JP2017223032A - Anchorage fitting for bridge fall prevention device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、橋桁の落下を防止するための落橋防止装置に関し、詳しくは、橋梁の上部構造体や下部構造体に取り付けて定着する落橋防止装置の定着金具及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a fall prevention apparatus for preventing a bridge girder from dropping, and more particularly to a fixing bracket for a fall prevention apparatus that is attached and fixed to an upper structure or a lower structure of a bridge and a method for manufacturing the same.
一般的な橋梁は、橋桁などの橋梁上部構造体と橋台や橋脚などの橋梁下部構造体とが、剛接合されているのではなく、それらが支承部材を介してローラ支承やピン支承等により接合されている構造となっている。このため、人命にかかわる大事故を防止する観点から、橋梁上部構造体が橋梁下部構造体から落橋しないように防止する落橋防止チェーンなどの落橋防止装置で橋梁上部構造体が橋梁下部構造体に連結されている。 In general bridges, bridge upper structures such as bridge girders and bridge substructures such as abutments and piers are not rigidly joined, but they are joined by roller bearings or pin bearings via bearing members. It has become a structure. For this reason, from the viewpoint of preventing major accidents involving human lives, the bridge upper structure is connected to the bridge lower structure with a fall prevention device such as a fall prevention chain that prevents the bridge upper structure from falling from the bridge lower structure. Has been.
従来、この種の落橋防止装置として、地震時などに伝達される衝撃荷重により破断しないように衝撃を吸収するゴムなどの緩衝材を介在させてリンク同士を連結した緩衝チェーンが提案されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as this kind of falling bridge prevention device, a buffer chain has been proposed in which links are connected by interposing a buffer material such as rubber that absorbs an impact so as not to break due to an impact load transmitted during an earthquake or the like.
例えば、特許文献1には、橋脚1の上端部付近に側面等に固定された定着部材8と、桁2の端部付近の下面等に固定された定着部材10と、これらの間に配置された緩衝部材5と、緩衝部材5の一端と定着部材8とを連結する連結部材9と、緩衝部材5の他端と定着部材10とを連結する連結部材11を備え、橋脚1と桁2との間をつなぐように設けられた桁落下防止構造101が開示されている(特許文献1の特許請求の範囲の請求項1、明細書の段落[0017]〜[0022]、図面の図1、図2参照)。
For example, in
また、特許文献2には、橋台や橋脚1に固定するブラケット金具5と橋桁2に固定するブラケット金具6を連結部材7で結合するようにした落橋防止装置であって、前記ブラケット金具5と6が、固定用のベースプレート12と、このベースプレート12に固定され、連結部材7を結合する部分を備えたブラケット13の組み合わせからなり、前記ベースプレート12に対してブラケット13の固定角度が選択可能となっている落橋防止装置が開示されている(特許文献1の特許請求の範囲の請求項1、明細書の段落[0025]〜[0036]、図面の図2、図3参照)。
Further,
このような落橋防止装置の定着金具である特許文献1の定着部材8,10や特許文献2のベースプレート12(+ヒンジプレート24)は、板厚22mm以上の厚板鋼板からなるベースプレートに、これと直交する同材の材片からなるトッププレートを、その先端に開先を設けて両者を完全溶け込み溶接で接合することにより制作されていた。これは、特許文献1の連結部材9や特許文献2の連結部材7を介してトッププレートに引用力が作用した場合、トッププレートとベースプレートとを接合する溶接線に引張応力が発生するおそれがあり、その引張応力に抵抗するため、完全溶け込み溶接とする必要があったためである。
The
しかし、完全溶け込み溶接は、開先加工にも溶接にも時間を要し、手間が掛かかる上、溶接の難易度が高く、熟練工でなければ行えないため、製作費用が嵩むという問題もあった。その上、完全溶け込み溶接は、溶接工の腕の精巧に左右され、溶接欠陥が発生し易く、費用の面から全数検査することは困難であり、欠陥に対する検査方法も不十分であるという問題があった。 However, full penetration welding takes time for both groove processing and welding, and it takes time and effort, and the difficulty of welding is high. . In addition, full penetration welding depends on the skill of the welder's arm, welding defects are likely to occur, and it is difficult to inspect all of them due to cost, and the inspection method for defects is insufficient. there were.
また、このような落橋防止装置の定着金具を、鋳造することも考えられるが、鋳物は、公差が5mm〜10mm程度と大きいため、精度誤差に対する遊びが少なく取付の自由度が少ないという問題がある。その上、鋳造は、金型が必要となり、小ロットでの製作では単価が上昇してしまうという問題があった。特に、下部構造体に取り付ける定着金具は、アンカーボルトの孔の位置によって形状が変わるため、その都度形状が相違し、結果的に製作コストが嵩んでしまうという問題もあった。 In addition, although it is conceivable to cast the fixing bracket of such a fallen bridge prevention device, since the casting has a large tolerance of about 5 mm to 10 mm, there is a problem that there is little play for accuracy error and the degree of freedom in mounting. . In addition, casting requires a mold, and there is a problem that the unit price increases in the production with a small lot. In particular, the fixing bracket to be attached to the lower structure changes in shape depending on the position of the hole of the anchor bolt, so that the shape is different each time, resulting in an increase in manufacturing cost.
そこで本発明は、前記問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、必要な強度を有するとともに、完全溶け込み溶接など手間のかかる作業が必要なく、製作コストを低減することができる落橋防止装置の定着金具及びその製造方法を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to have the required strength and to eliminate the need for laborious work such as complete penetration welding, thereby reducing the production cost. It is an object of the present invention to provide a fixing bracket for a falling bridge prevention device and a method for manufacturing the same.
第1発明に係る落橋防止装置の定着金具は、橋梁の上部構造体が下部構造体から落下することを防止する落下防止装置の定着金具であって、厚板鋼板からなるベースプレートと、このベースプレートと直交する板面を有するトッププレートと、を備え、これらのベースプレートとトッププレートとが、ウェブの板厚がフランジの板厚と同程度の極厚H形鋼から切り出されて一体成形されていることを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a fixing bracket of the fall prevention device according to the first aspect of the present invention, wherein the fixing bracket of the fall prevention device prevents the upper structure of the bridge from falling from the lower structure. A top plate having orthogonal plate surfaces, and the base plate and the top plate are integrally formed by cutting out from an extremely thick H-shaped steel having a web thickness equal to that of the flange. It is characterized by.
第2発明に係る落橋防止装置の定着金具は、第1発明において、前記ベースプレート及び前記トッププレートと直交する板面を有する曲げ補強リブが形成されていることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the fixing bracket of the falling bridge prevention device according to the first aspect, wherein a bending reinforcing rib having a plate surface orthogonal to the base plate and the top plate is formed.
第3発明に係る落橋防止装置の定着金具の製造方法は、橋梁の上部構造体が下部構造体から落下することを防止する落下防止装置の定着金具の製造方法であって、厚板鋼板からなるベースプレート及びこのベースプレートと直交する板面を有するトッププレートをウェブの板厚がフランジの板厚と同程度の極厚H形鋼から切り出して一体成形することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a fixing bracket of a fall prevention device according to the third aspect of the present invention, which is a manufacturing method of a fixing bracket for a fall prevention device that prevents the upper structure of a bridge from falling from the lower structure. A base plate and a top plate having a plate surface perpendicular to the base plate are cut out from an extremely thick H-shaped steel having a web thickness equal to that of the flange, and are integrally formed.
第4発明に係る落橋防止部材は、第3発明において、前記トッププレートに作用する曲げ応力に対抗するための曲げ補強リブを前記ベースプレート及び前記トッププレートと直交するように溶接する工程を有することを特徴とする。 The fallen bridge prevention member according to a fourth aspect of the invention includes the step of welding a bending reinforcement rib for resisting bending stress acting on the top plate so as to be orthogonal to the base plate and the top plate in the third aspect of the invention. Features.
第1発明〜第4発明によれば、ベースプレートとトッププレートとが、ウェブの板厚がフランジの板厚と同程度の極厚H形鋼から切り出だれて一体成形されているので、完全溶け込み溶接など手間のかかる作業が必要なく、製作コストを低減することができる。また、ベースプレートとトッププレートとが、連続圧延成形された極厚H形鋼からなるので、完全溶け込み溶接と比べても、トッププレートがベースプレートの面外方向に引っ張られた時に、極厚H形鋼には、フランジとウェブとの間の入隅部分に、Rの付いたハンチが形成されているので、応力が集中することがなく、ベースプレートの板曲げに対する抵抗が大きいため、検討が不要となる。 According to the first to fourth inventions, since the base plate and the top plate are cut out from an extremely thick H-section steel whose web thickness is about the same as the flange thickness, it is integrally formed. This eliminates the need for troublesome work such as welding, and can reduce the production cost. In addition, since the base plate and the top plate are made of an extremely thick H-section steel formed by continuous rolling, the ultra-thick H-section steel can be obtained when the top plate is pulled in the out-of-plane direction of the base plate as compared with full penetration welding. Since a haunch with R is formed at the corner between the flange and the web, stress is not concentrated and resistance to bending of the base plate is large, so no examination is required. .
特に、第2発明及び第4発明によれば、曲げ補強リブが形成されているので、トッププレートの面外曲げ応力に対抗する性能がさらに高まり、定着金具ブラケットの強度が向上する。 In particular, according to the second and fourth inventions, since the bending reinforcement rib is formed, the performance against the out-of-plane bending stress of the top plate is further enhanced, and the strength of the fixing bracket is improved.
以下、本発明の実施形態に係る落橋防止装置の定着金具について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a fixing bracket of a fallen bridge prevention device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[落橋防止装置の定着金具]
先ず、図1〜図5を用いて、本発明の実施形態に係る落橋防止装置の定着金具について説明する。図1は、本発明の実施形態に係る落橋防止装置10を示す斜視図である。図1に示すように、本発明の実施形態に係る落橋防止装置10は、橋台や橋脚などの橋梁の下部構造体と橋桁などの橋梁の上部構造体とを長さの余裕をもってたるませた状態で連結し、上部構造体が下部構造体から落下するのを防止する装置である。図示形態は、鉄筋コンクリート製の橋台Bと、H形鋼やI形鋼などの形鋼からなる橋桁Hとを連結する場合を例示している。
[Fixing bracket of the fallen bridge prevention device]
First, the fixing bracket of the falling bridge prevention device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing a falling
本発明の実施形態に係る落橋防止装置10は、図1に示すように、本発明の実施形態に係る一対の定着金具1,1’と、これらを連結する連結部材11と、から主に構成され、これらが流通品であるシャックルSで連結されている。
As shown in FIG. 1, the fallen
連結部材11は、クロムモリブデン鋼(SCM420H又はSCM430)から焼入れ、焼戻しの熱処理を行って製造されたリング状の鋼材が複数連結されたチェーンからなる一般チェーン12と、このチェーンの周りに天然ゴムと合成ゴムが混合された硬質ゴムが円柱状に被覆された緩衝チェーン13などから構成され、これらが流通品であるシャックルSで連結されている。
The connecting
なお、これらの一般チェーン12及び緩衝チェーン13の鋼材露出部分は、防錆のため溶融亜鉛めっきが施されている。
The steel material exposed portions of the
<定着金具>
本実施形態に係る定着金具1は、図1で示すように、橋梁の下部構造体である橋台Bにアンカーボルトで定着される金具であり、定着金具1’は、橋梁の上部構造体である橋桁Hに高力ボルトで定着される金具である。定着金具1と定着金具1’とが相違する点は、ボルトを挿通するボルト孔の位置だけであり、その他の構成は略同様であるため、アンカーボルトで定着される定着金具1を例示して説明する。コンクリート構造物である橋台Bに設置するアンカーボルトは、ケミカルアンカーなどの後施工アンカーであることが多く、施工時の位置の誤差が大きい。このため、定着金具1は、現地で計測した後、ボルト孔が穿設されることが多く、定着金具1’は、設計通り穿設される違いがあるからである。
<Fixing bracket>
As shown in FIG. 1, the
図2は、本実施形態に係る定着金具1を示す斜視図、図3は、その定着金具1を示す正面図、図4は、その左側面図、図5は、その平面図である。
2 is a perspective view showing the fixing
本実施形態に係る定着金具1は、図2〜図5に示すように、ベースプレート2と、このベースプレート2と直交する板面を有するトッププレート3と、ベースプレート2及びトッププレート3と直交する板面を有する計4つの補強リブ4など、から構成されている。
2 to 5, the fixing
(ベースプレート)
ベースプレート2は、厚さ25mmの厚板鋼板からなる幅230mm×長さ520mmの長方形状のプレートであり、ボルトを挿通するボルト孔20が片側5箇所の計10個穿設されている。勿論、プレート寸法やボルト孔20の個数等は、構造設計に応じて適宜設ければよいことは云うまでもない。
(Base plate)
The
(トッププレート)
トッププレート3は、ベースプレート2と同材の厚さ25mmの厚板鋼板からなる、頂点が丸く円形となった三角形状のプレートであり、中央に連結部材11と連結するシャックルを挿通する連結孔30が穿設されている。また、連結孔30の周りには、シャックルのピンに作用する支圧力を分布させるため、円盤状(レコード盤状)のリングプレート31が装着されている。
(Top plate)
The
また、これらのベースプレート2及びトッププレート3は、ユニバーサル成形機によりフランジとウェブを同時に連続圧延成形された極厚H形鋼から切り出されて一体成形されている。なお、極厚H形鋼とはフランジ厚が30mm以上のH形鋼を指す場合が多いが、本明細書では、一般的に、建築の柱材用に用いられるウェブの板厚がフランジの板厚と同程度のH形鋼を指している。
Further, the
本実施形態に係る定着金具1では、切り出す極厚H形鋼は、建築構造用圧延鋼材SN400B(JIS G 3136)からなる幅500mm×高さ500mm×ウェブ厚25mm×フランジ厚25mmであり、フランジとウェブとの間の入隅部分には、R(R=40mm)の付いたハンチが形成されているものを用いた(図6参照)。勿論、極厚H形鋼の寸法等は、定着金具1の構造設計に応じて適宜選択すればよく、鋼材の材質等も一般構造用圧延鋼材(JIS G 3101)や溶接構造用圧延鋼材(JIS G 3106)など他の種類の鋼材であっても構わない。
In the fixing
(補強リブ)
補強リブ4は、厚さ22mm程度の厚板鋼板からなる半割り台形状のプレートであり、プレートの板面が、ベースプレート2及びトッププレート3と直交するように、ベースプレート2及びトッププレート3に隅肉溶接等で接合されている。なお、符号40は、補強リブの溶接線がR加工部と交差しないように設けたスカラップ(scallop)である。
(Reinforcing rib)
The reinforcing rib 4 is a halved trapezoidal plate made of a thick steel plate having a thickness of about 22 mm, and the
[落橋防止装置の定着金具の製造方法]
次に、図6を用いて、前述の定着金具1の具体的な製造方法について説明する。図6は、極厚H形鋼の切断位置を示す斜視図である。
[Manufacturing method of fixing bracket of fallen bridge prevention device]
Next, a specific method for manufacturing the fixing
先ず、図6に示すように、ベースプレート2の幅に応じてフランジの不要な部分を極厚H形鋼の長さ方向に沿って切断するとともに、前述の極厚H形鋼を、同時に切り出す定着金具1の数や長さに応じた所定長さに切断する。そして、トッププレート3の形状に応じた図の一点鎖線に沿ってトッププレート3を上下に互い違いに切り出してウェブの不要部分を切断し、トッププレート3を頂点が丸く円形となった三角形状に加工する。勿論、切断の手順は前後してもよい。
First, as shown in FIG. 6, an unnecessary portion of the flange is cut along the length direction of the thick H-shaped steel according to the width of the
なお、極厚H形鋼の切断は、ガス切断又はプラズマ切断など鋼材を局所的に熱して溶断することで切断する。勿論、極厚H形鋼を容易に短時間で切断できるのであれば、溶断に限らず、その他の切断方法でも構わない。 The ultra-thick H-shaped steel is cut by locally heating and melting the steel material such as gas cutting or plasma cutting. Of course, as long as the extremely thick H-section steel can be easily cut in a short time, the cutting method is not limited to fusing, and other cutting methods may be used.
次の、ベースプレート2の所定の位置にボルト孔20を切削加工により穿孔し、トッププレート3、及びリングプレート31の中央に連結孔30を切削加工によりそれぞれ穿孔する。
Next, a
その後、極厚H形鋼とは別の厚板鋼板から前述の半割り台形状に切り出された補強リブ4を、その板面が、ベースプレート2及びトッププレート3の板面と直交するように、ベースプレート2及びトッププレート3に隅肉溶接等で溶接する。
After that, the reinforcing rib 4 cut out from the thick steel plate different from the ultra-thick H-shaped steel into the above-mentioned half-cut trapezoidal shape so that the plate surface is orthogonal to the plate surfaces of the
最後に、リングプレート31をトッププレート3に隅肉溶接する。勿論、このリングプレート31のトッププレート3への溶接は、補強リブ4の溶接と並行してもよいし、補強リブ4の溶接より先に又は後に行ってもよいことは云うまでもない。
Finally, fillet welds the
以上説明した本実施形態に係る定着金具1及び定着金具1の製造方法によれば、ベースプレート2とトッププレート3とが、極厚H形鋼から切り出だれて一体成形されているので、完全溶け込み溶接など手間のかかる作業が必要なく、製作コストを低減することができる。
According to the fixing
一方、従来では、ベースプレートとトッププレートとの接合は、板厚22mm程度の厚板鋼板を所定形状に切り出したうえ、トッププレートの接合小口にK字状の開先加工を施し、完全溶け込み溶接を施していた。このため、作業時間が掛かっており、製品コストの押し上げ要因となっていた。 On the other hand, conventionally, the base plate and the top plate are joined by cutting out a thick steel plate having a thickness of about 22 mm into a predetermined shape, and applying a K-shaped groove to the joint edge of the top plate to complete penetration welding. It was given. For this reason, work time has been required, which has been a factor in increasing product costs.
また、定着金具1及び定着金具1の製造方法によれば、ベースプレート2とトッププレート3とが、連続圧延成形された極厚H形鋼からなるので、極厚H形鋼には、フランジとウェブとの間の入隅部分に、Rの付いたハンチが形成されている。このため、定着金具1のベースプレート2とトッププレート3との間の入隅部分にも、Rの付いたハンチが形成されていることとなる。よって、トッププレートがベースプレートの面外方向に引っ張られた時に、ベースプレート2とトッププレート3との間の入隅部分に応力が集中することがなく、ベースプレートの板曲げに対する抵抗が大きいため、検討が不要となる。
Further, according to the fixing
これに対して、従来のベースプレートとトッププレートとの接合を溶接接合する場合は、トッププレートの板面に対して直交する方向に引張応力が作用すると、溶接線に直角な引張応力が働くこととなり、ベースプレートが溶接線に沿って面外に引っ張られて曲げ破壊するおそれがあった。 On the other hand, when welding a conventional base plate and top plate, if a tensile stress acts in a direction perpendicular to the plate surface of the top plate, a tensile stress perpendicular to the weld line will work. The base plate could be bent and broken by being pulled out of the plane along the weld line.
さらに、定着金具1及び定着金具1の製造方法によれば、補強リブ4が形成されているので、定着金具1の曲げ応力に対抗する性能がさらに高まり、定着金具1の強度が向上する。
Furthermore, according to the fixing
以上、本発明の実施形態に係る落橋防止装置の定着金具及びその製造方法のについて詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。特に、定着金具の寸法等を記載したが、これは、一実施形態を示したに過ぎず、設計に応じて適宜変更可能であることは云うまでもない。 As described above, the fixing bracket of the fallen bridge prevention device and the manufacturing method thereof according to the embodiment of the present invention have been described in detail. However, each of the above-described or illustrated embodiments is a specific embodiment for carrying out the present invention. However, the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner. In particular, although the dimensions and the like of the fixing bracket are described, this is merely an embodiment, and it is needless to say that it can be appropriately changed according to the design.
1、1’ :定着金具(落橋防止装置の定着金具)
2 :ベースプレート
20 :ボルト孔
3 :トッププレート
30 :連結孔
31 :リングプレート
4 :補強リブ
40 :スカラップ
10 :落橋防止装置
11 :連結部材
12 :一般チェーン(連結部材)
13 :緩衝チェーン(連結部材)
S :シャックル
B :橋台(下部構造体)
H :橋桁(上部構造体)
1, 1 ': Fixing bracket (fixing bracket of the fallen bridge prevention device)
2: Base plate 20: Bolt hole 3: Top plate 30: Connection hole 31: Ring plate 4: Reinforcement rib 40: Scallop 10: Fall bridge prevention device 11: Connection member 12: General chain (connection member)
13: Buffer chain (connection member)
S: Shackle B: Abutment (under structure)
H: Bridge girder (superstructure)
Claims (4)
厚板鋼板からなるベースプレートと、このベースプレートと直交する板面を有するトッププレートと、を備え、これらのベースプレートとトッププレートとが、ウェブの板厚がフランジの板厚と同程度の極厚H形鋼から切り出されて一体成形されていること
を特徴とする落橋防止装置の定着金具。 A fixing bracket of a fall prevention device for preventing the upper structure of the bridge from falling from the lower structure,
A base plate made of a thick steel plate and a top plate having a plate surface perpendicular to the base plate, and the base plate and the top plate have an extremely thick H shape in which the thickness of the web is about the same as the thickness of the flange. A fixing bracket for a falling bridge prevention device, characterized by being cut out from steel and integrally molded.
を特徴とする請求項1に記載の落橋防止装置の定着金具。 The fixing bracket for a falling bridge prevention device according to claim 1, wherein a bending reinforcing rib having a plate surface orthogonal to the base plate and the top plate is formed.
厚板鋼板からなるベースプレート及びこのベースプレートと直交する板面を有するトッププレートをウェブの板厚がフランジの板厚と同程度の極厚H形鋼から切り出して一体成形すること
を特徴とする落橋防止装置の定着金具の製造方法。 A method of manufacturing a fixing bracket for a fall prevention device for preventing an upper structure of a bridge from falling from a lower structure,
A base plate made of thick steel plate and a top plate having a plate surface orthogonal to the base plate are cut out from an extremely thick H-shaped steel whose web thickness is about the same as the thickness of the flange, and is integrally formed. A method of manufacturing the fixing bracket of the apparatus.
を特徴とする請求項3に記載の落橋防止装置の定着金具の製造方法。 The fixing bracket of the falling bridge prevention device according to claim 3, further comprising a step of welding a bending reinforcing rib to oppose the bending stress acting on the top plate so as to be orthogonal to the base plate and the top plate. Manufacturing method.
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