JP2018024929A - Method for suppressing fatigue crack generation of steel floor slab, manufacturing method of steel floor slab and inner face pressing device - Google Patents

Method for suppressing fatigue crack generation of steel floor slab, manufacturing method of steel floor slab and inner face pressing device Download PDF

Info

Publication number
JP2018024929A
JP2018024929A JP2016158820A JP2016158820A JP2018024929A JP 2018024929 A JP2018024929 A JP 2018024929A JP 2016158820 A JP2016158820 A JP 2016158820A JP 2016158820 A JP2016158820 A JP 2016158820A JP 2018024929 A JP2018024929 A JP 2018024929A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pair
rib
side wall
region
wall portions
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016158820A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6705336B2 (en
Inventor
隆行 米澤
Takayuki Yonezawa
隆行 米澤
島貫 広志
Hiroshi Shimanuki
広志 島貫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp filed Critical Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Priority to JP2016158820A priority Critical patent/JP6705336B2/en
Publication of JP2018024929A publication Critical patent/JP2018024929A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6705336B2 publication Critical patent/JP6705336B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Bridges Or Land Bridges (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device suitable for suppressing generation of fatigue crack and progress of fatigue crack in a route part of a weld bead for jointing a U rib and a deck plate.SOLUTION: In a loading process, pressure is added to a pair of side wall parts 6b and 6c from inside of a U rib 6 to let the pair of side wall parts 6b and 6c deform toward outside of the U rib 6. In a load removal process, the pressure added to the pair of side wall parts 6b and 6c in the loading process is removed. The loading process includes a rear loading process for pressing the side wall parts 6b and 6c while a press member 16 gets in contact with at least a part of a rear area Rr and a front loading process for pressing the side wall parts 6b and 6c while the press member 16 gets in contact with at least a part of a front area Rf. In the rear loading process and the front loading process, the press member 16 does not get in contact with a reference area Rb.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、鋼床版の疲労亀裂発生を抑制する方法、疲労亀裂の発生が抑制された鋼床版を製造する方法、およびUリブの内面を押圧する内面押圧装置に関する。   The present invention relates to a method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab, a method for producing a steel slab in which the occurrence of fatigue cracks is suppressed, and an inner surface pressing device that presses the inner surface of a U-rib.

従来、橋梁等の土木構造物において、鋼床版が用いられている。図1は、鋼床版を備えた橋梁の一例を示す図である。なお、図1においては、互いに直交するX方向、Y方向およびZ方向を示している。X方向は橋梁1の長さ方向を示し、Y方向は橋梁1の幅方向を示し、Z方向は鉛直方向を示す。以下の説明では、橋梁1の長さ方向を前後方向ともいい、橋梁1の幅方向を、左右方向ともいう。   Conventionally, steel decks are used in civil engineering structures such as bridges. Drawing 1 is a figure showing an example of a bridge provided with a steel deck. In FIG. 1, an X direction, a Y direction, and a Z direction orthogonal to each other are shown. The X direction indicates the length direction of the bridge 1, the Y direction indicates the width direction of the bridge 1, and the Z direction indicates the vertical direction. In the following description, the length direction of the bridge 1 is also referred to as the front-rear direction, and the width direction of the bridge 1 is also referred to as the left-right direction.

図1に示す橋梁1は、鋼床版2を有している。図2は、鋼床版2の一部を斜め下方から見た図である。なお、図2においても、図1と同様に、X方向、Y方向およびZ方向を示している。   A bridge 1 shown in FIG. 1 has a steel deck 2. FIG. 2 is a view of a part of the steel slab 2 as viewed obliquely from below. 2 also shows the X direction, the Y direction, and the Z direction, as in FIG.

図1および図2を参照して、鋼床版2は、デッキプレート3と、複数の主桁4(図1参照)と、複数の横リブ5と、複数の縦リブ6とを有している。デッキプレート3、主桁4、横リブ5および縦リブ6はそれぞれ、鋼材からなる。   With reference to FIG. 1 and FIG. 2, the steel deck 2 includes a deck plate 3, a plurality of main girders 4 (see FIG. 1), a plurality of horizontal ribs 5, and a plurality of vertical ribs 6. Yes. The deck plate 3, the main girder 4, the lateral rib 5 and the longitudinal rib 6 are each made of steel.

図1を参照して、デッキプレート3は、平板形状を有する。デッキプレート3の表面3aは、舗装材7によって舗装されている。舗装材7としては、例えば、アスファルトまたはコンクリート等の種々の材料を用いることができる。   Referring to FIG. 1, deck plate 3 has a flat plate shape. The surface 3 a of the deck plate 3 is paved with a paving material 7. As the pavement material 7, for example, various materials such as asphalt or concrete can be used.

主桁4は、Y−Z平面に平行な断面において、例えばI字形状を有している。主桁4は、橋梁1の長さ方向に延びるように設けられている。主桁4の上端部は、例えば、デッキプレート3の裏面3bに溶接されている。   The main girder 4 has, for example, an I shape in a cross section parallel to the YZ plane. The main girder 4 is provided so as to extend in the length direction of the bridge 1. The upper end of the main beam 4 is welded to the back surface 3b of the deck plate 3, for example.

図1および図2を参照して、横リブ5は、X−Z平面に平行な断面において、例えば逆T字形状を有している。横リブ5は、橋梁1の幅方向に延びるように設けられている。横リブ5の左右の端部は、例えば、主桁4に溶接されている。   Referring to FIGS. 1 and 2, the lateral rib 5 has, for example, an inverted T shape in a cross section parallel to the XZ plane. The lateral rib 5 is provided so as to extend in the width direction of the bridge 1. The left and right ends of the lateral rib 5 are welded to the main girder 4, for example.

図2を参照して、横リブ5は、上下方向に延びる板状のウェブ5aと、ウェブ5aの下端から前後方向に延びる板状のフランジ5bとを有している。ウェブ5aの上端部は、例えば、デッキプレート3の裏面3bに溶接されている。   With reference to FIG. 2, the horizontal rib 5 has a plate-like web 5a extending in the up-down direction and a plate-like flange 5b extending in the front-rear direction from the lower end of the web 5a. The upper end part of the web 5a is welded to the back surface 3b of the deck plate 3, for example.

ウェブ5aの上端部には、複数の凹部5cが設けられている。各凹部5cは、上方に向かって(デッキプレート3に向かって)開口するように形成されている。これにより、デッキプレート3とウェブ5aとの間に、縦リブ6を通すための孔が形成されている。   A plurality of recesses 5c are provided at the upper end of the web 5a. Each recess 5c is formed so as to open upward (toward the deck plate 3). Thereby, a hole for passing the vertical rib 6 is formed between the deck plate 3 and the web 5a.

図1および図2を参照して、縦リブ6は、デッキプレート3側が開口するように開断面形状(U字形状)を有するUリブである。以下、縦リブ6を、Uリブ6という。具体的には、Uリブ6は、左右方向に延びる底壁部6aと、底壁部6aの左右方向における両端部から上方に延びる一対の側壁部6b,6cとを有する。側壁部6b,6cは、先端側(図1においてはデッキプレート3側)ほど互いの間隔が広がるように、底壁部6aに対して傾斜している。Uリブ6は、橋梁1の長さ方向に延びるように、かつ横リブ5を貫通するように設けられている。側壁部6b,6cの上端部は、デッキプレート3の裏面3bに溶接されている。Uリブ6の外周面は、横リブ5のウェブ5aに溶接されている。   1 and 2, the vertical rib 6 is a U-rib having an open cross-sectional shape (U-shape) so that the deck plate 3 side opens. Hereinafter, the vertical rib 6 is referred to as a U-rib 6. Specifically, the U rib 6 has a bottom wall portion 6a extending in the left-right direction and a pair of side wall portions 6b, 6c extending upward from both ends in the left-right direction of the bottom wall portion 6a. The side wall portions 6b and 6c are inclined with respect to the bottom wall portion 6a so that the distance between the side wall portions 6b and 6c increases toward the front end side (the deck plate 3 side in FIG. 1). The U rib 6 is provided so as to extend in the length direction of the bridge 1 and to penetrate the lateral rib 5. The upper end portions of the side wall portions 6 b and 6 c are welded to the back surface 3 b of the deck plate 3. The outer peripheral surface of the U rib 6 is welded to the web 5 a of the lateral rib 5.

図1を参照して、上記のような構成を有する橋梁1では、例えば、橋梁1上を自動車8が通過することによって、鋼床版2において疲労亀裂が発生する場合がある。この疲労亀裂は、例えば、デッキプレート3とUリブ6との接合部9において発生する。以下、接合部9における疲労亀裂の発生態様について説明する。   With reference to FIG. 1, in the bridge 1 having the above-described configuration, for example, when an automobile 8 passes over the bridge 1, a fatigue crack may occur in the steel deck 2. This fatigue crack occurs, for example, at the joint 9 between the deck plate 3 and the U rib 6. Hereinafter, a mode of occurrence of fatigue cracks in the joint 9 will be described.

図3は、デッキプレート3と側壁部6bとの接合部9を示す拡大図である。図3に示すように、側壁部6bをデッキプレート3に溶接する際には、例えば、側壁部6bの先端部のうち外側の部分6dが溶接ビード10によってデッキプレート3に接合される。通常、溶接ビード10の溶け込み量は、Uリブの厚みの75%が基準とされており、側壁部6bの先端部のうち内側の部分6eは接合されない。このため、デッキプレート3と溶接ビード10と部分6eとの間に、切欠き状の空間11(以下、不溶着部11という。)が形成されている。このような接合部9では、溶接ビード10の近傍において、溶接時の膨張および溶接後の収縮によって、引張りの残留応力が発生している。   FIG. 3 is an enlarged view showing the joint 9 between the deck plate 3 and the side wall 6b. As shown in FIG. 3, when the side wall portion 6 b is welded to the deck plate 3, for example, the outer portion 6 d of the front end portion of the side wall portion 6 b is joined to the deck plate 3 by the weld bead 10. Normally, the penetration amount of the weld bead 10 is based on 75% of the thickness of the U-rib, and the inner portion 6e of the tip portion of the side wall portion 6b is not joined. For this reason, a notch-shaped space 11 (hereinafter referred to as an unwelded portion 11) is formed between the deck plate 3, the weld bead 10, and the portion 6e. In such a joint 9, tensile residual stress is generated in the vicinity of the weld bead 10 due to expansion during welding and contraction after welding.

ここで、自動車8が橋梁1上を通過すると、デッキプレート3に荷重が加わり、デッキプレート3が撓む。これにより、デッキプレート3と溶接ビード10との境界部および側壁部6bと溶接ビード10との境界部に、曲げ応力が発生したり、引張および圧縮の変動応力が発生したりする。これらの応力の内、鋼床版の幅方向に生じる引張応力が上述の残留応力に重畳されることにより、接合部9では大きな引張応力が発生しやすい。そして、複数の自動車8が通過することによって、上記荷重がデッキプレート3に繰り返し加わると、デッキプレート3と溶接ビード10との境界部近傍および側壁部6bと溶接ビード10との境界部近傍において疲労亀裂が発生する場合がある。例えば、溶接ビード10のデッキプレート3側の止端12または側壁部6b側の止端13に疲労亀裂が発生したり、デッキプレート3側のルート部14に疲労亀裂が発生したりする。これにより、鋼床版2の強度が低下するおそれがある。   Here, when the automobile 8 passes over the bridge 1, a load is applied to the deck plate 3, and the deck plate 3 bends. As a result, bending stress is generated at the boundary portion between the deck plate 3 and the weld bead 10 and the boundary portion between the side wall portion 6b and the weld bead 10, and fluctuating stresses of tension and compression are generated. Of these stresses, the tensile stress generated in the width direction of the steel slab is superimposed on the above-described residual stress, so that a large tensile stress is likely to occur at the joint 9. When the load is repeatedly applied to the deck plate 3 by passing a plurality of automobiles 8, fatigue occurs in the vicinity of the boundary portion between the deck plate 3 and the weld bead 10 and in the vicinity of the boundary portion between the side wall portion 6 b and the weld bead 10. Cracks may occur. For example, fatigue cracks occur in the toe 12 on the deck plate 3 side or the toe 13 on the side wall 6b side of the weld bead 10, or fatigue cracks occur in the root portion 14 on the deck plate 3 side. Thereby, there exists a possibility that the intensity | strength of the steel deck 2 may fall.

ところで、鋼床版2では、止端12および止端13は、Uリブ6の外側に位置する。このため、止端12および止端13において発生した疲労亀裂は、橋梁1の点検時等に、作業者によって発見されやすい。この場合、疲労亀裂が発生した部分を早期に補修することができるので、鋼床版2の強度低下を抑制しやすい。   By the way, in the steel deck 2, the toe 12 and the toe 13 are located outside the U rib 6. For this reason, the fatigue crack which generate | occur | produced in the toe 12 and the toe 13 is easy to be discovered by the operator at the time of the inspection of the bridge 1, etc. In this case, since the part where the fatigue crack has occurred can be repaired at an early stage, it is easy to suppress the strength reduction of the steel deck 2.

一方、ルート部14は、Uリブ6の外側からは見えない位置にあるので、ルート部14において発生した疲労亀裂を発見することは難しい。また、仮に、ルート部14に疲労亀裂が発生していることを発見できたとしても、ルート部14をUリブ6の外側から補修することは難しい。このため、ルート部14に疲労亀裂が発生した場合は、Uリブ6の内側からルート部14を補修する必要があり、疲労亀裂の補修に時間および労力を要する。   On the other hand, since the root portion 14 is in a position that cannot be seen from the outside of the U-rib 6, it is difficult to find a fatigue crack that has occurred in the root portion 14. Even if it is found that a fatigue crack has occurred in the root portion 14, it is difficult to repair the root portion 14 from the outside of the U rib 6. For this reason, when a fatigue crack occurs in the root portion 14, it is necessary to repair the root portion 14 from the inside of the U-rib 6, and time and labor are required for repairing the fatigue crack.

そこで、従来、ルート部14において疲労亀裂が発生することを抑制するための技術が提案されている。   Therefore, conventionally, a technique for suppressing the occurrence of fatigue cracks in the root portion 14 has been proposed.

例えば、特許文献1には、ピーニング施工方法が記載されている。特許文献1に記載された方法では、Uリブを用いた鋼床版において、ピーニング工具によってデッキプレートの表面に打撃を与える。特許文献1には、上記のように打撃を与えることによって、Uリブの内側の部分に圧縮残留ひずみを与えることができると記載されている。特許文献1に記載された方法では、上記のようにして圧縮残留応力を与えることによって、Uリブの内側の部分に発生した疲労亀裂の進展を抑制していると考えられる。   For example, Patent Document 1 describes a peening method. In the method described in Patent Document 1, the surface of the deck plate is hit by a peening tool in a steel deck using a U-rib. Patent Document 1 describes that compressive residual strain can be applied to an inner portion of a U-rib by applying a hit as described above. In the method described in Patent Document 1, it is considered that by applying compressive residual stress as described above, the progress of fatigue cracks generated in the inner portion of the U rib is suppressed.

特開2014−172043号公報JP 2014-172043 A

しかしながら、上記の方法では、デッキプレートの表面側をピーニング工具によって打撃するので、デッキプレートの裏面側に十分な大きさの圧縮残留応力を与えることは難しい。この場合、疲労亀裂の進展または疲労亀裂の発生を十分に抑制できない。   However, in the above method, since the front surface side of the deck plate is hit with a peening tool, it is difficult to give a sufficiently large compressive residual stress to the rear surface side of the deck plate. In this case, the progress of fatigue cracks or the occurrence of fatigue cracks cannot be sufficiently suppressed.

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、Uリブとデッキプレートとを接合する溶接ビードのルート部に疲労亀裂が発生すること、およびルート部に疲労亀裂が発生した場合にその疲労亀裂が進展すること、を抑制するのに適した、方法および装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made to solve such a problem, and fatigue cracks are generated in the root portion of the weld bead joining the U rib and the deck plate, and fatigue cracks are generated in the root portion. It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus suitable for suppressing the fatigue cracks from developing in some cases.

(1)本発明の一実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法は、デッキプレートと、前記デッキプレートの下面に溶接された板厚Tのウェブを有する横リブと、前記ウェブを貫通して延びかつ一対の側壁部が前記デッキプレートおよび前記ウェブに溶接されたUリブと、を有する鋼床版の疲労亀裂発生抑制方法であって、
前記一対の側壁部が前記Uリブの外側に向かって変形するように、一対の押圧部材によって前記一対の側壁部を前記Uリブの内側から押圧する負荷工程と、
前記負荷工程において前記一対の押圧部材によって前記一対の側壁部に加えられた圧力を除く除荷工程とを備え、
前記Uリブの長さ方向を前後方向と定義し、前記一対の側壁部において、基準領域Rb、前記基準領域Rbよりも後方の後方領域Rr、および前記基準領域Rbよりも前方の前方領域Rfを下記のように定義した場合に、
前記負荷工程は、前記一対の押圧部材が後方領域Rrの少なくとも一部に接触しつつ前記一対の側壁部を押圧する後方負荷工程と、前記一対の押圧部材が前方領域Rfの少なくとも一部に接触しつつ前記一対の側壁部を押圧する前方負荷工程とを含み、
前記後方負荷工程および前記前方負荷工程において、前記一対の押圧部材は、基準領域Rbに接触しないように前記一対の側壁部を押圧する。
基準領域Rb:前記ウェブの板厚中心線から後方に0.5Tの位置よりも前方でかつ前記板厚中心線から前方に0.5Tの位置よりも後方の領域。
後方領域Rr:前記板厚中心線から後方に0.5Tの位置よりも後方でかつ前記板厚中心線から後方に2.5Tの位置よりも前方の領域。
前方領域Rf:前記板厚中心線から前方に0.5Tの位置よりも前方でかつ前記板厚中心線から前方に2.5Tの位置よりも後方の領域。
(1) A fatigue crack generation suppressing method according to an embodiment of the present invention includes a deck plate, a lateral rib having a web having a thickness T welded to the lower surface of the deck plate, and extending through the web. A method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab having a pair of side wall portions welded to the deck plate and the web,
A load step of pressing the pair of side wall portions from the inside of the U-rib by a pair of pressing members so that the pair of side wall portions deform toward the outside of the U-rib;
An unloading step for removing pressure applied to the pair of side wall portions by the pair of pressing members in the loading step,
The length direction of the U rib is defined as the front-rear direction, and a reference region Rb, a rear region Rr behind the reference region Rb, and a front region Rf ahead of the reference region Rb are defined in the pair of side walls. When defined as follows,
The loading process includes a rear loading process in which the pair of pressing members presses the pair of side wall portions while contacting at least a part of the rear region Rr, and the pair of pressing members contacts at least a part of the front region Rf. And a front load step of pressing the pair of side wall portions,
In the rear load step and the front load step, the pair of pressing members press the pair of side wall portions so as not to contact the reference region Rb.
Reference region Rb: a region forward of the position of 0.5T behind the sheet thickness center line of the web and a position behind the position of 0.5T forward of the sheet thickness center line.
Back region Rr: a region rearward from the position of 0.5T behind the plate thickness center line and a front side of the position of 2.5T rearward from the plate thickness center line.
Front region Rf: a region forward of the position of 0.5 T forward from the plate thickness center line and a region rearward of the position of 2.5 T forward from the plate thickness center line.

(2)前記負荷工程では、前記一対の押圧部材は、前記一対の側壁部を押圧するように前記Uリブの前記長さ方向に直交する方向に移動し、
前記除荷工程では、前記一対の押圧部材は、前記一対の側壁部から離れるように前記Uリブの前記長さ方向に直交する方向に移動してもよい。
(2) In the loading step, the pair of pressing members move in a direction perpendicular to the length direction of the U rib so as to press the pair of side wall portions,
In the unloading step, the pair of pressing members may move in a direction orthogonal to the length direction of the U rib so as to be separated from the pair of side wall portions.

(3)前記負荷工程および前記除荷工程は、前記一対の押圧部材を前記Uリブの前記長さ方向に移動させて繰り返し実行されてもよい。 (3) The loading step and the unloading step may be repeatedly performed by moving the pair of pressing members in the length direction of the U rib.

(4)本発明の他の実施形態に係る鋼床版の製造方法は、デッキプレートと、前記デッキプレートの下面に溶接された板厚Tのウェブを有する横リブと、前記ウェブを貫通して延びかつ一対の側壁部が前記デッキプレートおよび前記ウェブに溶接されたUリブと、を備えた基材に対して、上記の疲労亀裂発生抑制方法を実施する工程を含む。 (4) A method for manufacturing a steel slab according to another embodiment of the present invention includes a deck plate, a lateral rib having a web having a thickness T welded to the lower surface of the deck plate, and penetrating the web. The method includes the step of implementing the fatigue crack generation suppression method described above on a base material that includes a U-rib that extends and has a pair of side wall portions welded to the deck plate and the web.

(5)本発明の他の実施形態に係る内面押圧装置は、疲労亀裂発生抑制方法を実施するために、前記Uリブの内側に配置されて使用される内面押圧装置であって、
本体部と、
前記本体部が前記Uリブの前記長さ方向に移動できるように前記本体部を支持する支持部と、
前記本体部に対して移動可能に該本体部に支持される前記一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記Uリブの一対の側壁部を前記Uリブの外側に向かって押圧するように、前記一対の押圧部材を移動させる駆動機構とを備える。
(5) An inner surface pressing device according to another embodiment of the present invention is an inner surface pressing device that is disposed and used on the inner side of the U-rib in order to carry out the fatigue crack generation suppressing method.
The main body,
A support portion for supporting the main body portion so that the main body portion can move in the length direction of the U-rib;
The pair of pressing members supported by the main body so as to be movable with respect to the main body;
A drive mechanism that moves the pair of pressing members such that the pair of pressing members presses the pair of side wall portions of the U rib toward the outside of the U rib.

本発明によれば、Uリブおよび横リブを有する鋼床版において、溶接ビードのルート部における疲労亀裂発生および疲労亀裂進展を抑制できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the steel deck which has a U rib and a horizontal rib, fatigue crack generation | occurrence | production and fatigue crack progress in the root part of a weld bead can be suppressed.

図1は、鋼床版を備えた橋梁の一例を示す図である。Drawing 1 is a figure showing an example of a bridge provided with a steel deck. 図2は、鋼床版の一部を斜め下方から見た図である。FIG. 2 is a view of a part of the steel slab as viewed obliquely from below. 図3は、デッキプレートと側壁部との接合部を示す拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view showing a joint portion between the deck plate and the side wall portion. 図4は、本発明の一実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法の基本動作を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining the basic operation of the fatigue crack generation suppressing method according to the embodiment of the present invention. 図5は、本発明の一実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法の基本動作を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a basic operation of the fatigue crack generation suppressing method according to the embodiment of the present invention. 図6は、本実施形態に係る抑制方法の基本動作による作用効果を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operational effects of the basic operation of the suppression method according to the present embodiment. 図7は、横リブ、一対の側壁部および一対の押圧部材の位置関係を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing the positional relationship between the lateral rib, the pair of side wall portions, and the pair of pressing members. 図8は、本発明の一実施形態に係る内面押圧装置の概略構成を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of the inner surface pressing device according to the embodiment of the present invention. 図9は、押圧装置の使用例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining an example of use of the pressing device. 図10は、実験で用いた鋼床版を示す図である。FIG. 10 is a view showing a steel slab used in the experiment. 図11は、除荷工程後のルート部に発生している応力を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating the stress generated in the root portion after the unloading process. 図12は、疲労試験の結果を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the results of a fatigue test.

以下、本発明の実施の形態について詳しく説明する。なお、本明細書において疲労亀裂発生抑制とは、疲労亀裂が新たに発生することを抑制するだけではなく、すでに存在している疲労亀裂がさらに進展して拡大することを抑制することも意味する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In the present specification, the suppression of occurrence of fatigue cracks not only suppresses the generation of new fatigue cracks but also suppresses further expansion and expansion of existing fatigue cracks. .

(疲労亀裂発生抑制方法の基本動作)
まず、本発明の一実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法の基本動作について説明する。図4および図5は、本発明の一実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法の基本動作を説明するための図である。以下においては、図1〜図3に示した鋼床版2において、本実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法(以下、単に抑制方法ともいう。)を適用する場合について説明する。本発明が適用される鋼床版2において、デッキプレート3の厚みは、例えば、12〜16mmであり、Uリブ6の厚みは、例えば、3〜12mmである。
(Basic operation of fatigue crack suppression method)
First, the basic operation of the fatigue crack generation suppressing method according to an embodiment of the present invention will be described. 4 and 5 are diagrams for explaining the basic operation of the fatigue crack generation suppressing method according to the embodiment of the present invention. Below, the case where the fatigue crack generation | occurrence | production suppression method (henceforth a suppression method only) based on this embodiment is applied in the steel deck 2 shown in FIGS. 1-3 is demonstrated. In the steel deck 2 to which the present invention is applied, the thickness of the deck plate 3 is, for example, 12 to 16 mm, and the thickness of the U rib 6 is, for example, 3 to 12 mm.

なお、本実施形態に係る抑制方法は、橋梁1の構成要素として用いられる前の鋼床版2に対して実施してもよく、橋梁1の構成要素として用いられている状態の鋼床版2に対して実施してもよい。また、本実施形態に係る抑制方法は、主桁4が設けられていない鋼床版に対して実施してもよく、主桁4が設けられた状態の鋼床版に対して実施してもよい。以下においては、橋梁1の構成要素として用いられる前で、かつ主桁4が設けられていない状態の鋼床版2に対して本実施形態に係る抑制方法を実施する場合について説明する。   In addition, the suppression method according to the present embodiment may be performed on the steel deck 2 before being used as a component of the bridge 1, or the steel deck 2 in a state of being used as a component of the bridge 1. May be implemented. Moreover, even if it implements with respect to the steel deck slab in which the main girder 4 was provided, the suppression method which concerns on this embodiment may be implemented with respect to the steel deck slab without the main girder 4 provided. Good. Below, the case where the suppression method which concerns on this embodiment is implemented with respect to the steel deck 2 before using as a component of the bridge 1 and the main girder 4 is not provided is demonstrated.

図4および図5においては、横リブ5の図示は省略しているが、本実施形態に係る抑制方法は、横リブ5が設けられた状態の鋼床版2に対して実施される。以下の説明では、上下方向およびUリブ6の長さ方向に対して垂直な方向をUリブ6の幅方向とする。図4においては、左右方向がUリブ6の幅方向になる。   Although illustration of the horizontal rib 5 is abbreviate | omitted in FIG. 4 and FIG. 5, the suppression method which concerns on this embodiment is implemented with respect to the steel deck 2 in the state in which the horizontal rib 5 was provided. In the following description, the direction perpendicular to the vertical direction and the length direction of the U rib 6 is defined as the width direction of the U rib 6. In FIG. 4, the left-right direction is the width direction of the U-rib 6.

図4を参照して、本実施形態では、例えば、デッキプレート3が下になりかつUリブ6(より具体的には、底壁部6a)が上になるように、作業台15上に鋼床版2を置く。   Referring to FIG. 4, in the present embodiment, for example, steel is placed on work table 15 such that deck plate 3 is down and U-rib 6 (more specifically, bottom wall 6a) is up. Place floor slab 2.

次に、Uリブ6内に一対の押圧部材16を配置する。押圧部材16は、断面円弧状の曲面部16aを有する。Uリブ6の長さ方向に垂直な断面において、曲面部16aの曲率半径は、例えば、5〜80mmに設定される。   Next, a pair of pressing members 16 are disposed in the U rib 6. The pressing member 16 has a curved surface portion 16a having a circular arc cross section. In the cross section perpendicular to the length direction of the U rib 6, the radius of curvature of the curved surface portion 16a is set to, for example, 5 to 80 mm.

本実施形態では、押圧部材16は、Uリブ6の長さ方向に延びるように設けられている。より具体的には、Uリブ6の長さ方向における曲面部16aの長さは、例えば、側壁部6b,6cの厚みtの4〜50倍に設定される。一方の押圧部材16の曲面部16aは、側壁部6bの内面に対向するように設けられ、他方の押圧部材16の曲面部16aは、側壁部6cの内面に対向するように設けられている。押圧部材16は、左右方向に移動可能に設けられており、図示しない駆動機構によって駆動されることによって左右方向に移動する。   In the present embodiment, the pressing member 16 is provided so as to extend in the length direction of the U rib 6. More specifically, the length of the curved surface portion 16a in the length direction of the U rib 6 is set to 4 to 50 times the thickness t of the side wall portions 6b and 6c, for example. The curved surface portion 16a of one pressing member 16 is provided to face the inner surface of the side wall portion 6b, and the curved surface portion 16a of the other pressing member 16 is provided to face the inner surface of the side wall portion 6c. The pressing member 16 is provided so as to be movable in the left-right direction, and moves in the left-right direction when driven by a drive mechanism (not shown).

本実施形態では、曲面部16aの曲率中心16bとデッキプレート3の裏面3bとの距離d1は、例えば、側壁部6b,6cの厚みtの1.5倍以上に設定され、好ましくは2倍以上に設定され、より好ましくは3倍以上に設定される。また、距離d1は、例えば、側壁部6b,6cの厚みtの7倍以下に設定され、好ましくは5倍以下に設定され、より好ましくは4倍以下に設定される。なお、距離d1は、デッキプレート3の厚み方向(図4では上下方向)における長さである。また、厚みtは、例えば、側壁部6b,6cの平均の厚みとして算出される。   In the present embodiment, the distance d1 between the curvature center 16b of the curved surface portion 16a and the back surface 3b of the deck plate 3 is set to, for example, 1.5 times or more, preferably 2 times or more the thickness t of the side wall portions 6b and 6c. More preferably, it is set to 3 times or more. Further, the distance d1 is set to be, for example, 7 times or less of the thickness t of the side wall portions 6b and 6c, preferably 5 times or less, and more preferably 4 times or less. The distance d1 is the length in the thickness direction of the deck plate 3 (vertical direction in FIG. 4). The thickness t is calculated as, for example, the average thickness of the side wall portions 6b and 6c.

次に、図4および図5(a)を参照して、一対の押圧部材16をUリブ6の外側に向かって移動させて、側壁部6b,6cの内面に接触させる。なお、図4を参照して、本実施形態では、側壁部6b,6cは、デッキプレート3から離れるほど互いの間隔が狭くなるように、デッキプレート3に対して傾斜している。このため、図5(a)を参照して、一方の押圧部材16の曲面部16aと側壁部6bとの接触部17は、曲率中心16bよりも上方に位置する。説明は省略するが、他方の押圧部材16も同様に側壁部6cに接触する。なお、以下においては、側壁部6bと一方の押圧部材16との関係について説明するが、側壁部6cと他方の押圧部材16との関係も同様である。   Next, with reference to FIG. 4 and FIG. 5A, the pair of pressing members 16 are moved toward the outside of the U rib 6 to contact the inner surfaces of the side wall portions 6b and 6c. With reference to FIG. 4, in the present embodiment, the side walls 6 b and 6 c are inclined with respect to the deck plate 3 so that the distance between the side walls 6 b and 6 c decreases as the distance from the deck plate 3 increases. For this reason, with reference to Fig.5 (a), the contact part 17 of the curved surface part 16a of one press member 16 and the side wall part 6b is located above the curvature center 16b. Although explanation is omitted, the other pressing member 16 also contacts the side wall portion 6c in the same manner. In the following, the relationship between the side wall 6b and the one pressing member 16 will be described, but the relationship between the side wall 6c and the other pressing member 16 is the same.

次に、図5(b)に示すように、押圧部材16をUリブ6の外側に向かって移動させる(負荷工程)。これにより、Uリブ6の内側から側壁部6bに対して圧力が加えられる。その結果、側壁部6bは、Uリブ6の外側に向かって膨らむように変形する。なお、負荷工程における押圧部材16の移動距離d2は、例えば、0.05〜10mmに設定される。本実施形態では、負荷工程において、例えば、ルート部14の近傍を塑性変形させるように、側壁部6bに圧力を加える。   Next, as shown in FIG.5 (b), the press member 16 is moved toward the outer side of the U rib 6 (load process). Thereby, pressure is applied to the side wall portion 6b from the inside of the U rib 6. As a result, the side wall portion 6 b is deformed so as to swell toward the outside of the U-rib 6. In addition, the moving distance d2 of the pressing member 16 in the loading process is set to 0.05 to 10 mm, for example. In the present embodiment, in the loading process, for example, pressure is applied to the side wall portion 6b so that the vicinity of the root portion 14 is plastically deformed.

次に、図5(c)を参照して、押圧部材16を側壁部6bから離れるように移動させる(除荷工程)。これにより、負荷工程で側壁部6bに加えられた圧力が除かれる。その結果、側壁部6bは、負荷工程前の側壁部6bの形状に戻るように変形する。なお、本実施形態では、上述のように、負荷工程においてルート部14の近傍を塑性変形させている。そのため、除荷工程後の側壁部6bは、負荷工程前の側壁部6bの形状に完全には戻らない。   Next, with reference to FIG.5 (c), the press member 16 is moved so that it may leave | separate from the side wall part 6b (unloading process). Thereby, the pressure applied to the side wall part 6b in the loading process is removed. As a result, the side wall 6b is deformed so as to return to the shape of the side wall 6b before the loading process. In the present embodiment, as described above, the vicinity of the root portion 14 is plastically deformed in the loading process. Therefore, the side wall part 6b after the unloading process does not completely return to the shape of the side wall part 6b before the loading process.

ここで、Uリブ6の長さ方向に垂直な断面において、負荷工程前の側壁部6bの位置と除荷工程後の側壁部6bの位置との左右方向における距離を残留変位量とする。本実施形態では、Uリブ6の長さ方向に垂直な断面において、負荷工程前の側壁部6bの外面(または内面)の任意の位置と除荷工程後の側壁部6bの外面(または内面)の任意の位置との左右方向における距離を残留変位量とする。図5(c)においては、裏面3bからデッキプレート3の厚み方向に距離d1離れた位置における残留変位量が、距離d3(以下、残留変位量d3という。)として示されている。本実施形態では、残留変位量d3が0.01〜3mmになるように、負荷工程および除荷工程が実行される。負荷工程および除荷工程は、同一の部分に対して、1回実施されてもよく、2回以上実施されてもよい。すなわち、残留変位量d3が0.01〜3mmの範囲の値になるまで、負荷工程および除荷工程を繰り返し実行してもよい。なお、Uリブ6の形状および断面係数、ならびに横リブ5の面外座屈の抑制等を考慮して、残留変位量d3の目標値は適宜設定される。残留変位量d3を精度よく測定することが好ましく、残留変位量d3は0.1mm以上であることが好ましい。残留変位量d3は、例えば、ダイヤルゲージやレーザー変位計を用いて測定できる。   Here, in the cross section perpendicular to the length direction of the U-rib 6, the distance in the left-right direction between the position of the side wall 6b before the loading process and the position of the side wall 6b after the unloading process is defined as the residual displacement. In the present embodiment, in a cross section perpendicular to the length direction of the U-rib 6, any position of the outer surface (or inner surface) of the side wall portion 6b before the loading process and the outer surface (or inner surface) of the side wall portion 6b after the unloading process. The distance in the left-right direction from the arbitrary position is defined as the residual displacement amount. In FIG. 5C, the residual displacement amount at a position away from the back surface 3b in the thickness direction of the deck plate 3 by the distance d1 is shown as a distance d3 (hereinafter referred to as a residual displacement amount d3). In the present embodiment, the loading process and the unloading process are performed so that the residual displacement d3 is 0.01 to 3 mm. The loading process and the unloading process may be performed once for the same part or may be performed twice or more. That is, the loading process and the unloading process may be repeatedly executed until the residual displacement d3 reaches a value in the range of 0.01 to 3 mm. Note that the target value of the residual displacement d3 is appropriately set in consideration of the shape and section modulus of the U rib 6 and suppression of out-of-plane buckling of the lateral rib 5. The residual displacement amount d3 is preferably measured with high accuracy, and the residual displacement amount d3 is preferably 0.1 mm or more. The residual displacement d3 can be measured using, for example, a dial gauge or a laser displacement meter.

(疲労亀裂発生抑制方法の基本動作による効果) (Effects of basic operation of fatigue crack suppression method)

以下、本実施形態に係る抑制方法の基本動作による作用効果について説明する。図6は、本実施形態に係る抑制方法の基本動作による作用効果を説明するための図である。   Hereinafter, the effect by the basic operation | movement of the suppression method which concerns on this embodiment is demonstrated. FIG. 6 is a diagram for explaining the operational effects of the basic operation of the suppression method according to the present embodiment.

図6を参照して、上述したように、溶接ビード10のルート部14近傍においては、溶接時の膨張および溶接後の収縮によって、引張の残留応力が発生している。この状態で、上述の負荷工程を実行することによって、側壁部6bは、Uリブ6の外側に向かって移動しようとする。これにより、溶接ビード10がUリブ6の外側に向かって引っ張られ、ルート部14近傍の引張応力は一時的に大きくなる。   With reference to FIG. 6, as described above, in the vicinity of the root portion 14 of the weld bead 10, tensile residual stress is generated due to expansion during welding and contraction after welding. In this state, the side wall portion 6b tends to move toward the outside of the U-rib 6 by executing the above-described loading process. As a result, the weld bead 10 is pulled toward the outside of the U-rib 6, and the tensile stress near the root portion 14 temporarily increases.

その後、除荷工程を実行することによって、側壁部6bは、Uリブ6の内側に向かって移動しようとする。これにより、溶接ビード10がUリブ6の内側に向かって押し付けられる。すなわち、いわゆるスプリングバックの効果が生じる。これにより、ルート部14近傍に圧縮方向の力を加えることができる。その結果、ルート部14近傍の引張残留応力を低減できる、またはルート部14近傍に圧縮残留応力を発生させることができる。これにより、例えば、鋼床版2に荷重が繰り返し加わった場合でも、ルート部14の近傍において大きな引張応力が発生することを防止することができる。その結果、ルート部14の近傍において疲労亀裂が発生することを抑制することができる。また、ルート部14の近傍に疲労亀裂が既に発生している場合には、その亀裂先端の引張残留応力を低減できる、または亀裂先端に圧縮残留応力を発生させることができるので、疲労亀裂が進展することを抑制することができる。   After that, by executing the unloading step, the side wall 6 b tends to move toward the inside of the U rib 6. As a result, the weld bead 10 is pressed toward the inside of the U-rib 6. That is, a so-called spring back effect occurs. Thereby, the force of a compression direction can be applied to the root part 14 vicinity. As a result, the tensile residual stress in the vicinity of the root portion 14 can be reduced, or the compressive residual stress can be generated in the vicinity of the root portion 14. Thereby, for example, even when a load is repeatedly applied to the steel deck 2, it is possible to prevent a large tensile stress from being generated in the vicinity of the root portion 14. As a result, the occurrence of fatigue cracks in the vicinity of the root portion 14 can be suppressed. In addition, when a fatigue crack has already occurred in the vicinity of the root portion 14, the tensile residual stress at the crack tip can be reduced, or the compressive residual stress can be generated at the crack tip, so the fatigue crack has progressed. Can be suppressed.

また、本実施形態では、デッキプレート3に直接力を加える必要がない。これにより、デッキプレート3の変形および損傷を防止できる。   In the present embodiment, it is not necessary to apply a force directly to the deck plate 3. Thereby, the deformation | transformation and damage of the deck plate 3 can be prevented.

本実施形態では、曲面部16aを有する押圧部材16によって、側壁部6b,6cに圧力が加えられる。この場合、Uリブ6の内面が損傷することを抑制できる。   In the present embodiment, pressure is applied to the side wall portions 6b and 6c by the pressing member 16 having the curved surface portion 16a. In this case, damage to the inner surface of the U rib 6 can be suppressed.

(疲労亀裂発生抑制方法の実施位置)
上述したように、本実施形態に係る抑制方法は、横リブ5を有する鋼床版2に対して実施される。本発明者らの種々の検討の結果、横リブ5の周辺の適切な位置において本実施形態に係る抑制方法を実施することによって、押圧部材16の押圧力を大きくすることなく、横リブ5の周辺において、上述のスプリングバックの効果を適切に得られることが分かった。以下、具体的に説明する。
(Implementation position of fatigue crack generation suppression method)
As described above, the suppression method according to this embodiment is performed on the steel deck 2 having the lateral ribs 5. As a result of various studies by the present inventors, by performing the suppressing method according to the present embodiment at an appropriate position around the lateral rib 5, without increasing the pressing force of the pressing member 16, It was found that the above-described springback effect can be appropriately obtained in the periphery. This will be specifically described below.

図7は、横リブ5、一対の側壁部6b,6cおよび一対の押圧部材16の位置関係を示す平面図である。なお、以下の説明では、Uリブ6の長さ方向を、前後方向とする。   FIG. 7 is a plan view showing the positional relationship between the lateral rib 5, the pair of side wall portions 6 b and 6 c, and the pair of pressing members 16. In the following description, the length direction of the U rib 6 is the front-rear direction.

図7を参照して、本実施形態では、一対の押圧部材16のUリブ6の長さ方向への移動と、上述の負荷工程および除荷工程がそれぞれ繰り返し間欠的に実行される。ここで、本発明者らが疲労亀裂発生抑制方法について検討を進める中で、横リブ5とUリブ6とが交差する部分においてスプリングバックの効果を十分に得るためには、大きな力で一対の側壁部6b,6cを押圧しなければならないことが分かった。これは、上記交差する部分では、一対の側壁部6b,6cの変形が横リブ5によって抑制されるからである。   With reference to FIG. 7, in the present embodiment, the movement of the pair of pressing members 16 in the length direction of the U-rib 6 and the above-described loading process and unloading process are repeatedly performed intermittently. Here, in order to obtain a sufficient springback effect at a portion where the lateral ribs 5 and the U ribs 6 intersect while the present inventors are examining the method for suppressing the occurrence of fatigue cracks, It has been found that the side walls 6b, 6c must be pressed. This is because deformation of the pair of side wall portions 6b and 6c is suppressed by the lateral rib 5 at the intersecting portion.

しかしながら、上記交差する部分において大きな力で一対の側壁部6b,6cを押圧するためには、大きな力で一対の押圧部材16を駆動する必要がある。この場合、一対の押圧部材16を駆動するための装置が大型化し、好ましくない。   However, in order to press the pair of side wall portions 6b and 6c with a large force at the intersecting portion, it is necessary to drive the pair of pressing members 16 with a large force. In this case, the device for driving the pair of pressing members 16 is undesirably large.

そこで、本実施形態では、まず、図7に示すように、一対の側壁部6b,6cにおいて、基準領域Rb、後方領域Rr、および前方領域Rfを定義した。具体的には、一対の側壁部6b,6cにおいて、ウェブ5aの板厚中心線Cから後方に0.5T(Tはウェブ5aの板厚)の位置P1よりも前方でかつ板厚中心線Cから前方に0.5Tの位置P2よりも後方の領域を、基準領域Rbと定義した。言い換えると、一対の側壁部6b,6cのうち、ウェブ5aと交差する領域を、基準領域Rbと定義した。また、一対の側壁部6b,6cにおいて、板厚中心線Cから後方に0.5Tの位置P1よりも後方でかつ板厚中心線Cから後方に2.5Tの位置P3よりも前方の領域を、後方領域Rrと定義した。さらに、一対の側壁部6b,6cにおいて、板厚中心線Cから前方に0.5Tの位置P2よりも前方でかつ板厚中心線Cから前方に2.5Tの位置P4よりも後方の領域を、前方領域Rfと定義した。   Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, first, the reference region Rb, the rear region Rr, and the front region Rf are defined in the pair of side wall portions 6b and 6c. Specifically, in the pair of side wall portions 6b and 6c, the plate thickness center line C is located forward of the position P1 of 0.5T (T is the plate thickness of the web 5a) and rearward from the plate thickness center line C of the web 5a. A region behind 0.5T position P2 from the front is defined as a reference region Rb. In other words, the region intersecting the web 5a in the pair of side wall portions 6b and 6c is defined as the reference region Rb. Further, in the pair of side wall portions 6b and 6c, a region behind the plate thickness center line C is located behind the position P1 of 0.5T and behind the plate thickness center line C is located ahead of the position P3 of 2.5T. , Defined as a rear region Rr. Further, in the pair of side wall portions 6b and 6c, a region that is forward of the position P2 of 0.5T forward from the thickness center line C and rearward of the position P4 of 2.5T forward from the thickness center line C. , Defined as the front region Rf.

本実施形態では、後方領域Rrにおいて上述の負荷工程および除荷工程を実施するとともに、前方領域Rfにおいて上述の負荷工程および除荷工程を実施する。なお、以下においては、後方領域Rrにおいて実行される負荷工程を、後方負荷工程といい、前方領域Rfにおいて実行される負荷工程を、前方負荷工程という。   In the present embodiment, the above-described loading process and unloading process are performed in the rear area Rr, and the above-described loading process and unloading process are performed in the front area Rf. In the following, the load process executed in the rear region Rr is referred to as a rear load step, and the load step executed in the front region Rf is referred to as a front load step.

後方負荷工程では、一対の押圧部材16がそれぞれ後方領域Rrの少なくとも一部に接触しつつ一対の側壁部6b,6cを押圧する。また、前方負荷工程では、一対の押圧部材16がそれぞれ前方領域Rfの少なくとも一部に接触しつつ一対の側壁部6b,6cを押圧する。ただし、後方負荷工程および前方負荷工程において、一対の押圧部材16は、基準領域Rbに接触しないように一対の側壁部6b,6cを押圧する。   In the rear loading process, the pair of pressing members 16 press the pair of side wall portions 6b and 6c while contacting at least part of the rear region Rr. In the forward loading step, the pair of pressing members 16 press the pair of side wall portions 6b and 6c while contacting at least part of the front region Rf. However, in the rear load process and the front load process, the pair of pressing members 16 press the pair of side wall portions 6b and 6c so as not to contact the reference region Rb.

上記のように、本実施形態では、後方負荷工程および前方負荷工程において、一対の押圧部材16は、一対の側壁部6b,6cのうち横リブ5と交差する部分(すなわち、基準領域Rb)を押圧しない。この場合、小さな力で、一対の側壁部6b,6cを十分に変形させることができる。それにより、一対の側壁部6b,6cのうち、基準領域Rbの前後の領域(後方領域Rrおよび前方領域Rf)において、小さな押圧力で、スプリングバックの効果を十分に得ることができる。   As described above, in the present embodiment, in the rear load process and the front load process, the pair of pressing members 16 is a portion of the pair of side wall portions 6b and 6c that intersects the lateral rib 5 (that is, the reference region Rb). Do not press. In this case, the pair of side wall portions 6b and 6c can be sufficiently deformed with a small force. Thereby, in the area | region (back area | region Rr and front area | region Rf) before and behind reference | standard area | region Rb among a pair of side wall parts 6b and 6c, the effect of a spring back can fully be acquired with a small pressing force.

なお、後方負荷工程および前方負荷工程において基準領域Rbは押圧されないので、基準領域Rbにおいてはスプリングバックの効果を十分に得られない場合がある。しかしながら、上記のように、基準領域Rbの前後の領域(後方領域Rrおよび前方領域Rf)においてスプリングバックの効果を十分に得ることができる。このため、仮に、基準領域Rbにおいて亀裂が発生したとしても、その亀裂の進展を、後方領域Rrおよび前方領域Rfにおいて十分に抑制することができる。すなわち、本実施形態によれば、横リブ5の周辺のルート部14において疲労亀裂が発生すること、または疲労亀裂が進展することを、小さな押圧力で十分に抑制することができる。   In addition, since the reference region Rb is not pressed in the rear load step and the front load step, the spring back effect may not be sufficiently obtained in the reference region Rb. However, as described above, the springback effect can be sufficiently obtained in the regions before and after the reference region Rb (the rear region Rr and the front region Rf). For this reason, even if a crack occurs in the reference region Rb, the progress of the crack can be sufficiently suppressed in the rear region Rr and the front region Rf. That is, according to the present embodiment, it is possible to sufficiently suppress the occurrence of fatigue cracks or the development of fatigue cracks in the root portion 14 around the lateral rib 5 with a small pressing force.

なお、後方負荷工程が実施される前または後に、一対の押圧部材16によって基準領域Rbを押圧するように負荷工程を実施してもよい。この場合、大きな力で基準領域Rbを押圧する必要はない。同様に、前方負荷工程が実施される前または後に、一対の押圧部材16によって基準領域Rbを押圧するように負荷工程を実施してもよい。一方、後方負荷工程が実施される前または後、並びに、前方負荷工程が実施される前または後に、一対の押圧部材16によって基準領域Rbを押圧しないことが好ましい。疲労亀裂発生抑制方法に必要となる手間が増えるからである。   Note that the load process may be performed so that the reference region Rb is pressed by the pair of pressing members 16 before or after the rear load process is performed. In this case, it is not necessary to press the reference region Rb with a large force. Similarly, the load process may be performed so that the reference region Rb is pressed by the pair of pressing members 16 before or after the front load process is performed. On the other hand, it is preferable not to press the reference region Rb by the pair of pressing members 16 before or after the rear loading process is performed and before or after the front loading process is performed. This is because the labor required for the fatigue crack generation suppressing method increases.

(内面押圧装置の説明)
次に、上述の抑制方法を実施する際に使用される内面押圧装置について説明する。図8は、本発明の一実施形態に係る内面押圧装置(以下、押圧装置と略記する。)20の概略構成を示す平面図である。
(Description of inner surface pressing device)
Next, an inner surface pressing device used when implementing the above-described suppression method will be described. FIG. 8 is a plan view showing a schematic configuration of an inner surface pressing device (hereinafter abbreviated as a pressing device) 20 according to an embodiment of the present invention.

図8参照して、押圧装置20は、本体部22、車輪24a〜24d、車軸26a,26b、駆動機構28,30、移動量検出部32a,32b、荷重検出部34a,34b、距離検出部36、撮像装置37、通信部38、および上述の一対の押圧部材16を備えている。   Referring to FIG. 8, the pressing device 20 includes a main body 22, wheels 24 a to 24 d, axles 26 a and 26 b, drive mechanisms 28 and 30, movement amount detection units 32 a and 32 b, load detection units 34 a and 34 b, and a distance detection unit 36. , An imaging device 37, a communication unit 38, and the pair of pressing members 16 described above.

本実施形態では、本体部22は、駆動機構28,30、移動量検出部32a,32b、荷重検出部34a,34b、距離検出部36および通信部38を収容している。車輪24a,24bは、車軸26aを介して、本体部22に回転可能に支持されている。車輪24c,24dは、車軸26bを介して、本体部22に回転可能に支持されている。本実施形態では、車輪24a〜24dは、磁石を含む。本実施形態では、車輪24a〜24dおよび車軸26a,26bが、本体部22を支持する支持部に相当する。   In the present embodiment, the main body 22 houses drive mechanisms 28 and 30, movement amount detection units 32 a and 32 b, load detection units 34 a and 34 b, a distance detection unit 36, and a communication unit 38. The wheels 24a and 24b are rotatably supported by the main body 22 through the axle 26a. The wheels 24c and 24d are rotatably supported by the main body 22 through the axle 26b. In the present embodiment, the wheels 24a to 24d include magnets. In the present embodiment, the wheels 24 a to 24 d and the axles 26 a and 26 b correspond to a support portion that supports the main body portion 22.

駆動機構28は、例えば電動モータを含み、車軸26aを介して車輪24a,24bを回転駆動する。これにより、押圧装置20が移動する。なお、図8に示すように、以下においては、押圧装置20が移動する方向を前後方向とする。また、該前後方向を基準として、左右方向を規定する。   The drive mechanism 28 includes, for example, an electric motor, and rotationally drives the wheels 24a and 24b via the axle 26a. Thereby, the pressing device 20 moves. In the following, as shown in FIG. 8, the direction in which the pressing device 20 moves is referred to as the front-rear direction. Further, the left-right direction is defined based on the front-rear direction.

一対の押圧部材16は、本体部22の前後方向における中央部において、左右方向に移動可能に本体部22に支持されている。駆動機構30は、例えば、油圧によって一対の押圧部材16を左右方向に移動させる。   The pair of pressing members 16 are supported by the main body 22 so as to be movable in the left-right direction at the center in the front-rear direction of the main body 22. For example, the drive mechanism 30 moves the pair of pressing members 16 in the left-right direction by hydraulic pressure.

移動量検出部32aは、一方の押圧部材16の移動量を検出し、移動量検出部32bは、他方の押圧部材16の移動量を検出する。移動量検出部32a,32bの検出結果は、距離検出部36へ出力される。なお、移動量検出部32a,32bとしては、例えば、公知の変位センサを用いることができる。したがって、移動量検出部32a,32bの詳細な説明は省略する。   The movement amount detection unit 32 a detects the movement amount of one pressing member 16, and the movement amount detection unit 32 b detects the movement amount of the other pressing member 16. The detection results of the movement amount detection units 32 a and 32 b are output to the distance detection unit 36. As the movement amount detection units 32a and 32b, for example, a known displacement sensor can be used. Therefore, detailed description of the movement amount detection units 32a and 32b is omitted.

荷重検出部34aは、一方の押圧部材16にかかる荷重を検出し、荷重検出部34bは、他方の押圧部材16にかかる荷重を検出する。荷重検出部34a,34bの検出結果は、距離検出部36へ出力される。なお、荷重検出部34a,34bとしては、例えば、公知の荷重センサを用いることができる。したがって、荷重検出部34a,34bの詳細な説明は省略する。   The load detection unit 34 a detects a load applied to one pressing member 16, and the load detection unit 34 b detects a load applied to the other pressing member 16. The detection results of the load detectors 34 a and 34 b are output to the distance detector 36. In addition, as load detection part 34a, 34b, a well-known load sensor can be used, for example. Therefore, detailed description of the load detection units 34a and 34b is omitted.

距離検出部36は、後述するように、移動量検出部32a,32bおよび荷重検出部34a,34bの検出結果に基づいて、Uリブ6の側壁部6b,6cの残留変位量を検出する。距離検出部36の検出結果は、通信部38へ出力される。   As will be described later, the distance detection unit 36 detects the residual displacement amounts of the side wall portions 6b and 6c of the U rib 6 based on the detection results of the movement amount detection units 32a and 32b and the load detection units 34a and 34b. The detection result of the distance detection unit 36 is output to the communication unit 38.

撮像装置37は、Uリブ6内を撮影し、画像データを通信部38へ出力する。通信部38は、図示しない遠隔操作装置との間でデータを送受信する。   The imaging device 37 images the inside of the U rib 6 and outputs image data to the communication unit 38. The communication unit 38 transmits / receives data to / from a remote operation device (not shown).

本実施形態では、例えば、押圧装置20の操縦者は、上記遠隔操作装置を介して押圧装置20を操縦することができる。本実施形態では、例えば、操縦者の操作に基づいて、駆動機構28,30を制御するための制御信号が上記遠隔操作装置から出力され、該制御信号が通信部38によって受信される。通信部38は受信した制御信号を、駆動機構28,30へ出力する。これにより、駆動機構28,30が制御される。また、距離検出部36の検出結果は、通信部38を介して遠隔操作装置に送信される。これにより、押圧装置20の操縦者は、遠隔操作装置に送信されてきた距離検出部36の検出結果を参照して、押圧装置20を操縦することができる。また、撮影装置37によって撮影されたUリブ6の内部の画像データは、通信部38を解して遠隔操作装置に送信される。操縦者は、上記画像データを参照して、横リブ5の位置を把握することができる。これにより、上述の前方負荷工程および後方負荷工程を適切な位置で行うことができる。なお、詳細な説明は省略するが、例えば、Uリブ6内における横リブ5の位置と、押圧装置20の移動距離との関係を押圧装置20に予め記憶させておいて、押圧装置20が所定の位置に移動した際に上述の前方負荷工程および後方負荷工程を行うようにしてもよい。   In the present embodiment, for example, the operator of the pressing device 20 can operate the pressing device 20 via the remote operation device. In the present embodiment, for example, a control signal for controlling the drive mechanisms 28 and 30 is output from the remote operation device based on the operation of the operator, and the control signal is received by the communication unit 38. The communication unit 38 outputs the received control signal to the drive mechanisms 28 and 30. Thereby, the drive mechanisms 28 and 30 are controlled. Further, the detection result of the distance detection unit 36 is transmitted to the remote operation device via the communication unit 38. Thereby, the operator of the pressing device 20 can control the pressing device 20 with reference to the detection result of the distance detection unit 36 transmitted to the remote control device. Further, the image data inside the U-rib 6 photographed by the photographing device 37 is transmitted to the remote control device via the communication unit 38. The operator can grasp the position of the lateral rib 5 with reference to the image data. Thereby, the above-mentioned front load process and back load process can be performed in an appropriate position. Although detailed explanation is omitted, for example, the relationship between the position of the lateral rib 5 in the U rib 6 and the movement distance of the pressing device 20 is stored in the pressing device 20 in advance, and the pressing device 20 is predetermined. You may make it perform the above-mentioned front load process and back load process when moving to this position.

図9は、押圧装置20の使用例を説明するための図である。図9を参照して、押圧装置20を使用する際には、押圧装置20をUリブ6の内側に配置する。上述したように、本実施形態では、車輪24a〜24dは磁石を含む。このため、デッキプレート3が上でかつ底壁部6aが下になった状態で、デッキプレート3の裏面3bに、磁力によって車輪24a〜24dをくっつけることができる。例えば、鋼床版2(図1参照)が橋梁1(図1参照)の構成部材として利用されている状態で、デッキプレート3の裏面3bに、車輪24a〜24dをくっつけることができる。また、上述したように、押圧装置20は、前後方向に移動できる。これにより、押圧装置20は、Uリブ6の内側において、Uリブ6の長さ方向に移動することができる。   FIG. 9 is a diagram for explaining an example of use of the pressing device 20. With reference to FIG. 9, when using the pressing device 20, the pressing device 20 is disposed inside the U-rib 6. As described above, in the present embodiment, the wheels 24a to 24d include magnets. Therefore, the wheels 24a to 24d can be attached to the back surface 3b of the deck plate 3 by magnetic force in a state where the deck plate 3 is on and the bottom wall portion 6a is on the bottom. For example, the wheels 24 a to 24 d can be attached to the back surface 3 b of the deck plate 3 in a state where the steel deck 2 (see FIG. 1) is used as a constituent member of the bridge 1 (see FIG. 1). As described above, the pressing device 20 can move in the front-rear direction. Thereby, the pressing device 20 can move in the length direction of the U-rib 6 inside the U-rib 6.

上記のように押圧装置20を配置した後、一対の押圧部材16を左右方向に移動させて、上述の負荷工程および除荷工程を実行する。その後、押圧装置20を前進させて、負荷工程および除荷工程を実行する。上記の動作を繰り返すことによって、Uリブ6の長さ方向の全体に亘って、上述の負荷工程および除荷工程を実行することができる。   After arrange | positioning the press apparatus 20 as mentioned above, a pair of press member 16 is moved to the left-right direction, and the above-mentioned load process and unloading process are performed. Thereafter, the pressing device 20 is advanced to execute the loading process and the unloading process. By repeating the above operation, the above loading process and unloading process can be performed over the entire length of the U-rib 6.

押圧装置20においては、以下のようにして、側壁部の残留変位量を検出することができる。なお、以下においては、側壁部6bの残留変位量の検出方法について説明するが、側壁部6cの残留変位量の検出方法も同様である。   In the pressing device 20, the residual displacement amount of the side wall portion can be detected as follows. In the following, the method for detecting the residual displacement amount of the side wall portion 6b will be described, but the method for detecting the residual displacement amount of the side wall portion 6c is also the same.

図9を参照して、まず、負荷工程において、押圧部材16を基準位置(ゼロ点)から側壁部6b側に移動させることによって、曲面部16aが側壁部6bに接触する。曲面部16aが側壁部6bに接触することによって、押圧部材16にかかる荷重が増加する。このため、距離検出部36は、荷重検出部34aの検出結果に基づいて、曲面部16aが側壁部6bに接触したことを検知できる。また、距離検出部36は、移動量検出部32aの検出結果に基づいて、曲面部16aが側壁部6bに接触したときの押圧部材16の移動量(基準位置からの移動量)を検出することができる。以下、曲面部16aが側壁部6bに接触したときの押圧部材16の移動量を第1移動量という。   Referring to FIG. 9, first, in the loading process, the curved surface portion 16a contacts the side wall portion 6b by moving the pressing member 16 from the reference position (zero point) to the side wall portion 6b side. When the curved surface portion 16a contacts the side wall portion 6b, the load applied to the pressing member 16 increases. For this reason, the distance detection part 36 can detect that the curved surface part 16a contacted the side wall part 6b based on the detection result of the load detection part 34a. Moreover, the distance detection part 36 detects the movement amount (movement amount from a reference position) of the pressing member 16 when the curved surface part 16a contacts the side wall part 6b based on the detection result of the movement amount detection part 32a. Can do. Hereinafter, the movement amount of the pressing member 16 when the curved surface portion 16a contacts the side wall portion 6b is referred to as a first movement amount.

次に、除荷工程において、押圧部材16を本体部22側に移動させることによって、曲面部16aが側壁部6bから離れる。曲面部16aが側壁部6bから離れることによって、押圧部材16にかかる荷重が減少する。このため、距離検出部36は、荷重検出部34aの検出結果に基づいて、曲面部16aが側壁部6bから離れたことを検知できる。また、距離検出部36は、移動量検出部32aの検出結果に基づいて、曲面部16aが側壁部6bから離れたときの押圧部材16の移動量を検出することができる。以下、曲面部16aが側壁部6bから離れたときの押圧部材16の移動量(基準位置からの移動量)を第2移動量という。   Next, in the unloading step, the curved surface portion 16a is separated from the side wall portion 6b by moving the pressing member 16 to the main body portion 22 side. When the curved surface portion 16a is separated from the side wall portion 6b, the load applied to the pressing member 16 is reduced. For this reason, the distance detection part 36 can detect that the curved surface part 16a left | separated from the side wall part 6b based on the detection result of the load detection part 34a. Moreover, the distance detection part 36 can detect the movement amount of the pressing member 16 when the curved surface part 16a leaves | separates from the side wall part 6b based on the detection result of the movement amount detection part 32a. Hereinafter, the movement amount (movement amount from the reference position) of the pressing member 16 when the curved surface portion 16a is separated from the side wall portion 6b is referred to as a second movement amount.

最後に、距離検出部36は、上記のようにして検出した第1移動量と第2移動量との差を求める。これにより、距離検出部36は、上記負荷工程前の側壁部6bの位置と上記除荷工程後の側壁部6bの位置との距離(本実施形態では、デッキプレート3の裏面3bに平行な方向における距離)を検出することができる。すなわち、本実施形態では、距離検出部36は、上記のようにして検出した第1移動量と第2移動量との差を算出することによって、側壁部6bの残留変位量を求めることができる。具体的には、距離検出部36は、第2移動量から第1移動量を減算することによって、側壁部6bの残留変位量を求めることができる。   Finally, the distance detection unit 36 obtains the difference between the first movement amount and the second movement amount detected as described above. Thereby, the distance detection part 36 is a distance (in this embodiment, the direction parallel to the back surface 3b of the deck plate 3) of the position of the side wall part 6b before the said loading process, and the position of the side wall part 6b after the said unloading process. Can be detected. That is, in the present embodiment, the distance detection unit 36 can determine the residual displacement amount of the side wall portion 6b by calculating the difference between the first movement amount and the second movement amount detected as described above. . Specifically, the distance detection unit 36 can obtain the residual displacement amount of the side wall portion 6b by subtracting the first movement amount from the second movement amount.

(鋼床版の製造方法)
上述の疲労亀裂発生抑制方法は、鋼床版を製造する際にも利用できる。具体的には、まず、デッキプレートに、横リブおよびUリブが溶接された構成を有する基材を準備する。基材としては、例えば、上述の抑制方法を実施する前の鋼床版2(図2参照)を用いることができる。したがって、基材は、従来の鋼床版を製造する際に利用される公知の製造方法によって製造することができる。基材を準備した後、その基材に対して、上述の疲労亀裂発生抑制方法を実施する。これにより、疲労亀裂の発生および進展が抑制された鋼床版を製造することができる。
(Method of manufacturing steel slab)
The above-described method for suppressing the occurrence of fatigue cracks can also be used when manufacturing a steel deck. Specifically, first, a base material having a configuration in which a lateral rib and a U-rib are welded to a deck plate is prepared. As a base material, the steel deck 2 (refer FIG. 2) before implementing the above-mentioned suppression method can be used, for example. Therefore, a base material can be manufactured by the well-known manufacturing method utilized when manufacturing the conventional steel deck. After preparing a base material, the above-mentioned fatigue crack generation suppression method is implemented with respect to the base material. Thereby, it is possible to manufacture a steel slab in which generation and progress of fatigue cracks are suppressed.

(シミュレーションに基づく検討)
以下、コンピュータを用いたFEM解析によるシミュレーション結果とともに、本発明の効果を説明する。シミュレーションでは、図10に示す寸法・形状の鋼床版(以下、仮想鋼床版という。)を想定して、FEM解析モデルを作成した。図10に示す仮想鋼床版は、デッキプレートに相当する板材に3つのUリブを溶接した構成とした。また、仮想鋼床版では、Uリブの長さ方向における中央部に、横リブのウェブに相当する板材(厚さ:9mm)を溶接した構成とした。図10に示す寸法の単位は、「mm」である。
(Study based on simulation)
Hereinafter, the effects of the present invention will be described together with simulation results by FEM analysis using a computer. In the simulation, an FEM analysis model was created assuming a steel slab of the size and shape shown in FIG. 10 (hereinafter referred to as a virtual steel slab). The virtual steel deck shown in FIG. 10 has a configuration in which three U ribs are welded to a plate material corresponding to a deck plate. Moreover, in the virtual steel deck, it was set as the structure which welded the plate | board material (thickness: 9 mm) equivalent to the web of a horizontal rib to the center part in the length direction of a U rib. The unit of the dimension shown in FIG. 10 is “mm”.

なお、FEM解析では、図10に示す仮想鋼床版の1/4対称モデルを解析モデルとして使用し、8節点6面体要素要素を用いて解析を行った。使用鋼材の応力ひずみ関係は、SM490Bのデータを用いた。また、ヤング率は206GPa、ポアソン比は0.3とし、硬化則は等方硬化を用いた。   In the FEM analysis, a 1/4 symmetric model of the virtual steel deck shown in FIG. 10 was used as an analysis model, and analysis was performed using an 8-node hexahedral element. SM490B data was used for the stress-strain relationship of the steel used. The Young's modulus was 206 GPa, the Poisson's ratio was 0.3, and the hardening rule was isotropic hardening.

また、FEM解析では、さらに、上述の一対の押圧部材16に相当する解析モデルを作成し、Uリブの側壁部に対して負荷工程および除荷工程を実施した。押圧部材の曲面部(図4の曲面部16a参照)の曲率半径は、35mmとし、長さは(Uリブの長さ方向における長さ)は、50mmとした。FEM解析では、横リブのウェブの板厚中心線と押圧部材との距離(図7の距離L参照)を段階的に変化させて、負荷工程および除荷工程を行い、負荷工程における押し込み荷重、および除荷工程後のルート部の残留応力を算出した。なお、負荷工程時の押圧部材の押し込み量は、1.2mmとした。下記の表1に、解析条件および解析結果(押し込み荷重)を示す。なお、上述したように、解析モデルにおいてウェブの板厚(図7の板厚T参照)は9mmであるので、解析No.3〜5の距離Lはそれぞれ、0.5T(4.5mm)、1.0T(9.0mm)、および1.5T(13.5mm)に相当する。したがって、解析No.3〜5における負荷工程は、上述の前方負荷工程に相当する。一方、解析No.1および2では、負荷工程において、押圧部材は、ウェブの板厚中心線から前方に0.5T以内の領域を押圧している。すなわち、解析No.1および2では、押圧部材が、側壁部の基準領域(図7の基準領域Rb参照)を押圧している。   In the FEM analysis, an analysis model corresponding to the above-described pair of pressing members 16 was further created, and a loading process and an unloading process were performed on the side wall portion of the U rib. The curvature radius of the curved surface portion (see the curved surface portion 16a in FIG. 4) of the pressing member was 35 mm, and the length (the length in the length direction of the U rib) was 50 mm. In the FEM analysis, the distance between the sheet thickness center line of the web of the lateral rib and the pressing member (refer to the distance L in FIG. 7) is changed stepwise to perform the loading process and the unloading process. And the residual stress of the root part after the unloading process was calculated. The pushing amount of the pressing member during the loading process was 1.2 mm. Table 1 below shows analysis conditions and analysis results (indentation load). As described above, in the analysis model, the web thickness (see thickness T in FIG. 7) is 9 mm. The distances L of 3 to 5 correspond to 0.5T (4.5 mm), 1.0T (9.0 mm), and 1.5T (13.5 mm), respectively. Therefore, analysis no. The load process in 3-5 is corresponded to the above-mentioned front load process. On the other hand, analysis no. In 1 and 2, in the loading process, the pressing member presses a region within 0.5 T forward from the plate thickness center line of the web. That is, analysis no. In 1 and 2, the pressing member presses the reference region of the side wall (see the reference region Rb in FIG. 7).

Figure 2018024929
Figure 2018024929

表1に示すように、側壁部の基準領域を押圧した解析No.1および2に比べて、基準領域を押圧していない解析No.3〜6では、押し込み荷重を十分に低減できた。この結果から、本発明の実施の形態に係る抑制方法によれば、小さな力で、一対の側壁部を変形させることが可能であることがわかる。   As shown in Table 1, the analysis no. Compared with 1 and 2, the analysis No. which does not press the reference area. In 3-6, the indentation load was fully reduced. From this result, it can be seen that according to the suppression method according to the embodiment of the present invention, the pair of side wall portions can be deformed with a small force.

図11は、除荷工程後のルート部14に発生している応力を示す図である。図11において縦軸は、Uリブの幅方向に生じる応力を示し、正の値は引張応力を示し、負の値は圧縮応力を示す。また、図11において横軸は、Uリブの長さ方向における、ウェブの板厚中心線からの距離を示す。図11に示すように、解析No.3〜6では、横リブと交差する部分(基準領域:ウェブの板厚中心線から4.5mm以内の領域)において、側壁部の変形量が減少するため、上記交差する部分の近傍において、十分な圧縮応力を発生できていない。しかし、ウェブの板厚中心線から20mm程度離れた位置においては、十分な圧縮応力を発生させることができた。特に、上述の実施形態の前方負荷工程に相当する負荷工程を実施した解析No.3〜5では、引張残留応力が発生する領域を十分に狭くすることができた。これにより、横リブ周辺のルート部において仮に疲労亀裂が発生したとしても、その疲労亀裂の進展を、圧縮応力によって十分に抑制することができることがわかる。   FIG. 11 is a diagram illustrating the stress generated in the root portion 14 after the unloading process. In FIG. 11, the vertical axis indicates the stress generated in the width direction of the U-rib, the positive value indicates the tensile stress, and the negative value indicates the compressive stress. In FIG. 11, the horizontal axis indicates the distance from the thickness center line of the web in the length direction of the U rib. As shown in FIG. 3 to 6, since the amount of deformation of the side wall portion decreases in a portion intersecting with the lateral rib (reference region: region within 4.5 mm from the web thickness center line of the web), it is sufficient in the vicinity of the intersecting portion. Compressive stress is not generated. However, a sufficient compressive stress could be generated at a position about 20 mm away from the web thickness center line. In particular, the analysis No. in which the loading process corresponding to the forward loading process of the above-described embodiment was performed. In 3-5, the area | region where a tensile residual stress generate | occur | produced was able to be narrowed sufficiently. Thereby, even if a fatigue crack occurs in the root portion around the lateral rib, it can be seen that the progress of the fatigue crack can be sufficiently suppressed by the compressive stress.

実施例では、図10に示した仮想鋼床版を作成し、上述の負荷工程および除荷工程を実施して、疲労寿命を測定した。押圧部材による一対の側壁部の押圧位置は、上述の解析No.3と同様の位置とした。押圧部材の押圧面の曲率半径は、35mmとし、油圧ジャッキを用いて負荷工程を実施した。一対の押圧部材の押し込み量は、1.8mmとし、側壁部の残留変位量は、約1.1mmであった。また、比較例として、図10に示した仮想鋼床版に対して、上述の負荷工程および除荷工程を実施せずに、疲労寿命を測定した。疲労試験では、デッキプレートの上面(より具体的には、Uリブの中央部の上方)に大型車のシングルタイヤを想定した200×200mmのゴム板(40mm厚)を設置し、軸荷重を載荷した。また、疲労試験では、デッキプレートの下面において、Uリブとの交点から5mmの位置(Uリブの内側の位置:2箇所)にひずみゲージ(ゲージ長:1mm)を貼付け、載荷中のひずみ振幅を測定した。疲労寿命の判定には、軸荷重の載荷開始後、ひずみ振幅が10%低下した際の繰返し数を用いた。図12に、疲労試験の結果を示す。   In the example, the virtual steel slab shown in FIG. 10 was created, and the fatigue life was measured by performing the above-described loading process and unloading process. The pressing position of the pair of side wall portions by the pressing member is the same as the analysis No. described above. The same position as in FIG. The radius of curvature of the pressing surface of the pressing member was 35 mm, and the loading process was performed using a hydraulic jack. The pressing amount of the pair of pressing members was 1.8 mm, and the residual displacement amount of the side wall portion was about 1.1 mm. Further, as a comparative example, the fatigue life was measured for the virtual steel slab shown in FIG. 10 without performing the above-described loading process and unloading process. In the fatigue test, a 200 x 200 mm rubber plate (40 mm thick) that assumes a single tire of a large vehicle is installed on the top surface of the deck plate (more specifically, above the center of the U-rib), and an axial load is loaded. did. Also, in the fatigue test, a strain gauge (gauge length: 1 mm) is attached to the bottom surface of the deck plate at a position 5 mm from the intersection with the U rib (position inside the U rib: 2 locations) to determine the strain amplitude during loading. It was measured. For the determination of the fatigue life, the number of repetitions when the strain amplitude decreased by 10% after the start of loading of the axial load was used. FIG. 12 shows the results of the fatigue test.

図12に示す結果から、本発明の実施形態に係る負荷工程および除荷工程を実施した仮想鋼床版では、疲労寿命が十分に向上したことがわかる。   From the results shown in FIG. 12, it can be seen that the fatigue life is sufficiently improved in the virtual steel deck slab subjected to the loading process and the unloading process according to the embodiment of the present invention.

本発明によれば、鋼床版において、デッキプレートの変形を抑制しつつ、Uリブとデッキプレートとを接合する溶接ビードのルート部における疲労亀裂発生および疲労亀裂進展を抑制できる。したがって、本発明は、橋梁等を構成する鋼床版の疲労亀裂発生抑制に好適に利用することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in a steel deck, fatigue crack generation | occurrence | production and fatigue crack progress in the root part of the weld bead which joins a U rib and a deck plate can be suppressed, suppressing a deformation | transformation of a deck plate. Therefore, this invention can be utilized suitably for fatigue crack generation | occurrence | production suppression of the steel deck which comprises a bridge etc.

1 橋梁
2 鋼床版
3 デッキプレート
4 主桁
5 横リブ
6 Uリブ(縦リブ)
7 舗装材
8 自動車
9 接合部
10 溶接ビード
11 不溶着部
12,13 止端
14 ルート部
16 押圧部材
1 Bridge 2 Steel Floor Slab 3 Deck Plate 4 Main Girder 5 Horizontal Rib 6 U Rib (Vertical Rib)
7 Pavement Material 8 Automobile 9 Joint Part 10 Weld Bead 11 Non-welded Part 12, 13 Toe 14 Route Part 16 Pressing Member

Claims (5)

デッキプレートと、前記デッキプレートの下面に溶接された板厚Tのウェブを有する横リブと、前記ウェブを貫通して延びかつ一対の側壁部が前記デッキプレートおよび前記ウェブに溶接されたUリブと、を有する鋼床版の疲労亀裂発生抑制方法であって、
前記一対の側壁部が前記Uリブの外側に向かって変形するように、一対の押圧部材によって前記一対の側壁部を前記Uリブの内側から押圧する負荷工程と、
前記負荷工程において前記一対の押圧部材によって前記一対の側壁部に加えられた圧力を除く除荷工程とを備え、
前記Uリブの長さ方向を前後方向と定義し、前記一対の側壁部において、基準領域Rb、前記基準領域Rbよりも後方の後方領域Rr、および前記基準領域Rbよりも前方の前方領域Rfを下記のように定義した場合に、
前記負荷工程は、前記一対の押圧部材が後方領域Rrの少なくとも一部に接触しつつ前記一対の側壁部を押圧する後方負荷工程と、前記一対の押圧部材が前方領域Rfの少なくとも一部に接触しつつ前記一対の側壁部を押圧する前方負荷工程とを含み、
前記後方負荷工程および前記前方負荷工程において、前記一対の押圧部材は、基準領域Rbに接触しないように前記一対の側壁部を押圧する、疲労亀裂発生抑制方法。
基準領域Rb:前記ウェブの板厚中心線から後方に0.5Tの位置よりも前方でかつ前記板厚中心線から前方に0.5Tの位置よりも後方の領域。
後方領域Rr:前記板厚中心線から後方に0.5Tの位置よりも後方でかつ前記板厚中心線から後方に2.5Tの位置よりも前方の領域。
前方領域Rf:前記板厚中心線から前方に0.5Tの位置よりも前方でかつ前記板厚中心線から前方に2.5Tの位置よりも後方の領域。
A deck plate, a transverse rib having a web having a thickness T welded to the lower surface of the deck plate, a U-rib extending through the web and having a pair of side wall portions welded to the deck plate and the web; A method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab having
A load step of pressing the pair of side wall portions from the inside of the U-rib by a pair of pressing members so that the pair of side wall portions deform toward the outside of the U-rib;
An unloading step for removing pressure applied to the pair of side wall portions by the pair of pressing members in the loading step,
The length direction of the U rib is defined as the front-rear direction, and a reference region Rb, a rear region Rr behind the reference region Rb, and a front region Rf ahead of the reference region Rb are defined in the pair of side walls. When defined as follows,
The loading process includes a rear loading process in which the pair of pressing members presses the pair of side wall portions while contacting at least a part of the rear region Rr, and the pair of pressing members contacts at least a part of the front region Rf. And a front load step of pressing the pair of side wall portions,
In the rear load step and the front load step, the pair of pressing members press the pair of side wall portions so as not to contact the reference region Rb.
Reference region Rb: a region forward of the position of 0.5T behind the sheet thickness center line of the web and a position behind the position of 0.5T forward of the sheet thickness center line.
Back region Rr: a region rearward from the position of 0.5T behind the plate thickness center line and a front side of the position of 2.5T rearward from the plate thickness center line.
Front region Rf: a region forward of the position of 0.5 T forward from the plate thickness center line and a region rearward of the position of 2.5 T forward from the plate thickness center line.
前記負荷工程では、前記一対の押圧部材は、前記一対の側壁部を押圧するように前記Uリブの前記長さ方向に直交する方向に移動し、
前記除荷工程では、前記一対の押圧部材は、前記一対の側壁部から離れるように前記Uリブの前記長さ方向に直交する方向に移動する、請求項1に記載の疲労亀裂発生抑制方法。
In the loading step, the pair of pressing members move in a direction perpendicular to the length direction of the U rib so as to press the pair of side wall portions,
2. The method for suppressing the occurrence of fatigue cracks according to claim 1, wherein in the unloading step, the pair of pressing members move in a direction orthogonal to the length direction of the U rib so as to be separated from the pair of side wall portions.
前記負荷工程および前記除荷工程は、前記一対の押圧部材を前記Uリブの前記長さ方向に移動させて繰り返し実行される、請求項1または2に記載の疲労亀裂発生抑制方法。   The fatigue crack generation suppressing method according to claim 1 or 2, wherein the loading step and the unloading step are repeatedly executed by moving the pair of pressing members in the length direction of the U-rib. デッキプレートと、前記デッキプレートの下面に溶接された板厚Tのウェブを有する横リブと、前記ウェブを貫通して延びかつ一対の側壁部が前記デッキプレートおよび前記ウェブに溶接されたUリブと、を備えた基材に対して、請求項1から3のいずれかに記載の疲労亀裂発生抑制方法を実施する工程を含む、鋼床版の製造方法。   A deck plate, a transverse rib having a web having a thickness T welded to the lower surface of the deck plate, a U-rib extending through the web and having a pair of side wall portions welded to the deck plate and the web; The manufacturing method of the steel slab including the process of implementing the fatigue crack generation | occurrence | production suppression method in any one of Claim 1 to 3 with respect to the base material provided with these. 請求項1から3のいずれかに記載の疲労亀裂発生抑制方法を実施するために、前記Uリブの内側に配置されて使用される内面押圧装置であって、
本体部と、
前記本体部が前記Uリブの前記長さ方向に移動できるように前記本体部を支持する支持部と、
前記本体部に対して移動可能に該本体部に支持される前記一対の押圧部材と、
前記一対の押圧部材が前記Uリブの一対の側壁部を前記Uリブの外側に向かって押圧するように、前記一対の押圧部材を移動させる駆動機構とを備える、内面押圧装置。
In order to carry out the fatigue crack occurrence suppressing method according to any one of claims 1 to 3, an inner surface pressing device used by being arranged inside the U-rib,
The main body,
A support portion for supporting the main body portion so that the main body portion can move in the length direction of the U-rib;
The pair of pressing members supported by the main body so as to be movable with respect to the main body;
An inner surface pressing device comprising: a drive mechanism that moves the pair of pressing members such that the pair of pressing members presses the pair of side wall portions of the U rib toward the outside of the U rib.
JP2016158820A 2016-08-12 2016-08-12 Method for suppressing fatigue crack generation in steel deck, method for manufacturing steel deck, and inner surface pressing device Active JP6705336B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016158820A JP6705336B2 (en) 2016-08-12 2016-08-12 Method for suppressing fatigue crack generation in steel deck, method for manufacturing steel deck, and inner surface pressing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016158820A JP6705336B2 (en) 2016-08-12 2016-08-12 Method for suppressing fatigue crack generation in steel deck, method for manufacturing steel deck, and inner surface pressing device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018024929A true JP2018024929A (en) 2018-02-15
JP6705336B2 JP6705336B2 (en) 2020-06-03

Family

ID=61195083

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016158820A Active JP6705336B2 (en) 2016-08-12 2016-08-12 Method for suppressing fatigue crack generation in steel deck, method for manufacturing steel deck, and inner surface pressing device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6705336B2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021015216A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28
CN114918516A (en) * 2022-06-13 2022-08-19 四川兴天元钢桥有限公司 U rib single side welding double-side forming device
CN117464134A (en) * 2023-12-26 2024-01-30 中铁四局集团有限公司 Streamline flat steel box girder welding equipment and processing method thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008169455A (en) * 2007-01-15 2008-07-24 Toyota Motor Corp Method for improving strength of member
JP2009191466A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd Steel floor slab bridge reinforcement device using compressed air
US20090258245A1 (en) * 2006-07-31 2009-10-15 Koutarou Inose Stiffened plate and a method of producing same
JP2012030252A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Welding method and welding device
JP2014092000A (en) * 2012-11-06 2014-05-19 Mitsubishi Heavy Industries Bridge & Steel Structures Engineering Co Ltd Steel plate deck and bridge
JP2014172043A (en) * 2013-03-06 2014-09-22 Jfe Engineering Corp Method of executing peening and weld joint executed thereby

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090258245A1 (en) * 2006-07-31 2009-10-15 Koutarou Inose Stiffened plate and a method of producing same
JP2008169455A (en) * 2007-01-15 2008-07-24 Toyota Motor Corp Method for improving strength of member
JP2009191466A (en) * 2008-02-12 2009-08-27 Kawasaki Heavy Ind Ltd Steel floor slab bridge reinforcement device using compressed air
JP2012030252A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Welding method and welding device
JP2014092000A (en) * 2012-11-06 2014-05-19 Mitsubishi Heavy Industries Bridge & Steel Structures Engineering Co Ltd Steel plate deck and bridge
JP2014172043A (en) * 2013-03-06 2014-09-22 Jfe Engineering Corp Method of executing peening and weld joint executed thereby

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2021015216A1 (en) * 2019-07-24 2021-01-28
CN114918516A (en) * 2022-06-13 2022-08-19 四川兴天元钢桥有限公司 U rib single side welding double-side forming device
CN117464134A (en) * 2023-12-26 2024-01-30 中铁四局集团有限公司 Streamline flat steel box girder welding equipment and processing method thereof
CN117464134B (en) * 2023-12-26 2024-05-24 中铁四局集团有限公司 Streamline flat steel box girder welding equipment and processing method thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP6705336B2 (en) 2020-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6705336B2 (en) Method for suppressing fatigue crack generation in steel deck, method for manufacturing steel deck, and inner surface pressing device
KR100836993B1 (en) Fracture predicting device for spot welding part, method thereof, and computer-readable recording medium recording computer program therein
JP6536365B2 (en) Method for preventing fatigue cracking of steel floor slab and inner surface pressing device
JP5573633B2 (en) Method for predicting fatigue life of welded structures
JP2018009382A (en) Method of manufacturing steel plate deck
US10746641B2 (en) Peel bending moment calculation
JP2020020243A (en) Fatigue crack generation inhibition method and manufacturing method for steel floor slab
JP5418867B1 (en) Peening trolley
JP2020020242A (en) Fatigue crack generation inhibition method and manufacturing method for steel floor slab
JP6756227B2 (en) Evaluation method of penetration amount of weld metal in steel plate bridge
JP2002035986A (en) Estimation method of dangerous cracking part on spot- welded structure
JP5383358B2 (en) Building foundation loading test method
JP6881173B2 (en) A control device for a pressing device used in a steel deck, a pressing device provided with the control device, and a method for controlling the pressing device.
Braga et al. Train passenger car floor panel testing using digital image correlation and strain gauges and comparison with finite element modelling
Zhan et al. Fatigue analysis of weld region in torsion beam rear suspension system
JP6607132B2 (en) U-rib and U-rib manufacturing method
JP2018059359A (en) Method of suppressing occurrence of fatigue crack in steel floor slab and method for manufacturing steel floor slab
JP2019052526A (en) Pressing device and u rib pressing method using the same
JP4694423B2 (en) Fatigue reduction type weld joint structure forming method and reinforced resin block
JP3838787B2 (en) Triangular tube manufacturing method and molding die thereof
JP2021091002A (en) Welded structural member and method for manufacturing welded structural member
JP2009244957A (en) Strength evaluation method of truck frame
JP6197071B2 (en) Track frame correcting machine and track frame correcting method
JP7052562B2 (en) Steel deck and steel deck manufacturing method
JP6988587B2 (en) Method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in steel decks and manufacturing method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200325

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200414

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200427

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6705336

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151