JP4374790B2 - 梁継手部の継目板取替方法及び梁継手部の補強連結装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、梁継手部の継目板取替方法及び梁継手部の補強連結装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、各種プラント用建屋や橋梁等の鉄骨構造物は、図４に示される如く、所要間隔をあけて立設される柱１間に、水平方向ヘ延びる梁２を掛け渡すように配置してなる構成を有しており、この場合、前記柱１に仕口梁２Ａが溶接され、該仕口梁２Ａに母材梁２Ｂが継手部３を介して連結され、梁２が形成されるようになっているが、前記仕口梁２Ａが柱１に溶接されることで仕口梁２Ａと柱１間には曲げ反力が発生し、梁２に作用する曲げモーメントが最小となる位置は柱１から所定距離だけ離れた位置となるため、前記継手部３は曲げモーメントが最小となる位置に設けられるようになっている。
【０００３】
前記梁２は主に、フランジ２ａとウェブ２ｂを有するＨ形鋼等の形鋼で形成されており、梁２の継手部３は、図４及び図５に示される如く、仕口梁２Ａと母材梁２Ｂの端部同士を突き合わせ、平板状の継目板６をウェブ２ｂにあてがって両面から挟み付けるようにし、締結部材７としてのボルト７ａを貫通させナット７ｂで締め付けて固定すると共に、平板状の継目板８をフランジ２ａにあてがって両面から挟み付けるようにし、締結部材９としてのボルト９ａを貫通させナット９ｂで締め付けて固定するようになっている。
【０００４】
尚、図４及び図５に示される継手は、いわゆる剛継手と称されるものである。
【０００５】
ところで、近年、環境汚染に伴う酸性雨等が問題となっているが、特に、建設後数十年が経過した屋外の鉄骨構造物の場合、長期間に亘って直接風雨に晒されてきた継目板６，８の外面に、腐食による大小の窪みが生じると共に、梁２の継手部３の間隙ｃに流入した雨水により、継目板６，８の内面に、間隙ｃに沿って延びる帯状の腐食減肉溝が形成され、継目板６，８の板厚減少に伴う強度低下が懸念されおり、継目板６，８を新しいものに取り替える必要が生じていた。
【０００６】
前記継目板６，８を新しいものに取り替えるやり方としては、従来、例えば、特許公開２０００−２４８７４８号公報に記載されたようなものが存在し、これは、図６及び図７に示されるように、基本的には、梁２の上下に配設される支持ブロック１０と支持ブロック１１とを締結部材１２としての高力ボルト１２ａとナット１２ｂにより連結した梁継手部の補強連結装置を用い、該梁継手部の補強連結装置により、前記梁２の仕口梁２Ａの端部と母材梁２Ｂの端部とを挟持するようにしたものである。
【０００７】
前記梁２の上側に配設される支持ブロック１０は、梁２のフランジ２ａと平行となるよう上下に所要間隔をあけて配設され且つ該梁２のフランジ２ａの幅より幅広とした基板１３，１４の間に、梁２のウェブ２ｂと平行に配設される骨板１５を掛け渡すように溶接すると共に、該骨板１５と直交する方向に配設される複数枚（図６及び図７の例では三枚ずつ計六枚）の骨板１６をそれぞれ所要間隔をあけて掛け渡すように溶接して、ボックス構造とし、基板１３の上面側両端縁部に、座板ブロック１７を配置し、基板１４の下面側中央部に、梁２のウェブ２ｂと平行に延びる荷重伝達スペーサ１８を設け、前記基板１３，１４と座板ブロック１７とに締結部材１２の高力ボルト１２ａを貫通させ、ナット１２ｂを締め付けるようにしてなる構成を有している。尚、前記梁２の下側に配設される支持ブロック１１は、前記支持ブロック１０を上下に反転させただけで、該支持ブロック１０と全く同じ構成を有している。
【０００８】
前記継目板６，８を新しいものに取り替える際には、先ず、支持ブロック１０の荷重伝達スペーサ１８が継目板８上面における締結部材９のボルト９ａとナット９ｂの列の間で且つ梁２のウェブ２ｂの直上に位置するよう、支持ブロック１０を配設すると共に、支持ブロック１１の荷重伝達スペーサ１８が継目板８下面における締結部材９のボルト９ａとナット９ｂの列の間で且つ梁２のウェブ２ｂの直下に位置するよう、支持ブロック１１を配設し、該支持ブロック１０，１１に締結部材１２の高力ボルト１２ａを掛け渡すように貫通させ、ナット１２ｂを締め付けることにより、梁２の仕口梁２Ａの端部と母材梁２Ｂの端部とを挟持する。
【０００９】
続いて、継目板６の締結部材７を抜脱し、該継目板６を取り外す。
【００１０】
前記継目板６を除去することで、母材梁２Ｂの荷重が梁継手部の補強連結装置を介して前記仕口梁２Ａに伝達されるが、前述したように、継手部３は曲げモーメントが最小となる位置に設けられており、継手部３に作用する荷重は垂直剪断力が主であるため、前記母材梁２Ｂに作用する荷重は、下側の荷重伝達スペーサ１８を介して支持ブロック１１に伝達され、更に締結部材１２の下側のナット１２ｂから高力ボルト１２ａ、上側のナット１２ｂを介して上側の支持ブロック１０に伝達され、該上側の支持ブロック１０の荷重は荷重伝達スペーサ１８を介して前記仕口梁２Ａに伝達される。
【００１１】
ここで、前記荷重伝達スペーサ１８は、梁２のウェブ２ｂの直上、直下にあるため、上側の支持ブロック１０及び下側の支持ブロック１１には偏心荷重は作用せず、捩り力も作用しない。
【００１２】
又、前記高力ボルト１２ａが配設される位置を、仕口梁２Ａ、母材梁２Ｂの継目部分を挟んで対称な位置で且つ該継目部分に近い位置とすることで、曲げモーメントに起因する高力ボルト１２ａへの荷重の発生を最小とすることができる。
【００１３】
前記継目板６を除去した後、必要に応じて仕口梁２Ａ並びに母材梁２Ｂのウェブ２ｂの錆の除去、減肉箇所の肉盛り等を行い、新しい継目板６を新しい締結部材７により取り付ける。
【００１４】
尚、前記仕口梁２Ａと母材梁２Ｂとの間の荷重伝達は、剪断力については継目板６が大半を負担し、継目板８は曲げ力から発生する水平軸力と、地震等での部材の軸方向荷重（水平力）を負担し伝達するが、通常の状態では曲げ力は最小であり、水平力は作用していないので、継目板６による連結で充分な継手強度を有しており、従って、前記上側の支持ブロック１０と下側の支持ブロック１１を取り外した状態で、継目板８を片側ずつ交換することが可能となり、この場合は、先ず圧縮力が働く側の継目板８から行うようにし、その準備作業として、仕口梁２Ａの圧縮力が働く側のフランジ２ａと母材梁２Ｂのフランジ２ａとの間の隙間にシム（図示せず）を挿入しておき、フランジ２ａ間に作用する圧縮荷重をシムにより受け、圧縮力が働く側の継目板８を除去し、仕口梁２Ａ並びに母材梁２Ｂのフランジ２ａの錆の除去、減肉部の肉盛り等を行い、新しい圧縮力が働く側の継目板８を新しい締結部材９により取り付け、前記シムは継目板８の交換後、除去し、前記圧縮力が働く側の継目板８の交換が完了したら、引張力が働く側の継目板８を取り外し、新しい引張力が働く側の継目板８を新しい締結部材９により取り付ける。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
前述の如く、梁２の上下に配設される支持ブロック１０と支持ブロック１１とを締結部材１２で連結した梁継手部の補強連結装置により、梁２の仕口梁２Ａの端部と母材梁２Ｂの端部とを挟持した状態で、継目板６の取り替えを行うのでは、梁２の高さ（いわゆる梁成）がおよそ２０００［ｍｍ］以下のものについては問題ないが、梁成が２０００［ｍｍ］を越えた場合、梁２の継手部３に発生する荷重が非常に大きくなって、梁継手部の補強連結装置が大型化し、既存物との干渉や作業性の低下が問題になると共に、梁継手部の補強連結装置そのものの強度も問題となり、信頼性並びにコスト面から実用化は困難となっていた。
【００１６】
本発明は、斯かる実情に鑑み、継手部に発生する荷重が非常に大きくなる大型の梁の継目板を、既存物との干渉を回避しつつ作業性よく取り替えることができ、信頼性向上並びにコスト削減を図り得る梁継手部の継目板取替方法及び梁継手部の補強連結装置を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、梁の継手部におけるフランジの継目板に掛け渡すように支持ブロックを配設すると共に、梁の継手部におけるウェブ両面に対してウェブの継目板をかわすように固定ブロックを固着し、前記支持ブロックと固定ブロックとを締結部材で締結することにより、梁の継手部を挟み込んで補強連結した状態で、該補強連結強度に対応させてウェブの継目板を複数分割し順次取り替えて行き、ウェブの継目板を取り替えた後、前記支持ブロックを取り外し、フランジの継目板を取り替えることを特徴とする梁継手部の継目板取替方法にかかるものである。
【００１８】
又、本発明は、梁の継手部におけるフランジの継目板に掛け渡すように配設される支持ブロックと、
梁の継手部におけるウェブの両面に対してウェブの継目板をかわすように固着される固定ブロックと、
前記支持ブロックと固定ブロックとを締結することにより梁の継手部を挟み込んで補強連結する締結部材と
を備えたことを特徴とする梁継手部の補強連結装置にかかるものである。
【００１９】
上記手段によれば、以下のような作用が得られる。
【００２０】
梁の継手部に掛け渡すように支持ブロックを配設すると共に、梁の継手部におけるウェブ両面に対して該継手部に掛け渡すように固定ブロックを固着し、前記支持ブロックと固定ブロックとを締結部材で締結することにより、梁の継手部を挟み込んで補強連結した状態で、該補強連結強度に対応させて継目板を複数分割し順次取り替えて行くようにすると、継目板を一度に取り替えるのとは異なり、仮に梁成が大きく、梁の継手部に発生する荷重が非常に大きくなったとしても、梁継手部の補強連結装置が大型化せず、既存物との干渉や作業性の低下が問題にならなくなると共に、梁継手部の補強連結装置そのものの強度も問題とならず、信頼性が向上し且つコストアップも避けられることとなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図示例と共に説明する。
【００２２】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例であって、図中、図４〜図７と同一の符号を付した部分は同一物を表わしており、基本的な構成は図４〜図７に示す従来のものと同様であるが、本図示例の特徴とするところは、図１〜図３に示す如く、梁２の継手部３に掛け渡すように配設される支持ブロック１０と、梁２の継手部３におけるウェブ２ｂ両面に対して該継手部３に掛け渡すように固着される固定ブロック１１'と、前記支持ブロック１０と固定ブロック１１'とを締結することにより梁２の継手部３を挟み込んで補強連結する締結部材１２とを備えてなる梁継手部の補強連結装置を用い、梁２の継手部３を挟み込んで補強連結した状態で、該補強連結強度に対応させて継目板６を複数分割し順次取り替えて行くよう構成した点にある。
【００２３】
本図示例の場合、前記固定ブロック１１’は、ウェブ２ｂに固着される側の端縁部に継目板６及び締結部材７をかわすための切欠部１９が形成された基板１３’，１４’を、梁２のフランジ２ａと平行となるよう上下に所要間隔をあけて配設し、該基板１３’，１４’の間に、梁２のウェブ２ｂと直交する方向に配設される複数枚（図１及び図３の例では三枚）の骨板１６’をそれぞれ所要間隔をあけて掛け渡すように溶接して、ボックス構造とし、基板１３’の下面における反ウェブ２ｂ側の端縁部に、座板ブロック１７’を配置し、前記基板１３’，１４’と座板ブロック１７’とに締結部材１２の高力ボルト１２ａを貫通させ、ナット１２ｂを締め付けるようにしてなる構成を有している。
【００２４】
次に、上記図示例の作動を説明する。
【００２５】
継目板６，８を新しいものに取り替える際には、先ず、支持ブロック１０の荷重伝達スペーサ１８が継目板８上面における締結部材９のボルト９ａとナット９ｂの列の間で且つ梁２のウェブ２ｂの直上に位置するよう、支持ブロック１０を配設すると共に、梁２の継手部３におけるウェブ２ｂ両面に対して該継手部３に掛け渡すように固定ブロック１１’を溶接して固着し、前記支持ブロック１０と固定ブロック１１’とに締結部材１２の高力ボルト１２ａを掛け渡すように貫通させ、ナット１２ｂを締め付けることにより、梁２の上部における仕口梁２Ａの端部と母材梁２Ｂの端部とを挟持し、更に、梁２の下部においても同様に、支持ブロック１０の荷重伝達スペーサ１８が継目板８下面における締結部材９のボルト９ａとナット９ｂの列の間で且つ梁２のウェブ２ｂの直下に位置するよう、支持ブロック１０を配設すると共に、梁２の継手部３におけるウェブ２ｂ両面に対して該継手部３に掛け渡すように固定ブロック１１’を溶接して固着し、前記支持ブロック１０と固定ブロック１１’とに締結部材１２の高力ボルト１２ａを掛け渡すように貫通させ、ナット１２ｂを締め付けることにより、梁２の下部における仕口梁２Ａの端部と母材梁２Ｂの端部とを挟持し、図２に示す如く、梁２の継手部３における上下部を補強連結した状態とする。尚、このように梁２の継手部３における上下部を補強連結しているのは、梁２には大荷重が掛かっているので、継目板６の取替中に、梁２の継手部３における上下部でねじれが生じないように力のバランスをとるためである。
【００２６】
続いて、この状態から、先ず、前記補強連結強度に対応させて、図３に示す如く、継目板６の上端から例えば三分の一の位置（必要に応じて五分の一の位置でもよい）でガス切断等の手段により締結部材７を抜脱し、母材に傷を付けないように継目板６を一定の位置で折り曲げガス切断して分割片とし、該継目板６を取り外す。
【００２７】
前記分割片とした継目板６を除去することで、母材梁２Ｂの荷重の一部が、梁２の継手部３における上部を補強連結した継目板取替装置を介して前記仕口梁２Ａに伝達されるが、前述したように、継手部３は曲げモーメントが最小となる位置に設けられており、継手部３に作用する荷重は垂直剪断力が主であるため、前記母材梁２Ｂに作用する荷重の一部は、固定ブロック１１’に伝達され、更に締結部材１２の下側のナット１２ｂから高力ボルト１２ａ、上側のナット１２ｂを介して上側の支持ブロック１０に伝達され、該上側の支持ブロック１０の荷重は荷重伝達スペーサ１８を介して前記仕口梁２Ａに伝達される。
【００２８】
前記分割片とした継目板６を除去した後、必要に応じて対応箇所における仕口梁２Ａ並びに母材梁２Ｂのウェブ２ｂの錆の除去、減肉箇所の肉盛り等を行い、新しい継目板６の分割片を新しい締結部材７により取り付ける。
【００２９】
以下、同様に、継目板６の締結部材７を抜脱し、補強連結強度に対応させて古い継目板６の所要位置で該継目板６を切断して分割片とし、該継目板６を取り外し、必要に応じて対応箇所における仕口梁２Ａ並びに母材梁２Ｂのウェブ２ｂの錆の除去、減肉箇所の肉盛り等を行い、新しい継目板６の分割片を新しい締結部材７により取り付け、継目板６の取り替えが全て完了するまで繰り返して行く。
【００３０】
尚、継目板８については、前記継目板６の取り替えが全て完了した後、上側の支持ブロック１０と下側の支持ブロック１０をそれぞれ取り外してから、圧縮側から片側ずつ交換すればよい。
【００３１】
この結果、継目板６を一度に取り替えるのとは異なり、梁２の高さ、即ち梁成が２０００［ｍｍ］を越えた場合に、梁２の継手部３に発生する荷重が非常に大きくなったとしても、梁継手部の補強連結装置が大型化せず、既存物との干渉や作業性の低下が問題にならなくなると共に、梁継手部の補強連結装置そのものの強度も問題とならず、信頼性が向上し且つコストアップも避けられることとなる。
【００３２】
尚、梁成が２０００［ｍｍ］以下の梁２に適用し、継目板取替装置の更なる小型化を図るようにしてもよい。
【００３３】
又、固定ブロック１１’は、継目板６の取り替えが全て完了した後、撤去してもよいが、そのまま残しておき、各種作業の足場として使用することも可能である。
【００３４】
こうして、継手部３に発生する荷重が非常に大きくなる大型の梁２の継目板６を、既存物との干渉を回避しつつ作業性よく取り替えることができ、信頼性向上並びにコスト削減を図り得る。
【００３５】
尚、本発明の梁継手部の継目板取替方法及び梁継手部の補強連結装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明の梁継手部の継目板取替方法及び梁継手部の補強連結装置によれば、継手部に発生する荷重が非常に大きくなる大型の梁の継目板を、既存物との干渉を回避しつつ作業性よく取り替えることができ、信頼性向上並びにコスト削減を図り得るという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例における装置単体での斜視図である。
【図２】本発明を実施する形態の一例における装置を梁の継手部に装着した状態を表わす斜視図である。
【図３】図２のＩＩＩ部詳細斜視図である。
【図４】従来例の側面図である。
【図５】図４のＶ部詳細斜視図である。
【図６】従来例における装置単体での斜視図である。
【図７】従来例における装置を梁の継手部に装着した状態を表わす斜視図である。
【符号の説明】
２ 梁
２Ａ 仕口梁
２Ｂ 母材梁
２ｂ ウェブ
３ 継手部
６ 継目板
１０ 支持ブロック
１１’ 固定ブロック
１２ 締結部材
１２ａ 高力ボルト
１２ｂ ナット

Claims (2)

1. 梁の継手部におけるフランジの継目板に掛け渡すように支持ブロックを配設すると共に、梁の継手部におけるウェブ両面に対してウェブの継目板をかわすように固定ブロックを固着し、前記支持ブロックと固定ブロックとを締結部材で締結することにより、梁の継手部を挟み込んで補強連結した状態で、該補強連結強度に対応させてウェブの継目板を複数分割し順次取り替えて行き、ウェブの継目板を取り替えた後、前記支持ブロックを取り外し、フランジの継目板を取り替えることを特徴とする梁継手部の継目板取替方法。
2. 梁の継手部におけるフランジの継目板に掛け渡すように配設される支持ブロックと、
   梁の継手部におけるウェブの両面に対してウェブの継目板をかわすように固着される固定ブロックと、
   前記支持ブロックと固定ブロックとを締結することにより梁の継手部を挟み込んで補強連結する締結部材と
   を備えたことを特徴とする梁継手部の補強連結装置。

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