JP4365640B2

JP4365640B2 - 板材接合用ボルトとそれを用いた板材の接合方法

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Publication number: JP4365640B2
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Inventors: 岳史山田
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Publication date: 2009-11-18
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Description

この発明は、道路橋等の鋼構造物に用いられる鋼板・コンクリート合成床版の底面の鋼板などの板材を連結して摩擦接合するためのボルトおよびこのボルトを用いた板材の接合方法に関する。

道路橋等の鋼構造物に用いられる鋼板・コンクリート合成床版は、底面の鋼板をコンクリート床板の断面の一部としたコンクリート床板であり、この鋼板は構造部材として使用されるだけでなく、コンクリート打設時の型枠にも兼用される。従って、コンクリート打設後の型枠を取り外す作業を省略でき、床板の下に脱型のための足場と支保工が不要となって、施工時のコストメリットが大きい

前記合成床版では、通常、図９（ｄ）に示すように、複数の鋼板２１、２１ａがボルト２２、２２、ナット２３、２３およびワッシャ２４、２４等の締結部品により、添接板２５を介して連結して摩擦接合され、合成床版の底面の鋼板が形成される。この接合の手順は以下の通りである。

まず、図９（ａ）に示すように、接合すべき一方の鋼板２１の上に、添接板２５の片側半分を、鋼板２１および添接板２５のそれぞれに設けたボルト穴２６および２７が一致するように重ね、鋼板２１の下側からボルト２２を挿通して、添接板２５の上側からワッシャ２４およびナット２３を嵌める。そして、鋼板２１の上側から、このナット２３を締め込んで、一方の鋼板２１に添接板２５を固定する。次に、図９（ｂ）に示すように、接合すべき他方の鋼板２１ａを、添接板２５を固定した一方の鋼板２１に近接させ、鋼板２１および添接板２５のそれぞれに設けたボルト穴２６ａおよび２７ａが一致するように添接板２５の他方側の半分と重ね、図９（ｃ）に示すように、鋼板２１ａの下面側からボルト２２を挿通する。そして、図９（ｄ）に示したように、ボルト２２にワッシャ２４およびナット２３を嵌め、鋼板２１ａの上面側からこのナット２３を締め込んで締結し、この鋼板２１ａに添接板２５を固定する。このようにして、添接板２５がそれぞれの鋼板２１、２１ａに固定される結果として、この鋼板２１、２１ａが添接板２５を介して、ボルト２２およびナット２３により摩擦接合される。

しかし、このように、ボルト２２を用いて鋼板どうしを接合する場合、鋼板２１、２１ａの下面側からボルト２２をそれぞれ挿通し、このボルト２２が落下しないように保持してワッシャ２４およびナット２３を嵌めて締め込む必要があるため、鋼板２１、２１ａの上面側からだけでは、その接合作業を行なうことができない。このため、架設現場で鋼板２１、２１ａの下面側にも足場を設けて、そこからボルト２２を挿通し、鋼板２１、２１ａの上面側から締結するとういう施工手順を踏まざるを得ず、型枠の取り外し作業を省略できることによる床板下側の足場が不要という合成床版の前述のコストメリットの一つを相殺することになる。

このような問題点を解消するために、架設現場での鋼板下面側からの作業を解消する方法として、図１０（ａ）に示すように、鋼板２１、２１ａの対向する端部に連結用フランジとして機能させるリブ２８、２８をそれぞれ設け、このリブ２８、２８同士をボルト２９およびナット３０で締結する方法、また、図１０（ｂ）に示すように、一方の鋼板２１に連結板３１を予め溶接しておき、かつ、他方の鋼板２１ａにナット３０を予め溶接しておき、この連結板３１を他方の鋼板２１ａにボルト２９を挿通し、ナット３０ａを締め込んで締結する方法、そして、図１０（ｃ）に示すように、双方の鋼板２１、２１に予めナット３０、３０をそれぞれ溶接しておき、上側からそれぞれボルト２９を挿通して、添接板２５を双方の鋼板２１に締結・固定し、これらの鋼板２１、２１を接合する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

同様に、架設現場での鋼板下面側からの作業を解消する方法として、以下のような鋼板の接合方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。即ち、図１１（ａ）に示すように、まず、接合すべきそれぞれの鋼板２１、２１の下面側からボルト２９、２９を挿通し、鋼板２１、２１の上面側に突出したボルトねじ部２９ａ、２９ａの側面に引張りワイヤ３２ａを取り付けた落下防止部材３２を装着することで、すべてのボルト２９を鋼板２１から抜け落ちないように保持する。次いで、架設現場では、図１１（ｂ）に示すように、両側にボルト穴２７、２７を設けた添接板２５を、このボルト穴２７にそれぞれのボルトねじ部２９ａを挿通させて鋼板２１、２１の接合部３３、３３の直上に配置し、そして、図１１（ｃ）に示すように、添接板２５のボルト穴２７の上に突出した全てのボルトねじ部２９ａにナット３０を、添接板２５が遊動でき、落下防止部材３２を容易に取り外せるように、仮止めの状態に嵌める。次に、図１１（ｄ）に示すように、引張りワイヤ３２ａで落下防止部材３２をボルトねじ部２９ａから引き抜くと、図１１（ｄ）に示すように、ボルト２９は抜け落ちず、ナット３０で止められる。最後に、図１１（ｅ）に示すように、ナット３０をボルトねじ部２９ａに締め込むことにより、添接板２５を介して鋼板２１、２１を接合することができる。

特開２０００−４７６１６号公報（［０００８］〜［００１５］）特開２００１−２７９８５４号公報（［００１６］〜［００２９］）

しかし、特許文献１の図１０（ａ）の接合方法では、合成床版を架渡す主桁を支点部とする一種のてこ反力、即ち曲げ応力の作用により、ボルト２８自体が疲労破壊したり、連結用フランジとして機能させる端部のリブ２８形成のための局部曲げに起因して、鋼板２１の疲労破壊が発生する試験結果が示されている（非特許文献３参照）。

鋼構造物設計指針ＰＡＲＴ（Ｂ）合成構造物（土木学会平成９年度版、第１８１〜１８２頁）

また、図１０（ｂ）の接合方法では、一方の鋼板２１に連結板を溶接し、他方の鋼板２１ａには、その下面側に、ボルト２９の挿通箇所に対応してナット３０を溶接する必要があり、また、図１０（ｃ）の接合方法でも、双方の鋼板２１の下面側に、ボルト２９の挿通箇所に対応してナット３０を溶接する必要があり、いずれの場合も、煩雑な作業を伴う。

一方、特許文献２に示された図１１（ａ）〜（ｅ）の接合方法では、予め鋼板２１の下面側から挿入したボルト２９のねじ部に、上面側一方向からナット３０を締め付けるためには、ボルト３０には、価格が通常の高力ボルトの１０倍以上の高力ワンサイドボルトを使用する必要があり、施工コストが増大する。また、落下防止材３２を別途設け、鋼板２１の接合用のすべてのボルトに着脱する必要があるため煩雑となる。

そこで、この発明の課題は、道路橋等の鋼構造物に用いられる鋼板・コンクリート合成床版の鋼板からなる板材を、架設現場でボルトを用いて接合する場合などに、板材の上面側のみからの締結作業を可能とし、板材下面側の作業スペースを不要とする板材接合用ボルトおよびこのボルトを用いた板材の接合方法を提供することである。

前記の課題を解決するために、この発明では以下の構成を採用したのである。

即ち、請求項１に係る板材接合用ボルトは、接合すべき複数の板材を、その接合部が近接するように対向させ、前記接合部を覆うように添接板を上方から重ね、前記複数の板材を、前記添接板を介して接合する板材接合用ボルトであって、前記板材が鋼板であり、前記ボルトがその両側にねじ部を有し、このねじ部間に、前記添接板に設けたボルト穴は通過し、前記鋼板に設けたボルト穴は通過しない大きさの、前記ボルト穴に嵌って当たるテーパ部を有する膨出した節部が設けられ、かつ前記節部の高さが前記添接板の厚さ以下であることを特徴とする。

このようにすれば、鋼板または添接板に設けたボルト穴に、その上面側からボルトを挿通しても、上述のように、節部がボルト穴を通過せず、ボルトが鋼板に保持されて落下しない。また、膨出した節部が前記ボルト穴に嵌って当たるテーパ部を有するので、ボルトがボルト穴の中心に位置し、節部を通して添接板を鋼板上に配置しやすくなる。そして、両側にねじ部を有するこの接合用ボルトの、鋼板の下面側に突出した一方のねじ部にナットを締め込んで、まず、ボルトを簡便かつ容易に固定することができる。さらに、前記節部を通過する大きさのボルト穴を設けた添接板を、固定したボルトの上側から前記接合部を覆うように鋼板上に配置し、節部高さは、添接板の板厚よりも小さいため、ボルトに挿通されたワッシャは添接板の上面に当接し、その上から、すなわち鋼板の上面側からナットを締め付けることにより、鋼板材質を劣化させずに、添接板と鋼板とを安定して固定することができる。それにより、鋼板を、その上面側のみからの締結作業で接合することができ、接合作業が簡便化される。

なお、節部を設けた接合用ボルトを用いる場合、接合すべき一対の鋼板を、その上面側からナットを締め込むことにより、添接板を介して連結して接合することができるので、架設後の締結作業を上面側のみから行なうことができる。それにより、鋼板の下面側に足場を設けずに済み、上面側からのみの作業となるため、鋼板の接合作業を伴う合成床版等の施工コストを大幅に低減でき、かつ、安全性が向上するなど作業環境が改善される。

請求項２に係る板材接合用ボルトは、前記ボルトの両側に設けたねじ部のねじ山の方向を同じ方向に形成することを特徴とする。

このようにすれば、鋼板など板材の上面側から、ボルトに設けた前記他方のねじ部にナットを締め込む際に、予め鋼板などの板材に固定するために、その下面側に突出したボルトの一方のねじ部に締め込んだナットが緩むことを防止することができる。

請求項３に係る板材の接合方法は、請求項１または２に記載の板材接合用ボルトを用いた板材の接合方法であって、接合すべき板材のそれぞれに設けた、前記節部が通過しない大きさのボルト穴に前記ボルトを上方から挿通して前記節部を該ボルト穴に当て、板材の下面側に突出した一方のねじ部にナットを締め込み、前記ボルトを予め板材に固定する、架設前の第１の工程と、この第１の工程後、架設現場で、前記板材の接合部を互いに近接して対向させ、第１の工程で板材に固定したボルトの上方から、前記節部が通過できる大きさのボルト穴が設けられ、且つ前記節部の高さよりも板厚の方が大きい添接板を、前記接合部を覆うように板材上に配置した後、前記添接板の上面側に突出した前記ボルトの他方のねじ部に嵌めたナットで、板材の上面側から締め込んで添接板とそれぞれの板材とを固定する第２の工程とからなる板材の接合方法である。

このように、第１の工程で、ボルトに設けた節部が鋼板などの板材のボルト穴に嵌って当たることにより、ボルトが抜け落ちず、板材の下面側からナットを締め込んで、ボルトを板材に固定できる。そして、第２の工程で、架設後に、板材の接合部を覆うように配置した添接板と板材とを、板材の上面側からナットで締め込むことにより固定することができる。従って、板材の上面側のみからの締結作業で、添接板を介して板材を連結して接合することができる。

以上のように、この発明では、鋼板・コンクリート合成床版などに用いられる鋼板の接合に、両側にねじ部を有し、このねじ部の間に、前記板材のボルト穴に嵌って当たるテーパ部を有する膨出した節部を設けたボルトを用いるようにしたので、前記合成床版の場合、鋼板に、その上側から添接版を介してボルトを挿通しても、節部がボルト穴に当たり、ボルトが保持されて落下せず、このボルトを鋼板の下面側から容易に固定することができる。また、節部高さは、添接板の板厚よりも小さいため、ボルトに挿通されたワッシャは添接板の上面に当接し、その上から、すなわち鋼板の上面側からナットを締め付けることにより、鋼板材質を劣化させずに、添接板と鋼板とを安定して固定することができる。そして、架設現場では、鋼板の上面側からのみの締結作業で、添接板を介して鋼板を連結して接合できるため、鋼板の下面側に足場を設けずに済み、鋼板の接合作業を伴う合成床版等の施工コストを大幅に低減でき、かつ、鋼板上面側からのみの作業であるため、安全性が向上するなど作業環境が改善される。

以下に、この発明の実施形態を添付の図１から図８に基づいて説明する。

図１は、この発明の板材、即ち鋼板接合用のボルト１を示したもので、この鋼板接合用ボルト１の両側には、同じ方向のねじ部２、２ａがそれぞれ形成されている。これらの雄ねじ２、２ａの間に、中央部の直径Ｄがボルト軸部３の直径ｄよりも大きい節部４が設けられ、この節部４の表面は、その中央部から両側の軸部３の方にかけて、テーパ状に軸対称面に形成されている。前記ボルト１としては、通常、高力ボルトが、ワッシャ７およびナット８とセットで用いられる。

図２（ａ）〜（ｃ）は、前記節付き両ねじタイプのボルト１を用いて、前記合成床版の鋼板５、５を接合する手順を示したものである。図２（ａ）は、それぞれの鋼板５、５にボルト１、１を上方から挿通し、その節部４、４が鋼板５、５に設けたボルト穴６、６に嵌って当たり、鋼板５、５の下面側に突出したボルト１、１の一方のねじ部２、２にワッシャ７、７を介して嵌めたナット８、８を締め込み、予めボルト１、１を鋼板５、５に固定し、鋼板５、５の接合部９、９を近接して対向させた、第１の工程後の状態を示している。

図２（ｂ）および（ｃ）は、第２の工程において、ボルト１、１の節部４、４が通過できる大きさのボルト穴１０、１０を設けた添接板１１をボルト１、１の上方から挿入し（図２（ｂ））、接合部９、９を覆うように鋼板５、５上に配置した後、固定したそれぞれのボルト１、１の他方のねじ部２ａ、２ａにワッシャ７ａ、７ａを介してナット８ａ、８ａを嵌めて鋼板５、５の上面側から締め込み、添接板１１とそれぞれの鋼板５、５とを固定した状態（図２（ｃ））を示したものである。

図２（ａ）に示したように、前記ボルト１の節部４の直径Ｄは、落下防止のため、鋼板５に設けたボルト穴６の直径ｄ₀よりも大きく形成され、また、このボルト穴６の直径ｄ₀は、ボルト軸部３の直径ｄよりも大きく形成されているので、これらの直径Ｄ、ｄ₀、ｄの大小関係は、Ｄ＞ｄ₀＞ｄとなる。そして、節部４の直径Ｄは、ボルト穴６の直径ｄ₀よりも少なくとも１ｍｍ程度大きくしていれば充分である。また、節部４の高さＨは、図２（ｂ）および図２（ｃ）に示した添接板１１の板厚ｔよりも小さくしておく必要がある。なお、前記節部４を、その外周面がテーパ状ではなく、ボルト穴を通過しない大きさで、円筒状に形成することもできる。

この発明の実施形態は以上のような構成であり、以下にその作用について説明する。

前記ボルト１は、鋼板５に設けたボルト穴６の直径ｄ₀よりも大きい直径Ｄを有する節部４を設けた両ねじタイプのボルトであるため、図２（ａ）に示したように、それぞれの鋼板５の上側からボルト１を挿入しても抜け落ちず、鋼板５の下面側から、ワッシャ７を介してナット８で締め込み、予め、ボルト１を鋼板５に容易に固定することができる。

また、前記節部４の中央部から両側のボルト軸部３の方にかけて、テーパ状に軸対称面で形成されているため、このテーパ状の軸対称面がボルト穴６に嵌って当たり、ボルト１がボルト穴６の中心に位置する。それにより、節部４を通して添接板１１を鋼板５上に配置しやすくなり、また、添接板１１に設けるボルト穴１０の直径と節部４の外径Ｄとの隙間も小さくできるので、鋼板５と添接板１１とが相互にずれにくくなる。

さらに、節部４の高さＨは、図２（ｂ）および（ｃ）に示したように、ボルト１の上側から鋼板５の接合部９を覆うように配置された添接板１１の板厚ｔよりも小さいため、ボルト１に挿通されたワッシャ７ａは添接板１１の上面に当接し、その上からナット８ａを締め付けて添接板１１がそれぞれの鋼板５に安定して固定される。このようにして鋼板５、５を、添接板１１を介して接合することができる。

前記鋼板５の上側からナット８ａを締め込むだけで、添接板１１をそれぞれの鋼板５へ固定する締結作業を行なえるため、鋼板５、５の下面側に足場を設けずに済み、鋼板５、５の接合作業を伴う合成床版等の施工コストを大幅に低減でき、かつ、安全性が向上するなど作業環境が改善される。

以下に、実施例として、本発明を用いて接合した鋼板の接合部のすべり試験結果について説明する。

図３（ａ）および（ｂ）は、すべり試験に用いた供試体１２を示したもので、この供試体１２には、図４に示すように、両側に同じ方向の雄ねじ２ａ、２ａ（Ｍ２２、ピッチ２．５、等級Ｆ１０Ｔ）を有し、これらのねじ部２ａ、２ａの間に節部４ａが形成されたボルト１ａ、およびワッシャ７、７ａ、ナット８ａ、８ｂが締結部材として用いられ、前述のようにして、鋼板５ａ、５ｂが、その接合部９ａ、９ｂを近接して対向し、添接板１１を介して接合されている。前記節部４ａは、円柱状に形成され、ボルト穴に臨むその両端側には面取り４ｂ、４bが施され、いずれもボルト軸部３ａに向かって狭まるテーパ形状となっている。図３および図４中に供試体１２およびボルト１ａの各寸法を記した。

前記ボルト１ａの軸部３ａの直径約２２ｍｍに対し、節部４ａの直径は２５ｍｍと約３ｍｍ大きく、鋼板５ａ、５ｂに設けたボルト穴６ａ、６ｂの直径は２４．５ｍｍであり、ボルト１ａは、その軸部３ａがこのボルト穴６ａ、６ｂを通過するが、節部４ａは通過しないため、供試体１２の組み立ての際に、前述のように、鋼板５ａ、５ｂから抜け落ちないようになっている。また、添接板１１には、節部４ａを通過して鋼板５ａ、５ｂ上に配置できるように、直径２６．５ｍｍのボルト穴１３、１３が設けられている。そして、ナット８ａ、８ｂの締め込みの程度により、供試体１２の一方の鋼板５ａを固定側、他方の鋼板５ｂをすべり側とし、いずれの側のボルト１ａも所定のトルクで１次締め付けを行なった後、固定側では、ナット８ａをさらに１２０°回転させ、すべり側ではナット８ｂを９０°回転させて締め込みを完了している。

前記供試体１２は、表１に示すように、摩擦面、即ち鋼板５ａと添接板１１とのそれぞれの接触面を異なる３種類の表面状態にして、各表面状態毎に３本の供試体を試験に供した。なお、下地処理は、グリッドブラストまたはショットブラストにより表面粗さをＪＩＳＢ０６０１による１０点平均粗さ８０μｍＲｚ程度に仕上げた処理である。また、厚膜型無機ジンクリッチペイント処理は、エアレス塗装機により、目標膜厚７５μｍをとし塗装処理である。そして、ブラスト処理は、溶融亜鉛めっき処理後に、グリッドブラストまたはショットブラストにより、表面粗度を５０μｍＲｙ以上に仕上げた処理である。

前記供試体１２を、引張り試験機に垂直にセットし、荷重Ｐを徐々に増加させ、鋼板５ａと添接板１１とがすべり始めた時点の荷重、即ちすべり荷重Ｐ_Sを求めた。そして、次式により、すべり係数μを算出した。
μ＝Ｐ_S／（ｍ・ｎ・Ｎ）
ここに、ｍ：摩擦面数ｎ：ボルト本数Ｎ：導入ボルト軸力
なお、本実施例の場合、摩擦面数ｍおよびボルト本数ｎは、それぞれ２である。

算出したすべり係数μの大きさを表２に示す。表２から、すべり係数μは、いずれの表面状態の供試体１２の場合でも、合格値の０．４０以上であることを確認した。

図５（ａ）〜（ｄ）は、参考形態を示したもので、この実施形態では、図５（ｄ）に示すように、鋼板５、５の上面および下面の２面に添接板１１、１１ａが固定されている。まず、図５（ａ）に示すように、ボルト１の節部４が、下側の添接板１１ａに設けた一方のボルト穴１０ａよりも大きく形成され、このボルト穴１０ａと同じ大きさのボルト穴６を設けた、接合すべき一方の鋼板５を、その接合部９を添接板１１ａの中程に位置させ、鋼板５のボルト穴６と添接板１１ａの一方のボルト穴１０ａとを重ね、その上方から、ボルト１を挿通する。このボルト１は、その節部４が鋼板５のボルト穴６に嵌って当たり、抜け落ちずに留まっている。そして、添接板１１ａのボルト穴１０ａと同じ大きさの他方のボルト穴１０ｂに、節部４ａを設けたもう一方のボルト１ａが挿通され、節部４ａが添接板１１ａのボルト穴１０ｂに嵌って当たり、同様に抜け落ちずに留まっている。

次に、図５（ｂ）に示すように、添接板１１ａの下面側からワッシャ７ａ、７ａを介してナット８ａ、８ａを締め込んで，それぞれのボルト１、１ａを添接板１１ａに固定する。以後、架設現地作業となり、図５（ｃ）に示すように、ボルト１ａの節部４ａよりも大きいボルト穴６ａを設けた連結すべき他方の鋼板５ａをボルト１ａの上方から通して添接板１１ａに重ねる。そして、図５（ｄ）に示すように、節部４、４ａを通過できる大きさのボルト穴１０、１０ｃを設けた上側の添接板１１をボルト１、１ａに通して鋼板５、５ａに重ねた後、この鋼板５、５ａの上側からの締結作業で、ワッシャ７、７を介してナット８、８をそれぞれ締め込んで、上側および下側の添接板１１、１１ａと鋼板５、５ａとを一体に固定する。

このようにしても、鋼板５、５ａを、上下に設けた添接板１１、１１ａを介して接合することができる。鋼板５、５ａは、その接合部９、９で上下の添接板１１、１１ａを介して固定されるため、摩擦面数が増え、即ち接触界面での摩擦力が大きくなって、すべり係数μが増加し、接合状態がより安定する。

図６は、他の形態の板材、即ち鋼板接合用ボルト１ｂを示したもので、この接合用ボルト１ｂは、ボルト頭１４が丸いトルシア形高力ボルトであり、ピンテール部の図示を省略している。このボルト１ｂは、その軸部３には、ねじ結合により嵌め込んだ引っ掛けリング１５を備え、鋼板の接合時には、ワッシャ７およびナット８とセットで用いられる。

なお、前記ボルト１ｂとして、ピンテール部を設けたトルシア形高力ボルト（日本道路協会規格「摩擦接合用トルシア形高力ボルト・六角ナット・平座金のセット」）を用いる場合、ボルトの締め付け完了がピンテールの破断により確認できるため、締め忘れの防止ができ、また、専用レンチを用いて締め付けを行なうため、低騒音で簡単に施工できる。

図７（ａ）〜（ｃ）は、前記引っ掛けリング１５を備えたトルシア形高力ボルトを板材接合用ボルト１ｂとして用いて、前記合成床版の鋼板５、５を接合する手順を示したものである。なお、ピンテール部の図示は省略している。図７（ａ）は、それぞれの鋼板５、５に設けたボルト穴６、６に、前記ボルト１ｂ、１ｂを下方から挿通し、その上方から前記ボルト１ｂの軸部３にねじ結合により嵌め込んだ引っ掛けリング１５をボルト穴６、６の周りに当て、落下防止のため、予めボルト１ｂ、１ｂを鋼板５、５に固定した第１の工程後の状態を示している。

図７（ｂ）、（ｃ）は、第２の工程において、引っ掛けリング１５が通過できる大きさのボルト穴１０、１０を設けた添接板１１をボルト１ｂ、１ｂの上方から挿入し（図２（ｂ））、接合部９、９を覆うように鋼板５、５上に配置した後、鋼板５、５にそれぞれ固定したボルト１ｂ、１ｂのねじ部２、２にワッシャ７、７を介してナット８、８を嵌めて鋼板５、５の上面側から締め込み、添接板１１とそれぞれの鋼板５、５とを固定した状態（図７（ｃ）、（ｄ））を示したものである。なお、トルシア形高力ボルトでは、周知のように、図示を省略したピンテール部は、ナット８、８の締め付けトルクが所定の値に達した後に、自動的にねじ切れるようになっている。

図７（ａ）に示したように、前記ボルト１ｂの軸部３にねじ結合により嵌めこんだ引っ掛けリング１５の直径（外径）Ｄは、落下防止のため、鋼板５に設けたボルト穴６の直径ｄ₀よりも大きく形成され、また、このボルト穴６の直径ｄ₀は、ボルト軸部３の直径ｄよりも大きく形成されているので、これらの直径Ｄ、ｄ₀、ｄの大小関係は、Ｄ＞ｄ₀＞ｄとなる。前記引っ掛けリング１５の直径Ｄは、ボルト穴６の直径ｄ₀よりも少なくとも１ｍｍ程度大きくしていれば充分である。（社）道路橋示方書によれば、ボルト穴６の直径ｄ₀は、ボルト軸部３の直径ｄよりも２．５ｍｍ大きくすることが規定されているため、引っ掛けリング１５の直径Ｄはボルト軸部３の直径ｄより３．５ｍｍ程度大きく形成すればよい。また、引っ掛けリング１５の高さＨａは、図７（ｂ）および（ｃ）に示したように、添接板１１の板厚ｔよりも小さくしておく必要がある。また、ボルト首下の非ねじ部の長さＬ（図６参照）は、鋼板５の板厚ｔ₀よりも小さくしておく必要がある。

このようにしても、鋼板５の上面側のみからの締結作業で、添接板１１を介して板材を連結して接合することができ、接合作業が簡便化される。しかも、ボルト頭１４が丸いトルシア形高力ボルトタイプの高力ボルトを用いているため、人目に触れる鋼板５の下側の方の外面に丸いボルト頭の方が位置するため、リベット接合のようにも見えて、美観を起こさせ、意匠性に優れる。

図８（ａ）〜（ｃ）は、前記引っ掛けリング１５、１５ａを設けたトルシア形高力ボルト（ピンテール部は図示省略）を接合用ボルト１ｂ、１ｃとして用いた接合方法の他の実施形態を示したものである。この実施形態では、図５に示した場合と同様に、鋼板５、５ａの上面および下面の２面に添接板１１、１１ａが固定されている（図８（ｃ））。まず、図８（ａ）に示すように、接合すべき一方の鋼板５を、その接合部９を添接板１１ａの中程に位置させ、鋼板５のボルト穴６と添接板１１ａの一方のボルト穴１０ａとを重ね、その下方からボルト１ｂを挿通する。次に、鋼板５のボルト穴６を通過しない大きさに形成された引っ掛けリング１５を、ボルト１ｂの軸部３にねじ結合により嵌め込んで鋼板５のボルト穴６の周りに当て、鋼板５および添接板１１ａに固定することにより、ボルト１ｂの落下が防止される。そして、添接板１１ａの、ボルト穴１０ａと同じ大きさの他方のボルト穴１０ｂにもう一方のボルト１ｃを挿通し、このボルト穴１０ｂを通過しない大きさの引っ掛けリング１５ａをボルト１ｃの軸部３ａに嵌め込んでボルト穴１０ｂの周りに当て、添接板１１ａに固定することにより落下が防止される。以後、架設現地作業となる。

図８（ｂ）に示すように、引っ掛けリング１５ａの外径よりも大きいボルト穴６ａを設けた連結すべき他方の鋼板５ａをボルト１ｃの上方から通して添接板１１ａに重ねる。そして、図８（ｃ）に示すように、引っ掛けリング１５、１５ａを通過できる大きさのボルト穴１０、１０ｃを設けた上側の添接板１１を、ボルト１ｂ、１ｃに通して接合部９、９を覆うように鋼板５、５ａに重ねた後、この鋼板５、５ａの上側からの締結作業で、ワッシャ７、７を介してナット８、８をそれぞれ締め込んで、上側および下側の添接板１１、１１ａと鋼板５、５ａとを一体に固定する。なお、ボルト首下の非ねじ部の長さＬ（図６参照）は、ボルト１ｂでは鋼板５と添接板１１ａの板厚の和（ｔ₀＋ｔ）よりも、ボルト１ｃでは添接板１１ａの、板厚ｔよりもそれぞれ小さくしておく必要がある。図７の場合と同様に、ナット８、８の締め付け終了後に、図示を省略したピンテール部が自動的にねじ切れる。

このようにしても、鋼板５、５ａを、上下に設けた添接板１１、１１ａを介して接合することができる。鋼板５、５ａは、その接合部９、９で上下の添接板１１、１１ａを介して固定されるため、摩擦面数増え、即ち接触界面での摩擦力が大きくなって、すべり係数μが増加し、接合状態がより安定し、かつ、前述のように、外観上も美観を呈し、意匠性に優れる。

なお、前記トルシア形高力ボルトの代わりに、ボルト頭が六角形状の通常の高力ボルトに前記引っ掛けリングを設けて、前述の板材接合用ボルトとして用いることもできる。

前述の図２に示した実施形態、図５、図７および図８に示した参考形態は、いずれも鋼板および添接板を上下に重ね、接合用ボルトを鉛直方向に挿通する場合について示したが、この発明は、鋼板および添接板を、例えば、斜めに重ね、接合用ボルトを斜め方向に挿通するような場合にも適用することができる。

この発明は、交通荷重を支える道路橋等の鋼構造物として使用される、耐荷力に富み、優れた耐久性を有する鋼板・コンクリート合成床版等の接合に利用することができ、現地工事の合理化や省力化に大きく寄与する。

この発明の実施形態の板材接合用ボルトの正面図（ａ）〜（ｃ）同上の上記ボルトを用いた鋼板の接合工程を示す説明図（ａ）すべり試験用供試体の正面図（ｂ）同上の側面図図３のすべり試験用供試体の鋼板と添接板との接合に用いるボルトの正面図（ａ）〜（ｄ）参考形態の鋼板の接合工程を示す説明図他の形態の板材接合用ボルトの正面図（ａ）〜（ｃ）図６のボルトを用いた鋼板の接合工程を示す説明図（ａ）〜（ｃ）同上の他の形態の鋼板の接合工程を示す説明図従来技術の一般的な鋼板の接合工程を示す説明図（ａ）従来技術の鋼板どうしの接合部の構成例を示す説明図（ｂ）同上（ｃ）同上（ａ）〜（ｅ）従来技術の鋼床板の接合工程の順序を示す説明図

符号の説明

１、１ａ、１ｂ、１ｃ：ボルト２、２ａ：ねじ部３、３ａ：軸部
４、４ａ：節部５、５ａ、５ｂ：鋼板６、６ａ：ボルト穴
７、７ａ：ワッシャ８、８ａ：ナット９：接合部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：ボルト穴１１、１１ａ：添接板
１２：供試体１３：ボルト穴１４：ボルト頭
１５：引っ掛けリングＤ：引っ掛けリング外径ｄ：軸部直径
ｄ₀：ボルト穴径Ｈ：節部高さＨａ：引っ掛けリング高さ
ｔ：添接板板厚

Claims

接合すべき複数の板材を、その接合部が近接するように対向させ、前記接合部を覆うように添接板を上方から重ね、前記複数の板材を、前記添接板を介して接合する板材接合用ボルトであって、前記板材が鋼板であり、前記ボルトがその両側にねじ部を有し、このねじ部間に、前記添接板に設けたボルト穴は通過し、前記複数の板材に設けたボルト穴は通過しない大きさの、前記ボルト穴に嵌って当たるテーパ部を有する膨出した節部が設けられ、かつ前記節部の高さが前記添接板の厚さ以下であることを特徴とする板材接合用ボルト。
前記ボルトの両側に設けたねじ部のねじ山の方向が同じ方向に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の板材接合用ボルト。
請求項１または２に記載の板材接合用ボルトを用いた板材の接合方法であって、接合すべき板材のそれぞれに設けた、前記節部が通過しない大きさのボルト穴に前記ボルトを上方から挿通して前記節部を該ボルト穴に当て、板材の下面側に突出した一方のねじ部にナットを締め込み、前記ボルトを予め板材に固定する、架設前の第１の工程と、この第１の工程後、架設現場で、前記板材の接合部を互いに近接して対向させ、第１の工程で板材に固定したボルトの上方から、前記節部が通過できる大きさのボルト穴が設けられ、且つ前記節部の高さよりも板厚の方が大きい添接板を、前記接合部を覆うように板材上に配置した後、前記添接板の上面側に突出した前記ボルトの他方のねじ部に嵌めたナットで、板材の上面側から締め込んで添接板とそれぞれの板材とを固定する第２の工程とからなる板材の接合方法。