JP4541858B2 - 合成セグメントの製造方法 - Google Patents
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更には、溶接収縮ひずみ量を削減し、セグメントに必要とされる寸法精度を向上できる合成セグメントの製造方法の提供を目的とする。
主桁、縦リブ、片方の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ仮付け溶接し、主桁のたわみ防止用幅止め材を、残りの継手板の取付位置から残りの継手板に一番近い縦リブの取り付け位置の間に主桁間に渡って設置し、主桁、縦リブ、片側の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ本溶接した後、主桁のたわみ防止用幅止め材を外した後に縦リブの開口部に棒状鋼材を挿通する工程、又は縦リブの開口部に棒状鋼材を挿通した後に主桁のたわみ防止用幅止め材を外す工程のいずれか一方の工程の後、残った継手板を本溶接して一体化した鋼殻とし、最後に鋼殻内部にコンクリートを打設する工程を有することを特徴とする。
主桁、縦リブ、片方の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ仮付け溶接し、主桁のたわみ防止用幅止め材を、残りの継手板の取付位置から残りの継手板に一番近い縦リブの取り付け位置の間に主桁間に渡って設置し、主桁、縦リブ、片側の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ本溶接した後、縦リブの開口部に棒状鋼材を挿通し、その後、残りの継手板を本溶接してから主桁のたわみ防止用幅止め材を外して一体化した鋼殻とし、最後に鋼殻内部にコンクリートを打設する工程を有することを特徴とする。
第三発明の合成セグメントの製造方法では、第一発明又は第2発明の合成セグメントの製造方法において、各縦リブにおけるスキンプレートとの溶接部の長さの合計がセグメント幅の5%以上65%未満となるように溶接することを特徴とする。
更には、スキンプレートと縦リブ間の溶接量を減らことができ、溶接の時間とコストを削減できることに加えて、溶接収縮ひずみ量を削減できるため、セグメントに必要とされる寸法精度も向上する。
図11に製造手順の図を示すように、スキンプレート3を船型治具12(図12参照)上に載せ(図11a参照)、主桁1をスキンプレート3の上にシャコ万23等で船型治具12に仮固定しセットする(図11b参照)。主桁1とスキンプレート3は仮溶接しておく。次に縦リブ2を主桁1間に挟みスキンプレート3に本溶接してしまい(図11c、d参照)、その後縦リブ2内に棒状鋼材4を挿入する(図11d参照)。棒状鋼材4挿入後、継手板5を治具内にセットし仮溶接し(図11e参照)、全鋼殻を治具から搬出後、主桁1と継手板5の本溶接をし、主桁1と縦リブ2の本溶接をし、スキンプレート3周縁部を主桁1と継手板5に本溶接する。
(1)組み立て治具内にスキンプレート3、主桁1の部材を配置し、主桁1は治具にシャコ万23等で固定し、スキンプレート3と主桁1は仮付け溶接を行う。組み立て治具としては、下向きで作業ができるように、曲率を有する船型の治具とすることで作業効率が向上する。
本溶接の方法としては、図6に示すように、縦リブ2の両側に縦リブ2の長手方向に位置をずらすような千鳥断続溶接にし縦リブ2の両側およびセグメント幅方向に均等にバランスよく溶接箇所を配置することが構造の安定上好ましいが、縦リブ2の両側で溶接位置が同じになる並列断続溶接にしてもいいし、縦リブ2の片面のみの溶接にしても構わない。縦リブ2とスキンプレート3の接触箇所全長に渡って溶接しても構わないが、溶接後に生じるひずみの影響が大きくなり製作精度が悪くなり易かったり、加工コストが嵩んだりするため、全長溶接は避ける方が好ましい。
(3)組み立て船型治具12内で内外周の棒状鋼材4(14,15)を挿入する。
(4)組み立て船型治具12内で棒状鋼材4(14,15)を挿入するとき、治具12を図8に示すポジショナー11に取り付け、挿入しやすいよう前記治具12の姿勢を変化させてもよい。
(6)組み立て治具12から仮組されたセグメントを取り出し、本溶接を行う。
仮組用の治具12の構造により溶接のやりにくい箇所や、舟型治具12でのスキンプレート3外周溶接のように溶接できない箇所があるためセグメントを治具12から出さないと全てを本溶接することができない。また、仮組用の治具12内で全て本溶接を行ってしまうと溶接収縮によりセグメントが変形し、治具12から取り出せなくなる可能性があるため、治具12内で全ての本溶接をしてしまうことは避ける方が好ましい。
図4に示すような、幅止め材8を主桁1間に挟む場合について示す。
(1)組み立て治具内に主桁1、縦リブ2、片方の継手板5、スキンプレート3部材を配置し仮付け溶接を行う。
(2)反対側の開口した継手部はセグメント幅寸法を確保するため簡易な幅止め材8を設置する。取り付けは、仮付け溶接してもいいし、シャコ万等で機械的に固定してもよい。
(3)組み立て治具から仮組されたセグメントを取り出し、第一の本溶接を行う。
(4)本溶接終了後棒状鋼材4を挿入する。幅止め材8としては、棒状鋼材4が挿入できるよう予め棒状鋼材4挿通用の開口を設けて置くことが好ましいが、板材を幅止め材8として使用するときは、棒状鋼材4挿通前に幅止め材8を外し、その後棒状鋼材4を縦リブ2内に挿通する。
(5)残りの継手板を取り付け、第二の本溶接を行う。
(1)主桁1,スキンプレート3,縦リブ2を船型治具内12で仮組みし、主桁1と縦リブ2,スキンプレート3と主桁1・縦リブ2の仮付け溶接を行う。定着鋼板16を縦リブに溶接したときに発生する縦リブの溶接縮み代を考慮し、図10に示すように、主桁1の内周側をh18だけ幅を広げて仮組みする。縦リブ2に定着鋼板16を溶接した後の最終状態において、セグメントの幅がシールド工事用標準セグメント(日本下水道協会)の鋼製セグメントに規定されている±1.5mm以内となるよう、予め溶接縮み代を実際に検証し、主桁1の内周側の広げ幅h18の許容誤差を確認しておくことが望ましい。
(3)船型治具内12で継手板5を設定(所定の位置に配置して仮付け溶接)し、船型治具12内からセグメント本体を取り出し、セグメント本体(主桁1と縦リブ2の本溶接,主桁1と継手板5の本溶接,スキンプレート3と主桁1・継手板5・縦リブ2の本溶接)の本溶接を行う。
2 縦リブ
3 スキンプレート
4 棒状鋼材
5 継手板
6 中詰めコンクリート
7 縦リブの棒状鋼材挿通用開口部
7a 凹状開口部
8 幅止め材(主桁間に配置する場合)
9 幅止め材(主桁の外側から囲むように配置する場合)
10 スキンプレートと縦リブの溶接部
11 ポジショナー
12 組み立て船型治具(または仮組み治具)
13 合成セグメント
14 内縁側棒状鋼材
15 外縁側棒状鋼材
16 定着鋼板
17 縦リブ(定着鋼板を用いるタイプ)
18 定着鋼板を用いた場合の嵩上げ高さ
19 セグメント正規の幅
20 内縁側の主桁を広げた後のセグメントの幅
21 セグメント(主桁)内縁側
22 セグメント(主桁)外縁側
23 シャコ万
24 溶接ロボットのトーチ
25 船型治具の中側のスキンプレート設置用桁
26 船型治具の外側の主桁仮固定用板材
27 船型治具のスキンプレート設置用桁と主桁仮固定用板材の繋ぎ材
28 縦リブ設定用補助治具
29 ポジショナーの船型治具受け台
30 定着鋼板と縦リブとの溶接部
31 ポジショナーの基板
32 ポジショナーの支柱
33 ポジショナーの回転盤
34 定着鋼板の開先溶接
35 定着鋼板の隅肉溶接
Claims (4)
- 主桁、継手板、スキンプレート、及び開口部を有する1枚又は2枚以上の縦リブを備えた鋼殻に、棒状鋼材を縦リブの開口部に交差して設置し、中詰めコンクリートを充填してなる合成セグメントの製造方法において、
主桁、縦リブ、片方の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ仮付け溶接して組み立て、主桁のたわみ防止用幅止め材を、残りの継手板の取付位置から残りの継手板に一番近い縦リブの取り付け位置の間に主桁間に渡って設置し、主桁、縦リブ、片側の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ本溶接した後、主桁のたわみ防止用幅止め材を外した後に縦リブの開口部に棒状鋼材を挿通する工程、又は縦リブの開口部に棒状鋼材を挿通した後に主桁のたわみ防止用幅止め材を外す工程のいずれか一方の工程の後、残った継手板を本溶接して一体化した鋼殻とし、最後に鋼殻内部にコンクリートを打設する工程を有することを特徴とする合成セグメントの製造方法。 - 主桁、継手板、スキンプレート、及び開口部を有する1枚又は2枚以上の縦リブを備えた鋼殻に、棒状鋼材を縦リブの開口部に交差して設置し、中詰めコンクリートを充填してなる合成セグメントの製造方法において、
主桁、縦リブ、片方の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ仮付け溶接して組み立て、主桁のたわみ防止用幅止め材を、残りの継手板の取付位置から残りの継手板に一番近い縦リブの取り付け位置の間に主桁間に渡って設置し、主桁、縦リブ、片側の継手板、及びスキンプレートをそれぞれ本溶接した後、縦リブの開口部に棒状鋼材を挿通し、その後、残りの継手板を本溶接してから主桁のたわみ防止用幅止め材を外して一体化した鋼殻とし、最後に鋼殻内部にコンクリートを打設する工程を有することを特徴とする合成セグメントの製造方法。 - 各縦リブにおけるスキンプレートとの溶接部の長さの合計がセグメント幅の5%以上65%未満となるように溶接することを特徴とする請求項1又は2に記載の合成セグメントの製造方法。
- 前記棒状鋼材を前記合成セグメント用の鋼殻内に挿入する際、合成セグメント用の鋼殻を組み立て治具と共に角度調整可能なポジショナーの上に載置して固定し、ポジショナーを所定の角度に調整した後に、棒状鋼材を合成セグメント用の鋼殻内に挿入することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の合成セグメントの製造方法。
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