JP2012026178A - 鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造及び補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】デッキプレートと垂直補剛材の溶接部に補強材を隙間が生じないように設けることができ、疲労強度の向上が図れる鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造及び補強方法を提供する。
【解決手段】鋼床版のデッキプレート１の下面にＵリブ３及び主桁２を設け、該主桁２に垂直補剛材６を設け、該垂直補剛材６の上端部を前記デッキプレート１の下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造において、前記垂直補剛材６と前記Ｕリブ３との間に補強材８を掛け渡し、該補強材８を前記デッキプレート１の下面に押し付けた状態で垂直補剛材６とＵリブ３にボルト９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂで取り付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造及び補強方法に関するものである。

例えば道路橋は、図１０に示すように鋼床版のデッキプレート１と、このデッキプレート１を下方から支持する主桁（例えば箱桁）２と、この主桁２を支持する橋脚（図示省略）とを備えている。前記デッキプレート１の下面には橋軸方向に沿って複数のＵリブ３が設けられ、デッキプレート１の上面には舗装４が施される。

前記主桁２は、橋軸方向に連続して設けられた主桁ウエブ５を有し、この主桁ウエブ５には上下方向に連続した垂直補剛材６が橋軸方向に所定の間隔で設けられている。各垂直補剛材６の上端部が前記デッキプレート１の下面に溶接されている。

ところで、前記デッキプレート１上の舗装４上には車両が走行し、デッキプレート１と垂直補剛材６の溶接部７には繰返し応力が作用することから、疲労亀裂が発生する場合がある。そのため、前記溶接部の補強として、前記デッキプレート１と垂直補剛材６の溶接部７にＬ形鋼を設置する補強（前者の補強という）や、補強樹脂ブロックを押し付けて接着剤で接着する補強（後者の補強という）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−７６０号公報

しかしながら、前者の補強では、Ｌ型鋼の先端部がデッキプレートに新たな応力集中を発生させる問題がある。また、デッキプレートには溶接による変形が生じているため、デッキプレートにＬ型鋼を取付けると隙間が発生し、この隙間を挟む部材間の断続的接触により接触疲労が発生する問題もある。

後者の補強では、補強樹脂ブロックの接着部分が剥離して補強効果が損なわれる虞がある。

本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、デッキプレートと垂直補剛材の溶接部に補強材を隙間が生じないように設けることができ、疲労強度の向上が図れる鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造及び補強方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、鋼床版のデッキプレートの下面にＵリブ及び主桁を設け、該主桁に垂直補剛材を設け、該垂直補剛材の上端部を前記デッキプレートの下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造において、前記垂直補剛材と前記Ｕリブとの間に補強材を掛け渡し、該補強材を前記デッキプレートの下面に押し付けた状態で垂直補剛材とＵリブにボルトで取り付けたことを特徴とする。

前記補強材が、前記垂直補剛材にボルト止めされる基部と、前記Ｕリブにボルト止めされる第１フランジ部と、前記デッキプレートの下面に押し付けられる第２フランジ部とを有していることが好ましい。

鋼床版のデッキプレートの下面にＵリブ及び主桁を設け、該主桁に垂直補剛材を設け、該垂直補剛材の上端部を前記デッキプレートの下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法において、前記垂直補剛材と前記Ｕリブとの間に補強材及びジャッキサポートビームを掛け渡し、該ジャッキサポートビームに支持されるジャッキにより前記補強材を前記デッキプレートの下面に押し付け、この押し付け状態で前記補強材の基部を垂直補剛材に、補強材の先端部を前記Ｕリブにボルトでそれぞれ取り付け、その後、前記ジャッキ及び前記ジャッキサポートビームを撤去することを特徴とする。

前記補強材が、前記垂直補剛材にボルト止めされる基部と、前記Ｕリブにボルト止めされる第１フランジ部と、前記デッキプレートの下面に押し付けられる第２フランジ部とを有していることが好ましい。

本発明によれば、デッキプレートと垂直補剛材の溶接部に補強材を隙間が生じないように設けることができ、疲労強度の向上が図れる。

本発明の実施形態に係る鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造を示す斜視図である。 （ａ）は図１の要部拡大断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線縦断面図である。 （ａ）は図１の補強構造とするための補強方法の説明図で、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図１の補強構造に用いられる補強材の側面図である。 ジャッキサポートビームの側面図である。 Ｕリブと補強材の先端フランジ部に穿孔される孔部を説明するための断面図である。 ジャッキサポートビームの変形例を示す側面図である。 補強材を鋼床版の下面に押圧する状態を概略的に示す図である。 （ａ）は補強前の補強材とボルトの位置関係を示す断面図、（ｂ）は補強後の補強材とボルトの位置関係を示す図である。 従来の鋼床版垂直補剛材溶接部を説明するための斜視図である。

以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。

高速道路等に使用される道路橋は、図１に示すように鋼床版のデッキプレート１と、このデッキプレート１を下方から支持する主桁（例えば箱桁）２と、この主桁２を支持する橋脚（図示省略）とを備えている。前記デッキプレート１の下面には橋軸方向に沿って複数のＵリブ３が溶接により設けられ、デッキプレート１の上面には舗装４が施される。

前記主桁２は、橋軸方向に連続して設けられた主桁ウエブ５を有し、この主桁ウエブ５の内側面には上下方向に連続した垂直補剛材６が橋軸方向に所定の間隔で溶接により設けられている。各垂直補剛材６の上端部が前記デッキプレート１の下面に溶接されている。

前記デッキプレート１と垂直補剛材６の溶接部７を補強する補強構造として、図１ないし図２に示すように前記垂直補剛材６と前記Ｕリブ３との間には補強材８が掛け渡され、該補強材８が前記デッキプレート１の下面に押し付けた状態で垂直補剛材６とＵリブ３にボルト９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂで取り付けられている。この場合、補強材８は、垂直補剛材６を挟んで両側に一対設けられることが好ましい。また、補強材８は、溶接ビード７ａに当たらないように垂直補剛材６にフィラープレート１１を介して設けられることが好ましい。

前記補強材８は、図２に示すよう前記垂直補剛材６に第１のボルト９ａ，９ｂによりボルト止めされる基端８ａと、前記Ｕリブ３に第２のボルト１０ａ，１０ｂによりボルト止めされる第１フランジ部８ｂと、前記デッキプレート１の下面に押し付けられる第２フランジ部８ｃとを有している。前記補強材８は、鋼板からなり、図４にも示すように基部８ａの先端に第１フランジ部８ｂが、基部８ａの上端に第２フランジ部８ｃがそれぞれ一側方に向けて溶接により設けられている。第１フランジ部８ｂは、図２に示すようにＵリブ３の一側面部に当接させるために該一側面部の傾斜角度に対応する傾斜角度で基部８ａの先端に設けられている。第２フランジ部８ｃは、デッキプレートの下面に当接させるために基部８ａの上端に水平に設けられている。

第１のボルト９ａ，９ｂ及び第２のボルト１０ａ，１０ｂは、締結力を高めるためにそれぞれ上下に計２個ずつ配設されることが好ましい。補強材８の基部８ａには第１のボルト９ａ，９ｂを通すための孔部１４が上下に２個設けられ、補強材８の第１フランジ部８ｂにも第２のボルト用の孔部１６ａ，１６ｂが上下に２個設けられている（図４参照）。また、前記孔部１４と対応させて、垂直補剛材６には孔部１２が、フィラープレート１１には孔部１３がそれぞれ上下に計２個ずつ設けられている（なお、孔部１２，１３は図９（ａ）参照）。更に、前記孔部１６ａ，１６ｂに対応させて、Ｕリブ３にも孔部１５ａ，１５ｂが上下に計２個ずつ設けられている（図２（ａ）参照）。

第１のボルト９ａ、９ｂには、それぞれワッシャー１７及びナット１８が装着されて締め付けられる。第２のボルト１０ａ，１０ｂとしては、Ｕリブ３の内部から孔部１５ａ，１５ｂにボルトを挿通することが困難であることから、Ｕリブ３の外側から孔部１５ａ，１５ｂにボルトの基端部を挿入して拡径させることにより固定することができるワンサイドボルトが用いられている（図２（ａ）参照）。なお、前記補強材８を取付ける場合には、後述の補強方法を採用することが好ましい。

このように構成された鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造によれば、鋼床版のデッキプレート１の下面にＵリブ３及び主桁２を設け、該主桁２に垂直補剛材６を設け、該垂直補剛材６の上端部を前記デッキプレート１の下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造において、前記垂直補剛材６と前記Ｕリブ３との間に補強材８を掛け渡し、該補強材８を前記デッキプレート１の下面に押し付けた状態で垂直補剛材６とＵリブ３にボルト９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂで取り付けているため、デッキプレート１と垂直補剛材６の溶接部７に補強材８を隙間が生じないように設けることができ、疲労強度の向上が図れる。

また、前記補強材８が、前記垂直補剛材６にボルト止めされる基部８ａと、前記Ｕリブ３にボルト止めされる第１フランジ部８ｂと、前記デッキプレート１の下面に押し付けられる第２フランジ部８ｃとを有しているため、鋼床版垂直補剛材溶接部を簡単かつ容易に補強することができる。

次に、鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法について説明する。図１に示すように、鋼床版のデッキプレート１の下面にＵリブ３及び主桁２を設け、該主桁２に垂直補剛材６を設け、該垂直補剛材６の上端部を前記デッキプレート１の下面に溶接してなる鋼床版垂直補剛材溶接部を補強するに際して、先ず図３に示すように前記垂直補剛材６と前記Ｕリブ３との間に補強材８とジャッキサポートビーム１９を掛け渡す。このジャッキサポートビーム１９は、図５にも示すように、中間に補強板１９ａが設けられた断面コ字状のビーム本体１９ｂと、このビーム本体１９ｂの先端に前記補強材８の傾斜した第１フランジ部８ｂの内側面に当接され、該第１フランジ部８ｂの傾斜角度と対応する傾斜角度の当接部１９ｃと、この当接部１９ｃの先端面からジャッキサポートビーム１９の長手方向に水平に延出された棒軸部１９ｄと、ビーム本体１９ｂの後端部側に設けられた横長の長穴２０とを備えている。

前記長穴２０は、ジャッキサポートビーム１９を垂直補剛材６とＵリブ３との間に掛け渡す際の微調整用として橋軸方向と直交する水平方向に長く形成されている。また、補強材８を上段の第１のボルト９ｂで取付けた後、下段の第１のボルト９ａを緩め、ジャッキサポートビーム１９を後退させて棒軸部１９ｄを孔部１５ｂ、１６ｂから引き抜き、ジャッキサポートビーム１９の撤去作業が容易にできるように長穴２０の長さが設定されている。

前記垂直補剛材６と前記Ｕリブ３との間に補強材８とジャッキサポートビーム１９を掛け渡す際に、前記ジャッキサポートビーム１９の先端の棒軸部１９ｄを補強材８の第１フランジ部８ｂの下段の孔部１６ｂと、Ｕリブ３の前記第２のボルト１０ａ用の下段の孔部１５ｂとに串刺し状に挿入することにより補強材８及びジャッキサポートビーム１９の先端部を支持する。また、前記垂直補剛材６の両側面に、図３（ｂ）に示すようにフィラープレート１１、補強材８及びジャッキサポートビーム１９を順に配置して前記第１のボルト９ａ用の下段のそれぞれの孔部１２，１３，１４と長穴２０に第１のボルト９ａを通してこれら垂直補剛材６、フィラープレート１１、補強材８及びジャッキサポートビーム１９の後端部を共締めして補強材８及びジャッキサポートビーム１９の後端部を支持する。その際、ボルト９ａは、補強材８が上方向へ移動できるように締め付け軸力を小さく設定する。また、ジャッキサポートビーム１９が補強材８と接する面には、摩擦係数の小さい塗装が施されていることが好ましい。

次に、図８に示すように前記ジャッキサポートビーム１９上にジャッキ（例えば油圧ジャッキ）２１を設置し、ジャッキ２１の駆動により補強材８の第２フランジ部８ｃを持ち上げてデッキプレート１の下面に第２フランジ部８ｃの上面を押し当てる。これによりデッキプレート１の下面に第２フランジ部８ｃの上面を隙間が生じないように密着させる。この場合、図９（ａ）に示すように第１のボルト９ａを挿通する垂直補剛材６の孔部１２が一番小さい孔径に形成されており、この孔部１２の孔径よりも補強材８の孔部１４の孔径の方が補強材８の上方への移動を許容し得るように大きく形成されていることが好ましい。同様の理由により、Ｕリブの下段の孔部１５ｂが一番小さい孔径に形成されており、孔部１５ａ，１６ａ，１６ｂは共に同じ孔径で且つ補強材８の上方への移動を許容し得るように孔部１５ｂの孔径よりも大きい孔径に形成されていることが好ましい。

このように第２フランジ部８ｃの上面をデッキプレート１の下面に押圧した状態で、第１のボルト用の上段の孔部１４に第１のボルト９ｂを挿通し、その第１のボルト９ｂにワッシャー１７及びナット１８を装着して締め付けることにより垂直補剛材６、フィラープレート１１及び補強材８を共締めして前記補強材８の基部８ａを垂直補剛材６に固定する。また、第２のボルト用の上段の孔部１５ａ，１６ａにワンサイドボルトからなる第２のボルト１０ｂを挿入して基端部をＵリブ３に固定し、第２のボルト１０ｂの先端部にワッシャー２２及びナット２３を装着して締め付けることにより前記補強材８の先端の第１フランジ部８ｂをＵリブ３に固定する。

次に、前記ジャッキ２１を収縮させてから撤去すると共にジャッキサポートビーム１９の基端部を固定している下段の第１のボルト９ａを緩めて、ジャッキサポートビーム１９を後退させ、棒軸部１９ｄを第２のボルト１０ａ用の下段の孔部１５ｂ，１６ｂから引き抜き、下段の第１のボルト９ａを取り除いてジャッキサポートビーム１９を撤去する。そして、第１のボルト９ａ用の下段の孔部１４に新規の第１のボルト９ａを挿通し、その第１のボルト９ａにワッシャー１７及びナット１８を装着して締め付けることにより前記補強材８の基部８ａを垂直補剛材６に固定する。また、図６（ｂ）のように第２のボルト用の下段の孔部１５ｂ，１６ｂは、第１フランジ部８ｂに直角に孔部１６ａと同じ孔径で孔明けされ、これら下段の孔部１５ｂ，１６ｂにワンサイドボルトからなる第２のボルト１０ａを挿入して基端部を固定し、その先端部にワッシャー２２及びナット２３を装着して締め付けることにより前記補強材８の先端の第１フランジ部８ｂをＵリブ３に固定すればよい。

このように鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法によれば、鋼床版のデッキプレート１の下面にＵリブ３及び主桁２を設け、該主桁２に垂直補剛材６を設け、該垂直補剛材６の上端部を前記デッキプレート１の下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法において、前記垂直補剛材６と前記Ｕリブ３との間に補強材８及びジャッキサポートビーム１９を掛け渡し、該ジャッキサポートビーム１９に支持されるジャッキ２１により前記補強材８を前記デッキプレート１の下面に押し付け、この押し付け状態で前記補強材８の基部８ａを垂直補剛材６に、補強材８の第１フランジ部８ｂを前記Ｕリブ３にボルト１０ａ，１０ｂでそれぞれ取り付け、その後、前記ジャッキ２１及び前記ジャッキサポートビーム１９を撤去するようにしたので、デッキプレート１と垂直補剛材６の溶接部７に補強材８を隙間が生じないように設けることができ、疲労強度の向上が図れる。

また、前記補強材８が、前記垂直補剛材６にボルト止めされる基部８ａと、前記Ｕリブ３にボルト止めされる第１フランジ部８ｂと、前記デッキプレート１の下面に押し付けられる第２フランジ部８ｃとを有しているため、鋼床版垂直補剛材溶接部を簡単かつ容易に補強することができる。

なお、前記補強方法の実施形態では、図５に示すようにジャッキサポートビーム１９の棒軸部１９ｄが水平に突出しているため、この棒軸部１９ｄの向きに合わせて図６（ａ）に示すように第２のボルト用の下段の孔部１５ｂ，１６ｂを水平に形成し、その後、第２のボルト１０ａを取付ける際に前記下段の孔部１５ｂ，１６ｂを図６（ｂ）に示すように上段の孔部１５ａ，１６ａと同じ傾斜角度になるように修正加工をしている。この修正加工は、必須ではないが、行うことがより望ましい。これは、下段の孔部１５ｂ，１６ｂが水平のままであると、傾斜した第１フランジ部８ｂに対してナット２３が片当たりする不具合を解消するためである。このような下段の孔部の煩わしい修正加工を解消するために、予め下段の孔部も上段の孔部と同様に傾斜させて形成しておき、この下段の孔部に対応するようにジャッキサポートビーム１９の棒軸部１９ｄも図７に示すように傾斜して設けられていてもよい。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。前記ボルト９ａ，９ｂ，１０ａ，１０ｂとしては、高力ボルトが好ましい。本発明は、立体駐車場の鋼製の床や船舶のデッキの補強にも適用可能である。

１ デッキプレート
２ 主桁
３ Ｕリブ
６ 垂直補剛材
７ 溶接部
８ 補強材
８ａ 基部
８ｂ 第１フランジ部
８ｃ 第２フランジ部
９ａ，９ｂ ボルト
１０ａ，１０ｂ ボルト

Claims (4)

1. 鋼床版のデッキプレートの下面にＵリブ及び主桁を設け、該主桁に垂直補剛材を設け、該垂直補剛材の上端部を前記デッキプレートの下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造において、前記垂直補剛材と前記Ｕリブとの間に補強材を掛け渡し、該補強材を前記デッキプレートの下面に押し付けた状態で垂直補剛材とＵリブにボルトで取り付けたことを特徴とする鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造。
2. 前記補強材が、前記垂直補剛材にボルト止めされる基部と、前記Ｕリブにボルト止めされる第１フランジ部と、前記デッキプレートの下面に押し付けられる第２フランジ部とを有していることを特徴とする請求項１記載の鋼床版垂直補剛材溶接部の補強構造。
3. 鋼床版のデッキプレートの下面にＵリブ及び主桁を設け、該主桁に垂直補剛材を設け、該垂直補剛材の上端部を前記デッキプレートの下面に溶接した鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法において、前記垂直補剛材と前記Ｕリブとの間に補強材及びジャッキサポートビームを掛け渡し、該ジャッキサポートビームに支持されるジャッキにより前記補強材を前記デッキプレートの下面に押し付け、この押し付け状態で前記補強材の基部を垂直補剛材に、補強材の先端部を前記Ｕリブにボルトでそれぞれ取り付け、その後、前記ジャッキ及び前記ジャッキサポートビームを撤去することを特徴とする鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法。
4. 前記補強材が、前記垂直補剛材にボルト止めされる基部と、前記Ｕリブにボルト止めされる第１フランジ部と、前記デッキプレートの下面に押し付けられる第２フランジ部とを有していることを特徴とする請求項３記載の鋼床版垂直補剛材溶接部の補強方法。

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