(57)【要約】【課題】箱桁構造の橋梁の場合、箱桁と床版との結合作業を容易にでき作業性の向上を図れる床版と桁の結合構造を得る。【解決手段】桁に床版２を結合する橋梁において、桁をアルミニウム合金の中空押出形材または板材による箱桁１とし、床版２をアルミニウム合金の中空押出形材の複数を長手方向および幅方向に摩擦攪拌接合または溶融溶接して形成したデッキパネルで構成し、前記床版２の端縁に、箱桁１との結合部材となるコーナー形材４を設け、該コーナー形材４を介して床版２と箱桁１とを結合する。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
桁に床版を結合する橋梁において、桁をアルミニウム合金の中空押出形材または板材による箱桁とし、床版をアルミニウム合金の中空押出形材の複数を長手方向および幅方向に摩擦攪拌接合または溶融溶接して形成したデッキパネルで構成し、前記床版の端縁に、箱桁との結合部材となるコーナー形材を設け、該コーナー形材を介して床版と箱桁とを結合することを特徴とした床版と桁の結合構造。
【請求項２】
コーナー形材は床版に一体に形成される請求項１記載の床版と桁の結合構造。
【請求項３】
コーナー形材は床版に接合するフランジ部と箱桁に接合するウェブ部とから構成されるＬ字形またはＴ字形に形成される請求項１または請求項２に記載の床版と桁の結合構造。
【請求項４】
コーナー形材と床版および箱桁との接合は、高力ボルト摩擦接合または溶接接合などの剛接合による請求項１から請求項３のいずれかに記載の床版と桁の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般道路橋や歩道橋などの橋梁における床版と桁の結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
主桁に箱桁を使用する箱桁構造の橋梁では、箱桁とその上に配設する床版とを結合することになるが、この結合構造として従来は、例えば図９に示すように箱桁の側から立ち上がるウェブ１３を、床版の側のフランジ１２の下面に直角に突き合わせ、この突き合わせ箇所を隅肉溶接１４により結合しており、溶接箇所はウェブ１３の外側と内側の２か所となる。
【０００３】
前記従来技術は、当業者間で一般的に行われているものであり、文献公知発明に係るものではない。
【０００４】
なお、出願人は、先に、橋梁の床版として使用するデッキパネルとして、幅方向に複数が接合されて、上面両側に長手方向にそってフランジを一体に設けたアルミニウム合金の中空押出形材と、摩擦攪拌接合法による接合によりフランジの下方に形成される空所に適宜間隔で複数配置される補剛材と、前記中空押出形材の下部および前記補剛材の下部を一体に覆い、内側にデッキパネル支持部への固定用のナットを取り付けた摩擦攪拌接合法により接合される複数の裏面板とで構成するものを提案している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、出願人は、別件として、アルミニウム合金の中空押出形材の複数を長手方向および幅方向に溶接してデッキパネルを形成するデッキにおいて、前記中空押出形材の上面両側に長手方向にそってフランジを一体に設け、隣接する中空押出形材の前記フランジの先端縁を長手方向にそって突き合わせ、この突き合わせ部を連続的に摩擦攪拌接合法により接合しデッキパネルを形成するデッキを提案している（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−８１７２２号公報
【０００７】
【特許文献２】
特開２００１−８１７２３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
箱桁構造の橋梁の場合、前記ウェブ１３とフランジ１２とを溶接する作業は、ウェブ１３の内側箇所のものは箱桁に内部に作業員が入ってのものとなるが、箱桁が小型のときは、溶接作業が困難で作業性がよくない。また、曲げによる大なる剪断力が生じる箇所に隅肉溶接を施すことになる。
【０００９】
また、特許文献１、２に記載のものは、箱桁構造の橋梁に実施されるものではなく、ボックス形状の桁に対して有効な接合手段が開示されるものではない。
【００１０】
本発明の目的は前記従来例の不都合を解消し、箱桁構造の橋梁の場合、箱桁と床版との結合作業を容易にでき作業性の向上を図ることができ、また、曲げによる大なる剪断力が生じる箇所に隅肉溶接を行わずにすみ強度増加を図れる床版と桁の結合構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決すするための手段】
本発明は前記目的を達成するため、第１に、桁に床版を結合する橋梁において、桁をアルミニウム合金の中空押出形材または板材による箱桁とし、床版をアルミニウム合金の中空押出形材の複数を長手方向および幅方向に摩擦攪拌接合または溶融溶接して形成したデッキパネルで構成し、前記床版の端縁に、箱桁との結合部材となるコーナー形材を設け、該コーナー形材を介して床版と箱桁とを結合することを要旨とするものである。
【００１２】
第２に、コーナー形材は床版に一体に形成されること、第３に、コーナー形材は床版に接合するフランジ部と箱桁に接合するウェブ部とから構成されるＬ字形またはＴ字形に形成されることを要旨とするものである。
【００１３】
第４に、コーナー形材と床版および箱桁との接合は、高力ボルト摩擦接合や溶融接合などの剛接合によることを要旨とするものである。
【００１４】
請求項１記載の本発明によれば、床版の側に箱桁との結合部材となるコーナー形材を予め設けておくことにより、このコーナー形材を箱桁に機械的接合または溶接接合すれば、床版を箱桁に簡単に接合できる。そして、箱桁が特に小さい場合は、機械的接合を用いることにより箱桁内部での複雑な溶接作業を行わずにすむ。
【００１５】
請求項２記載の本発明によれば、前記作用に加えて、床版は押出形材で形成するから、この床版の押出成形の際にコーナー形材を床版に一体に形成することが可能で、コーナー形材を簡単に形成でき、床版とウェブ部が一体となり完全な接合状態となる。
【００１６】
請求項３記載の本発明によれば、前記作用に加えて、コーナー形材をフランジ部とウェブ部とから構成されるＬ字形またはＴ字形に形成することで、床版や箱桁への接合を容易にできる。
【００１７】
請求項４記載の本発明によれば、前記作用に加えて、コーナー形材と床版および箱桁との接合を剛接合とすることにより、床版と桁との合成桁作用が期待できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面について本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す縦断正面図で、まず、図８について本発明の結合構造が実施される橋梁の構造を説明する。
【００１９】
本発明が実施される橋梁は、箱桁構造であり、アルミニウム合金による押出形材または板材による箱桁１を主桁とし、この箱桁１の上に床版２としてデッキパネルを配設するものである。箱桁１は長さ方向にそって適宜間隔で補強のためのダイヤフラム６を設けてあり、図示の例では床板を含まないものとしてボックス形状に形成した。
【００２０】
この床版２となるデッキパネルは、アルミニウム合金の中空押出形材３をエレメントとして、その複数を長手方向および幅方向に摩擦攪拌接合または溶融溶接して形成したもので、アルミニウム合金としては例えば熱処理合金系の６０００系、５０００系合金を使用する。
【００２１】
前記中空押出形材３は、長手方向にそって両側にフランジ３ａをを突出させた上面板３ｂと、該上面板３ｂと平行で上面板３ｂより幅狭の下面板３ｃと、該上面板３ｂと下面板３ｃとを接続する側面板３ｄとで構成して中空部３ｅを断面逆台形状に形成した。
【００２２】
デッキパネルを作製するに際し、中空押出形材３を横方向に接合するには、中空押出形材３の上面両側に長手方向にそって突出しているフランジ３ａを、隣接する中空押出形材３同士で長手方向にそって突き合わせ、この突き合わせ部を連続的に摩擦攪拌接合法または溶融溶接で接合しデッキパネルを形成する。
【００２３】
摩擦攪拌接合法は、例えば、加工物（本実施形態では中空押出形材３）よりも実質的に硬い材質からなるツールを加工物の接合部に挿入し、挿入したツールを回転させながら移動させることにより接合線方向の溶接を行うようにした接合方法、すなわち、回転ツールと加工物との間に生じる摩擦熱による塑性流動を利用して摩擦接合するものである。
【００２４】
この摩擦攪拌接合法は、接合部材を固定した状態でツールを回転させながら移動することにより接合することができるので、接合方向に対してその長手方向に連続的に固相接合することが可能である。そして、回転ツールと接合部材との摩擦熱による金属の塑性流動を利用した固相接合のため、接合部を溶融させることなく接合できるという特徴があり、加熱温度が低いため、接合後の変形が少ないということや、接合部は溶融されないため、欠陥が少ないという利点があり、押出形材の接合に適している。
【００２５】
本発明は前記のようにして製作したデッキパネルを床版２として箱桁１の上に接合する場合、床版２を構成する中空押出形材３と箱桁１と直接接合するのではなく、結合部材となるコーナー形材４を介して接合する。このコーナー形材４はデッキパネルの端縁に位置する中空押出形材３に接合されるもので、種々の形状が考えられるが、第１例としては、Ｌ字形に形成する。
【００２６】
これは、箱桁構造の橋梁が１ボックス形状の場合に適用されるものとして、図１、図３に示す例ではフランジ部４ａとウェブ部４ｂとが一体となった単純なＬ字形に形成し、該コーナー形材４は中空押出形材３と一体に押出成形し、または、別体として押出成形したものを溶融溶接などにより中空押出形材３の端縁にフランジ部４ａを接合する。
【００２７】
図１の場合は、このコーナー形材４のウェブ部４ｂを通常の溶融溶接や摩擦攪拌接合法により箱桁１の端部に接合する。この場合、箱桁１の側には接合箇所の近傍のダイヤフラム６に接合作業が行いやすいよう切欠き７を予め設けておく。図中５は裏当て材を示す。
【００２８】
図３は高力ボルト摩擦接合やリベット接合によるもので、コーナー形材４のウェブ部４ｂをボルトやリベットなどの止め具８で箱桁１の端部に接合する。
【００２９】
ウェブ部４ｂと箱桁１の裏側には当て板１５を配設するが、この当て板１５の構造は図３に示すような平板状だもよいが、図４（ａ）に示すように止め具８の挿着溝１５ａを形成したものや、図４（ａ）に示すように袋溝１５ｂを形成したものを使用することもでき、この場合は、止め具８の取付位置がわかりやすく、また正確な位置に固定でき作業性かよくなる。
【００３０】
図２は、コーナー形材４を箱桁１に接合する場合で、ウェブ部４ｂの先端を内側に向けてクの字形に折り曲げ、この折り曲げ部９を箱桁１の端部の内側に重ねて当接し、この重合部を溶融溶接などにより接合する。この場合も、コーナー形材４は中空押出形材３と一体に押出成形し、または、別体として押出成形したものを溶融溶接などにより中空押出形材３の端縁にフランジ部４ａを接合することにより、中空押出形材３に設けておく。
【００３１】
図５は、コーナー形材４を箱桁１に機械的に接合する場合で、ウェブ部４ｂの先端に水平方向に突出する接合片１０を一体に形成しておくとともに、箱桁１の側にもこの接合片１０に当接する接合片１１を一体に形成しておき、両接合片１０、１１を重ねて、この重合部を高力ボルトやリベットなどの止め具８で結合する。
【００３２】
図６は、箱桁構造の橋梁が多ボックス形状の場合に適用されるもので、間隔をおいて平行して配置される箱桁１、１の間にも床版２を配設する場合、コーナー形材４は、箱桁１と床版２だけでなく、床版２同士も接合する必要があり、コーナー形材４は全体をＴ字形に形成し、ウェブ部４ｂから両側にフランジ部４ａを突出させた。
【００３３】
これにより、複数の床版２同士をコーナー形材４のフランジ部４ａで相互に接合し、ウェブ部４ｂを箱桁１に接合すれば、多ボックス形状の箱桁構造の橋梁に対しても、床版２を容易に箱桁１に接合できる。接合の手段は前記と同様に機械的接合、溶接接合いずれの手段も使用可能である。
【００３４】
さらにコーナー形材４と床版２との接合形態によっては、図７（ａ）に示すようにフランジ部４ａの形成部位を段違いにしたり、図７（ｂ）に示すようにウェブ部４ｂをフランジ部４ａより上方に突出させることもできる。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように本発明の床版と桁の結合構造は、床版に一体に形成した、またはこれに設けたコーナー形材を介して、箱桁を機械的接合または溶接接合により結合するから、結合作業が容易で作業性が向上する。また、特に小さい箱桁の場合は、機械的接合を用いることで箱桁内部での複雑な接合作業を行わずにすむ。
【００３６】
さらに、床版と桁との結合は、高力ボルト摩擦接合、リベット接合、溶接接合などの剛接合を用いたから、床版と桁との合成桁作用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す溶接接合の第１例の縦断正面図である。
【図２】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す溶接接合の第２例の縦断正面図である。
【図３】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す機械的接合の第１例の縦断正面図である。
【図４】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す機械的接合の第１例の当て板を他の形状とした場合の縦断正面図である。
【図５】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す機械的接合の第２例の縦断正面図である。
【図６】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示す多ボックスの箱桁構造に実施した場合の縦断正面図である。
【図７】本発明の床版と桁の結合構造の実施形態を示すコーナー形材の他の例の縦断正面図である。
【図８】箱桁構造の橋梁の説明図である。
【図９】従来の床版と桁の結合構造を示す正面図である。
【符号の説明】
１…箱桁　　　　　　　　　　　　２…床版
３…中空押出形材　　　　　　　　３ａ…フランジ
３ｂ…上面板　　　　　　　　　　３ｃ…下面板
３ｄ…側面板　　　　　　　　　　３ｅ…中空部
４…コーナー形材　　　　　　　　４ａ…フランジ部
４ｂ…ウェブ部　　　　　　　　　５…裏当て材
６…ダイヤフラム　　　　　　　　７…切欠き
８…止め具　　　　　　　　　　　９…折り曲げ部
１０、１１…接合片　　　　　　　１２…フランジ
１３…ウェブ　　　　　　　　　　１４…隅肉溶接
１５…当て板　　　　　　　　　　１５ａ…挿着溝
１５ｂ…袋溝
【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】
2004116076.tif 000009
【図８】
2004116076.tif 000010
【図９】
2004116076.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成14年9月27日(2002.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図１の場合は、このコーナー形材４のウェブ部４ｂを通常の溶融溶接により箱桁１の端部に接合する。この場合、箱桁１の側には接合箇所の近傍のダイヤフラム６に接合作業が行いやすいよう切欠き７を予め設けておく。図中５は裏当て材を示す。