JP7155651B2 - Crack growth control method and crack growth control structure - Google Patents
Crack growth control method and crack growth control structure Download PDFInfo
- Publication number
- JP7155651B2 JP7155651B2 JP2018118422A JP2018118422A JP7155651B2 JP 7155651 B2 JP7155651 B2 JP 7155651B2 JP 2018118422 A JP2018118422 A JP 2018118422A JP 2018118422 A JP2018118422 A JP 2018118422A JP 7155651 B2 JP7155651 B2 JP 7155651B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- crack
- mounting grooves
- stop hole
- insertion member
- portions
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Bridges Or Land Bridges (AREA)
- Working Measures On Existing Buildindgs (AREA)
Description
本発明は、金属製物体に生じたき裂の進展を抑制するために用いるき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造に関するものである。
BACKGROUND OF THE
橋梁や、クレーン等の港湾構造物、その他、各種鋼構造物のような金属製物体には、繰り返し荷重等による疲労によってき裂が生じることがある。 Metal objects such as bridges, harbor structures such as cranes, and various other steel structures may crack due to fatigue due to repeated loads and the like.
このような金属製物体に生じたき裂は、その進展(伝播)を抑えることが求められる。特に、橋梁のようなインフラストラクチャでは、老朽化対策の点からも、き裂の進展を抑制することが求められる。 It is required to suppress the growth (propagation) of cracks generated in such metal objects. In particular, in infrastructures such as bridges, suppression of crack propagation is required also from the viewpoint of measures against aging.
この種の金属製物体に生じたき裂の進展を抑制する手法としては、たとえば、き裂の先端にストップホールを設けることが知られている(たとえば、特許文献1参照)。 As a method for suppressing the propagation of cracks generated in this type of metal object, for example, providing a stop hole at the tip of the crack is known (see, for example, Patent Document 1).
金属製物体に疲労により生じたき裂は、鋭くなっているき裂の先端が開口することによって進展する。したがって、き裂の先端にストップホールを設けた構成では、鋭くなっているき裂の先端をなくすことができて、き裂の進展を抑制することができる。 A crack caused by fatigue in a metallic object propagates by opening the tip of the sharpened crack. Therefore, in the configuration in which the stop hole is provided at the tip of the crack, it is possible to eliminate the sharp tip of the crack and suppress the propagation of the crack.
ところで、ストップホールは、き裂の進展を抑制する効果を得るためには、鋭くなっているき裂の先端がなくなるように加工することが重要とされている。 By the way, in order to obtain the effect of suppressing crack propagation, it is important to process the stop hole so that the sharp tip of the crack disappears.
ところが、板厚方向に複雑に変化したき裂の場合は、き裂の先端がどこにあるのかを目視による観察で特定することは難しい。 However, in the case of a crack that changes intricately in the plate thickness direction, it is difficult to identify where the tip of the crack is by visual observation.
そのため、たとえば、金属製物体を構成している板材にて、表面にあるき裂の先端の位置よりも、板材の内部でき裂が進展していた場合は、板材の表面におけるき裂の先端を含むように円孔を加工してストップホールを設けたとしても、板材の内部のき裂が、形成されたストップホールの周縁に残る可能性が生じてしまう。万一、このように、ストップホールの周縁にき裂の先端が残った場合は、ストップホールにて、き裂の進展抑制の効果を得ることが難しくなってしまう。 Therefore, for example, in a plate material that constitutes a metal object, if a crack inside the plate material has propagated beyond the position of the tip of the crack on the surface, the tip of the crack on the surface of the plate material is included. Even if a stop hole is provided by machining a circular hole in this way, there is a possibility that a crack inside the plate remains at the periphery of the formed stop hole. In the unlikely event that the tip of the crack remains at the periphery of the stop hole, it will be difficult to obtain the effect of suppressing the growth of the crack at the stop hole.
そこで、本発明は、ストップホールにより金属製物体に生じたき裂の進展を抑制することができ、更に、き裂の先端が形成したストップホールの周縁に残った場合にも、き裂の進展の抑制を図ることができるき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造を提供しようとするものである。 Therefore, the present invention can suppress the propagation of a crack generated in a metal object by a stop hole, and furthermore, even if the tip of the crack remains on the periphery of the formed stop hole, the propagation of the crack can be prevented. An object of the present invention is to provide a method for suppressing crack growth and a structure for suppressing crack growth.
本発明は、前記課題を解決するために、金属製物体のき裂が生じた個所に、前記き裂の先端と対応する位置にストップホールを設ける処理と、金属製物体のき裂が生じた個所に、前記ストップホールの周壁における前記き裂の伸びる方向と交差する前記ストップホールの直径の方向に沿う位置から、外側に延びる一対の取付溝を設ける処理と、を行い、前記各取付溝は、前記ストップホールの周壁に開口する開口部の溝幅が、前記ストップホールの直径の寸法よりも小さく設定され、且つ、前記各取付溝は、前記ストップホールの周壁よりも外側となる位置に、前記開口部の前記溝幅よりも大となる溝幅を有する拡幅部を備える形状として形成し、前記各取付溝に取り付けられる両端寄り部分の板厚が、中央部分の板厚に比して大となる形状を備えた挿入部材の前記両端寄り部分を、前記各取付溝の内側に、接着して固定する処理を行い、前記各取付溝は、前記拡幅部から前記開口部に向けて溝幅が単調減少する係止部として形成し、前記各取付溝に前記挿入部材の前記両端寄り部分を挿入する状態で、前記各取付溝の各係止部に、前記挿入部材の前記両端寄り部分が係止されるき裂進展抑制工法とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a process of providing a stop hole at a position corresponding to the tip of the crack at the location where the metal object is cracked, and and providing a pair of mounting grooves extending outward from a position along the direction of the diameter of the stop hole that intersects the direction in which the crack extends in the peripheral wall of the stop hole, wherein each of the mounting grooves is , the groove width of the opening opening in the peripheral wall of the stop hole is set to be smaller than the diameter of the stop hole, and each of the mounting grooves is located outside the peripheral wall of the stop hole, It is formed in a shape having a widened portion having a groove width larger than the groove width of the opening, and the plate thickness of the portion near both ends attached to each of the mounting grooves is larger than the plate thickness of the central portion. The end portion of the insertion member having a shape of The portions near both ends of the insertion member are attached to the respective locking portions of the mounting grooves in a state in which the portions near the ends of the insertion member are inserted into the respective mounting grooves. Crack growth restraint method is used.
前記挿入部材は、前記中央部分の両側の外面が湾曲面とされるようにしてもよい。 The insertion member may have curved outer surfaces on both sides of the central portion.
前記各取付溝は、前記ストップホールにおける前記き裂と直角に交差する直径の方向に沿う配置で設けるようにしてもよい。 Each of the mounting grooves may be provided along a diametrical direction that perpendicularly intersects the crack in the stop hole.
前記ストップホールおよび前記各取付溝は、前記金属製物体に貫通させて設け、前記挿入部材の前記各取付溝への挿入方向に沿う方向の寸法は、前記金属製物体における前記ストップホールおよび前記各取付溝を設けた個所の厚み以上となるようにしてもよい。 The stop holes and the mounting grooves are provided so as to penetrate the metal object, and the dimensions in the direction along which the insertion member is inserted into the mounting grooves are equal to the stop holes and the respective mounting grooves in the metal object. The thickness may be greater than or equal to the thickness of the portion where the mounting groove is provided.
また、金属製物体のき裂が生じた個所に前記き裂の先端と対応する位置に設けられたス
トップホールと、前記ストップホールの周壁における前記き裂の伸びる方向と交差する前
記ストップホールの直径の方向に沿う位置から、外側に延びる一対の取付溝と、前記各取
付溝に取り付けられる両端寄り部分の板厚が、中央部分の板厚に比して大となる形状を備
えた挿入部材と、を備え、前記挿入部材の前記両端寄り部分が、前記各取付溝の内側に、
接着して固定された構成を有し、前記各取付溝は、前記ストップホールの周壁よりも外側に位置する拡幅部から前記ストップホールの周壁に開口する開口部に向けて溝幅が単調減少する係止部として形成し、前記各取付溝に前記挿入部材の前記両端寄り部分を挿入する状態で、前記各取付溝の各係止部に、前記挿入部材の前記両端寄り部分が係止されるき裂進展抑制構造とする。
In addition, a stop hole provided at a position corresponding to the tip of the crack at the place where the crack occurred in the metal object, and a diameter of the stop hole that intersects the direction in which the crack extends in the peripheral wall of the stop hole A pair of mounting grooves extending outward from a position along the direction of , and an insertion member having a shape in which the plate thickness of portions near both ends attached to each of the mounting grooves is larger than the plate thickness of the central portion , wherein the portions near both ends of the insertion member are inside the respective mounting grooves,
It is fixed by bonding, and the groove width of each mounting groove monotonically decreases from the widened portion located outside the peripheral wall of the stop hole toward the opening opening to the peripheral wall of the stop hole. The portions near both ends of the insertion member are locked to the locking portions of the mounting grooves in a state in which the portions near the ends of the insertion member are inserted into the mounting grooves. A crack growth restraint structure is adopted.
本発明のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造によれば、ストップホールにより金属製物体に生じたき裂の進展を抑制することができ、更に、き裂の先端が形成したストップホールの周縁に残った場合にも、き裂の進展の抑制を図ることができる。 According to the crack growth suppression construction method and the crack growth suppression structure of the present invention, it is possible to suppress the growth of the crack generated in the metal object by the stop hole, and furthermore, the peripheral edge of the stop hole formed by the tip of the crack Crack propagation can be suppressed even when the crack remains in the crack.
本発明のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造について、図面を参照して説明する。 A method for suppressing crack growth and a structure for suppressing crack growth according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、き裂進展抑制工法の第1実施形態を示すもので、図1(a)は、施工前の状態を示す概要図、図1(b)は、施工後の状態を示す概要図である。図2は、き裂進展抑制工法で用いる挿入部材を示すもので、図2(a)は、挿入方向に垂直な面での断面図、図2(b)は、図2(a)のA-A方向矢視図である。図3は、本実施形態のき裂進展抑制工法の実施手順を示すもので、図3(a)は、板材にき裂が生じた状態を、図3(b)は、板材に生じたき裂の先端にストップホールおよび取付溝を設けた状態を、図3(c)は、取付溝に挿入部材を取り付けて、き裂進展抑制構造が形成された状態をそれぞれ拡大して示す概略斜視図である。
[First embodiment]
FIG. 1 shows a first embodiment of the crack growth suppression method, FIG. 1(a) is a schematic diagram showing the state before construction, and FIG. 1(b) is a schematic diagram showing the state after construction. is. FIG. 2 shows an insertion member used in the crack growth suppression method, FIG. -A direction arrow directional view. FIG. 3 shows the procedure for implementing the crack growth suppression method of this embodiment. FIG. FIG. 3(c) is an enlarged schematic perspective view showing a state in which a stop hole and a mounting groove are provided at the tip of the mounting groove, and an insertion member is mounted in the mounting groove to form a crack growth suppression structure. be.
本実施形態のき裂進展抑制工法は、図1(a)に示すように、金属製物体として、たとえば、鋼構造物を構成している板材1に生じたき裂2を適用対象とするものである。
As shown in FIG. 1(a), the method for suppressing crack propagation according to the present embodiment is intended to be applied to a
ここで、先ず、図2(a)(b)に示す本実施形態で用いる挿入部材3の構成について説明する。
Here, first, the structure of the
挿入部材3は、図2(a)(b)に示すように、板状とされている。挿入部材3は、図3(b)に矢印で示す一方向が、後述する取付溝4a,4bへの挿入方向xとして設定されている。
The
更に、挿入部材3は、挿入方向xに垂直な断面の形状が、図2(a)に示すように、両端寄り部分5a,5bの板厚が、中央部分6の板厚に比して大となる形状とされている。挿入部材3における中央部分6と、両端寄り部分5a,5bは、それぞれ、図2(a)に二点鎖線で示すように板材1に形成されるストップホール8と、取付溝4a,4bの内側に配置される部分である。
Further, the
挿入部材3の両端寄り部分5a,5bは、外面7a,7bが連続する曲面とされている。この外面7a,7bにおいて外向きに凸となる曲面は、一定の曲率となっていることが好ましい。これは、取付溝4a,4bにおけるストップホール8から離れた端部側の面が、応力集中を抑制することを目的として曲面形状とされるので、この取付溝4a,4bの曲面形状に、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bの外形を合わせるためである。なお、取付溝4a,4bにおけるストップホール8から離れた端部側は、以下、取付溝4a,4bの奥側という。
また、挿入部材3は、両端寄り部分5a,5b同士の間でくびれる中央部分6の両側の外面9a,9bが、連続する湾曲面とされている。これは、挿入部材3の中央部分6の幅寸法の変化が連続するようにして、外面9a,9bに、応力集中が生じ易くなる屈曲した個所が形成されないようにするためである。
In addition, the
本実施形態で用いる挿入部材3は、図2(b)に示すように、挿入方向xの両端面が、挿入方向xに垂直な平面とされている。また、挿入部材3の挿入方向xの寸法Lは、き裂2が生じている板材1の板厚t(図3(a)参照)と同等か、又は、板厚tよりも大となるように設定されていることが好ましい。これは、板材1の取付溝4a,4bに挿入する挿入部材3を、板材1の板厚tの全域に亘って配置できるようにするためである。
As shown in FIG. 2(b), the
挿入部材3の外形の加工は、たとえば、放電加工により実施することが好適である。なお、挿入部材3の外形の加工は、放電加工以外の加工方法を採用してもよいことは勿論である。
Machining of the outer shape of the
また、挿入部材3は、たとえば、板材1よりも強度が高い高強度鋼(高張力鋼)を用いるようにしてもよい。この構成は、後述するように取付溝4a,4bに挿入部材3を取り付けた状態において、挿入部材3自体の疲労による損傷を防止するために有効である。
Also, the
本実施形態のき裂進展抑制工法では、図2(a)に二点鎖線で示すように、板材1には、板材1に生じたき裂2の先端と対応する個所に、き裂2の先端を含む円孔として形成されるストップホール8と、ストップホール8の周壁に開口する開口部10から、設定された寸法でストップホール8の外側に延びる一対の取付溝4a,4bが、板材1の板厚方向に貫通して設けられる。一対の取付溝4a,4bは、ストップホール8に対し、き裂2が延びる方向と交差するストップホール8の直径の方向に沿う配置で設けられる。
In the crack growth suppression method of this embodiment, as shown by the two-dot chain line in FIG. and a pair of mounting
ストップホール8は、鋼構造物が設けられている現場で、板材1に生じたき裂2の先端を含む円孔として穿設される。そのため、使用する工具や、加工精度などの点に鑑みて、ストップホール8の直径の寸法は、2mm以上に設定される。
The
各取付溝4a,4bは、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bをそれぞれ収容可能な形状とされている。
Each of the mounting
各取付溝4a,4bが設けられるストップホール8の直径の方向は、き裂2が延びる方向に対して、できるだけ直角に近い角度で交差する方向であることが好ましい。これは、き裂2を開く方向に作用する荷重が、各取付溝4a,4bに両端寄り部分5a,5bが挿入して取り付けられた状態の挿入部材3に対して、挿入部材3の両端側に向く引張方向の応力として伝達されるようにするためである。
It is preferable that the direction of the diameter of the
各取付溝4a,4bは、ストップホール8の周壁に開口する開口部10の溝幅w1が、ストップホール8の直径の寸法よりも小さく設定されている。且つ、各取付溝4a,4bは、ストップホール8の周壁よりも外側となる位置に、溝幅w1よりも大となる溝幅w2を有する拡幅部11を備えている。
Each of the mounting
各取付溝4a,4bは、開口部10から拡幅部11の内面、および、拡幅部11よりも奥側の部分を含む内面の形状が、連続する曲面で形成されるようにして、各取付溝4a,4bの一部に応力集中が生じないようにしてある。更に、各取付溝4a,4bは、奥側にて外向きに凸となる曲面が、一定の曲率の曲面とされることが好ましい。これは、各取付溝4a,4bにおける応力集中をより確実に避けるためである。
Each of the mounting
各取付溝4a,4bにおける拡幅部11から開口部10までの溝幅が単調減少する部分は、ストップホール8を挟んで対称に配置された係止部12とされている。
A portion where the groove width from the widened
これにより、各取付溝4a,4bに挿入部材3の両端寄り部分5a,5bが挿入された状態では、各取付溝4a,4bの各係止部12に挿入部材3の両端寄り部分5a,5bが係止されることにより、板材1に作用するき裂2を開く方向の荷重は、板材1から挿入部材3に伝えることができる。このため、板材1のき裂2が開く方向への変形は、各取付溝4a,4bに取り付けられる挿入部材3によって拘束することができる。
As a result, in a state in which the
各取付溝4a,4bの形状は、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bの形状に比して、わずかに大きい相似形状として、各取付溝4a,4bの内面と挿入部材3の両端寄り部分5a,5bの外面との隙間ができるだけ小さくなるようにすることが好ましい。これは、後述する接着剤13の強度が鋼構造物を構成している板材1の強度よりも小さいことを考慮して、各取付溝4a,4bと、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bの対向する面同士の間に介在する接着剤13の層の厚みをできるだけ小さくして、各取付溝4a,4bと挿入部材3との間での荷重の伝達性の向上化を図るためである。図2(a)、図3(c)では図示する便宜上、各取付溝4a,4bと挿入部材3との間を拡大して示してある。
The shape of each of the mounting
次に、挿入部材3を用いる本実施形態のき裂進展抑制工法について説明する。
Next, a method for suppressing crack propagation according to the present embodiment using the
本実施形態のき裂進展抑制工法では、先ず、図1(a)および図3(a)に示すような板材1のき裂2が生じている個所について、図3(b)に示すように、き裂2の先端と対応する位置に、き裂2の先端がなくなるように、円孔であるストップホール8を板厚方向に貫通させて設ける。板材1には、ストップホール8の外側で、且つ、き裂2の伸びる方向とできるだけ直角に近い角度で交差するストップホール8の直径の方向となる2個所に、ストップホール8の周壁に設けた開口部10(図2(a)参照)から外側に延びる一対の取付溝4a,4bを、板厚方向に貫通させて設ける。
In the crack growth suppression method of the present embodiment, first, as shown in FIG. A
板材1にストップホール8および各取付溝4a,4bを設ける加工は、たとえば、板材1に、目視により特定されるき裂2の先端を中心として、ドリルにより板厚方向に貫通する円孔を穿設して、ストップホール8を形成する。次いで、板材1には、ストップホール8の周縁部における取付溝4a,4bの形成予定個所に、ストップホール8の周壁から外周方向に延びる切り込みをカッターで設け、その後、放電加工により、各取付溝4a,4bを、図2(a)に二点鎖線で示した如き形状に仕上げるようにすればよい。
The process of providing the
なお、前記した所定の形状のストップホール8および各取付溝4a,4bを形成することができれば、板材1にストップホール8および各取付溝4a,4bを設ける加工は、放電加工以外の加工方法を採用してもよいことは勿論である。また、板材1にストップホール8を設ける加工、および、各取付溝4a,4bを設ける加工は、任意の順序で実施してもよいし、並行して進めるようにしてもよいことは勿論である。
If the
板材1にストップホール8および各取付溝4a,4bを形成した後は、図3(c)に示すように、各取付溝4a,4bに、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bを、両端寄り部分5a,5bの外面に接着剤(構造用接着剤)13を塗布した状態で挿入する。なお、接着剤13は、各取付溝4a,4bの内面に塗布してもよいし、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bの外面と、各取付溝4a,4bの内面の双方に塗布してもよい。
After forming the
その後は、接着剤13を硬化させて、各取付溝4a,4bの内側に、挿入部材3の両端寄り部分5a,5bを接着により固定した状態で取り付ける。
After that, the adhesive 13 is cured, and the
これにより、図1(b)に示すように、板材1に生じたき裂2は、き裂2の先端に対応する部分にストップホール8が形成されると共に、ストップホール8の周壁におけるき裂2の延びる方向と交差する方向に位置する個所同士が、挿入部材3を介して連結される。よって、板材1には、本実施形態におけるき裂進展抑制構造が形成される。
As a result, as shown in FIG. are connected to each other through the
本実施形態のき裂進展抑制工法により形成したき裂進展抑制構造は、板材1におけるき裂2の先端と対応する位置にストップホール8を設けたことに伴い、き裂2の鋭くなっている先端がなくなっている。このため、本実施形態のき裂進展抑制構造が適用された板材1は、き裂2を開く方向の荷重が作用しても、き裂2がストップホール8を超えた先へ進展することを抑制することができる。
In the crack growth suppression structure formed by the crack growth suppression method of the present embodiment, the
なお、たとえば、板材1に板厚方向に複雑に変化したき裂2が生じた場合などには、目視により確認されたき裂2の先端と対応する個所にストップホール8を設けたとしても、ストップホール8の周縁に、き裂2の先端が残る可能性がある。
It should be noted that, for example, when a
しかし、本実施形態におけるき裂進展抑制構造が適用された板材1は、き裂2を開く方向の荷重が作用すると、その荷重は、ストップホール8に加えて設けられた取付溝4a,4bの内面から、固化した接着剤13の層を介して挿入部材3に引張方向の応力として伝達されて、挿入部材3により受けられる。更に、挿入部材3は、中央部分6よりも板厚が大とされた両端寄り部分5a,5bが、取付溝4a,4bの各係止部12に係止されるため、このことによっても、き裂2を開く方向の荷重は、挿入部材3によってより確実に受けられるようになる。
However, when a load acting in the direction of opening the
これにより、本実施形態におけるき裂進展抑制構造は、板材1にてストップホール8の周縁にき裂2の先端が残っていたとしても、そのき裂2の先端に対して、き裂2を開く方向に作用する応力を低減させて、き裂2の進展を抑制することができる。
As a result, even if the tip of the
更に、挿入部材3は、応力集中が生じるような屈曲した部分のない形状としてあるために、挿入部材3自体の疲労による損傷を抑制することができる。
Furthermore, since the
また、板材1に設けた取付溝4a,4bは、その内面に応力集中が生じるような屈曲した部分がないため、板材1に、取付溝4a,4bにおける応力集中個所を起点とする新たなき裂が発生する虞を抑制することができる。
Moreover, since the mounting
取付溝4a,4bへの挿入部材3の取り付けは、接着剤13を介した接着によって行うようにしてあるため、板材1が加熱されることはなく、よって、板材1に加熱に起因する新たな応力が生じることはない。
Since the
なお、本実施形態のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造は、鋼構造物を構成している板材1に生じたき裂2を適用対象として説明した。これに対し、本開示のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造は、鋼構造物にて同一平面内に配置された板材同士を突き合わせ溶接した溶接部に生じたき裂や、この溶接部から一方又は双方の板材に延びるき裂に適用してもよいことは勿論である。
It should be noted that the method for suppressing crack growth and the structure for suppressing crack growth according to the present embodiment have been described as being applied to the
[第2実施形態]
図4は、き裂進展抑制工法の第2実施形態を示すもので、図4(a)は、施工前の状態を示す概要図、図4(b)は、施工後の状態を示す概要図である。図5は、本実施形態のき裂進展抑制工法の実施手順を示すもので、図5(a)は、金属製物体にき裂が生じている状態を、図5(b)は、き裂の先端に設けたストップホールから延びる取付溝に挿入部材を取り付けて、き裂進展抑制構造が形成された状態をそれぞれ拡大して示す断面図、図5(c)は、図5(b)のB-B方向矢視図である。
[Second embodiment]
FIG. 4 shows a second embodiment of the crack growth suppression method, FIG. 4(a) is a schematic diagram showing the state before construction, and FIG. 4(b) is a schematic diagram showing the state after construction. is. FIG. 5 shows the implementation procedure of the method for suppressing crack growth according to the present embodiment. FIG. The insertion member is attached to the attachment groove extending from the stop hole provided at the tip of the crack growth suppression structure. FIG. It is a BB direction arrow directional view.
なお、図4(a)(b)、図5(a)(b)(c)において、第1実施形態と同一のものには同一符号を付して、その説明を省略する。 In FIGS. 4(a), 4(b), 5(a), 5(b), and 5(c), the same reference numerals are given to the same parts as in the first embodiment, and the explanation thereof will be omitted.
本実施形態のき裂進展抑制工法は、図4(a)に示すように、金属製物体における屈曲部(不連続部)として、たとえば、鋼構造物である橋梁の隅角部となるデッキプレート14の下面と、その下側に配置されたUリブ15の上端縁との溶接による接合部(溶接ビード)16に生じたき裂2aを適用対象とするものである。 As shown in FIG. 4( a ), the crack growth suppression method of the present embodiment is used as a bent portion (discontinuous portion) in a metal object, for example, a deck plate that becomes a corner portion of a bridge that is a steel structure. 14 and the upper edge of the U-rib 15 arranged therebelow.
デッキプレート14とUリブ15の一方の側壁(ウェブ)15aは、たとえば、図5(a)に示すように、デッキプレート14の平面である下面に、この下面に対し垂直な方向から或る角度傾斜した姿勢とされた側壁15aの上端縁が、突き合わされて溶接されている。
One side wall (web) 15a of the
本実施形態で使用する挿入部材3は、図5(b)に示すように、図2(a)(b)に示した挿入部材3と同様の構成において、挿入方向xの寸法のみが変更されている。
As shown in FIG. 5B, the
本実施形態のき裂進展抑制工法では、先ず、図4(a)、図5(a)に示すような接合部16に生じたき裂2aの先端と対応する位置に、図4(b)、図5(b)(c)に示すように、図2(a)、図3(b)に示したと同様のストップホール8を形成すると共に、ストップホール8の周壁の位置からストップホール8の外側へ延びる一対の取付溝4a,4bを設ける。
In the crack growth suppression method of the present embodiment, first, at a position corresponding to the tip of the
各取付溝4a,4bは、ストップホール8に対し、き裂2aが延びる方向と交差するストップホール8の直径の方向に沿う配置で設けられる。この際、各取付溝4a,4bが設けられるストップホール8の直径の方向は、き裂2aが延びる方向に対して、できるだけ直角に近い角度で交差する方向であることが好ましく、これは、第1実施形態と同様の理由による。
Each of the mounting
ストップホール8および一対の取付溝4a,4bは、深さ方向(奥行き方向)が、デッキプレート14の下面、および、側壁15aの側面のいずれに対しても平行にならない方向に設定されている。これは、デッキプレート14と側壁15aの間の空間17から、挿入部材3を、各取付溝4a,4bに挿入する作業を行うことができるようにするためである。
The depth direction (depth direction) of the
本実施形態では、図5(b)に示すように、ストップホール8および一対の取付溝4a,4bは、深さ方向が、側壁15aに対して垂直な方向となるよう設定されている。更に、ストップホール8および一方の取付溝4bは、側壁15aを貫通するように形成されている。この構成によれば、取付溝4bに挿入する挿入部材3を、側壁15aの板厚の全域に亘り配置することができる。また、側壁15aと、取付溝4bに挿入された状態の挿入部材3との間では、力の伝達を、側壁15aの板厚方向の偏りを抑制した状態で行うことができる。
In this embodiment, as shown in FIG. 5(b), the depth direction of the
一方、デッキプレート14には、ストップホール8および他方の取付溝4aが、取付溝4bが側壁15aを貫通する位置と対応する位置までの範囲に設けられている。これにより、デッキプレート14には、き裂2aが生じている側壁15aとの接合部16を含む領域に、ストップホール8および取付溝4aを設けることができる。
On the other hand, the
なお、ストップホール8および各取付溝4a,4bは、き裂2aの先端と対応する位置にストップホール8を設けることができ、且つデッキプレート14と側壁15aの間の空間17から挿入部材3を各取付溝4a,4bに挿入する作業を行うことができるようにしてあれば、深さ方向が、側壁15aに対して垂直な方向からずれていてもよいことは勿論である。
The
なお、ストップホール8および各取付溝4a,4bを設ける加工は、第1実施形態と同様にすればよい。
The processing for providing the
前記のようにしてストップホール8および各取付溝4a,4bを形成した後は、図5(b)(c)に示すように、各取付溝4a,4bに、挿入部材3を、第1実施形態の場合と同様に、接着剤(構造用接着剤)13を塗布した状態で挿入する。なお、接着剤13は、各取付溝4a,4bに挿入された挿入部材3を各取付溝4a,4bに接着して固定することができれば、他の任意の塗布の手法を採用してもよいことは、第1実施形態の場合と同様である。
After forming the
その後は、接着剤13を硬化させて、各取付溝4a,4bの内側に挿入部材3を接着により固定した状態で取り付ける。
After that, the adhesive 13 is cured, and the
これにより、図4(b)、図5(c)に示すように、接合部16に生じたき裂2aは、き裂2aの先端に対応する部分にストップホール8が形成されると共に、ストップホール8の周壁におけるき裂2aの延びる方向と交差する方向に位置する個所同士が、挿入部材3を介して連結される。よって、接合部16には、本実施形態におけるき裂進展抑制構造が形成される。
As a result, as shown in FIGS. 4(b) and 5(c), the
本実施形態のき裂進展抑制工法により形成したき裂進展抑制構造は、接合部16におけるき裂2aの先端と対応する位置にストップホール8を設けたことに伴い、き裂2aの鋭くなっている先端がなくなっている。このため、本実施形態のき裂進展抑制構造が適用された接合部16は、デッキプレート14とUリブ15にて、き裂2aを開く方向の荷重が作用しても、き裂2aがストップホール8を超えた先へ進展することを抑制することができる。
The crack growth suppression structure formed by the crack growth suppression method of the present embodiment is provided with a
また、本実施形態のき裂進展抑制構造は、万一、ストップホール8の周縁に、き裂2aの先端が残っていたとしても、デッキプレート14とUリブ15にて、き裂2aを開く方向の荷重が作用すると、その荷重は、第1実施形態と同様に、取付溝4a,4bに取り付けられた挿入部材3によって受けられるようになる。
Further, in the crack growth suppression structure of the present embodiment, even if the tip of the
したがって、本実施形態のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造によっても、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Therefore, the same effects as those of the first embodiment can be obtained by the crack growth suppression construction method and the crack growth suppression structure of the present embodiment.
なお、本実施形態のき裂進展構造は、挿入部材3におけるデッキプレート14、側壁15a、接合部16から突出している部分を、切除する加工を行ってもよいし、予め、この部分が切除された形状の挿入部材3を使用するようにしてもよいことは勿論である。
In the crack propagation structure of the present embodiment, the protruding portions of the
なお、本開示のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造は、前記各実施形態にのみ限定されるものではない。 In addition, the crack growth suppression construction method and the crack growth suppression structure of the present disclosure are not limited only to the above embodiments.
本開示のき裂進展抑制工法およびき裂進展抑制構造の適用対象は、板材1や、橋梁のデッキプレート14とUリブ15の接合部16以外のき裂が生じた任意の金属製物体としてもよいことは勿論である。なお、金属製物体に生じたき裂は、疲労によるき裂(疲労き裂)以外のき裂であってもよい。
The crack growth suppression method and crack growth suppression structure of the present disclosure can be applied to any metal object other than the
また、き裂が生じた金属製物体の内部形状や外形、き裂の奥行き方向に応じて、ストップホール8および取付溝4a,4bを設ける方向、配置、サイズは、適宜変更してもよいことは勿論である。また、ストップホール8および取付溝4a,4bに応じて、挿入部材3の挿入方向xの形状は適宜変更してもよいことは勿論である。
In addition, the direction, arrangement, and size of the
各取付溝4a,4bは、応力集中をできるだけ回避するという観点から考えると、奥側の内面が、一定の曲率の曲面とされることが好ましいが、内面が連続した曲面となっていれば、曲率が途中で変化していてもよい。
From the viewpoint of avoiding stress concentration as much as possible, it is preferable that the inner surfaces of the mounting
図示した挿入部材3の断面形状は、一例であって、両端寄り部分5a,5bの厚みがその間の中央部分6の厚みよりも大となるようにしてあれば、両端寄り部分5a,5bの板厚、中央部分6の板厚、両板厚の比、断面形状における長手方向とそれに直交する方向との寸法比、両端寄り部分5a,5bとその間の中央部分6の板厚が変化する位置と板厚の変化率等は適宜変更してもよい。
The illustrated cross-sectional shape of the
更に、挿入部材3は、両端寄り部分5a,5bの外面7a,7b、および、中央部分6の外面9a,9bに、曲面に連なる平面(平坦面)が部分的に存在していてもよい。同様に、各取付溝4a,4bの形状は、曲面に連なる平面(平坦面)が部分的に存在していてもよい。
Further, the
金属製物体のき裂が生じた個所にストップホール8と共に設ける各取付溝4a,4bは、き裂を開く方向に作用する力を挿入部材3で受けやすくするという観点から考えると、き裂の延びる方向と直角に交差するストップホール8の直径の方向に沿う配置で設けることが好ましい。しかし、各取付溝4a,4bは、き裂との交差角度が直角からずれたストップホール8の直径の方向に沿う配置で設けてもよい。
From the viewpoint that the mounting
き裂2,2aの両方の先端に設けるストップホール8、取付溝4a,4bと、取付溝4a,4bに取り付けられる挿入部材3は、サイズや形状が均一でなくてもよい。
The stop holes 8 provided at the tips of both
第2実施形態は、金属製物体における任意の角度の屈曲部に適用してよい。更に、第2実施形態は、表面が凸に屈曲している部分に生じたき裂や、表面が曲面で凸面または凹面になる部分に生じたき裂に適用してもよい。 The second embodiment may be applied to arbitrary angle bends in metallic objects. Furthermore, the second embodiment may be applied to cracks that occur in portions where the surface is convexly curved, or cracks that occur in portions where the surface is curved and becomes convex or concave.
その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。 It goes without saying that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
1 板材(金属製物体)、2,2a き裂、3 挿入部材、4a,4b 取付溝、5a,5b 両端寄り部分、6 中央部分、7a,7b 外面、8 ストップホール、9a,9b 外面、10 開口部、11 拡幅部、12 係止部、w1 溝幅、w2 溝幅、x 挿入方向
1 plate material (metallic object), 2, 2a crack, 3 insertion member, 4a, 4b mounting groove, 5a, 5b portions near both ends, 6 central portion, 7a, 7b outer surface, 8 stop hole, 9a, 9b outer surface, 10
Claims (5)
金属製物体のき裂が生じた個所に、前記ストップホールの周壁における前記き裂の伸びる方向と交差する前記ストップホールの直径の方向に沿う位置から、外側に延びる一対の取付溝を設ける処理と、を行い、
前記各取付溝は、前記ストップホールの周壁に開口する開口部の溝幅が、前記ストップホールの直径の寸法よりも小さく設定され、且つ、前記各取付溝は、前記ストップホールの周壁よりも外側となる位置に、前記開口部の前記溝幅よりも大となる溝幅を有する拡幅部を備える形状として形成し、
前記各取付溝に取り付けられる両端寄り部分の板厚が、中央部分の板厚に比して大となる形状を備えた挿入部材の前記両端寄り部分を、前記各取付溝の内側に、接着して固定する処理を行い、
前記各取付溝は、前記拡幅部から前記開口部に向けて溝幅が単調減少する係止部として形成し、
前記各取付溝に前記挿入部材の前記両端寄り部分を挿入する状態で、前記各取付溝の各係止部に、前記挿入部材の前記両端寄り部分が係止されるき裂進展抑制工法。 A process of providing a stop hole at a position corresponding to the tip of the crack at the location where the crack occurs in the metal object;
A process of providing a pair of mounting grooves extending outward from a position along the diameter of the stop hole that intersects the direction in which the crack extends in the peripheral wall of the stop hole at the location where the crack occurs in the metal object; , do
In each of the mounting grooves, the groove width of the opening opening to the peripheral wall of the stop hole is set to be smaller than the diameter of the stop hole, and each of the mounting grooves is outside the peripheral wall of the stop hole. formed as a shape having a widened portion having a groove width larger than the groove width of the opening at a position where
The end-side portions of the insertion member having a shape in which the plate thickness of the end-side portions to be attached to the respective mounting grooves is larger than the plate thickness of the central portion are adhered to the insides of the respective mounting grooves. to fix it,
each of the mounting grooves is formed as a locking portion whose groove width monotonically decreases from the widened portion toward the opening;
A method for suppressing crack growth in which the portions near both ends of the insertion member are locked in the locking portions of the mounting grooves while the portions near the ends of the insertion member are inserted into the mounting grooves.
請求項1に記載のき裂進展抑制工法。 The method for suppressing crack growth according to claim 1, wherein the insertion member has curved outer surfaces on both sides of the central portion.
請求項1又は2に記載のき裂進展抑制工法。 3. The method for suppressing crack growth according to claim 1, wherein each of the mounting grooves is provided along a diametrical direction that perpendicularly intersects the crack in the stop hole.
前記挿入部材の前記各取付溝への挿入方向に沿う方向の寸法は、前記金属製物体における前記ストップホールおよび前記各取付溝を設けた個所の厚み以上となるようにする
請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のき裂進展抑制工法。 The stop hole and each mounting groove are provided so as to penetrate the metal object,
The dimension of the insertion member in the direction of insertion into each of the mounting grooves is set to be equal to or greater than the thickness of the portion of the metal object where the stop hole and each of the mounting grooves are provided. 4. The method for suppressing crack growth according to any one of 3.
前記ストップホールの周壁における前記き裂の伸びる方向と交差する前記ストップホールの直径の方向に沿う位置から、外側に延びる一対の取付溝と、
前記各取付溝に取り付けられる両端寄り部分の板厚が、中央部分の板厚に比して大となる形状を備えた挿入部材と、を備え、
前記挿入部材の前記両端寄り部分が、前記各取付溝の内側に、接着して固定された構成を有し、
前記各取付溝は、前記ストップホールの周壁よりも外側に位置する拡幅部から前記ストップホールの周壁に開口する開口部に向けて溝幅が単調減少する係止部として形成し、
前記各取付溝に前記挿入部材の前記両端寄り部分を挿入する状態で、前記各取付溝の各係止部に、前記挿入部材の前記両端寄り部分が係止されることを特徴とするき裂進展抑制構造。 a stop hole provided at a position corresponding to the tip of the crack at the location of the crack in the metal object;
a pair of mounting grooves extending outward from a position along the diametrical direction of the stop hole intersecting the extending direction of the crack in the peripheral wall of the stop hole;
an insertion member having a shape in which the plate thickness of portions near both ends attached to each of the mounting grooves is larger than the plate thickness of the central portion;
The end portions of the insertion member are adhered and fixed inside the respective mounting grooves,
each of the mounting grooves is formed as a locking portion in which the groove width monotonically decreases from the widened portion located outside the peripheral wall of the stop hole toward the opening opening in the peripheral wall of the stop hole ,
A crack characterized in that the portions near both ends of the insertion member are locked to the locking portions of the mounting grooves in a state in which the portions near the ends of the insertion member are inserted into the mounting grooves. Progress control structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018118422A JP7155651B2 (en) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | Crack growth control method and crack growth control structure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018118422A JP7155651B2 (en) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | Crack growth control method and crack growth control structure |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019218793A JP2019218793A (en) | 2019-12-26 |
JP7155651B2 true JP7155651B2 (en) | 2022-10-19 |
Family
ID=69095850
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018118422A Active JP7155651B2 (en) | 2018-06-22 | 2018-06-22 | Crack growth control method and crack growth control structure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7155651B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4247973A (en) * | 1979-06-25 | 1981-02-03 | Seal Lock International, Inc. | Method and apparatus for repairing cracked metal parts |
KR100839935B1 (en) * | 2006-07-19 | 2008-06-20 | 주식회사 엘앤에스메탈 | Metal lock for repairing cracks |
-
2018
- 2018-06-22 JP JP2018118422A patent/JP7155651B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019218793A (en) | 2019-12-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101408313B1 (en) | Welded structure | |
JP7189405B2 (en) | Welding methods and fulcrum reinforcement methods for truss bridges | |
KR102001923B1 (en) | Welded structure | |
JP5324764B2 (en) | Column reinforcement structure | |
JP4335006B2 (en) | Structure including structure sandwich plate member and connecting member, and method for manufacturing parts of the structure | |
JP5883528B1 (en) | Crack growth control method and crack growth control structure | |
JP7155651B2 (en) | Crack growth control method and crack growth control structure | |
JP5078184B2 (en) | Welded structure | |
JP5953744B2 (en) | Groove for corner welding of welded four-sided box-shaped cross-section members | |
JP4909237B2 (en) | Reinforced structure excellent in stopping brittle crack propagation | |
JP5935395B2 (en) | Welding assembly groove part for square welding of four-sided box section | |
JP2013002960A (en) | Fatigue monitoring structure and steel structure | |
JP2012219886A (en) | Joint structure of structural object | |
JP2017170467A (en) | Welding method and manufacturing method of ship | |
KR101187972B1 (en) | Weld Structure and Method for Manufacturing The Same | |
JP6428088B2 (en) | Reinforced structure of corroded steel | |
KR20130098486A (en) | Hatch coaming structure and connecting method of the same | |
JP7104368B2 (en) | Welded joint | |
US20190061886A1 (en) | Multilayer Component and Method for the Manufacture Thereof | |
JP6915386B2 (en) | Welded structure | |
JP7420877B1 (en) | Joint monitoring structure | |
JP6876549B2 (en) | Joint structure of wooden deck | |
JP2009113080A (en) | Welded structure of thick steel plate | |
JP2021059837A (en) | Beam/joist jointing structure and joist | |
JP6583598B1 (en) | H-shaped cross-section member joining structure and manufacturing method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20190320 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190328 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190401 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210506 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220215 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220222 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220531 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220711 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20220906 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220919 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7155651 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |