JP5860264B2 - 亀裂の補修方法 - Google Patents
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Description
2.レーザ亀裂補修装置
3.亀裂の補修方法
本発明を適用した亀裂の補修方法は、橋梁、建築物及び建造物等の既設鋼構造物の鋼材に、経年劣化や疲労等によって発生した亀裂をレーザ光によって補修する亀裂の補修方法である。以下、図1及び図2に示すように、橋梁1の主桁2に用いられているI形鋼3の腹板4に発生した亀裂5を補修する場合を例に説明していく。
先ず、本発明を適用した亀裂の補修方法を実施するレーザ亀裂補修装置10について説明する。図3に示すように、本発明を適用した亀裂の補修方法を行うレーザ亀裂補修装置10は、亀裂5にレーザ光11を照射するレーザ発生機構12を有している。このレーザ発生機構12は、レーザ光11を発振するレーザ発振器13と、集光光学系14が内蔵されたレーザートーチ15と、レーザ発振器13から発振されたレーザ光11をレーザートーチ15へ導く光ファイバ16とを備えている。このようなレーザ発生機構12は、レーザ発振器13から発振されて光ファイバ16を介してレーザートーチ15に導かれたレーザ光11を、集光光学系14によって所要の位置で集光させて、腹板4の亀裂5に所定のスポット径で照射する。ここでは、レーザ光11の焦点17は、腹板4の外部に位置するように設けられている。レーザ亀裂補修装置10は、レーザートーチ15が腹板4に対して距離が一定となるように固定手段によって固定されている。これにより、レーザ亀裂補修装置10は、亀裂5の周辺の腹板4を溶融するエネルギのレーザ光を安定して照射することが出来る。
次に、レーザ亀裂補修装置10を用いて亀裂5の補修を行う亀裂の補修方法について、図5の工程図を参照して説明する。
比較例1では、I形鋼3の腹板4に発生した亀裂5にスタートホール20及び/又はストップホール21を形成せずに、図3に示すように、亀裂5に、腹板4の一主面4a側から所定のスポット径のレーザ光11を照射して、亀裂5を補修した。
比較例2では、I形鋼3の腹板4に発生した亀裂5にスタートホール20及び/又はストップホール21を形成せずに、図3に示すように、亀裂5に、腹板4の一主面4a側から所定のスポット径のレーザ光11を照射して、亀裂5を補修した。
実施例1では、図6(A)及び図6(B)に示すように、I形鋼3の腹板4に発生した亀裂5の一端部5aにスタートホール20を形成して、このスタートホール20から亀裂5に沿って亀裂5の他端部5bまで、図3に示すように、腹板4の一主面4a側から、所定のスポット径のレーザ光11を照射して、亀裂5を補修した。
実施例2では、実施例1と同様に、図6(A)及び図6(B)に示すように、I形鋼3の腹板4に発生した亀裂5の一端部5aにスタートホール20を形成して、このスタートホール20から亀裂5に沿って亀裂5の他端部5bまで、図3に示すように、腹板4の一主面4a側から、所定のスポット径のレーザ光11を照射して、亀裂5を補修した。
実施例3では、図6(A)及び図6(B)に示すように、I形鋼3の腹板4に発生した亀裂5の一端部5aにスタートホール20を形成して、このスタートホール20から亀裂5に沿って亀裂5の他端部5bまで、図10(A)に示すように、腹板4の一主面4a側から、所定のスポット径のレーザ光11を照射した後に、図10(B)に示すように、腹板4の他主面4b側から、所定のスポット径のレーザ光11を照射して、亀裂5を補修した。
Claims (14)
- 既設鋼構造物の鋼材に発生した亀裂の一端部に連続して形成された第一貫通孔から該亀裂の他端部まで、所定のスポット径のレーザ光を該亀裂に沿って照射し、該亀裂を溶融させて消去することを特徴とする亀裂の補修方法。
- 前記第一貫通孔は、前記亀裂の幅よりも大きな直径の円形に貫設されるものであることを特徴とする請求項1に記載の亀裂の補修方法。
- 前記鋼材には、前記亀裂の他端部に第二貫通孔が形成されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光のスポット径は、前記亀裂の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1−3の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光のスポット径は、前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔よりも小さいことを特徴とする請求項1−4の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光のスポット径は、前記第一貫通孔及び前記第二貫通孔よりも大きいことを特徴とする請求項1−4の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光のスポット径は、3〜7mmであることを特徴とする請求項1−6の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光の焦点は、前記鋼材の外部に位置することを特徴とする請求項1−7の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光の焦点は、前記鋼材の内部に位置することを特徴とする請求項1−7の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光は、前記鋼材の厚さ方向の片側から照射することを特徴とする請求項1−9の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光は、前記鋼材の厚さ方向の両側から照射することを特徴とする請求項1−9の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記レーザ光は、1回の照射で前記鋼材の厚さの1/2以上を溶融することを特徴とする請求項11に記載の亀裂の補修方法。
- 前記亀裂を補修した後に、肉盛り溶接を行うことを特徴とする請求項1−12の何れかに記載の亀裂の補修方法。
- 前記肉盛り溶接は、レーザホットワイヤ溶接であることを特徴とする請求項13に記載の亀裂の補修方法。
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