JP6428088B2 - Reinforced structure of corroded steel - Google Patents
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Description
本発明は、表面に不陸が形成された腐食鋼材の補強構造に関する。 The present invention relates to a reinforcing structure for corroded steel materials having unevenness on the surface.
従来から、鋼材の構造物をボルト、ナット接合により補修するにあたって、ボルト当接面が長年の使用により腐食して凹凸が生じている場合であっても、ボルトに対してボルト軸方向に沿った締付力を得て、また、ボルトに曲げ降伏を発生させることなく有効な締付力を達成することを目的として、例えば、特許文献1に開示されるボルト接合部構造が提案されている。 Conventionally, when repairing steel structures with bolts and nuts, even if the bolt contact surface is corroded and uneven due to long-term use, the bolt axial direction relative to the bolt For example, a bolt joint structure disclosed in Patent Document 1 has been proposed for the purpose of obtaining a tightening force and achieving an effective tightening force without generating a bending yield in the bolt.
特許文献1に開示されたボルト接合部構造は、リング状拘束部材により拘束された不陸修正剤がボルト座金と被接合構造体との間に設けられるものであり、不陸修正剤として、硬化型のセメントモルタル、又は、樹脂、若しくは、これに無機物粒子や短繊維の混入剤を混入させたものが使用されるものである。 The bolt joint structure disclosed in Patent Document 1 is provided with a non-landing correction agent constrained by a ring-shaped restraining member between a bolt washer and a structure to be joined. A type of cement mortar, resin, or a mixture of inorganic particles or short fibers mixed therein is used.
しかし、特許文献1に開示されたボルト接合部構造は、ボルトに対して所定の締付力が付与されるものであるが、不陸修正剤とボルト座金との間で摩擦抵抗を生じさせるものでないことから、被接合構造体における摩擦接合ができないものであり、また、鋼材の板厚が腐食により薄くなることから、ボルトによる支圧接合も不十分なものとなるという問題点があった。 However, the bolt joint structure disclosed in Patent Document 1 gives a predetermined tightening force to the bolt, but causes frictional resistance between the unevenness correcting agent and the bolt washer. Therefore, there is a problem that the friction bonding in the bonded structure cannot be performed, and the plate thickness of the steel material is reduced by corrosion, so that the bearing support using the bolt is also insufficient.
また、特許文献1に開示されたボルト接合部構造は、硬化型のセメントモルタル等の不定型材料が不陸修正剤として使用されるものであるが、セメントモルタル等が硬化するまでに所定の時間を必要とすることから、被接合構造体を接合させる接合作業の施工時間が長くなって、接合作業の効率性が低下するものとなるという問題点があった。 In addition, the bolt joint structure disclosed in Patent Document 1 is such that an indeterminate material such as a hardened cement mortar is used as a non-land surface correcting agent, but a predetermined time is required until the cement mortar is hardened. Therefore, there is a problem that the construction time of the joining work for joining the structures to be joined becomes long, and the efficiency of the joining work is lowered.
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、腐食鋼材の補強作業の信頼性、効率性を向上させて、また、腐食鋼材を確実に接合、補強することのできる腐食鋼材の補強構造を提供することにある。 Therefore, the present invention has been devised in view of the above-described problems, and the object of the present invention is to improve the reliability and efficiency of the reinforcing work of the corroded steel material, and to ensure the corroded steel material. An object of the present invention is to provide a reinforcing structure for corroded steel that can be joined and reinforced.
第1発明に係る腐食鋼材の補強構造は、表面に不陸が形成された腐食鋼材の補強構造であって、腐食鋼材に当接させて設けられて金属を材質とする板体状のフィラープレートと、前記フィラープレートに当接させて設けられる補強板とを備え、前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面で略凹凸状に形成された凹凸面と、前記補強板に当接される他方の面で略平坦状に形成された平坦面とを有するものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであり、前記凹凸面は、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状を変位計でスキャンして、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状に合わせて略凹凸状に形成されることを特徴とする。 The reinforcing structure of a corroded steel material according to the first aspect of the present invention is a reinforcing structure of corroded steel material having a non-land surface, and is a plate-like filler plate that is provided in contact with the corroded steel material and is made of metal. And a reinforcing plate provided in contact with the filler plate, the filler plate contacting the reinforcing plate with an uneven surface formed in a substantially uneven shape on one surface in contact with the corroded steel material. The other surface to be contacted is formed by using a layered modeling method or a cutting modeling method so as to have a flat surface formed in a substantially flat shape. The uneven shape formed on the surface of the corroded steel material is scanned with a displacement meter, and is formed in a substantially uneven shape in accordance with the uneven shape formed on the surface of the corroded steel material.
第2発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第1発明において、前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面から前記補強板に当接される他方の面まで貫通するボルト挿通孔が形成されるものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, there is provided the reinforcing structure for corroded steel material according to the first invention, wherein the filler plate penetrates from one surface in contact with the corroded steel material to the other surface in contact with the reinforcing plate. Is formed by using a layered modeling method or a cutting modeling method so as to be formed.
第3発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第2発明において、前記フィラープレートは、前記凹凸面が形成された一方の面を腐食鋼材に当接させて、前記ボルト挿通孔が形成された位置に合わせて腐食鋼材を削孔して貫通させることで、腐食鋼材に貫通孔を形成させるものであることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the reinforcing structure for a corroded steel material according to the second invention, wherein the filler plate is in contact with the corroded steel material at one surface where the uneven surface is formed, and the bolt insertion hole is formed. According to the method, the corroded steel material is drilled and penetrated to form a through hole in the corroded steel material.
第4発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第1発明〜第3発明の何れかにおいて、前記フィラープレートは、1枚の前記補強板に対して複数の小片に分割された前記フィラープレートが設けられるものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで複数の小片に分割させて成形されるものであることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the reinforcing structure for a corroded steel material according to any one of the first to third aspects, wherein the filler plate is provided with the filler plate divided into a plurality of small pieces with respect to one reinforcing plate. It is characterized by being formed by being divided into a plurality of small pieces by using a layered modeling method or a cutting modeling method.
第5発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第1発明〜第4発明の何れかにおいて、前記フィラープレートは、アルミニウムを材質とするものであることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the reinforcing structure for corroded steel material according to any one of the first to fourth aspects, wherein the filler plate is made of aluminum.
第6発明に係る腐食鋼材の補強構造は、第1発明〜第5発明の何れかにおいて、前記補強板は、腐食鋼材との間に設けられた前記フィラープレートを取り囲むようにして、前記補強板の外周に沿って止水材が設けられることを特徴とする。 The reinforcing structure for a corroded steel material according to a sixth aspect of the present invention is the reinforcing plate according to any one of the first to fifth aspects, wherein the reinforcing plate surrounds the filler plate provided between the corroding steel material. A water stop material is provided along the outer periphery of the.
第1発明〜第6発明によれば、フィラープレートの凹凸面が腐食鋼材の不陸に噛み合わされるため、腐食鋼材へのフィラープレートの取付作業が正確なものとなるとともに、補強板及びフィラープレートがボルトにより腐食鋼材に固定されるため、腐食鋼材への補強板及びフィラープレートの取付作業が簡易なものとなり、補強板による腐食鋼材の補強作業の信頼性、効率性を向上させることが可能となる。 According to the first to sixth inventions, since the uneven surface of the filler plate is meshed with the unevenness of the corroded steel material, the mounting operation of the filler plate to the corroded steel material becomes accurate, and the reinforcing plate and the filler plate Is fixed to the corroded steel with bolts, making it easy to attach the reinforcing plate and filler plate to the corroded steel, and improving the reliability and efficiency of the reinforcing work of the corroded steel with the reinforcing plate. Become.
第1発明〜第6発明によれば、腐食鋼材に補強板が設けられることで全体の板厚を増大させたものとしながら、フィラープレートの一方の面と腐食鋼材の表面との摩擦係数を高くするとともに、フィラープレートの他方の面と補強板とが強固に摩擦接合されるものとなり、腐食鋼材を補強板で確実に接合、補強することが可能となる。 According to the first to sixth inventions, the friction coefficient between one surface of the filler plate and the surface of the corroded steel material is increased while the overall plate thickness is increased by providing the corroded steel material with the reinforcing plate. In addition, the other surface of the filler plate and the reinforcing plate are firmly friction-bonded, and the corroded steel material can be reliably bonded and reinforced with the reinforcing plate.
第1発明〜第6発明によれば、フィラープレートが積層造形法、又は、切削造形法により成形されるため、腐食鋼材の表面に不規則な不陸が形成されるものとなるにもかかわらず、腐食鋼材の表面の不陸の形状をー変位計で正確にスキャンして、3Dプリンタ等によりフィラープレートを容易に出力することができるものとなり、フィラープレートの凹凸面の形状を腐食鋼材の表面の不陸の形状に合わせて容易かつ正確に形成することが可能となる。 According to 1st invention-6th invention, since a filler plate is shape | molded by the layered shaping | molding method or the cutting shaping | molding method, although irregular irregularity will be formed in the surface of a corrosion steel material, The surface of the corroded steel surface can be accurately scanned with a displacement meter and the filler plate can be easily output by a 3D printer, etc. It can be formed easily and accurately according to the shape of the uneven surface.
特に、第2発明、第3発明によれば、フィラープレートの凹凸面が腐食鋼材の不陸に噛み合わされた状態で、フィラープレートのボルト挿通孔の位置に合わせて、ドリル等の削孔器具により腐食鋼材を削孔して貫通孔が形成されることから、フィラープレートのボルト挿通孔と腐食鋼材の貫通孔との位置合わせを正確なものとしながら、腐食鋼材の削孔作業を容易に実施することが可能となる。 In particular, according to the second and third inventions, a drilling tool such as a drill is used in accordance with the position of the bolt insertion hole of the filler plate in a state where the uneven surface of the filler plate is meshed with the unevenness of the corroded steel material. Since the through hole is formed by drilling the corroded steel, the drilling work of the corroded steel can be easily performed while accurately aligning the bolt insertion hole of the filler plate and the through hole of the corroded steel. It becomes possible.
特に、第4発明によれば、フィラープレートを複数の小片に分割させることで、各々の小片の大きさが小さくなり、各々の小片を成形するときの精度を向上させるとともに、各々の小片の運搬及び取付作業における取扱いを容易にして、フィラープレートの管理性を向上させることが可能となる。 In particular, according to the fourth invention, by dividing the filler plate into a plurality of small pieces, the size of each small piece is reduced, the accuracy when molding each small piece is improved, and the conveyance of each small piece is performed. In addition, handling in the mounting operation is facilitated, and the manageability of the filler plate can be improved.
特に、第5発明によれば、補強板の主な材質を鋼材とするとともに、フィラープレートの主な材質をアルミニウムとすることで、補強板の当接面とフィラープレートの平坦面とが、ボルトにより圧着された状態でアルミニウムが塑性変形することによって鋼材の補強板との密着度を向上させながら、補強板による拘束でアルミニウムの強度が向上することで、摩擦係数を著しく増大させたものとなり、フィラープレートの他方の面と補強板との摩擦接合による接合強度を向上させることが可能となる。 In particular, according to the fifth invention, the main material of the reinforcing plate is steel, and the main material of the filler plate is aluminum, so that the contact surface of the reinforcing plate and the flat surface of the filler plate are bolts. By improving the strength of aluminum by restraint by the reinforcing plate while improving the adhesion with the steel reinforcing plate by plastic deformation of aluminum in the state of being crimped by, the friction coefficient is significantly increased, It becomes possible to improve the joining strength by friction joining between the other surface of the filler plate and the reinforcing plate.
特に、第6発明によれば、フィラープレートを取り囲むようにして、すなわち補強板よりも外側にフィラープレートが飛び出ないようにフィラープレート及び補強板を配置した上で、補強板の外周に沿ってパテ等の止水材が設けられることで、腐食鋼材と補強板との間でフィラープレートが設けられて形成された隙間に、外部からの水が浸入しないものとなるため、フィラープレート部からの浸水による腐食を防止して、フィラープレートを介して腐食鋼材が補強板で接合、補強された状態を長期間維持することが可能となる。 In particular, according to the sixth aspect of the present invention, the filler plate and the reinforcing plate are arranged so as to surround the filler plate, that is, the filler plate does not jump out of the reinforcing plate, and then put along the outer periphery of the reinforcing plate. By providing a water-stopping material, etc., water from the outside does not enter the gap formed by the filler plate provided between the corroded steel material and the reinforcing plate. It is possible to prevent corrosion due to the above, and maintain the state in which the corroded steel material is joined and reinforced with the reinforcing plate via the filler plate for a long period of time.
以下、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing the reinforcement structure 1 of the corrosion steel material to which this invention is applied is demonstrated in detail, referring drawings.
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、主に、橋梁の橋桁やベルトコンベアのコンベアフレーム等を構成する既存の鋼材に設けられるものであり、図1に示すように、長期間の使用や塩害等により錆びて腐食した腐食鋼材8を補強するために用いられる。
The corroded steel reinforcing structure 1 to which the present invention is applied is mainly provided in existing steel materials constituting bridge girders of bridges, conveyor frames of belt conveyors, etc., and is used for a long time as shown in FIG. It is used to reinforce the corroded
腐食鋼材8は、橋梁の橋桁を構成する構造部材等として用いられた鋼材が、錆びて腐食することによって、図2に示すように、鋼材の腐食前における新設の板厚t0よりも、鋼材の腐食後における板厚tが、鋼材の表面8aの各々の部位Rで不規則に薄くなるものとなる。
As shown in FIG. 2, the corroded
腐食鋼材8は、鋼材の腐食後において、鋼材の腐食前における板厚t0よりも薄くなる程度が大きくなることで相対的に薄い板厚t1となる部位R1や、鋼材の腐食前における板厚t0よりも薄くなる程度が小さくなることで相対的に厚い板厚t2となる部位R2が形成される。
The corroded
腐食鋼材8は、相対的に薄い板厚t1となる部位R1や、相対的に厚い板厚t2となる部位R2が、鋼材の表面8aで不規則な凹凸状に形成されることで、鋼材の腐食前の板厚t0よりも腐食後の板厚tを全体的に薄くして、鋼材の表面8aに不陸80が形成されるものとなる。
The corroded
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図3に示すように、表面8aに不陸80が形成された腐食鋼材8に当接させて設けられるフィラープレート2と、フィラープレート2に当接させて設けられる補強板5とを備える。
As shown in FIG. 3, the reinforcing structure 1 for corroded steel material to which the present invention is applied is applied to the
フィラープレート2は、アルミニウム、鉄等の金属を材質とするものであり、3Dプリンタによる積層造形法、又は、3Dプロッタによる切削造形法が用いられることで、アルミニウム、鉄等の金属を素材として、三次元造形法により成形されるものとなる。
The
フィラープレート2は、腐食鋼材8に当接される一方の面3と、補強板5に当接される他方の面4とが、表裏一体となって形成される。フィラープレート2は、腐食鋼材8に当接される一方の面3で略凹凸状に形成された凹凸面30と、補強板5に当接される他方の面4で略平坦状に形成された平坦面40とを有する。
In the
フィラープレート2は、図4に示すように、例えば、正面視において略矩形状に形成されるものであり、所定の寸法の長辺と短辺とを有する略長方形状や、略同一長さの四辺を有する略正方形状に形成される。フィラープレート2は、一方の面3から他方の面4まで、所定の内径dで貫通するボルト挿通孔21が形成される。
As shown in FIG. 4, for example, the
フィラープレート2は、図5に示すように、1枚の補強板5に対して複数の小片20に分割されたフィラープレート2が設けられる。フィラープレート2は、複数の小片20の各々が、10cm〜30cm程度の長辺と短辺とを有する略長方形状や、10cm〜30cm程度で略同一長さの四辺を有する略正方形状に形成される。フィラープレート2は、隣り合った複数の小片20の各々が互いに接触又は離間させた状態で並べられるものとなるように成形される。
As shown in FIG. 5, the
フィラープレート2は、複数の小片20の各々で、正面視における略中央等に1箇のボルト挿通孔21が形成される。フィラープレート2は、これに限らず、複数の小片20の各々で、複数のボルト挿通孔21が形成されてもよく、また、複数の小片20のうちの一部の小片20のみで、1箇又は複数のボルト挿通孔21が形成されてもよい。
In the
フィラープレート2は、複数の小片20に分割させることなく、図6に示すように、1枚の補強板5に対して1枚のフィラープレート2が設けられてもよい。フィラープレート2は、1枚の補強板5に対して1枚のフィラープレート2が設けられるときに、フィラープレート2の側部又は隅部等で、1箇又は複数のボルト挿通孔21が形成されるものとなる。
The
フィラープレート2は、図7に示すように、凹凸面30が形成された一方の面3を腐食鋼材8に当接させて、腐食鋼材8の表面8aに接着剤等で仮止めされる。フィラープレート2は、腐食鋼材8の表面8aに仮止めされた状態で、ボルト挿通孔21が形成された位置に合わせて、ドリル等の削孔器具6により腐食鋼材8を削孔して貫通させることで、ボルト挿通孔21が形成された位置と略同一の位置で、腐食鋼材8に貫通孔81を形成させるものとなる。
As shown in FIG. 7, the
フィラープレート2は、凹凸面30と平坦面40とを有するとともに、ボルト挿通孔21が形成されるものとなるように、レーザー積層造形法や粉末積層造形法等の積層造形法、又は、切削造形法が用いられて成形されるものであり、必要に応じて、複数の小片20に分割させて成形されるものとなる。
The
ここで、レーザー積層造形法は、アルミニウム、鉄等の金属粉末にレーザーを照射することで、金属粉末を溶解、凝固させて多層に積層させる積層造形法である。また、粉末積層造形法は、アルミニウム、鉄等の金属素材及びバインダを液化させるとともに噴射させて多層に積層させる積層造形法である。さらに、切削造形法は、アルミニウム、鉄等のブロックを切削して所定の形状に造形するものである。 Here, the laser additive manufacturing method is an additive manufacturing method in which a metal powder such as aluminum or iron is irradiated with a laser so that the metal powder is dissolved and solidified to be laminated in multiple layers. The powder additive manufacturing method is an additive manufacturing method in which a metal material such as aluminum or iron and a binder are liquefied and sprayed so as to be laminated in multiple layers. Further, the cutting modeling method is to cut a block of aluminum, iron or the like into a predetermined shape.
凹凸面30は、図8に示すように、腐食鋼材8の表面8aで腐食により形成された不陸80の形状を変位計7でスキャンして、腐食鋼材8の表面8aで不規則に形成された不陸80の形状に合わせて、略凹凸状に形成されるものとなる。ここでは、例えば、可搬性の3次元レーザー変位計(Creaform社製 REVscan)等を使って、不陸80の形状計測を行うことができる。
As shown in FIG. 8, the
なお、腐食した部材の不陸80の形状計測は、レーザー変位計等の変位計7を現場に持ち込んで、直接計測を行ってもよいし、また、現場でいったん歯科印象材や石膏等で腐食面の不陸80の型を取り、その型の形状を室内にて変位計7で計測してもよい。
In addition, the shape measurement of the non-land 80 of the corroded member may be carried out directly by bringing the
凹凸面30は、変位計7から腐食鋼材8の表面8aにレーザーを照射することで、例えば、REVscanであれば最小0.01mm程度の単位で、腐食鋼材8の表面8aの不陸80の空間位置情報が取得されて、変位計7で取得された空間位置情報に基づいて、3Dプリンタ等から出力される。
The
凹凸面30は、腐食鋼材8の相対的に薄い板厚t1となる部位R1に当接される部位Q1で、フィラープレート2が相対的に厚い板厚t3を有するとともに、腐食鋼材8の相対的に厚い板厚t2となる部位R2に当接される部位Q2で、フィラープレート2が相対的に薄い板厚t4を有するものとなるように、3Dプリンタ等から出力されて略凹凸状に形成される。
The concavo-
平坦面40は、腐食鋼材8の部位R1の薄い板厚t1及びフィラープレート2の部位Q1の厚い板厚t3の合計の板厚t1+t3と、腐食鋼材8の部位R2の厚い板厚t2及びフィラープレート2の部位Q2の薄い板厚t4の合計の板厚t2+t4とが、例えば、25mm程度で略同一の大きさのものとなるように、略平坦状に形成される。フィラープレート2の薄い部位Q2の板厚t4の寸法に特に規定は必要無いが、t4≧1mm程度とすることで、フィラープレート2の不慮の破損を防ぎ、作業性を向上させることができる。
The
補強板5は、鋼材等を材質とするものであり、正面視において略矩形状に形成されて、図3に示すように、フィラープレート2の他方の面4に当接される当接面5aが、略平坦状に形成される。補強板5は、フィラープレート2のボルト挿通孔21及び腐食鋼材8の貫通孔81が形成された位置と略同一の位置で、当接面5aまで貫通する貫通孔51が形成される。
The reinforcing
補強板5は、腐食鋼材8との間にフィラープレート2を挟み込んで、補強板5の貫通孔51、フィラープレート2のボルト挿通孔21、及び、腐食鋼材8の貫通孔81を重ね合わせて、これらに挿通させたボルト60にナット61を締結させることで、フィラープレート2とともに腐食鋼材8の表面8aに固定される。
The reinforcing
補強板5は、図9に示すように、腐食鋼材8との間に設けられたフィラープレート2を取り囲むようにして、不透水性樹脂等を材質とするパテ、又は、ゴム等の止水材50が設けられる。補強板5は、フィラープレート2が設けられることで形成された腐食鋼材8との間の隙間に外部からの水が浸入しないように、補強板5の外周5bに沿って、止水材50が設けられる。
As shown in FIG. 9, the reinforcing
補強板5は、複数の小片20に分割されたフィラープレート2が設けられる場合に、複数の小片20の各々が互いに接触又は離間させて並べられた状態で、複数の小片20の全体を取り囲んで水みちを塞ぐようにして、止水材50が設けられる。補強板5は、これに限らず、複数の小片20の各々を取り囲んで水みちを塞ぐようにして、止水材50が設けられてもよい。
When the
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図10に示すように、腐食鋼材8の表面8aにフィラープレート2の一方の面3を当接させるとともに、フィラープレート2の他方の面4に補強板5の当接面5aを当接させることで、腐食鋼材8と補強板5との間にフィラープレート2が挟み込まれた状態で、フィラープレート2及び補強板5が腐食鋼材8に固定される。
As shown in FIG. 10, the reinforcing structure 1 for a corroded steel material to which the present invention is applied causes the one
このとき、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、フィラープレート2の一方の面3での凹凸面30の形状が、腐食鋼材8の表面8aでの不陸80の形状に略合致したものとなり、フィラープレート2の凹凸面30を腐食鋼材8の不陸80に噛み合わせて、フィラープレート2の一方の面3が、腐食鋼材8の表面8aに当接される。
At this time, in the corrosion steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied, the shape of the
また、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、フィラープレート2の他方の面4に形成された略平坦状の平坦面40と、補強板5の略平坦状の当接面5aとを当接させて、摩擦面Sが形成される。本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、フィラープレート2の平坦面40と補強板5の当接面5aとを当接させて摩擦面Sが形成された状態で、補強板5が腐食鋼材8に固定されることで、フィラープレート2と補強板5とが摩擦接合されるものとなる。
Further, the corroded steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied includes a substantially flat
これに対して、従来の腐食鋼材の接合構造9は、図11(a)に示すように、溶接箇所Wにおいて腐食鋼材8に補強板90が溶接接合されるものとなり、又は、図11(b)に示すように、補強板90が腐食鋼材8にボルト91により支圧接合されるものとなる。
On the other hand, as shown in FIG. 11 (a), the conventional bonded
このとき、従来の腐食鋼材の接合構造9は、腐食鋼材8に補強板90が溶接接合される場合に、腐食鋼材8の表面8aに不陸80が形成されているため、溶接箇所Wで品質及び精度の高い溶接を実施することが困難である。補強板90と不陸80との間には大きなギャップがしばしば生じ、そこを溶接金属で埋めようとするとき、溶接金属に高温割れが生じやすくなる。また、腐食が問題となるような古い構造物の場合、それに使われている古い鋼材にはリンや硫黄等、溶接に低温割れを引き起こし易くする成分の含有量が多くなっている場合もある。さらに、橋梁が車両等の通行により振動している場合に溶接作業を行うとき、溶接箇所Wで溶接割れ等が発生して、溶接接合の信頼性が著しく低下するものとなる。
At this time, when the reinforcing
また、従来の腐食鋼材の接合構造9は、腐食鋼材8に補強板90が支圧接合される場合に、腐食鋼材8の板厚t9が腐食により薄くなっているため、ボルト91を支圧させるための十分な支圧面積を確保することができず、必要な接合強度を設計的に獲得することができないものとなる。もちろん、摩擦接合は補強板90と腐食鋼材8との間の接触面積が不規則な不陸80により計算できないため、設計することが不可能である。
Further, in the conventional bonded
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図10に示すように、腐食鋼材8の不陸80にフィラープレート2の凹凸面30が噛み合わされることで、腐食鋼材8の表面8aとフィラープレート2の一方の面3との摩擦係数が非常に高くなり、また、フィラープレート2と補強板5とが摩擦面Sで強固に摩擦接合されるものとなる。
As shown in FIG. 10, the reinforcing structure 1 of the corroded steel material to which the present invention is applied is such that the
このとき、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、腐食鋼材8が錆びて腐食することにより腐食鋼材8の板厚tが全体的に薄くなった場合であっても、腐食鋼材8の両面又は片面に補強板5が設けられることで全体の板厚を増大させたものとなり、補強板5により腐食鋼材8を補強することができるものとなる。
At this time, the corroded steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied is that even when the corroded
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図3に示すように、フィラープレート2の凹凸面30が腐食鋼材8の不陸80に噛み合わされるため、腐食鋼材8へのフィラープレート2の取付作業が正確なものとなるとともに、補強板5及びフィラープレート2がボルト60により腐食鋼材8に固定されるため、腐食鋼材8への補強板5及びフィラープレート2の取付作業が簡易なものとなり、補強板5による腐食鋼材8の補強作業の信頼性、効率性を向上させることが可能となる。
As shown in FIG. 3, the corroded steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied has the
また、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、腐食鋼材8に補強板5が設けられることで全体の板厚を増大させたものとしながら、フィラープレート2の一方の面3と腐食鋼材8の表面8aとの摩擦係数を高くするとともに、フィラープレート2の他方の面4と補強板5とが強固に摩擦接合されるものとなり、腐食鋼材8を補強板5で確実に接合、補強することが可能となる。
Further, the corroded steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied is that the corroded
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図7に示すように、フィラープレート2の凹凸面30が腐食鋼材8の不陸80に噛み合わされた状態で、フィラープレート2のボルト挿通孔21の位置に合わせて、ドリル等の削孔器具6により腐食鋼材8を削孔して貫通孔81が形成されることから、フィラープレート2のボルト挿通孔21と腐食鋼材8の貫通孔81との位置合わせを正確なものとしながら、腐食鋼材8の削孔作業を容易に実施することが可能となる。
As shown in FIG. 7, the reinforcing structure 1 for a corroded steel material to which the present invention is applied has a
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図8に示すように、フィラープレート2が積層造形法、又は、切削造形法により成形されるため、腐食鋼材8の表面8aに不規則な不陸80が形成されるものとなるにもかかわらず、腐食鋼材8の表面8aの不陸80の形状を変位計7で正確にスキャンして、3Dプリンタ等によりフィラープレート2を容易に出力することができるものとなり、フィラープレート2の凹凸面30の形状を腐食鋼材8の表面8aの不陸80の形状に合わせて容易かつ正確に形成することが可能となる。
As shown in FIG. 8, the reinforcing structure 1 for a corroded steel material to which the present invention is applied has an irregular irregularity on the
特に、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、フィラープレート2が積層造形法により成形されることで、切削造形法のようにアルミニウム、鉄等のブロックを切削して成形されるものとはならないため、アルミニウム、鉄等の金属素材の使用量を必要以上に増大させることなく、フィラープレート2の成形に必要となる材料コストを低減させることが可能となる。
In particular, the reinforcing structure 1 for a corroded steel material to which the present invention is applied is formed by cutting a block of aluminum, iron or the like as in the cutting modeling method by forming the
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、フィラープレート2が積層造形法、又は、切削造形法により成形されるため、腐食鋼材8の厚い板厚t2の部位R2に当接される部位Q2で、フィラープレート2の薄い板厚t4を如何なる寸法にも設定することができるものとなり、例えば、フィラープレート2の部位Q2での薄い板厚t4が1mm以上に設定されることで、フィラープレート2の運搬及び取付作業における取扱いを容易にすることが可能となる。
The corroded steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied has the part Q2 that is in contact with the part R2 of the
特に、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、補強板5の主な材質を鋼材とするとともに、フィラープレート2の主な材質をアルミニウムとすることで、図10に示すように、補強板5の当接面5aとフィラープレート2の平坦面40とが、ボルトナットにより圧着された状態でアルミニウムが塑性変形することによって鋼材の補強板5との密着度を向上させながら、補強板5による拘束でフィラープレート2のアルミニウムの強度が向上することで、摩擦係数を著しく増大させたものとなり、フィラープレート2の他方の面4と補強板5との摩擦接合による接合強度を向上させることが可能となる。このとき、鋼材と鋼材との接合面の摩擦係数は0.4とすることが基本であるのに対して、アルミニウムと鋼材の接合面の摩擦係数は0.7で設計を行うことができる。
In particular, the reinforcing structure 1 for corroded steel material to which the present invention is applied has a reinforcing material as a main material of the reinforcing
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図9に示すように、フィラープレート2を取り囲むようにして、すなわち補強板5よりも外側にフィラープレート2が飛び出ないようにフィラープレート2及び補強板5を配置した上で、補強板5の外周5bに沿ってパテ等の止水材50が設けられることで、腐食鋼材8と補強板5との間でフィラープレート2が設けられて形成された隙間に、外部からの水が浸入しないものとなるため、フィラープレート2からの浸水による腐食を防止して、フィラープレート2を介して腐食鋼材8が補強板5で接合、補強された状態を長期間維持することが可能となる。
As shown in FIG. 9, the reinforcing structure 1 for corroded steel material to which the present invention is applied surrounds the
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、腐食鋼材8及び補強板5にフィラープレート2が挟み込まれて設けられることで、図5に示すように、複数の小片20に分割されたフィラープレート2が設けられた場合であっても、複数の小片20に分割されたフィラープレート2に1枚の補強板5を連続させて摩擦接合させることができるものとなる。
The corroded steel material reinforcing structure 1 to which the present invention is applied is such that the
これにより、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、フィラープレート2を複数の小片20に分割させることで、各々の小片20の大きさが小さくなり、各々の小片20を成形するときの精度を向上させるとともに、各々の小片20の運搬及び取付作業における取扱いを容易にして、フィラープレート2の管理性を向上させることが可能となる。
Thereby, the reinforcement structure 1 of the corroded steel material to which the present invention is applied is obtained by dividing the
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図12に示すように、橋梁の橋桁等を構成する鋼材の端部を接合させる接合箇所Jで、添接板として補強板5が用いられてもよい。このとき、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、互いに対向する腐食鋼材8の端部をバイパスにより仮保持させた状態で、接合箇所Jに設けられた既存の添接板を撤去して、互いに対向する腐食鋼材8の端部の各々にフィラープレート2を設けるとともに、互いに対向する腐食鋼材8の端部に架設させて補強板5を設けることで、互いに対向する腐食鋼材8の端部で補強板5が摩擦接合されるものとなる。
As shown in FIG. 12, the reinforcing structure 1 for corroded steel material to which the present invention is applied is a joint J where the ends of steel materials constituting a bridge girder of a bridge are joined, and a reinforcing
これにより、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、橋梁の橋桁を構成する構造部材等の接合箇所Jで、構造部材等の腐食鋼材8を補強板5で補強するものとしながら、補強板5を添接板として用いることで、互いに対向する腐食鋼材8の端部を強固に摩擦接合させることができるものとなり、腐食鋼材8を接合箇所Jにおいて補強板5で確実に接合、補強することが可能となる。
Thereby, the reinforcement structure 1 of the corrosion steel material to which the present invention is applied is reinforced while the
本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図13に示すように、橋梁の橋桁等を構成する鋼材の端部を接合させる接合箇所Jで、互いに対向する腐食鋼材8の端部に架設させて補強板5が設けられる場合に、互いに対向する腐食鋼材8の端部の隙間を埋めるようにして、パテ等の止水材50が厚盛箇所50aで腐食鋼材8の両面に亘って連続して設けられるものとなる。
As shown in FIG. 13, the reinforcing structure 1 for corroded steel material to which the present invention is applied is installed at the end portions of the corroded
これにより、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、互いに対向する腐食鋼材8の端部の隙間を埋めるようにして厚盛箇所50aにパテ等の止水材50が設けられることで、互いに対向する腐食鋼材8の端部の隙間に、外部からの水が浸入しないものとなり、アルミニウム等を材質とするフィラープレート2の浸水による腐食を防止して、フィラープレート2を介して腐食鋼材8が補強板5で接合、補強された状態を長期間維持することが可能となる。
Thereby, the reinforcement structure 1 of the corroded steel material to which the present invention is applied is provided with the
なお、腐食損傷の状況は水かかりの状態が大きく影響する。そのため、本発明を適用した腐食鋼材の補強構造1は、図14に示すように、片側だけ腐食減肉によって不陸80が生じている片側腐食鋼材82に用いることが必要となる場合がしばしば起きる。このような片側腐食鋼材82には、フィラープレート2を片側のみに用いれば十分である。
Note that the condition of corrosion damage is greatly influenced by the condition of water splashing. Therefore, as shown in FIG. 14, the reinforcing structure 1 for corroded steel material to which the present invention is applied often needs to be used for a one-side corroded
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。 As mentioned above, although the example of embodiment of this invention was demonstrated in detail, all the embodiment mentioned above showed only the example of actualization in implementing this invention, and these are the technical aspects of this invention. The range should not be construed as limiting.
1 :腐食鋼材の補強構造
2 :フィラープレート
20 :小片
21 :ボルト挿通孔
3 :一方の面
30 :凹凸面
4 :他方の面
40 :平坦面
5 :補強板
5a :当接面
5b :補強板の外周
50 :止水材
50a :厚盛箇所
51 :貫通孔
6 :削孔器具
60 :ボルト
61 :ナット
7 :変位計
8 :腐食鋼材
8a :表面
80 :不陸
81 :貫通孔
82 :片側腐食鋼材
1: Reinforced structure of corroded steel material 2: Filler plate 20: Small piece 21: Bolt insertion hole 3: One surface 30: Concavity and convexity surface 4: The other surface 40: Flat surface 5:
Claims (6)
腐食鋼材に当接させて設けられて金属を材質とする板体状のフィラープレートと、前記フィラープレートに当接させて設けられる補強板とを備え、
前記フィラープレートは、腐食鋼材に当接される一方の面で略凹凸状に形成された凹凸面と、前記補強板に当接される他方の面で略平坦状に形成された平坦面とを有するものとなるように、積層造形法、又は、切削造形法を用いることで成形されるものであり、
前記凹凸面は、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状を変位計でスキャンして、腐食鋼材の表面に形成された不陸の形状に合わせて略凹凸状に形成されること
を特徴とする腐食鋼材の補強構造。 It is a reinforced structure of corroded steel with unevenness on the surface,
A plate-like filler plate that is provided in contact with the corroded steel material and made of metal, and a reinforcing plate that is provided in contact with the filler plate,
The filler plate has an uneven surface formed in a substantially uneven shape on one surface abutting against the corroded steel material, and a flat surface formed in a substantially flat shape on the other surface in contact with the reinforcing plate. It is formed by using a layered modeling method or a cutting modeling method so as to have
The uneven surface is formed in a substantially uneven shape in accordance with the uneven shape formed on the surface of the corroded steel by scanning the uneven shape formed on the surface of the corroded steel with a displacement meter. Reinforced structure of corroded steel.
を特徴とする請求項1記載の腐食鋼材の補強構造。 The filler plate has a layered manufacturing method or a cutting method so that a bolt insertion hole penetrating from one surface abutting against the corrosion steel material to the other surface abutting against the reinforcing plate is formed. The reinforcing structure for a corroded steel material according to claim 1, wherein the reinforcing structure is formed by using a modeling method.
を特徴とする請求項2記載の腐食鋼材の補強構造。 The filler plate has one surface on which the uneven surface is formed in contact with the corroded steel material, and the corroded steel material is drilled and penetrated in accordance with the position where the bolt insertion hole is formed, thereby corroding the steel material. The reinforcing structure for corroded steel material according to claim 2, wherein a through hole is formed in the corroded steel material.
を特徴とする請求項1〜3の何れか1項記載の腐食鋼材の補強構造。 The filler plate is formed into a plurality of small pieces by using a layered modeling method or a cutting modeling method so that the filler plate divided into a plurality of small pieces with respect to one reinforcing plate is provided. The reinforcing structure for a corroded steel material according to any one of claims 1 to 3, wherein the reinforcing structure is formed by dividing.
を特徴とする請求項1〜4の何れか1項記載の腐食鋼材の補強構造。 The reinforcing structure for a corroded steel material according to any one of claims 1 to 4, wherein the filler plate is made of aluminum.
を特徴とする請求項1〜5の何れか1項記載の腐食鋼材の補強構造。 The said reinforcement board surrounds the said filler plate provided between corrosion steel materials, and a water stop material is provided along the outer periphery of the said reinforcement board, The any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. The reinforcing structure of the corroded steel material according to 1.
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