JP2020020128A - Steel plate floor - Google Patents

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JP2020020128A JP2018143275A JP2018143275A JP2020020128A JP 2020020128 A JP2020020128 A JP 2020020128A JP 2018143275 A JP2018143275 A JP 2018143275A JP 2018143275 A JP2018143275 A JP 2018143275A JP 2020020128 A JP2020020128 A JP 2020020128A
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Abstract

To provide a steel plate floor capable of space-saving by suppressing the height of a lateral rib.SOLUTION: At least one of a longitudinal rib 12 and a lateral rib 13 of a steel plate floor 10 has a plate surface extending in a lengthwise direction and a direction orthogonal to the lengthwise direction, being formed of an anisotropic steel plate in which the Young's modulus differs between a first direction on the plate surface and a second direction orthogonal to the first direction, and the Young's modulus in the first direction is set higher than the Young's modulus in the second direction. Since the longitudinal rib 12 has its first direction oriented in the bridge axis direction when the longitudinal rib 12 is formed of the anisotropic steel plate and the transverse rib 13 has its second direction oriented in the vertical direction when the transverse rib 13 is formed of the anisotropic steel plate, space-saving is possible by reducing the web height of the transverse rib 13.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は橋梁用の鋼床版に関する。   The present invention relates to a steel slab for a bridge.

橋梁用の鋼床版はその軽量性・急速施工性から特にインフラ更新市場での需要が増している。 鋼床版の一例として特許文献1に記載のものが知られている。この鋼床版は、デッキプレートと、当該デッキプレートの下面に接合されるとともに橋軸方向に延在する平板状の縦リブと、橋軸方向と直交する橋軸直交方向に延在するとともに縦リブと直交して配置された横リブとを備えている。 横リブは、デッキプレートの下面に接合されるウェブと、当該ウェブの下端部に接合される下フランジとを有している。また、縦リブは、横リブのウェブの上端部に形成された切欠きに挿通され、横リブの切欠きの縁部と縦リブとがまわし溶接によって接合されている。   Demand for steel slabs for bridges is increasing especially in the infrastructure renewal market due to their light weight and rapid construction. As an example of a steel floor slab, the one described in Patent Document 1 is known. The steel deck includes a deck plate, a flat longitudinal rib joined to the lower surface of the deck plate and extending in the bridge axis direction, and a longitudinally extending bridge axis perpendicular to the bridge axis direction. And horizontal ribs arranged orthogonally to the ribs. The transverse rib has a web joined to the lower surface of the deck plate, and a lower flange joined to the lower end of the web. The vertical rib is inserted into a notch formed at the upper end of the web of the horizontal rib, and the edge of the notch of the horizontal rib and the vertical rib are joined by turn welding.

このような鋼床版では、横リブのウェブを高く設定することで、互いに交差した縦リブと横リブとを接合するまわし溶接の溶接部において、ウェブ側止端から疲労き裂が発生する個所での局所応力を効率的に低減できる。 In such a steel floor slab, by setting the web of the horizontal ribs high, a portion where a fatigue crack is generated from the toe on the web side at the weld portion of the turn welding that joins the vertical rib and the horizontal rib crossing each other. The local stress in can be reduced efficiently.

特許第6072946号公報Japanese Patent No. 6072946

このように疲労き裂が発生する箇所での局所応力を低減するために、つまり、疲労耐久性を確保するために横リブのウェブ高さを、例えば標準的な500mmから600mmへ増加させると、鋼床版自体の高さ(上下の寸法)が高くなるため、特に中小橋梁における橋梁全体の桁高を低減させるニーズに対して逆行し、横リブの高さが鋼床版の省スペース化を妨げ、結果として低桁高構造の障壁となってしまう。   In order to reduce the local stress at the place where the fatigue crack occurs in this way, that is, when the web height of the transverse rib is increased from, for example, a standard 500 mm to 600 mm in order to secure the fatigue durability, Since the height of the steel slab itself (up and down dimensions) increases, it goes against the need to reduce the girder height of the entire bridge, especially for small and medium-sized bridges, and the height of the horizontal ribs reduces the space required for the steel slab. Hindering, resulting in a low girder height barrier.

ところで、鋼床版において、縦リブと横リブとの交差部(溶接部)では縦リブと横リブとが互いの変形を拘束し合う結果、付加的な応力が発生している。このような交差部では、部材の剛性を変化させることで発生応力を低減できる可能性がある。例えば、縦リブの変形によって拘束され、強制的に変形させられる横リブは、その変形が縦リブとの接合部で局所的に発生するため、局所的に高い応力が発生するが、横リブの剛性を下げる(変形しやすくする)ことで、変形する領域を広げ、局所的な応力集中を下げることができると考えられる。しかし、横リブの剛性を変化させるには、付加的な加工による加工コストの上昇や、板厚の減少等による構造部材としての強度低下が発生する懸念がある。
一方で、ヤング率が通常の鋼板と異なる鋼板、すなわち特定方向のヤング率を高める一方で、この特定方向と直交する方向のヤング率が低くなっている異方性鋼板が開発されている。この異方性鋼板は、特定方向を高ヤング率としたことに伴う剛性増加を主要な狙いとして開発されたもので、基本的に、低ヤング率つまり低剛性となる方向を避けて、高剛性となる方向を利用して部材を形成する。したがって、単純な変形状態にある部材(例えば鉛直荷重に抵抗する桁)では、高ヤング率の特性を利用することにより変形を抑制することが行われるが、部材のヤング率を高めた場合、変形は抑制されるものの、発生する応力自体は不変である。
By the way, in the steel slab, at the intersection (weld portion) of the vertical rib and the horizontal rib, the vertical rib and the horizontal rib restrain each other's deformation, and as a result, additional stress is generated. In such an intersection, there is a possibility that the generated stress can be reduced by changing the rigidity of the member. For example, a horizontal rib restrained by the deformation of the vertical rib and forcibly deformed generates locally high stress at the joint with the vertical rib, so that locally high stress is generated. It is considered that by lowering the rigidity (making it easier to deform), the area to be deformed can be expanded, and local stress concentration can be reduced. However, in order to change the rigidity of the lateral ribs, there is a concern that the processing cost will increase due to the additional processing, and the strength as a structural member will decrease due to a decrease in the plate thickness.
On the other hand, there has been developed a steel sheet having a Young's modulus different from that of a normal steel sheet, that is, an anisotropic steel sheet in which the Young's modulus in a specific direction is increased while the Young's modulus in a direction orthogonal to the specific direction is reduced. This anisotropic steel plate was developed with the primary aim of increasing the rigidity associated with increasing the Young's modulus in a specific direction. The member is formed by using the direction as follows. Therefore, in a member in a simple deformed state (for example, a girder that resists a vertical load), the deformation is suppressed by utilizing the property of a high Young's modulus. Is suppressed, but the generated stress itself remains unchanged.

このような状況において、縦リブと横リブとの交差部に発生する局所応力の低減、及び橋梁の低桁高化を実現させるため、発明者らが鋭意研究を重ねた結果、複数の部材が互いの変形を拘束し合うことで発生応力が決定している箇所では、異方性鋼板を適用し、部材の剛性を変化させることにより、発生応力を制御できるとの知見を得た。そして、縦リブと横リブとの交差部において発生する応力を低減できれば、疲労き裂の発生を抑制しながら、横リブの高さを抑えてスペースを省略し、低桁高化を図ることができるとの結論に至った。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、縦リブと横リブとの交差部での疲労き裂の発生を安定的に抑制する一方で、横リブの高さを抑制することで省スペース化を図ることができる鋼床版を提供することを目的とする。
In such a situation, as a result of the inventors' earnest research, in order to reduce the local stress generated at the intersection of the vertical ribs and the horizontal ribs and to lower the height of the bridge, a plurality of members were found. In places where the generated stress is determined by constraining each other's deformation, it has been found that the generated stress can be controlled by applying an anisotropic steel plate and changing the rigidity of the member. If the stress generated at the intersection between the vertical ribs and the horizontal ribs can be reduced, the height of the horizontal ribs can be reduced and the space can be reduced, thereby reducing the height of the girder while suppressing the occurrence of fatigue cracks. I came to the conclusion that I can do it.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and stably suppresses the occurrence of fatigue cracks at the intersections of vertical ribs and horizontal ribs, while suppressing the height of the horizontal ribs. It is an object of the present invention to provide a steel slab capable of increasing space.

前記目的を達成するために、本発明の鋼床版は、橋軸方向に延びる縦リブと、橋軸直交方向に延びて前記縦リブと交差する横リブとによってデッキプレートを支持してなる鋼床版であって、
前記横リブは、板面上の第一方向とこの第一方向と直交する第二方向とでヤング率が異なり、かつ前記第一方向のヤング率が前記第二方向のヤング率よりも高い異方性鋼板によって形成され、
前記横リブは、前記第二方向が鉛直方向に向けられていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a steel slab of the present invention is a steel plate comprising a vertical rib extending in a bridge axis direction and a horizontal rib extending in a direction perpendicular to the bridge axis and crossing the vertical rib to support a deck plate. A floor slab,
The transverse ribs have different Young's moduli in a first direction on a plate surface and a second direction orthogonal to the first direction, and have a different Young's modulus in the first direction than the Young's modulus in the second direction. Formed by anisotropic steel sheet,
The lateral rib is characterized in that the second direction is oriented in a vertical direction.

また、本発明の鋼床版は、橋軸方向に延びる縦リブと、橋軸直交方向に延びて前記縦リブと交差する横リブとによってデッキプレートを支持してなる鋼床版であって、
前記縦リブは、板面上の第一方向とこの第一方向と直交する第二方向とでヤング率が異なり、かつ前記第一方向のヤング率が前記第二方向のヤング率よりも高い異方性鋼板によって形成され、
前記縦リブは、前記第一方向が橋軸方向に向けられていることを特徴とする。
Further, the steel slab of the present invention is a steel slab that supports a deck plate with vertical ribs extending in the bridge axis direction and horizontal ribs extending in the bridge axis orthogonal direction and intersecting with the vertical ribs,
The vertical ribs have different Young's moduli in a first direction on a plate surface and a second direction orthogonal to the first direction, and have a different Young's modulus in the first direction than the Young's modulus in the second direction. Formed by anisotropic steel sheet,
The vertical rib is characterized in that the first direction is directed to a bridge axis direction.

ここで、縦リブと横リブとが交差している交差部では、縦リブが交通荷重によって鉛直方向にたわみ変形し、変形した縦リブに引きずられるように横リブが面外方向(橋軸方向)に変形する挙動が考えられる。横リブの面外変形量および変形に伴い発生する鉛直方向の曲げひずみ量は、縦リブの変形量、すなわち縦リブのたわみ剛性が支配的となって決定しており、横リブのヤング率等の影響を比較的受けにくい。そのため、横リブの鉛直方向については、ヤング率が低くなるように異方性鋼板を配置することで、ひずみ一定の条件下でのヤング率を低くし、これにより、ひずみとヤング率との積で主に決定される横リブの発生応力を小さくすることができる。
また、縦リブとして、そのたわみ剛性が増加するように異方性鋼板を配置することで、縦リブが横リブを面外方向に引きずる量が低減されるため、横リブの面外曲げひずみ量が低減され、この結果、横リブの発生応力を小さくすることができる。
Here, at the intersection where the vertical rib and the horizontal rib intersect, the vertical rib bends and deforms in the vertical direction due to the traffic load, and the horizontal rib is moved out of the plane (in the bridge axis direction) so as to be dragged by the deformed vertical rib. ) Can be considered. The amount of out-of-plane deformation of the horizontal ribs and the amount of vertical bending strain caused by the deformation are determined by the amount of deformation of the vertical ribs, that is, the flexural rigidity of the vertical ribs. Relatively insensitive to Therefore, in the vertical direction of the transverse ribs, the Young's modulus under the condition of constant strain is reduced by arranging an anisotropic steel sheet so that the Young's modulus is low, and the product of the strain and the Young's modulus is thereby reduced. The stress generated in the lateral ribs, which is mainly determined by the above, can be reduced.
In addition, by arranging an anisotropic steel plate as the vertical rib so as to increase its flexural rigidity, the amount of the vertical rib dragging the horizontal rib in the out-of-plane direction is reduced. Is reduced, and as a result, the generated stress of the lateral rib can be reduced.

したがって、本発明においては、縦リブが異方性鋼板によって形成されている場合は、当該縦リブにおいて、ヤング率が高い第一方向が橋軸方向に向けられ、横リブが前記異方性鋼板によって形成されている場合は、当該横リブにおいて、ヤング率が低い第二方向が鉛直方向に向けられているため、縦リブと横リブとの交差部での発生応力を低減できる。
これにより、縦リブと横リブとの交差部での疲労き裂の発生を抑制しながら、横リブの高さを抑えることができるため、鋼床版の省スペース化を図ることができる。
Therefore, in the present invention, when the vertical ribs are formed of an anisotropic steel plate, the first direction having a high Young's modulus is directed to the bridge axis direction, and the horizontal ribs are formed of the anisotropic steel plate. In the case of the horizontal rib, the second direction in which the Young's modulus is low is directed to the vertical direction in the horizontal rib, so that the stress generated at the intersection of the vertical rib and the horizontal rib can be reduced.
Thereby, the height of the horizontal ribs can be suppressed while suppressing the occurrence of fatigue cracks at the intersections between the vertical ribs and the horizontal ribs, so that the space required for the steel slab can be reduced.

また、横リブは、鉛直方向のヤング率が低く設定されているので、縦リブが異方性鋼板でない場合(普通鋼)であったとしても、横リブのウェブと縦リブとの交差部に発生する応力を低減でき、これにより、疲労き裂の発生を抑制しながら、横リブの高さを抑えることができる。
また、縦リブは橋軸方向のヤング率が高く設定されているので、縦リブのたわみ剛性が増加し、縦リブが横リブを面外方向に引きずる量が低減される。これにより、横リブが異方性鋼板でない場合(普通鋼)であったとしても、横リブの面外曲げ応力を低減でき、この結果、横リブのウェブと縦リブとの交差部に発生する応力を低減できるため、疲労き裂の発生を抑制しながら、横リブの高さを抑えることができる。
Also, since the transverse ribs are set to have a low Young's modulus in the vertical direction, even if the longitudinal ribs are not anisotropic steel plates (ordinary steel), even if the transverse ribs are at intersections between the webs and the longitudinal ribs. The generated stress can be reduced, whereby the height of the lateral rib can be suppressed while suppressing the occurrence of fatigue cracks.
Further, since the longitudinal ribs are set to have a high Young's modulus in the bridge axis direction, the flexural rigidity of the longitudinal ribs increases, and the amount of the longitudinal ribs dragging the horizontal ribs in the out-of-plane direction is reduced. Thereby, even when the transverse rib is not an anisotropic steel plate (normal steel), the out-of-plane bending stress of the transverse rib can be reduced, and as a result, the transverse rib is generated at the intersection of the web and the longitudinal rib. Since the stress can be reduced, the height of the lateral rib can be suppressed while suppressing the occurrence of fatigue cracks.

また、本発明の前記構成において、前記縦リブが前記異方性鋼板によって形成されている場合、当該縦リブの第一方向のヤング率は普通鋼のヤング率よりも高く、前記横リブが前記異方性鋼板によって形成されている場合、当該横リブの第二方向のヤング率は普通鋼のヤング率よりも低いことが好ましい。
このような構成によれば、縦リブと横リブとを普通鋼で形成した場合に比べて、交差部での発生応力を一層効果的かつ安定的に低減することができる。
Further, in the configuration of the present invention, when the vertical ribs are formed of the anisotropic steel plate, the vertical ribs have a higher Young's modulus in a first direction than ordinary steel, and the horizontal ribs have a lower modulus. When formed by an anisotropic steel plate, the transverse direction Young's modulus of the transverse rib is preferably lower than that of ordinary steel.
According to such a configuration, the stress generated at the intersection can be more effectively and stably reduced as compared with the case where the vertical ribs and the horizontal ribs are formed of ordinary steel.

また、本発明の前記構成において、前記縦リブが、鉛直方向に沿う板面を有する平板状に形成され、前記横リブが、鉛直方向に沿うウェブ面を有し、かつ前記縦リブが挿入される切欠きが設けられた平板状のウェブと、当該ウェブの下端部に取り付けられた下フランジとを備えていて、前記縦リブと前記横リブとの交差部が、前記横リブにおける前記切欠きの縁部と縦リブとの間の隙間を塞ぐように全周溶接されているものとすることができる。   Further, in the configuration of the present invention, the vertical ribs are formed in a flat plate shape having a plate surface along the vertical direction, the horizontal ribs have a web surface along the vertical direction, and the vertical ribs are inserted. A flat web provided with a notch, and a lower flange attached to a lower end of the web, and an intersection between the vertical rib and the horizontal rib is formed by the notch in the horizontal rib. Are welded all around so as to close the gap between the edge of the vertical rib and the vertical rib.

このような構成によれば、縦リブと横リブのウェブとの交差部を、横リブにおける前記切欠きの縁部と縦リブとの間の隙間を塞ぐように全周溶接(まわし溶接)によって接合しているので、この交差部(溶接部)において、ウェブ側止端から疲労き裂が発生する個所での局所応力を効率的に低減できる。   According to such a configuration, the intersection between the vertical rib and the horizontal rib web is formed by full circumference welding (turn welding) so as to close the gap between the edge of the notch in the horizontal rib and the vertical rib. At the intersection (weld), the local stress at the point where a fatigue crack occurs from the web-side toe can be efficiently reduced at the intersection.

また、本発明の前記構成において、前記横リブおよび縦リブが前記異方性鋼板により形成されていて、前記横リブは前記第二方向が鉛直方向に向けられると共に、前記縦リブは前記第一方向が橋軸方向に向けられていてもよい。   Further, in the configuration of the present invention, the horizontal ribs and the vertical ribs are formed of the anisotropic steel plate, the horizontal ribs are oriented in the second direction in the vertical direction, and the vertical ribs are aligned with the first ribs. The direction may be directed to the bridge axis direction.

このような構成によれば、横リブの鉛直方向のヤング率が低く、かつ縦リブの橋軸方向のヤング率が高いので、これらの相互作用により、横リブの高さを抑制しつつ、より効果的に交差部(溶接部)の疲労耐久性を確保できる。これにより、横リブのウェブと縦リブとの交差部に発生する応力を低減できるため、疲労き裂の発生を抑制しながら、鋼床版の省スペース化を図ることができる。   According to such a configuration, the Young's modulus in the vertical direction of the horizontal ribs is low, and the Young's modulus in the bridge axis direction of the vertical ribs is high. The fatigue durability of the intersection (weld) can be effectively secured. Thus, the stress generated at the intersection between the web of the horizontal rib and the vertical rib can be reduced, so that the space for the steel slab can be saved while suppressing the occurrence of fatigue cracks.

本発明によれば、縦リブと横リブとの交差部での疲労き裂の発生を安定的に抑制することができ、また、横リブのウェブ高さを抑制できるので、鋼床版の省スペース化を図ることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, generation | occurrence | production of the fatigue crack in the intersection of a vertical rib and a horizontal rib can be suppressed stably, and since the web height of a horizontal rib can be suppressed, saving of a steel deck is possible. Space can be achieved.

本発明の実施の形態に係る鋼床版を備えた橋梁の要部を示す斜視図である。It is a perspective view showing an important section of a bridge provided with a steel deck concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る鋼床版の縦リブと横リブの交差部を示すもので、(a)は交差部の斜視図、(b)は(a)におけるA円部の拡大図、(c)は交差部の正面図、(d)は交差部の側面図である。FIG. 3 shows an intersection of a vertical rib and a horizontal rib of a steel slab according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view of the intersection, (b) is an enlarged view of an A circle portion in (a), (C) is a front view of the intersection, and (d) is a side view of the intersection. 本発明に係る鋼床版の疲労耐久性評価を有限要素解析によって行った場合を説明するためのもので、(a)は解析モデルの側面図、(b)は解析モデルの正面図である。FIG. 4A is a view for explaining a case where the fatigue durability evaluation of the steel slab according to the present invention is performed by finite element analysis. FIG. 4A is a side view of the analysis model, and FIG. 4B is a front view of the analysis model. 同、(a)はダブルタイヤ荷重モデルを示す図、(b)は載荷位置を示す図である。FIG. 3A is a diagram illustrating a double tire load model, and FIG. 3B is a diagram illustrating a loading position. 同、(a)は有限要素モデルの全体図、(b)は有限要素モデルの正面図、(c)は有限要素モデルの交差部拡大図である。(A) is an overall view of the finite element model, (b) is a front view of the finite element model, and (c) is an enlarged view of an intersection of the finite element model. 同、シェルモデルの溶接部の板厚を説明するための図である。It is a figure for explaining the plate thickness of the welding part of the same shell model. 同、異方性鋼板適用による交差部応力の変化を説明するためのもので、各部材のヤング率の変化がHS−21(縦リブP2と横リブとの交差部における横リブウェブ側溶接止端)での発生応力に及ぼす影響を示すグラフである。This is for explaining the change in the stress at the intersection due to the application of the anisotropic steel plate, and the change in the Young's modulus of each member is HS-21 (the horizontal rib web side weld toe at the intersection of the vertical rib P2 and the horizontal rib). 4 is a graph showing the effect on the stress generated in the step (). 同、横リブウェブ高さとHS−21の補正ホットスポット応力範囲の低減率との関係を示すものであり、(a)は横リブウェブ高さとHS−21の応力範囲の低減量との関係を示すグラフ、(b)は各部材のヤング率の方向を示す図である。FIG. 3 shows the relationship between the horizontal rib web height and the reduction rate of the corrected hot spot stress range of HS-21, and FIG. 4A is a graph showing the relationship between the horizontal rib web height and the reduction amount of the HS-21 stress range. (B) is a diagram showing the direction of the Young's modulus of each member. 同、各部材のヤング率の変化による各応力成分の変化を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining changes in each stress component due to changes in the Young's modulus of each member. 同、各部材のヤング率を変化させた場合の鋼床版変形挙動の変化(変形表示倍率:500)を示す図である。It is a figure which shows the change of the deformation behavior of the steel slab when the Young's modulus of each member is changed (deformation display magnification: 500).

以下、図面を参照して本発明に係る鋼床版の実施の形態について説明する。
図1は本実施の形態の鋼床版10を備えた道路の橋梁1の要部を示す斜視図である。この橋梁1は、鋼床版10と、当該鋼床版10の下方に配置されて鋼床版10を支持する3つの主桁20と、当該主桁20を支持する図示しない下部工とを備えている。下部工は基礎や支柱等から構成されている。主桁20は、鋼床版が載置される上フランジ20bおよび下部工上に配置される下フランジと、橋軸方向および鉛直方向に沿うウェブ面を有する、上フランジ20bと下フランジとを連結するウェブ20aとを備えている。3つの主桁20は、それぞれ橋軸方向に延在し、かつ、橋軸方向と直交する水平方向(橋軸直交方向)に所定間隔で配置されている。
鋼床版10と主桁20、主桁20と下部工は、溶接やボルト等の締結構造により接合されている。
Hereinafter, an embodiment of a steel deck according to the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a perspective view showing a main part of a road bridge 1 provided with a steel slab 10 of the present embodiment. The bridge 1 includes a steel slab 10, three main girders 20 arranged below the steel slab 10 to support the steel slab 10, and a substructure (not shown) for supporting the main girder 20. ing. The substructure is composed of foundations and columns. The main girder 20 connects the upper flange 20b on which the steel slab is placed and the lower flange disposed on the lower part, and the upper flange 20b and the lower flange having a web surface along the bridge axis direction and the vertical direction. Web 20a. The three main girders 20 extend in the bridge axis direction, respectively, and are arranged at predetermined intervals in a horizontal direction orthogonal to the bridge axis direction (bridge axis orthogonal direction).
The steel slab 10 and the main girder 20, and the main girder 20 and the substructure are joined by a fastening structure such as welding or a bolt.

なお、橋梁1は橋軸方向Xに延在し、橋梁1の幅方向が橋軸直交方向Zとなる。橋軸直交方向Zは、橋軸方向Xに直交(交差)する水平方向である。
また、橋軸方向Xおよび橋軸直交方向Zにそれぞれ直交する方向が、鉛直方向Yとなる。
The bridge 1 extends in the bridge axis direction X, and the width direction of the bridge 1 is the bridge axis orthogonal direction Z. The bridge axis orthogonal direction Z is a horizontal direction orthogonal (intersecting) to the bridge axis direction X.
The directions orthogonal to the bridge axis direction X and the bridge axis orthogonal direction Z are the vertical direction Y.

鋼床版10は、デッキプレート11と、デッキプレート11の下方において橋軸方向Xに延在するように配置されて、当該デッキプレート11の下面に接合されている複数の縦リブ12と、橋軸直交方向Zに延在して縦リブ12と交差する複数の横リブ13とを備えている。
デッキプレート11は鋼板等で形成された平板であり、板面が橋軸方向Xおよび橋軸直交方向Zに沿うように配置されている。つまり、デッキプレート11は板面が水平方向に広がるように配置されている。
縦リブ12は、鋼板等により形成された帯状平板で形成された板リブであり、板面が橋軸方向Xおよび鉛直方向Yに沿うように配置されている。また、複数の縦リブ12は、橋軸直交方向Zに所定間隔で配置されており、各縦リブ12の上端部が溶接等によりデッキプレート11の下面に接合されている。
The steel slab 10 includes a deck plate 11, a plurality of vertical ribs 12 arranged below the deck plate 11 so as to extend in the bridge axis direction X, and joined to a lower surface of the deck plate 11. It has a plurality of horizontal ribs 13 extending in the axis orthogonal direction Z and intersecting with the vertical ribs 12.
The deck plate 11 is a flat plate formed of a steel plate or the like, and is arranged so that the plate surface is along the bridge axis direction X and the bridge axis orthogonal direction Z. That is, the deck plate 11 is arranged so that the plate surface extends in the horizontal direction.
The vertical ribs 12 are plate ribs formed of a band-shaped flat plate formed of a steel plate or the like, and are arranged so that the plate surface is along the bridge axis direction X and the vertical direction Y. Further, the plurality of vertical ribs 12 are arranged at predetermined intervals in the bridge axis orthogonal direction Z, and the upper end of each vertical rib 12 is joined to the lower surface of the deck plate 11 by welding or the like.

横リブ13は、橋軸方向Xに所定間隔で複数配置されており、各横リブ13はウェブ面(板面)が鉛直方向Yおよび橋軸直行方向Zに沿うように形成されたウェブ13aと、ウェブ13aの下端部に設けられた板状の下フランジ13bとからなる断面逆T字形のリブによって形成されている。ウェブ13aは橋軸直交方向Zに延在している。下フランジ13bは、ウェブ13aの延在方向に沿うように橋軸直交方向Zに延在しており、下フランジ13bの橋軸直行方向Zの中央部分は、下フランジ13bの板面(上端面及び下端面)が橋軸直交方向Zおよび橋軸方向Xと略平行となるように配置されている。
また、横リブ13の橋軸直交方向Zの両端部側は、ウェブ13aの下端が、鋼床版10の外側(橋軸直行方向Zの両端部)に向かうほどデッキプレート11に近づくように水平面に対して傾斜しており、このウェブ13aの下端の傾斜に沿って下フランジ13bも同様に傾斜している。
A plurality of transverse ribs 13 are arranged at predetermined intervals in the bridge axis direction X. Each transverse rib 13 has a web surface (plate surface) formed with a web 13a formed so as to be along the vertical direction Y and the bridge axis perpendicular direction Z. , And a web-shaped lower flange 13b provided at the lower end of the web 13a. The web 13a extends in the bridge axis orthogonal direction Z. The lower flange 13b extends in the bridge axis orthogonal direction Z along the extending direction of the web 13a, and a central portion of the lower flange 13b in the bridge axis perpendicular direction Z is a plate surface (upper end surface) of the lower flange 13b. And the lower end face) are substantially parallel to the bridge axis orthogonal direction Z and the bridge axis direction X.
The horizontal ribs 13 have both ends in the bridge axis orthogonal direction Z on the horizontal plane such that the lower end of the web 13a approaches the deck plate 11 as the lower end of the web 13a moves toward the outside of the steel slab 10 (both ends in the bridge axis perpendicular direction Z). The lower flange 13b is also inclined along the inclination of the lower end of the web 13a.

また、横リブ13の橋軸直交方向Zにおける中央部と左右両端部には、主桁20の上フランジ20bを含む上端側が挿入される正面視矩形の切欠部14が形成されている。切欠部14は横リブ13の下フランジ13bとウェブ13aの鉛直方向略下半分とを切り欠くことによって下方向きに開くように形成されており、切欠部14の幅(橋軸直交方向Zの幅)は主桁20の上フランジ20bの幅とほぼ等しいか若干大きめに設定されている。
各横リブ13の橋軸直交方向Zの中央部と両端部近傍とにそれぞれ形成された切欠部14は、それぞれ橋軸方向Xにおいて一直線上に配置されており、当該切欠部14に主桁20が下方から挿入され、当該主桁20の上フランジ20bの上端面が切欠部14の上縁部に当接されている。
Further, a rectangular notch portion 14 in a front view into which the upper end including the upper flange 20b of the main girder 20 is inserted is formed at the center portion and the left and right end portions of the horizontal rib 13 in the bridge axis orthogonal direction Z. The notch 14 is formed so as to open downward by notching the lower flange 13b of the lateral rib 13 and a substantially lower half of the web 13a in the vertical direction, and the width of the notch 14 (the width in the bridge axis orthogonal direction Z). ) Is set substantially equal to or slightly larger than the width of the upper flange 20 b of the main girder 20.
The cutouts 14 formed in the center of each transverse rib 13 in the bridge axis orthogonal direction Z and near both ends are respectively arranged in a straight line in the bridge axis direction X. Is inserted from below, and the upper end surface of the upper flange 20 b of the main girder 20 is in contact with the upper edge of the notch 14.

横リブ13のウェブ13aの上端部には、図1および図2に示すように、鉛直方向Yに延びるとともにウェブ13aのウェブ面を貫通し、上方向きに開くように形成された、縦リブ12が挿通される複数の切欠き13dが形成されている。切欠き13dの幅(橋軸直交方向Zの幅)は縦リブ12の厚さとほぼ等しいか若干広めに設定され、切欠き13dの上下の長さは縦リブ12の鉛直方向の長さとほぼ等しいか若干広めに設定されている。
各横リブ13のウェブ13aに形成されている各切欠き13dにそれぞれ縦リブ12が1枚ずつ挿通されている。これによって、横リブ13のウェブ13aと縦リブ12とは略直交するようにして交差しており、この交差部が、横リブ13および切欠き13dの縁部と縦リブ12との間の隙間を塞ぐように連続的に全周溶接(まわし溶接)されている。全周溶接されてなる溶接部15は略U字形に形成され、当該溶接部15によって切欠き13dの端縁と縦リブ12との間の隙間が塞がれている。なお、ここで連続的に全周溶接するとは、溶接した部分が空間的に途切れていないことを指す。
また、横リブ13のウェブ13aの上端部における切欠き13d以外の部分は、溶接等によりデッキプレート11の下面に接合されている。
At the upper end of the web 13a of the horizontal rib 13, as shown in FIGS. 1 and 2, the vertical rib 12 is formed so as to extend in the vertical direction Y, penetrate the web surface of the web 13a, and open upward. A plurality of notches 13d through which are inserted are formed. The width of the notch 13d (width in the direction Z perpendicular to the bridge axis) is set to be substantially equal to or slightly wider than the thickness of the vertical rib 12, and the vertical length of the notch 13d is approximately equal to the vertical length of the vertical rib 12. Or slightly wider.
One vertical rib 12 is inserted into each notch 13d formed in the web 13a of each horizontal rib 13. As a result, the web 13a of the horizontal rib 13 and the vertical rib 12 intersect so as to be substantially orthogonal to each other, and this intersecting portion forms a gap between the edge of the horizontal rib 13 and the notch 13d and the vertical rib 12. The entire circumference is welded (turn welding) so as to close the gap. The welded portion 15 formed by full circumference welding is formed in a substantially U shape, and the gap between the edge of the notch 13 d and the vertical rib 12 is closed by the welded portion 15. Here, continuous full circumference welding means that the welded portion is not spatially interrupted.
The portion of the horizontal rib 13 other than the notch 13d at the upper end of the web 13a is joined to the lower surface of the deck plate 11 by welding or the like.

また、本実施の形態の鋼床版10では、縦リブ12と横リブ13との双方が異方性鋼板によって形成されている。ここで、異方性鋼板とは、高ヤング率鋼板とも呼ばれ、鋼板の板面上の第一方向のヤング率と、この第一方向と直交する第二方向のヤング率とが異なり、かつ第一方向のヤング率が第二方向のヤング率よりも高く設定された鋼板を指す。
さらに、本実施形態の鋼床版10に用いられる異方性鋼板は、ヤング率が高い方向である第一方向のヤング率が、普通鋼のヤング率よりも高く、ヤング率が低い方向である第二方向のヤング率が、普通鋼のヤング率よりも低いものを用いている。ここで、普通鋼とは、異方性を有しない鋼板であり、かつ方向に関わらずヤング率が約205GPa程度のものを指す。
In the steel slab 10 of the present embodiment, both the vertical ribs 12 and the horizontal ribs 13 are formed of an anisotropic steel plate. Here, the anisotropic steel sheet is also called a high Young's modulus steel sheet, and the Young's modulus in a first direction on the sheet surface of the steel sheet is different from the Young's modulus in a second direction orthogonal to the first direction, and A steel sheet in which the Young's modulus in the first direction is set higher than the Young's modulus in the second direction.
Further, the anisotropic steel sheet used in the steel slab 10 of the present embodiment has a Young's modulus in a first direction in which the Young's modulus is high, which is higher than the Young's modulus of ordinary steel, and in a direction in which the Young's modulus is low. The one having a Young's modulus in the second direction lower than that of ordinary steel is used. Here, ordinary steel refers to a steel sheet having no anisotropy and having a Young's modulus of about 205 GPa regardless of the direction.

縦リブ12は、第一方向が橋軸方向Xに向けられるとともに、第二方向が鉛直方向Yに向けられている。ここで、本実施の形態の縦リブ12の第一方向(橋軸方向X)のヤング率は、普通鋼のヤング率よりも高ければよいが、例えば15%程度高く設定されていることが好ましい。一方、縦リブ12の第二方向(鉛直方向Y)のヤング率は、普通鋼のヤング率よりも低ければよいが、例えば15%程度低く設定されていることが好ましい。   The first direction of the vertical rib 12 is oriented in the bridge axis direction X, and the second direction is oriented in the vertical direction Y. Here, the Young's modulus of the longitudinal rib 12 of the present embodiment in the first direction (bridge axis direction X) may be higher than the Young's modulus of ordinary steel, but is preferably set to be, for example, about 15% higher. . On the other hand, the Young's modulus of the vertical rib 12 in the second direction (vertical direction Y) may be lower than the Young's modulus of ordinary steel, but is preferably set to be, for example, about 15% lower.

また、横リブ13は、ウェブ13aが異方性鋼板によって形成されており、当該ウェブ13aは、第一方向が橋軸直交方向Zに向けられるとともに、第二方向が鉛直方向Yに向けられている。ここで、本実施の形態における横リブ13のウェブ13aの第二方向(鉛直方向Y)のヤング率は、普通鋼のヤング率より低ければよいが、例えば15%程度低く設定されていることが好ましい。一方、横リブ13のウェブ13aの第一方向(橋軸直交方向Z)のヤング率は普通鋼のヤング率より低ければ良いが、例えば15%程度高く設定されていることが好ましい。
なお、横リブ13のウェブ13aについて、第一方向のヤング率は縦リブの第一方向のヤング率と同じである必要はなく、また第二方向のヤング率は縦リブの第二方向のヤング率と同じである必要はなく、第一方向および第二方向ともに、縦リブの第一方向および第二方向と異なるヤング率であってよい。
なお、図2(a)〜(d)において、X方向が橋軸方向、Z方向が橋軸直交方向、Y方向が橋軸方向および橋軸直交方向に直交する鉛直方向である。
In the horizontal rib 13, the web 13a is formed of an anisotropic steel plate, and the web 13a has a first direction oriented in the bridge axis orthogonal direction Z and a second direction oriented in the vertical direction Y. I have. Here, the Young's modulus of the web 13a of the lateral rib 13 in the second direction (vertical direction Y) in the present embodiment may be lower than the Young's modulus of ordinary steel, but may be set to be, for example, about 15% lower. preferable. On the other hand, the Young's modulus of the web 13a of the lateral rib 13 in the first direction (the direction Z orthogonal to the bridge axis) may be lower than that of ordinary steel, but is preferably set to be, for example, about 15% higher.
Note that, regarding the web 13a of the horizontal rib 13, the Young's modulus in the first direction does not need to be the same as the Young's modulus in the first direction of the vertical rib, and the Young's modulus in the second direction is the Young's modulus of the vertical rib in the second direction. The modulus does not need to be the same, and the Young's modulus may be different in both the first direction and the second direction from the first direction and the second direction of the longitudinal rib.
In FIGS. 2A to 2D, the X direction is the bridge axis direction, the Z direction is the bridge axis orthogonal direction, and the Y direction is the bridge axis direction and the vertical direction orthogonal to the bridge axis orthogonal direction.

前記構成を有する鋼床版10は、横リブ13のウェブ13aが、その第二方向を鉛直方向Yに向けた状態で配設されているととともに、当該鉛直方向のヤング率が第一方向のヤング率より低く設定されている。このとき、横リブ13のウェブ13aの面外変形量は、縦リブ12の変形量、すなわち縦リブ12のたわみ剛性が支配的となって決定するため、横リブ13のウェブ13aのヤング率の影響を受けにくい。したがって、本実施の形態のように、横リブ13は、第一方向に比べてヤング率が小さい第二方向を鉛直方向Yに向けて配置することにより、鉛直方向Yについてはひずみ一定の条件下でのヤング率を低くして、ひずみとヤング率との積で主に決定される横リブの発生応力を小さく抑えることができるため、横リブ13のウェブ13aと縦リブ12との交差部(溶接部15)に発生する応力を低減できる。   In the steel slab 10 having the above configuration, the webs 13a of the horizontal ribs 13 are disposed with the second direction thereof oriented in the vertical direction Y, and the Young's modulus in the vertical direction is the first direction. It is set lower than the Young's modulus. At this time, the out-of-plane deformation amount of the web 13a of the horizontal rib 13 is determined by the deformation amount of the vertical rib 12, that is, the flexural rigidity of the vertical rib 12, so that the Young's modulus of the web 13a of the horizontal rib 13 is determined. Less susceptible. Therefore, as in the present embodiment, the transverse ribs 13 are arranged such that the second direction having a smaller Young's modulus than the first direction is directed toward the vertical direction Y, so that the horizontal ribs 13 are subjected to the condition that the strain is constant in the vertical direction Y. , The stress generated in the transverse ribs, which is mainly determined by the product of the strain and the Young's modulus, can be suppressed to a small value. Therefore, the intersection between the web 13a of the transverse rib 13 and the longitudinal rib 12 ( The stress generated in the welded portion 15) can be reduced.

また、縦リブ12を、ヤング率が高い第一方向を橋軸方向Xに向けたことにより、縦リブ12が横リブ13のウェブ13aを面外方向にひきずる量が低減される。これにより、横リブ13のウェブ13aの面外曲げひずみ量を低減することができるため、横リブ13のウェブ13aと縦リブ12との交差部に発生する応力、つまり、縦リブ12と横リブ13のウェブ13aとの溶接部15において、ウェブ側止端から疲労き裂が発生する個所での局所応力を効率的に低減できる。   In addition, since the first direction of the vertical ribs 12 having a high Young's modulus is oriented in the bridge axis direction X, the amount of the vertical ribs 12 dragging the web 13a of the horizontal ribs 13 in the out-of-plane direction is reduced. As a result, the amount of out-of-plane bending strain of the web 13a of the horizontal rib 13 can be reduced, so that the stress generated at the intersection between the web 13a of the horizontal rib 13 and the vertical rib 12, that is, the vertical rib 12 and the horizontal rib In the weld portion 15 of the web 13 with the web 13a, the local stress at the location where the fatigue crack occurs from the web-side toe can be efficiently reduced.

さらに、本実施の形態においては、横リブ13のウェブ13aおよび縦リブ12がともに異方性鋼板により形成されていて、横リブ13のウェブ13aはヤング率の低い第二方向が鉛直方向Yに向けられると共に、縦リブ12はヤング率が高い第一方向が橋軸方向Xに向けられている。したがって、これらの相互作用により、ウェブ側止端から疲労き裂が発生する個所での局所応力を一層効率的に低減して、縦リブと横リブとの交差部での疲労き裂の発生をより安定的に抑止することができる。特に、本実施の形態にように縦リブ12と横リブ13の両方が異方性鋼板であると、縦リブのみあるいは横リブのみが異方性鋼板である場合に比べて交差部での応力低減量が大きくなるため、非常に効果的である。これにより、横リブ(のウェブ)の高さを抑制しながら、より効果的に交差部の疲労耐久性を確保できる。これにより、横リブ13のウェブ13aの高さを抑制しつつ、より効果的に溶接部15の疲労耐久性を確保できるので、鋼床版10の省スペース化を図ることができる。   Further, in the present embodiment, the web 13a of the horizontal rib 13 and the vertical rib 12 are both formed of an anisotropic steel plate, and the web 13a of the horizontal rib 13 is such that the second direction having a low Young's modulus is in the vertical direction Y. The vertical ribs 12 are oriented such that the first direction having a high Young's modulus is in the bridge axis direction X. Therefore, due to these interactions, the local stress at the point where the fatigue crack occurs from the toe on the web side is reduced more efficiently, and the occurrence of the fatigue crack at the intersection of the vertical rib and the horizontal rib is reduced. More stable deterrence can be achieved. In particular, when both the vertical ribs 12 and the horizontal ribs 13 are anisotropic steel plates as in the present embodiment, the stress at the intersection is smaller than when only the vertical ribs or only the horizontal ribs are anisotropic steel plates. Since the amount of reduction is large, it is very effective. Thereby, the fatigue durability of the intersection can be more effectively secured while suppressing the height of the horizontal rib (web). This makes it possible to more effectively secure the fatigue durability of the welded portion 15 while suppressing the height of the web 13a of the lateral rib 13, so that the space required for the steel floor slab 10 can be reduced.

また、本実施の形態においては、縦リブ12については、第一方向のヤング率が普通鋼のヤング率よりも高く設定されている一方、横リブ13のウェブ13aについては、第二方向のヤング率が普通鋼のヤング率よりも低く設定されている。これにより、従来普通鋼のみにより形成されていた縦リブおよび横リブのウェブに比べて、縦リブの場合は、横リブ13のウェブ13aを面外方向にひきずる量を低減することができるため、横リブ13のウェブ13aの面外曲げひずみ量を確実に低減することができ、横リブの場合は、発生応力を確実に小さく抑えることができる。この結果、横リブ13のウェブ13aと縦リブ12との交差部に発生する応力を安定的に低減するこことができ、また横リブ13のウェブ13aの高さを確実に低減することができる。   In this embodiment, the longitudinal rib 12 has a Young's modulus in the first direction higher than that of ordinary steel, while the web 13a of the lateral rib 13 has a Young's modulus in the second direction. The modulus is set lower than the Young's modulus of ordinary steel. As a result, in the case of the vertical ribs, the amount of the web 13a of the horizontal ribs 13 to be dragged in the out-of-plane direction can be reduced as compared with the webs of the vertical ribs and the horizontal ribs which are conventionally formed only of ordinary steel. The amount of out-of-plane bending strain of the web 13a of the horizontal rib 13 can be reliably reduced, and in the case of the horizontal rib, the generated stress can be reliably suppressed to a small value. As a result, the stress generated at the intersection between the web 13a of the horizontal rib 13 and the vertical rib 12 can be stably reduced, and the height of the web 13a of the horizontal rib 13 can be reliably reduced. .

前記実施の形態においては、縦リブ12及び横リブ13(のウェブ13a)がともに異方性鋼板により形成されていたが、縦リブ12のみあるいは横リブ13のみを異方性鋼板で形成するようにしてもよい。このとき、縦リブ12が異方性鋼板によって形成されている場合には、縦リブ12はヤング率が高い第一方向が橋軸方向に向けられている必要があり、また、横リブ13が異方性鋼板によって形成されている場合、横リブ13はヤング率が低い第二方向が鉛直方向に向けられる必要がある。
縦リブ12のみが異方性鋼板で形成されている場合であっても、この縦リブ12が横リブ13を面外方向にひきずる量は低減できるため、横リブ13の面外曲げひずみ量を低減して横リブ13と縦リブ12との交差部15に発生する応力を小さくすることができ、また疲労き裂の発生を抑止することが可能となる。また、横リブ13のみが異方性鋼板で形成されている場合であっても、前述のように、横リブ13の発生応力を小さく抑えることができるため、横リブ13と縦リブ12との交差部15に発生する応力を低減することができる。このように、縦リブ12のみあるいは横リブ13のみを異方性鋼板で形成した場合であっても、縦リブ12と横リブ13との交差部15での疲労き裂の発生を安定的に抑制し、また、横リブ12のウェブ高さを抑制できるため、鋼床版の省スペース化を図ることができる。
In the above embodiment, both the vertical ribs 12 and the horizontal ribs 13 (the webs 13a thereof) are formed of an anisotropic steel plate, but only the vertical ribs 12 or only the horizontal ribs 13 are formed of an anisotropic steel plate. It may be. At this time, when the vertical ribs 12 are formed of an anisotropic steel plate, the first direction of the vertical ribs 12 having a high Young's modulus needs to be directed to the bridge axis direction. When the transverse rib 13 is formed of an anisotropic steel plate, the second direction in which the Young's modulus is low needs to be directed in the vertical direction.
Even when only the vertical ribs 12 are formed of an anisotropic steel plate, the amount of the vertical ribs 12 dragging the horizontal ribs 13 in the out-of-plane direction can be reduced. Thus, the stress generated at the intersection 15 between the horizontal rib 13 and the vertical rib 12 can be reduced, and the occurrence of fatigue cracks can be suppressed. Further, even when only the horizontal ribs 13 are formed of an anisotropic steel plate, as described above, the stress generated in the horizontal ribs 13 can be suppressed to a small value. The stress generated at the intersection 15 can be reduced. Thus, even when only the vertical ribs 12 or only the horizontal ribs 13 are formed of an anisotropic steel plate, the generation of fatigue cracks at the intersections 15 between the vertical ribs 12 and the horizontal ribs 13 can be stably performed. Since the web height of the horizontal ribs 12 can be suppressed, the space of the steel slab can be reduced.

さらに、前記実施の形態においては、異方性鋼板によって形成された縦リブ12について、この縦リブ12の第一方向のヤング率が普通鋼のヤング率よりも高く設定され、また異方性鋼板によって形成されている横リブ13(のウェブ13a)については、この横リブ13(のウェブ13a)の第二方向のヤング率が普通鋼のヤング率よりも低く設定されている。
しかしながら、縦リブ12が異方性鋼板によって形成されている場合において、この縦リブ12の第一方向のヤング率は、第二方向のヤング率よりも高ければ、第一方向のヤング率は必ずしも普通鋼のヤング率よりも高くなくてもよい。普通鋼のヤング率はあくまで基準となるヤング率の一つであり、縦リブ12の第一方向のヤング率が、他の基準となるヤング率を有する異方性のない材料の当該ヤング率よりも高ければ、その材料との比較においては、縦リブ12が横リブ13を面外方向にひきずる量は低減でき、横リブ13と縦リブ12との交差部15に発生する応力を小さくすることが可能となる。
また、横リブ13が異方性鋼板によって形成されている場合において、この横リブ13の第一方向のヤング率が、第二方向のヤング率よりも高ければ、第二方向のヤング率は必ずしも普通鋼のヤング率よりも低くなくてもよい。前述のように、普通鋼のヤング率はあくまで基準のヤング率の一つであり、横リブ13の第二方向のヤング率が、他の基準となるヤング率を有する異方性のない材料の当該ヤング率よりも低ければ、その材料との比較においては、横リブ13の発生応力を小さく抑えることができるため、横リブ13と縦リブ12との交差部15に発生する応力を低減することが可能となる。
Further, in the above-described embodiment, for the longitudinal ribs 12 formed of an anisotropic steel plate, the Young's modulus of the longitudinal ribs 12 in the first direction is set higher than the Young's modulus of ordinary steel. The transverse rib 13 (the web 13a) formed by the above is set such that the Young's modulus of the transverse rib 13 (the web 13a) in the second direction is lower than the Young's modulus of ordinary steel.
However, when the longitudinal ribs 12 are formed of an anisotropic steel plate, if the Young's modulus in the first direction of the longitudinal ribs 12 is higher than the Young's modulus in the second direction, the Young's modulus in the first direction is not necessarily. It does not need to be higher than the Young's modulus of ordinary steel. The Young's modulus of ordinary steel is just one of the reference Young's moduli, and the Young's modulus of the longitudinal rib 12 in the first direction is smaller than that of a non-anisotropic material having another reference Young's modulus. If the height is higher, the amount of the vertical ribs 12 dragging the horizontal ribs 13 in the out-of-plane direction can be reduced in comparison with the material, and the stress generated at the intersection 15 between the horizontal ribs 13 and the vertical ribs 12 can be reduced. Becomes possible.
In the case where the transverse ribs 13 are formed of an anisotropic steel plate, if the Young's modulus in the first direction of the transverse ribs 13 is higher than the Young's modulus in the second direction, the Young's modulus in the second direction is not necessarily required. It does not need to be lower than the Young's modulus of ordinary steel. As described above, the Young's modulus of ordinary steel is just one of the standard Young's moduli, and the Young's modulus of the transverse rib 13 in the second direction is the same as that of the other non-anisotropic materials having the Young's modulus as the standard. When the Young's modulus is lower than the Young's modulus, the stress generated at the intersection 15 between the horizontal rib 13 and the vertical rib 12 can be reduced because the generated stress of the horizontal rib 13 can be reduced in comparison with the material. Becomes possible.

次に、本発明に係る鋼床版の疲労耐久性評価を有限要素解析によって行ったので以下に説明する。
1.解析モデル
図3に示すように、解析モデルは10本の縦リブ(符号12Aで示す)を有し、逆T字形断面の横リブ(符号13Aで示す)3本すなわち縦リブ(符号12Aで示す)2支間をふくむ実構造の部分モデルとし、横リブ(符号13Aで示す)のウェブ(以下、横リブウェブと称す。)、縦リブ(符号12Aで示す)、デッキプレート(符号11Aで示す)のヤング率を変化させた(表1参照)。なお、図3において、符号20Aは主桁、V方向は鉛直方向、L方向は橋軸方向、T方向は橋軸直交方向を示す。
また、図3において、t=9は、横リブウェブの厚さが9mmであること、t=12は横リブ(符号13Aで示す)のフランジの幅寸法(縦リブの長手方向における幅寸法)が12mmであることを示す。
表1中のヤング率の変化率は、横リブの場合は橋軸直行方向(T方向)、縦リブおよびデッキプレートの場合は橋軸方向(L方向)のヤング率(E)をそれぞれ示すものであり、これらに直交する方向、すなわち横リブの場合は橋軸方向(L方向)、縦リブおよびデッキプレートの場合は橋軸直交方向(T方向)の各ヤング率(E)は、普通鋼のヤング率(E)との関係が、(E+E)/2=Eとなるようにした。両方向のポアソン比は、基準値0.3から、ヤング率と同じ変化率で変化させた値とし、せん断弾性係数は一定値E/2.6とした。
Next, the fatigue durability of the steel slab according to the present invention was evaluated by finite element analysis, which will be described below.
1. Analytical Model As shown in FIG. 3, the analytical model has ten vertical ribs (indicated by reference numeral 12A) and three horizontal ribs (indicated by reference numeral 13A) having an inverted T-shaped cross section, that is, vertical ribs (indicated by reference numeral 12A). ) A partial model of a real structure including two spans, a web of horizontal ribs (indicated by reference numeral 13A) (hereinafter referred to as a horizontal rib web), a vertical rib (indicated by reference numeral 12A), and a deck plate (indicated by reference numeral 11A) The Young's modulus was varied (see Table 1). In FIG. 3, reference numeral 20A indicates a main girder, V direction indicates a vertical direction, L direction indicates a bridge axis direction, and T direction indicates a bridge axis orthogonal direction.
In FIG. 3, t = 9 indicates that the thickness of the horizontal rib web is 9 mm, and t = 12 indicates that the width dimension of the flange of the horizontal rib (indicated by reference numeral 13A) (the width dimension of the vertical rib in the longitudinal direction). 12 mm.
The rate of change of the Young's modulus in Table 1 indicates the Young's modulus (E 1 ) in the direction perpendicular to the bridge axis (T direction) for a horizontal rib, and the bridge axis direction (L direction) for a vertical rib and a deck plate. The Young's modulus (E 2 ) in the direction orthogonal to these, that is, in the direction of the bridge axis (L direction) in the case of a horizontal rib, and in the direction of the bridge axis (T direction) in the case of a vertical rib and a deck plate, The relation with the Young's modulus (E) of ordinary steel was set to (E 1 + E 2 ) / 2 = E. The Poisson's ratio in both directions was a value changed from the reference value 0.3 at the same rate of change as the Young's modulus, and the shear modulus was a constant value E / 2.6.

縦リブ、横リブウェブのヤング率は、両者の交差部の接合において、両リブが拘束し合うことで発生する応力を低減させることを狙って変化させた。横リブウェブ高さが縦横リブ交差部の応力に影響することがわかっているため、横リブウェブ高さも400,500,600mmと変化させた。デッキプレートのヤング率変化は、最も荷重を負担する縦リブから、隣接する縦リブへの荷重分配を増やし、縦横リブ交差部の応力を低減させることを狙った。
ホットスポット応力(溶接止端部における応力)を算出する対象溶接部は、図3(a)のA−A断面におけるP2〜P5で示す縦リブと横リブとの交差部とし(図3(b)参照)、各交差部において横リブウェブ側、縦リブ側の両溶接止端に着目し、それぞれ止端1,2とした(図2(b)参照)、以降では溶接止端の名称を、縦リブ番号と止端番号で表し、例えば縦リブP3と横リブとの交差部の、横リブウェブ側溶接止端であればHS−31と称する。
The Young's modulus of the vertical ribs and the horizontal rib webs were changed with the aim of reducing the stress generated when the two ribs restrained each other at the junction of the two. Since it is known that the height of the horizontal rib web affects the stress at the intersection of the vertical and horizontal ribs, the horizontal rib web height was also changed to 400, 500, and 600 mm. The change in the Young's modulus of the deck plate was aimed at increasing the load distribution from the vertical rib that bears the most load to the adjacent vertical rib, and reducing the stress at the intersection of the vertical and horizontal ribs.
The target weld to calculate the hot spot stress (the stress at the weld toe) is the intersection of the vertical rib and the horizontal rib indicated by P2 to P5 in the AA cross section in FIG. )), Paying attention to both welding toes on the horizontal rib web side and the vertical rib side at each intersection, and respectively setting them to toes 1 and 2 (see FIG. 2 (b)). It is represented by a vertical rib number and a toe number, and for example, if it is a horizontal rib web side weld toe at the intersection of the vertical rib P3 and the horizontal rib, it is called HS-31.

Figure 2020020128
Figure 2020020128

モデル名の1文字目4,5,6はそれぞれ横リブウェブ高さh=400,500,600mmを示し、2文字目は各部材のヤング率の変化の組合せを示す。
各部材の方向は、横リブは橋軸直行方向(T方向)、縦リブおよびデッキプレートは橋軸方向(L方向)を指す。
ヤング率の変化率は、205kN/mm(205GPa)を基準として、「0」はヤング率を変化させない場合、「+15」は第一方向のヤング率を15%増加させた場合、「−15」は第一方向のヤング率を15%減少させた場合を示す。
The first letters 4, 5, and 6 of the model name indicate the horizontal rib web heights h T = 400, 500, and 600 mm, respectively, and the second letters indicate combinations of changes in the Young's modulus of each member.
Regarding the direction of each member, the horizontal rib indicates the direction perpendicular to the bridge axis (T direction), and the vertical rib and the deck plate indicate the bridge axis direction (L direction).
The change rate of the Young's modulus is, on the basis of 205 kN / mm 2 (205 GPa), “0” when the Young's modulus is not changed, “+15” when the Young's modulus in the first direction is increased by 15%, and “−15”. "Shows a case where the Young's modulus in the first direction is reduced by 15%.

2.荷重:移動載荷による最も厳しい荷重位置探索
荷重は、道路橋示方書を参考にモデル化したダブルタイヤ接地面への合計100kNの等分布圧力とした(図4(a)参照)。
鋼床版の縦横リブ交差部は、荷重位置によって発生応力が変化し、一方で実働交通荷重はあらゆる位置に作用する可能性があるため、荷重位置を変化させて発生応力が最大、最小となる荷重位置を探索し、両応力の差によって応力範囲を決定した。荷重位置はモデル平面図における、モデルのデッキプレート上面での図心(図4(b)にあらわされているデッキプレートの上面における対角線の交点位置。即ち、図4(b)中にあらわされている座標軸の原点位置。)を原点として、橋軸方向にL=−0,−100,−200,…,−900,−1000mm、橋軸直交方向にT=−1280,−1120,…,1120,1280mmと動かした(図4(b)参照)。ここで荷重位置とはタイヤ接地面の図心位置を指す。従って荷重ケース数は187ケースであった。解析モデルが中間横リブを軸に対象であるため、荷重位置が(L,T)=(a,b)である時の解析結果は、荷重位置が(L,T)=(−a,b)である時の解析結果を、中間横リブを軸としてL軸方向に反転させたものであるとみなした。
2. Load: Searching for the strictest load position due to moving load The load was a uniform pressure of 100 kN on the double tire contact surface modeled with reference to the road bridge specification (see FIG. 4 (a)).
The stress generated at the intersection of the vertical and horizontal ribs of the steel slab varies depending on the load position, while the actual traffic load may act at any position. The load position was searched, and the stress range was determined by the difference between the two stresses. The load position is the center of gravity of the model on the upper surface of the deck plate in the model plan view (the position of the intersection of diagonal lines on the upper surface of the deck plate shown in FIG. 4B; that is, as shown in FIG. 4B). L = -0, -100, -200, ..., -900, -1000 mm in the bridge axis direction, and T = -1280, -1120, ..., 1120 in the direction orthogonal to the bridge axis. , 1280 mm (see FIG. 4B). Here, the load position indicates the centroid position of the tire contact surface. Therefore, the number of load cases was 187 cases. Since the analysis model is symmetric about the intermediate horizontal rib, the analysis result when the load position is (L, T) = (a, b) is as follows: When the load position is (L, T) = (− a, b) ) Was considered to be inverted in the L-axis direction with the intermediate transverse rib as the axis.

3.応力の算出方法
応力算出方法を以下に示す。まず、様々な形状の縦横リブ交差部の疲労性能を評価、比較するため、継手形状による応力集中を考慮することができる構造ホットスポット応力(以下、ホットスポット応力と称す。)を用いて溶接部の応力を評価した。ホットスポット応力は国際溶接学会の疲労設計指針に従い、次式によって算出した。
3. Method for calculating stress The method for calculating stress is described below. First, in order to evaluate and compare the fatigue performance of the vertical and horizontal rib intersections of various shapes, a welded portion using a structural hot spot stress (hereinafter, referred to as a hot spot stress) that can take into account the stress concentration due to the joint shape. Was evaluated for stress. The hot spot stress was calculated by the following equation according to the fatigue design guidelines of the International Welding Society.

Figure 2020020128
Figure 2020020128

ここで、左辺のσhはホットスポット応力、右辺のσは鋼板表面の溶接止端直角方向の応力、その添え字は止端から応力参照点までの距離、tは鋼板の板厚を示す。式(1a),(1b)はそれぞれ、鋼板表面、鋼板端面と溶接金属との交点からなる止端が対象である場合に用いた。
さらに、鋼板厚が薄い場合には疲労強度が上昇すること、面外曲げ応力が作用する場合には、面内膜応力が作用する場合に比して疲労強度が上昇することを考慮し、下式によってホットスポット応力を補正した。補正したホットスポット応力(以下「補正ホットスポット応力」という。)に対する疲労設計曲線は、JSSC(日本鋼構造協会:鋼構造物の疲労設計指針・同解説,技報堂出版,2012)を参考にE等級とした。
Here, σ h on the left side indicates hot spot stress, σ on the right side indicates stress in the direction perpendicular to the weld toe on the surface of the steel sheet, the subscript indicates the distance from the toe to the stress reference point, and t indicates the thickness of the steel sheet. Equations (1a) and (1b) were used when the toe consisting of the intersection of the surface of the steel sheet and the end face of the steel sheet with the weld metal was the target.
Furthermore, considering that the fatigue strength increases when the steel sheet thickness is thin, and that when the out-of-plane bending stress acts, the fatigue strength increases compared to when the in-plane membrane stress acts. The hot spot stress was corrected by the formula. The fatigue design curve for the corrected hot spot stress (hereinafter referred to as “corrected hot spot stress”) is graded E with reference to JSSC (Japan Steel Structural Association: Fatigue Design Guidelines for Steel Structures, same commentary, Gihodo Publishing, 2012). And

Figure 2020020128
ここで、左辺のσ´は補正ホットスポット応力、右辺のσh,m、σh,bはそれぞれホットスポット応力の膜応力、曲げ応力成分であり、σh, obv,σh, revから算出した。σh, obv,σh, revはそれぞれ応力を評価する対象の面を表面としたときの表面、裏面のホットスポット応力を表す。
Figure 2020020128
Here, the left side of Shiguma' h correction hot spot stress, the right side of σ h, m, σ h, b is the film stress of each hot spot stress is the bending stress component, sigma h, obv, from sigma h, rev Calculated. σ h, obv , σ h, and rev represent the hot spot stress on the front surface and the back surface, respectively, when the surface for which stress is to be evaluated is the front surface.

4.有限要素解析条件
モデルはシェル要素で構築し、ホットスポット応力を算出する対象溶接部近傍で、周囲に比して細かいメッシュサイズを持つようにした(図5参照)。対象溶接部近傍の縦リブ側、横リブ側の要素サイズはそれぞれ1.8mm,2.0mmとした。対象溶接部近傍の要素形状はなるべく正方形に近づくよう制御した。対象溶接部近傍では、溶接部の剛性を再現するために、町田らの報告(町田進, 的場正明, 吉成仁志, 西村隆一: ホットスポット応力基準による疲労強度評価(第3報)―FEMによる評価―, 日本造船学会論文集, No.171, pp.477−484, 199)にしたがって板厚を変化させた(図6参照)。
解析での境界条件は、橋軸および橋軸直角方向に単純支持となる様な、主桁下フランジの支持とした。解析には汎用有限要素解析ソフトウェア,Abaqus 6.13を用いた。
4. Finite element analysis conditions The model was constructed with shell elements, and had a finer mesh size in the vicinity of the target weld for calculating the hot spot stress than in the surroundings (see FIG. 5). The element sizes on the vertical rib side and the horizontal rib side near the target weld were 1.8 mm and 2.0 mm, respectively. The element shape near the target weld was controlled to be as close to a square as possible. In order to reproduce the stiffness of the weld near the target weld, reports from Machida et al. (Susumu Machida, Masaaki Matoba, Hitoshi Yoshinari, Ryuichi Nishimura: Fatigue strength evaluation based on hot spot stress criteria (3rd report)-FEM Evaluation-The thickness was changed in accordance with the Shipbuilding Society of Japan, No. 171, pp. 477-484, 199) (see FIG. 6).
The boundary condition in the analysis was the support of the lower flange of the main girder so that it could be simply supported in the bridge axis and the direction perpendicular to the bridge axis. For analysis, general-purpose finite element analysis software, Abaqus 6.13 was used.

5.結果
異方性鋼板適用による交差部応力の変化
表2に解析結果の一覧を示す。表2中の結果は、表1で示した各モデルにおいて補正ホットスポット応力範囲が最も大きい溶接止端の結果を示している。そのモデル−67以外の全モデルでHS−21であった。モデル−67では、HS−32となったが、他モデルとの効果比較のため、HS−21に着目した解析結果もモデル名を67’として示した。表2中のPOSmax,POSminはそれぞれ着目部での補正ホットスポット応力が最大、最小となったケースでの荷重位置を示す。
5. Results Change in intersection stress due to the use of anisotropic steel sheet Table 2 shows a list of analysis results. The results in Table 2 show the results of the weld toe having the largest corrected hot spot stress range in each model shown in Table 1. All models except the model-67 were HS-21. In the model-67, the result was HS-32. However, for comparison with effects of other models, the analysis result focusing on the HS-21 is also indicated by a model name of 67 '. POSmax and POSmin in Table 2 indicate the load position in the case where the corrected hot spot stress at the target portion is maximum and minimum, respectively.

Figure 2020020128
括弧内は表面応力に占める面内膜応力成分を示す。
Figure 2020020128
The values in parentheses indicate the in-plane film stress component occupying the surface stress.

表2の結果に基づき、図7に横リブの場合は橋軸直行方向、縦リブおよびデッキプレートの場合は橋軸方向のヤング率と、HS−21の補正ホットスポット応力範囲との関係、およびJSSCによる疲労設計曲線E等級の疲労限度をあわせて示す。ここで補正ホットスポット応力による疲労設計はE等級とするのがよいことが既往の検討からわかっている。
図7に示すように、縦リブのみ(図7(a)参照)、横リブウェブのみ(図7(b)参照)、縦リブおよび横リブウェブの両方(図7(c)参照)のそれぞれのヤング率Eを15%増加させた場合、HS−21の応力範囲は4.6,4.1,8.4%それぞれ低減された。ここで応力低減率は横リブウェブ高さ500mm場合の結果である。
デッキプレートは、Eを15%減少させた場合に、すなわち橋幅方向のヤング率Eが15%増加した場合にHS−21が低減されたが、その低減量は0.3%と、縦リブや横リブウェブのヤング率変化の効果に比して1/10程度であった。
横リブウェブのヤング率Eを変化させ、HS−21の応力範囲を低減した結果、横リブウェブ高さ500mmの場合も、E等級の疲労限度62N/mmを満たす結果となった。なお、横リブウェブ高さが600mmの場合は、縦リブや横リブウェブのヤング率Eの変化によらず、E等級の疲労限度62N/mmを満たしていた。
このように、横リブウェブの高さを600mmとしなくても、異方性鋼板を用いて縦リブや横リブの所定の方向のヤング率を適切に変化させることによって、横リブウェブの高さは500mmでもE等級の疲労限度62N/mm以下を満たしていることがわかる。したがって、本発明によれば、縦リブと横リブとの交差部での発生応力を低減させて横リブウェブ高さを小さくすることができることが明らかとなった。
Based on the results in Table 2, FIG. 7 shows the relationship between the Young's modulus in the direction perpendicular to the bridge axis in the case of horizontal ribs and the bridge axis direction in the case of vertical ribs and deck plates, and the corrected hot spot stress range of HS-21, and The fatigue limit of the fatigue design curve E grade according to JSSC is also shown. It has been known from previous studies that the fatigue design using the corrected hot spot stress should be E class.
As shown in FIG. 7, only the longitudinal ribs (see FIG. 7 (a)), the horizontal rib webs only (see FIG. 7 (b)), and the young of both the vertical ribs and the horizontal rib web (see FIG. 7 (c)) If the rate E 1 was increased by 15%, the stress range of HS-21 was reduced, respectively 4.6,4.1,8.4%. Here, the stress reduction rate is the result when the horizontal rib web height is 500 mm.
Deck plate, when reduced E 1 15%, that is, HS-21 is reduced when the Young's modulus E 2 of the bridge width direction is increased by 15%, reduced the amount of the 0.3% thereof, It was about 1/10 compared to the effect of the change in the Young's modulus of the vertical ribs and the horizontal rib webs.
Young's modulus E 1 of the lateral rib web is changed, as a result of reduced stress range of HS-21, in the case of transverse rib web height 500 mm, resulted in meeting the fatigue limit 62N / mm 2 in E grade. The horizontal rib web height in the case of 600 mm, irrespective of the change of the vertical ribs and the horizontal rib web Young's modulus E 1 of met the fatigue limit 62N / mm 2 in E grade.
As described above, even if the height of the horizontal rib web is not set to 600 mm, the height of the horizontal rib web can be set to 500 mm by appropriately changing the Young's modulus of the vertical rib or the horizontal rib in a predetermined direction using an anisotropic steel plate. However, it can be seen that the fatigue limit of class E is 62 N / mm 2 or less. Therefore, according to the present invention, it has been clarified that the stress generated at the intersection of the vertical rib and the horizontal rib can be reduced to reduce the height of the horizontal rib web.

図8に横リブウェブ高さとHS−21での補正ホットスポット応力範囲の低減率の関係を示す。低減量は、図8(b)に示すように、横リブウェブのヤング率E(第一方向のヤング率)、縦リブのヤング率E(第一方向のヤング率)、デッキプレートのヤング率E(第二方向のヤング率)、横リブウェブと縦リブの両方のヤング率E(第一方向のヤング率)をそれぞれ15%増加させた場合の結果である。図8(a)に示すように、いずれも場合も横リブウェブ高さが低いほど、応力範囲低減量が大きかった。この要因には、横リブウェブ高さが低いほど、元々の応力範囲が大きいため低減しろがあったこと、および前述の横リブウェブの鉛直方向の変形に起因した応力低減メカニズムが考えられる。従ってより横リブウェブ高さを小さくする場合、すなわち発生応力が高くなってしまう場合において、横リブウェブに異方性鋼鈑を適用することによる、疲労耐久性改善効果が大きいと言える。 FIG. 8 shows the relationship between the horizontal rib web height and the reduction rate of the corrected hot spot stress range in HS-21. As shown in FIG. 8 (b), the reduction amounts are the Young's modulus E 1 of the horizontal rib web (Young's modulus in the first direction), the Young's modulus E 1 of the vertical ribs (Young's modulus in the first direction), and the Young of the deck plate. The results are obtained when the modulus E 2 (Young's modulus in the second direction) and the Young's modulus E 1 (Young's modulus in the first direction) of both the horizontal rib web and the longitudinal rib are increased by 15%. As shown in FIG. 8A, in all cases, the lower the height of the horizontal rib web, the greater the amount of reduction in the stress range. This factor may be due to the fact that the lower the height of the transverse rib web, the larger the original stress range, so that there is an allowance for reduction, and the above-mentioned stress reduction mechanism caused by the deformation of the transverse rib web in the vertical direction. Therefore, when the height of the horizontal rib web is further reduced, that is, when the generated stress becomes high, it can be said that the application of an anisotropic steel sheet to the horizontal rib web has a large effect of improving fatigue durability.

図9に各部材のヤング率Eを変化させた場合の、HS−21に発生する補正ホットスポット応力の各成分の変化を示す。図9では、モデル−41についてのみ、4本の棒グラフにそれぞれ「圧縮・膜」、「圧縮・曲」、「引張・膜」、「引張・曲」と記載され、4本の棒グラフは「圧縮・膜」、「圧縮・曲」、「引張・膜」、「引張・曲」を示している。その他のモデルについてはこのような記載は無いが、その他のモデルでも同様に4本の棒グラフは「圧縮・膜」、「圧縮・曲」、「引張・膜」、「引張・曲」を示している。また「圧縮・膜」は圧縮・膜応力、「圧縮・曲」は圧縮・曲げ応力、「引張・膜」は引張り・膜応力、「引張・曲」は引張り・曲げ応力を意味する。
横リブウェブのヤング率Eを増加(すなわちヤング率Eを低減)させた場合には、圧縮・曲げ応力成分の低下幅が最も大きく、次いで圧縮・膜応力も低下していた。前者は横リブウェブ高さが低い程、低下幅が大きく、後者は横リブウェブ高さが高い程、低減幅が大きくなっていた。縦リブのヤング率Eを増加させた場合も傾向は同様であったが、応力の低下幅は、横リブウェブのヤング率Eを増加させた場合に比して小さかった。デッキプレートのヤング率Eを15%低減させた場合(Eを15%増加させた場合)には、引張応力成分が低下していたが、その応力低減効果は、縦リブや横リブウェブのヤング率を変化させた場合のそれらに比して小さかった。これらの結果は、前記の、異方性鋼鈑を横リブウェブもしくは縦リブに適用することによる横リブウェブに発生する面外曲げ応力の低減メカニズムを裏付けるものであり、くわえて、今回検討した構造では横リブウェブへの異方性鋼鈑適用の方が、縦リブへの異方性鋼鈑適用よりも、横リブウェブの応力低減効果が大きいこと、デッキプレートへの異方性鋼鈑適用は、ほとんど横リブウェブの応力低減に寄与しないことを示している。
In the case of changing the Young's modulus E 1 of the members in FIG. 9 shows the change of each component of the correction hot spot stress generated in HS-21. In FIG. 9, only the model-41 is described as “compression / membrane”, “compression / bent”, “tensile / membrane”, and “tensile / bent” in the four bar graphs, respectively.・ Film ”,“ Compression / Bending ”,“ Tension / Membrane ”, and“ Tension / Bending ”. For other models, there is no such description, but for other models as well, the four bar graphs indicate “compression / film”, “compression / bending”, “tensile / membrane”, and “tensile / bending”. I have. Further, “compression / film” means compression / film stress, “compression / bending” means compression / bending stress, “tensile / film” means tension / film stress, and “tensile / bending” means tension / bending stress.
When the Young's modulus E 1 of the lateral rib web increased (i.e. reduce the Young's modulus E 2) is the range of decrease of the compression and bending stress component is the largest, followed by the compression-film stress was reduced. In the former, the lower the horizontal rib web height was, the larger the reduction width was, and in the latter, the higher the horizontal rib web height, the larger the reduction width was. Although tendency case of increasing the longitudinal ribs Young's modulus E 1 of were similar, the range of decrease of the stress was smaller than in the case of increasing the Young's modulus E 1 of the lateral rib web. If the Young's modulus E 1 of the deck plate to reduce by 15% (when E 2 was increased by 15%) is the tensile although stress component was reduced, the stress reduction effect, the vertical ribs and the horizontal rib web of It was smaller than those obtained when the Young's modulus was changed. These results support the above-described mechanism of reducing the out-of-plane bending stress generated in the horizontal rib web by applying the anisotropic steel sheet to the horizontal rib web or the vertical rib. The application of anisotropic steel sheet to the horizontal rib web has a greater effect of reducing the stress of the horizontal rib web than the application of the anisotropic steel sheet to the vertical rib, and the application of the anisotropic steel sheet to the deck plate hardly contributes to the reduction of the stress of the horizontal rib web. It is shown that.

6.異方性鋼板適用による鋼床版変形挙動の変化
図10に横リブウェブ高さ500mmのモデルにおける、各部材のヤング率変化前後での鋼床版の変形図を比較して示す。荷重位置は、HS−21の補正ホットスポット応力を最小(圧縮最大)とするケースとした。また、図10において、破線は普通鋼適用時の変形図、実線は異方性鋼板適用時の変形図を示す。
図10(a),(d)に示すように、横リブウェブのEを15%増加させたケースでは、変形図にほとんど変化が見られなかった。また、図10(b),(e),(g)に示すように、縦リブのEを15%増加させたケースでは、縦リブのたわみが6.4%減少し、図10(c),(f),(h)に示すように、デッキプレートのEを15%増加させたケースでは荷重位置直下縦リブから隣接する縦リブの回転変形が5.3%減少した。ここで縦リブのたわみは、縦リブの横リブに支えられている位置での変位を直線でつないだ基線からの鉛直変位量として算出した。これらの結果は、前記の、異方性鋼鈑を横リブウェブもしくは縦リブに適用することによる横リブウェブに発生する面外曲げ応力の低減メカニズムを裏付けるものと考えられる。
6. Changes in Deformation Behavior of Steel Slab due to Application of Anisotropic Steel Plate FIG. 10 shows a comparison of deformation diagrams of a steel slab before and after a change in Young's modulus of each member in a model with a horizontal rib web height of 500 mm. The load position was a case where the corrected hot spot stress of HS-21 was minimized (maximum compression). In FIG. 10, a broken line shows a deformation diagram when the ordinary steel is applied, and a solid line shows a deformation diagram when the anisotropic steel plate is applied.
FIG. 10 (a), the (d), the in the case of increasing the E 1 lateral rib web 15 percent, almost no change in the deformation diagram was observed. Further, as shown in FIG. 10 (b), (e) , (g), the vertical ribs cases E 1 a is increased 15%, of the longitudinal ribs deflection is reduced by 6.4%, FIG. 10 (c ), (f), as shown in (h), the rotational deformation of the longitudinal ribs adjacent the load position directly below the longitudinal ribs is reduced by 5.3% in the case where the E 2 of the deck plate is increased by 15%. Here, the deflection of the vertical rib was calculated as the amount of vertical displacement from a base line obtained by connecting the displacement of the vertical rib at the position supported by the horizontal rib with a straight line. These results are considered to support the mechanism of reducing the out-of-plane bending stress generated in the horizontal rib web by applying the anisotropic steel sheet to the horizontal rib web or the vertical rib.

10 鋼床版
11 デッキプレート
12 縦リブ
13 横リブ
13a ウェブ
13b 下フランジ
15 溶接部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Steel deck 11 Deck plate 12 Vertical rib 13 Horizontal rib 13a Web 13b Lower flange 15 Welded part

Claims (6)

橋軸方向に延びる縦リブと、橋軸直交方向に延びて前記縦リブと交差する横リブとによってデッキプレートを支持してなる鋼床版であって、
前記横リブは、板面上の第一方向とこの第一方向と直交する第二方向とでヤング率が異なり、かつ前記第一方向のヤング率が前記第二方向のヤング率よりも高い異方性鋼板によって形成され、
前記横リブは、前記第二方向が鉛直方向に向けられていることを特徴とする鋼床版。
A steel slab supporting a deck plate by a vertical rib extending in a bridge axis direction and a horizontal rib extending in a direction orthogonal to the bridge axis and intersecting with the vertical rib,
The transverse ribs have different Young's moduli in a first direction on a plate surface and a second direction orthogonal to the first direction, and have a different Young's modulus in the first direction than the Young's modulus in the second direction. Formed by anisotropic steel sheet,
The steel slab is characterized in that the horizontal ribs are oriented vertically in the second direction.
前記横リブの第二方向のヤング率は普通鋼のヤング率よりも低いことを特徴とする請求項1に記載の鋼床版。   The steel deck according to claim 1, wherein the transverse ribs have a Young's modulus in a second direction lower than that of ordinary steel. 橋軸方向に延びる縦リブと、橋軸直交方向に延びて前記縦リブと交差する横リブとによってデッキプレートを支持してなる鋼床版であって、
前記縦リブは、板面上の第一方向とこの第一方向と直交する第二方向とでヤング率が異なり、かつ前記第一方向のヤング率が前記第二方向のヤング率よりも高い異方性鋼板によって形成され、
前記縦リブは、前記第一方向が橋軸方向に向けられていることを特徴とする鋼床版。
A steel slab supporting a deck plate by a vertical rib extending in a bridge axis direction and a horizontal rib extending in a direction orthogonal to the bridge axis and intersecting with the vertical rib,
The vertical ribs have different Young's moduli in a first direction on a plate surface and a second direction orthogonal to the first direction, and have a different Young's modulus in the first direction than the Young's modulus in the second direction. Formed by anisotropic steel sheet,
The steel ribbed slab is characterized in that the first direction of the longitudinal rib is directed to a bridge axis direction.
前記縦リブの第一方向のヤング率は普通鋼のヤング率よりも高いことを特徴とする請求項3に記載の鋼床版。   The steel slab according to claim 3, wherein a Young's modulus of the longitudinal rib in the first direction is higher than a Young's modulus of ordinary steel. 前記縦リブが、鉛直方向に沿う板面を有する平板状に形成され、前記横リブが、鉛直方向に沿うウェブ面を有し、かつ前記縦リブが挿入される切欠きが設けられた平板状のウェブと、当該ウェブの下端部に取り付けられた下フランジとを備えていて、
前記縦リブと前記横リブとの交差部が、前記横リブにおける前記切欠きの縁部と縦リブとの間の隙間を塞ぐように連続的に全周溶接されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の鋼床版。
The vertical ribs are formed in a flat plate shape having a plate surface along the vertical direction, the horizontal ribs have a web surface along the vertical direction, and are provided with notches into which the vertical ribs are inserted. And a lower flange attached to the lower end of the web,
The intersection of the vertical rib and the horizontal rib is continuously welded all around so as to close a gap between the edge of the notch and the vertical rib in the horizontal rib. Item 5. The steel slab according to any one of Items 1 to 4.
前記横リブおよび前記縦リブが前記異方性鋼板により形成されていて、前記横リブは前記第二方向が鉛直方向に向けられると共に、前記縦リブは前記第一方向が橋軸方向に向けられていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の鋼床版。   The horizontal ribs and the vertical ribs are formed by the anisotropic steel plate, and the horizontal ribs are oriented in the second direction in the vertical direction, and the vertical ribs are oriented in the first direction in the bridge axis direction. The steel deck according to any one of claims 1 to 5, wherein:
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283330A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Nippon Steel Corp Shape steel
JP6072946B1 (en) * 2016-01-29 2017-02-01 新日鐵住金株式会社 Steel deck and road bridge
JP2018096184A (en) * 2016-12-16 2018-06-21 学校法人五島育英会 Steel plate floor instant bridge
JP2018161677A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 新日鐵住金株式会社 Steel plate joint structure

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007283330A (en) * 2006-04-14 2007-11-01 Nippon Steel Corp Shape steel
JP6072946B1 (en) * 2016-01-29 2017-02-01 新日鐵住金株式会社 Steel deck and road bridge
JP2018096184A (en) * 2016-12-16 2018-06-21 学校法人五島育英会 Steel plate floor instant bridge
JP2018161677A (en) * 2017-03-27 2018-10-18 新日鐵住金株式会社 Steel plate joint structure

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