JP2018059359A

JP2018059359A - Method of suppressing occurrence of fatigue crack in steel floor slab and method for manufacturing steel floor slab

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Publication number: JP2018059359A
Application number: JP2016198737A
Authority: JP
Inventors: 隆行米澤; Takayuki Yonezawa; 島貫　広志; Hiroshi Shimanuki; 広志島貫
Original assignee: Nippon Steel and Sumitomo Metal Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method suitable for suppressing the occurrence of a fatigue crack at a root part of a welding part for joining an U-rib and a deck plate in a steel floor slab, and the development of the fatigue crack when it is generated at the root part.SOLUTION: A loading process and an unloading process are carried out with respect to a base material 20 (steel floor slab 2). In the loading process, a part of a deck plate 3 existing outer side than a pair of weld beads 10 is depressed downward from above by a pressing part 16 so that a part of the deck plate 3 existing inner side than the pair of weld beads 10 is bent upward. In the unloading process, a pressure applied by the pressing part 16 to the deck plate 3 in the loading process is eliminated.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、鋼床版の疲労亀裂発生抑制方法および鋼床版の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel deck and a method for producing a steel deck.

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 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および舗装材７を有している。鋼床版２は、デッキプレート３と、複数の主桁４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。なお、以下においては、デッキプレート３を基準として、舗装材７が設けられる側を上方とし、縦リブ６が設けられる側を下方とする。 A bridge 1 shown in FIG. 1 has a steel deck 2 and a pavement material 7. The steel deck 2 includes a deck plate 3, a plurality of main girders 4, a plurality of horizontal ribs 5, and a plurality of vertical ribs 6. The deck plate 3, the main girder 4, the lateral rib 5 and the longitudinal rib 6 are each made of steel. In the following, with respect to the deck plate 3, the side on which the pavement material 7 is provided is referred to as the upper side, and the side on which the vertical ribs 6 are provided is referred to as the lower side.

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の上面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。 The deck plate 3 has a flat plate shape. An upper 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Ｉ字形状を有し、かつ橋梁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の下面３ｂに溶接されている。 The main girder 4 has an I shape in a cross section parallel to the YZ plane and is provided so as to extend in the length direction of the bridge 1. The upper end portion of the main beam 4 is welded to the lower surface 3b of the deck plate 3, for example.

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、かつ橋梁１の幅方向に延びるように設けられている。具体的には、横リブ５は、上下に延びるウェブと、ウェブの下端部に一体に設けられたフランジとを有している。なお、図１においては、横リブ５の形状を分かりやすくするために、ウェブにハッチングを付している。横リブ５の上端部は、デッキプレート３の下面３ｂに溶接されている。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。 The lateral rib 5 has, for example, an inverted T shape in a cross section parallel to the XZ plane, and is provided so as to extend in the width direction of the bridge 1. Specifically, the horizontal rib 5 has a web extending vertically and a flange integrally provided at the lower end of the web. In addition, in FIG. 1, in order to make the shape of the horizontal rib 5 easy to understand, the web is hatched. The upper end portion of the lateral rib 5 is welded to the lower surface 3 b of the deck plate 3. The left and right ends of the lateral rib 5 are welded to the main girder 4, for example.

縦リブ６は、上方に向かって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においては上側）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の下面３ｂに溶接されている。 The vertical rib 6 is a U-rib having an open cross-sectional shape (U-shape) so as to open upward. 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 distal end side (the upper 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 lower surface 3 b of the deck plate 3.

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。 In the bridge 1 having the above configuration, for example, a fatigue crack may occur in the steel slab 2 when the automobile 8 passes over the bridge 1. 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２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２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（溶接部）１０を介してデッキプレート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はデッキプレート３に接合されない。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. 2 is an enlarged view showing the joint 9 between the deck plate 3 and the side wall 6b. As shown in FIG. 2, when the side wall portion 6 b is welded to the deck plate 3, for example, the outer portion 6 d of the end portion of the side wall portion 6 b is attached to the deck plate 3 via the weld bead (welded portion) 10. Be joined. 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 end portion of the side wall portion 6b is not joined to the deck plate 3. 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、曲げ応力や引張応力が発生する。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、溶接ビード１０の近傍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. Thereby, bending stress and tensile stress are generated at the boundary between the deck plate 3 and the weld bead 10 and at the boundary between the side wall 6b and the weld bead 10. Among these stresses, the tensile stress generated in the width direction of the steel deck is superposed on the above-described residual stress, so that a large tensile stress is likely to be generated in the vicinity of the weld bead 10. 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の強度低下を防止しやすい。 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 portion where the fatigue crack has occurred can be repaired at an early stage, it is easy to prevent 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防止するための技術が提案されている。 Therefore, conventionally, techniques for preventing the occurrence of fatigue cracks in the root portion 14 have 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上面に打撃を与える。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, in the steel deck using U-ribs, the upper surface of the deck plate is hit with a peening tool. 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、デッキプレートの上面側をピーニング工具によって打撃するので、デッキプレートの下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 upper 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 lower 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、鋼床版において、Ｕリブとデッキプレートとを接合する溶接部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を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve such problems. In the steel deck, fatigue cracks are generated in the root portion of the welded portion that joins the U rib and the deck plate, and the root portion is formed. An object of the present invention is to provide a method suitable for suppressing the progress of fatigue cracks when they occur.

（１）本発明の一実施形態に係る鋼床版の疲労亀裂発生抑制方法は、
デッキプレートと、一対の溶接部を介して前記デッキプレートの下面に接合された一対の側壁部および底壁部を有しかつ一方向に延びるＵリブと、を備えた鋼床版の疲労亀裂発生抑制方法であって、
前記一方向から見た場合に、前記デッキプレートのうち前記一対の溶接部よりも内側の部分が上方に向かって曲がるように、前記デッキプレートのうち前記一対の溶接部よりも外側の部分を押圧部によって上方から下方に押圧する負荷工程と、
前記負荷工程において前記押圧部によって前記デッキプレートに加えられた圧力を除く除荷工程と、を含む。 (1) A method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab according to an embodiment of the present invention includes:
Fatigue crack generation in a steel deck having a deck plate and a U-rib having a pair of side walls and a bottom wall joined to the lower surface of the deck plate via a pair of welds and extending in one direction A suppression method,
When viewed from the one direction, the portion of the deck plate outside the pair of welds is pressed so that the portion of the deck plate inside the pair of welds bends upward. A loading step of pressing downward from above by the part;
And a unloading step of removing pressure applied to the deck plate by the pressing portion in the loading step.

（２）上記（１）の疲労亀裂発生抑制方法において、
前記負荷工程では、前記底壁部を下方から支持した状態で、前記押圧部によって前記デッキプレートを押圧してもよい。 (2) In the fatigue crack generation suppressing method of (1) above,
In the loading step, the deck plate may be pressed by the pressing portion while the bottom wall portion is supported from below.

（３）上記（１）の疲労亀裂発生抑制方法において、
前記負荷工程では、前記デッキプレートのうち前記一対の溶接部よりも外側の部分を一対の支持部によって下方から支持した状態で、前記デッキプレートうち前記一対の支持部よりも外側の部分を前記押圧部によって押圧してもよい。 (3) In the fatigue crack generation suppressing method of (1) above,
In the loading step, a portion of the deck plate outside the pair of welded portions is supported from below by a pair of support portions, and the portion of the deck plate outside the pair of support portions is pressed. You may press by a part.

（４）上記（１）から（３）のいずれかの疲労亀裂発生抑制方法において、
前記押圧部は曲面部を有し、
前記負荷工程では、前記曲面部によって前記デッキプレートを押圧してもよい。 (4) In the fatigue crack generation suppressing method according to any one of (1) to (3) above,
The pressing part has a curved surface part,
In the loading step, the deck plate may be pressed by the curved surface portion.

（５）上記（１）から（４）のいずれかの疲労亀裂発生抑制方法において、
前記負荷工程の前と前記除荷工程の後とで、前記デッキプレートのうち前記押圧部によって押圧される部分の上下方向の変位量が０ｍｍを超えて５ｍｍ以下となるように、前記負荷工程および前記除荷工程が実行されてもよい。 (5) In the fatigue crack generation suppressing method according to any one of (1) to (4) above,
Before the loading step and after the unloading step, the loading step and the loading step so that the amount of vertical displacement of the portion pressed by the pressing portion of the deck plate exceeds 0 mm and is 5 mm or less. The unloading step may be performed.

（６）上記（１）から（５）のいずれかの疲労亀裂発生抑制方法において、
前記鋼床版は、前記デッキプレートの前記下面に接合されかつ前記一方向に直交する方向に並ぶ複数の前記Ｕリブを備え、
前記負荷工程では、前記押圧部は、前記デッキプレートのうち隣り合う前記Ｕリブの間の部分を押圧してもよい。 (6) In the fatigue crack generation suppressing method according to any one of (1) to (5),
The steel deck is provided with a plurality of the U ribs that are joined to the lower surface of the deck plate and arranged in a direction orthogonal to the one direction,
In the loading step, the pressing portion may press a portion between the adjacent U ribs in the deck plate.

（７）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、一対の溶接部を介して前記デッキプレートの下面に接合された一対の側壁部および底壁部を有しかつ一方向に延びるＵリブと、を備えた基材に対して、上記（１）から（５）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。 (7) A method for producing a steel slab according to another embodiment of the present invention includes:
For a base material comprising a deck plate and a U-rib having a pair of side walls and a bottom wall joined to the lower surface of the deck plate via a pair of welds and extending in one direction, (1) The process of implementing the fatigue crack generation | occurrence | production suppression method in any one of (5) is included.

（８）上記（７）の鋼床版の製造方法において、
前記基材は、前記デッキプレートの前記下面に接合されかつ前記一方向に直交する方向に並ぶ複数の前記Ｕリブを備え、
前記負荷工程では、前記押圧部は、前記デッキプレートのうち隣り合う前記Ｕリブの間の部分を押圧してもよい。 (8) In the method for producing a steel slab of (7) above,
The base material includes a plurality of the U ribs joined to the lower surface of the deck plate and arranged in a direction orthogonal to the one direction,
In the loading step, the pressing portion may press a portion between the adjacent U ribs in the deck plate.

（９）上記（７）または（８）の鋼床版の製造方法において、
前記負荷工程および前記除荷工程を実行した後に、前記デッキプレートの下面に横リブを溶接する溶接工程をさらに含んでもよい。 (9) In the method for producing a steel slab of (7) or (8),
After performing the loading step and the unloading step, the method may further include a welding step of welding a lateral rib to the lower surface of the deck plate.

本発明によれば、鋼床版において、Ｕリブとデッキプレートとを接合する溶接部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ことができる。 According to the present invention, in a steel slab, a fatigue crack is generated in a root portion of a welded portion that joins a U rib and a deck plate, and the fatigue crack is developed when the fatigue crack is generated in the root portion. This 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、Ｕリブと側壁部との接合部を示す拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view showing a joint portion between the U rib and the side wall portion. 図３は、本発明の一実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法を説明するための図である。FIG. 3 is a view for explaining a fatigue crack generation suppressing method according to an embodiment of the present invention. 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を説明するための図である。FIG. 4 is a view for explaining a fatigue crack generation suppressing method according to an embodiment of the present invention. 図５は、押圧部の先端形状を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the tip shape of the pressing portion. 図６は、本発明の他の実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法を説明するための図である。FIG. 6 is a view for explaining a fatigue crack generation suppressing method according to another embodiment of the present invention. 図７は、本発明のその他の実施形態に係る疲労亀裂発生抑制方法を説明するための図である。FIG. 7 is a diagram for explaining a method for suppressing the occurrence of fatigue cracks according to another embodiment of the present invention. 図８は、シミュレーションで用いた鋼床版の解析モデルを説明するための図である。FIG. 8 is a view for explaining an analytical model of a steel deck used in the simulation. 図９は、ＦＥＭ解析結果を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing the FEM analysis results.

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、既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 occurrence of new fatigue cracks but also means that the existing fatigue cracks are further prevented from further expanding and expanding. .

（疲労亀裂発生抑制方法）
まず、本発明の一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。）について説明する。本実施形態に係る抑制方法は、主桁および横リブが設けられる前の鋼床版に対して実施される。以下においては、主桁および横リブが設けられる前の鋼床版のことを、鋼床版の基材ともいう。 (Fatigue cracking suppression method)
First, a fatigue crack generation suppressing method (hereinafter also simply referred to as a suppressing method) according to an embodiment of the present invention will be described. The suppression method according to the present embodiment is performed on the steel deck before the main girders and the lateral ribs are provided. In the following, the steel slab before the main girder and the lateral rib are provided is also referred to as a base material of the steel slab.

図３および図４は、本実施形態に係る抑制方法を説明するための図である。本実施形態では、まず、図３（ａ）に示すように、鋼床版の基材２０を準備する。基材２０は、デッキプレート３と、一方向に延びる複数のＵリブ６とを備える。複数のＵリブ６は、前記一方向と上下方向とに直交する方向（左右方向）に並ぶように設けられている。なお、図３は、基材２０をＵリブ６の長さ方向（前記一方向）から見た図である。以下では、図３における左右方向を、Ｕリブ６の幅方向とする。 3 and 4 are diagrams for explaining the suppression method according to the present embodiment. In this embodiment, first, as shown in FIG. 3 (a), a steel plate base material 20 is prepared. The base material 20 includes the deck plate 3 and a plurality of U ribs 6 extending in one direction. The plurality of U ribs 6 are provided so as to be arranged in a direction (left-right direction) orthogonal to the one direction and the up-down direction. FIG. 3 is a view of the base material 20 as viewed from the length direction of the U rib 6 (the one direction). Hereinafter, the horizontal direction in FIG. 3 is defined as the width direction of the U rib 6.

なお、図３（ａ）は、後述する負荷工程が実行される前の基材２０の状態を示し、図３（ｂ）は、負荷工程が実行されているときの基材２０の状態を示し、図３（ｃ）は、除荷工程後の基材２０の状態を示す。図４（ａ）は、図３（ａ）の接合部９を示す拡大図であり、図４（ｂ）は、図３（ｂ）の接合部９を示す拡大図であり、図４（ｃ）は、図３（ｃ）の接合部９を示す拡大図である。図４（ａ）〜（ｃ）においては、後述する負荷工程前のデッキプレート３の板厚方向における中心線ＣＬが一点鎖線で示されている。また、図４（ｂ），（ｃ）においては、負荷工程前のデッキプレート３の位置が、破線で示されている。 FIG. 3A shows the state of the base material 20 before a load step described later is executed, and FIG. 3B shows the state of the base material 20 when the load step is executed. FIG.3 (c) shows the state of the base material 20 after an unloading process. 4 (a) is an enlarged view showing the joint 9 in FIG. 3 (a), and FIG. 4 (b) is an enlarged view showing the joint 9 in FIG. 3 (b). ) Is an enlarged view showing the joint portion 9 of FIG. 4A to 4C, a center line CL in the thickness direction of the deck plate 3 before a loading process described later is indicated by a one-dot chain line. 4 (b) and 4 (c), the position of the deck plate 3 before the loading process is indicated by a broken line.

基材２０は、図１で説明した主桁４および横リブ５が設けられる前の鋼床版２に等しい構成を有している。したがって、基材２０についての詳細な説明は省略するが、Ｕリブ６は、一対の側壁部６ｂ，６ｃおよび側壁部６ｂ，６ｃを接続する底壁部６ａを有している。側壁部６ｂ，６ｃは、Ｕリブ６の長さ方向に延びる一対の溶接ビード（溶接部）１０を介してデッキプレート３の下面３ｂに接合されている。デッキプレート３の厚みは、例えば、１２〜１６ｍｍである。なお、Ｕリブ６としては、例えば、日本鋼構造協会規格で規定されている鋼床版用Ｕ形鋼を用いることができる。したがって、Ｕリブ６の寸法は、例えば、日本鋼構造協会規格の規定に基づいて決定することができる。 The base material 20 has a structure equal to the steel deck 2 before the main beam 4 and the lateral rib 5 described in FIG. 1 are provided. Therefore, although the detailed description about the base material 20 is abbreviate | omitted, the U rib 6 has the bottom wall part 6a which connects a pair of side wall parts 6b and 6c and the side wall parts 6b and 6c. The side wall portions 6 b and 6 c are joined to the lower surface 3 b of the deck plate 3 via a pair of weld beads (welded portions) 10 extending in the length direction of the U rib 6. The thickness of the deck plate 3 is, for example, 12 to 16 mm. In addition, as the U rib 6, for example, a U-shaped steel for a steel slab defined by the Japan Steel Structure Association standard can be used. Therefore, the dimension of the U rib 6 can be determined based on, for example, the provisions of the Japan Steel Structure Association standard.

図３（ａ）を参照して、本実施形態では、Ｕリブ６の底壁部６ａが作業台１５によって支持されるように、基材２０を作業台１５上に置く。また、Ｕリブ６の幅方向において、任意のＵリブ６の一方側（左側）および他方側（右側）にそれぞれ位置するように、デッキプレート３の上方に一対の押圧部１６を配置する。押圧部１６を駆動する装置としては、例えば、油圧プレス機を用いることができる。 With reference to FIG. 3A, in this embodiment, the base material 20 is placed on the work table 15 so that the bottom wall portion 6 a of the U rib 6 is supported by the work table 15. In addition, a pair of pressing portions 16 are arranged above the deck plate 3 so as to be positioned on one side (left side) and the other side (right side) of the arbitrary U rib 6 in the width direction of the U rib 6. As a device for driving the pressing unit 16, for example, a hydraulic press machine can be used.

本実施形態では、種々の先端形状を有する押圧部１６を用いることができる。例えば、図５（ａ）に示すように、先端に断面円弧状の曲面部１６ａを有する押圧部１６を用いることもできるし、図５（ｂ）に示すように、先端に平滑部１６ｂと一対の曲面部１６ｃとを有する押圧部１６を用いることもできる。なお、図５（ａ）に示す押圧部１６を用いる場合、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ｒは、例えば、１０〜２００ｍｍに設定される。また、図５（ｂ）に示す押圧部１６を用いる場合、Ｕリブ６の長さ方向に垂直な断面において、平滑部１６ｂの長さＬは、例えば、５〜１００ｍｍに設定され、各曲面部１６ｃの曲率半径ｒ１は、例えば、５〜５０ｍｍに設定される。以下においては、図５（ａ）に示した曲面部１６ａを有する押圧部１６を用いて疲労亀裂発生抑制方法を実施する場合について説明するが、図５（ｂ）に示した押圧部１６を用いる場合も同様に疲労亀裂発生抑制方法を実施することができる。 In the present embodiment, the pressing portion 16 having various tip shapes can be used. For example, as shown in FIG. 5 (a), a pressing portion 16 having a curved surface portion 16a having an arcuate cross section at the tip can be used. As shown in FIG. It is also possible to use a pressing portion 16 having a curved surface portion 16c. When the pressing portion 16 shown in FIG. 5A is used, the curvature radius r of the curved surface portion 16a is set to, for example, 10 to 200 mm in the cross section perpendicular to the length direction of the U rib 6. 5B, in the cross section perpendicular to the length direction of the U-rib 6, the length L of the smooth portion 16b is set to, for example, 5 to 100 mm, and each curved surface portion The curvature radius r1 of 16c is set to 5 to 50 mm, for example. In the following, a case where the fatigue crack occurrence suppressing method is implemented using the pressing portion 16 having the curved surface portion 16a shown in FIG. 5A will be described, but the pressing portion 16 shown in FIG. 5B is used. In this case, the fatigue crack generation suppressing method can be similarly implemented.

次に、図３（ａ），（ｂ）を参照して、一対の押圧部１６によって、デッキプレート３を上方から下方に向かって押圧する（負荷工程）。本実施形態では、上述したように、押圧部１６は、断面円弧状の曲面部１６ａを有する。負荷工程では、曲面部１６ａによって、デッキプレート３の上面３ａが押圧される。具体的には、デッキプレート３のうち、Ｕリブ６の幅方向（左右方向）において一対の溶接ビード１０よりも外側の部分が、一対の押圧部１６によって上方から下方に押される。これにより、図３（ａ），（ｂ）および図４（ａ），（ｂ）に示すように、デッキプレート３のうち、Ｕリブ６の幅方向において一対の溶接ビード１０よりも内側の部分が上方（Ｕリブ６とは反対側）に向かって弧状に曲がる。言い換えると、側壁部６ｂ（側壁部６ｃ）の内面と、デッキプレート３の下面３ｂとのなす角が大きくなるように、デッキプレート３が変形する。さらに言い換えると、不溶着部１１が開くように、デッキプレート３が変形する。本実施形態では、負荷工程において、ルート部１４の近傍を塑性変形させるように、デッキプレート３に圧力を加える。 Next, referring to FIGS. 3A and 3B, the deck plate 3 is pressed downward from above by the pair of pressing portions 16 (loading process). In the present embodiment, as described above, the pressing portion 16 includes the curved surface portion 16a having an arcuate cross section. In the loading process, the upper surface 3a of the deck plate 3 is pressed by the curved surface portion 16a. Specifically, a portion of the deck plate 3 outside the pair of weld beads 10 in the width direction (left-right direction) of the U rib 6 is pushed downward from above by the pair of pressing portions 16. As a result, as shown in FIGS. 3A and 3B and FIGS. 4A and 4B, portions of the deck plate 3 that are inside the pair of weld beads 10 in the width direction of the U rib 6. Is bent in an arc toward the upper side (the side opposite to the U-rib 6). In other words, the deck plate 3 is deformed so that the angle formed by the inner surface of the side wall portion 6b (side wall portion 6c) and the lower surface 3b of the deck plate 3 is increased. In other words, the deck plate 3 is deformed so that the non-welded portion 11 is opened. In the present embodiment, in the loading process, pressure is applied to the deck plate 3 so that the vicinity of the root portion 14 is plastically deformed.

なお、図３においては、デッキプレート３の上面３ａのうち、Ｕリブ６の幅方向において隣り合うＵリブ６間の中央の位置を、破線の円３０（以下、位置３０という。）で示している。本実施形態では、負荷工程において、押圧部１６の曲面部１６ａによってデッキプレート３の上面３ａの位置３０が下方に押圧される。 In FIG. 3, the center position between the U ribs 6 adjacent to each other in the width direction of the U rib 6 in the upper surface 3 a of the deck plate 3 is indicated by a broken-line circle 30 (hereinafter referred to as a position 30). Yes. In the present embodiment, the position 30 on the upper surface 3a of the deck plate 3 is pressed downward by the curved surface portion 16a of the pressing portion 16 in the loading process.

負荷工程において、一対の押圧部１６の曲面部１６ａがデッキプレート３の上面３ａを押圧している時間は、例えば、１秒以上であることが好ましい。また、負荷工程において、押圧部１６の下方への押し込み量は、例えば、２ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることが好ましく、４ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることがより好ましい。なお、上記押し込み量は、曲面部１６ａが上面３ａに接触したときの位置を零点として、押圧部１６の前記零点からの下方への移動量である。 In the loading step, the time during which the curved surface portions 16a of the pair of pressing portions 16 are pressing the upper surface 3a of the deck plate 3 is preferably, for example, 1 second or longer. In the loading step, the downward pressing amount of the pressing portion 16 is, for example, preferably 2 mm or more and 12 mm or less, and more preferably 4 mm or more and 12 mm or less. The pushing amount is a downward movement amount of the pressing portion 16 from the zero point, where the position when the curved surface portion 16a contacts the upper surface 3a is a zero point.

次に、図３（ｃ）を参照して、一対の押圧部１６をデッキプレート３から離れるように上方に移動させる（除荷工程）。これにより、負荷工程でデッキプレート３に加えられた圧力が除かれる。その結果、図３（ｃ）および図４（ｃ）に示すように、デッキプレート３は、負荷工程前のデッキプレート３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、除荷工程後のデッキプレート３は、負荷工程前のデッキプレート３の形状に完全には戻らない。なお、デッキプレート３の上面３ａうち、押圧部１６によって押圧される部分（以下、押圧点という。）について、負荷工程前と除荷工程後とで、上下方向の変位量（残留変位量）は、０ｍｍを超えて５ｍｍ以下であることが好ましい。この場合、鋼床版上の舗装材（コンクリートおよびアスファルト等）の施工性が低下すること、および鋼材の腐食要因となる水たまりが舗装材上に出来ることを十分に抑制できる。さらに、橋梁上を車両が通過する際に車両に与えられる振動を十分に抑制することができる。本実施形態では、位置３０が押圧点となる。したがって、図３（ａ）に示した負荷工程前のデッキプレート３の位置３０に対して、図３（ｃ）に示した除荷工程後のデッキプレート３の位置３０が、０ｍｍを超えて５ｍｍ以下の範囲で下方に移動していることが好ましい。 Next, with reference to FIG.3 (c), a pair of press part 16 is moved upwards so that it may leave | separate from the deck plate 3 (unloading process). As a result, the pressure applied to the deck plate 3 in the loading process is removed. As a result, as shown in FIGS. 3C and 4C, the deck plate 3 is deformed so as to return to the shape of the deck plate 3 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 deck plate 3 after the unloading process does not completely return to the shape of the deck plate 3 before the loading process. In addition, about the part (henceforth a press point) pressed by the press part 16 among the upper surfaces 3a of the deck plate 3, the displacement amount (residual displacement amount) of an up-down direction is before a load process and after an unloading process. , Preferably greater than 0 mm and 5 mm or less. In this case, it is possible to sufficiently suppress the workability of the pavement material (concrete, asphalt, etc.) on the steel floor slab, and the formation of a puddle on the pavement that causes corrosion of the steel material. Furthermore, vibration applied to the vehicle when the vehicle passes over the bridge can be sufficiently suppressed. In the present embodiment, the position 30 is a pressing point. Therefore, the position 30 of the deck plate 3 after the unloading process shown in FIG. 3C is 5 mm exceeding 0 mm with respect to the position 30 of the deck plate 3 before the loading process shown in FIG. It is preferable to move downward in the following range.

なお、本実施形態において、上述の負荷工程および除荷工程は、繰り返し実行されてもよい。例えば、上述の残留変位量が０ｍｍを超えて５ｍｍ以下の範囲の値になるように、上述の負荷工程および除荷工程が繰り返し実行されてもよい。 In the present embodiment, the above loading process and unloading process may be repeatedly executed. For example, the aforementioned loading process and unloading process may be repeatedly performed so that the above-described residual displacement amount exceeds 0 mm and falls within a range of 5 mm or less.

以下、本実施形態に係る抑制方法の作用効果を説明する。図４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、デッキプレート３のうち、Ｕリブ６の幅方向において一対の溶接ビード１０よりも内側の部分が、上方に向かって弧状に曲がるように変形する。これにより、溶接ビード１０がデッキプレート３に引っ張られ、ルート部１４近傍の引張応力は一時的に大きくなる。 Hereinafter, the effect of the suppression method according to the present embodiment will be described. With reference to FIG. 4, 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, by executing the above-described loading process, a portion of the deck plate 3 inside the pair of weld beads 10 in the width direction of the U rib 6 is deformed so as to be bent in an arc shape upward. . As a result, the weld bead 10 is pulled by the deck plate 3, 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、デッキプレート３は、負荷工程前の形状に戻るように変形する。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。このため、上述の抑制方法が実施された基材２０を鋼床版として用いた場合、鋼床版に荷重が繰り返し加わったとしても、ルート部１４の近傍からの疲労亀裂の発生・進展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。これにより、疲労亀裂が進展することを抑制することができる。 Thereafter, by executing the unloading process, the deck plate 3 is deformed so as to return to the shape before the loading process. 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. For this reason, when the base material 20 on which the above-described suppression method is implemented is used as a steel slab, even if a load is repeatedly applied to the steel slab, the generation and propagation of fatigue cracks from the vicinity of the root portion 14 is suppressed. can do. Moreover, when the fatigue crack has already generate | occur | produced in the vicinity of the root part 14, the tensile residual stress of the crack tip can be reduced, or the compressive residual stress can be generated in the crack tip. Thereby, it can suppress that a fatigue crack progresses.

また、本実施形態では、押圧部１６の曲面部１６ａによって、デッキプレート３が押圧される。これにより、負荷工程時に、押圧部１６との接触によってデッキプレート３の上面３ａが損傷することを抑制できる。 In the present embodiment, the deck plate 3 is pressed by the curved surface portion 16 a of the pressing portion 16. Thereby, it can suppress that the upper surface 3a of the deck plate 3 is damaged by the contact with the press part 16 at the time of a load process.

（他の実施形態）
上述の実施形態では、負荷工程において、一対の押圧部１６によってデッキプレート３を押圧する場合について説明したが、負荷工程は、上述の例に限定されない。具体的には、負荷工程では、デッキプレート３のうち、Ｕリブ６の幅方向において一対の溶接ビード１０よりも内側の部分が上方（Ｕリブ６とは反対側）に向かって曲がればよい。したがって、一つの押圧部１６によってデッキプレート３を押圧することによって、デッキプレート３を上記のように変形させてもよい。例えば、図３を参照して、多数のＵリブ６を有する基材２０においては、基材２０自体の重量が大きくなる。このため、一方の押圧部１６のみによってデッキプレート３を押圧しても、基材２０の自重により、デッキプレート３のうち、一対の溶接ビード１０よりも内側の部分を上方に向かって曲げることができる。また、複数のＵリブ６を有する基材２０において、Ｕリブ６とＵリブ６との間にそれぞれ押圧部１６を位置付けて、その複数の押圧部１６によってデッキプレート３を押圧してもよい。すなわち、３つ以上の押圧部１６によってデッキプレート３を押圧してもよい。 (Other embodiments)
In the above-described embodiment, the case where the deck plate 3 is pressed by the pair of pressing portions 16 in the loading process has been described. However, the loading process is not limited to the above-described example. Specifically, in the loading process, it is only necessary that a portion of the deck plate 3 inside the pair of weld beads 10 in the width direction of the U rib 6 bends upward (opposite to the U rib 6). Therefore, the deck plate 3 may be deformed as described above by pressing the deck plate 3 with one pressing portion 16. For example, referring to FIG. 3, in the base material 20 having a large number of U-ribs 6, the weight of the base material 20 itself is increased. For this reason, even if the deck plate 3 is pressed only by one of the pressing portions 16, a portion of the deck plate 3 inside the pair of weld beads 10 may be bent upward due to the weight of the base material 20. it can. Further, in the base material 20 having a plurality of U ribs 6, the pressing portions 16 may be positioned between the U ribs 6 and the U ribs 6, and the deck plate 3 may be pressed by the plurality of pressing portions 16. That is, the deck plate 3 may be pressed by three or more pressing portions 16.

上述の実施形態では、底壁部６ａを支持しつつ負荷工程を実行する場合について説明したが、負荷工程において、基材２０のうち底壁部６ａ以外の部分が支持されてもよい。例えば、図６に示すように、デッキプレート３のうち、Ｕリブ６の幅方向において一対の溶接ビード（溶接部）１０よりも外側の部分を一対の支持部１８によって下方から支持した状態で、負荷工程を実行してもよい。この場合、一対の押圧部１６は、デッキプレート３うち、Ｕリブ６の幅方向において一対の支持部１８よりも外側の部分を押圧する。この場合も、デッキプレート３のうち、Ｕリブ６の幅方向において一対の溶接ビード１０よりも内側の部分が、上方に向かって弧状に曲がるように変形する。これにより、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、本実施形態においても、上述の実施形態と同様に、一つの押圧部１６によって負荷工程を実行してもよく、３つ以上の押圧部１６によって負荷工程を実行してもよい。 In the above-described embodiment, the case where the loading process is executed while supporting the bottom wall portion 6a has been described. However, in the loading process, a portion other than the bottom wall portion 6a of the substrate 20 may be supported. For example, as shown in FIG. 6, in the deck plate 3, a portion outside the pair of weld beads (welded portions) 10 in the width direction of the U rib 6 is supported from below by a pair of support portions 18. You may perform a loading process. In this case, the pair of pressing portions 16 presses portions of the deck plate 3 outside the pair of support portions 18 in the width direction of the U rib 6. Also in this case, a portion of the deck plate 3 inside the pair of weld beads 10 in the width direction of the U rib 6 is deformed so as to bend in an arc shape upward. Thereby, the effect similar to the above-mentioned embodiment can be acquired. In the present embodiment, as in the above-described embodiment, the loading process may be executed by one pressing unit 16, or the loading process may be executed by three or more pressing units 16.

上述の実施形態では、負荷工程において、押圧部１６がデッキプレート３の位置３０を押圧する場合について説明したが、負荷工程において、押圧部１６が、デッキプレート３のうち、位置３０以外の部分を押圧してもよい。なお、押圧部１６が、デッキプレート３のうち位置３０以外の部分を押圧する場合には、少なくとも、第１負荷工程、第１除荷工程、第２負荷工程および第２除荷工程が実行されることが好ましい。以下、第１負荷工程および第２負荷工程について、図７を用いて簡単に説明する。 In the above-described embodiment, the case where the pressing unit 16 presses the position 30 of the deck plate 3 in the loading process has been described. However, in the loading process, the pressing unit 16 selects a portion other than the position 30 in the deck plate 3. You may press. In addition, when the press part 16 presses parts other than the position 30 among the deck plates 3, at least a 1st loading process, a 1st unloading process, a 2nd loading process, and a 2nd unloading process are performed. It is preferable. Hereinafter, the first loading process and the second loading process will be briefly described with reference to FIG.

図７（ａ）は、第１負荷工程の一例を示す図であり、図７（ｂ）は、第２負荷工程の一例を示す図である。なお、以下の説明では、図７（ａ），（ｂ）において、３つのＵリブ６のうち中央に示されるＵリブ６を対象リブ６０といい、他のＵリブ６を隣接リブ６１という。 Fig.7 (a) is a figure which shows an example of a 1st load process, FIG.7 (b) is a figure which shows an example of a 2nd load process. In the following description, in FIGS. 7A and 7B, the U rib 6 shown at the center of the three U ribs 6 is referred to as a target rib 60, and the other U rib 6 is referred to as an adjacent rib 61.

図７（ａ）を参照して、第１負荷工程では、デッキプレート３のうち、対象リブ６０の幅方向において、位置３０よりも対象リブ６０に近い位置が、一対の押圧部１６によって押圧される。本実施形態では、位置３０から対象リブ６０側に距離Ｌ１離れた位置が、押圧部１６によって押圧される。その後、図３（ｃ）に示す除荷工程と同様に、第１除荷工程が実行される。 With reference to FIG. 7A, in the first loading process, a position closer to the target rib 60 than the position 30 in the width direction of the target rib 60 in the deck plate 3 is pressed by the pair of pressing portions 16. The In the present embodiment, a position separated from the position 30 by the distance L1 toward the target rib 60 is pressed by the pressing unit 16. Then, the 1st unloading process is performed similarly to the unloading process shown in Drawing 3 (c).

図７（ｂ）を参照して、第１除荷工程が実行された後、第２負荷工程が実行される。第２負荷工程では、対象リブ６０の幅方向において、位置３０よりも隣接リブ６１に近い位置が、一対の押圧部１６によって押圧される。本実施形態では、位置３０から隣接リブ６１側に距離Ｌ２離れた位置が、押圧部１６によって押圧される。その後、図３（ｃ）に示す除荷工程と同様に、第２除荷工程が実行される。 With reference to FIG.7 (b), after a 1st unloading process is performed, a 2nd loading process is performed. In the second loading step, a position closer to the adjacent rib 61 than the position 30 is pressed by the pair of pressing portions 16 in the width direction of the target rib 60. In the present embodiment, a position that is a distance L2 away from the position 30 toward the adjacent rib 61 is pressed by the pressing portion 16. Then, the 2nd unloading process is performed like the unloading process shown in Drawing 3 (c).

上記のように第１負荷工程および第２負荷工程を実行することによって、ルート部１４近傍の引張残留応力を適切に低減できる、またはルート部１４近傍に圧縮残留応力を適切に発生させることができる。なお、距離Ｌ１と距離Ｌ２とは、等しいことが好ましい。また、図７（ｂ）に示す工程を第１負荷工程として実行し、図７（ａ）に示す工程を第２負荷工程として実行してもよい。 By executing the first loading step and the second loading step as described above, the tensile residual stress near the root portion 14 can be appropriately reduced, or the compressive residual stress can be appropriately generated near the root portion 14. . The distance L1 and the distance L2 are preferably equal. Moreover, the process shown in FIG. 7B may be executed as the first load process, and the process shown in FIG. 7A may be executed as the second load process.

なお、図示は省略するが、上述の負荷工程を実行する前に、デッキプレート３を負荷工程とは逆方向に変形させる予備工程を実行してもよい。具体的には、予備工程では、Ｕリブ６の幅方向において一対の溶接ビード１０よりも内側の部分がＵリブ６側に向かって曲がるように、デッキプレート３に圧力を加えてもよい。この場合、負荷工程および除荷工程後の基材２０において、デッキプレート３が大きく変形した状態となることを防止できる。 In addition, although illustration is abbreviate | omitted, before performing the above-mentioned load process, you may perform the preliminary process which deform | transforms the deck plate 3 in the reverse direction to a load process. Specifically, in the preliminary process, pressure may be applied to the deck plate 3 such that a portion inside the pair of weld beads 10 in the width direction of the U rib 6 bends toward the U rib 6 side. In this case, it is possible to prevent the deck plate 3 from being greatly deformed in the base material 20 after the loading process and the unloading process.

（鋼床版の製造方法）
本発明の一実施形態に係る鋼床版の製造方法は、基材２０に対して少なくとも上述の抑制方法を実施する工程を含む。このため、本発明の一実施形態に係る製造方法によって製造された鋼床版においては、上述の抑制方法が実施された基材２０を用いた鋼床版２と同様に、ルート部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。 (Method of manufacturing steel slab)
The method for manufacturing a steel slab according to an embodiment of the present invention includes a step of performing at least the above-described suppression method on the base material 20. For this reason, in the steel deck slab manufactured by the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, in the vicinity of the root portion, similarly to the steel deck 2 using the base material 20 on which the above-described suppression method is implemented. It is possible to suppress the occurrence of fatigue cracks.

なお、図１を参照して、本実施形態に係る製造方法は、例えば、上述の負荷工程および除荷工程を実行した後に、デッキプレート３の下面３ｂに横リブ５を溶接する溶接工程をさらに含んでもよい。この場合、デッキプレート３に横リブ５を溶接する前に、上述の負荷工程および除荷工程が行われるので、デッキプレート３を容易かつ適切に変形させることができる。 With reference to FIG. 1, the manufacturing method according to the present embodiment further includes, for example, a welding step of welding the lateral rib 5 to the lower surface 3 b of the deck plate 3 after executing the above-described loading step and unloading step. May be included. In this case, since the above-described loading process and unloading process are performed before the lateral rib 5 is welded to the deck plate 3, the deck plate 3 can be easily and appropriately deformed.

（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（弾塑性解析）によるシミュレーション結果とともに、本実施形態に係る抑制方法の効果を説明する。図８は、シミュレーションで用いた基材（鋼床版）のＦＥＭ解析モデルを説明するための図である。具体的には、図８（ａ）は、押圧部１６および基材２０（鋼床版）の解析モデルを示す図であり、図８（ｂ）は、解析モデルにおいて接合部９に相当する部分の拡大図であり、図８（ｃ）は、解析モデルにおいて不溶着部１１周辺に相当する部分（図８（ｂ）において一点鎖線の丸で示した部分）のメッシュおよび積分点を示した図である。なお、このシミュレーションでは、図３に示したように、複数のＵリブ６を備えた基材２０において上述の負荷工程および除荷工程を実行する場合を想定した。また、負荷工程では、デッキプレート３の上面３ａのうち、隣り合うＵリブ６間の中央（図３の位置３０を参照）を押圧部１６によって押す場合を想定した。 (Study based on simulation)
Hereinafter, the effect of the suppression method according to the present embodiment will be described together with the simulation result by FEM analysis (elasto-plastic analysis) using a computer. FIG. 8 is a diagram for explaining the FEM analysis model of the base material (steel deck) used in the simulation. Specifically, FIG. 8A is a diagram showing an analysis model of the pressing portion 16 and the base material 20 (steel deck), and FIG. 8B is a portion corresponding to the joint 9 in the analysis model. FIG. 8C is a diagram showing a mesh and an integration point of a portion corresponding to the periphery of the non-welded portion 11 (portion indicated by a dot-and-dash circle in FIG. 8B) in the analysis model. It is. In addition, in this simulation, as shown in FIG. 3, the case where the above-mentioned loading process and unloading process were performed in the base material 20 provided with the some U rib 6 was assumed. Further, in the loading process, it is assumed that the center (see position 30 in FIG. 3) between the adjacent U ribs 6 on the upper surface 3 a of the deck plate 3 is pressed by the pressing portion 16.

基材２０のＦＥＭ解析モデルは、４節点の２次元平面ひずみ要素を用いて作成した。図８（ｂ），（ｃ）に示すように、解析モデルでは、不溶着部１１を切欠き状に形成した。
押圧部１６の曲面部１６ａの曲率半径は、３５ｍｍとした。なお、図８（ａ）においては、解析モデルの拘束点を三角形の記号で示している。図８（ａ）に示すように、デッキプレート３の、Ｕリブ６の幅方向への変形が拘束されている。また、底壁部６ａの、Ｕリブ６の幅方向の一方（図８（ａ）において右側）への変形および下方への変形が拘束されている。 The FEM analysis model of the base material 20 was created using a four-node two-dimensional plane strain element. As shown in FIGS. 8B and 8C, in the analysis model, the welded portion 11 was formed in a notch shape.
The radius of curvature of the curved surface portion 16a of the pressing portion 16 was 35 mm. In FIG. 8A, the constraint points of the analysis model are indicated by triangular symbols. As shown in FIG. 8A, the deformation of the deck plate 3 in the width direction of the U rib 6 is restricted. Moreover, the deformation | transformation to the one (right side in Fig.8 (a)) and the downward deformation of the bottom wall part 6a are restrained.

ＦＥＭ解析では、Ｕリブ６およびデッキプレート３の材料としてＳＭ４９０Ｂ（ＪＩＳＧ３１０６２００８）を用いたと仮定し、その応力−ひずみ線図を用いた。ＳＭ４９０Ｂの降伏応力は４５２ＭＰａ、ヤング率は２０６ＧＰａ、ポアソン比は０．３にそれぞれ設定し、等方硬化則に従ってＦＥＭ解析を行った。 In the FEM analysis, it was assumed that SM490B (JIS G3106 2008) was used as the material of the U rib 6 and the deck plate 3, and the stress-strain diagram thereof was used. The yield stress of SM490B was set to 452 MPa, Young's modulus was set to 206 GPa, Poisson's ratio was set to 0.3, and FEM analysis was performed according to the isotropic hardening rule.

このシミュレーションでは、押圧部１６の解析モデルによって上述の負荷工程および除荷工程を実行した。そして、除荷工程後の積分点ｐ１，ｐ２（図８（ｃ）参照）の塑性ひずみおよび応力（主応力和）を、ルート部１４（図２参照）の残留塑性ひずみおよび残留応力として求めた。また、負荷工程前の押圧点（デッキプレート３の上面３ａうち、押圧部１６によって押圧される部分）の位置に対する負荷工程後の前記押圧点の位置の下方への変位量を、残留変位量として求めた。 In this simulation, the above-described loading process and unloading process were executed by the analysis model of the pressing portion 16. Then, the plastic strain and stress (principal stress sum) at the integration points p1 and p2 (see FIG. 8C) after the unloading process were obtained as the residual plastic strain and residual stress of the root portion 14 (see FIG. 2). . Further, the amount of displacement below the position of the pressing point after the loading step with respect to the position of the pressing point before the loading step (the portion of the upper surface 3a of the deck plate 3 pressed by the pressing portion 16) is defined as the residual displacement amount. Asked.

下記の表１に、負荷工程の解析条件および解析結果（除荷工程後の結果）を示す。なお、表１において最大変位量とは、負荷工程における押圧点の下方への変位の最大値である。また、塑性圧下量とは、図８（ｃ）の積分点ｐ１〜ｐ４のいずれかにおいて塑性変形を示すデータが得られた後の、押圧点の下方への変位量（押圧部１６の押し込み量）である。すなわち、塑性圧下量とは、ルート部１４が塑性変形を開始した後の、押圧部１６の押し込み量を示す。表１において、正の値の応力は引張応力を示し、負の値の応力は圧縮応力を示す。なお、負荷工程前には、ルート部１４には応力が発生していないものとする。 Table 1 below shows the analysis conditions and analysis results of the loading process (results after the unloading process). In Table 1, the maximum displacement amount is the maximum value of the downward displacement of the pressing point in the loading process. The plastic reduction amount is the amount of displacement below the pressing point (the pressing amount of the pressing portion 16 after data indicating plastic deformation is obtained at any of the integration points p1 to p4 in FIG. 8C). ). That is, the amount of plastic reduction indicates the amount by which the pressing portion 16 is pushed after the root portion 14 starts plastic deformation. In Table 1, a positive value stress indicates a tensile stress, and a negative value stress indicates a compressive stress. It is assumed that no stress is generated in the root portion 14 before the loading process.

図９は、解析Ｎｏ．２（表１参照）における、押圧点の変位量と、ルート部に発生している応力との関係を示すグラフである。図９においても、正の値の応力は引張応力を示し、負の値の応力は圧縮応力を示す。図９に示すように、負荷工程を実行すると、デッキプレート３の押圧点の変位量の増加とともに、ルート部１４に生じる引張応力が増加した。そして、押圧点の変位量がさらに増加し、ルート部１４近傍が塑性変形し始めると、ルート部１４の引張応力の増加量は少なくなった。その後、除荷工程を実行することによってスプリングバックが発生し、押圧点の変位量が減少した。すなわち、デッキプレート３が負荷工程前の形状に戻るように変形した。押圧点の変位量の減少に従って、ルート部１４の引張応力も減少した。押圧点の変位量がさらに減少することによって、ルート部１４には圧縮応力が生じた。表１を参照して、負荷工程における塑性圧下量が１ｍｍの場合（解析Ｎｏ．１）でも、積分点ｐ２において、圧縮応力が発生した。 FIG. It is a graph which shows the relationship between the displacement amount of a press point in 2 (refer Table 1), and the stress which has generate | occur | produced in the root part. Also in FIG. 9, a positive value stress indicates a tensile stress, and a negative value stress indicates a compressive stress. As shown in FIG. 9, when the loading process was executed, the tensile stress generated in the root portion 14 increased as the displacement amount of the pressing point of the deck plate 3 increased. And when the displacement amount of the pressing point further increased and the vicinity of the root portion 14 began to be plastically deformed, the increase amount of the tensile stress of the root portion 14 decreased. After that, by executing the unloading process, springback occurred, and the displacement of the pressing point decreased. That is, the deck plate 3 was deformed so as to return to the shape before the loading process. As the displacement amount of the pressing point decreased, the tensile stress of the root portion 14 also decreased. As the displacement amount of the pressing point further decreased, a compressive stress was generated in the root portion 14. Referring to Table 1, even when the amount of plastic reduction in the loading process was 1 mm (analysis No. 1), compressive stress was generated at the integration point p2.

これらの結果から、Ｕリブ６とデッキプレート３との溶接時にルート部１４に引張の残留応力が発生していたとしても、上述の負荷工程および除荷工程を実行することにより、ルート部１４に、圧縮方向の力を加えることができることが分かる。これにより、ルート部１４に疲労亀裂が発生することを抑制することができる。 From these results, even if tensile residual stress is generated in the root portion 14 during welding of the U-rib 6 and the deck plate 3, the load portion and the unloading step described above are performed, It can be seen that a force in the compression direction can be applied. Thereby, it is possible to suppress the occurrence of fatigue cracks in the root portion 14.

なお、表１に示したように、積分点ｐ２の応力に注目すると、解析Ｎｏ．２において生じた圧縮応力が、解析Ｎｏ．３において生じた圧縮応力よりも大きくなった。この結果から、押圧点の残留変位量が０ｍｍを超えて５ｍｍ以下となるように負荷工程および除荷工程を実行することが好ましいことが分かる。言い換えると、押圧点の変位量（押圧部１６の押し込み量）が、２ｍｍ以上１２ｍｍ以下であることが好ましいこと、４ｍｍ以上１２ｍｍ以下がより好ましいことが分かる。さらに言い換えると、塑性圧下量が、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましいことが分かる。残留変位量が上記の範囲の値となるように負荷工程および除荷工程を実行することによって、デッキプレート３の変形を抑制しつつ、ルート部１４近傍の引張残留応力を適切に低減できる、またはルート部１４近傍に十分な圧縮残留応力を発生させることができる。デッキプレート３の変形が抑制されることによって、デッキプレート３の上面３ａの舗装精度の低下を抑制できる。 As shown in Table 1, when attention is focused on the stress at the integration point p2, the analysis No. The compressive stress generated in FIG. It became larger than the compressive stress generated in 3. From this result, it can be seen that it is preferable to execute the loading step and the unloading step so that the residual displacement of the pressing point exceeds 0 mm and becomes 5 mm or less. In other words, it is understood that the displacement amount of the pressing point (the pressing amount of the pressing portion 16) is preferably 2 mm or more and 12 mm or less, and more preferably 4 mm or more and 12 mm or less. In other words, it can be seen that the amount of plastic reduction is preferably 1 mm or more and 10 mm or less. By executing the loading process and the unloading process so that the residual displacement is a value in the above range, the tensile residual stress in the vicinity of the root portion 14 can be appropriately reduced while suppressing the deformation of the deck plate 3, or Sufficient compressive residual stress can be generated in the vicinity of the root portion 14. By suppressing the deformation of the deck plate 3, it is possible to suppress a decrease in the pavement accuracy of the upper surface 3a of the deck plate 3.

本発明によれば、鋼床版において、Ｕリブとデッキプレートとを接合する溶接部（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ことができる。したがって、本発明は、鋼床版において好適に利用することができる。 According to the present invention, in the steel deck, fatigue cracks are generated in the root portion of the welded portion (weld bead) that joins the U rib and the deck plate, and when fatigue cracks are generated in the root portion, the fatigue is caused. It can suppress that a crack progresses. Therefore, this invention can be utilized suitably in a steel deck.

１橋梁
２鋼床版
３デッキプレート
４主桁
５横リブ
６Ｕリブ（縦リブ）
７舗装材
８自動車
９接合部
１０溶接ビード（溶接部）
１１不溶着部
１２，１３止端
１４ルート部
１６押圧部
１６ａ曲面部
１８支持部
２０基材 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 (welded part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Non-welding part 12, 13 Toe 14 Root part 16 Pressing part 16a Curved surface part 18 Support part 20 Base material

Claims

Fatigue crack generation in a steel deck having a deck plate and a U-rib having a pair of side walls and a bottom wall joined to the lower surface of the deck plate via a pair of welds and extending in one direction A suppression method,
When viewed from the one direction, the portion of the deck plate outside the pair of welds is pressed so that the portion of the deck plate inside the pair of welds bends upward. A loading step of pressing downward from above by the part;
A method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel deck including the unloading step of removing the pressure applied to the deck plate by the pressing portion in the loading step.

2. The method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab according to claim 1, wherein in the loading step, the deck plate is pressed by the pressing portion while the bottom wall portion is supported from below.

In the loading step, a portion of the deck plate outside the pair of welded portions is supported from below by a pair of support portions, and the portion of the deck plate outside the pair of support portions is pressed. The method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab according to claim 1, wherein the method is pressed by a portion.

The pressing part has a curved surface part,
The method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab according to any one of claims 1 to 3, wherein, in the loading step, the deck plate is pressed by the curved surface portion.

Before the loading step and after the unloading step, the loading step and the loading step so that the amount of vertical displacement of the portion pressed by the pressing portion of the deck plate exceeds 0 mm and is 5 mm or less. The method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab according to any one of claims 1 to 4, wherein the unloading step is executed.

The steel deck is provided with a plurality of the U ribs that are joined to the lower surface of the deck plate and arranged in a direction orthogonal to the one direction,
The method for suppressing the occurrence of fatigue cracks in a steel slab according to any one of claims 1 to 5, wherein, in the loading step, the pressing portion presses a portion between the adjacent U ribs in the deck plate.

With respect to a base material comprising a deck plate, and a U-rib having a pair of side walls and a bottom wall joined to the lower surface of the deck plate via a pair of welds and extending in one direction. Item 6. A method for producing a steel slab comprising a step of carrying out the method for suppressing the occurrence of fatigue cracks according to any one of Items 1 to 5.

The base material includes a plurality of the U ribs joined to the lower surface of the deck plate and arranged in a direction orthogonal to the one direction,
The said pressing part is a manufacturing method of the steel deck according to claim 7 which presses the part between the said adjacent U ribs among the said deck plates in the said load process.

The method of manufacturing a steel deck according to claim 7 or 8, further comprising a welding step of welding a lateral rib to a lower surface of the deck plate after performing the loading step and the unloading step.