(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
デッキプレートと、複数の橋軸方向の補剛リブとで構成するとともに、前記補剛リブが橋軸直角方向の所定間隔を隔てて前記デッキプレートの裏面に配置され、溶接により一体化された鋼床版の補強工法であって、
該補剛リブは、少なくともウェブを有する閉リブであり、
前記デッキプレートの裏面において、溶接によって一体化されていた前記デッキプレートと前記閉リブとを分断するとともに、前記ウェブに対してフランジ部を有する添接板を摩擦接合して前記閉リブと前記添接板とを一体化し、
分断された前記閉リブと一体化した前記添接板の前記フランジ部と前記デッキプレートとを螺合する締結手段によってのみ接合して、前記閉リブと前記デッキプレートとを溶接によることなく一体化し、
前記デッキプレートと前記閉リブとは、前記締結手段によってのみ応力伝達される
鋼床版の補強工法。
【請求項２】
前記締結手段を、
前記デッキプレートの裏面側からの片側施工により締結可能な片側施工締結手段で構成する
請求項１に記載の鋼床版の補強工法。
【請求項３】
前記片側施工締結手段の設置間隔を、
前記デッキプレートに作用する設定荷重に対して、
前記片側施工締結手段の強度、及び前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度に基づいて設定する
請求項２に記載の鋼床版の補強工法。
【請求項４】
前記片側施工締結手段により、前記閉リブの前記フランジ部と前記デッキプレートとを摩擦接合し、
前記デッキプレートに作用する設定荷重に対して、
前記片側施工締結手段の強度、前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度及び、前記フランジ部と前記デッキプレートとのすべり係数に基づいて、前記片側施工締結手段の設置間隔を設定する
請求項２に記載の鋼床版の補強工法。
【請求項５】
前記デッキプレートと前記閉リブとの分断部に緩衝材を配置する
請求項１乃至４のうちいずれかに記載の鋼床版の補強工法。
【請求項６】
デッキプレートと、橋軸直角方向の所定間隔を隔てて前記デッキプレートの裏面に配置された複数の橋軸方向の補剛リブとで構成され、
該補剛リブは、少なくともウェブを有する閉リブであり、
フランジ部を有する添接板が、前記ウェブに摩擦接合されることによって前記閉リブと一体化され、
螺合する締結手段による前記フランジ部と前記デッキプレートとの接合のみによって、前記裏面に当接することなく配置された前記閉リブと前記デッキプレートとが溶接によることなく一体化され、前記デッキプレートと前記閉リブとは、前記締結手段によってのみ応力伝達される
鋼床版。
【請求項７】
前記締結手段は、
前記デッキプレートの裏面側からの片側施工により締結可能な片側施工締結手段で構成されている
請求項６に記載の鋼床版。
【請求項８】
前記片側施工締結手段の設置間隔が、
前記デッキプレートに作用する設定荷重に対して、
前記片側施工締結手段の強度、及び前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度に基づいて設定された
請求項７に記載の鋼床版。
【請求項９】
前記片側施工締結手段により、前記補剛リブの前記フランジ部と前記デッキプレートとが摩擦接合され、
前記デッキプレートに作用する設定荷重に対して、
前記片側施工締結手段の強度、前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度及び、前記フランジ部と前記デッキプレートとのすべり係数に基づいて、前記片側施工締結手段の設置間隔が設定された
請求項７に記載の鋼床版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、裏面に複数の橋軸方向の補剛リブを備えたデッキプレートで構成する鋼床版、及び鋼床版の補強工法に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽量で、架設が容易である鋼床版は、施工の容易性もあって、多くの道路橋に採用されている。このような鋼床版は、デッキプレートの裏面側に、例えばＵリブ等の閉リブやバルブリブ等の開リブなどを橋軸方向に配置するとともに、溶接によって一体化して構成している。
【０００３】
しかし、道路橋である鋼床版は、走行する自動車の輪荷重が直接載荷され、その荷重の載荷の繰り返し数が極めて多いことが特徴である。また、鋼床版は溶接による薄板集成構造であるため全体的に剛性が小さく、鋼床版を構成する板要素が複雑な挙動となるため、応力変動も大きくなる。さらには、交通量の増加や重量違反車の存在により、局所的に大きい応力が繰り返し発生することで、疲労損傷に繋がると考えられる。
【０００４】
例えば、Ｕリブ等の閉リブ構造における亀裂のタイプは多岐にわたっているが、従来の鋼床版２００に発生する亀裂について説明するための鋼床版２００の裏面側からの斜視図である図９（ａ）や溶接線２２１の部分拡大図である図９（ｂ）に示すように、デッキプレート２１０とＵリブ２２０の溶接線２２１に沿って亀裂２３０が生じたり、鋼床版２００の表面側からの斜視図である図９（ｃ）や溶接線２２１の部分拡大図である図９（ｄ）に示すように、溶接線２２１を起点に亀裂２４０が生じるおそれがある。特に、溶接線２２１を起点に発生する亀裂２４０は進展性が高く、亀裂２４０がデッキプレート２１０の表面に進展した場合、路面のひび割れやポットホールの発生などの舗装の損傷を誘発し、漏水によるＵリブ内部、鋼床版及び下部構造物の腐食を招くなど道路管理上、留意すべき損傷となる可能性がある。
【０００５】
このような亀裂２４０の発生要因としては、溶接部２２１に発生する局所的な応力集中、溶接部２２１を構成する片側すみ肉溶接による継手疲労強度の不足が考えられ、これに対する閉リブ鋼床版の補強工法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
前記補強工法は、橋軸直角方向の補強部材を橋軸方向に所定間隔を隔てて配置し、隣合う閉リブの間に固定する工法である。これにより、閉リブ間のデッキプレートの剛性を向上させ、亀裂の発生を防止することを目的としている。  
しかし、前記補強工法では、新たな補強部材を取り付けるため、板要素の増加に伴う挙動のさらなる複雑化によって、新たな亀裂等の損傷が生じる可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９７２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明は、簡単な構造を用いることにより亀裂発生の原因となるデッキプレートと補剛リブとの溶接を省略しながら、溶接により構成される従来の鋼床版に求められる性能を保持し、デッキプレートや補剛リブへの新たな亀裂等の発生を抑制することができる鋼床版の補強工法、あるいは鋼床版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、デッキプレートと、複数の橋軸方向の補剛リブとで構成するとともに、前記補剛リブが橋軸直角方向の所定間隔を隔てて前記デッキプレートの裏面に配置され、溶接により一体化された鋼床版の補強工法であって、該補剛リブは、少なくともウェブを有する閉リブであり、前記デッキプレートの裏面において、溶接によって一体化されていた前記デッキプレートと前記閉リブとを分断するとともに、前記ウェブに対してフランジ部を有する添接板を摩擦接合して前記閉リブと前記添接板とを一体化し、分断された前記閉リブと一体化した前記添接板の前記フランジ部と前記デッキプレートとを螺合する締結手段によってのみ接合して、前記閉リブと前記デッキプレートとを溶接によることなく一体化し、前記デッキプレートと前記閉リブとは、前記締結手段によってのみ応力伝達されることを特徴とする。
【００１０】
上記補剛リブは、ＵリブといわれるＵ型断面鋼材やＹリブといわれるＹ型断面鋼材で構成した閉リブであることを含む。
【００１１】
上記分断は、前記デッキプレートの裏面に配置され、溶接により一体化された閉リブとデッキプレートとを分離できれば、その方法は問わず、切断や溶断を含む概念であり、さらに詳しくは、閉リブとデッキプレートとが締結手段の締結力のみによって一体化するように、溶接による一体化を解除するための分離である。
【００１２】
上記締結手段は、両面施工となる高力ボルトやワンサイドボルト、あるいは片面施工となるスタッドボルト、タッピングネジ、タッピングボルトとすることができる。  
上記一体化は、締結手段の締結力によって、デッキプレートと閉リブとを、構造力学的に一部材として評価できるように接合された状態となることを含む概念である。  
また、上述の補強工法は、既設の鋼床版を補強することを主たる目的とするものの、新設の鋼床版の製作に用いてもよい。
【００１３】
この発明により、従来の鋼床版に求められる性能を保持しながら、デッキプレートや閉リブへの新たな亀裂等の発生を防ぐことができる。  
詳しくは、前記デッキプレートの裏面において、溶接によって一体化されていた前記デッキプレートと前記閉リブとを分断するとともに、螺合する締結手段により、分断された前記閉リブに備えたフランジ部と前記デッキプレートとを接合して、前記閉リブと前記デッキプレートとを溶接によることなく一体化し、前記デッキプレートと前記閉リブとは、前記締結手段によってのみ応力伝達されるため、前記デッキプレートと前記閉リブとの溶接部に発生する局所的な応力集中、溶接部を構成する片側すみ肉溶接による継手疲労強度の不足などに起因して亀裂が発生した場合であっても、溶接によって一体化された閉リブはデッキプレートから分断されるとともに、締結手段で一体化されるため、従来の鋼床版に求められる性能を保持しながら、新たな亀裂の発生を防ぐことができる。
【００１４】
なお、例えば、特許文献１のような別の構造部材となるような新たな補強部材を用いないため、板要素の増加に伴う挙動の複雑化が生じることがなく、また、新たな亀裂等が発生するおそれもなく、従来の鋼床版に求められる性能を、確実に実現することができる。  
また、鋼床版の補強作業における裏面側での上向き溶接には高度な溶接技術を要するため、溶接部の品質を高品質に維持することは困難であるが、締結手段で閉リブとデッキプレートとを一体化するだけでよく、容易に確実な一体化を実現することができる。
【００１５】
また、あらかじめ溶接によって一体化された閉リブとデッキプレートとの溶接部を分断し、溶接を解除することにより、従来の補剛リブとデッキプレートとの溶接部に集中していた応力は、上記締結手段にせん断力として作用するが、上記締結手段のボルト径、締結強度、接合手段、埋め込み長などを調整することにより当該応力を負担することができる。なお、この場合、締結手段によるデッキプレートへの閉リブの固定と、溶接によってデッキプレートに一体化された閉リブの分断とは、いずれを先に行ってもよい。
【００１６】
この発明の態様として、前記締結手段を、前記デッキプレートの裏面側からの片側施工により締結可能な片側施工締結手段で構成することができる。  
上記片側施工締結手段は、上述したように、片面施工となるスタッドボルト、タッピングネジ、タッピングボルトとすることができる。
【００１７】
この発明により、例えば、供用中の鋼床版を補強する場合であっても、車両の通行に影響のない、裏面側での施工のみで補強できるため、容易且つ効率的に当該補強工法で補強を実現することができる。
【００１８】
またこの発明の態様として、前記片側施工締結手段の設置間隔を、前記デッキプレートに作用する設定荷重に対して、前記片側施工締結手段の強度、及び前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度に基づいて設定することができる。
【００１９】
この発明により、補強に用いる片側施工締結手段の強度や、前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の支圧接合による取付強度に基づいて、片側施工締結手段の設置間隔を設定できるため、様々な条件下での補強作業であっても、所定の強度を有する片側施工締結手段で閉リブとデッキプレートとを確実に一体化することができる。  
なお、設定荷重とは、例えば、Ｔ荷重といわれる荷重のように、鋼床版を設計するために作用するとして設定する仮想荷重である。
【００２０】
またこの発明の態様として、前記片側施工締結手段により、前記閉リブの前記フランジ部と前記デッキプレートとを摩擦接合し、前記デッキプレートに作用する設定荷重に対して、前記片側施工締結手段の強度、前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度及び、前記フランジ部と前記デッキプレートとのすべり係数に基づいて、前記片側施工締結手段の設置間隔を設定することができる。
【００２１】
この発明により、補強に用いる片側施工締結手段の強度や、前記デッキプレートに対する前記片側施工締結手段の取付強度及び、前記フランジ部と前記デッキプレートとのすべり係数に基づいて、片側施工締結手段の設置間隔を設定できるとともに、摩擦接合できるため、様々な条件下での補強作業であっても、所定の強度を有する片側施工締結手段で閉リブとデッキプレートとを確実に一体化することができる。
【００２２】
またこの発明の態様として、前記デッキプレートと前記閉リブとの分断部に緩衝材を配置することができる。  
この発明により、分断した閉リブとデッキプレートとの、車両の通行に伴う振動による衝突を防止することができる。  
また、ゴムシートなどの気密性を有する緩衝材を用いた場合は、分断による閉リブ内部の密閉性の低下を防ぐことができる。
【００２３】
また、この発明は、デッキプレートと、橋軸直角方向の所定間隔を隔てて前記デッキプレートの裏面に配置された複数の橋軸方向の補剛リブとで構成され、該補剛リブは、少なくともウェブを有する閉リブであり、フランジ部を有する添接板が、前記ウェブに摩擦接合されることによって前記閉リブと一体化され、螺合する締結手段による前記フランジ部と前記デッキプレートとの接合のみによって、前記裏面に当接することなく配置された前記閉リブと前記デッキプレートとが溶接によることなく一体化され、前記デッキプレートと前記閉リブとは、前記締結手段によってのみ応力伝達される鋼床版であることを特徴とする。
【００２４】
この発明により、従来の鋼床版に求められる性能を保持しながら、デッキプレートや閉リブへの亀裂等の発生を防ぐことができる。  
詳しくは、橋軸直角方向の所定間隔を隔てて前記デッキプレートの裏面に配置された複数の橋軸方向の補剛リブとで構成され、該補剛リブは、少なくともウェブを有する閉リブであり、フランジ部を有する添接板が、前記ウェブに摩擦接合されることによって前記閉リブと一体化され、螺合する締結手段による前記フランジ部と前記デッキプレートとの接合のみによって、前記裏面に当接することなく配置された前記閉リブと前記デッキプレートとが溶接によることなく一体化され、前記デッキプレートと前記閉リブとは、前記締結手段によってのみ応力伝達されるため、溶接部を省略することができ、溶接部に発生する局所的な応力集中や溶接部を構成する片側すみ肉溶接による継手疲労強度の不足などに起因する亀裂が発生することなく、締結手段で一体化されるため、従来の鋼床版に求められる性能を保持しながら、デッキプレートや閉リブへの亀裂等の発生を防ぐことができる。
【００２５】
なお、例えば、特許文献１のような別の構造部材となるような新たな補強部材を用いないため、板要素の増加に伴う挙動の複雑化が生じることがなく、また、デッキプレートと閉リブとの間の溶接部を省略したことにより亀裂等が発生するおそれもなく、従来の鋼床版に求められる性能を、確実に実現することができる。
【００２６】
また、鋼床版の補強作業における裏面側での上向き溶接には高度な溶接技術を要するため、溶接部の品質を高品質に維持することは困難であるが、締結手段で閉リブとデッキプレートとを一体化するだけでよく、容易に確実な一体化を実現することができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、従来の鋼床版に求められる性能を保持しながら、デッキプレートや補剛リブへの新たな亀裂等の発生を防ぐことができる鋼床版の補強工法、あるいは鋼床版を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】鋼床版の一部の底面側からの斜視図。
【図２】鋼床版の断面図を用いて本補強について説明する説明図。
【図３】別の締結構造の拡大図。
【図４】別の締結構造の分解斜視図。
【図５】別の締結構造の説明図。
【図６】さらに別の締結構造の拡大図。
【図７】さらに別の締結構造の分解斜視図。
【図８】さらに別の締結構造の説明図。
【図９】従来の鋼床版に生じる亀裂についての説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
この発明の一実施形態を以下図面と共に説明する。  
本発明の補強工法の対象となる鋼床版１００の一部の裏面側からの斜視図を示す図１、鋼床版１００の断面図を用いて本補強について説明する説明図を示す図２とともに、鋼床版補強について説明する。なお、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるａ部の拡大図を示している。
【００３０】
本発明の鋼床版１００は、表面側のデッキプレート１０１と、該デッキプレート１０１の裏面１０１ａに配置された橋軸方向Ｌの縦リブであるＵリブ１０と、橋軸直角方向Ｗの横リブ（図示省略）と、前記横リブの左右両端でＵリブ１０に対して略平行な垂直補剛材１０２とで構成されている。なお、実橋においては、前記デッキプレート１０１の上面に舗装１２０を敷設して道路面を構成している。
【００３１】
Ｕリブ１０は、上面開放の断面略逆台形型のＵ型鋼の側面であるウェブ部１０ａの両上端をデッキプレート１０１の裏面１０１ａに、緩衝材５０を介して配置され、添接補強板４０を介して連結することにより、デッキプレート１０１に固定している（図２（ｂ）参照）。
【００３２】
添接補強板４０は、デッキプレート１０１の裏面１０１ａに沿わせる第１部分４０ａと、Ｕリブ１０のウェブ部１０ａの外面に沿わせる第２部分４０ｂとで断面略ヘ字状に構成している。
【００３３】
なお、第２部分４０ｂは、Ｕリブ１０のウェブ部１０ａに平行に延在し、ワンサイドボルト４２によって、Ｕリブ１０のウェブ部１０ａに固定している。  
また、第１部分４０ａは、デッキプレート１０１の裏面１０１ａに対して、平行に延在し、高力ボルト４１によって固定している。
【００３４】
なお、高力ボルト４１は、図１に示すように、橋軸方向Ｌにおいて、設置間隔ｐで設置している。  
詳しくは、高力ボルト４１の設置間隔ｐは、鋼床版１００に作用するとして設計するＴ荷重に対して、高力ボルト４１の強度、及びデッキプレート１０１に対する高力ボルト４１の取付強度、さらには、デッキプレート１０１の裏面１０１ａと、添接補強板４０の第１部分４０ａとのすべり係数に基づいて設定している。
【００３５】
具体的には、高力ボルト４１の材質及び断面径に基づいて定まる設計ボルト軸力と、デッキプレート１０１の裏面１０１ａと添接補強板４０の第１部分４０ａとのすべり係数と、安全率とに基づいて限界摩擦力を算定し、限界摩擦力とＴ荷重によるせん断力とに基づいて、高力ボルト４１の設置間隔ｐを設定している。
【００３６】
このような構造の鋼床版１００を新設してもよいが、既設の鋼床版に対して同構造を適用させて補強するための補強工法について、次に説明する。なお、本工法においては、あらかじめ施工箇所の上面舗装を除去しておく。
【００３７】
一般的な鋼床版は、軽量で、架設が容易且つその施工が速いため、道路橋に多数採用されおり、デッキプレート１０１の裏面１０１ａに対して、Ｕリブ１０を隅肉溶接３１によって溶接接合している。
【００３８】
このように、隅肉溶接３１（図２（ｂ）において点線で図示）によって一体化されたＵリブ１０を、隅肉溶接３１や隅肉溶接３１の近傍のＵリブ１０のウェブ１０ａをガウジング等によって略水平方向に切断して、デッキプレート１０１とＵリブ１０とを分断する。  
この場合、後述する添接補強板４０の設置個所分より少し長めに隅肉溶接３１を切断するとよい。
【００３９】
または、あらかじめＵリブ１０に図示しないワイヤを連結したり、Ｕリブ１０を支えるための図示しないリブ材などを橋軸直角方向に配置するなどした上で、全延長に亘って隅肉溶接３１を切断してもよい。
【００４０】
そして、デッキプレート１０１やＵリブ１０に疲労亀裂が進展している場合は周知の方法などを用いて補修・補強を施した後、隅肉溶接３１を切断した箇所に、緩衝材５０を設置して添接補強板４０を配置し、ワンサイドボルト４２でＵリブ１０に対して添接補強板４０を固定する。なお、場合によっては、緩衝材５０を省略してもよい。
【００４１】
さらには、デッキプレート１０１の裏面側において、第１部分４０ａとデッキプレート１０１とを、高力ボルト４１で摩擦接合して、添接補強板４０とデッキプレート１０１とを構造的に一体化する。  
このような施工をＵリブ１０の長手方向に亘って行うとともに、橋軸直角方向Ｗの反対側に対しても行う。
【００４２】
このように、デッキプレート１０１と、複数の橋軸方向ＬのＵリブ１０とで構成した本実施形態の鋼床版１００において、第１部分４０ａを備えた添接補強板４０をＵリブ１０に取付け、橋軸直角方向Ｗの所定間隔ｈを隔ててデッキプレート１０１の裏面１０１ａに配置したＵリブ１０を、デッキプレート１０１に対して、高力ボルト４１で添接補強板４０の第１部分４０ａを固定して、Ｕリブ１０とデッキプレート１０１とを一体化したため、従来構造において応力集中や継手疲労強度の不足が生じていた隅肉溶接３１を省略しながら、従来の鋼床版に求められる性能を保持するとともに、デッキプレート１０１やＵリブ１０への新たな亀裂等の発生を防ぐことができる。
【００４３】
詳しくは、デッキプレート１０１の裏面１０１ａにおいて、Ｕリブ１０に取り付けた添接補強板４０の第１部分４０ａを、高力ボルト４１でデッキプレート１０１に対して固定し、Ｕリブ１０とデッキプレート１０１とを一体化することにより、つまり、高力ボルト４１の締結力によって、デッキプレート１０１とＵリブ１０とを、構造力学的に一部材として評価できるように接合された状態となるため、複数の高力ボルト４１のせん断強度により応力を伝達し、分散することができる。
【００４４】
例えば、特許文献１のような別の構造部材となるような新たな補強部材を用いないため、板要素の増加に伴う挙動の複雑化が生じることがなく、また、新たな亀裂等が発生するおそれもなく、従来の鋼床版に求められる性能を、確実に実現することができる。
【００４５】
また、鋼床版１００の補強作業におけるデッキプレート１０１の裏面１０１ａ側での上向き溶接には高度な溶接技術を要するため、溶接部の品質を高品質に維持することは困難であるが、高力ボルト４１でＵリブ１０とデッキプレート１０１とを一体化するだけでよく、容易に確実な一体化を実現することができる。
【００４６】
また、高力ボルト４１により、添接補強板４０の第１部分４０ａとデッキプレート１０１とを摩擦接合し、デッキプレート１０１に作用するＴ荷重に対して、高力ボルト４１の強度、デッキプレート１０１に対する高力ボルト４１の取付強度及び、添接補強板４０の第１部分４０ａとデッキプレート１０１の裏面１０１ａとのすべり係数に基づいて、高力ボルト４１の設置間隔ｐを設定するため、様々な条件下での補強作業であっても、所定の強度を有する高力ボルト４１でＵリブ１０とデッキプレート１０１とを確実に一体化することができる。
【００４７】
また、Ｕリブ１０に対して、第１部分４０ａを有する添接補強板４０を取付けるとともに、デッキプレート１０１とＵリブ１０との分断部に緩衝材５０を配置することにより、分断したＵリブ１０とデッキプレート１０１とが、車両の通行に伴う振動によって変形した際の衝突を防止することができる。
【００４８】
また、Ｕリブ１０をデッキプレート１０１の裏面１０１ａに溶接した通常の鋼床版の場合、Ｕリブ１０内部は密閉断面であるため、腐食などに対する耐久性を有するが、デッキプレート１０１とＵリブ１０との分断部によって上述のＵリブ１０のメリットが損なわれるおそれがあるものの、デッキプレート１０１とＵリブ１０との分断部に緩衝材５０を介在させることで、従来の鋼床版と同様のＵリブ１０における密閉性を得ることができる。
【００４９】
なお、Ｕリブ１０のウェブ部１０ａと、添接補強板４０の第２部分４０ｂとを直接接触させてワンサイドボルト４２で締結することによって、ウェブ部１０ａと第２部分４０ｂとも摩擦接合できるため、Ｕリブ１０と添接補強板４０とを強固に一体化できるため、高力ボルト４１を介したデッキプレート１０１とＵリブ１０との構造的一体化もより堅固なものとなる。
【００５０】
この場合において、ワンサイドボルト４２の設置間隔は、高力ボルト４１と同様に限界摩擦力を算定し、限界摩擦力とＴ荷重によるせん断力とに基づいて設定されてもよい。
【００５１】
また、溶接部に発生する局所的な応力集中、隅肉溶接３１による継手疲労強度の不足などに起因する亀裂２３０，２４０が発生するおそれのある鋼床版であっても、隅肉溶接３１や隅肉溶接３１の近傍で切断して、デッキプレート１０１とＵリブ１０とを分断するとともに、Ｕリブ１０に備えた添接補強板４０の第１部分４０ａを、高力ボルト４１でデッキプレート１０１の裏面１０１ａに対して固定し、Ｕリブ１０とデッキプレート１０１とを一体化することによって、溶接によって一体化されたＵリブ１０はデッキプレート１０１から分断されるとともに、高力ボルト４１で一体化されるため、上述したような同様の効果をあらかじめ期待することができる。
【００５２】
なお、上述の説明では、隅肉溶接３１や隅肉溶接３１の近傍を切断してから、添接補強板４０を介して、高力ボルト４１，ワンサイドボルト４２で、Ｕリブ１０をデッキプレート１０１に固定したが、添接補強板４０を介してＵリブ１０をデッキプレート１０１に固定してから、Ｕリブ１０の内部からの施工によって、隅肉溶接３１や隅肉溶接３１の近傍を切断してもよい。
【００５３】
また、デッキプレート１０１に対するＵリブ１０の固定を高力ボルト４１で行ったが、もちろん、トルシア型高力ボルトやワンサイドボルトで締結して、Ｕリブ１０をデッキプレート１０１に固定してもよい。
【００５４】
また、デッキプレート１０１に対してＵリブ１０を取り付ける高力ボルト４１の代わりに、図３乃至図５に示すように、デッキプレート１０１に対してＵリブ１０をスタッドボルト３１０で固定してもよい。  
なお、図３はスタッドボルト３１０を用いた締結構造（以下において、スタッド締結構造３００という）の断面図を示し、図４はスタッド締結構造３００の分解斜視図を示し、図５はスタッド締結構造３００の施工順序についての説明図を示している。
【００５５】
スタッド締結構造３００は、スタッドボルト３１０、第１ワッシャ３４０、第２ワッシャ３５０及び固定ナット３６０とで構成している。  
スタッド締結構造３００を構成するスタッドボルト３１０は、いわゆるスタッドやスタッドネジといわれるボルト軸部３２０と、デッキプレート１０１にボルト軸部３２０を植設してなる、いわゆるフラッシュ、カラーあるいは余盛部といわれるスタッド溶接部３３０とで構成している。ボルト軸部３２０に形成されるネジ部３２１は、少なくとも添接補強板４０の第１部分４０ａとワッシャ３４０，３５０とを重ねた高さでナット締結できるよう、ネジ山が設けられていればよい。
【００５６】
スタッドボルト３１０を構成するスタッド溶接部３３０は、デッキプレート１０１の裏面１０１ａとボルト軸部３２０の端部とが溶融して形成された部分であり、図示省略するフェルールで囲まれた状態で、スタッド溶接機で溶接することによって形成されるが、スタッドボルト３１０の径及び強度に応じた大きさに形成している。詳しくは、デッキプレート１０１の裏面１０１ａに植設したスタッドボルト３１０に引っ張り力を作用させた場合、スタッド溶接部３３０より先にボルト軸部３２０が破断するような大きさに設定している。  
そのため、デッキプレート１０１に固定する第１部分４０ａに設けたボルト穴４０ａａは、スタッド溶接部３３０の貫通する径で形成している。
【００５７】
第１ワッシャ３４０、第２ワッシャ３５０は、高力ボルト用座金で構成する平型ワッシャであるが、径大な第１ワッシャ３４０の固定ナット３６０側に径小な第２ワッシャ３５０を配置している。
【００５８】
詳述すると、第１ワッシャ３４０は、第１部分４０ａのボルト穴４０ａａより径大な外径と、スタッドボルト３１０のスタッド溶接部３３０より径大な内径を有するリング状である。  
第２ワッシャ３５０は、第１ワッシャ３４０の内径より径大な外径と、スタッドボルト３１０のボルト軸部３２０より径大で、第１ワッシャ３４０の外径より径小な内径を有するリング状である。なお、第１ワッシャ３４０の下面と第２ワッシャ３５０の上面は、後述する軸力の伝達を効果的なものとするため、可能な限り接触面積を大きくすることが望ましい。
【００５９】
このように構成することにより、スタッドボルト３１０のスタッド溶接部３３０の高さが、第１部分４０ａの厚みより高く、スタッド溶接部３３０の端部が第１部分４０ａより露出する場合であっても、露出するスタッド溶接部３３０の周りに第１ワッシャ３４０を配置し、さらにその固定ナット３６０側に第２ワッシャ３５０を配置することとなる。
【００６０】
そのため、露出するスタッド溶接部３３０の上部に不陸がある場合であっても、鉛直方向にスタッド溶接部３３０と第１ワッシャ３４０及び第２ワッシャ３５０とが接触することなく、固定ナット３６０による締結力を確実にスタッドボルト３１０に作用させ、スタッドボルト３１０に軸力を導入し、第１部分４０ａとデッキプレート１０１とを摩擦接合することができる。
【００６１】
もし、スタッド溶接部３３０の高さが第１部分４０ａの厚みより低く、第１部分４０ａの表面側にスタッド溶接部３３０が露出しない場合は、第１ワッシャ３４０を用いず、第２ワッシャ３５０のみ用いればよい。また、スタッド溶接部３３０の高さが高く、第１部分４０ａの表面に露出する高さが高い場合、複数の第１ワッシャ３４０を重ねて配置してから第２ワッシャ３５０を配置してもよい。  
固定ナット３６０は、ボルト軸部３２０のネジ部３２１と螺合するナットである。
【００６２】
このようなスタッド締結構造３００において、スタッドボルト３１０により、添接補強板４０を介して、Ｕリブ１０をデッキプレート１０１に固定するためには、図５（ａ）に示すように、まず、デッキプレート１０１の裏面１０１ａにおける所定箇所に、下向きに突出するようにボルト軸部３２０を配置し、図５（ｂ）に示すように、フェルール（図示省略）で囲まれた状態で、スタッド溶接機（図示省略）でボルト軸部３２０を溶接して植設する。このスタッド溶接機による溶接によって、デッキプレート１０１の裏面１０１ａとボルト軸部３２０の端部とが溶融してスタッド溶接部３３０が形成される。
【００６３】
このようにして植設されたスタッドボルト３１０に対して、図５（ｃ）に示すように、ボルト穴４０ａａを貫通させて添接補強板４０の第１部分４０ａを取付け、第１ワッシャ３４０及び第２ワッシャ３５０を装着してから、固定ナット３６０を螺合して、スタッド締結構造３００を構成する（図３参照）。
【００６４】
なお、このように構成するスタッド締結構造３００は、鋼床版１００に作用するものとして設定するＴ荷重に対して、ボルト軸部３２０の径及び強度、及びデッキプレート１０１に対するスタッドボルト３１０の取付強度、すなわちスタッド溶接部３３０の強度、さらには、デッキプレート１０１の裏面１０１ａと、添接補強板４０の第１部分４０ａとのすべり係数に基づいて設置間隔ｐ（図１参照）を設定している。
【００６５】
具体的には、ボルト軸部３２０の材質及び断面径、並びにスタッド溶接部３３０の大きさに基づいて定まる設計ボルト軸力と、デッキプレート１０１の裏面１０１ａと添接補強板４０の第１部分４０ａとのすべり係数と、安全率とに基づいて限界摩擦力を算定し、限界摩擦力とＴ荷重によるせん断力とに基づいて、スタッドボルト３１０の設置間隔ｐを設定している。
【００６６】
このように構成したスタッド締結構造３００では、スタッドボルト３１０の径及び強度に応じた大きさに形成したスタッド溶接部３３０が十分な静的強度と疲労耐久性とを兼ね備えているため、固定ナット３６０を螺合することによって、スタッドボルト３１０に軸力を導入して確実な摩擦接合を実現することができる。
【００６７】
また、スタッドボルト３１０は、下向きに突出するようにボルト軸部３２０をデッキプレート１０１の裏面１０１ａにスタッド溶接して植設しているが、スタッド溶接ではフェルールを用いることにより、上向き溶接であっても確実な溶接で耐久性のある、確実な強度を有するスタッド溶接部３３０を形成することができる。したがって、スタッドボルト３１０を用いたスタッド締結構造３００では、耐久性のある、確実な強度を有する締結構造を構成することができる。
【００６８】
なお、このように下向きに突出するようなスタッドボルト３１０を用いたスタッド締結構造３００は、固定ナット３６０を螺合するだけで締結構造を構成できるため、例えば、供用中の高架道路の下面において、通行止め等の交通規制を行うことなく、また、舗装面を除去することなく、低コストかつ効率的に施工することができる。
【００６９】
また、添接補強板４０の第１部分４０ａ側に配置され、スタッド溶接部３３０の貫通を許容する挿通孔を有する第１ワッシャ３４０と、固定ナット３６０側に配置され、スタッド溶接部３３０の外径より小さく、ボルト軸部３２０の貫通を許容する挿通孔を有する第２ワッシャ３５０とを重ねて配置することにより、ボルト軸部３２０の径及び強度に応じた大きさに設定したスタッド溶接部３３０の高さが、第１部分４０ａの厚みより高い場合であっても、あるいはスタッド溶接部のナット側表面に不陸がある場合であっても、スタッド溶接部３３０にワッシャ３４０，３５０が垂直方向に接することなく、確実にスタッドボルト３１０に軸力を導入して、所定の摩擦強度を有する摩擦接合を実現することができる。なお、スタッド溶接部３３０の高さに応じて、複数枚の第１ワッシャ３４０を装着してもよいし、もちろん、スタッド溶接部３３０の高さが低い場合は第２ワッシャ３５０のみを装着しても同様の効果を奏することができる。
【００７０】
また、ボルト軸部３２０の材質及び断面径、並びにスタッド溶接部３３０の大きさに基づいて定まる設計ボルト軸力と、デッキプレート１０１の裏面１０１ａと添接補強板４０の第１部分４０ａとのすべり係数と、安全率とに基づいて限界摩擦力を算定し、限界摩擦力とＴ荷重によるせん断力とに基づいて、スタッドボルト３１０の設置間隔ｐを設定しているため、所定の強度を有するとともに、確実に一体化することができるスタッド締結構造３００を構成することができる。
【００７１】
続いて、別の締結構造であるタップネジ４１０を用いたタッピング締結構造４００について、図６乃至８とともに説明する。  
なお、図６はタップネジ４１０を用いたタッピング締結構造４００の断面図を示し、図７はタッピング締結構造４００の分解斜視図を示し、図８はタッピング締結構造４００の施工順序についての説明図を示している。
【００７２】
タッピング締結構造体４００は、タップネジ４１０とワッシャ４４０とで構成している。  
タッピング締結構造体４００を構成するタップネジ４１０は、ネジ頭部４１１と、ネジ軸部４２０と、ネジ軸部４２０の外周に形成したタップネジ部４２１とで構成している。
【００７３】
タップネジ部４２１は、デッキプレート１０１の裏面１０１ａ側における所定位置にあらかじめ形成された下穴１０３の内表面にネジ溝を形成しながらタップネジ４１０を螺入するためのネジ山である。
【００７４】
なお、下穴１０３は、デッキプレート１０１の厚みに比べて３／４程度の深さで形成した非貫通の穴であり、例えば、１２ｍｍ厚のデッキプレート１０１の場合、下穴１０３は９ｍｍの深さで形成し、３ｍｍの厚みが残るように下穴１０３を形成している。詳しくは、下穴１０３が貫通することによるデッキプレート１０１の強度低下や、デッキプレート１０１の表面側に形成した舗装１２０による影響を考慮して、下穴１０３は非貫通とし、さらには、螺合状態においてデッキプレート１０１の強度低下に影響しないように所定の厚みを残して下穴１０３を形成している。
【００７５】
ワッシャ４４０は、高力ボルト用座金で構成する平型ワッシャであり、添接補強板４０における第１部分４０ａのボルト穴４０ａａより径大な外径と、タップネジ４１０のネジ軸部４２０より径大かつネジ頭部４１１より径小な内径を有するリング状である。
【００７６】
なお、添接補強板４０における第１部分４０ａに設けたボルト穴４０ａａは、図６に示すように、タップネジ４１０におけるタップネジ部４２１のネジ山の頂部を通る見かけの外径と略同一に形成することが好ましいが、更には、ボルト穴４０ａａを見かけの外径より小径に形成することがより好ましい。  
また、上述の説明では、ワッシャ４４０とタップネジ４１０とを別体で構成しているが、ワッシャ４４０をタップネジ４１０と一体化していてもよい。
【００７７】
このように構成したタッピング締結構造体４００において、タップネジ４１０により、添接補強板４０を介してＵリブ１０をデッキプレート１０１に固定するためには、図８（ａ）に示すように、まず、デッキプレート１０１の裏面１０１ａ側における所定箇所に下穴１０３をあらかじめ形成し、デッキプレート１０１の下穴１０３と、第１部分４０ａのボルト穴４０ａａが連通するように添接補強板４０を配置する。
【００７８】
そして、図８（ｂ）に示すように、ワッシャ４４０を介して、ボルト穴４０ａａを貫通するようにデッキプレート１０１の下穴１０３にタップネジ４１０を螺入して、下穴１０３に所定の深さのネジ溝を形成しながらタッピング締結構造体４００を構成する（図６参照）。
【００７９】
このように構成したタッピング締結構造体４００では、タップネジ部４２１と下穴１０３とを螺合させた状態において、タップネジ４１０に引っ張り力が作用した際には、タップネジ部４２１と下穴１０３との接触面（ネジ溝）が塑性変形してタップネジ４１０がデッキプレート１０１から脱落するより先にネジ軸部４２０又はネジ頭部４１１が破断するように、デッキプレート１０１に対するタップネジ４１０の取付強度、すなわち下穴１０３とタップネジ部４２１との埋め込み長等に応じた螺合強度を設定している。
【００８０】
また、鋼床版１００に作用するとして設計するＴ荷重に応じて、ネジ軸部４２０の強度、及びデッキプレート１０１に対するタップネジ４１０の取付強度に基づいて設置間隔ｐ（図１参照）を設定している。  
具体的には、ネジ軸部４２０の材質及び断面径、並びに下穴１０３への埋め込み長に基づいて定まるせん断強度と、安全率とに基づいて限界せん断力を算定し、限界せん断力とＴ荷重によるせん断力とに基づいて、タップネジ４１０の設置間隔ｐを設定する。
【００８１】
しかしながら、下穴１０３は、上述したような理由によりデッキプレート１０１を貫通しないため、下穴１０３の深さがデッキプレート１０１の厚みによって制限される。つまり、デッキプレート１０１に対するタップネジ４１０の取り付け強度に影響する埋め込み長には制限があるため、所定せん断強度を得るためには、ネジ軸部４２０の強度及び断面径を調整することとなる。このようにして、埋め込み長が制限された下穴１０３に螺合させるタップネジ４１０の強度及び断面径を調整しながら、施工効率及び施工や材料コストのバランスをとって設置間隔ｐを設定する。
【００８２】
このように、タッピング締結構造体４００では、デッキプレート１０１の所定箇所に形成した下穴１０３に対して、添接補強板４０の第１部分４０ａを貫通したタップネジ４１０のタップネジ部４２１を螺入して接合することにより、デッキプレート１０１と添接補強板４０の第１部分４０ａとを、構造的に一体化することができる。
【００８３】
詳述すると、デッキプレート１０１の所定箇所に形成した未貫通の下穴１０３に対して、添接補強板４０における第１部分４０ａのボルト穴４０ａａを貫通したタップネジ４１０のタップネジ部４２１を螺入することで、デッキプレート１０１の強度が低下することなく、構造的に一体化すると評価できる締結構造体を実現することができる。
【００８４】
より具体的には、添接補強板４０における第１部分４０ａに設けたボルト穴４０ａａを、タップネジ４１０におけるタップネジ部４２１のネジ山の頂部を通る見かけの外径と略同一、あるいは小径に形成して、下穴１０３にタップネジ４１０を螺合することで、確実な支圧接合を実現し、デッキプレート１０１と添接補強板４０の第１部分４０ａとを、構造的に一体化することができる。
【００８５】
また、下穴１０３を、デッキプレート１０１の厚みの３／４以下の深さで形成するとともに、タップネジ４１０のネジ軸部４２０の径に対して１／３以上の深さで下穴１０３にタップネジ４１０を螺入することにより、下穴１０３を形成したデッキプレート１０１の強度を確保しながら、タップネジ４１０と下穴１０３との埋め込み長を確保できるため、デッキプレート１０１に対するタップネジ４１０の取付強度、すなわち下穴１０３とタップネジ部４２１との螺合強度を確保することができる。したがって、タップネジ４１０を用いたタッピング締結構造体４００では、耐久性のある、確実な強度を有する締結構造を構成することができる。
【００８６】
なお、このようにタップネジ４１０を用いたタッピング締結構造体４００は、タップネジ４１０を下穴１０３に螺合するだけで締結構造を構成できるため、例えば、供用中の高架道路の下面において、通行止め等の交通規制を行うことなく、また、舗装面を除去することなく、低コストかつ効率的に施工することができる。
【００８７】
また、例えば、添接補強板４０における第１部分４０ａに設けたボルト穴４０ａａを、タップネジ４１０におけるタップネジ部４２１のネジ山の頂部を通る見かけの外径より大きく形成してもよく、この場合、下穴１０３に対するタップネジ４１０の螺入によって、タップネジ４１０に軸力を導入することで、タップネジ４１０の締結によって構成されるタッピング締結構造体４００では、摩擦接合によってデッキプレート１０１と添接補強板４０の第１部分４０ａとを確実に一体化することができる。
【００８８】
さらには、上述の説明では、ネジ頭部４１１を有するタップネジ４１０を下穴１０３に螺入してタッピング締結構造体４００を構成したが、ネジ頭部４１１を有しないタッピングボルト、ワッシャ、及び固定ナットを用いてタッピング締結構造を構成してもよい。
【００８９】
この場合に用いるタッピングボルトは、ボルト軸部と、上述のタップネジ４１０におけるタップネジ部４２１に対応するタッピングネジ部と、固定ナットの螺合を許容するネジ山部とで構成している。
【００９０】
タッピングネジ部は、デッキプレート１０１にボルト軸部を植設するために、ボルト軸部の端部に形成され、デッキプレート１０１の裏面１０１ａに植設した状態で、タッピングボルトに引っ張り力を作用させて、ボルト軸部が破断するような大きさに設定する。
【００９１】
このタッピングボルトを用いたタッピング締結構造は、まず、デッキプレート１０１の裏面１０１ａにおける所定箇所に形成した下穴１０３に対して、タッピングネジ部を螺合させて、下向きとなるようにボルト軸部を植設し、植設されたタッピングボルトに対して、添接補強板４０の第１部分４０ａを取付け、ワッシャを装着してから、タッピングボルトのネジ山部と固定ナットとを螺合して、タッピング締結構造を構成する。
【００９２】
なお、このタッピングボルトを用いたタッピング締結構造であっても、上述のタップネジ４１０を用いたタッピング締結構造体４００と同様に、鋼床版１００に作用するとして設計するＴ荷重に対して、ボルト軸部の強度、及びデッキプレート１０１に対するタッピングボルトの取付強度、すなわち下穴１０３とタッピングネジ部との螺合強度に基づいて設置間隔ｐを設定することで、上述のタッピング締結構造体４００と同様の効果を奏することができる。
【００９３】
この発明の構成と、上述の実施形態との対応において、
この発明の補剛リブは、Ｕリブ１０に対応し、
以下同様に、
フランジ部は、第１部分４０ａに対応し、
締結手段及び片側施工締結手段は、高力ボルト４１、スタッドボルト３１０、タップネジ４１０、タッピングボルトに対応し、
設定荷重は、Ｔ荷重に対応し、
添接補強材は、添接補強板４０に対応するも
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。
【００９４】
例えば、上述の説明では、Ｕ型断面鋼材で構成するＵリブ１０について説明したが、Ｕリブ１０の代わりに、ＹリブといわれるＹ型断面鋼材で構成した閉リブ、あるいは、バルブプレートといわれる球平形鋼、平鋼、不等辺不等厚山形鋼、あるいはＴリブといわれる断面Ｔ型鋼などの開リブを用いてもよい。なお、開リブを用いる場合は、上述の説明における添接補強板４０の第１部分４０ａは、当該開リブの上部フランジ及び当該フランジに取り付けた添接補強板とすることができる。
【００９５】
また、Ｕリブ１０に添接補強板４０を取付け、添接補強板４０を介してデッキプレート１０１に固定したが、あらかじめＵリブ１０に第１部分４０ａに対応する部分を備えたＵ型断面鋼材で構成してもよい。
【００９６】
また、上述の補強工法は、既設の鋼床版１００を補強することを主たる目的とするものの、新設の鋼床版１００を製作するために用いてもよい。  
また、添接補強板４０の第２部分４０ｂはＵリブのウェブ部１０ａの外面に固定したが、Ｕリブ１０のウェブ部１０ａの内面側に対して第２部分４０ｂを固定してもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１０…Ｕリブ
４０…添接補強板
４０ａ…第１部分
４１…高力ボルト
５０…緩衝材
１００…鋼床版
１０１…デッキプレート
１０１ａ…裏面
３１０…スタッドボルト
４１０…タップネジ
ｈ…所定間隔
ｐ…設置間隔
Ｌ…橋軸方向
Ｗ…橋軸直角方向
【図１】
0006026458.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006026458.tif 000006
【図６】
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【図７】
0006026458.tif 000008
【図８】
0006026458.tif 000009
【図９】
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