JP4523199B2 - 橋梁桁の組立仮付け装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、橋梁桁として用いるアイビームの上下のフランジとウエブを所定の位置関係で組立てて仮溶接する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁桁として用いるアイビームは、高さが２〜３ｍで長さが数十ｍにも及ぶ大型の構造物である。このアイビームは上下のフランジとその中心を繋ぐウエブとからなり、鋼板から切出したものを溶接して断面Ｉ形のビームにする。上フランジと下フランジとは、一定幅の細長い板材であるが、ウエブは荷重によりビームが撓んだときに、所望の真直度となるように、上方にキャンバー（反り）が設けられている。一般に大型の溶接構造物は、本溶接を行う前に、構造物を構成する各部材を所定の位置関係で組立てて、その組立状態を固定するための仮溶接を行う。橋梁桁も同様であって、上下のフランジとウエブとを所定の位置関係を保持して固定した状態で仮溶接を行い、その後自動溶接機を用いて本溶接を行う。本溶接に比べて仮溶接（仮付け）は、自動化が困難である。それは、仮溶接を行う際に、複数の部材をそれぞれの関係位置を正確に保持した状態で固定する必要があり、その位置関係の設定と固定とに多数の人手と固定治具とを必要とするからである。
【０００３】
橋梁桁の組立仮付け作業も同様であって、部材が大型である関係上、工場の床面に設置した受台上に下フランジを置き、その上にウエブと上フランジとをクレーンで吊った状態で各種の治具を用いて位置設定しながら仮付けしていく必要があり、複数作業者が長時間に亘って仮付け作業を行う必要があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特に橋梁桁の組立仮付け作業においては、ウエブにキャンバーが設けられているため、上下のフランジをウエブの上下辺に押付けて彎曲させた状態で仮溶接を行わなければならず、部材が大型であるために、大きな押付け力を必要とし、部材の組立時の作業負担が増大するという問題がある。一方、橋梁桁は非常に大型で、かつ橋の大きさや構造によって部材の板厚や寸法が変化するので、部材相互の位置関係の設定を完全に自動化しようとすると、非常に大型でかつ高精度の装置が必要になり、設備負担が非常に大きくなる。また、橋梁桁の部材相互の位置関係に誤差があると、桁の強度やバランスに悪影響を与えるので、可能な限り高精度の位置関係を保持して、部材の仮溶接を行う必要がある。
【０００５】
この発明は、過大な設備負担を必要とすることなく、橋梁桁の組立仮付け作業をより少ない作業者数と時間とで行うことを可能にするとともに、比較的経験の少ない作業者でも部材相互の正確な位置設定を容易に行うことができる橋梁桁の組立仮付け装置を得ることを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決したこの発明の橋梁桁の組立仮付け装置は、レール４と、このレールに沿って配置した当該レールに直交する方向の下センタリング装置６を備えた複数個の受台７と、レール４の長手方向に起倒可能でかつ内側に向く起倒可能な腕１４を備えた倒れ止め１３と、レール４に沿って走行する台車３とを備え、台車３は、上部の昇降桁２５と、この昇降桁に装着された上フランジ押え３０と、上センタリング装置４４と、下フランジの引上げ装置３１と、ウエブを両側から挟持する押え装置４１と、溶接トーチ４６とを備えている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。工場の床面１上に細長い基台２が設置され、その基台の上面両側に台車３のためのレール４が設けられている。２本レール４の間の基台５上には、所定の間隔で下センタリング装置６を備えた受台７が配置されている（図４参照）。
【０００８】
下センタリング装置６は、レールの幅方向に開閉する左右一対の爪８を備えている。左右の爪８は、当該爪相互を連結しているレール４の幅方向の油圧シリンダ９で開閉される。受台７の中央には、レール４と平行な軸回りに自由回転するピニオン１０が軸支されており、左右の爪８からピニオン１０の上と下とに延びるラック１１を当該ピニオンに噛合させることにより、爪８が左右対称に開閉されるようになっている。
【０００９】
仮溶接するアイビームの下フランジ１２は、図示しないクレーンで吊られて受台７上に載置され、爪８を閉じて幅方向に押さえることにより、センタリングされる。
【００１０】
基台５上には、受台７より広い間隔を隔てて複数個の倒れ止め１３が配置されている（図３参照）。倒れ止め１３は、左右を一対にして設けられ、レール幅方向の支点軸で基端を枢支されて起倒自在に設けられている。倒れ止め１３は受台７とレール４との間の位置で起立し、倒伏したときには受台７とレール４の間の空間に収まる。
【００１１】
倒れ止め１３は、その上端と中間位置とに内側に向かって延びる腕１４を備えている。腕１４は、倒れ止め１３が倒伏している状態で上下方向となるピン１５で基端を枢支されており、倒れ止め１３に沿う方向と略直角に内側に延びる方向とに腕１４を固定するストッパピン１８が設けられている。倒れ止め１３が倒伏しているときは、腕１４は倒れ止め１３に沿わされた状態となっている。
【００１２】
仮溶接するアイビームの下フランジ１２を受台７上に載置した後、ウエブ１６をクレーンで吊って、下フランジ１２上に横方向から搬入し、次に腕１４をピン１５回りに回動して、内側すなわち搬入されたウエブ側に向く方向にして、ストッパピン１８で当該位置を固定する。次に油圧シリンダ１７で倒れ止め１３を起立させる。倒れ止め１３が起立すると、腕１４の先端が搬入されたウエブ１６の両側に近接して位置し、クレーンから降ろされて下フランジ上に載置されたウエブ１６の倒れを阻止する。
【００１３】
倒れ止め１３が起倒自在であるため、下フランジ１２及びウエブ１６を搬入する際のクレーンの吊り上げ高さが小さくて済み、工場の屋根を高くする必要がなくなり、クレーンの吊り上げ及び吊り降ろしに要する時間も短縮される。また、倒れ止めの腕１４を起倒自在とし、かつ倒れ止め１３をレールの長手方向に起倒する構造を採用することにより、装置の設置面積を小さくできる。
【００１４】
すなわち、倒れ止め１３を左右に起倒する構造としたときは、倒伏時に倒れ止めがレール４の外側に横たわるため、装置の設置に大きな床面が必要であると共に、倒伏状態の倒れ止めが作業者の通行等の障害になる。そして、腕１４を起倒可能にすることにより、倒れ止め１３の起倒時の腕１４と下フランジ１２との干渉を回避できる。
【００１５】
なお、倒れ止め１３は、その上半部を下半部から引出し可能にして、かつその引出し量を複数箇所で止めピンと止め孔１９の係合により係止可能にすることにより、橋梁桁の高さの変化に対応させることができる。
【００１６】
倒れ止め１３で立設状態を保持されたウエブ１６の上縁には、上フランジ２０がクレーンで懸吊した状態で載置される。
【００１７】
レール４上には、門形の台車３が搭載されている。この台車３は、受台７上に下フランジ１２、ウエブ１６及び上フランジ２０を搬入するときは、レール４の終端に退避している。台車３は（図１及び２参照）、レール４上を転動する走行車輪２１を備えており、この走行車輪を駆動する電動機２２が設けられている。
【００１８】
台車３の門形のフレーム２３には、その側部中央に立設した左右のガイド杆２４に案内されて、昇降桁２５が上下動自在に設けられている。昇降桁２５の両端は、台車の左右に設けた上下方向の油圧シリンダ２６に連結されて昇降駆動される。昇降桁２５には水平方向のピニオン軸２７が自由回転可能に軸支されており、その両端に固定した左右のピニオン２８が台車３に設けた左右の垂直方向のラック２９に噛合して、昇降桁２５の傾動を防止している。昇降桁２５の中央には、上フランジ押え３０が固定的に設けられている。
【００１９】
昇降桁２５の中央部左右には、下向きの油圧シリンダ３１が装着され、この油圧シリンダのロッドに連結した引上げブラケット３２に下端に内側を向いた爪３３を形成した引上げ杆３４の上部が連結されている。引上げ杆３４の上部には、ピン孔３５が複数個設けられており、引上げブラケット３２に設けたピン孔と、引上げ杆側の所望の１個とをピン３６で連結することにより、爪３３の高さを調整できるようになっている。実際には、組立てる橋梁桁の高さに応じて昇降桁２５の高さを設定し、その状態で引上げ杆の爪３３が下フランジ１２の直下の位置にくるように、引上げブラケット３２と引上げ杆３４の連結位置を調整する。
【００２０】
昇降桁２５には、水平方向の揺動軸３７が軸支されており、当該揺動軸の両端にレバー３８が固着されている。このレバーの先端と左右の引上げブラケット３２とがロッド３９で枢支連結され、これによって左右の引上げブラケット３２の同時昇降が実現されている。
【００２１】
門形の台車３の下部内側及び昇降桁２５の左右下方には、シリンダマウント４０が固定され、これらのシリンダマウントには、互いに対向するように内側を向いた上下２本ずつの油圧シリンダ４１が装着されている。各シリンダマウントに搭載した上下の油圧シリンダのロッドは、その先端に固定した押えプレート４２で一体化され、それぞれのシリンダマウントの上下の油圧シリンダは、同期して進退する。各押えプレート４２は、垂直な先端縁４３を備えている。
【００２２】
この構造により、仮溶接される橋梁桁のウエブの上部と下部の両側に、押えプレート４２が対向して位置することとなり、かつ上部の押えプレート４２は、昇降桁２５の昇降と連動して、すなわち、組立てようとする橋梁桁の高さに応じて高さ方向の位置が設定される。
【００２３】
また、昇降桁２５には、受台に設けた下センタリング装置６と同様な構造の上センタリング装置４４が設けられている。この上センタリング装置は、左右の爪４５で上フランジ２０の両側縁を挟んで、上フランジ２０を台車３の中央に位置決めする。
【００２４】
台車３の下部中央及び昇降桁２５の下方中央には、左右それぞれ１本の溶接トーチ４６が左右のものがＶ形及び逆Ｖ形を描くような形態で配置されている。すなわち、各溶接トーチの先端は、下フランジ１２とウエブ１６及び上フランジ２０とウエブ１６の当接位置に臨むように配置されている。
【００２５】
各溶接トーチ４６の先端部に隣接して、近接センサ（図示せず）が配置されており、この近接センサのフランジ又はウエブ検出信号に従って各溶接トーチ毎に設けた上下動及び左右動の駆動装置が動作して、溶接トーチ４６の先端をフランジ１２、２０とウエブ１６の交点から所定距離を隔てた定位置に保持するようになっている。
【００２６】
次に図示実施例装置の動作について説明する。台車３をレール４の一方の端部に退避させ、倒れ止め１３を倒伏させた状態で各受台の下センタリング装置６を開いて、下フランジ１２をクレーンで懸吊して搬入し載置する。下フランジ１２が載置されたら、下センタリング装置６を閉じて、左右の爪８で下フランジの両側縁を挟むことにより、受台上の下フランジ１２をセンタリングする。次に、クレーンでウエブ１６を下フランジ１２上に搬入し、下フランジ１２の上方で腕１４を水平方向にした後、倒れ止め１３をすべて起立させる。この状態でウエブ１６の立設状態が保持されるから、ウエブ１６の上に上フランジ２０をクレーンで懸吊した状態で載置する。
【００２７】
次に、台車３を移動させて、搬入した下フランジ、ウエブ及び上フランジの端部を台車３の内側に挿入する。そして、昇降桁２５を下降させて上フランジ２０を押え、上センタリング装置４４を閉じて、上フランジ２０のセンターを出し、上下左右の押えシリンダ４１を進出させて、押えプレート４２でウエブ１６の両側を把持する。更に引上げ杆の爪３３を下フランジ１２の側面下方に引っかけて、油圧シリンダ３１を引上げることにより、下フランジ１２をウエブ１６の下縁に押付ける。
【００２８】
実際の作業においては、下フランジ１２の上面中央及び上フランジ２０の下面中央にけがき線等を設けておき、ウエブ１６がこのけがき線に一致するように、上下左右の押えシリンダ４１に供給される油圧を制御して、微少位置決めを行う。下フランジ１２、ウエブ１６及び上フランジ２０の位置が設定されたら、溶接トーチ４６を位置決めした後、仮溶接を行う。
【００２９】
橋梁桁の端部の仮溶接が終了したら、近接する位置にある倒れ止め１３を倒し、台車３をビームの中央に向けて移動させる。所定距離移動したところで台車を止め、前記と同様な手順で上下のフランジとウエブの位置関係を設定した後、仮溶接を行う。以下、台車３を所定距離ずつ移動させて、仮溶接を行ってゆく。
【００３０】
【発明の効果】
この発明の橋梁桁の組立仮付け装置は、大型で長大な橋梁桁をその桁長さ方向に沿って移動する台車に設けた上フランジ押え、下フランジ押え及びウエブ押えで順次位置決めしながら仮溶接を行ってゆくので、比較的安価な装置で、橋梁桁の組立及び仮付けに必要な作業者の人数及び作業負担を大幅に低減することができる。
【００３１】
また、作業台車が仮付けをする前のウエブの立設状態を保持する倒れ止めをレールの長手方向に起倒可能に設けているので、装置の設置床面積が小さく、かつウエブやフランジを受台上に搬入する際のクレーンの吊り上げ高さを大きくしないで済み、工場の天井高さの制限を回避できる。
【００３２】
また、仮付けの際のウエブ及びフランジの位置を作業者がシリンダの油圧力を制御することによって微少調整可能にしたことで、比較的安価な構造の装置で橋梁桁の組立を高い精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の側面図
【図２】図１のＡ矢視図
【図３】図１のＢ矢視図
【図４】図１のＣ矢視図
【符号の説明】
３ 台車
４ レール
７ 受台
13 倒れ止め
14 腕
30 フランジ押え
31 引上げ装置
41 押え装置
44 上センタリング装置
46 溶接トーチ

Claims (1)

1. レール(4)と、このレールに沿って配置した複数個の受台(7)と、この受台に設けられて前記レールの幅方向に対称に開閉して当該受台上の下フランジをセンタリンクする下センタリング装置(6)と、前記レール(4)の長手方向に起倒可能でかつ前記下フランジ上に立設したウエブに向く方向に起倒可能な腕(14)を備えた倒れ止め(13)と、レール(4)に沿って走行する台車(3)とを備え、台車(3)は、上部の昇降桁(25)と、この昇降桁に装着されて前記ウエブの上に載置された上フランジを押える上フランジ押え(30)と、当該上フランジを台車３の中央に位置決めする上センタリング装置(44)と、前記下フランジの引上げ装置(31)と、前記ウエブを両側から挟持する押え装置(41)と、溶接トーチ(46)とを備えている、上下のフランジとウエブからなる橋梁桁の組立仮付け装置。

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