(57)【要約】【課題】  局部座屈を防止するとともに、外周壁を構成する鋼板の溶接部を効果的に補強することにより、高速道路などに使用されている大型の橋脚や梁に特に適した補強構造を提供する。【解決手段】  複数の鋼板１ａ４１，１ａ４２，１ａ４３，１ａ４４を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状となるように外周壁１を形成した鋼製橋脚Ｋ１において、外周壁１内部の空洞の中心部から鋼板の周方向の溶接位置１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁２ａからなる補強部材２を設けるとともに、隔壁２ａの水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部２ｂを設けた構成とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成した橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付けたことを特徴とする橋梁構造物の補強構造。
【請求項２】
前記補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に、切り欠き部を設けたことを特徴とする請求項１記載の橋梁構造物の補強構造。
【請求項３】
複数の鋼板を上下方向に溶接して接合した外周壁を有する橋梁構造物であって、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記切り欠き部を設けないことを特徴とする請求項２記載の橋梁構造物の補強構造。
【請求項４】
前記補強部材を構成する複数の隔壁の水平方向端部寄りの所要位置に、孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の橋梁構造物の補強構造。
【請求項５】
複数の鋼板を上下方向に溶接して接合した外周壁を有する橋梁構造物であって、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記孔を設けないことを特徴とする請求項４記載の橋梁構造物の補強構造。
【請求項６】
前記補強部材の上端を前記外周壁の上端面よりも突出させた突出部と、この突出部と嵌合可能なように、前記補強部材の下端を前記外周壁の下端面よりも窪ませた窪み部とを備えたユニットを上下方向に複数積層し、下側ユニットの前記突出部と上側ユニットの前記窪み部を嵌合して接合したことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の橋梁構造物の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、橋脚や、橋脚間に架設される梁などの橋梁構造物の補強構造に係り、特に、複数の鋼板を溶接して外周壁を構成する大型の橋梁構造物に適した補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
平成７年に発生した阪神淡路大震災では、家屋の倒壊のみならず、高速道路などの大型の橋脚についても、亀裂、破損、倒壊などの被害が多数発生した。
【０００３】
例えば、矩形断面を有する橋脚では、鋼板の角溶接部が、図９（ｃ）に示すように、縦方向に裂け、鋼板が分離する結果、上部構造物の死荷重に対する鉛直方向の耐力を失う状態となる脆性的な破壊が発生した。また、円形断面を有する橋脚においても、図１０（ｂ）に示すように、最初に発生した一箇所の局部座屈にその後の変形が集中し、それに伴って橋脚が傾斜したり、変形の進展により円周方向に割れが生じた状態となる被害が発生した。
【０００４】
そこで、矩形断面の橋脚の場合、例えば、図９（ａ）に示すように、外周壁１０の４つの角部２０ａに、それぞれコーナープレート２０ｂを取り付けて閉断面構造とすることにより、変形が進んでも角部の角度を保持し、これにより角溶接部の割れを防ぐ構造が提案されている。なお、角部２０ａ以外の直線部の内面には、上下方向にリブ２０ｄを取り付けている。
【特許文献１】特開平９−１１１７１９号公報
【０００５】
その一例として、上記特許文献１の図４には、矩形断面を有する橋脚の四隅内面に斜め方向に橋絡状の補強部材を固着する構成が開示されており、また、同文献の図３には、矩形断面を有する橋脚の四隅内面に長手方向に沿ってアングル状の補強部材を固着する構成が開示されている。
【０００６】
また、図９（ｂ）に示すように、矩形断面の橋脚の外周壁１０を、角を無くした形状の丸い角部２０ｃとして、角溶接そのものを無くすことにより、角部が裂けるのを防ぐようにした構造も提案されている。なお、角部２０ａ以外の直線部の内面には、上下方向にリブ２０ｄを取り付けている。
【０００７】
一方、円形断面の橋脚の場合は、例えば、図１０（ａ）に示すように、外周壁５０の内面を上下方向にリブ６０ａを取り付けて補強することにより、強度を向上する構造が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、高速道路などに用いられる大型の橋脚においては、複数の鋼板を周方向に溶接して外周壁が構成されているところ、上記した従来の補強構造は、鋼板同士の溶接部を意識した補強構造となっておらず、阪神淡路大震災クラスの大地震に対しては、いまだ十分な補強効果が得られるものではなかった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、橋脚の局部座屈を防止するとともに、外周壁を構成する鋼板の溶接部を効果的に補強することにより、高速道路などに使用されている大型の橋脚や梁に特に適した補強構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の橋梁構造物の補強構造は、
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成した橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付けたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、外周壁を構成する複数の鋼板の周方向の溶接位置において、その溶接位置で接合される２枚の鋼板の双方の内面に跨るように周方向に所要の幅を有する接合部が、内面から溶接部を補強するため、水平断面放射状の隔壁を設けることによる局部座屈の防止効果に加え、接合部による溶接位置の補強効果も得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の第１の補強構造は、
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成した橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付けた構成である。
【００１３】
前記本発明の第１の補強構造において、
前記補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に、切り欠き部を設けるように構成すれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道が隔壁の交わり部分に得られることにより、局部座屈強度が向上するので、好適である（本発明の第２の補強構造）。
【００１４】
前記本発明の第２の補強構造において、複数の鋼板を上下方向にも溶接して接合した外周壁である場合は、
前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記切り欠き部を設けないように構成すれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道を得つつ、鋼板の上下方向の溶接位置に対する補強効果を確保できるので、さらに好適である（本発明の第３の補強構造）。
【００１５】
また、前記本発明の第１の補強構造において、
前記補強部材を構成する複数の隔壁の水平方向端部寄りの所要位置に、孔を設けるように構成すれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道が隔壁の水平方向端部寄りの部分に得られることにより、局部座屈強度が向上するので、好適である（本発明の第４の補強構造）。
【００１６】
前記本発明の第４の補強構造において、複数の鋼板を上下方向にも溶接して接合した外周壁である場合は、
前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記孔を設けないように構成すれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道を得つつ、鋼板の上下方向の溶接位置に対する補強効果を確保できるので、さらに好適である（本発明の第５の補強構造）。
【００１７】
前記本発明の第１〜第５の何れかの補強構造において、前記補強部材の上端を前記外周壁の上端面よりも突出させた突出部と、この突出部と嵌合可能なように、前記補強部材の下端を前記外周壁の下端面よりも窪ませた窪み部とを備えたユニットを上下方向に複数積層し、下側ユニットの前記突出部と上側ユニットの前記窪み部を嵌合して接合する構成を採用すれば、嵌合部分における溶接面積が大きくなって強度が向上するため、さらに好適である（本発明の第６の補強構造）。
【実施例】
【００１８】
以下、本発明の補強構造を橋脚に適用する場合の実施例を用いて、本発明をさらに詳細に説明する。図１は、水平断面が矩形状の外周壁１を有する橋脚Ｋ１に適用する第１実施例の補強構造の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図を示している。
【００１９】
橋脚Ｋ１は、図１（ｂ）に示すように、平面視Ｌ字型に曲げられた鋼板１ａ４１，１ａ４２，１ａ４３，１ａ４４の水平方向両端面を周方向にそれぞれ溶接して接合し、水平断面が矩形状となるように外周壁１を形成している。１ｂ１は、鋼板１ａ４１と鋼板１ａ４２間の周方向の溶接位置を示しており、同様に、１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４も周方向の溶接位置を示したものである。
【００２０】
橋脚Ｋ１は、図１（ａ）に示すように、上下方向にも鋼板を溶接している。例えば、鋼板１ａ１１の上には、鋼板１ａ２１，１ａ３１，１ａ４１が接合されている。そして、鋼板１ａ１１の高さ位置では、鋼板１ａ１２，１ａ１３と図示していない鋼板１ａ１４が周方向に溶接されている。また、鋼板１ａ２１の高さ位置では、鋼板１ａ２２，１ａ２３と図示していない鋼板１ａ２４が周方向に溶接されている。さらに、鋼板１ａ３１の高さ位置では、鋼板１ａ３２，１ａ３３と図示していない鋼板１ａ３４が周方向に溶接されている。１ｃ１は、鋼板１ａ１３と鋼板１ａ２３の間の上下方向の溶接位置を示しており、同様に、１ｃ２，１ｃ３も上下方向の溶接位置を示したものである。
【００２１】
次に、隔壁２ａと接合部２ｂで構成される補強部材２について説明する。先ず、補強部材２は、外周壁１の内部の空洞の中心部から各鋼板の周方向の溶接位置１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４に亘って、水平断面が十字状となるように構成された隔壁２ａを備えている。
【００２２】
また、補強部材２は、隔壁２ａの水平方向端部に、周方向の溶接位置１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部２ｂを備えている。ここで、接合部２ｂは、図１（ａ）に示すように、隔壁２ａの水平方向端部の上下方向全域に亘って設けても良いし、その一部に設けても良い。
【００２３】
また、接合部２ｂは、周方向に所要の幅を有する部分であるが、具体的には、例えば、周方向の溶接位置１ｂ１について言えば、鋼板１ａ１１，１ａ１２，１ａ１３，１ａ１４と、鋼板１ａ１２，１ａ２２，１ａ２３，１ａ２４の、それぞれの内面に跨るように周方向の幅を設計する。
【００２４】
そして、本発明では、この接合部２ｂを、図１（ａ）に示すように、外周壁１の内面に溶接またはボルト等の接合手段によって接合することにより、補強部材２を外周壁１の内部に取付けたことを最も主要な特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、外周壁１を構成する複数の鋼板１ａ４１，１ａ４２，１ａ４３，１ａ４４の周方向の溶接位置１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４において、その溶接位置で接合される２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部２ｂが、内面から接合位置１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４を補強するため、水平断面十字状の隔壁２ａを設けることによって外周壁１の角部が局部座屈するのを防止する効果に加え、接合部２ｂによる溶接位置の補強効果も得ることができる。
【００２６】
次に、図２は、図１と同じく、水平断面が矩形状の外周壁３を有する橋脚Ｋ３に適用する第２実施例の補強構造の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【００２７】
橋脚Ｋ３は、図２（ｂ）に示すように、平板状の鋼板３ａ４１，３ａ４２，３ａ４３，３ａ４４を角溶接して接合し、水平断面が矩形状となるように外周壁３を形成している。３ｂ１は、鋼板３ａ４４と鋼板３ａ４１間の周方向の溶接位置を示しており、同様に、３ｂ２，３ｂ３，３ｂ４も周方向の溶接位置を示したものである。
【００２８】
橋脚Ｋ３は、図２（ａ）に示すように、上下方向にも鋼板を溶接している。例えば、鋼板３ａ１１の上には、鋼板３ａ２１，３ａ３１，３ａ４１が接合されている。そして、鋼板３ａ１１の高さ位置では、鋼板３ａ１２，３ａ１３と図示していない鋼板３ａ１４が周方向に溶接されている。また、鋼板３ａ２１の高さ位置では、鋼板３ａ２２，３ａ２３と図示していない鋼板３ａ２４が周方向に溶接されている。さらに、鋼板３ａ３１の高さ位置では、鋼板３ａ３２，３ａ３３と図示していない鋼板３ａ３４が周方向に溶接されている。３ｃ１は、鋼板３ａ１３と鋼板３ａ２３の間の上下方向の溶接位置を示しており、同様に、３ｃ２，３ｃ３も上下方向の溶接位置を示したものである。
【００２９】
次に、隔壁４ａと接合部４ｂで構成される補強部材４について説明する。先ず、補強部材４は、外周壁３の内部の空洞の中心部から各鋼板の周方向の溶接位置３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３，３ｂ４に亘って、水平断面が十字状となるように構成された隔壁４ａを備えている。
【００３０】
また、補強部材４は、隔壁４ａの水平方向端部に、周方向の溶接位置３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３，３ｂ４において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有し、平面視Ｌ字状の接合部４ｂを備えている。ここで、接合部４ｂは、図２（ａ）に示すように、隔壁４ａの水平方向端部の上下方向全域に亘って設けても良いし、その一部に設けても良い。
【００３１】
接合部４ｂは、例えば、周方向の溶接位置３ｂ２について言えば、鋼板３ａ１１，３ａ１２，３ａ１３，３ａ１４と、鋼板３ａ１２，３ａ２２，３ａ２３，３ａ２４の、それぞれの内面に跨るように、平面視Ｌ字状の形状としている。
【００３２】
第２実施例によれば、外周壁３を構成する複数の鋼板３ａ４１，３ａ４２，３ａ４３，３ａ４４の周方向の溶接位置３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３，３ｂ４において、その溶接位置で接合される２枚の鋼板の双方の内面に跨るように接合部４ｂが、内面から接合位置３ｂ１，３ｂ２，３ｂ３，３ｂ４を補強するため、水平断面十字状の複数の隔壁４ａを設けることによる局部座屈の防止効果に加え、接合部４ｂによる溶接位置の補強効果も得ることができる。
【００３３】
次に、図３は、水平断面が円形状の外周壁５を有する橋脚Ｋ５に適用する第３実施例の補強構造の説明図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【００３４】
橋脚Ｋ５は、図３（ｂ）に示すように、１／４円弧状の鋼板５ａ４１，５ａ４２，５ａ４３，５ａ４４を溶接して接合し、水平断面が円形状となるように外周壁５を形成している。５ｂ１は、鋼板５ａ４１と鋼板５ａ４２間の周方向の溶接位置を示しており、同様に、５ｂ２，５ｂ３，５ｂ４も周方向の溶接位置を示したものである。
【００３５】
橋脚Ｋ５は、図３（ａ）に示すように、上下方向にも鋼板を溶接している。例えば、鋼板５ａ１１の上には、鋼板５ａ２１，５ａ３１，５ａ４１が接合されている。そして、鋼板５ａ１１の高さ位置では、鋼板５ａ１２，５ａ１３と図示していない鋼板５ａ１４が周方向に溶接されている。また、鋼板５ａ２１の高さ位置では、鋼板５ａ２２，５ａ２３と図示していない鋼板５ａ２４が周方向に溶接されている。さらに、鋼板５ａ３１の高さ位置では、鋼板５ａ３２，５ａ３３と図示していない鋼板５ａ３４が周方向に溶接されている。５ｃ１は、鋼板５ａ１３と鋼板５ａ２３の間の上下方向の溶接位置を示しており、同様に、５ｃ２，５ｃ３も上下方向の溶接位置を示したものである。
【００３６】
次に、隔壁６ａと接合部６ｂで構成される補強部材６について説明する。先ず、補強部材６は、外周壁５の内部の空洞の中心部から各鋼板の周方向の溶接位置５ｂ１，５ｂ２，５ｂ３，５ｂ４に亘って、水平断面が十字状となるように構成された隔壁６ａを備えている。
【００３７】
また、補強部材６は、隔壁６ａの水平方向端部に、周方向の溶接位置５ｂ１，５ｂ２，５ｂ３，５ｂ４において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有し、円形の外周壁５の内面に沿うような曲面を有する接合部６ｂを備えている。ここで、接合部６ｂは、図３（ａ）に示すように、隔壁６ａの水平方向端部の上下方向全域に亘って設けても良いし、その一部に設けても良い。
【００３８】
接合部６ｂは、例えば、周方向の溶接位置５ｂ１について言えば、鋼板５ａ１１，５ａ１２，５ａ１３，５ａ１４と、鋼板５ａ１２，５ａ２２，５ａ２３，５ａ２４の、それぞれの内面に跨るような形状としている。
【００３９】
第３実施例によれば、外周壁５を構成する複数の鋼板５ａ４１，５ａ４２，５ａ４３，５ａ４４の周方向の溶接位置５ｂ１，５ｂ２，５ｂ３，５ｂ４において、その溶接位置で接合される２枚の鋼板の双方の内面に跨るように接合部６ｂが、内面から接合位置５ｂ１，５ｂ２，５ｂ３，５ｂ４を補強するため、水平断面十字状の隔壁６ａを設けることによって局部座屈を防止する効果に加え、接合部６ｂによる溶接位置の補強効果も得ることができる。
【００４０】
次に、図４は、補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に、切り欠き部を設けた第４実施例の説明図であり、（ａ）は図１の橋脚Ｋ１に適用する場合の図、（ｂ）は図２の橋脚Ｋ３に適用する場合の図、（ｃ）は図３の橋脚Ｋ５に適用する場合の図である。
【００４１】
図４（ａ）に示すように、補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部に、例えば、切り欠き部２ｃ１，２ｃ２，２ｃ３，２ｃ４を設けるように構成すれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道が隔壁の交わり部分に得られることにより、局部座屈強度が向上するからである。なお、図２の橋脚Ｋ３に適用する場合は、例えば図４（ｂ）に示すように、切り欠き部４ｃ１，４ｃ２，４ｃ３，４ｃ４を設ける。また、同様の構成は、円形断面を有する図３の橋脚Ｋ５にも適用可能であり、その場合は、図４（ｃ）に示すように、切り欠き部６ｃ１，６ｃ２，６ｃ３，６ｃ４を設けるように構成する。
【００４２】
また、図４のように、切り欠き部を設ける場合には、鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、切り欠き部を設けないように構成することが望ましい。例えば、図４（ａ）の例で言えば、鋼板の上下方向の溶接位置である１ｃ１，１ｃ２，１ｃ３，１ｃ４と同じ高さ位置には、２ｄ１，２ｄ２，２ｄ３，２ｄ４の符号で示すように、切り欠き部を設けないようにしている。
【００４３】
このようにすれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道を得つつ、鋼板の上下方向の溶接位置に対する補強効果を維持できるからである。また、切り欠き部を設けておくと、橋脚の内部を保守・点検する際の足場（梯子など）の取付けに利用できるという二次的な効果も得られる。なお、図２の橋脚Ｋ３に適用する場合は、例えば、図４（ｂ）に示すように、鋼板の上下方向の溶接位置である３ｃ１，３ｃ２，３ｃ３，３ｃ４と同じ高さ位置には、４ｄ１，４ｄ２，４ｄ３，４ｄ４の符号で示すように、切り欠き部を設けないようにしている。また、図３の橋脚Ｋ５に適用する場合は、例えば、図４（ｃ）に示すように、鋼板の上下方向の溶接位置である５ｃ１，５ｃ２，５ｃ３，５ｃ４と同じ高さ位置には、６ｄ１，６ｄ２，６ｄ３，６ｄ４の符号で示すように、切り欠き部を設けないように構成することが望ましい。
【００４４】
また、図５は、補強部材を構成する複数の隔壁の水平方向端部寄りの所要位置に、孔を設けた第５実施例の説明図であり、（ａ）は図１の橋脚Ｋ１に適用する場合の図、（ｂ）は図２の橋脚Ｋ３に適用する場合の図、（ｃ）は図３の橋脚Ｋ５に適用する場合の図である。
【００４５】
このように、補強部材を構成する複数の隔壁の水平方向端部寄りの所要位置に、例えば図５（ａ）に示すように、円形の孔２ｅ１，２ｅ２，２ｅ３，２ｅ４を設けるように構成すれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道が隔壁の水平方向端部寄りの位置に得られることにより、局部座屈強度が向上するからである。これを、図２の橋脚Ｋ３に適用する場合は、例えば、図５（ｂ）に示すように、円形の孔４ｅ１，４ｅ２，４ｅ３，４ｅ４を設ける。また、同様の構成は、円形断面を有する図３の橋脚Ｋ５にも適用可能であり、その場合は、図５（ｃ）に示すように、切り欠き部６ｅ１，６ｅ２，６ｅ３，６ｅ４を設けるように構成する。
【００４６】
また、図５のように、隔壁に孔を設ける場合には、鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、孔を設けないように構成することが望ましい。例えば、図５（ａ）の例で言えば、鋼板の上下方向の溶接位置である１ｃ１，１ｃ２，１ｃ３，１ｃ４と同じ高さ位置には、２ｆ１，２ｆ２，２ｆ３，２ｆ４の符号で示すように、切り欠き部を設けないようにしている。
【００４７】
このようにすれば、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道を得つつ、鋼板の上下方向の溶接位置に対する補強効果を確保できるからである。また、隔壁に孔を設けておくと、橋脚の内部を保守・点検する際の足場（梯子など）の取付けに利用できるという二次的な効果も得られる。なお、図２の橋脚Ｋ３に適用する場合は、例えば、図５（ｂ）に示すように、鋼板の上下方向の溶接位置である３ｃ１，３ｃ２，３ｃ３，３ｃ４と同じ高さ位置には、４ｆ１，４ｆ２，４ｆ３，４ｆ４の符号で示すように、切り欠き部を設けないようにしている。また、図３の橋脚Ｋ５に適用する場合は、例えば、図５（ｃ）に示すように、鋼板の上下方向の溶接位置である５ｃ１，５ｃ２，５ｃ３，５ｃ４と同じ高さ位置には、６ｆ１，６ｆ２，６ｆ３，６ｆ４の符号で示すように、切り欠き部を設けない構成とすることが望ましい。
【００４８】
また、図６は、隔壁２ａと接合部２ｂにより構成される補強部材２の上端を、外周壁１の上端面よりも突出させた突出部２ｇと、この突出部２ｇと嵌合可能なように、補強部材２の下端を外周壁１の下端面よりも窪ませた窪み部２ｈとを備えたユニットを上下方向に複数積層する構成の第６実施例を説明する図である。（ａ）は、ユニットの上端側の部分を表した斜視図、（ｂ）は、ユニットの下端側の部分を表した斜視図である。
【００４９】
このようなユニットを上下方向に積層し、下側のユニットの突出部２ｇと上側のユニットの窪み部２ｈを嵌合して溶接により接合する構成を採用すれば、嵌合部分における溶接面積が大きくなって溶接強度が向上するため、好適である。
【００５０】
次に、水平断面矩形状の角パイプと、図１に示すような、補強部材２を取り付けた構成の角パイプを使用して模型により曲げ強さの比較試験を行った結果を図７に示す。試験方法は、３点曲げ方式で、溶接部に加重を加え、破断するまでの最大荷重（ｋＮ）を測定した。測定した最大荷重を曲げ強さとしている。試験機は、オリエンテック社製のものを使用し、試験片は、約５０ｍｍの角型パイプで、長さ１４０ｍｍのものを用いた。
【００５１】
図７（ａ）は、補強部材２を設けない場合の結果を示すもので、最大荷重６２．０（ｋＮ）で破断が発生した。これに対して、補強部材２を取り付けた本発明においては、最大荷重１２１．０（ｋＮ）で破断が発生しており、溶接部分の強度補強の点では、約２倍の効果が得られることが確認された。
【００５２】
なお、第１及び第２実施例では、外周壁１，３の水平方向断面が矩形状の場合の具体例として正方形のものを開示したが、本発明の補強構造は、これに限らず、図８（ａ）に示すように、水平方向断面が長方形の外周壁７を備えた橋脚Ｋ７にも適用できる。この場合は、隔壁８ａの縦方向の長さと横方向の長さを、外周壁７の形状に合わせて、異ならせるように変更すれば良い。なお、図８（ａ）において、７ｂ１，７ｂ２，７ｂ３，７ｂ４は周方向の接合位置を、また、８ｂは、これらの接合位置の内周面に溶接またはボルト等の接合手段により固着される接合部を示している。
【００５３】
また、本発明の補強構造は、水平方向の断面が多角形状の外周壁を有する橋脚にも適用できる。図８（ｂ）はその一例として、水平断面が正六角形の場合の例を示したものである。この場合は、隔壁８０ａを約６０度間隔で放射状に設ければ良い。なお、図８（ａ）において、７０ｂ１，７０ｂ２，７０ｂ３，７０ｂ４，７０ｂ５，７０ｂ６は上下方向の接合位置を、また、８０ｂは、これらの接合位置の内周面に溶接またはボルト等の接合手段により固着される接合部を示している。
【００５４】
また、上記実施例では、本発明を橋脚に適用する場合の例を示したが、本発明はこれに限らず、例えば、橋脚の間に架設される梁の補強構造にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明の補強構造は、例えば、内部が空洞の鋼製橋脚だけでなく、内部にコンクリートを充填した橋脚にも適用できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の補強構造の第１実施例の構成を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図２】本発明の補強構造の第２実施例の構成を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本発明の補強構造の第３実施例の構成を説明する図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。
【図４】本発明の補強構造の第４実施例の構成を説明する図であり、（ａ）は図１の橋脚に適用した場合の図、（ｂ）は図２の橋脚に適用した場合の図、（ｃ）は図３の橋脚に適用した場合の図である。
【図５】本発明の補強構造の第５実施例の構成を説明する図であり、（ａ）は図１の橋脚に適用した場合の図、（ｂ）は図２の橋脚に適用した場合の図、（ｃ）は図３の橋脚に適用した場合の図である。
【図６】補強部材の上端を外周壁の上端面よりも突出させた突出部と、補強部材の下端を外周壁の下端面よりも窪ませた窪み部とを備えたユニットを上下方向に複数積層する第６実施例の説明図であり、（ａ）は、ユニットの上端側の部分を表した斜視図、（ｂ）は、ユニットの下端側の部分を表した斜視図である。
【図７】本発明の効果を確認するために模型を用いて行った曲げ試験の結果を示すグラフであり、（ａ）は補強部材を設けない場合の結果を、（ｂ）は補強部材を用いた場合の結果を示したものである。
【図８】本発明の他の実施例を説明する図であり、（ａ）は外周壁の水平方向断面が長方形の橋脚に適用した場合の例を、（ｂ）は外周壁の水平方向断面が六角形の橋脚に適用した場合の例を図示したものである。
【図９】従来の橋脚の補強構造を説明する図である。
【図１０】従来の橋脚の補強構造の他の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  外周壁
１ａ４１，１ａ４２，１ａ４３，１ａ４４  鋼板
１ｂ１，１ｂ２，１ｂ３，１ｂ４  周方向の溶接位置
１ｃ１，１ｃ２，１ｃ３  上下方向の溶接位置
２  補強部材
２ａ  隔壁
２ｂ  接合部
２ｃ１，２ｃ２，２ｃ３，２ｃ４  切り欠き部
２ｅ１，２ｅ２，２ｅ３，２ｅ４  孔
２ｇ  突出部
２ｈ  窪み部
Ｋ１  橋脚
【図１】
2007224579.tif 000003
【図２】
2007224579.tif 000004
【図３】
2007224579.tif 000005
【図４】
2007224579.tif 000006
【図５】
2007224579.tif 000007
【図６】
2007224579.tif 000008
【図７】
2007224579.tif 000009
【図８】
2007224579.tif 000010
【図９】
2007224579.tif 000011
【図１０】
2007224579.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成18年6月23日(2006.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成するとともに、前記複数の鋼板を上下方向にも溶接して接合した外周壁を有する橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付け、さらに、前記補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に切り欠き部を設け、かつ、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記切り欠き部を設けないことを特徴とする橋梁構造物の補強構造。
【請求項２】
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成するとともに、前記複数の鋼板を上下方向にも溶接して接合した外周壁を有する橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付け、さらに、前記補強部材を構成する複数の隔壁の水平方向端部寄りの所要位置に孔を設け、かつ、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記孔を設けないことを特徴とする橋梁構造物の補強構造。
【請求項３】
前記補強部材の上端を前記外周壁の上端面よりも突出させた突出部と、この突出部と嵌合可能なように、前記補強部材の下端を前記外周壁の下端面よりも窪ませた窪み部とを備えたユニットを上下方向に複数積層し、下側ユニットの前記突出部と上側ユニットの前記窪み部を嵌合して接合したことを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁構造物の補強構造。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の橋梁構造物の補強構造は、
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成するとともに、前記複数の鋼板を上下方向にも溶接して接合した外周壁を有する橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付け、さらに、前記補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に切り欠き部を設け、かつ、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記切り欠き部を設けないことを最も主要な特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明の第１の補強構造は、
複数の鋼板を周方向に溶接して接合し、水平断面が矩形状若しくは多角形状又は円状となるように外周壁を形成するとともに、前記複数の鋼板を上下方向にも溶接して接合した外周壁を有する橋梁構造物において、前記外周壁内部の空洞の中心部から前記鋼板の周方向の溶接位置に亘って、水平断面が放射状となるように複数の隔壁からなる補強部材を設けるとともに、前記隔壁の水平方向端部の所要位置に、前記周方向の溶接位置において接合された２枚の鋼板の双方の内面に跨るように、周方向に所要の幅を有する接合部を設け、この接合部を前記外周壁内面に接合することにより前記補強部材を前記外周壁内部に取付け、さらに、前記補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に切り欠き部を設け、かつ、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記切り欠き部を設けない構成である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
前記本発明の第１の補強構造は、前記補強部材を構成する複数の隔壁が交わる中心部の所要位置に、切り欠き部を設けるように構成したため、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道が隔壁の交わり部分に得られることにより、局部座屈強度が向上するという効果も得られる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、前記本発明の第１の補強構造は、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記切り欠き部を設けないように構成したため、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道を得つつ、鋼板の上下方向の溶接位置に対する補強効果を確保できるという効果も得られる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
本発明の第２の補強構造は、前記本発明の第１の補強構造において複数の隔壁に切り欠き部を設ける代わりに、前記補強部材を構成する複数の隔壁の水平方向端部寄りの所要位置に、孔を設けるように構成したものであり、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道が隔壁の水平方向端部寄りの部分に得られることにより、局部座屈強度が向上するという効果が得られる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、前記本発明の第２の補強構造は、前記鋼板の上下方向の溶接位置と同じ高さ位置には、前記孔を設けないように構成したため、地震発生時の形状の変化に対応する力の逃げ道を得つつ、鋼板の上下方向の溶接位置に対する補強効果を確保できるという効果も得られる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
前記本発明の第１又は第２の補強構造において、前記補強部材の上端を前記外周壁の上端面よりも突出させた突出部と、この突出部と嵌合可能なように、前記補強部材の下端を前記外周壁の下端面よりも窪ませた窪み部とを備えたユニットを上下方向に複数積層し、下側ユニットの前記突出部と上側ユニットの前記窪み部を嵌合して接合する構成を採用すれば、嵌合部分における溶接面積が大きくなって強度が向上するため、さらに好適である（本発明の第３の補強構造）。