JP6475091B2 - 鋼桁補強構造 - Google Patents
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Description
例えば、H形鋼1の上に床版3が架設されており、対をなすH形鋼1の内側にレール(載荷点)がある場合に、図8に示すように、列車荷重により床版3の中央側が下に撓むような負荷が掛かるなどして、H形鋼1のウェブ1cが橋軸直角方向に首振りし、その首振りに伴う面外変形に起因して疲労亀裂が発生することがある。
そのウェブの面外変形を抑制して疲労亀裂の発生や進行を抑えるように、ウェブの両側面に補強材を溶接して補強することがあるが、溶接部分が金属疲労による弱点となることがあるので、溶接によらない補強も検討されている。
また、H形鋼のウェブを補強するために、H形鋼のフランジ間で寸法調節し、上端部と下端部をそれぞれ上フランジと下フランジに突き当てて固定するスティフナージャッキが知られている(例えば、非特許文献1参照。)。
また、上フランジと下フランジの間にスティフナージャッキを固定した後、橋桁に作用する荷重や振動などによって上フランジと下フランジの間隔が広がることがあると、スティフナージャッキが外れてしまう虞がある。
上フランジと下フランジをウェブで連結してなる略H形断面を有する鋼桁を補強するための鋼桁補強構造であって、
前記鋼桁は対を成して互いに平行に配設されており、
対を成す前記鋼桁に架け渡すように、前記対を成す鋼桁のそれぞれの下フランジの下面側を通して配されて、一端部が一方の鋼桁の上フランジに繋がれ、他端部が他方の鋼桁の上フランジに繋がれている綱状部材を備え、
前記綱状部材には、当該綱状部材の両方の端部を引き寄せ合う方向の張力が付与されているようにした。
例えば、対を成す鋼桁の上に架設されている床版の中央側が下に撓むような負荷が掛かり、その負荷が対を成す鋼桁のウェブに作用する場合でも、この鋼桁補強構造の綱状部材に付与されている張力が抵抗力となって、対を成す鋼桁のウェブが対向する鋼桁に向けて傾くような首振りを抑制し、ウェブの面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
このような鋼桁補強構造であれば、略H形断面を有する鋼桁を好適に補強することができる。
前記綱状部材には、当該綱状部材の張力を調整する張力調整手段が設けられているようにした。
張力調整手段を有する鋼桁補強構造であれば、綱状部材の張力を適正な値に調整して、対を成す鋼桁のウェブが対向する鋼桁に向けて傾くような首振りを抑制する好適な補強を行うことができる。
前記対を成す鋼桁の一方の鋼桁の下フランジには、他方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記他方の鋼桁の下フランジには、前記一方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記綱状部材は、前記張出部材および前記下フランジの下面側を通して配されているようにした。
つまり、張出部材が設けられた鋼桁補強構造であれば、対を成す鋼桁のウェブが対向する鋼桁に向けて傾くような首振りを抑制する補強をより好適に行うことができ、ウェブの面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
前記対を成す鋼桁の一方の鋼桁の上フランジには、他方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記他方の鋼桁の上フランジには、前記一方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記綱状部材のそれぞれの端部は、前記張出部材に固定され、前記張出部材を介して前記上フランジに繋がれているようにした。
つまり、張出部材が設けられた鋼桁補強構造であれば、対を成す鋼桁のウェブが対向する鋼桁に向けて傾くような首振りを抑制する補強をより好適に行うことができ、ウェブの面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
第1部材と第2部材の間に伸縮可能な弾性部材を備えている付勢手段が、前記対を成す鋼桁のウェブが対向している面の反対側にそれぞれ設置され、前記第1部材が前記上フランジに接触され、前記第2部材が前記下フランジに接触され、前記弾性部材の弾性復元力によって前記上フランジと前記下フランジを離間させる方向の付勢力が付与されているようにした。
つまり、この鋼桁補強構造であれば、付勢手段によって、対を成す鋼桁のウェブが対向する鋼桁から離れる向きに傾くような首振りを抑制することができるとともに、綱状部材によって、対を成す鋼桁のウェブが対向する鋼桁に向けて傾くような首振りを抑制することができるので、ウェブの面外変形をより一層抑えて、その面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
図1は、鋼桁補強構造100を示す正面図である。図2は、鋼桁補強構造100の要部を示す斜視図である。
鋼桁補強構造100は、上フランジ1aと下フランジ1bをウェブ1cで連結してなる略H形断面を有する鋼桁1を補強するための構造体である。
鋼桁1は、橋脚や橋台などの支持構造物2上に沓4を介して配設されており、鋼桁1の上に軌道を敷設可能な床版3が架設されている。
綱状部材10は、対を成す鋼桁1のそれぞれの下フランジ1bの下面側を通して配されており、一端部10aが一方の鋼桁1の上フランジ1aに繋がれ、他端部10bが他方の鋼桁1の上フランジ1aに繋がれている。
この綱状部材10には、当該綱状部材10の両方の端部を引き寄せ合う方向の張力(テンション)が付与されている。
そして、綱状部材10の張力が、対を成す鋼桁1の上フランジ1aを互いに離間させる方向に作用するようになっている。
なお、対を成す鋼桁1に架け渡されている綱状部材10は、橋軸直角方向に延在しており、鋼桁1と直交する向きに配されている。
綱状部材10の両方の端部(一端部10a、他端部10b)は、アンカーボルトなどの固定部材11によって、鋼桁1の上フランジ1aの外側端面に固定されている。
例えば、対を成す鋼桁1の上に架設されている床版3の中央側が下に撓むような負荷が掛かり、その負荷が対を成す鋼桁1のウェブ1cに作用する場合でも、この鋼桁補強構造100の綱状部材10に付与されている張力が抵抗力となって、対を成す鋼桁1のウェブ1cが対向する鋼桁1に向けて傾くような首振りを抑制し、ウェブ1cの面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
このような鋼桁補強構造100であれば、略H形断面を有する鋼桁1を好適に補強することができる。
また、綱状部材10は鋼桁1に溶接されていないので、不具合の生じた綱状部材10を交換したり、張力の異なる綱状部材10に交換したりする作業を容易に行うことができる。
また、鋼桁1に作用する荷重や振動などによって上フランジ1aと下フランジ1bの間隔に変動があっても、従来技術のスティフナージャッキのように綱状部材10が外れてしまうことがない。
例えば、図3に示すように、綱状部材10には、当該綱状部材10の張力を調整する張力調整手段12が設けられていてもよい。
張力調整手段12は、例えばターンバックルであり、ターンバックルの両側のボルトの締め込みを調節することで、綱状部材10に付与する張力を切り替えることができる。
この張力調整手段12が設けられている綱状部材10であれば、綱状部材10の端部を鋼桁1の上フランジ1aに固定した後、例えばターンバックルのボルトを締め込んで綱状部材10にポストストレスを掛けるようにすることで、綱状部材10に両方の端部を引き寄せ合う方向の張力を付与することができる。
このような張力調整手段12を有する鋼桁補強構造100であれば、綱状部材10の張力を適正値に調整して、対を成す鋼桁1のウェブ1cが対向する鋼桁1に向けて傾くような首振りを抑制する好適な補強を行うことができる。
張力調整手段12としての油圧式ジャッキは、支持構造物2に設置されたシリンダ12aから上下に進退するロッド12bを備えており、そのロッド12bの先端で綱状部材10を支持している。この油圧式ジャッキのロッド12bを上げて綱状部材10にポストストレスを掛けるようにすることで、綱状部材10に両方の端部を引き寄せ合う方向の張力を付与することができる。
このような張力調整手段12を有する鋼桁補強構造100であれば、綱状部材10の張力を適正値に調整して、対を成す鋼桁1のウェブ1cが対向する鋼桁1に向けて傾くような首振りを抑制する好適な補強を行うことができる。
次に、本発明に係る鋼桁補強構造の実施形態2について説明する。なお、実施形態1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
張出部材20は、例えば鉄鋼製の板状部材であり、下フランジ1bの外側端面にボルトなどによって固設されている。
そして、綱状部材10は、張出部材20および下フランジ1bの下面側を通して配されており、綱状部材10の両方の端部(一端部10a、他端部10b)は、固定部材11によって鋼桁1の上フランジ1aの外側端面に固定されている。
つまり、この張出部材20が設けられた鋼桁補強構造100であれば、対を成す鋼桁1のウェブ1cが対向する鋼桁1に向けて傾くような首振りを抑制する補強をより好適に行うことができ、ウェブ1cの面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
従って、この鋼桁補強構造100によって、略H形断面を有する鋼桁1を好適に補強することができる。
次に、本発明に係る鋼桁補強構造の実施形態3について説明する。なお、実施形態1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
張出部材30は、例えば鉄鋼製の板状部材であり、上フランジ1aの外側端面にボルトなどによって固設されている。
そして、綱状部材10のそれぞれの端部(一端部10a、他端部10b)は、張出部材20の端面に固定部材11によって固定されており、綱状部材10は張出部材30を介して上フランジ1aに繋がれている。
つまり、この張出部材30が設けられた鋼桁補強構造100であれば、対を成す鋼桁1のウェブ1cが対向する鋼桁1に向けて傾くような首振りを抑制する補強をより好適に行うことができ、ウェブ1cの面外変形に起因する疲労亀裂の発生や進行を抑えることができる。
従って、この鋼桁補強構造100によって、略H形断面を有する鋼桁1を好適に補強することができる。
次に、本発明に係る鋼桁補強構造の実施形態4について説明する。なお、実施形態1と同一部分には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明する。
なお、図7(a)に示している鋼桁補強構造100は、実施形態2の鋼桁補強構造100に付勢手段50を付加したものである。
また、図7(b)に示している鋼桁補強構造100は、実施形態3の鋼桁補強構造100に付勢手段50を付加したものである。
筒体51は、上端が天面部で塞がれた筒形を有しており、下端側の開口部から筒体51内に軸体52が挿入されている。
軸体52は、その軸線方向に進退可能に筒体51内に配されている。
弾性部材53は、例えば、ばね部材(ここではコイルばね)であり、一端部を筒体51に突き当て、他端部を軸体52に突き当てている。この弾性部材53は、筒体51と軸体52を互いに離間させる方向に付勢する。
つまり、付勢手段50は、筒体51を上フランジ1aに接触させ、軸体52を下フランジ1bに接触させて、上フランジ1aと下フランジ1bを互いに離間させる方向の付勢力を付与している。
特に、付勢手段50は、弾性部材53が拡張する力(反発力)を利用して、上フランジ1aと下フランジ1bの間に設置することができるので、付勢手段50を鋼桁1に溶接することなく、短時間の作業で鋼桁1の補強を行うことができる。
従って、この鋼桁補強構造100によれば、略H形断面を有する鋼桁1をより一層好適に補強することができる。
また、付勢手段50は鋼桁1に溶接されていないので、不具合の生じた付勢手段50を交換したり、ばね力の異なる付勢手段50に交換したりする作業を容易に行うことができる。
また、以上の実施の形態においては、対を成す鋼桁1の上フランジ1aにそれぞれ張出部材30を備えるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、対を成す鋼桁1のうち、少なくとも一方の上フランジ1aに張出部材30を備えるようにしてもよい。一方の上フランジ1aに張出部材30を備えた鋼桁補強構造100であっても、綱状部材10に付与された張力によって、略H形断面を有する鋼桁1を好適に補強することができる。
1a 上フランジ
1b 下フランジ
1c ウェブ
2 支持構造物
3 床版
4 沓
10 綱状部材
10a 一端部
10b 他端部
11 固定部材
12 張力調整手段
20 張出部材
30 張出部材
50 付勢手段
51 筒体(第1部材)
52 軸体(第2部材)
53 弾性部材
100 鋼桁補強構造
Claims (5)
- 上フランジと下フランジをウェブで連結してなる略H形断面を有し、互いに平行に配設されて対を成している鋼桁を補強するための鋼桁補強構造であって、
対を成す前記鋼桁に架け渡すように、前記対を成す鋼桁のそれぞれの下フランジの下面側を通して配されて、一端部が一方の鋼桁の上フランジに繋がれ、他端部が他方の鋼桁の上フランジに繋がれている綱状部材を備え、
前記綱状部材には、当該綱状部材の両方の端部を引き寄せ合う方向の張力が付与されていることを特徴とする鋼桁補強構造。 - 前記綱状部材には、当該綱状部材の張力を調整する張力調整手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の鋼桁補強構造。
- 前記対を成す鋼桁の一方の鋼桁の下フランジには、他方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記他方の鋼桁の下フランジには、前記一方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記綱状部材は、前記張出部材および前記下フランジの下面側を通して配されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼桁補強構造。 - 前記対を成す鋼桁の一方の鋼桁の上フランジには、他方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記他方の鋼桁の上フランジには、前記一方の鋼桁から離間する方向に張り出した張出部材が設けられており、
前記綱状部材のそれぞれの端部は、前記張出部材に固定され、前記張出部材を介して前記上フランジに繋がれていることを特徴とする請求項1又は2に記載の鋼桁補強構造。 - 第1部材と第2部材の間に伸縮可能な弾性部材を備えている付勢手段が、前記対を成す鋼桁のウェブが対向している面の反対側にそれぞれ設置され、前記第1部材が前記上フランジに接触され、前記第2部材が前記下フランジに接触され、前記弾性部材の弾性復元力によって前記上フランジと前記下フランジを離間させる方向の付勢力が付与されていることを特徴とする請求項1〜4の何れか一項に記載の鋼桁補強構造。
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