JPH11190009A - 橋梁の補強方法 - Google Patents
橋梁の補強方法Info
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- JPH11190009A JPH11190009A JP35850497A JP35850497A JPH11190009A JP H11190009 A JPH11190009 A JP H11190009A JP 35850497 A JP35850497 A JP 35850497A JP 35850497 A JP35850497 A JP 35850497A JP H11190009 A JPH11190009 A JP H11190009A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、プリテンションを付与した板部材
を用いることにより、橋梁の構成部材たる桁部材の曲げ
応力度を減少させるとともに前記桁部材の剛性を高め、
小スペースで取付け可能な橋梁の補強方法の提供を目的
とする。 【解決手段】 補強板4 の一端を高力ボルト5 とナット
6 とにより前記引張り応力の働く部位に接合し、前記補
強板4 の他端に隣接するように引張り板7 を桁部材に添
え、補強板4 および引張り板7 の対向する一対の端部の
外側に継目板8 を添えて、前記一対の端部および継目板
8 を高力ボルト11,12 とナット13,14 とにより桁部材3
に接合し、引張り板7 の他端を引張ることにより引張り
板7 、継目板8 および補強板4 に引張り応力を与えつ
つ、補強板4 および引張り板7 を締付ける側と反対側に
位置するナット13,14 に引張り方向へ衝撃荷重を与え
る。
を用いることにより、橋梁の構成部材たる桁部材の曲げ
応力度を減少させるとともに前記桁部材の剛性を高め、
小スペースで取付け可能な橋梁の補強方法の提供を目的
とする。 【解決手段】 補強板4 の一端を高力ボルト5 とナット
6 とにより前記引張り応力の働く部位に接合し、前記補
強板4 の他端に隣接するように引張り板7 を桁部材に添
え、補強板4 および引張り板7 の対向する一対の端部の
外側に継目板8 を添えて、前記一対の端部および継目板
8 を高力ボルト11,12 とナット13,14 とにより桁部材3
に接合し、引張り板7 の他端を引張ることにより引張り
板7 、継目板8 および補強板4 に引張り応力を与えつ
つ、補強板4 および引張り板7 を締付ける側と反対側に
位置するナット13,14 に引張り方向へ衝撃荷重を与え
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋桁の構成部材た
る桁部材に曲げモーメントが加わる場合に、この桁部材
を外部から補強する方法に関する。
る桁部材に曲げモーメントが加わる場合に、この桁部材
を外部から補強する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】橋の構造は、いわゆる橋桁と総称される
上部構造と、この上部構造からの荷重を受ける支承構造
と、この支承構造を支えて地盤に力を伝達する下部構造
とに大別される。橋は、半永久的な構造物であるから、
安全性および耐久性の高い構造物であることが要求され
る。近年の交通量と通過車両重量の増大により、橋梁に
高い安全・耐久基準が求められているが、古い橋梁の中
にはこの基準を満たさない場合がある。かかる場合、橋
の構造を補強する必要がある。以下、橋の上部構造、特
に橋桁の引張フランジの強度が不足する時の補強方法に
ついて説明する。
上部構造と、この上部構造からの荷重を受ける支承構造
と、この支承構造を支えて地盤に力を伝達する下部構造
とに大別される。橋は、半永久的な構造物であるから、
安全性および耐久性の高い構造物であることが要求され
る。近年の交通量と通過車両重量の増大により、橋梁に
高い安全・耐久基準が求められているが、古い橋梁の中
にはこの基準を満たさない場合がある。かかる場合、橋
の構造を補強する必要がある。以下、橋の上部構造、特
に橋桁の引張フランジの強度が不足する時の補強方法に
ついて説明する。
【０００３】橋桁に死荷重や活荷重が加わることで生じ
る曲げモーメントに対抗して橋桁の強度を高める手段と
して、ポストテンショニング工法がある。図５に示すよ
うに、橋桁50に曲げモーメントが作用すると橋桁50の下
フランジ51に引張り応力52が生じ、上フランジ53には圧
縮応力54が生ずる。このとき、適当なプリテンションを
与えた補強板を下フランジ51に取付け、下フランジ51に
圧縮応力を与えると、橋桁50はポストテンションを与え
ないときに比べて約２倍の活荷重に対応できることを以
下に説明する。死荷重によって下フランジに生ずる引張
り応力度をσd、補強後の活荷重により下フランジに生
ずる引張り応力度をσv 、ポストテンション付与により
下フランジに生ずる圧縮応力度の大きさをσp とすると
き、ポストテンション有りとポストテンション無しの場
合に、下フランジに作用する応力度は表１のようにな
る。
る曲げモーメントに対抗して橋桁の強度を高める手段と
して、ポストテンショニング工法がある。図５に示すよ
うに、橋桁50に曲げモーメントが作用すると橋桁50の下
フランジ51に引張り応力52が生じ、上フランジ53には圧
縮応力54が生ずる。このとき、適当なプリテンションを
与えた補強板を下フランジ51に取付け、下フランジ51に
圧縮応力を与えると、橋桁50はポストテンションを与え
ないときに比べて約２倍の活荷重に対応できることを以
下に説明する。死荷重によって下フランジに生ずる引張
り応力度をσd、補強後の活荷重により下フランジに生
ずる引張り応力度をσv 、ポストテンション付与により
下フランジに生ずる圧縮応力度の大きさをσp とすると
き、ポストテンション有りとポストテンション無しの場
合に、下フランジに作用する応力度は表１のようにな
る。
【０００４】
【表１】
【０００５】圧縮応力度の大きさσp がσv と等しくな
るように設定すると、２倍の活荷重を加えた場合に、下
フランジに作用する応力度は表２のようになる。
るように設定すると、２倍の活荷重を加えた場合に、下
フランジに作用する応力度は表２のようになる。
【０００６】
【表２】
【０００７】表２に示したように、橋桁にポストテンシ
ョンを加えたときには橋桁の下フランジは２倍の活荷重
に対応できるのである。
ョンを加えたときには橋桁の下フランジは２倍の活荷重
に対応できるのである。
【０００８】このようにして橋桁にポストテンションを
与えることは従来から行われている。たとえばＰＣ構造
物の外側にＰＣ鋼材のケーブルを背設するエクスターナ
ルポストテンショニング方式が一般的である。これとは
別に、図６に示すように、鋼製主桁60の下フランジ61の
下面であって橋軸方向の一定間隔に複数のサドル62,63
を取り付け、これらサドル間にケーブル64を張り、締付
具65,66 などによってケーブル64にプリテンションを与
える方法（たとえば平成９年９月に土木学会第52回年次
学術講演会で発表された「主桁の外ケーブル補強におけ
るケーブル定着部近傍の応力解析」を参照。）などもあ
る。橋を補強をするときには、橋桁を外部から補強する
方法が現実的である。
与えることは従来から行われている。たとえばＰＣ構造
物の外側にＰＣ鋼材のケーブルを背設するエクスターナ
ルポストテンショニング方式が一般的である。これとは
別に、図６に示すように、鋼製主桁60の下フランジ61の
下面であって橋軸方向の一定間隔に複数のサドル62,63
を取り付け、これらサドル間にケーブル64を張り、締付
具65,66 などによってケーブル64にプリテンションを与
える方法（たとえば平成９年９月に土木学会第52回年次
学術講演会で発表された「主桁の外ケーブル補強におけ
るケーブル定着部近傍の応力解析」を参照。）などもあ
る。橋を補強をするときには、橋桁を外部から補強する
方法が現実的である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した外ケ
ーブルを用いて補強しても、桁の剛性の増分がほとんど
ないため、疲労強度が改善されないという問題がある。
また、橋梁には配管などが添架されていることが多いの
で、配管などの添架に支障のないように、橋梁の外形寸
法が補強後に大きく変わらないような補強方法も望まれ
ていた。
ーブルを用いて補強しても、桁の剛性の増分がほとんど
ないため、疲労強度が改善されないという問題がある。
また、橋梁には配管などが添架されていることが多いの
で、配管などの添架に支障のないように、橋梁の外形寸
法が補強後に大きく変わらないような補強方法も望まれ
ていた。
【００１０】本発明は、このような事情に鑑み、プリテ
ンションを付与した板部材を用いることにより、橋梁の
構成部材たる桁部材の曲げ応力度を減少させるとともに
前記桁部材の剛性を高め、小スペースで取付け可能な橋
梁の補強方法を提供せんとするものである。
ンションを付与した板部材を用いることにより、橋梁の
構成部材たる桁部材の曲げ応力度を減少させるとともに
前記桁部材の剛性を高め、小スペースで取付け可能な橋
梁の補強方法を提供せんとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、面内曲げモー
メントを受ける桁部材の補強方法において、桁部材のう
ち引張り応力の働く部位に補強板を添えて、桁の長手方
向に沿って、前記補強板の一端を高力ボルトとナットと
により前記引張り応力の働く部位に接合し、前記補強板
の他端に隣接するように引張り板を桁部材に添え、補強
板および引張り板の対向する一対の端部の外側に継目板
を添えて、前記一対の端部および継目板を高力ボルトと
ナットとにより桁部材に接合し、引張り板の他端を引張
ることにより引張り板、継目板および補強板に引張り応
力を与えつつ、補強板および引張り板を締付ける側と反
対側に位置する高力ボルトまたはナット、もしくはボル
ト軸部に引張り方向へ衝撃荷重を与えることを特徴とす
る橋梁の補強方法である。
メントを受ける桁部材の補強方法において、桁部材のう
ち引張り応力の働く部位に補強板を添えて、桁の長手方
向に沿って、前記補強板の一端を高力ボルトとナットと
により前記引張り応力の働く部位に接合し、前記補強板
の他端に隣接するように引張り板を桁部材に添え、補強
板および引張り板の対向する一対の端部の外側に継目板
を添えて、前記一対の端部および継目板を高力ボルトと
ナットとにより桁部材に接合し、引張り板の他端を引張
ることにより引張り板、継目板および補強板に引張り応
力を与えつつ、補強板および引張り板を締付ける側と反
対側に位置する高力ボルトまたはナット、もしくはボル
ト軸部に引張り方向へ衝撃荷重を与えることを特徴とす
る橋梁の補強方法である。
【００１２】このような橋桁の補強方法において、引張
り板を締付ける側と反対側に位置する高力ボルトまたは
ナットと下フランジ上面との間に滑り板を介在させるこ
とができる。
り板を締付ける側と反対側に位置する高力ボルトまたは
ナットと下フランジ上面との間に滑り板を介在させるこ
とができる。
【００１３】また、このような補強方法は、橋桁の構成
部材である主桁、縦桁、床桁または床版などの桁部材に
適用することができる。
部材である主桁、縦桁、床桁または床版などの桁部材に
適用することができる。
【００１４】また、前記補強板の材料としては、鋼、炭
素繊維またはアラミド繊維を用いることができる。
素繊維またはアラミド繊維を用いることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明に係る代表的な種々の実施例を説明する。図１は、本
発明に係る橋梁の補強方法を用いて、桁橋のＩ形断面主
桁1 を補強した状態を示す説明図である。死荷重や活荷
重などにより、主桁1 の上フランジ2 には圧縮応力が作
用し、その下フランジ3 には引張り応力が作用する。以
下に示す本発明に係る補強方法によって、この下フラン
ジ3 に加わる引張り応力を減らすことができる。
明に係る代表的な種々の実施例を説明する。図１は、本
発明に係る橋梁の補強方法を用いて、桁橋のＩ形断面主
桁1 を補強した状態を示す説明図である。死荷重や活荷
重などにより、主桁1 の上フランジ2 には圧縮応力が作
用し、その下フランジ3 には引張り応力が作用する。以
下に示す本発明に係る補強方法によって、この下フラン
ジ3 に加わる引張り応力を減らすことができる。
【００１６】先ず、橋軸方向に沿って下フランジ3 の底
面に、補強板4 を添えて、この補強板4 の一端を、高力
ボルト5 およびナット6 で下フランジ3 に摩擦接合す
る。次に、引張り板7 を橋軸方向に沿って補強板4 の他
端に隣接するように下フランジ3 の底面に添え、引張り
板7 の端部と補強板4 の端部との外側に継目板8 を添え
るとともに、滑り板9,10を下フランジ3 の上面に添え
て、高力ボルト11,12 およびナット13,14 により、滑り
板9,10、補強板4 、引張り板7 および継目板8 を下フラ
ンジ3 にやや緩めに接合する。補強板4 と継目板8 、お
よび継目板8 と引張り板7 との連結孔15,16 は、ボルト
11,12 の軸部とほぼ等しい大きさにし、引張り板7 から
の引張力をせん断力で確実に補強板4 へ伝えることがで
きるようにする。また、引張り板7 のボルト接合されな
い他端17には、鋼棒18を固定した継手19が取付けられて
おり、この継手19はセンターホールジャッキ20に連結さ
れている。センターホールジャッキ20は支持台21ととも
に下フランジ3 に、高力ボルトおよびナットを用いるな
どして固着されている。前記鋼棒18の代わりにケーブル
を用いることもできる。なお、前記高力ボルト5,11,12
には高力六角ボルトやトルシア形高力ボルトを用いるこ
とができる。
面に、補強板4 を添えて、この補強板4 の一端を、高力
ボルト5 およびナット6 で下フランジ3 に摩擦接合す
る。次に、引張り板7 を橋軸方向に沿って補強板4 の他
端に隣接するように下フランジ3 の底面に添え、引張り
板7 の端部と補強板4 の端部との外側に継目板8 を添え
るとともに、滑り板9,10を下フランジ3 の上面に添え
て、高力ボルト11,12 およびナット13,14 により、滑り
板9,10、補強板4 、引張り板7 および継目板8 を下フラ
ンジ3 にやや緩めに接合する。補強板4 と継目板8 、お
よび継目板8 と引張り板7 との連結孔15,16 は、ボルト
11,12 の軸部とほぼ等しい大きさにし、引張り板7 から
の引張力をせん断力で確実に補強板4 へ伝えることがで
きるようにする。また、引張り板7 のボルト接合されな
い他端17には、鋼棒18を固定した継手19が取付けられて
おり、この継手19はセンターホールジャッキ20に連結さ
れている。センターホールジャッキ20は支持台21ととも
に下フランジ3 に、高力ボルトおよびナットを用いるな
どして固着されている。前記鋼棒18の代わりにケーブル
を用いることもできる。なお、前記高力ボルト5,11,12
には高力六角ボルトやトルシア形高力ボルトを用いるこ
とができる。
【００１７】次に、センタホールジャッキ20を用いて前
記鋼棒18に張力を与え、引張り板7に引張力を与える。
すると、引張り板7 と継目板8 との接合部、および継目
板8と補強板4 との接合部に生ずるせん断応力により、
補強板4 に引張力が与えられる。このセンターホールジ
ャッキ20による鋼棒18の張力を徐々に高めることによっ
て、補強板4 に加わる引張力が徐々に高められるのであ
る。しかし、この状態のままその張力を高めても、目的
とするプリテンションを補強板4 に満足に与えられない
という問題がある。これは、補強板4 に作用する引張力
は、ナット13,14 と継目板9,10、下フランジ3 の底面と
引張り板7 または補強板4 との接触面で起こる摩擦力に
よって、センターホールジャッキ20で与える張力よりも
かなり小さなものとなるからであり、また、前記接触面
に不整箇所が存在すると、補強板4 の引張り応力に変動
が生じやすいからである。
記鋼棒18に張力を与え、引張り板7に引張力を与える。
すると、引張り板7 と継目板8 との接合部、および継目
板8と補強板4 との接合部に生ずるせん断応力により、
補強板4 に引張力が与えられる。このセンターホールジ
ャッキ20による鋼棒18の張力を徐々に高めることによっ
て、補強板4 に加わる引張力が徐々に高められるのであ
る。しかし、この状態のままその張力を高めても、目的
とするプリテンションを補強板4 に満足に与えられない
という問題がある。これは、補強板4 に作用する引張力
は、ナット13,14 と継目板9,10、下フランジ3 の底面と
引張り板7 または補強板4 との接触面で起こる摩擦力に
よって、センターホールジャッキ20で与える張力よりも
かなり小さなものとなるからであり、また、前記接触面
に不整箇所が存在すると、補強板4 の引張り応力に変動
が生じやすいからである。
【００１８】そこで、補強板4 の引張力を高めつつ、ナ
ット13,14 の頭部に引張り方向へ所定の衝撃荷重Ｋを与
えて、死亜フランジ3 の底面と引張り板7 または補強板
4 との間またはナット13,14 と滑り板9,10との間の摩擦
力を打ち消し、ボルトを微少距離移動させることによっ
て、上記問題を解決できる。この衝撃荷重Ｋを与えるに
は、人力または機械力によるハンマーを用いることがで
きる。これにより、センターホールジャッキ20が与える
張力が補強板4 に正確に伝わるため、補強板4の引張り
応力を目的値まで高めることが可能となる。この衝撃荷
重は複数回与えても良いし、連続的に与えても良い。こ
こで、ボルト9,10を微少距離移動させるために、下フラ
ンジ3 のボルト取付孔をボルトの軸部よりも大きい穴径
に設定しなければならない。
ット13,14 の頭部に引張り方向へ所定の衝撃荷重Ｋを与
えて、死亜フランジ3 の底面と引張り板7 または補強板
4 との間またはナット13,14 と滑り板9,10との間の摩擦
力を打ち消し、ボルトを微少距離移動させることによっ
て、上記問題を解決できる。この衝撃荷重Ｋを与えるに
は、人力または機械力によるハンマーを用いることがで
きる。これにより、センターホールジャッキ20が与える
張力が補強板4 に正確に伝わるため、補強板4の引張り
応力を目的値まで高めることが可能となる。この衝撃荷
重は複数回与えても良いし、連続的に与えても良い。こ
こで、ボルト9,10を微少距離移動させるために、下フラ
ンジ3 のボルト取付孔をボルトの軸部よりも大きい穴径
に設定しなければならない。
【００１９】また、ナット13,14 の頭部に衝撃荷重を与
える代わりに、滑り板9,10に同方向への衝撃荷重を与え
てボルト13,14 の軸部へその衝撃荷重を伝えて、複数の
ボルトに同時に衝撃荷重を与えても良い。さらに、その
衝撃荷重をナットの頭部へ与えつつ、補強板に作用する
引張力に応じてボルトの締付力を徐々に大きくすること
もできる。このようにして所定のプリテンションを与え
た補強板を主桁に取付けることで、下フランジの任意の
部位にポストテンションを与えて、その部位の引張り応
力を任意に減らすことができ、橋梁の補強が可能とな
る。なお、本発明では、高力ボルトとナットとの取付位
置が逆であっても良い。この場合、上記したナットへ加
えられた衝撃荷重は高力ボルトへ加えられることとな
る。
える代わりに、滑り板9,10に同方向への衝撃荷重を与え
てボルト13,14 の軸部へその衝撃荷重を伝えて、複数の
ボルトに同時に衝撃荷重を与えても良い。さらに、その
衝撃荷重をナットの頭部へ与えつつ、補強板に作用する
引張力に応じてボルトの締付力を徐々に大きくすること
もできる。このようにして所定のプリテンションを与え
た補強板を主桁に取付けることで、下フランジの任意の
部位にポストテンションを与えて、その部位の引張り応
力を任意に減らすことができ、橋梁の補強が可能とな
る。なお、本発明では、高力ボルトとナットとの取付位
置が逆であっても良い。この場合、上記したナットへ加
えられた衝撃荷重は高力ボルトへ加えられることとな
る。
【００２０】このように補強板4 に所定のプリテンショ
ンを与えた後、補強板4 と継目板8とを接合する高力ボ
ルト11とナット13を本締めして摩擦接合により下フラン
ジ3に固定する。この後、引張り板7 を取り外して、こ
の取り外した箇所に新たな補強板を添えて、高力ボルト
およびナットでこの補強板の一端を摩擦接合し、上記し
た本発明に係る補強方法によって、この新たな補強板に
所定のプリテンションを与えるということも可能であ
る。このようにすると、複数の補強板を用いて桁部材の
広い範囲を連続的に補強することができる。
ンを与えた後、補強板4 と継目板8とを接合する高力ボ
ルト11とナット13を本締めして摩擦接合により下フラン
ジ3に固定する。この後、引張り板7 を取り外して、こ
の取り外した箇所に新たな補強板を添えて、高力ボルト
およびナットでこの補強板の一端を摩擦接合し、上記し
た本発明に係る補強方法によって、この新たな補強板に
所定のプリテンションを与えるということも可能であ
る。このようにすると、複数の補強板を用いて桁部材の
広い範囲を連続的に補強することができる。
【００２１】前記補強板4 としては、入手のし易さとい
う点では鋼材、軽量かつ高強度という点では炭素繊維や
アラミド繊維を樹脂で固めた板材を用いることが好まし
い。鋼材には、鉄や炭素を含む合金、たとえば引張強度
が50kgf/mm2 以上の高張力鋼、引張強度が60kgf/mm2 以
上の調質鋼、銅やクロムなどの元素を添加した耐候性鋼
材などを用いる。プリテンション導入後の補強板の応力
度が、補強された下フランジの応力度と同程度に設定さ
れる場合には、活荷重が作用したときの最大応力度が両
者でほぼ等しくなるので、補強部材の強度は下フランジ
の強度と同程度のもので足りる。一方、プリテンション
導入後の補強板の応力度が、補強された下フランジの応
力度よりも大きく設定される場合には、補強部材の強度
は下フランジの強度よりも大きいものを用いる。なお、
補強板の寸法や補強板に導入するプリテンションは、橋
桁を含めた構造物全体の負荷応答を構造計算し、活荷重
負荷に対して橋桁の安全性を維持できるように、設定さ
れる。
う点では鋼材、軽量かつ高強度という点では炭素繊維や
アラミド繊維を樹脂で固めた板材を用いることが好まし
い。鋼材には、鉄や炭素を含む合金、たとえば引張強度
が50kgf/mm2 以上の高張力鋼、引張強度が60kgf/mm2 以
上の調質鋼、銅やクロムなどの元素を添加した耐候性鋼
材などを用いる。プリテンション導入後の補強板の応力
度が、補強された下フランジの応力度と同程度に設定さ
れる場合には、活荷重が作用したときの最大応力度が両
者でほぼ等しくなるので、補強部材の強度は下フランジ
の強度と同程度のもので足りる。一方、プリテンション
導入後の補強板の応力度が、補強された下フランジの応
力度よりも大きく設定される場合には、補強部材の強度
は下フランジの強度よりも大きいものを用いる。なお、
補強板の寸法や補強板に導入するプリテンションは、橋
桁を含めた構造物全体の負荷応答を構造計算し、活荷重
負荷に対して橋桁の安全性を維持できるように、設定さ
れる。
【００２２】補強板として特に炭素繊維やアラミド繊維
を樹脂で固めた板材を用いる場合、この補強板と継目板
とを、ボルト接合する前にエポキシ樹脂などを用いて接
着接合するのが好ましい。接着接合がないと、所定のプ
リテンションを補強板に与えた後、この補強板と継目板
とを高力ボルトで橋梁に完全に摩擦接合するに足るボル
ト軸力を導入するのが難しいのである。よって、炭素繊
維やアラミド繊維を用いる場合は、接着接合と摩擦接合
を併用するのが現実的である。
を樹脂で固めた板材を用いる場合、この補強板と継目板
とを、ボルト接合する前にエポキシ樹脂などを用いて接
着接合するのが好ましい。接着接合がないと、所定のプ
リテンションを補強板に与えた後、この補強板と継目板
とを高力ボルトで橋梁に完全に摩擦接合するに足るボル
ト軸力を導入するのが難しいのである。よって、炭素繊
維やアラミド繊維を用いる場合は、接着接合と摩擦接合
を併用するのが現実的である。
【００２３】また、本発明の補強方法は、上記したＩ形
断面主桁に限らず、箱桁、床桁、縦桁、床版、鋼桁、コ
ンクリート桁、または鋼とコンクリートとからなる合成
桁など、橋桁を構成する桁部材であって面内曲げモーメ
ントを生ぜしめるものであれば、何れにも適用できる。
断面主桁に限らず、箱桁、床桁、縦桁、床版、鋼桁、コ
ンクリート桁、または鋼とコンクリートとからなる合成
桁など、橋桁を構成する桁部材であって面内曲げモーメ
ントを生ぜしめるものであれば、何れにも適用できる。
【００２４】次に、以下に図面を参照しながらその補強
方法を解析的に説明する。
方法を解析的に説明する。
【００２５】図２は、補強板30と継目板31とを、下フラ
ンジ32との間の摩擦力を低く抑えるべく高力ボルト33と
ナット34とでやや緩めに接合し、補強板30に引張り荷重
を与えている状態を示す説明図である。上記した滑り板
を用いてはいない。
ンジ32との間の摩擦力を低く抑えるべく高力ボルト33と
ナット34とでやや緩めに接合し、補強板30に引張り荷重
を与えている状態を示す説明図である。上記した滑り板
を用いてはいない。
【００２６】この状態で、補強板30に引張り荷重を作用
させ続けるとどうなるかを先ず説明する。図４は、同一
断面を有する補強板40と継目板41とが接合されている状
態を示す模式図である。図示していないが、両板はボル
トとナットとによってやや緩めに下フランジに接合され
ている。両板の幅をb 、その厚みをt c 、継目板に導入
される引張り応力度をσt とすると、補強板に作用する
引張力P は、P=σt bt c である。補強板と継目板との偏
心量はt c であるから、補強板40に作用する曲げモーメ
ントは、M=Pa= σt b t c 2 となる。よって、補強板40
に作用する曲げ応力度σb は、
させ続けるとどうなるかを先ず説明する。図４は、同一
断面を有する補強板40と継目板41とが接合されている状
態を示す模式図である。図示していないが、両板はボル
トとナットとによってやや緩めに下フランジに接合され
ている。両板の幅をb 、その厚みをt c 、継目板に導入
される引張り応力度をσt とすると、補強板に作用する
引張力P は、P=σt bt c である。補強板と継目板との偏
心量はt c であるから、補強板40に作用する曲げモーメ
ントは、M=Pa= σt b t c 2 となる。よって、補強板40
に作用する曲げ応力度σb は、
【数１】
【００２７】したがって、導入する引張り応力度の６倍
の曲げ応力度が発生するため、補強板40あるいは継目板
41が曲げ変形する可能性が高い。
の曲げ応力度が発生するため、補強板40あるいは継目板
41が曲げ変形する可能性が高い。
【００２８】また、図２の状態、すなわち補強板30に引
張り荷重を与えたときに、補強板30、継目板31およびボ
ルト33が静止している状態のとき、補強板30にプリテン
ション-S、継目板31に引張力P （P>S ）が作用してお
り、Ａ点においてナット34に垂直力R 1 、水平力H1、Ｂ
点において補強板30に垂直力−R2、水平力H2が作用して
いるとする。下フランジ32の厚みをt 、補強板30および
継目板31の厚みをt c とする。このとき、水平力の釣合
条件から、
張り荷重を与えたときに、補強板30、継目板31およびボ
ルト33が静止している状態のとき、補強板30にプリテン
ション-S、継目板31に引張力P （P>S ）が作用してお
り、Ａ点においてナット34に垂直力R 1 、水平力H1、Ｂ
点において補強板30に垂直力−R2、水平力H2が作用して
いるとする。下フランジ32の厚みをt 、補強板30および
継目板31の厚みをt c とする。このとき、水平力の釣合
条件から、
【数２】 が成立する。以下、等号条件が成立する停止限界条件下
での関係式を求める。
での関係式を求める。
【００２９】鉛直力の釣合条件から、
【数３】 が成立する。
【００３０】また、曲げモーメントの釣合条件から、
【数４】 が成立する。但し、2aは、Ａ−Ｂ点間の水平距離を示
す。
す。
【００３１】S=xP（0 ≦x ≦1 ）として上式を整理する
と、
と、
【数５】 となる。
【００３２】停止限界条件は、H 1 =H2 = μR （μは下
フランジの静止摩擦係数）であるから、以下の関係式が
成立する。
フランジの静止摩擦係数）であるから、以下の関係式が
成立する。
【数６】
【００３３】この(6) 式に基づいて、静止摩擦係数μ、
補強板および継目板の厚みt c ,t、および下フランジの
厚みt が分かれば、補強板30に導入できるプリテンショ
ンの限界値を求めることができる。一例として、t=20m
m，t c =16mm ，μ=0.6の場合、a が約25mmとして計算
すると、x=0.099 となり、引張力の約１割しか補強板30
にプリテンションを与えることができないことが分か
る。また摩擦係数やボルトの締付状況によって、導入で
きるプリテンションの大きさは大幅に変わる可能性が高
い。
補強板および継目板の厚みt c ,t、および下フランジの
厚みt が分かれば、補強板30に導入できるプリテンショ
ンの限界値を求めることができる。一例として、t=20m
m，t c =16mm ，μ=0.6の場合、a が約25mmとして計算
すると、x=0.099 となり、引張力の約１割しか補強板30
にプリテンションを与えることができないことが分か
る。また摩擦係数やボルトの締付状況によって、導入で
きるプリテンションの大きさは大幅に変わる可能性が高
い。
【００３４】そこで、ナット34の頭部に継目板31の引張
り方向へ衝撃荷重Ｋを与えて、Ａ点およびＢ点に作用す
る摩擦力を減らすのである。すると図３に示すように、
引張り荷重P とプリテンション荷重S が等しい状態とな
る。そして、さらに継目板31に加える引張り荷重P を高
めて図２の状態となったときに、ナット34の頭部に衝撃
荷重を加えて、図３の状態にするということを繰り返し
行うことにより、補強板30に所定のプリテンションを付
与することが可能となるのである。
り方向へ衝撃荷重Ｋを与えて、Ａ点およびＢ点に作用す
る摩擦力を減らすのである。すると図３に示すように、
引張り荷重P とプリテンション荷重S が等しい状態とな
る。そして、さらに継目板31に加える引張り荷重P を高
めて図２の状態となったときに、ナット34の頭部に衝撃
荷重を加えて、図３の状態にするということを繰り返し
行うことにより、補強板30に所定のプリテンションを付
与することが可能となるのである。
【００３５】
【発明の効果】以上の如く、本発明の橋梁の補強方法に
よれば、補強板および引張り板の対向する一対の端部の
外側に継目板を添えて、前記一対の端部および継目板を
高力ボルトとナットとにより桁部材に接合し、引張り板
の他端を引張ることにより引張り板、継目板および補強
板に引張り応力を与えつつ、引張り板を締付ける側と反
対側に位置する高力ボルトまたはナット、もしくはボル
ト軸部に引張り方向へ衝撃荷重を与えているので、引張
り板および継目板を通して引張力が補強板に正確に伝わ
るため、補強板の引張り応力を目的値まで高めることが
可能となり、曲げモーメントが作用する桁部材の任意の
部位での引張り応力を任意に減らすことができ、橋梁の
補強が可能となる。
よれば、補強板および引張り板の対向する一対の端部の
外側に継目板を添えて、前記一対の端部および継目板を
高力ボルトとナットとにより桁部材に接合し、引張り板
の他端を引張ることにより引張り板、継目板および補強
板に引張り応力を与えつつ、引張り板を締付ける側と反
対側に位置する高力ボルトまたはナット、もしくはボル
ト軸部に引張り方向へ衝撃荷重を与えているので、引張
り板および継目板を通して引張力が補強板に正確に伝わ
るため、補強板の引張り応力を目的値まで高めることが
可能となり、曲げモーメントが作用する桁部材の任意の
部位での引張り応力を任意に減らすことができ、橋梁の
補強が可能となる。
【図１】本発明に係る補強方法によって補強されたＩ形
断面主桁を示す説明図である。
断面主桁を示す説明図である。
【図２】下フランジに接合された補強板と継目板とに引
張り荷重を加えた状態を示す説明図である。
張り荷重を加えた状態を示す説明図である。
【図３】図２のナット頭部に衝撃荷重を加えた後の状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】同一断面を有する補強板と継目板とが接合され
て引張り荷重を受けている状態を示す説明図である。
て引張り荷重を受けている状態を示す説明図である。
【図５】橋桁に曲げモーメントが作用している状態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図６】外ケーブルにより主桁を補強している状態を示
す説明図である。
す説明図である。
1 Ｉ形断面主桁 2 上フランジ 3 下フランジ 4 補強板 5 高力ボルト 6 ナット 7 引張り板 8 継目板 9,10 滑り板 11,12 ボルト 13,14 ナット 15,16 連結孔 17 引張り板他端 18 鋼棒 19 継手 20 センターホールジャッキ 21 支持台 30 補強板 31 継目板 32 下フランジ 33 ボルト 34 ナット 40 補強板 41 継目板 50 橋桁 51 下フランジ 52 引張り応力 53 上フランジ 54 圧縮応力 60 主桁 61 下フランジ 62,63 サドル 64 ケーブル 65,66 締付具
Claims (4)
- 【請求項１】 面内曲げモーメントを受ける桁部材の補
強方法において、桁部材のうち引張り応力の働く部位に
補強板を添えて、桁の長手方向に沿って、前記補強板の
一端を高力ボルトとナットとにより前記引張り応力の働
く部位に接合し、前記補強板の他端に隣接するように引
張り板を桁部材に添え、補強板および引張り板の対向す
る一対の端部の外側に継目板を添えて、前記一対の端部
および継目板を高力ボルトとナットとにより桁部材に接
合し、引張り板の他端を引張ることにより引張り板、継
目板および補強板に引張り応力を与えつつ、補強板およ
び引張り板を締付ける側と反対側に位置する高力ボルト
またはナット、もしくはボルト軸部に引張り方向へ衝撃
荷重を与えることを特徴とする橋梁の補強方法。 - 【請求項２】 引張り板を締付ける側と反対側に位置す
る高力ボルトまたはナットと下フランジ上面との間に滑
り板を介在させる請求項１記載の橋梁の補強方法。 - 【請求項３】 前記桁部材が橋桁の構成部材である主
桁、縦桁、床桁または床版からなる請求項１または請求
項２記載の橋梁の補強方法。 - 【請求項４】 前記補強板の材料として、鋼、炭素繊維
またはアラミド繊維を用いる請求項１〜３の何れか１項
に記載の橋梁の補強方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35850497A JP3381595B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 橋梁の補強方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35850497A JP3381595B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 橋梁の補強方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11190009A true JPH11190009A (ja) | 1999-07-13 |
| JP3381595B2 JP3381595B2 (ja) | 2003-03-04 |
Family
ID=18459662
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35850497A Expired - Fee Related JP3381595B2 (ja) | 1997-12-25 | 1997-12-25 | 橋梁の補強方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3381595B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194025A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Ps Mitsubishi Construction Co Ltd | 既設橋桁の補強方法 |
| JP2009113046A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Kobe Steel Ltd | 脆性亀裂伝播停止に優れた補強構造 |
| CN110983993A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-10 | 汪小鹏 | 基于荷载转移的桥梁加固装置 |
-
1997
- 1997-12-25 JP JP35850497A patent/JP3381595B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006194025A (ja) * | 2005-01-17 | 2006-07-27 | Ps Mitsubishi Construction Co Ltd | 既設橋桁の補強方法 |
| JP4512896B2 (ja) * | 2005-01-17 | 2010-07-28 | 株式会社ピーエス三菱 | 既設橋桁の補強方法 |
| JP2009113046A (ja) * | 2007-11-01 | 2009-05-28 | Kobe Steel Ltd | 脆性亀裂伝播停止に優れた補強構造 |
| CN110983993A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-04-10 | 汪小鹏 | 基于荷载转移的桥梁加固装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3381595B2 (ja) | 2003-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |