JP6756227B2 - 鋼床版における溶接金属の溶け込み量の評価方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼床版のデッキプレートとＵリブとを接合する溶接金属の溶け込み量を評価する方法に関する。

従来、橋梁等の土木構造物において、鋼床版が用いられている（例えば、特許文献１参照）。図１は、鋼床版を備えた橋梁の一例を示す図である。なお、図１においては、互いに直交するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向を示している。Ｘ方向は橋梁１の長さ方向を示し、Ｙ方向は橋梁１の幅方向を示し、Ｚ方向は鉛直方向を示す。以下の説明では、橋梁１の幅方向を、左右方向ともいう。

図１に示す橋梁１は、鋼床版２を有している。鋼床版２は、デッキプレート３と、複数の主桁４と、複数の横リブ５と、複数の縦リブ６とを有している。デッキプレート３、主桁４、横リブ５および縦リブ６はそれぞれ、鋼材からなる。

デッキプレート３は、平板形状を有する。デッキプレート３の表面３ａは、舗装材７によって舗装されている。舗装材７としては、例えば、アスファルトまたはコンクリート等の種々の材料を用いることができる。

主桁４は、Ｙ−Ｚ平面に平行な断面においてＩ字形状を有し、かつ橋梁１の長さ方向に延びるように設けられている。主桁４の上端部は、例えば、デッキプレート３の裏面３ｂに溶接されている。

横リブ５は、Ｘ−Ｚ平面に平行な断面において逆Ｔ字形状を有し、かつ橋梁１の幅方向に延びるように設けられている。具体的には、横リブ５は、上下に延びるウェブと、ウェブの下端部に一体に設けられたフランジとを有している。なお、図１においては、横リブ５の形状を分かりやすくするために、ウェブにハッチングを付している。横リブ５の左右の端部は、例えば、主桁４に溶接されている。

縦リブ６は、上方に向かって開口するように開断面形状（図１の例では、略Ｕ字形状）を有するＵリブである。以下、縦リブ６を、Ｕリブ６という。具体的には、Ｕリブ６は、左右方向に延びる底壁部６ａと、底壁部６ａの左右方向における両端部から上方に延びる一対の側壁部６ｂ，６ｃとを有する。側壁部６ｂ，６ｃは、先端側（図１においては上側）ほど互いの間隔が広がるように、底壁部６ａに対して傾斜している。Ｕリブ６は、橋梁１の長さ方向に延びるように、かつ横リブ５を貫通するように設けられている。側壁部６ｂ，６ｃの上端部は、デッキプレート３の裏面３ｂに溶接されている。

図２は、Ｕリブ６と側壁部６ｂとの接合部９を示す拡大図である。図２に示すように、側壁部６ｂをデッキプレート３に溶接する際には、例えば、側壁部６ｂの先端部のうち外側の部分６ｄが溶接金属（溶接ビード）１０によってデッキプレート３に接合される。通常、側壁部６ｂの先端部のうち内側の部分６ｅは接合されない。このため、デッキプレート３と溶接金属１０と部分６ｅとの間に、切欠き状の空間１１（以下、不溶着部１１という。）が形成されている。なお、図２には示していないが、デッキプレート３および側壁部６ｃも同様に溶接金属１０によって接合されている。

特開２０１３−２４５４５９号公報

道路橋示方書・同解説 Ｉ共通編 ＩＩ鋼橋編 社団法人 日本道路協会 ２０１２年 ｐ．５０９−５１０

ところで、溶接金属１０の溶け込み量は、例えば、Ｕリブの厚みの７５％が基準とされている（例えば、非特許文献１参照）。この溶け込み量が小さ過ぎると、上述の不溶着部１１が大きくなり、デッキプレート３とＵリブ６との接合強度を十分に確保できない。

一方、溶接金属１０の溶け込み量が大き過ぎると、Ｕリブ６内に溶接金属がはみ出る場合がある。この場合も、デッキプレート３とＵリブ６との接合強度を十分に確保できない。

以上のことから、デッキプレート３とＵリブ６との接合状態を適切に評価するためには、溶接金属１０の溶け込み量を確認することが重要になる。溶接金属１０の溶け込み量は、不溶着部１１の大きさによって評価することができる。したがって、不溶着部１１の大きさを確認することができれば、デッキプレート３とＵリブ６との接合状態を評価することができる。

しかしながら、図２から分かるように、不溶着部１１は、Ｕリブ６の外側からは見えない位置にある。このため、不溶着部１１の大きさを目視で評価することは難しい。目視以外の方法としては、超音波を利用してデッキプレート３の上面３ａ側から不溶着部１１の大きさを評価することが考えられる。しかしながら、Ｕリブ６の長さ方向の全域に亘って、超音波によって不溶着部１１の大きさを測定しようとすると、長い時間を要する。また、橋梁１として用いられている鋼床版２では、超音波によって不溶着部１１の大きさを測定するためには、舗装材７を除去する必要がある。この場合も、短時間で不溶着部１１の大きさを評価することは難しい。

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、鋼床版において、溶接金属の溶け込み量を簡単に評価することができる方法を提供することを目的としている。

（１）本発明の一実施形態に係る評価方法は、デッキプレートと、一対の側壁部を有するＵリブとを備えた鋼床版において、前記デッキプレートと前記一対の側壁部とを接合する溶接金属の溶け込み量を評価する方法であって、
前記一対の側壁部が前記Ｕリブの外側に向かって変形するように、一対の押圧部によって前記一対の側壁部を前記Ｕリブの内側から押す押圧工程と、
前記押圧工程における前記一対の側壁部の前記Ｕリブの外側への変位量および前記一対の押圧部から前記一対の側壁部に加わる荷重に関する変形情報を取得する情報取得工程と、
予め設定された変形情報と溶け込み量に関する溶け込み情報との関係、および前記情報取得工程で取得した前記変形情報に基づいて、前記デッキプレートと前記一対の側壁部とを接合する前記溶接金属の溶け込み量を評価する評価工程と、
を含む。

（２）前記押圧工程では、前記一対の側壁部に加わる荷重が予め設定された設定荷重になるように前記一対の押圧部によって前記一対の側壁部を押し、
前記情報取得工程では、前記押圧工程において前記一対の側壁部に加わる荷重が前記設定荷重に等しくなったときの前記一対の側壁部の変位量を前記変形情報として取得してもよい。

（３）前記押圧工程では、前記一対の側壁部のうちの少なくとも一方の側壁部の変位量が予め設定された設定変位量になるように前記一対の押圧部によって前記一対の側壁部を押し、
前記情報取得工程では、前記押圧工程において前記一方の側壁部の変位量が前記設定変位量に等しくなったときに前記一対の側壁部に加わる荷重を前記変形情報として取得してもよい。

（４）前記情報取得工程では、前記押圧工程で前記一対の側壁部が変形する過程における複数の時点の前記変形情報を取得してもよい。

本発明によれば、デッキプレートとＵリブとを接合する溶接金属の溶け込み量を簡単に評価することができる。

図１は、鋼床版を備えた橋梁の一例を示す図である。 図２は、縦リブと側壁部との接合部を示す拡大図である。 図３は、ＦＥＭ解析モデルの一例を説明するための図である。 図４は、解析結果を示す図である。 図５は、解析結果を示す図である。 図６は、解析によって得られたマスターカーブを示す図である。 図７は、本発明の一実施形態に係る評価方法を説明するための図である。 図８は、本発明の一実施形態に係る評価方法を説明するための図である。 図９は、本発明の一実施形態に係る評価方法を説明するための図である。 図１０は、本発明の他の実施形態に係る評価方法を説明するための図である。

本発明者らが溶接金属の溶け込み量の評価方法について研究を進める中で、予め作成したマスターカーブを用いることによって、溶接金属の溶け込み量を簡単に評価することができることが分かった。このマスターカーブは、Ｕリブの側壁部の変形情報と、溶接金属の溶け込み量に関する情報（以下、溶け込み情報という。）との関係を示すものである。詳細は後述するが、側壁部の変形情報には、押圧部から側壁部に加わる荷重および側壁部の変形量が含まれる。同様に、詳細は後述するが、溶け込み情報としては、例えば、不溶着部１１の長さを挙げることができる。

以下、本発明の一実施形態に係る溶接金属の溶け込み量の評価方法について説明する前に、マスターカーブについて説明する。

（マスターカーブ）
本発明者らは、図１および図２に示した構成を有する鋼床版２において、溶接金属１０の溶け込み量を適切に評価するための方法について研究を進めた。この研究の中で、本発明者らは、コンピュータを用いたＦＥＭ解析（弾塑性解析）によるシミュレーションを行い、溶接金属１０の溶け込み量が、鋼床版２に与える影響について検討した。

図３は、本発明者らが作成したＦＥＭ解析モデルの一例を説明するための図である。具体的には、図３（ａ）は、鋼床版２の解析モデルを示す図であり、図３（ｂ）は、解析モデルにおいて接合部９に相当する部分の拡大図である。解析モデルは、４節点の２次元平面ひずみ要素を用いて作成した。図３（ａ）に示すように、Ｕリブ６は、対称性を考慮して１／２モデルとした。また、鋼床版２に加えてさらに、押圧部１６のモデルを作成した。押圧部１６は、曲率半径Ｒが３５ｍｍの円弧状の押圧面１６ａを有している。

なお、図３（ａ）においては、解析モデルの拘束点を三角形の記号で示している。ＦＥＭ解析では、Ｕリブ６およびデッキプレート３の材料としてＳＭ４９０Ｂ（ＪＩＳ Ｇ３１０６ ２００８）を用いたと仮定し、その応力−ひずみ線図を用いた。ＳＭ４９０Ｂの降伏応力は４５２ＭＰａ、ヤング率は２０６ＧＰａ、ポアソン比は０．３にそれぞれ設定し、等方硬化則を仮定し４節点の二次元平面ひずみ要素を用いてＦＥＭ解析を行った。

なお、以下の説明では、上下方向およびＵリブ６の長さ方向に対して垂直な方向をＵリブ６の幅方向とする。図３（ａ）においては、左右方向がＵリブ６の幅方向になる。

図３（ｂ）を参照して、鋼床版２の解析モデルは、不溶着部１１の長さ（Ｕリブ６の幅方向における長さ）ｄを変えて４種類作成した。不溶着部１１の長さｄは、２．５ｍｍ、２ｍｍ、１．５ｍｍ、および１．０２ｍｍに設定した。本実施形態では、不溶着部１１の長さが、溶接金属の溶け込み量に関する溶け込み情報に相当する。

シミュレーションでは、図３（ａ）に矢印Ｗで示すように、押圧部１６によって、鋼床版２の側壁部６ｂをＵリブ６の幅方向に押した。より具体的には、押圧面１６ａによって、側壁部６ｂを、Ｕリブ６の内側から外側に向かって押した。そして、押圧部１６から側壁部６ｂに加わる荷重、側壁部６ｂの変位量、および不溶着部１１の長さの関係を調べた。なお、側壁部６ｂの変位量とは、押圧部１６が側壁部６ｂに接触した際の側壁部６ｂの位置と荷重が加えられている際の側壁部６ｂの位置の距離を意味する。このシミュレーションでは、押圧部１６を側壁部６ｂ側へ移動させて、押圧面１６ａと側壁部６ｂとが接触した時点の押圧部１６の位置を零点として、押圧部１６の零点からの移動量を、側壁部６ｂの変位量とした。また、押圧部１６から側壁部６ｂに荷重が加わった際に、側壁部６ｂのうち、押圧部１６に接触している側（内面）の移動量と、押圧側１６に接触していない側（外面）の移動量とは等しい。

図４および図５は、解析結果を示す図である。図４において、横軸は、側壁部６ｂの変位量を示し、縦軸は、押圧部１６から側壁部６ｂに加わる単位長さ当たりの荷重を示す。なお、単位長さとは、Ｕリブ６の長さ方向における単位長さを意味する。また、図５において、横軸は、側壁部６ｂの変位量を示し、縦軸は、押圧部１６から側壁部６ｂに加わる単位長さ当たりの荷重の変化量を、側壁部の変位量で除した値（以下、変形係数ともいう。）を示す。

なお、図５においてプロットされた複数のデータ（変形係数の値）は、図４においてプロットされた複数のデータにそれぞれ対応する。図５に示した複数のデータ（変形係数の値）は、以下のようにして、図４に示した複数のデータから算出することができる。例えば、図４においてプロットされた複数のデータについてそれぞれ、そのデータの近傍における、側壁部の変位量に対する側壁部に加わる荷重の変化量の割合を求める。このようにして複数のデータごとに求められた割合が、図５においてプロットされた複数のデータ（変形係数の値）とされる。具体的には、図４を参照して、例えば、データＡ１とデータＡ２との間における、上記側壁部の変位量に対する上記荷重の変化量の割合を求めてもよい。そして、求められた割合を、図５に示すデータａ１としてもよい。

図５に示すように、変形係数の値（側壁部の変位量に対する側壁部に加わる荷重の変化量の割合）は、不溶着部１１の長さが大きいほど、小さくなった。この結果から、本発明者らは、変形係数の値と不溶着部１１の長さとの関係を整理することによって、変形係数に基づいて溶接金属１０の溶け込み量を評価できると考えた。

ただし、図５に示すように、変形係数の値は、側壁部６ｂの変位量が大きい領域（例えば、変位量が０．２５ｍｍ以上の領域）では、大きく変化している。このよう変形係数の値の変化量が大きくなったのは、鋼床版２の塑性変形量が大きくなったからだと考えられる。一方、側壁部６ｂの変位量が小さい領域（例えば、変位量が０．２５ｍｍ未満の領域）では、変形係数の値はほとんど変化していない。本発明者らは、このように変形係数の値が略一定となる領域に着目した。すなわち、側壁部６ｂの変位量が小さい領域における変形係数の値と不溶着部１１の長さとの関係を整理することによって、溶接金属１０の溶け込み量をより適切に評価できると考えた。

そこで、本発明者らは、解析モデルごとに、側壁部６ｂの変位量が小さい領域（図５においては、変位量が０．２５ｍｍ未満の領域）における変形係数の値の平均値を算出して、図６に示すようなマスターカーブを得た。図６において横軸は、不溶着部１１の長さを示し、縦軸は、押圧部１６から側壁部６ｂに加わる単位長さ当たりの荷重の変化量を、側壁部の変位量で除した値（変形係数の値）を示す。すなわち、図６に示すマスターカーブは、Ｕリブの側壁部の変形情報（押圧部から側壁部に加わる荷重および側壁部の変形量）と、溶接金属の溶け込み情報（不溶着部の長さ）との関係を示すものである。

なお、上記の例では、解析モデルにおいて、不溶着部１１の長さｄを、２．５ｍｍ、２ｍｍ、１．５ｍｍ、および１．０２ｍｍに設定したが、解析モデルにおいて設定される長さｄの値は、評価対象となる鋼床版２の寸法等に応じて適宜変更される。また、上述のマスターカーブの作成方法は単なる一例であり、他の方法によって、マスターカーブを作成してもよい。例えば、上述のようにＦＥＭ解析に基づいてマスターカーブを作成するのではなく、実際の鋼床版２を用いた実験によって、マスターカーブを作成してもよい。なお、マスターカーブは、評価対象となる鋼床版の寸法や材質に応じて適宜作成すればよい。

（評価方法の説明）
次に、本発明の一実施形態に係る溶接金属の溶け込み量の評価方法について説明する。図７〜図９は、本実施形態に係る評価方法を説明するための図である。以下においては、図７に示すように、押圧装置２０を用いて評価方法を実施する場合について説明する。また、以下においては、上述のマスターカーブを用いて溶接金属の溶け込み量を評価する場合について説明する。

図７を参照して、本実施形態に係る評価方向では、例えば、Ｕリブ６の内側に、押圧装置２０が配置される。そこで、まず、押圧装置２０について簡単に説明する。

押圧装置２０は、本体部２２、複数の車軸２４（図７においては、１本の車軸２４のみ図示）、複数の車輪２６、一対の押圧部２８ａ,２８ｂ、駆動装置３０、移動量検出部３２、荷重検出部３４、および移動距離検出部３６を備えている。なお、以下においては、Ｕリブ６の長さ方向を、押圧装置２０の前後方向ともいい、Ｕリブ６の幅方向を、押圧装置２０の幅方向ともいう。

本実施形態では、複数（例えば、２本）の車軸２４が、前後方向に並びかつ本体部２２を貫通するように設けられている。各車軸２４は、回転可能に本体部２２に支持されている。各車軸２４の両端にそれぞれ、車輪２６が設けられている。各車輪２６は、磁石を含む。このため、図７に示すように、デッキプレート３が上でかつＵリブ６が下になった状態で、デッキプレート３の裏面３ｂに、磁力によって車輪２６をくっつけることができる。例えば、図１に示したように、鋼床版２が橋梁１の構成部材として利用されている状態で、デッキプレート３の裏面３ｂに、車輪２６をくっつけることができる。

本体部２２は、車軸２４に対して、車軸２４の軸方向に移動可能に設けられている。これにより、本体部２２は、デッキプレート３およびＵリブ６に対して、車軸２４の軸方向（Ｕリブ６の幅方向）に移動することができる。なお、詳細な説明は省略するが、本実施形態では、例えば、複数の車軸２４のうちの少なくとも一つが、図示しない駆動源（例えば、電動モータ）によって回転駆動される。これにより、押圧装置２０が、Ｕリブ６内において、Ｕリブ６の長さ方向に移動することができる。上記駆動源は、例えば、作業者によって遠隔操作されてもよい。

一対の押圧部２８ａ,２８ｂは、本体部２２に対して押圧装置２０の幅方向に移動可能に、本体部２２に支持されている。詳細な説明は省略するが、押圧部２８ａ,２８ｂはそれぞれ、上述の押圧部１６と同様に、側壁部６ｂ，６ｃの内面を押すための押圧面２８ｃを有している。Ｕリブ６の長さ方向に直交する断面において、押圧面２８ｃは、例えば、曲率半径が５〜５０ｍｍの円弧形状を有している。

駆動装置３０は、例えば、油圧によって一対の押圧部２８を移動させる。本実施形態では、一対の押圧部２８ａ,２８ｂは、押圧装置２０の幅方向に互いに均等に移動する。駆動装置３０は、例えば、作業者によって遠隔操作されてもよい。なお、駆動装置３０として、電動モータ等の他の装置を用いてもよい。

移動量検出部３２は、一対の押圧部２８ａ,２８ｂの本体部２２に対する移動量を検出する。移動量検出部３２としては、光学センサおよびレーザセンサ等の公知の変位センサを用いることができる。したがって、移動量検出部３２の詳細な説明は省略する。

荷重検出部３４は、押圧部２８ａ,２８ｂに加わる荷重を検出する。荷重検出部３４としては、例えば、公知の荷重センサを用いることができる。したがって、荷重検出部３４の詳細な説明は省略する。

移動距離検出部３６は、鋼床版２（デッキプレート３）に対する本体部２２の移動距離を算出する。移動距離検出部３６としては、例えば、光学センサおよびレーザセンサ等の公知の変位センサを用いることができる。したがって、移動距離検出部３６の詳細な説明は省略する。

以下、本実施形態に係る評価方法について詳しく説明する。本実施形態では、まず、図８に示すように、押圧部２８ａ,２８ｂをＵリブ６の幅方向に移動させて側壁部６ｂ，６ｃに接触させる。以下、押圧部２８ａ,２８ｂが移動して、押圧部２８ａが側壁部６ｂに接触し、かつ押圧部２８ｂが側壁部６ｃに接触した時点の押圧装置２０の状態を、押圧装置２０の基準状態とする。また、以下において左右方向とは、Ｕリブ６の幅方向を意味する。

なお、図７に示す状態において、本体部２２が側壁部６ｂと側壁部６ｃとの中央に位置していない場合には、図７に示す状態から押圧部２８ａ,２８ｂを左右方向に伸ばす際に、例えば、押圧部２８ａが先に側壁部６ｂに接触する。ここで、上述したように、本体部２２は、車軸２４に対して左右方向に移動可能に設けられている。このため、押圧部２８ａが側壁部６ｂに接触した後、さらに押圧部２８ａ,２８ｂを左右方向に伸ばすと、本体部２２は、側壁部６ｃに近づくように移動する。その後、押圧部２８ｂが側壁部６ｃに接触することによって、押圧装置２０が基準状態になる。

図９（ａ）には、押圧装置２０が基準状態のときの、壁部６ｂ，６ｃ、本体部２２、および押圧部２８ａ,２８ｂの位置関係が示されている。また、図９においては、押圧装置２０が基準状態のときの、押圧部２８ａと側壁部６ｂとの接触点、押圧部２８ｂと側壁部６ｃとの接触点、および本体部２２の中心の左右方向における位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が示されている。

次に、基準状態の押圧装置２０から、押圧部２８ａ,２８ｂを左右方向に移動させる。具体的には、押圧部２８ａ,２８ｂを左右にさらに伸ばして、一対の側壁部６ｂ，６ｃがＵリブ６の外側に向かって変形するように、一対の押圧部２８によって一対の側壁部６ｂ，６ｃをＵリブ６の内側から押す（押圧工程）。

押圧工程では、例えば、押圧部２８ａ,２８ｂから側壁部６ｂ，６ｃに加わる荷重が予め設定された設定荷重（本実施形態では、単位は、Ｎ／ｍｍ^２）になるように、押圧部２８ａ,２８ｂによって側壁部６ｂ，６ｂを押す。押圧部２８ａ,２８ｂから側壁部６ｂ，６ｃに加わる荷重は、荷重検出部３４の検出結果に基づいて算出することができる。なお、上記設定荷重は、例えば、押圧部２８ａ,２８ｂの左右方向への移動量（合計値）が１ｍｍ以下となるように設定される。

次に、押圧工程における側壁部６ｂ，６ｃの変形情報が取得される（情報取得工程）。本実施形態では、情報取得工程において、上記設定荷重と、側壁部６ｂ，６ｃに加わる荷重が上記設定荷重になったときの側壁部６ｂ，６ｃのそれぞれの変位量とが、変形情報として取得される。

なお、側壁部６ｂ，６ｃのそれぞれの変位量は、例えば、以下のようにして算出することができる。図９（ｂ）には、押圧工程における、側壁部６ｂ，６ｃ、本体部２２、および押圧部２８ａ,２８ｂの位置関係が示されている。また、図９においては、押圧工程における、押圧部２８ａと側壁部６ｂとの接触点、押圧部２８ｂと側壁部６ｃとの接触点、および本体部２２の中心の左右方向における位置ｐ１，ｐ２，ｐ３が示されている。また、図９には、位置Ｐ１と位置ｐ１との左右方向における距離ｄ１、位置Ｐ２と位置ｐ２との左右方向における距離ｄ２、および位置Ｐ３と位置ｐ３との左右方向における距離ｄ３が示されている。

上述したように、本実施形態では、押圧部２８ａと押圧部２８ｂとは、本体部２２に対して、互いに均等に移動する。すなわち、押圧部２８ａおよび押圧部２８ｂの、本体部２２に対する移動量は等しい。したがって、距離ｄ１、距離ｄ２および距離ｄ３は、下記式（ｉ）で示される関係を満たす。
ｄ３＝ｄ１−ｄ２ ・・・ （ｉ）

また、距離ｄ１と距離ｄ２との合計値は、押圧部２８ａ,２８ｂの移動量の合計値に相当する。したがって、押圧部２８ａ,２８ｂの移動量の合計値を、距離ｄ４とすると、距離ｄ１、距離ｄ２および距離ｄ４は、下記式（ii）で示される関係を満たす。
ｄ４＝ｄ１＋ｄ２ ・・・ （ii）

上記式（ｉ）,（ii）から、距離ｄ１,ｄ２は、下記式（iii）,（iｖ）で表すことができる。
ｄ１＝（ｄ３＋ｄ４）／２ ・・・ （iii）
ｄ２＝（ｄ４−ｄ３）／２ ・・・ （iｖ）

本実施形態では、距離ｄ３は、移動距離検出部３６（図８参照）によって検出することができる。また、距離ｄ４は、移動量検出部３２によって検出することができる。したがって、上記式（iii）,（iｖ）と、移動量検出部３２および移動距離検出部３６の検出結果とに基づいて、側壁部６ｂ，６ｃのそれぞれの変位量（すなわち、距離ｄ１,ｄ２）を求めることができる。

上記のようにして側壁部６ｂ,６ｃのそれぞれの変位量を求めた後、上述のマスターカーブ（図６参照）に基づいて、溶接金属の溶け込み量を評価する（評価工程）。具体的には、評価工程では、上記の設定荷重を側壁部６ｂの変位量で除することによって、側壁部６ｂの変形係数（側壁部の変位量に対する側壁部に加わる荷重の変化量の割合）を求める。求めた変形係数を、上述のマスターカーブの縦軸の値として用いて、側壁部６ｂとデッキプレート３との間の不溶着部１１の長さを求める。同様に、上記の設定荷重を側壁部６ｃの変位量で除することによって、側壁部６ｃの変形係数を求める。求めた変形係数を、上述のマスターカーブの縦軸の値として用いて、側壁部６ｃとデッキプレート３との間の不溶着部１１の長さを求める。

以上のように、本実施形態によれば、押圧部２８ａ,２８ｂで側壁部６ｂ,６ｃを押したときの、側壁部６ｂ,６ｃに加わる荷重（押圧部２８ａ,２８ｂに加わる荷重）および側壁部６ｂ,６ｃの変位量に基づいて、溶接金属１０の溶け込み量を簡単に評価することができる。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、押圧部２８ａ,２８ｂが本体部２２に対して均等に移動する場合について説明したが、押圧部２８ａおよび押圧部２８ｂのうちの一方が固定されていてもよい。以下、図１０を参照しつつ、押圧部２８ａが固定されている場合を例に挙げて、側壁部６ｂ,６ｃの変位量の算出方法を説明する。なお、本実施形態に係る評価方法においても、側壁部６ｂ,６ｃの変位量の算出以外については、上述の実施形態に係る評価方法と同様に処理が行われるので、側壁部６ｂ,６ｃの変位量の算出方法以外についての説明は省略する。

図９（ａ）と同様に、図１０（ａ）には、押圧装置２０が基準状態のときの、壁部６ｂ，６ｃ、本体部２２、および押圧部２８ａ,２８ｂの位置関係が示されている。また、図９（ｂ）と同様に、図１０（ｂ）には、押圧工程における、側壁部６ｂ，６ｃ、本体部２２、および押圧部２８ａ,２８ｂの位置関係が示されている。

押圧部２８ａが固定されている場合も、距離ｄ１と距離ｄ２との合計値は、押圧部２８ｂの移動量の合計値に相当する。したがって、押圧部２８ｂの移動量を、距離ｄ５とすると、距離ｄ１、距離ｄ２および距離ｄ５は、下記式（ｖ）で示される関係を満たす。
ｄ５＝ｄ１＋ｄ２ ・・・ （ｖ）

また、押圧部２８ａは固定されているので、距離ｄ１と距離ｄ３とは等しくなる。したがって、上記式（ｖ）において距離ｄ１と距離ｄ３とを置き換えることによって、距離ｄ２は、下記式（vi）で表すことができる。
ｄ２＝ｄ５−ｄ３ ・・・ （vi）

上述したように、距離ｄ３は、移動距離検出部３６（図８参照）によって検出することができる。また、距離ｄ５は、押圧部２８ｂの移動量に等しいので、移動量検出部３２によって検出することができる。したがって、上記式（vi）と、移動量検出部３２および移動距離検出部３６の検出結果とに基づいて、側壁部６ｃの変位量（すなわち、距離ｄ２）を求めることができる。また、上述したように、距離ｄ１は距離ｄ３に等しいので、移動距離検出部３６の検出結果に基づいて、側壁部６ｂの変位量を求めることができる。

上述の実施形態では、押圧工程において、押圧部２８ａ,２８ｂから側壁部６ｂ，６ｃに加わる荷重が予め設定された設定荷重になるように、押圧部２８ａ,２８ｂを移動させる場合について説明した。しかしながら、押圧工程は、上述の例に限定されない。例えば、側壁部６ｂ,６ｃの少なくも一方の変位量が予め設定された設定変位量になるように、押圧工程を実行してもよい。この場合、情報取得工程では、上記設定変位量とともに、押圧工程において一方の側壁部の変位量が設定変位量に等しくなったときに一対の側壁部に加わる荷重が、変形情報として取得される。評価工程では、この変形情報に基づいて溶接金属１０の溶け込み量（不溶着部１１の長さ）が評価される。

なお、一対の側壁部６ｂ,６ｃがそれぞれ、予め設定された設定変位量になるように、押圧工程を実行してもよい。この場合、情報取得工程では、側壁部６ｂ,６ｃについてそれぞれ、押圧工程において変位量が設定変位量に等しくなったときに側壁部に加わる荷重が、変形情報として取得される。

なお、情報取得工程では、押圧工程で一対の側壁部が変形する過程における複数の時点の変形情報（変位量および荷重）を取得してもよい。この場合、溶接金属１０の溶け込み量をより適切に評価することができる。

上述の実施形態では、溶接金属１０の溶け込み情報の一例として、不溶着部１１の長さを挙げたが、不溶着部１１の長さ以外の情報に基づいて溶接金属１０の溶け込み量を評価してもよい。例えば、Ｕリブ６の厚みから不溶着部１１の長さを減算して得られる値を、溶接金属１０の溶け込み情報としてもよい。

上述の実施形態では、押圧装置２０を用いて評価方法を実施する場合について説明したが、側壁部６ｂ,６ｃの変位量および側壁部６ｂ,６ｃに加わる荷重を測定できる他の装置を用いて、本発明に係る評価方法を実施してもよい。

本発明によれば、デッキプレートとＵリブとを接合する溶接金属の溶け込み量を簡単に評価することができる。したがって、本発明は、橋梁等を構成する鋼床版において、溶接金属の溶け込み量を評価する際に好適に利用することができる。

１ 橋梁
２ 鋼床版
３ デッキプレート
４ 主桁
５ 横リブ
６ Ｕリブ（縦リブ）
７ 舗装材
８ 自動車
９ 接合部
１０ 溶接ビード
１１ 不溶着部
１６，２８ａ，２８ｂ 押圧部
２０ 押圧装置

Claims (4)

1. デッキプレートと、一対の側壁部を有するＵリブとを備えた鋼床版において、前記デッキプレートと前記一対の側壁部とを接合する溶接金属の溶け込み量を評価する評価方法であって、
   前記一対の側壁部が前記Ｕリブの外側に向かって変形するように、一対の押圧部によって前記一対の側壁部を前記Ｕリブの内側から押す押圧工程と、
   前記押圧工程における前記一対の側壁部の前記Ｕリブの外側への変位量および前記一対の押圧部から前記一対の側壁部に加わる荷重に関する変形情報を取得する情報取得工程と、
   予め設定された変形情報と溶け込み量に関する溶け込み情報との関係、および前記情報取得工程で取得した前記変形情報に基づいて、前記デッキプレートと前記一対の側壁部とを接合する前記溶接金属の溶け込み量を評価する評価工程と、
   を含む、溶接金属の溶け込み量の評価方法。
2. 前記押圧工程では、前記一対の側壁部に加わる荷重が予め設定された設定荷重になるように前記一対の押圧部によって前記一対の側壁部を押し、
   前記情報取得工程では、前記押圧工程において前記一対の側壁部に加わる荷重が前記設定荷重に等しくなったときの前記一対の側壁部の変位量を前記変形情報として取得する、
   請求項１に記載の溶接金属の溶け込み量の評価方法。
3. 前記押圧工程では、前記一対の側壁部のうちの少なくとも一方の側壁部の変位量が予め設定された設定変位量になるように前記一対の押圧部によって前記一対の側壁部を押し、
   前記情報取得工程では、前記押圧工程において前記一方の側壁部の変位量が前記設定変位量に等しくなったときに前記一対の側壁部に加わる荷重を前記変形情報として取得する、
   請求項１に記載の溶接金属の溶け込み量の評価方法。
4. 前記情報取得工程では、前記押圧工程で前記一対の側壁部が変形する過程における複数の時点の前記変形情報を取得する、
   請求項１に記載の溶接金属の溶け込み量の評価方法。

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