JP3397969B2 - 橋梁構造 - Google Patents

橋梁構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、橋梁構造の主桁ウ
ェブに係り、特に、プレートガーダー橋等の橋梁構造に
関する。
【０００２】
【従来の技術】一般のプレートガーダー橋等の橋梁構造
は、図８に示すように多数の部材から構成されている。
そして、主桁１０は、上フランジ１１と下フランジ１
２、及び両フランジ１１，１２により溶接挟持された主
桁ウェブ１３とから構成されている。そして、主桁ウェ
ブ１３は垂直補剛材１４により補剛されている。該垂直
補剛材１４は主桁ウェブ１３の剪断座屈強度を高めるた
めのものであり、その間隔は規定により定められてい
る。また、水平方向にも座屈防止のための水平補剛材１
６が設けられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来の橋梁
構造は鋼重を最小に抑制することにより経済性を追求し
ているため、部位による板厚等の断面変化や座屈防止の
ための補剛材が多数必要になる。このような構造は製作
が繁雑になるばかりでなく、疲労設計上も不利になると
いう問題点を有している。また、フランジの板厚変化に
対応するための技術として、フランジとしてテーパプレ
ートを用いた橋梁構造が知られている。該技術はフラン
ジ部の発生応力度に合わせて板厚が変化するようにテー
パプレートを使用したものである。これにより、通常の
断面変化部の部材数、溶接箇所を削減することができる
ので製作が容易になる。しかしながら、この場合も主桁
ウェブについては、従来の主桁ウェブと何ら変わるとこ
ろがない。また、主桁ウェブを一定断面とする場合もあ
るが、板厚の厚い箇所を使用するため鋼重が大きくなる
うえ、節を付加する必要があり、橋梁構造としてかえっ
て非合理的なものとなってしまうという問題点を有す
る。
【０００４】本発明は、従来技術の有する叙上の問題点
に鑑みて創出されたものであり、その目的とするところ
は、垂直補剛材の省略を可能とし、製作性の向上及び疲
労強度の向上を図ることができる橋梁構造を提供するこ
とである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の橋梁構造は、水
平方向に板厚が変化する鋼板を主桁ウェブとした橋梁構
造であって、前記主桁ウェブは、端部から中央部付近に
かけて水平方向板厚が漸増し、次いで漸減する鋼板を複
数連続して配置してなり、かつ、鋼板端部にてボルトま
たは溶接により接合されていることを特徴とするもので
ある。従って、本発明は、構造的な性能を高めると共に
部材数及び溶接箇所数の削減を可能とすることができ
る。これにより、主桁断面の有効利用、疲労強度の向上
を図ることができ、かつ製作コストが大幅に削減される
ため経済性の向上をも図ることができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の橋梁構造の実施形態につ
いて図面に基づいて説明する。図１は本発明の橋梁構造
の実施形態を示す斜視図である。図において、主桁１は
平坦な鋼板からなる上フランジ２と、同じく平坦な鋼板
からなる下フランジ３と、両フランジ２，３との間に挟
持される主桁ウェブ５とからなり、該主桁ウェブ５は両
フランジ２，３に溶接接合されている。主桁ウェブ５は
水平方向に板厚が変化する鋼板、いわゆるテーパー鋼板
からなる。板厚は、例えば、略中央部が最大となり、端
部に行くに従って連続的に減少している。主桁ウェブ５
は１ブロック毎に成形してもよいし、数ブロック連続し
て成形してもよい。より詳細に説明すると、主桁ウェブ
は、端部から中央部付近にかけて水平方向板厚が漸増
し、次いで漸減する鋼板を複数連続して配置してなり、
且つ鋼板端部にてボルトまたは溶接により接合されてい
る。また、橋梁端部には、図２に示すように、端部に向
って板厚が漸増する鋼板２０を使用することもできる。
さらに、図３に示すように、本発明の主桁ウェブに従来
の垂直補剛材１４を設置してもよい。また、上フランジ
２、下フランジ３にもテーパー鋼板を使用してもよい。
【０００７】従来の主桁ウェブ１３が剪断座屈する際
は、図４（ａ），（ｂ）に示すように、垂直補剛材１４
が節となり斜張力場１６が形成され、該斜張力場１６が
形成されることにより主桁ウェブ１３の剪断座屈強度を
高めることができる。本実施形態の主桁ウェブ５も、例
えば、略中央部の板厚が最大となるようなテーパー鋼板
とすることにより、従来の垂直補剛材と同様の効果を発
揮することができる。すなわち、図５（ａ），（ｂ）に
示すように、主桁ウェブ５の剪断座屈時には、テーパー
鋼板の主桁ウェブ５の最大板厚部付近がある幅をもって
節となり斜張力場６を形成する。従って、剪断座屈に対
して主桁ウェブ５が抵抗することができる。この場合、
テーパー鋼板の最小板厚と最大板厚の比は各橋梁毎に算
出する必要があるが、約１：３〜５程度である。このよ
うな本発明の剪断力に抵抗する作用は、最大板厚部付近
の剛性により決定されるものであり、従来の技術の説明
において述べたような発生応力度に合わせてフランジ厚
を変化させる方法とは根本的に相違するものである。
【０００８】また、従来の橋梁構造では、図８に示すよ
うに、垂直補剛材１５は端支点１７において柱としての
機能を発揮するように断面積を確保するが、本発明にお
いては、図６に示すように、垂直補剛材を省略しても主
桁ウェブ５の最大板厚部である支点部７において断面積
を十分確保することができるため、従来の垂直補剛材と
同様に柱としての機能を発揮することができる。同様の
機能は中間支点部においても発揮される。
【０００９】さらに、主桁ウェブに垂直補剛材を取付け
る従来の橋梁構造の場合は、図７に示すように、上フラ
ンジ１１および下フランジ１２と垂直補剛材１４の端部
とを接合する溶接部１８により疲労強度が決定される。
このとき疲労設計上の疲労等級はＥ等級（２００万回基
本許容応力範囲８０MPa ）、即ち、８００kg／cm2 程度
の応力を２００万回繰返し負荷したときに疲労亀裂を発
生する等級である。これに対し、本発明の橋梁構造は垂
直補剛材の省略により従来のような端部溶接が不要とな
るため、疲労強度は図６に示すように、フランジ２およ
び３と主桁ウェブ５との溶接部８により決定される。そ
して、該溶接部８の疲労等級はＤ等級（２００万回基本
許容応力範囲１００MPa ）、即ち、１０００kg／cm2 程
度の応力を２００万回繰返し負荷したときに疲労亀裂を
発生する等級となる。これにより、本発明の橋梁構造は
疲労強度が大幅に改善されるため、疲労設計上も有利且
つ合理的な橋梁構造が実現される。
【００１０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、水平方
向に板厚が変化する鋼板を主桁ウェブとした橋梁構造で
あって、前記主桁ウェブは、端部から中央部付近にかけ
て水平方向板厚が漸増し、次いで漸減する鋼板を複数連
続して配置してなり、かつ、鋼板端部にてボルトまたは
溶接により接合されていることにより、構造的な性能を
高めると共に部材数及び溶接箇所数の削減を可能とする
ことができる。これにより、主桁断面の有効利用、疲労
強度の向上を図ることができ、かつ製作コストが大幅に
削減されるため経済性の向上をも図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の橋梁構造の実施形態を示す斜視図であ
る。
【図２】本発明の橋梁構造における主桁の橋梁端部を示
す上面図である。
【図３】本発明の橋梁構造の主桁に垂直補剛材を設置し
た構造を示す一部欠截斜視図である。
【図４】従来の橋梁構造の主桁に形成される斜張力場を
示す説明図であり、図４（ａ）は主桁の下フランジを取
り外した底面図であり、図４（ｂ）は主桁の正面図であ
る。
【図５】本発明の橋梁構造の主桁に形成される斜張力場
を示す説明図であり、図５（ａ）は主桁の下フランジを
取り外した底面図であり、図５（ｂ）は主桁の正面図で
ある。
【図６】本発明の橋梁構造における主桁の支点部を示す
一部欠截斜視図である。
【図７】橋梁構造における主桁の溶接部を示す一部欠截
斜視図である。
【図８】従来の橋梁構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…主桁 ２…上フランジ ３…下フランジ ５…主桁ウェブ ６…斜張力場 ７…支点部 ８…溶接部 ９…溶接部 １０…主桁 １１…上フランジ １２…下フランジ １３…主桁ウェブ １４…垂直補剛材 １５…垂直補剛材 １６…斜張力場 １７…端支点 １８…溶接部 ２０…端部に向って板厚が漸増する鋼板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−302397（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−144205（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−6337（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭41−20459（ＪＰ，Ｂ１) 特表 昭63−502197（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) E01D 1/00 E01D 19/00 E04C 3/07

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 水平方向に板厚が変化する鋼板を主桁ウ
    ェブとした橋梁構造であって、前記主桁ウェブは、端部
    から中央部付近にかけて水平方向板厚が漸増し、次いで
    漸減する鋼板を複数連続して配置してなり、かつ、鋼板
    端部にてボルトまたは溶接により接合されていることを
    特徴とする橋梁構造。
  2. 【請求項２】 端部に向って板厚が漸増する鋼板を橋梁
    端部に使用したことを特徴とする請求項１記載の橋梁構
    造。
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