JP4947999B2 - 鋼製橋脚の隅角部およびその製作方法 - Google Patents

Description

この発明は、鋼鉄製の道路橋の構造に関し、特に鋼製橋脚の隅角部およびその製作方法に関する。

従来、日本全国の道路橋で広く採用されている鋼製橋脚は、車両の走行する橋面を有する主桁を支持するための水平方向の横梁と、地上から立ちがる鉛直方向の脚柱が必ず必要である。そして、該横梁と脚柱とが交差する箇所は溶接継手によって接合され、かかる直角な構造部材となる部分を隅角部と称している。そして、かかる隅角部は水平方向の力を鉛直方向の力に伝達することから、応力状態が複雑になり、局部的な応力集中を生じ、破損原因の一つとなっていた。特に、脚柱の内側の側面鋼板と横梁の天面鋼板または地面鋼板との接合部、すなわち、正面鋼板が正面視Ｌ字状（または正面視Ｔ字状）であって、その一部が脚柱の正面鋼板を他の部分が横梁の正面鋼板を形成する場合、該正面鋼板の隅部付近では垂直応力が高くなる現象が生じていた。
このため、隅角部を補強する構造として、前記正面鋼板の隅部を覆うパッチプレートを溶接したり、前記正面鋼板の隅部にリブを溶接したりする技術に加え、横梁と脚柱とにそれぞれ定着部材を設置し、該定着部材間に緊張状態のＰＣケーブルを架け渡すことによって脚柱から横梁へ伝達される力の流れをバイパスする発明が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−４９４０４号公報（３頁、図１）

図１６は、従来の鋼製橋脚の隅角部における溶接線を説明する概略斜視図である。図１６において、隅角部９００は脚柱９１０と横梁９２０とが接合する部位である。脚柱９１０は一対の正面鋼板９０１と一対の側面鋼板９０２とによって断面矩形状に形成され、横梁９２０は一対の正面鋼板９０１と地面鋼板９０３と天面鋼板９０７とによって断面矩形状に形成されている。このとき、脚柱９１０には正面鋼板９０１と側面鋼板６０２とを接合する４条の溶接線Ｗ９１２が形成されている。また、横梁９２０には正面鋼板９０１と地面鋼板９０３とを接合する２条の溶接線Ｗ９１３と、正面鋼板９０１と天面鋼板９０７とを接合する２条の溶接線Ｗ９１７と、がそれぞれ形成されている。

そして、側面鋼板９０２と地面鋼板９０３とが１条の溶接線Ｗ９２３において接合され、側面鋼板６０２と天面鋼板９０７とが図示しない溶接線において接合されている。このため、溶接線Ｗ９１２と溶接線Ｗ９１３と溶接線Ｗ９２３とが一点「Ｐ」に集中し、溶接線Ｗ９１２と溶接線Ｗ９１７と図示しない溶接線とが一点に集中している。かかる溶接線の集中する点を「３溶接線交差部」と称している。

そうすると、特許文献１に開示された発明は、隅角部の応力低減効果や変形拘束効果を奏するものの、依然として以下の問題が残っていた。
（あ）３溶接線交差部が形成され、３溶接線交差部は各溶接線の開始点または終了点となり、溶接欠陥が入り易い。
（い）隅角部の溶接品質は外観検査のほか超音波探傷検査（ＵＴ検査）などにより確認されるが、３溶接線交差部のＵＴ検査は熟練の技術者にとっても相当の難しさがあり、検査結果の信頼性に問題がある。

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、３溶接線交差部を消失すると共に、ＵＴ検査を容易にして品質保証を確実にすることができる鋼製橋脚の隅角部およびその製作方法を提供することを目的としている。

（１）本発明に係る鋼製橋脚の隅角部は、一対の正面鋼板の脚柱部分および該柱脚部分に直交する一対の側面鋼板から形成されて地上から立ち上がる鉛直方向の鋼製脚柱と、前記一対の正面鋼板の横梁部分および該横梁部分に直交する一対の平面鋼板から形成されて前記鋼製柱脚に支持される鋼製横梁と、が交差する部分である鋼製橋脚の隅角部であって、
前記横梁部分と前記脚柱部分とに跨って前記正面鋼板に略三角形状のフィレット部分が一体形成されていると共に、前記一対の平面鋼板の一方または両方の角部に、該平面鋼板と前記正面鋼板および前記側面鋼板との溶接始端部を除去する略矩形状のスカラップが形成され、
前記スカラップは、前記正面鋼板に垂直な第１平研削面と、該第１平研削面に連続し、前記正面鋼板に近づくほど前記側面鋼板に徐々に近接する円弧状の第１円研削面と、前記側面鋼板に垂直な第２平研削面と、該第２平研削面に連続し、前記側面鋼板に近づくほど前記正面鋼板に徐々に近接する円弧状の第２円研削面と、前記正面鋼板と前記側面鋼板との溶接位置に対向する位置に形成された円弧状の第３円研削面と、を有することを特徴とする。

（２）また、前記鋼製脚柱の内部で、前記平面鋼板と略同一面内にダイヤフラムが設置され、該ダイヤフラムの角部に、該ダイヤフラムと前記正面鋼板および前記側面鋼板との溶接始端部を除去するスカラップが形成され、
前記スカラップは、前記正面鋼板に垂直な第１平研削面と、該第１平研削面に連続し、前記正面鋼板に近づくほど前記側面鋼板に徐々に近接する円弧状の第１円研削面と、前記側面鋼板に垂直な第２平研削面と、該第２平研削面に連続し、前記側面鋼板に近づくほど前記正面鋼板に徐々に近接する円弧状の第２円研削面と、前記正面鋼板と前記側面鋼板との溶接位置に対向する位置に形成された円弧状の第３円研削面と、を有することを特徴とする。
（３）また、前記スカラップが円弧状の隅部を具備して超音波探傷検査用の探触子が浸入自在な略矩形状であって、該探触子によって前記正面鋼板と前記側面鋼板との溶接部が検査自在であることを特徴とする。

（４）さらに、本発明に係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法は、一対の正面鋼板の脚柱部分および該柱脚部分に直交する一対の側面鋼板から形成されて地上から立ち上がる鉛直方向の鋼製脚柱と、前記一対の正面鋼板の横梁部分および該横梁部分に直交する一対の平面鋼板から形成されて前記鋼製柱脚に支持される鋼製横梁と、が交差する部分である鋼製橋脚の隅角部において、
前記平面鋼板を前記正面鋼板の脚柱部分および前記側面鋼板に溶接する第一工程と、
該第一工程において溶接した溶接部を検査する第二工程と、
前記平面鋼板の角部と、前記平面鋼板と前記正面鋼板の柱脚部分との溶接部の始端部または終端部と、前記平面鋼板と前記側面鋼板との溶接部の始端部または終端部とを、除去する第三工程と、
前記側面鋼板を前記正面鋼板の脚柱部分に溶接する第四工程と、
該第三工程において除去した除去部分の表面を研削してスカラップを形成する第五工程と、
該第四工程において溶接した溶接部を検査する第六工程と、
を有することを特徴とする。

（５）また、前記第四工程の後で前記第六工程の前に、前記第四工程において溶接した溶接部の表面のうち少なくとも前記平面鋼板と略同一面内にある範囲を研削する工程を有することを特徴とする。
（６）また、前記側面鋼板に開先が形成され、該側面鋼板と前記平面鋼板との溶接部が前記開先に到達しないことを特徴とする。
（７）また、前記第一工程に先行して、前記平面鋼板の角部の一部が予め除去されていることを特徴とする。
（８）また、前記横梁部分と前記脚柱部分とに跨って前記正面鋼板に略三角形状のフィレット部分が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る鋼製橋脚の隅角部は以下の効果を奏する。
（ｉ）正面鋼板の横梁部分と脚柱部分とに跨って略三角形状のフィレット部分が形成されるから、応力集中が緩和される。また、平面鋼板の角部に溶接始終端部（溶接始端部または溶接終端部をまとめて溶接始終端部と称している）を除去するスカラップが形成されるから、溶接線の３溶接線交差部が消失すると共に溶接欠陥の発生し易い部位が撤去される。よって、隅角部における溶接品質が向上し、破損の防止、耐久性の向上および保全コストの低減を図ることができる。

（ｉｉ）隅角部の鋼製脚柱の内部にダイヤフラムが設置され、該ダイヤフラムの角部に溶接始終端部を除去するスカラップが形成されるから、隅角部における溶接品質が向上し、破損の防止、耐久性の向上および保全コストの低減を図ることができる。
（ｉｉｉ）正面鋼板に形成されたスカラップ内に超音波探傷検査用の探触子が浸入自在であるから、正面鋼板と側面鋼板とを接合する溶接部の検査が容易かつ確実になり、検査結果の信頼性が向上する。よって、隅角部の品質保証が確実になる。

さらに、本発明に係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法は以下の効果を奏する。
（ｉｖ）平面鋼板と正面鋼板の脚柱部分との溶接部、および平面鋼板と側面鋼板との溶接部を検査する第二工程と、平面鋼板と正面鋼板の柱脚部分との溶接部の溶接始終端部、および平面鋼板と側面鋼板との溶接始終端部とを、除去する第三工程と、側面鋼板と正面鋼板の脚柱部分との溶接部を検査する第六工程と、を有するから、溶接部が容易に検査されると共に、欠陥の発生するおそれの高い部位が除去される。よって、隅角部における溶接品質の保証が確実になる。

（ｖ）溶接部の表面のうち所定範囲を研削するから、該研削面に超音波探傷検査用の探触子が正確に当接して検査精度が向上すると共に、隅部が滑らかな円弧状になり応力集中がさらに緩和される。よって、前記効果が促進される。
（ｖｉ）溶接部が側面鋼板に形成された開先に到達しないから、３溶接線交差部が形成されることはなく、前記効果が促進される。
（ｖｉｉ）平面鋼板の角部の一部が予め除去されているから、平面鋼板の板厚が厚い場合、側面鋼板および正面鋼板の残留応力が小さくなる。よって、前記効果が促進される。
（ｖｉｉｉ）正面鋼板が横梁部分（矩形範囲）と脚柱部分（矩形範囲）とこれに跨って配置されたフィレット部分（略三角形）とによって形成されるから、隅角部は補強および補剛される。よって、前記効果が促進される。

［実施形態１］
（鋼製橋脚その１）
図１は本発明の実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部を有する鋼製橋脚を示す概略斜視図である。図１において、鋼製橋脚１０００は、地上から立ち上がる鉛直方向の一対の脚柱１０と、脚柱１０に接合された横梁２０とによって形成される。そして、脚柱１０と横梁２０との接合部を、隅角部１００と称す。なお、図１において説明の便宜上、鋼製橋脚１０００の逆Ｕ字状に見える面（橋軸に直行する面）を「正面」、これに直交する面（橋軸に平行する面）を「側面」、地上に平行する面を「平面または天面あるいは地面」と、それぞれ定義する。そして、以下の説明において、同じ部分または相当する部分に同じ符号を付し、一部の説明を省略する。

（隅角部の横梁側）
図２は本発明の実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部１００を模式的に示す、（ａ）は斜視図、（ｂ）は一部断面の斜視図である。図２において、隅角部１００は、断面矩形の鋼製脚柱１０１と断面矩形の鋼製横梁１０３とが交差する部分である。
鋼製脚柱１０１は、一対の正面鋼板１と一対の側面鋼板２とから形成され、鋼製横梁１０３は、一対の正面鋼板１と一対の側面鋼板２と地面鋼板３と天面鋼板７とから形成されている。なお、正面鋼板１は、鋼製脚柱１０１と鋼製横梁１０３とに跨った正面視で略Ｌ字状の一体鋼板であるため、鋼製脚柱１０１を形成する範囲を、便宜上「正面鋼板脚柱部分（図中、ＡＢＣＤにて囲まれた矩形範囲）」と、鋼製横梁１０３を形成する範囲を、便宜上「正面鋼板横梁部分（図中、ＢＥＦＧにて囲まれた矩形範囲）」と称す。

また、正面鋼板１には、前記正面鋼板横梁部分と正面鋼板脚柱部分とに跨って略三角形状のフィレット部分（図中、ＧＨＩにて囲まれた範囲）が形成されている。そして、地面鋼板３の角部にはスカラップ４が形成されている。したがって、スカラップ４の形成によって当該部分の剛性や強度が低下するものの、かかる剛性や強度の低下は前記フィレット部分の形成によってカバーされている。

そして、鋼製脚柱１０１では、正面鋼板１と側面鋼板２とが溶接線Ｗ１２において接合され、鋼製横梁１０３では、正面鋼板１と地面鋼板３とが溶接線Ｗ１３において、正面鋼板１と天面鋼板７とが溶接線Ｗ１７において、それぞれ接合されている。
また、鋼製脚柱１０１と鋼製横梁１０３との間では、側面鋼板２に地面鋼板３および天面鋼板７が溶接線Ｗ２３および溶接線Ｗ２７においてそれぞれ接合されている。
なお、正面鋼板１は、鋼製脚柱１０１および鋼製横梁１０３に共通する部材であるから、正面鋼板脚柱部分と正面鋼板横梁部分とが溶接接合されるものではない。

このとき、溶接線Ｗ１３の延長線と溶接線Ｗ２３の延長線は、溶接線Ｗ１２上において交差することになるが、地面鋼板３にスカラップ４が形成されているため、溶接線Ｗ１２、Ｗ１３、Ｗ２３が一点で交差することがない。
同様に、溶接線Ｗ１２の延長線と溶接線Ｗ２７の延長線は、溶接線Ｗ１７上において交差することになるが、側面鋼板２にスカラップ８が形成されているため、溶接線Ｗ１２、Ｗ２７、Ｗ１７が一点で交差することがない。
すなわち、スカラップ４、８によって、３溶接線交差部が形成されないから、溶接欠陥の発生ないし残留が最少に抑えられている。なお、図２における位置「Ｂ」および位置「Ｈ」は図１６における３溶接線交差部「Ｐ」に相当している。

（隅角部の脚柱内）
隅角部１００の鋼製脚柱１０１の内部にはダイヤフラム５が、鋼製横梁１０３の地面鋼板３と略同一面内に配置され、正面鋼板１には溶接線Ｗ１５において、側面鋼板２には溶接線Ｗ２５において接合されている。また、ダイヤフラム５の角部にはスカラップ６が形成されている。
したがって、ダイヤフラム５の配置によって鋼製脚柱１０１の剛性および強度が向上し、スカラップ６の形成によって３溶接線交差部の形成が阻止されている。したがって、鋼製横梁１０２側（鋼製脚柱１０１の外側）と同様、隅角部１００の破損が防止され、溶接品質が保証され、耐久性の向上および保全コストの低減が図られている。

（溶接線）
図３は本発明の実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部１００における溶接線を説明する概略斜視図および部分平面図である。図３において、側面鋼板２の端部にはＶ開先が形成され、該Ｖ開先において全面溶け込み溶接がなされている（溶接線Ｗ１２）。また、地面鋼板３の端部にはＶ開先が形成され、該Ｖ開先において全面溶け込み溶接がなされている（溶接線Ｗ１３および溶接線Ｗ２３）そして、ダイヤフラム５の端部にもＶ開先が形成され、該Ｖ開先において全面溶け込み溶接がなされている（溶接線Ｗ１５および溶接線Ｗ２５）。

そして、溶接線Ｗ１３、Ｗ２３、Ｗ１５およびＷ２５の溶接始終端部を含む範囲が除去されると共に、研削されてスカラップ４、６が形成されている。したがって、それぞれの溶接始端部には滑らかな平面状の平研削面Ｖ１３、Ｖ２３、Ｖ１５、およびＶ２５、並びに滑らかな曲面状の円研削面Ｒ１３、Ｒ２３、Ｒ１５、およびＲ２５が表れているから、溶接部の検査が容易になり、仮に溶接欠陥が発生したとしても、これを容易に発見することができる。

（スカラップ）
図４は本発明の実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部におけるスカラップの形状の決定要領を模式的に説明する平面図である。図４において、ダイヤフラム５のスカラップ６は平面視で略矩形であって、スカラップ６の空間内に超音波探傷検査用の探触子（プローブ）５００が浸入自在で、探触子（プローブ）５００を側面鋼板（柱のフランジに相当する）２に当接して、側面鋼板２と正面鋼板（柱のウェブに相当する）１との溶接部（溶接線Ｗ１２）を検査可能にする大きさであって、同時に、溶接トーチ（図示しない）が浸入容易な大きさになっている。

すなわち、スカラップ６の高さＨ６は探触子（プローブ）５００が浸入できる大きさで、スカラップ６の幅Ｂ６は溶接線Ｗ１２の全域（ダイヤフラム５の脚長の裾野から平面鋼板３側の脚長裾野まで）が斜角探傷できる大きさになっている。したがって、幅Ｂ６および高さＨ６は側面鋼板２の板厚Ｔ２によって決定される。たとえば、
板厚Ｔ２＝２０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１００ｍｍ、高さＨ６＝８５ｍｍであり、
板厚Ｔ２＝３０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１００ｍｍ、高さＨ６＝９０ｍｍであり、
板厚Ｔ２＝４０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１０５ｍｍ、高さＨ６＝１００ｍｍであり、
板厚Ｔ２＝５０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１２０ｍｍ、高さＨ６＝１１０ｍｍであり、
板厚Ｔ２＝６０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１３５ｍｍ、高さＨ６＝１２０ｍｍであり、
板厚Ｔ２＝７０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１５５ｍｍ、高さＨ６＝１３０ｍｍであり、
板厚Ｔ２＝８０ｍｍのとき、幅Ｂ６＝１７０ｍｍ、高さＨ６＝１４０ｍｍである。

また、溶接線Ｗ１５の平研削面Ｖ１５には円研削面Ｒ１５（たとえば、半径２０ｍｍ）が形成され、溶接線Ｗ２５の平研削面Ｖ２５には円研削面Ｒ２５（たとえば、半径２０ｍｍ）が形成され、溶接線Ｗ１２の対角位置には円研削面Ｒ６（たとえば、Ｒ６の半径＝Ｈ６−５０ｍｍ）が形成されているから、表面が滑らかであって、応力集中が緩和されている。また、溶接線Ｗ２３、Ｗ２５は側面鋼板２の表面と同一平面に研削されているから、溶接線Ｗ１２の超音波探傷検査の精度が向上している。
なお、以上は、ダイヤフラム５についてスカラップ６を例にして説明しているが、平面鋼板３のスカラップ４または側面鋼板２のスカラップ８についても同様である。また、上記数値は一例であって、本発明はスカラップを前記形状および前記大きさに限定するものではない。

［実施形態２］
（鋼製橋脚その２）
図５は本発明の実施形態２に係る鋼製橋脚の隅角部を有する鋼製橋脚を示す概略斜視図である。図５において、鋼製橋脚２０００は、地上から立ち上がる鉛直方向の一対の脚柱１０と、脚柱１０に接合された横梁２０および下部横梁３０と、横梁２０に接合された主桁４０と、から形成されている。
そして、脚柱１０と横梁２０との接合部（正面視Ｌ字状部分）を上部隅角部２００と、脚柱１０と下部横梁３０との接合部（正面視Ｔ字状部分）を下部隅角部３００と称す。なお、上部隅角部２００は実施形態１における隅角部１００に同じであるから説明を省略する。

（下部隅角部）
図６は本発明の実施形態２に係る鋼製橋脚の下部隅角部３００を模式的に示す斜視図および一部断面の斜視図である。図６において、下部隅角部３００は、鉛直方向の下部鋼製脚柱３０１とこれに直交する下部鋼製横梁３０３とが交差する部分である。
そして、下部鋼製脚柱３０１は、一対の正面鋼板１（正面視で略Ｔ字状）の正面鋼板脚柱部分（図中、ＡＢＣＤにて囲まれた矩形範囲）および該正面鋼板柱脚部分に直交する一対の側面鋼板２から形成されている。また、下部鋼製横梁３０３は、一対の正面鋼板１（正面視で略Ｔ字状）の正面鋼板横張部分（図中、ＫＥＦＨにて囲まれた矩形範囲）および該正面鋼板横梁部分に直交する一対の平面鋼板３から形成されている。さらに、下部隅角部３００の内部には実施形態１と同様にダイヤフラム５が設置されている。
なお、平面鋼板３は実施形態１における地面鋼板３に相当するため、同じ符号を付している。

そして、正面鋼板１には、前記正面鋼板横梁部分と正面鋼板脚柱部分とに跨って、一対の略三角形状のフィレット部分（図中、ＧＨＩにて囲まれた範囲、およびＪＫＬにて囲まれた範囲）が形成されている。また、平面鋼板３の角部にはスカラップ４が、ダイヤフラム５の角部にはスカラップ６が、それぞれ形成されている。
したがって、スカラップ４、６の形成によって当該部分の剛性や強度が低下するものの、かかる剛性や強度の低下は一対のフィレット部分によってカバーされている。そして、スカラップ４、６によって３溶接線交差部の形成が阻止されているから、溶接欠陥の発生ないし残留が最少に抑えられている。なお、図６における位置「Ｈ」および位置「Ｋ」は図１６における３溶接線交差部「Ｐ」に相当している。

［実施形態３］
（鋼製橋脚の隅角部の製作方法）
図７〜図１３は本発明の実施形態３に係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する概略斜視図または部分平面図である。以下、各工程を追って説明する。

（第一工程）
図７の（ａ）において、平面鋼板３を、正面鋼板１の正面鋼板横梁部分および側面鋼板２の外面に溶接する（溶接線Ｗ１３、Ｗ２３）。また、ダイヤフラム５を、正面鋼板１の正面鋼板脚柱部分および側面鋼板２の内面に溶接する（溶接線Ｗ１５、Ｗ２５）。このとき、溶接方向は限定するものではなく、矢印で示す何れの方向に向かって溶接を進めてもよい。たとえば、位置Ｘ３の近傍（概ね位置Ｘ３〜位置Ｘ４の範囲）から溶接を開始する場合は、当該範囲を「溶接始端部」と称し、位置Ｘ３の近傍（概ね位置Ｘ３〜位置Ｘ４の範囲）において溶接を終了する場合は、当該範囲を「溶接終端部」と称し、以下、溶接終端部と溶接始端部とをまとめて「溶接始終端部」と称する。

図７の（ｂ）において、側面鋼板２の端部には開先（位置Ｙ１−Ｙ２を結ぶ面）が形成され、溶接線Ｗ２５は該開先（位置Ｙ２）に到達することなく、位置Ｙ３で終わっている。すなわち、位置Ｙ２〜位置Ｙ３の範囲が未溶接部となり、位置Ｙ３の近傍（概ね位置Ｙ３〜位置Ｙ４の範囲）が溶接始終端部となる。このとき、ダイヤフラム５の角部には矩形状の面取り部分６０（平面視で位置Ｘ３−Ｚ１−Ｙ３を結ぶ範囲）が形成されているから、面取り部分６０を除いた範囲を溶接すれば、溶接始終端部が前記開先（位置Ｙ１−Ｙ２を結ぶ面）に到達することがない。

さらに、面取り部分６０に連結する矩形状の貫通穴６３（平面視で位置Ｚ１−Ｚ２−Ｚ３−Ｚ４を結ぶ面）が形成されているから、貫通穴６３と溶接線Ｗ１５との間にタブレット部分６１（平面視で位置Ｘ３−Ｚ１−Ｚ４−Ｘ４を結ぶ範囲）が形成され、貫通穴６３と溶接線Ｗ２５との間にタブレット部分６２（平面視で位置Ｙ３−Ｙ４−Ｚ２−Ｚ１を結ぶ範囲）が形成されたことになる。
したがって、平面鋼板３やダイヤフラム５の板厚が厚い場合、タブレット部分６１、６２は、溶接線Ｗ１５、Ｗ２５に向かって比較的容易に変形するため、溶接後の残留応力を低減する効果が期待される。一方、平面鋼板３やダイヤフラム５の板厚が薄い場合には、貫通穴６３を設ける必要がない。なお、貫通穴６３の形状（タブレット部分６１、６２の形状に同じ）は図示する矩形状に限定するものではなく、たとえば、貫通穴６３をスリット状の切り込みにして、タブレット部分６１、６２を略台形状にしてもよい。
以上は、図示しない溶接線Ｗ１３およびＷ２３においても同様である。

（第二工程）
図８において、溶接線Ｗ１５およびＷ２５の超音波探傷検査をする。すなわち、探触子（プローブ）６００をダイヤフラム５の表面に当接し、タブレット部分６１を除く溶接線Ｗ１５およびタブレット部分６２を除く溶接線Ｗ２５の全長を斜角探傷をする。なお、前記のように、貫通穴６３を設けない場合あるいは貫通穴６３がスリットである場合には、面取り部分６０に略到達するまで斜角探傷をする。

（第三工程）
図９の（ａ）において、平面鋼板３およびダイヤフラム５の角部を、後記する研削代を残してスカラップ４およびスカラップ６と略同一形状に除去する（ガス切断または切削加工等）。
図９の（ｂ）において、ダイヤフラム５の角部では破線にて示す範囲が除去されるため、平面視で位置Ｙ３−Ｙ５−Ｚ５−Ｚ６−Ｚ７−Ｚ８−Ｘ５−Ｘ３を結ぶ面に研削代を付加した面がガス切断面または切削加工面等として表れる。なお、平面鋼板３の角部において同様である。

（第四工程）
図１０の（ａ）および（ｂ）において、正面鋼板１と側面鋼板２とを溶接する（溶接線Ｗ１２）。このとき、溶接トーチ４００が、ダイヤフラム５に形成されたスカラップ６を貫通自在であるから、溶接線Ｗ１２の溶接始終端部がダイヤフラム５と同一の面から離れることになる。すなわち、ガウジング整形範囲がダイヤフラム５と同一の面から離れ、当該範囲に溶接棒の継ぎ面が形成されるため、溶接の信頼性が向上する。なお、第四工程は後記第五工程の後に実行してもよい。

（第五工程）
図１１において、第三工程において表れたガス切断面または切削加工を研削して、その表面を滑らかにする。このとき、研削面の形状に応じてグラインダのディスク径を選定する。
たとえば、平面範囲である位置Ｙ３−Ｙ５の範囲、位置Ｙ５−Ｚ６の範囲、位置Ｚ７−Ｚ８の範囲、位置Ｘ３−Ｘ５の範囲、位置Ｚ５−Ｚ６の範囲、および半径の大きな曲面範囲である位置Ｚ６−Ｚ７の範囲はディスク径の大きなグラインダ７００を用い、半径の小さな曲面範囲である位置Ｙ５−Ｚ５の範囲、位置Ｘ５−Ｚ８の範囲は、ディスク径の小さいグラインダ８００を用いる。

したがって、溶接線Ｗ１５の溶接始終端部は除去され、その端には平研削面Ｖ１５および円研削面Ｒ１５（たとえば、半径２０ｍｍ）が形成され、溶接線Ｗ２５の溶接始終端部は除去され、その端には平研削面Ｖ２５および円研削面Ｒ２５（たとえば、半径２０ｍｍ）が形成される。
なお、溶接線Ｗ１５、Ｗ２５の幅が狭い場合や円研削面Ｒ１５、Ｒ２５の半径が大きい場合には、平面状の平研削面Ｖ１５、Ｖ２５が表れないことになる。また、第五工程は前記第四工程の前に実行してもよい。

（第五工程の追加工程）
図１２において、溶接線Ｗ１２のダイヤフラム５と同一面の範囲、すなわち、少なくともダイヤフラム５の板厚範囲を含む範囲を、ディスク径の小さいグラインダ８００を用いて、滑らかな平面状の平研削面Ｖ１２と滑らかな曲面状の円研削面Ｒ１２とに形成している。
なお、当該研削を省略してもよい。このとき、溶接線Ｗ１２は溶接したままの状態でスカラップ６を通過することになる。また、平面鋼板３におけるスカラップ４においても同様である。

（第六工程）
図１３において、側面鋼板２の表面に超音波探傷検査の探触子（プローブ）５００を当接して、溶接線Ｗ１２を斜角探傷している。このとき、側面鋼板２の両面において、位置Ｙ２〜Ｙ５の範囲を探傷することにより、ダイヤフラム５側の溶接線Ｗ１２と平面鋼板３側の溶接線Ｗ１２との全域をカバーしている。また、位置Ｙ２〜Ｙ５の範囲は平面状に研削されているから、高い精度で探傷することができる。
なお、位置Ｙ３〜Ｙ５の範囲には溶接線Ｗ２５が溶け込んでいる（図示していない）ため、当該溶け込み部分も同時に探傷している。

したがって、本製作方法は、スカラップ４、６を形成したことによって、溶接線１２と溶接線１５と溶接線２５とが成り行き上交差したであろう３溶接線交差部の形成が阻止されている。しかも、スカラップ４、６の形成に際して溶接始終端部を除去すると共に、超音波探傷検査の探触子が当接する面を研削してしているから、（イ）溶接始終端部に起因して入り易い溶接欠陥を除去することができ、（ロ）溶接線１２の溶接の作業性が向上し、（ハ）溶接線１２の超音波探傷検査の信頼性が向上している。

（超音波探傷検査の探触子の使い分け）
図１４および図１５は本発明の実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法における超音波探傷検査の探触子の使い分けの一例を説明する部分平面図である。なお、ダイヤフラム５側と平面鋼板３側とで、略対称する位置には便宜上同じ符号を付している。
図１４の（ａ）において、探傷角度が４５°である探触子５４５の外周を溶接線Ｗ１２から最も遠い位置Ｙ５に当接すると、探触子５４５の中心から斜め４５°の方向である探傷面Ｔ５が検査される。同様に、探触子５４５の外周を溶接線Ｗ１２に最も近い位置Ｙ２に当接すると、探触子５４５の中心から斜め４５°の方向である探傷面Ｔ２が検査される。したがって、探触子５４５をその外周が位置Ｙ５から位置Ｙ２に当接する範囲で走査させると、探傷面Ｔ５と探傷面Ｔ２とによって挟まれた範囲が探傷されることになる。すなわち、側面鋼板２の表面に近い範囲は探傷可能であるものの、反対に板厚中央に近い範囲が探傷不能範囲になる。

図１４の（ｂ）において、探傷角度が６０°である探触子５６０を、探触子５６０をその外周が位置Ｙ５から位置Ｙ２に当接する範囲で走査させると、図１４の（ａ）と同様に、探傷面Ｓ５と探傷面Ｓ２とによって挟まれた範囲が探傷されることになる。すなわち、側面鋼板２の板厚中央に近い範囲が探傷可能であるものの、反対に表面に近い範囲が探傷不能範囲になる。

図１５は、探触子５４５と探触子５６０との２台の探触子を用いて、溶接線Ｗ１２の全範囲を探傷する様子を示している。すなわち、探傷角度が４５°である探触子５４５を溶接線Ｗ１２から遠い範囲で走査させて、側面鋼板２の表面に近い範囲を探傷し、反対に、探傷角度が６０°である探触子５６０を溶接線Ｗ１２に近い範囲で走査させて、側面鋼板２の板厚中央に近い範囲を探傷する。したがって、探傷面Ｔ５と探傷面Ｓ２とによって挟まれた範囲が探傷されることになる。
なお、以上は探触子の使い分けの一例を説明するものであって、本発明はこれに限定するものではない。

本発明によれば、鋼製橋脚の隅角部における３溶接線交差部の形成が阻止されると共に、溶接作業が容易になり溶接品質が向上するから、各種鋼製橋脚の隅角部の製造方法並びに各種鋼製橋脚の隅角部の構造として広く利用することができる。

実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部を有する鋼製橋脚を示す概略斜視図。 実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部を示す斜視図と一部断面の斜視図。 実施形態１に係る鋼製橋脚の隅角部における溶接線を説明する概略斜視図。 隅角部におけるスカラップの形状の決定要領を模式的に説明する平面図。 実施形態２に係る鋼製橋脚の隅角部を有する鋼製橋脚を示す概略斜視図。 実施形態２に係る鋼製橋脚の下部隅角部を示す斜視図と一部断面の斜視図。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する概略斜視図等。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する部分平面図。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する概略斜視図等。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する概略斜視図。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する部分平面図。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する部分平面図。 実施形態３係る鋼製橋脚の隅角部の製作方法を説明する部分平面図。 超音波探傷検査の探触子の使い分けの一例を説明する部分平面図。 超音波探傷検査の探触子の使い分けの一例を説明する部分平面図。 従来の鋼製橋脚の隅角部における溶接線を説明する概略斜視図。

符号の説明

１ 正面鋼板
２ 側面鋼板
３ 平面鋼板
４ スカラップ（平面鋼板）
５ ダイヤフラム
６ スカラップ（ダイヤフラム）
７ 天面鋼板
８ スカラップ（側面鋼板）
１０ 脚柱
２０ 横梁（上部横梁）
３０ 下部横梁
４０ 主桁
６０ 面取り部分
６１ タブレット部分
６２ タブレット部分
６３ 貫通穴
１００ 隅角部
１０１ 鋼製脚柱
１０３ 鋼製横梁
２００ 上部隅角部
３００ 下部隅角部
３０１ 下部鋼製脚柱
３０３ 下部鋼製横梁
４００ 溶接トーチ
５００ 探触子（プローブ）
５４５ 探触子（プローブ）
５６０ 探触子（プローブ）
６００ 探触子（プローブ）
７００ グラインダ
８００ グラインダ
１０００ 鋼製橋脚
２０００ 鋼製橋脚
Ｒ１２ 円研削面
Ｒ１３ 円研削面
Ｒ１５ 円研削面
Ｒ２５ 円研削面
Ｒ６ 円研削面
Ｖ１２ 平研削面
Ｖ１３ 平研削面
Ｖ１５ 平研削面
Ｖ２５ 平研削面
Ｗ１２ 溶接線
Ｗ１３ 溶接線
Ｗ１５ 溶接線
Ｗ１７ 溶接線
Ｗ２３ 溶接線
Ｗ２５ 溶接線
Ｗ２７ 溶接線
Ｙ１ 開先先端
Ｙ２ 開先後端

Claims (8)

1. 一対の正面鋼板の脚柱部分および該柱脚部分に直交する一対の側面鋼板から形成されて地上から立ち上がる鉛直方向の鋼製脚柱と、前記一対の正面鋼板の横梁部分および該横梁部分に直交する一対の平面鋼板から形成されて前記鋼製柱脚に支持される鋼製横梁と、が交差する部分である鋼製橋脚の隅角部であって、
   前記横梁部分と前記脚柱部分とに跨って前記正面鋼板に略三角形状のフィレット部分が一体形成されていると共に、前記一対の平面鋼板の一方または両方の角部に、該平面鋼板と前記正面鋼板および前記側面鋼板との溶接始端部を除去する略矩形状のスカラップが形成され、
   前記スカラップは、前記正面鋼板に垂直な第１平研削面と、該第１平研削面に連続し、前記正面鋼板に近づくほど前記側面鋼板に徐々に近接する円弧状の第１円研削面と、前記側面鋼板に垂直な第２平研削面と、該第２平研削面に連続し、前記側面鋼板に近づくほど前記正面鋼板に徐々に近接する円弧状の第２円研削面と、前記正面鋼板と前記側面鋼板との溶接位置に対向する位置に形成された円弧状の第３円研削面と、を有することを特徴とする鋼製橋脚の隅角部。
2. 前記鋼製脚柱の内部で、前記平面鋼板と略同一面内にダイヤフラムが設置され、該ダイヤフラムの角部に、該ダイヤフラムと前記正面鋼板および前記側面鋼板との溶接始端部を除去するスカラップが形成され、
   前記スカラップは、前記正面鋼板に垂直な第１平研削面と、該第１平研削面に連続し、前記正面鋼板に近づくほど前記側面鋼板に徐々に近接する円弧状の第１円研削面と、前記側面鋼板に垂直な第２平研削面と、該第２平研削面に連続し、前記側面鋼板に近づくほど前記正面鋼板に徐々に近接する円弧状の第２円研削面と、前記正面鋼板と前記側面鋼板との溶接位置に対向する位置に形成された円弧状の第３円研削面と、を有することを特徴とする請求項１記載の鋼製橋脚の隅角部。
3. 前記スカラップが円弧状の隅部を具備して超音波探傷検査用の探触子が浸入自在な略矩形状であって、該探触子によって前記正面鋼板と前記側面鋼板との溶接部が検査自在であることを特徴とする請求項１または２記載の鋼製橋脚の隅角部。
4. 一対の正面鋼板の脚柱部分および該柱脚部分に直交する一対の側面鋼板から形成されて地上から立ち上がる鉛直方向の鋼製脚柱と、前記一対の正面鋼板の横梁部分および該横梁部分に直交する一対の平面鋼板から形成されて前記鋼製柱脚に支持される鋼製横梁と、が交差する部分である鋼製橋脚の隅角部の製作方法であって、
   前記平面鋼板を前記正面鋼板の脚柱部分および前記側面鋼板に溶接する第一工程と、
   該第一工程において溶接した溶接部を検査する第二工程と、
   前記平面鋼板の角部と、前記平面鋼板と前記正面鋼板の柱脚部分との溶接部の始端部または終端部と、前記平面鋼板と前記側面鋼板との溶接部の始端部または終端部とを、除去する第三工程と、
   前記側面鋼板を前記正面鋼板の脚柱部分に溶接する第四工程と、
   該第三工程において除去した除去部分の表面を研削してスカラップを形成する第五工程と、
   前記第四工程において溶接した溶接部を検査する第六工程と、
   を有することを特徴とする鋼製橋脚の隅角部の製作方法。
5. 前記第四工程の後で前記第六工程の前に、前記第四工程において溶接した溶接部の表面のうち少なくとも前記平面鋼板と略同一面内にある範囲を研削する工程を有することを特徴とする請求項４記載の鋼製橋脚の隅角部の製作方法。
6. 前記側面鋼板に開先が形成され、該側面鋼板と前記平面鋼板との溶接部が前記開先に到達しないことを特徴とする請求項４または５記載の鋼製橋脚の隅角部の製作方法。
7. 前記第一工程に先行して、前記平面鋼板の角部の一部が予め除去されていることを特徴とする請求項４乃至６の何れかに記載の鋼製橋脚の隅角部の製作方法。
8. 前記横梁部分と前記脚柱部分とに跨って前記正面鋼板に略三角形状のフィレット部分が形成されていることを特徴とする請求項４乃至７の何れかに記載の鋼製橋脚の隅角部の製作方法。

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