JP2012036705A - Joint structure of crossed portion of steel plate deck rib, and bridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鋼床版における縦リブと横リブとの交差部を接合する接合構造、および当該接合構造が適用された橋梁に適用する。 The present invention is applied to a joining structure that joins the intersections of vertical ribs and horizontal ribs in a steel deck and a bridge to which the joining structure is applied.
橋梁は、床板の下面に、橋軸方向に沿って縦リブが溶接接合されていると共に、橋軸方向に直交する幅方向に沿って横リブが溶接接合された鋼床版を備えている。そして、一般の鋼床版は、縦リブと横リブとの交差部について、縦リブを通すために横リブに設けられた切り込みの一側縁と、縦リブの一側面とが溶接により接合されている。 The bridge includes a steel floor slab in which longitudinal ribs are welded and joined along the bridge axis direction to the lower surface of the floor plate, and transverse ribs are welded and joined along the width direction perpendicular to the bridge axis direction. In the general steel deck, one side edge of the notch provided in the horizontal rib and one side surface of the vertical rib are joined by welding at the intersection of the vertical rib and the horizontal rib. ing.
上述した縦リブと横リブとの交差部の接合においては、床板への車重の負荷により発生する応力によって、縦リブとの溶接部の端部を起点として横リブおよび鋼床版に亀裂が生じている。そこで、従来では、その補修として、ボルトの締結による連結部材を介して縦リブと横リブとを接合している(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。
In the joining of the intersection of the vertical rib and the horizontal rib described above, the horizontal rib and the steel slab are cracked from the end of the welded portion with the vertical rib due to the stress generated by the load of the vehicle weight on the floor plate. Has occurred. Therefore, conventionally, as a repair, the vertical rib and the horizontal rib are joined via a connecting member by fastening a bolt (for example, see
上述した従来の補修によれば、縦リブと横リブとをボルトの締結による連結部材を介して接合することで、横リブにおける発生応力を低減することが可能である。しかし、これでは、縦リブと横リブとの溶接部を残したままであることから、依然として、横リブにおける発生応力は存在し、縦リブとの溶接部の端部を起点として横リブおよび鋼床版に亀裂が生じる事態を防ぐことは難しい。また、従来の接合構造を新設橋梁に適用した場合には、狭隘な縦リブと横リブを溶接にて接合するため、疲労耐久性に優れた品質を確保するためには製作工数がかかる。 According to the conventional repair described above, it is possible to reduce the generated stress in the horizontal rib by joining the vertical rib and the horizontal rib via the connecting member by fastening the bolt. However, in this case, since the welded portion between the vertical rib and the horizontal rib remains, the stress generated in the horizontal rib still exists, and the horizontal rib and the steel floor start from the end of the welded portion with the vertical rib. It is difficult to prevent the plate from cracking. In addition, when the conventional joint structure is applied to a newly-built bridge, since narrow vertical ribs and horizontal ribs are joined by welding, it takes a lot of manufacturing steps to ensure quality with excellent fatigue durability.
本発明は上述した課題を解決するものであり、製作工数を低減すると共に、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止することのできる鋼床版リブ交差部接合構造および橋梁を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described problems, and can reduce the number of manufacturing steps and prevent the occurrence of cracks in the lateral ribs and the steel slab starting from the end of the welded portion with the longitudinal ribs. An object of the present invention is to provide a steel floor slab crossing joint structure and a bridge.
上述の目的を達成するために、本発明の鋼床版リブ交差部接合構造は、鋼材からなる床板と、前記床板の下面にて橋軸方向に沿って設けられた鋼材からなる縦リブと、前記床板の下面にて橋軸方向に直交する幅方向に沿って設けられた鋼材からなる横リブとを備えた鋼床版について、互いに交差する前記縦リブと前記横リブとを接合する鋼床版リブ交差部接合構造において、前記縦リブを非接触で挿通する態様で前記横リブに設けられた切欠部と、前記切欠部を跨いだ状態で高力ボルトの締結により前記縦リブと前記横リブとを連結する鋼材からなる連結部材と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above-mentioned object, the steel floor slab rib crossing joint structure of the present invention includes a floor plate made of steel, and a vertical rib made of steel provided along the bridge axis direction on the lower surface of the floor plate, Steel floor slab comprising a horizontal rib made of steel material provided along the width direction orthogonal to the bridge axis direction on the lower surface of the floor plate, a steel floor for joining the vertical rib and the horizontal rib intersecting each other In the plate rib intersection joint structure, the vertical rib and the horizontal rib are connected to each other by a notch provided in the horizontal rib in a manner that the vertical rib is inserted in a non-contact manner and a high-strength bolt fastened across the notch. And a connecting member made of steel that connects the ribs.
この鋼床版リブ交差部接合構造によれば、縦リブと横リブとを接合する溶接部が存在せず、縦リブと横リブとの相互が高力ボルトの締結により連結部材で接合されているため、従来溶接部に生じていた応力が生じない。この結果、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止することができる。しかも、縦リブと横リブとを溶接により接合しないので橋梁新設時の製作工数を低減することができる。 According to this steel deck slab crossing joint structure, there is no welded part that joins the longitudinal rib and the transverse rib, and the longitudinal rib and the transverse rib are joined together by a connecting member by fastening a high-strength bolt. Therefore, the stress that has conventionally occurred in the welded portion does not occur. As a result, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the horizontal rib and the steel slab starting from the end of the welded portion with the vertical rib. In addition, since the vertical ribs and the horizontal ribs are not joined by welding, it is possible to reduce the number of manufacturing steps when a bridge is newly installed.
また、本発明の鋼床版リブ交差部接合構造は、前記縦リブを間に挟んで前記連結部材を設けることを特徴とする。 Moreover, the steel deck slab crossing joint structure of the present invention is characterized in that the connecting member is provided with the vertical rib interposed therebetween.
この鋼床版リブ交差部接合構造によれば、縦リブの両側において連結部材を介して横リブと接合することにより、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止することができ、かつ縦リブと横リブとの接合の剛性を向上することができる。 According to this steel plate slab rib crossing joint structure, the horizontal rib and the steel slab starting from the end of the welded portion with the vertical rib by joining the horizontal rib via the connecting member on both sides of the vertical rib. It is possible to prevent the occurrence of cracks and improve the rigidity of the joining between the vertical ribs and the horizontal ribs.
また、本発明の鋼床版リブ交差部接合構造は、前記縦リブが、球平形鋼または平板リブであることを特徴とする。 Moreover, the steel deck slab crossing joint structure according to the present invention is characterized in that the longitudinal rib is a spherical flat steel or a flat plate rib.
この鋼床版リブ交差部接合構造によれば、球平形鋼は、球形部分により延在方向に交差する方向に強度を有し、一部が板状に形成されている。また、平板リブは、全体が板状に形成されている。このため、連結部材を介した横リブとの接合において適しており、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止する効果を顕著に得ることができる。しかも、球平形鋼および平板リブは、板状に形成されているため、縦リブを間に挟んで連結部材を設けることに適しており、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止する効果を顕著に得ると共に、縦リブと横リブとの接合の剛性を向上する効果を顕著に得ることができる。 According to this steel deck slab crossing joint structure, the spherical flat steel has strength in a direction intersecting the extending direction by the spherical portion, and a part thereof is formed in a plate shape. The flat plate rib is entirely formed in a plate shape. For this reason, it is suitable for joining with the transverse rib via the connecting member, and the effect of preventing the occurrence of cracks in the transverse rib and the steel slab starting from the end of the welded portion with the longitudinal rib is remarkably obtained. be able to. Moreover, since the spherical flat steel and the flat plate rib are formed in a plate shape, it is suitable for providing a connecting member with the vertical rib interposed therebetween, and the horizontal portion starting from the end of the welded portion with the vertical rib. The effect of preventing the occurrence of cracks in the ribs and the steel slab can be remarkably obtained, and the effect of improving the rigidity of joining of the vertical ribs and the horizontal ribs can be remarkably obtained.
上述の目的を達成するために、本発明の橋梁は、鋼材からなる床板と、前記床板の下面にて橋軸方向に沿って設けられた鋼材からなる縦リブと、前記床板の下面にて橋軸方向に直交する幅方向に沿って設けられた鋼材からなる横リブとからなる鋼床版を備えた橋梁において、互いに交差する前記縦リブと前記横リブとの接合に、上述したいずれか一つに記載の接合構造を適用したことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a bridge according to the present invention includes a floor plate made of steel, a vertical rib made of steel provided along the axis of the bridge on the lower surface of the floor plate, and a bridge on the lower surface of the floor plate. In a bridge having a steel floor slab made of a steel rib provided along a width direction orthogonal to the axial direction, any one of the above-mentioned joints between the vertical rib and the horizontal rib intersecting each other. The joint structure described in the above is applied.
この橋梁によれば、新設時の製作工数を低減すると共に、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止することができ、かつ鋼床版の耐久性を向上することができる。この結果、橋梁としての耐久性を向上することができる。 According to this bridge, it is possible to reduce the manufacturing man-hours at the time of new construction, to prevent the occurrence of cracks in the horizontal ribs and the steel slab starting from the end of the welded portion with the vertical ribs, and the steel floor. The durability of the plate can be improved. As a result, durability as a bridge can be improved.
本発明によれば、製作工数を低減すると共に、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the number of manufacturing steps and to prevent the occurrence of cracks in the lateral rib and the steel slab starting from the end of the welded portion with the longitudinal rib.
以下に、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。 Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In addition, constituent elements in the following embodiments include those that can be easily replaced by those skilled in the art or those that are substantially the same.
図1は、本実施の形態に係る橋梁の斜視図であり、図2は、本実施の形態に係る接合構造の正面図であり、図3および図4は、本実施の形態に係る接合構造の斜視図である。 FIG. 1 is a perspective view of a bridge according to the present embodiment, FIG. 2 is a front view of the joint structure according to the present embodiment, and FIGS. 3 and 4 are joint structures according to the present embodiment. FIG.
図1および図2に示すように、本実施の形態の橋梁は、鋼材からなるもので、床板1と、床板1の下面にて橋軸方向(橋梁の長手方向)に沿って設けられた縦リブ2と、床板1の下面にて橋軸方向に直交する幅方向に沿って設けられた横リブ3とを備えた鋼床版10を有している。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the bridge of the present embodiment is made of steel, and is provided with a
床板1は、橋梁の橋軸方向に連続すると共に、幅方向の全域に渡り設けられた鋼板であり、車両などが走行する橋梁の床面を構成するものである。床板1の上面には、車両などの走行面として舗装などが敷設される。
The
縦リブ2は、床板1の下面に上端が溶接Wにより接合され、橋軸方向に延在すると共に、幅方向で所定間隔をおいて複数並設されている。縦リブ2は、形鋼または鋼板で構成され、本実施の形態では、下端に球状の膨出部を有する形鋼としての球平形鋼、または鋼板としての平板リブとして構成されている。
The upper ends of the
横リブ3は、床板1の下面に上端が溶接Wにより接合され、幅方向のほぼ全域に延在すると共に、橋軸方向で所定間隔をおいて複数並設されている。横リブ3は、鋼板で構成され、本実施の形態では、下端にフランジを有するT形鋼として構成されている。
The
縦リブ2と横リブ3とは、それぞれが延在する橋軸方向と幅方向とで互いに交差して設けられている。かかる交差部においては、横リブ3に、縦リブ2を非接触で挿通する切欠部31が形成され、この切欠部31に縦リブ2を通すことで縦リブ2と横リブ3とが互いに交差する。
The
また、図1に示すように、鋼床版10は、桁部材4が設けられている。桁部材4は、本実施の形態では箱桁として構成され、溶接による接合やボルトによる締結で箱状に組み付けられている。桁部材4は、横リブ3に接合されると共に、橋軸方向に延在して設けられ、各横リブ3を介して床板1を支持する。この桁部材4は、図には明示しないが、地面に立設された架台(橋脚)上に載置される。また、図示しないが、桁部材4は、鈑桁として構成されていてもよい。
Further, as shown in FIG. 1, the
このような橋梁について、本実施の形態の鋼床版10のリブ交差部接合構造は、上述したように、横リブ3に、縦リブ2を非接触で挿通する切欠部31が形成されている。そして、図2〜図4に示すように、切欠部31を跨いだ状態で高力ボルトGの締結により縦リブ2と横リブ3とが連結部材5を介して連結されている。連結部材5は、鋼材からなるL字形状のプレートであり、L字形状に折り曲げられた一片51が縦リブ2の鉛直面に添いつつ高力ボルトGにより縦リブ2に締結され、他辺52が横リブ3の鉛直面に添いつつ高力ボルトGにより横リブ3に締結されている。
For such a bridge, in the rib intersection joint structure of the
また、連結部材5は、縦リブ2を間に挟んで設けられている。すなわち、縦リブ2の両側の鉛直面に一対の連結部材5の一片51が添って、各一片51および間の縦リブ2が高力ボルトGで締結されている。なお、図には明示しないが、連結部材5は、横リブ3の両側に配置され、計4つで縦リブ2と横リブ3とを締結するように設けられていてもよい。
Further, the connecting
また、高力ボルトGは、所定トルク以上でボルト先端が破断するトルシア形高力ボルトが好ましい。トルシア形高力ボルトは、ボルト先端の破断により締め付けトルクが決まるので、所定の締め付けトルクで締結を行うことが可能である。 The high-strength bolt G is preferably a torcia-type high-strength bolt that breaks the bolt tip at a predetermined torque or more. Since the tightening torque of the torcia-type high strength bolt is determined by the breakage of the bolt tip, it can be fastened with a predetermined tightening torque.
このように、本実施の形態の鋼床版リブ交差部接合構造は、鋼材からなる床板1と、床板1の下面にて橋軸方向に沿って設けられた鋼材からなる縦リブ2と、床板1の下面にて橋軸方向に直交する幅方向に沿って設けられた鋼材からなる横リブ3とを備えた鋼床版10について、互いに交差する縦リブ2と横リブ3とを接合する鋼床版リブ交差部接合構造において、縦リブ2を非接触で挿通する態様で横リブ3に設けられた切欠部31と、切欠部31を跨いだ状態で高力ボルトGの締結により縦リブ2と横リブ3とを連結する鋼材からなる連結部材5とを備える。
Thus, the steel floor slab rib crossing joint structure of the present embodiment includes a
この鋼床版リブ交差部接合構造は、切欠部31により縦リブ2と横リブ3とが非接触で交差して設けられている。すなわち、縦リブ2と横リブ3とが従来のように溶接により接合されていない。しかも、縦リブ2と横リブ3とは、切欠部31を跨いだ状態で高力ボルトGの締結により連結部材5によって接合されている。このため、床板1上を車両などが走行する際、車重が床板1に負荷され、横リブ3を介して縦リブ2に伝わることになり、横リブ3には、繰り返しせん断応力が生じる。また、車重の負荷が縦リブ2直上から床板1に負荷された場合は、車重が縦リブ2を介して横リブ3に伝わることがある。しかし、この鋼床版リブ交差部接合構造によれば、縦リブ2と横リブ3とが従来のように溶接により接合されておらず、相互が高力ボルトの締結により連結部材5で接合されているため、従来のように縦リブ2と横リブ3との溶接部に応力が生じない。この結果、縦リブ2との溶接部の端部を起点とした横リブ3および鋼床版10の床板1への亀裂の発生を防止することが可能になる。そして、鋼床版10の耐久性を向上することが可能になる。しかも、縦リブ2と横リブ3とを溶接により接合しないので製作工数を低減することが可能になる。
In this steel plate slab rib intersection joining structure, the
また、本実施の形態の鋼床版リブ交差部接合構造は、縦リブ2を間に挟んで連結部材5を設ける。
Further, in the steel floor slab rib crossing joint structure of the present embodiment, the connecting
この鋼床版リブ交差部接合構造によれば、縦リブ2の両側の鉛直面において連結部材5を介して横リブ3と接合することにより、縦リブ2との溶接部の端部を起点とした横リブ3および鋼床版10の床板1への亀裂の発生を防止することが可能になり、かつ縦リブ2と横リブ3との接合の剛性をより向上することが可能になる。
According to this steel plate slab rib crossing joint structure, the end of the welded portion with the
また、本実施の形態の鋼床版リブ交差部接合構造は、縦リブ2が、球平形鋼または平板リブである。
Further, in the steel deck slab crossing joint structure of the present embodiment, the
球平形鋼は、球形部分により延在方向に交差する方向に強度を有し、一部が板状に形成されている。また、平板リブは、全体が板状に形成されている。このため、連結部材5を介した横リブ3との接合において適しており、縦リブ2との溶接部の端部を起点とした横リブ3および鋼床版10の床板1への亀裂の発生を防止する効果を顕著に得ることが可能になる。しかも、球平形鋼および平板リブは、板状に形成されているため、縦リブ2を間に挟んで連結部材5を設けることに適しており、縦リブ2との溶接部の端部を起点とした横リブ3および鋼床版10の床板1への亀裂の発生を防止する効果を顕著に得ると共に、縦リブ2と横リブ3との接合の剛性をより向上する効果を顕著に得ることが可能になる。
Spherical flat steel has strength in a direction intersecting the extending direction by a spherical portion, and a part thereof is formed in a plate shape. The flat plate rib is entirely formed in a plate shape. For this reason, it is suitable for joining with the
本実施の形態の橋梁は、鋼材からなる床板1と、床板1の下面にて橋軸方向に沿って設けられた鋼材からなる縦リブ2と、床板1の下面にて橋軸方向に直交する幅方向に沿って設けられた鋼材からなる横リブ3とからなる鋼床版10を備えた橋梁において、互いに交差する縦リブ2と横リブ3との接合に、上述した接合構造を適用している。
The bridge according to the present embodiment includes a
この橋梁によれば、縦リブ2との溶接部の端部を起点とした横リブ3および鋼床版10の床板1への亀裂の発生を防止することが可能になる。そして、鋼床版10の耐久性を向上することが可能になる。この結果、橋梁としての耐久性を向上することが可能になる。
According to this bridge, it is possible to prevent cracks from occurring in the
なお、上述した実施の形態の鋼床版リブ交差部接合構造および橋梁は、新規に施工する橋梁にかかり適用されることが好ましいが、既設の橋梁において、縦リブ2と横リブ3との溶接を切除して連結部材5を高力ボルトGで締結する補修を行うことも可能である。
In addition, it is preferable that the steel floor slab rib crossing joint structure and the bridge according to the embodiment described above are applied to a newly constructed bridge. However, in the existing bridge, welding between the
本実施例では、鋼床版リブ交差部接合構造についてFEM解析によりミーゼス応力による評価が行われた(図5および図6参照)。なお、本来、疲労耐久性を厳密に評価するためには、実験を実施することが好ましいが、従来例との疲労耐久性に対する相対的な比較は、FEM解析によるミーゼス応力評価で行えると判断した。 In the present Example, evaluation by Mises stress was performed by FEM analysis about the steel floor slab rib crossing junction structure (refer FIG. 5 and FIG. 6). In addition, in order to strictly evaluate fatigue durability, it is preferable to conduct an experiment. However, it was determined that a relative comparison with the conventional example of fatigue durability can be performed by Mises stress evaluation by FEM analysis. .
解析モデルについて、従来例1は、図5(a)に示すように、横リブ3に設けた切り込みの一側と縦リブ2の一側面とを溶接により接合したものである。また、従来例2は、図5(a)に示すように、横リブ3に設けた切り込みの一側と縦リブ2の一側面とを溶接により接合したものに、縦リブ2と横リブ3とを連結する部材を設けたもので、特許文献1または特許文献2に相当する。一方、実施例は、図5(b)に示すように、横リブ3に切欠部31を設けて縦リブ2と非接触とし、かつ縦リブ2を間に挟んで連結部材(図示せず)を設けたものである。また、縦リブ2は、従来例1,2および実施例ともに、幅方向に左から8個設けてある。
As for the analysis model, Conventional Example 1 is obtained by welding one side of the cut provided in the
解析においては、左から4番目の縦リブ2と5番目の縦リブ2との間、および左から5番目の縦リブ2と6番目の縦リブ2との間において、床板1に1組の車輪の荷重相当の50kN×2を載荷した。また、ミーゼス応力の応力算出点は、床板1と横リブ3(切り込み開口端または切欠部31a開口端)との溶接部における端部であるa〜hとした。
In the analysis, a set of
この解析の結果、図6に示すように、相対比較をすると、本実施例は、全体として応力算出点での応力が低く、疲労耐久性が向上していることが評価でき、溶接部の端部を起点とした横リブ3への亀裂の発生を防止できることが分かる。
As a result of this analysis, as shown in FIG. 6, when a relative comparison is made, it can be evaluated that the present example has a low stress at the stress calculation point as a whole, and the fatigue durability is improved. It can be seen that the occurrence of cracks in the
以上のように、本発明に係る鋼床版リブ交差部接合構造および橋梁は、製作工数を低減すると共に、縦リブとの溶接部の端部を起点とした横リブおよび鋼床版への亀裂の発生を防止することに適している。 As described above, the steel plate slab rib crossing joint structure and the bridge according to the present invention reduce the number of manufacturing steps and cracks in the horizontal rib and the steel slab starting from the end of the welded portion with the vertical rib. Suitable for preventing the occurrence of
1 床板
2 縦リブ
3 横リブ
31 切欠部
4 桁部材
5 連結部材
51 一片
52 他辺
10 鋼床版
G 高力ボルト
W 溶接
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記縦リブを非接触で挿通する態様で前記横リブに設けられた切欠部と、
前記切欠部を跨いだ状態で高力ボルトの締結により前記縦リブと前記横リブとを連結する鋼材からなる連結部材と、
を備えることを特徴とする鋼床版リブ交差部接合構造。 From a floor plate made of steel, a vertical rib made of steel provided along the bridge axis direction on the lower surface of the floor plate, and a steel material provided along the width direction orthogonal to the bridge axis direction on the lower surface of the floor plate In the steel floor slab rib intersection joint structure that joins the longitudinal rib and the transverse rib that intersect each other,
A notch provided in the horizontal rib in a manner of inserting the vertical rib without contact;
A connecting member made of a steel material that connects the vertical rib and the horizontal rib by fastening a high-strength bolt in a state of straddling the notch,
A steel floor slab rib crossing joint structure comprising:
互いに交差する前記縦リブと前記横リブとの接合に、請求項1〜3のいずれか一つに記載の接合構造を適用したことを特徴とする橋梁。 From a floor plate made of steel, a vertical rib made of steel provided along the bridge axis direction on the lower surface of the floor plate, and a steel material provided along the width direction orthogonal to the bridge axis direction on the lower surface of the floor plate In a bridge with a steel deck consisting of horizontal ribs
A bridge, wherein the joining structure according to any one of claims 1 to 3 is applied to joining the longitudinal rib and the transverse rib intersecting each other.
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