継手の場合には接触面の摩擦力を利用して部材を連結するので、鋼材表面の摩擦係数確保のために細心の注意が必要である。
この連結仕様によれば、桁セグメントの圧縮部に作用する荷重であれば所定の補強部材を通じて荷重に耐える強度を維持し、桁セグメントの引張部に作用する荷重もヒンジ構造体を通じて荷重に耐える強度を維持する構造に構成される。
また、ヒンジ構造体に亀裂が発生する場合、この部分の補修が不可能になって、全桁を再施工しなければならない短所もある。
これに加えて、上述のような連結仕様を有する組立式鋼橋梁はヒンジ構造体に作用する引張力に耐える強度を維持するために100mm以上の厚さを有する極厚板を使用してヒンジ構造体を製作しなければならない問題があった。
また、従来のヒンジ構造連結仕様を有する組立式鋼橋梁においては構造的安全度の面で多少ぜい弱で、使用に供している時(供用時)に反復荷重によってヒンジ構造体に亀裂が発生する場合には急速に桁構造物の破壊に到達する短所がある。
また、本発明の例示的な他の実施例はヒンジ構造体の設計厚さを100mm以下に下げ、さらに供用中のヒンジ構造体に集中的に作用する引張力を分散させる組立式鋼橋梁を提供することにその目的がある。
また、本発明の例示的実施例によると、鋼製桁セグメントに対するヒンジアセンブリーの着脱が可能な構造からなるので、鋼製桁セグメントをリサイクルすることができる。また、桁使用中の反復荷重によってヒンジアセンブリーで亀裂が発生しても、この部分の交替が容易であるために桁の維持補修費用を節減することもできる。
また、本発明の例示的な他の実施例によると、補強ユニットを採用することによってヒンジアセンブリーに集中的に作用する引張力に対する構造物の安全度を向上させることもできる。
また、ウェブ15の左右端の一方/または左右両端の上部を長方形の切り欠き形17に形成し、支圧ブロック30の左右方向長さは切り欠き形17の左右方向長さよりも長く形成し、支圧ブロック30は切り欠き形17に嵌め込んでウェブ15と密着溶接する。
このような鋼製桁セグメント10は工場で予め製作されて工事現場に運搬された後、工事現場で互いに連結される。
ここで、鋼製桁セグメント10は上部フランジ11、下部フランジ13及びこれらフランジ11、13を連結するウェブ15として構成される。
この場合、鋼製桁セグメント10は垂直方向に配置されるウェブ15の上下端部に上部フランジ11と下部フランジ13が互いに平行に配置されるI形桁で備えられる。
このような組立式鋼橋梁100は各鋼製桁セグメント10の連結端部が互いに離隔配置され、各支圧ブロック30が互いに密着設置され、ヒンジアセンブリー50によって各鋼製桁セグメント10の連結端部がヒンジ結合された構造からなる。
支圧ブロック30は鋼製桁セグメント10の上部フランジ11と同一幅及びその上部フランジ11より厚い厚さを有する金属板材で備えられる。
このような支圧ブロック30は各鋼製桁セグメント10の連結端部側上部フランジ11とウェブ15に固定されるように設けられる。
この固定部17は各鋼製桁セグメント10の連結端部側上部フランジ11が所定長さだけ一部カッティングされた部分及びウェブ15の上端部が所定高さだけ一部カッティングされた部分として形成される。
この場合、各支圧ブロック30はウェブ15のカッティング部位より長い長さを有して固定部17に配置される。
したがって、各支圧ブロック30は固定部17に配置された状態で、上部フランジ11及びウェブ15のカッティング部位に溶接式で固定される。
その結果、各支圧ブロック30はウェブ15のカッティング部位より長い長さを有するために、各鋼製桁セグメント10の連結端部の間の離隔空間に一部突き出されながら、互いに密着する。
このようなヒンジアセンブリー50は各鋼製桁セグメント10の連結端部側下部フランジ13に連結設置される連結板51と、各連結板51に固定設置される結合部材53と、それぞれの結合部材53をヒンジ結合させるためのヒンジ軸71を含む。
この連結板51は下部フランジ13の底面に連結設置され、ボルト61及びナット62によって下部フランジ13と一体に締結される。
このために連結板51にはボルト61を締結するための複数のボルト孔51aを形成している。
これに対応して下部フランジ13には連結板51のボルト孔51aと互いに連通する複数のボルト孔13aを形成している。
具体的に、結合部材53はそれぞれの鋼製桁セグメント10に対して一側連結板51の底面に固定設置される第1ヒンジプレート55と、他側連結板51の底面に固定設置される第2ヒンジプレート57を含む。
これら結合部分は互いに離隔形成され、各鋼製桁セグメント10の連結端部の間の離隔空間に突出形成される。
このようなそれぞれの結合部分にはヒンジ軸71が挿入できる結合孔55aを形成している。
この結合部分は第1ヒンジプレート55の結合部分の間に嵌合される部分で、第1ヒンジプレート55と同様に各鋼製桁セグメント10の連結端部の間の離隔空間に突出形成される。
このような結合部分にはヒンジ軸71が挿入できる結合孔57aを形成している。
これに加えて、一側鋼製桁セグメント10の連結端部側下部フランジ13には第1ヒンジプレート55が溶接された連結板51がボルト61及びナット62によって締結された状態にある。
また、他側鋼製桁セグメント10の連結端部側下部フランジ13には第2ヒンジプレート57が溶接された連結板51がボルト61及びナット62によって締結された状態にある。
この後、第1ヒンジプレート55及び第2ヒンジプレート57の結合孔55a、57aにヒンジ軸71を結合し、そのヒンジ軸71のピン孔71aにヒンジピン73を挿入する。
したがって、このような一連の組み立て過程を経てそれぞれの鋼製桁セグメント10が一体に連結された桁構造物を完成し、これら桁構造物を橋脚に固定すると、本実施形態による組立式鋼橋梁100の施工が完了する。
本実施形態では鋼製桁セグメント210の連結端部側上端部に支圧ブロック230が固定設置され、その連結端部側下端部に一対のヒンジアセンブリー250が連結設置される構造からなる。
この鋼製桁セグメント310は一対のウェブ315を備えるが、これらウェブ315の上端部には鋼板が一体連結され、下端部には下部フランジ313が一体連結される。
本実施形態では鋼製桁セグメント310の連結端部側上端部に支圧ブロック330が固定設置され、その連結端部側下部フランジ313にそれぞれのヒンジアセンブリー350が連結設置される構造からなる。
このような組立式鋼橋梁400は各鋼製桁セグメント410の連結端部が互いに離隔配置されながら、ヒンジアセンブリー450によってヒンジ結合され、各支圧ブロック430が互いに密着設置され、ヒンジアセンブリー450に作用する荷重を補強ユニット470を通じて分散させる構造からなる。
ヒンジアセンブリー450は各鋼製桁セグメント410の連結端部側下部フランジ413及びウェブ415に固定設置される。
具体的に、ヒンジアセンブリー450は一側鋼製桁セグメント410の連結端部側下部フランジ413及びウェブ415に固定設置される第1ヒンジプレート455と、他側鋼製桁セグメント410の連結端部側下部フランジ413及びウェブ415に固定設置される第2ヒンジプレート457を含む。
これに加えて、ヒンジアセンブリー450は第1ヒンジプレート455と第2ヒンジプレート457をヒンジ結合させるためのヒンジ軸461を備える。
ここで、第1ヒンジプレート455と第2ヒンジプレート457は鋼製桁セグメント410の連結端部側下部フランジ413の上面及びウェブ415に溶接されて固定設置される。
この収容部419はウェブ415の下端部が所定高さだけ一部カッティングされた部分と下部フランジ413の間の空間として形成される。
したがって、第1ヒンジプレート455及び第2ヒンジプレート457は収容部419にそれぞれ配置された状態で、下部フランジ413の上面とウェブ415のカッティング部位に溶接式として固定される。
これら結合部455bは互いに離隔形成され、鋼製桁セグメント410の連結端部外側に突出形成される。
このようなそれぞれの結合部455bにはヒンジ軸461が挿入できる結合孔455aを形成している。
この結合部457bは第1ヒンジプレート455の結合部455bの間に嵌合される部分で、第1ヒンジプレート455と同様に鋼製桁セグメント410の連結端部外側に突出形成される。
このような結合部457bにはヒンジ軸461が挿入できる結合孔457aを形成している。
このような補強ユニット470は各鋼製桁セグメント410の連結端部側下部フランジ413に連結設置される鋼棒471と、この鋼棒471の両端部を支持するための定着部材473と、鋼棒471の両端部にねじ結合されるナット475を含む。
この鋼棒471の両端部にはナット475を締結するためのねじ山471aを形成している。
各定着部材473は鋼棒471の端部が挿入される孔473aを形成している。
ここで、定着部材473は図面でのように下部フランジ413の底面に直立するように固定される垂直鋼板と、この垂直鋼板の両側及び下部フランジ413の底面に固定設置される三角リーブ形態の側面鋼板で構成され得る。
しかし、本発明で定着部材473は前記構成に限定されず、箱形態で備えられてもよい。
ここで、一側鋼製桁セグメント410の連結端部側収容部419には第1ヒンジプレート455が配置されており、その第1ヒンジプレート455は下部フランジ413の上面及びウェブ415の切断部位に溶接された状態にある。
また、他側鋼製桁セグメント410の連結端部側収容部419には第2ヒンジプレート457が配置されており、その第2ヒンジプレート457は下部フランジ413の上面及びウェブ415の切断部位に溶接された状態にある。
これに加えて、各鋼製桁セグメント410の連結端部側下部フランジ413の底面には定着部材473が溶接された状態にある。
この後、第1ヒンジプレート455及び第2ヒンジプレート457の結合孔455a、457aにヒンジ軸461を結合し、そのヒンジ軸461のピン孔461aにヒンジピン463を挿入する。
この状態で、鋼棒471の両端部にナット475を結合し、そのナット475を締め付けると、2以上の鋼製桁セグメント410が一体に連結された桁構造物が完成される。
したがって、前記桁構造物を上げて、その両端部を橋脚に据置すると、本発明の実施形態による組立式鋼橋梁400の施工が完了する。
具体的に、第1ヒンジプレート555の結合部555bと第2ヒンジプレート557の結合部557bは前記実施形態でのように、各鋼製桁セグメント510の連結端部外側に突き出されながら、下部フランジ513の間の領域に延長形成する。
つまり、第1ヒンジプレート555及び第2ヒンジプレート557は結合部555b、557bの厚さがこの結合部555b、557bを除いた残り部分の厚さより下部フランジ513の厚さだけさらに厚い形態からなる。
本実施形態による組立式鋼橋梁500の残り構成及び作用は前記実施形態と同一であるので、詳しい説明は省略する。
このような補強ユニット670は鋼板671の両端部を支持するための連結部材673を備えるが、この連結部材673は各鋼製桁セグメント610の連結端部側下部フランジ613の底面に溶接されて固定設置される。
この場合、鋼板671はボルト675及びナット676の締結によって各連結部材673と一体連結される。
本実施形態による組立式鋼橋梁600の残り構成及び作用は前記実施形態と同一であるので、詳しい説明は省略する。
具体的に、各連結部材773は下部フランジ713の底面に溶接されて固定設置され、鋼板771は各連結部材773の底面に溶接されて固定設置される。
本実施形態による組立式鋼橋梁700の残り構成及び作用は前記実施形態と同一であるので、詳しい説明は省略する。
本実施形態では鋼製桁セグメント810の連結端部側上端部に支圧ブロック830が固定設置され、その連結端部側下端部に一対のヒンジアセンブリー850が固定設置される構造からなる。
この鋼製桁セグメント910は一対のウェブ915を備えるが、これらウェブ915の上端部には鋼板が一体連結され、下端部には下部フランジ913が一体連結される。
本実施形態では鋼製桁セグメント910の連結端部側上端部に支圧ブロック930が固定設置され、その連結端部側下部フランジ913にそれぞれのヒンジアセンブリー950が固定設置される構造からなる。
13、313、413、513、713、913 下部フランジ
13a、51a ボルト孔
15、315、415 ウェブ
30、330、430、930 支圧ブロック
50、250、350、450、550、850、950 ヒンジアセンブリー
51 連結板
55、455、555 第1ヒンジプレート
55a、57a、457a 結合孔
57、457 第2ヒンジプレート
61、675 ボルト
62、676 ナット
71、461 ヒンジ軸
71a ピン孔
73、463 ヒンジピン
100、500、600、700、800 組立式鋼橋梁
419 収容部
455b、457b、555b、557b 結合部
470、770 補強ユニット
471 鋼棒
473 定着部材
671、771 鋼板
673、773 連結部材
Claims (26)
- 少なくとも2以上の鋼製桁セグメントを連結して構成される組立式鋼橋梁に関するもので、
前記各鋼製桁セグメントの連結端部側上部フランジ及びウェブに連結設置される支圧ブロック;及び
前記各連結端部側下部フランジに着脱可能に設置されて、前記各連結端部をヒンジ結合させるためのヒンジアセンブリー
を含む組立式鋼橋梁。 - 請求項1に記載の組立式鋼橋梁において、
前記ヒンジアセンブリーは、
ボルト及びナットとして前記各連結端部側下部フランジに連結設置される連結板と、
前記各連結板に固定設置され、ヒンジ軸によって相補的にヒンジ結合される結合部材と、
を含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項2に記載の組立式鋼橋梁において、
前記各連結端部側下部フランジと前記連結板は複数のボルト孔を形成することを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項2に記載の組立式鋼橋梁において、
前記結合部材は、
前記一側連結板に固定設置され、前記ヒンジ軸が結合される一対の結合孔を有する第1ヒンジプレートと、
前記他側連結板に固定設置され、前記ヒンジ軸が結合される単一の結合孔を有して、前記第1ヒンジプレートと雄雌結合される第2ヒンジプレートと、
を含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項2に記載の組立式鋼橋梁において、
前記ヒンジ軸は両側端部にヒンジピンが挿入されるピン孔を形成することを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項2に記載の組立式鋼橋梁において、
前記各連結板が前記下部フランジの底面に連結設置され、前記各結合部材が前記連結板の底面に固定設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 少なくとも2以上の鋼製桁セグメントを連結して構成される組立式鋼橋梁に関し、
前記各鋼製桁セグメントの連結端部に設けられる支圧ブロック;
前記各連結端部に設けられるヒンジアセンブリー;及び
前記各連結端部に連結設置されて、前記ヒンジアセンブリーに作用する引張力を分散させるための補強ユニット
を含む組立式鋼橋梁。 - 請求項7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記各連結端部側ウェブの下端部が所定高さだけ一部カッティングされ、前記ヒンジアセンブリーが前記ウェブのカッティング部位と下部フランジの上面に固定設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項8に記載の組立式鋼橋梁において、
前記ヒンジアセンブリーは、
前記一側鋼製桁セグメントの連結端部側ウェブのカッティング部位と前記下部フランジの上面に固定設置され、ヒンジ軸が結合される一対の結合孔を有する第1ヒンジプレートと、
前記他側鋼製桁セグメントの連結端部側ウェブのカッティング部位と前記下部フランジの上面に固定設置され、前記ヒンジ軸が結合される単一の結合孔を有して、前記第1ヒンジプレートと雄雌結合される第2ヒンジプレートと、
を含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項9に記載の組立式鋼橋梁において、
前記ヒンジ軸は両側端部にヒンジピンが挿入されるピン孔を形成することを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項9に記載の組立式鋼橋梁において、
前記第1ヒンジプレート及び前記第2ヒンジプレートは前記ヒンジ軸が結合される結合部を備えることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項11に記載の組立式鋼橋梁において、
前記結合部は前記各連結端部外側に突き出されながら、前記下部フランジの間に延長形成されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記補強ユニットは前記各連結端部側下部フランジに連結設置される鋼棒を含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項13に記載の組立式鋼橋梁において、
前記補強ユニットは、
前記各連結端部側下部フランジに設置されて、前記鋼棒の両端を支持する定着部材と、
前記鋼棒の両端部にねじ結合されるナットを含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記補強ユニットは前記各連結端部側下部フランジに連結設置される鋼板を含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項15に記載の組立式鋼橋梁において、
前記補強ユニットは前記各下部フランジに設置されて、前記鋼板を支持する連結部材を含むことを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項16に記載の組立式鋼橋梁において、
前記鋼板はボルト及びナットとして前記各連結部材に連結設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項16に記載の組立式鋼橋梁において、
前記鋼板は前記連結部材に溶接されて固定設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記支圧ブロックは前記各連結端部側上部フランジ及びウェブに固定設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記各鋼製桁セグメントの連結端部が互いに離隔配置され、前記各支圧ブロックが互いに密着設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記各支圧ブロックは前記各連結端部の間の離隔空間に突出して設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記各鋼製桁セグメントは、
前記連結端部側上部フランジが所定長さだけ一部カッティングされ、前記連結端部側ウェブの上端部が所定高さだけ一部カッティングされたものであることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記支圧ブロックは前記上部フランジより厚く形成され、前記上部フランジ及び前記ウェブのカッティング部位に溶接されて固定設置されることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記鋼製桁セグメントはI形桁であることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記鋼製桁セグメントは箱形桁であることを特徴とする組立式鋼橋梁。 - 請求項1または7に記載の組立式鋼橋梁において、
前記鋼製桁セグメントがΠ形桁であることを特徴とする組立式鋼橋梁。
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