(57)【要約】【課題】既設のソールプレートを取り外すことなく、簡便に疲労亀裂の発生を未然に防止する方法およびその方法に使用する切断装置を提供する。【解決手段】橋梁の橋桁１は支承２を介して橋台３に設置されているが、橋桁１と支承２の間には、一般に、平板状のソールプレート５が隅肉溶接で固設されている。本発明は、上面が平坦なディスクグラインダをＸＹテーブル１２に搭載した切断装置１０によって、ソールプレート５と下フランジ１ａの下面との溶接接合部を水平に切断してソールプレート５を下フランジ１ａから切り離し、ソールプレート５を下フランジ１ａに締結する取付ボルト８を隅肉溶接を必要としない強度のものに更換するものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋桁と支承との間に隅肉溶接と取付ボルトによって固設されたソールプレートの隅肉溶接部からの疲労亀裂を未然に防止するため、上面が平坦なディスクグラインダを橋桁の下フランジの下面に接触させた状態で、該ソールプレートと該下フランジの下面との溶接接合部を水平に切断してソールプレートを下フランジから切り離し、ソールプレートを下フランジに締結する取付ボルトを該隅肉溶接を必要としない強度のものに更換することを特徴とする既設橋桁の疲労亀裂防止方法。
【請求項２】
下フランジの下面へ脱着可能な固着手段を備え、Ｘ方向およびＹ方向に手動で移動可能なＸＹテーブルに上面が平坦なディスクグラインダを搭載したことを特徴とする前記下フランジに隅肉溶接で固設されたソールプレートを切り離すための切断装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設鋼橋のソールプレートの隅肉溶接部からの疲労亀裂を未然に防止する方法およびその方法に使用する切断装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁では図６に示すように、橋桁１は支承２を介して橋台３に設置されているが、橋桁１からの荷重が支承２にスムーズに伝達されるように矩形な平板状のソールプレート５を配設している。
【０００３】
このソールプレート５は、一般に橋桁１の下フランジ１ａに、隅肉溶接５ａによって固着されているが、継手強度の面から取付ボルトで締結する手段を併用しているものも多い。
橋梁は長期間にわたる車両の通過による繰り返し荷重によって、溶接部などの応力集中部に疲労亀裂が発生するという問題がある。疲労亀裂は当初は微小なものであるが、しだいに成長するので、早期に発見して補強工事を行う必要がある。
【０００４】
このため、ソールプレートを隅肉溶接した（取付ボルトの締結を併用しているものも含む）橋梁については、一定期間が経過すると、疲労亀裂が生じていないか検査している。
この検査のためには、高所の狭い場所に上らなければならず、また、超音波探傷など非破壊検査器具を持ち込むことも困難であり、点検する箇所も非常に多いので、ほとんどは、疲労亀裂の有無を外観の目視によって点検している。そして、疲労亀裂が予測される箇所については、ソールプレートを切断などで下フランジから取り外し、ソールプレートで塞がれていた部分も点検している。
【０００５】
ソールプレートを取り外す場合は、図７に示すように、ジャッキ７で橋桁１を仮受けして作業空間を確保し、ソールプレートの隅肉溶接部をグラインダなどで削り取っている。ソールプレートを取り外せば、疲労亀裂の発見は容易となるが、仮受け台６を橋台３に取り付けるとともにジャッキ７が当接する橋桁１の部署に縦方向の補強材１ｃを固設するという工事を行わなければならない。
【０００６】
しかも、検査後は橋桁１の高さ調整、仮設の復旧、状態の安定確認といった復旧工事を行わねばならず、費用が嵩むばかりでなく、準備から復旧までに１カ月ほどの期間を要してしまう。なお、この作業で亀裂が発見された場合は、それ以上亀裂が進まないように対策を行い、新しいソールプレート５を高強度の取付ボルトで下フランジ１ａに締結し、隅肉熔接は行わないこととしている。
【０００７】
このようにソールプレートを取り外すと大工事となるので、ソールプレート５を隅肉溶接されたままの状態にして、橋桁１の下フランジ１ａの上面に補強板を置き、上から押さえ材で挟んで取付ボルトで締結し、橋桁１の荷重負荷がソールプレート５の溶接部へ伝達されないように補強するようにしたものもある（例えば、特許文献１）。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−２８８７２６号公報。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、ソールプレートを取り外して検査する方法は、疲労亀裂の進展状態の確認が容易であるので、検査の信頼性はあるが、多大の工数を要する。また、隅肉溶接部を削除する場合は下フランジに傷を与えないように十分注意して行う必要があり、狭いスペースで上向きの作業であることと相俟って、極めて困難なものとなっている。
【００１０】
一方、上記特許文献１の方法による場合は、ソールプレートを取り外さないので、橋桁のジャッキアップを必要としないが、疲労亀裂の進展度合いが確認できず、検査としての信頼性は低い。むしろ、この方法は、疲労亀裂の発生の未然防止を行うものといえる。しかし、この方法では、フランジ部材を取付ボルトで締結するための穴明け工事などを現場で行う必要があるので、多数存在する橋桁の疲労亀裂の未然防止として行うには費用と工期がかかり過ぎるという難点がある。
【００１１】
そこで、本発明は、既設のソールプレートを取り外すことなく、簡便に疲労亀裂の発生を未然に防止する方法およびその方法に使用する切断装置を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の既設橋桁のソールプレート取付部からの疲労亀裂防止方法は、橋桁と支承との間に隅肉溶接と取付ボルトによって固設されたソールプレートの隅肉溶接部からの疲労亀裂を未然に防止するため、上面が平坦なディスクグラインダを橋桁の下フランジの下面に接触させた状態で、該ソールプレートと該下フランジの下面との溶接接合部を水平に切断してソールプレートを下フランジから切り離し、ソールプレートを下フランジに締結する取付ボルトを該隅肉溶接を必要としない強度のものに更換することを特徴としている。
【００１３】
本発明の既設橋桁の疲労亀裂防止方法は、ソールプレートが下フランジに隅肉溶接と取付ボルトによる締結の併用によって接合され、未だ疲労亀裂の発生していないものに適用される。
この方法は、ソールプレートと下フランジの下面との溶接接合部をディスクグラインダで水平に切断してソールプレートを下フランジから切り離し、ソールプレートを下フランジに取付ボルトによる締結のみに変更するものである。
【００１４】
取付ボルトは溶接接合部の切断時に取り外す必要はない。また、取付ボルトを強度が十分なものに取り換えるが、既存の取付ボルトで継手強度が十分である場合は取り換える必要はない。
ディスクグラインダで隅肉溶接部を水平に切断する場合は、特に下フランジに傷を与えないように、十分注意しながら行う必要がある。小さな傷が疲労亀裂の要因となるからである。この作業は例えば手動のディスクグラインダで注意深く行うことによって可能であるが、狭いスペースでの上向き作業であり、かなりの熟練を要する。
【００１５】
請求項２の発明は、この切断作業を簡便に行えるようにしたもので、下フランジの下面へ脱着可能な固着手段を備え、Ｘ方向およびＹ方向に手動で移動可能なＸＹテーブルに上面が平坦なディスクグラインダを搭載したことを特徴としている。
【００１６】
下フランジの下面へ脱着可能な固着手段は、特に限定しないが、電磁石を使用すれば、装置全体をコンパクトにでき、作業性もよい。
ＸＹテーブルは、ディスクグラインダをＸ方向（ソールプレートの辺の方向）とＹ方向（Ｘ方向に直角方向）に移動させることができるものであれば、その構成は特に問わないが、軽量化と操作性をよくするため手動にすることが必要である。また、Ｘ方向の移動量は、ソールプレートの辺の長さ分あればよく、Ｙ方向の移動量はソールプレートが下フランジから切り離しできる程度とすればよい。
【００１７】
ディスクグラインダは下フランジの下面に沿って隅肉溶接部に切り込まれるように、上面が平坦であるものを使用する。
なお、この切断装置はソールプレートが隅肉溶接と取付ボルトの併用によって接合されている場合のみならず、隅肉溶接のみの接合のものにも適用できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
この実施の形態では、下フランジ１ａにソールプレート５を隅肉溶接と取付ボルト８で締結した橋桁１に対して、請求項２の発明の切断装置１０を使用して行ったもので説明する。図１はソールプレート５の隅肉溶接部の切り離しを切断装置１０で行う状態を示したもので、１は橋桁、２は支承、３は橋台である。
【００１９】
切断装置１０は、図２〜図４に示すように、ＸＹテーブル１２と、これに搭載されたディスクグラインダ１５および電動モータ１６と、ＸＹテーブル１２を下フランジ１ａに固定する電磁石２５とから構成されている。
ＸＹテーブル１２は、ディスクグラインダ１５をＸ方向とＹ方向に移動できるようにしたもので、基台にＸ移動台１３が移動可能に設けられ、さらに、Ｘ移動台１３にＹ移動台１４が移動可能に設けられている。なお、ここでは、Ｘ方向は、ソールプレート５の辺の方向をいい、Ｙ方向は、Ｘ方向に直角方向（ディスクグラインダ１５の切り込み深さ方向）をいうものとする。
【００２０】
基台は、両端の端板１２ｃ、１２ｄを継ぎ板１２ｅと平行な２本のガイド部材１２ａで連結されたもので、Ｘ方向がソールプレート５の辺の長さより若干長い矩形の形状にしている。
基台の中央部には、送り手段１２ｂが２本のガイド部材１２ａと平行に設けられている。この送り手段１２ｂは雄ネジが全長に形成されたネジ棒であり、端板１２ｄの外側に設けられたハンドル１８に連結されている。なお、継ぎ板１２ｅの中央部は切り欠かれている。
【００２１】
Ｘ移動台１３はガイド部材１２ａと係合して摺動可能な嵌合部材１３ａに圧縮バネ（図示してない）を介して弾性支持されている。また、Ｘ移動台１３には送り手段１２ｂと係合する係止金具２１が固設されている。
Ｙ移動台１４は、Ｘ移動台１３に設けたガイド１３ｂと係合してＹ方向に移動可能に設けられている。また、Ｘ移動台１３の嵌合部材１３ａには送り手段１９が設けられており、Ｙ移動台１４とは係止金具２２で連結されている。そして、Ｘ移動台１３の側方向外側には送り手段１９に連結されたハンドル１７が設けられている。なお、図示してないが、係止金具２２がＹ方向に移動しても干渉しないように、Ｘ移動台１３の中央部にはＹ方向に長い穴が設けられている。
【００２２】
ＸＹテーブル１２はこのように構成されているので、ハンドル１８を回動させるとＸ移動台１３がガイド部材１２ａに摺動してＸ方向へ移動し、また、ハンドル１７を回動させることにより、Ｙ移動台１４がガイド１３ｂに係合してＹ方向へ移動する。なお、Ｙ移動台１４の移動量は約１０ｍｍとしている。
【００２３】
ディスクグラインダ１５とこれを駆動する電動モータ１６は、移動台１４に固定されている。
ディスクグラインダ１５は厚さが１〜２ｍｍの円盤状で、上面には突起したものがなく、平坦な面に形成されている。なお、１５ｂはディスクグラインダ１５を上面から取付けるボルトで、この頭がディスクグラインダ１５の表面より突出しないように埋め込まれている。また、１５はガードで、ディスクグラインダ１５のほぼ、外周半分を囲うように、また、ディスクグラインダ１５の表面より突出しないように設けられている。
【００２４】
なお、図が複雑になるので省略したが、Ｘ移動台１３にはディスクグラインダ１５の高さ位置を調整するための調整ネジが設けられ、また、隅肉溶接部以上に切断しないように、Ｙ移動台１４の移動量を規制するストッパも別途付設されている。
【００２５】
電磁石２５は基台の継ぎ板１２ｅの両端部に固設されており、高さはディスクグラインダ１５の上面にほぼ一致させている。
次に、この切断装置１０を使用してソールプレート５を下フランジ１ａから切り離す作業について説明する。
【００２６】
ソールプレート５の四方の側端Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは図５に示すように、下フランジ１ａの裏面に隅肉溶接と取付ボルト（図示してない）で接合されている。
ソールプレート５の下フランジ１ａからの切り離しはＡ〜Ｄのいずれの位置から切断してもよいが、ＡからＤへ順次切断する場合で説明する。
【００２７】
まず、切断装置１０のハンドル１７とハンドル１８を操作してＸ移動台１３とＹ移動台１４を最小ストローク（ハンドル１７、ハンドル１８寄り）へ移動させ、また、ディスクグラインダ１５の高さを最低位置にする。
次に、切断装置１０をＸ方向がソールプレート５の側端Ａと平行になるように位置決めし、電磁石２５を下フランジ１ａへ吸着させて固定する。
【００２８】
次に、ハンドル１８を操作して、ディスクグラインダ１５を側端Ａの一端に位置させ、ディスクグラインダ１５を上昇させて、ディスクグラインダ１５の上面を下フランジ１ａに当接させる。なお、Ｘ移動台１３は圧縮バネで弾性支持されているので、この当接は圧縮バネが圧縮される程度とする。
【００２９】
以上の準備ができたら、電動モータ１６を作動させてディスクグラインダ１５を回転させ、ハンドル１７を操作して移動台１４を隅肉溶接側へゆっくり移動させる。これにより、ディスクグラインダ１５は隅肉溶接の接合部を切断しながら進入する。
【００３０】
ディスクグラインダ１５が隅肉溶接部を切断するまで（約６ｍｍ）移動台１４を送り込んだら（このとき、移動台１４はストッパに当接するようにしている）、ハンドル１８を操作してＸ移動台１３を側端Ａの他端側まで移動させる。
これにより、ソールプレート５の側端Ａの隅肉溶接部は下フランジ１ａとほぼ同一平面で切断される。
【００３１】
側端Ａの切断が終了したら、ディスクグラインダ１５の駆動を停止し、ディスクグラインダ１５を下降させ、ハンドル１７を操作してＹ移動台１４を引き込み、切断装置１０を下フランジ１ａから取り外す。
次に、切断装置１０をソールプレート５の側端Ｂに平行になるようにして下フランジ１ａに固定し、上記側端Ａの場合と同様にして、側端Ｂの隅肉溶接部を切断する。続いて、側端Ｃ、側端Ｄについても同様に行う。なお、図５では側端Ａと側端Ｃの切断を行う場合の切断装置１０の配置状態を示し、側端Ｂ、側端Ｄは図示してないが、同様である。
【００３２】
次に、ソールプレート５を締結している取付ボルト８を十分な強度のものに、取り換える。なお、既に取付られている取付ボルト８が強度上十分なものである場合は、そのままでよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１の発明の既設橋桁の疲労亀裂防止方法は、上面が平坦なディスクグラインダを橋桁の下フランジの下面に接触させた状態で、ソールプレートと下フランジの下面との溶接接合部を水平に切断してソールプレートを下フランジから切り離し、ソールプレートを下フランジに締結する取付ボルトを隅肉溶接を必要としない強度のものに更換するようにしたので、簡便に短時間で既設橋桁の疲労亀裂の発生を防止できる。特に、既設のソールプレートを取り外さないので、従来のように仮受け台を設置して橋桁をジャッキアップするという作業を必要とせず、工事に要する時間を格段に短縮できるとともに、工事費用を安価にできる。
【００３４】
また、請求項２の発明の切断装置は、下フランジの下面へ脱着可能な固着手段を備え、Ｘ方向およびＹ方向に手動で移動可能なＸＹテーブルに上面が平坦なディスクグラインダを搭載したので、橋桁の下フランジに傷をつけることなく、短時間で確実に、下フランジとの接合を切り離すことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の既設橋桁の疲労亀裂防止方法の実施の形態の構成を示す説明図である。
【図２】同  請求項２の切断装置の全体を示す平面図である。
【図３】同  正面図である。
【図４】同  下面図である。
【図５】同  切断装置の使用状態を示す平面図である。
【図６】橋桁および支承の拡大側面図である。
【図７】従来の疲労亀裂防止方法の実施状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１…橋桁                                １ａ…下フランジ
１ｂ…補剛材                      １ｃ…補強材
２…支承                          ３…橋台
５…ソールプレート      ５ａ…隅肉溶接部
６…仮受け台              ７…ジャッキ
８…取付ボルト        １０…切断装置
１２…ＸＹテーブル            １２ａ…継ぎ材
１２ｂ…送り手段        １２ｃ，１２ｄ…端板
１２ｅ…継ぎ板                    １３…Ｘ移動台
１３ａ…嵌合部材          １３ｂ…ガイド
１４…Ｙ移動台          １５…ディスクグラインダ
１５ａ…ボルト          １５ｂ…ガード
１６…電動モータ        １７，１８…ハンドル
１９…送り手段                    ２１，２２…係止金具
２５…電磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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