JP2022089241A - 鋼床版、鋼床版構造、およびこれを有する橋梁 - Google Patents

Abstract

【課題】床版に防水層を設けることなく耐食性や耐久性を備えることができ、施工性を向上するとともに、経年劣化を抑制して耐久性を高めることのできる、鋼床版、鋼床版構造、およびこれを有する橋梁を提供する。
【解決手段】母材鋼板と、前記母材鋼板を下面側から支持する支持鋼材と、前記母材鋼板の上面に積層された耐食性鋼板とを有するように、鋼床版を構成する。前記耐食性鋼板はステンレス鋼板であると好ましく、前記母材鋼板と前記耐食性鋼板はクラッド鋼板として一体に形成されているとさらに好ましい。また、前記耐食性鋼板の上面に接着層を介して積層された舗装をさらに有すると好ましい。
【選択図】図３

Description

本発明は、床版面の耐食性や耐久性に配慮した鋼床版、鋼床版構造、およびこれを有する橋梁に関する。

橋梁等の構造物に用いられる床版として、ＲＣ床版、合成床版、鋼床版等がある。このうち、鋼床版は、ＲＣ床版や合成床版に比べて軽量であるとともに、工場で一定の大きさまで製作した上で現場に搬入して設置できるため、施工工期を短縮できる利点を有しており、多くの使用実績がある。

橋梁等の構造物に鋼床版が用いられる場合には、鋼床版のデッキプレート上にアスファルト舗装が施されるが、このアスファルト舗装のひび割れ等から雨水が侵入して、鋼床版のデッキプレート上に帯水し、デッキプレートを腐食させる。このような腐食を防ぐため、鋼床版のデッキプレート上に防水層を設けることが広く行われている。

例えば、特許文献１には、熱硬化型樹脂を防水層として床版上に設けることにより、床版の腐食や損傷劣化の防止性能を高める、道路橋床版の防水構造が開示されている。

特許第５３２３９８０号公報

しかし、特許文献１に開示されるような、鋼床版のデッキプレート上に防水層を設ける従来の構造では、その施工が煩雑であるとともに、防水層が経年劣化することにより雨水が侵入して腐食が発生してしまう問題がある。

一方、鋼床版の下面側や側面側については、塗装により耐食性を確保することが一般的であるが、この塗装に代えて、母材鋼板にステンレス等の耐食性鋼板を一体化したクラッド鋼板を用いることにより、メンテナンスフリー化することも一部で行われている。

そこで、本発明者らは、鋼床版の上面のデッキプレート側に、耐食性鋼板を適用することにより、床版に防水層を設けることなく耐食性や耐久性を備えることについて検討し、本発明に思い至った。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、床版に防水層を設けることなく耐食性や耐久性を備えることができ、施工性を向上するとともに、経年劣化を抑制して耐久性を高めることのできる、鋼床版、鋼床版構造、およびこれを有する橋梁を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は以下の特徴を有する。

［１］ 母材鋼板と、前記母材鋼板を下面側から支持する支持鋼材と、前記母材鋼板の上面に積層された耐食性鋼板と、を有することを特徴とする鋼床版。

［２］ 前記耐食性鋼板はステンレス鋼板であることを特徴とする［１］に記載の鋼床版。

［３］ 前記母材鋼板と前記耐食性鋼板は一体に形成されたクラッド鋼板であることを特徴とする［１］または［２］に記載の鋼床版。

［４］ 前記耐食性鋼板の上面に接着層を介して積層された舗装をさらに有することを特徴とする［１］～［３］のいずれかに記載の鋼床版。

［５］ ［１］～［４］のいずれかに記載の鋼床版が水平方向に複数接合されて構成される鋼床版構造であって、前記鋼床版間の接合部において、前記母材鋼板および前記耐食性鋼板の各々は、互いに異なる種類の溶接により接合されていることを特徴とする鋼床版構造。

［６］ ［１］～［４］のいずれかに記載の鋼床版が水平方向に複数接合されて構成される鋼床版構造であって、前記鋼床版間の接合部において、前記母材鋼板および前記耐食性鋼板は、前記母材鋼板の上面および前記耐食性鋼板の下面に設けられる添接板を介してボルト接合されていることを特徴とする鋼床版構造。

［７］ 前記接合部の上面側には防錆処理が施されていることを特徴とする［６］に記載の鋼床版構造。

［８］ ［５］～［７］のいずれかに記載の鋼床版構造を有することを特徴とする橋梁。

本発明の鋼床版、鋼床版構造、およびこれを有する橋梁によれば、鋼床版の母材鋼板の上面に耐食性鋼板が積層されているため、鋼床版に防水層を設けることなく、耐食性や耐久性を備えることができ、鋼床版の施工性を大幅に向上できる。

また、鋼床版の耐食性鋼板上に施されるアスファルト舗装にひび割れ等が発生して雨水が侵入し、耐食性鋼板上に帯水しても、この耐食性鋼板は雨水により経年劣化しにくいため、母材鋼板の腐食が発生せずに鋼床版の耐久性が高められ、長期間にわたり継続使用可能な鋼床版とすることができる。

図１（ａ）、図１（ｂ）は、本発明の鋼床版の一例を示す断面図およびその部分拡大図である。 図２は、本発明の鋼床版構造および橋梁の構造を模式的に示す斜視図である。 図３（ａ）、図３（ｂ）は、本発明の鋼床版構造の一例を示す断面図およびその部分拡大図である。 図４（ａ）、図４（ｂ）は、本発明の鋼床版構造の他の一例を示す断面図である。 図５（ａ）、図４（ｂ）は、本発明の鋼床版構造のさらに他の一例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の鋼床版、鋼床版構造、およびこれを有する橋梁の実施形態について、詳細に説明する。
［実施形態１］
図１（ａ）に、本実施形態１の鋼床版１０の主要部の断面を示す。また、図１（ｂ）に、図１（ａ）において破線で囲まれた部分の拡大図を示す。本実施形態１の鋼床版１０は、母材鋼板１２と、母材鋼板１２の上面に積層されたステンレス鋼板（耐食性鋼板）１３とからなるデッキプレート（クラッド鋼板）１１と、母材鋼板１２の下面に取り付けられて母材鋼板１２を所定の間隔で支持する、断面略Ｕ字形の縦リブ（支持鋼材）１４とを有している。本実施形態１では、鋼床版１０のデッキプレート１１として、母材鋼板１２とステンレス鋼板１３とがクラッド鋼板として予め一体に形成されたものを用いている。縦リブ１４の断面形状は略Ｕ字形に限られず、これ以外の開断面であってもよく、あるいは閉断面であってもよい。

クラッド鋼板からなるデッキプレート１１のうち、ステンレス鋼板１３部分には構造性能を求めない。鋼床版１０に要求される構造性能に応じて、母材鋼板１２の厚さおよび縦リブ１４の断面寸法が、従来の設計方法に従って適宜設定される。

構造性能を求めないステンレス鋼板１３の厚さは、母材鋼板１２の上面を雨水に接触させずに耐食性を備えることができる寸法であればよい。具体的には、ステンレス鋼板１３の厚さは、鋼床版１０のデッキプレート部分の重量増を２割以下に抑えて経済性を確保しつつ、クラッド鋼板１１の製造上の制約や、ステンレス鋼板１３上に施されるアスファルト舗装１６（後述する）を打ち換えるときの重機による施工疵の発生等を考慮して、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。

図２に、上述の鋼床版１０が水平方向に複数並列された状態で互いに接合されて構成される鋼床版構造１、およびこの鋼床版構造１を有する橋梁２の構造を、模式的に示す。図２に示すように、鋼床版１０のデッキプレート１１の下面側には、橋梁２の長さ方向に沿って設けられた上述の縦リブ１４に加えて、橋梁２の横断方向に縦リブ１４を所定の間隔で支持する、Ｈ形鋼からなる横リブ１７（支持鋼材）が設けられている。さらに、これら縦リブ１４および横リブ１７を支持する、Ｈ形鋼からなる主桁（支持鋼材）１８および横桁（支持鋼材）１９が設けられている。

鋼床版構造１では、鋼床版１０のステンレス鋼板１３の上面に、接着層１５を介してアスファルト舗装（舗装）１６が積層されている。接着層１５およびアスファルト舗装１６は、鋼床版１０を水平方向に複数並列した状態で互いに接合した後に、鋼床版１０のステンレス鋼板１３の上面に施される。または、鋼床版構造１または橋梁２を構築するための工期を短縮すべく、鋼床版１０の製作時に、鋼床版１０のステンレス鋼板１３の上面に接着層１５およびアスファルト舗装１６を予め積層した状態で、現場に搬入するようにしてもよい。

図３（ａ）に、鋼床版構造１の断面図を示す。また、図３（ｂ）に、鋼床版１０間の接合部１０Ｊの拡大図を示す。図３（ａ）に示すように、横リブ１７のうち、縦リブ１４と交差部には、スリット１７ａが設けられている。

図３（ｂ）に示すように、鋼床版１０間の接合部１０Ｊにおいて、クラッド鋼板からなるデッキプレート１１のうち、母材鋼板１２部分は、一般鋼材用の溶接２１により接合され、ステンレス鋼板１３部分は、ステンレスと同等の耐食性を有するステンレス溶接２２により接合されている。一般鋼材用の溶接２１によって母材鋼板１２間を接合することにより、鋼床版構造１の構造性能を確保しつつ、これを覆うようにしてステンレス溶接２２によってステンレス鋼板１３間を接合することにより、鋼床版１０間の接合部１０Ｊにおいても耐食性を備えることができる。

また、図３（ａ）に示すように、鋼床版１０間の接合部１０Ｊにおいて、Ｈ形鋼からなる横リブ１７は、添接板２３、２５を介して、ボルト２６によりボルト接合されている。
［実施形態２］
図４（ａ）に、本実施形態２の鋼床版構造１Ａの断面図を示す。また、図４（ｂ）に、図４（ａ）において破線で囲まれた部分の拡大図を示す。

本実施形態２の鋼床版構造１Ａでは、実施形態１の鋼床版構造１とは異なり、鋼床版１０間の接合部１０Ｊにおいて、デッキプレート１１間は、溶接により接合されるのではなく、添接板２３、２４を介してボルト接合されている。具体的には、耐食性を有しない添接板２３が母材鋼板１２の下面に設けられるとともに、ステンレス鋼板からなる添接板２４がステンレス鋼板１３の上面に設けられ、これら添接板２３、２４をステンレス製のボルト２７により締めこむことにより、デッキプレート１１間がボルト接合されている。
［実施形態３］
図５（ａ）に、本実施形態３の鋼床版構造１Ｂの断面図を示す。また、図５（ｂ）に、図５（ａ）において破線で囲まれた部分の拡大図を示す。

本実施形態３の鋼床版構造１Ｂでは、実施形態２の鋼床版構造１Ａとは異なり、鋼床版１０間の接合部１０Ｊにおいて、ステンレス鋼板１３の上面に設けられる添接板には、ステンレス製のものを用いずに、母材鋼板１２の下面に設けられる添接板２３と同じものを用いている。また、ステンレス鋼板１３の上面に設けられる添接板２３を締結するボルトにも、ステンレス製のものを用いずに、母材鋼板１２の下面に設けられる添接板２３を締結するボルト２６と同じものを用いている。

そして、鋼床版１０のステンレス鋼板１３の上面にアスファルト舗装１６を施す前に、鋼床版１０間の接合部１０Ｊにおいて、ステンレス鋼板１３の上面に設けられる添接板２３およびこれを締結するボルト２６の上面側に、防錆処理２８を施すようにしている。具体的には、防錆処理２８として、水密性が高いコーキング材などを、水などが侵入しないように、添接板２３およびこれを締結するボルト２６の上面側に隙間なく塗布する。防錆処理２８の材料としては、アスファルト施工時の高温（２００℃程度）に耐えられるものを用いることが好ましい。

なお、上記各実施形態では、鋼床版１０のデッキプレート１１として、母材鋼板１２とステンレス鋼板１３とがクラッド鋼板として予め一体に形成されたものを用いているが、これに代えて、別々に形成された母材鋼板１２とステンレス鋼板１３とを重ね合わせて用いてもよい。この場合には、母材鋼板１２とステンレス鋼板１３との間に雨水が侵入しないように、母材鋼板１２とステンレス鋼板１３の周縁部を溶接や接着剤等により塞ぐことが好ましい。

１、１Ａ、１Ｂ 鋼床版構造
２ 橋梁
１０ 鋼床版
１０Ｊ 接合部
１１ デッキプレート（クラッド鋼板）
１２ 母材鋼板
１３ ステンレス鋼板（耐食性鋼板）
１４ 縦リブ（支持鋼材）
１５ 接着層
１６ 舗装
１７ 横リブ（支持鋼材）
１８ 主桁（支持鋼材）
１９ 横桁（支持鋼材）
２１ 一般溶接
２２ ステンレス溶接
２３、２４、２５ 添接板
２６、２７ ボルト
２８ 防錆処理

Claims (8)

1. 母材鋼板と、
   前記母材鋼板を下面側から支持する支持鋼材と、
   前記母材鋼板の上面に積層された耐食性鋼板と、
   を有することを特徴とする鋼床版。
2. 前記耐食性鋼板はステンレス鋼板であることを特徴とする請求項１に記載の鋼床版。
3. 前記母材鋼板と前記耐食性鋼板は一体に形成されたクラッド鋼板であることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼床版。
4. 前記耐食性鋼板の上面に接着層を介して積層された舗装をさらに有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の鋼床版。
5. 請求項１～４のいずれかに記載の鋼床版が水平方向に複数接合されて構成される鋼床版構造であって、
   前記鋼床版間の接合部において、前記母材鋼板および前記耐食性鋼板の各々は、互いに異なる種類の溶接により接合されていること
   を特徴とする鋼床版構造。
6. 請求項１～４のいずれかに記載の鋼床版が水平方向に複数接合されて構成される鋼床版構造であって、
   前記鋼床版間の接合部において、前記母材鋼板および前記耐食性鋼板は、前記母材鋼板の上面および前記耐食性鋼板の下面に設けられる添接板を介してボルト接合されていること
   を特徴とする鋼床版構造。
7. 前記接合部の上面側には防錆処理が施されていることを特徴とする請求項６に記載の鋼床版構造。
8. 請求項５～７のいずれかに記載の鋼床版構造を有することを特徴とする橋梁。

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