(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
横桁の下フランジが主桁の下フランジと同じ高さ位置にない場合に、横桁下フランジの下側に設けられ横桁下フランジの力を主桁下フランジに伝達する断面Ｈ型の鋼材からなる補強材を設け、
該補強材の上フランジを横桁下フランジの下面に連結し、
該補強材の下フランジを主桁下フランジに対向させて添接板により主桁下フランジに連結し、
該補強材のウエブを主桁補剛材と対向させて添接板により主桁補剛材に連結した
鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造。
【請求項２】
横桁の下フランジが主桁の下フランジと同じ高さ位置にない場合に、横桁下フランジの下側に設けられ横桁下フランジの力を主桁下フランジに伝達する断面Ｈ型の鋼材からなる補強材を設け、
該補強材の上フランジを横桁下フランジの下面に連結し、
該補強材の下フランジを主桁下フランジに対向させて添接板により主桁下フランジに連結し、
該補強材のウエブを主桁ウエブと直交させて山形鋼からなる添接板により主桁ウエブに連結した鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁では、図５、図６に示すように、支承１０を介して橋台上に支持された複数本の主桁１１間に主桁１１と直交する横桁１２を設ける。横桁１２の主桁１１への連結部（横桁仕口部）は、主桁ウエブを貫通させるタイプ、貫通させないタイプなど色々あるが、横桁下フランジ１２ａと主桁下フランジ１１ａが同じ高さ位置にない場合は、横桁１２は主桁ウエブ１１ｂに溶接される。１３は溶接部を示す。
この場合、図７に示すように、長期間の使用において、横桁仕口部で、横桁下フランジ１２ａの両端部近傍の溶接部から疲労亀裂１４が発生することがある。
この疲労亀裂に対する補強策として、従来は、図８に示すように、横桁下フランジ１２ａを上下から補強材１５で挟み込んで高力ボルト３０で締付け、補強材１５を主桁１１のウエブ１１ｂに高力ボルト３０で締付けることにより、横桁１２の下フランジ１２ａから主桁１１のウエブ１１ｂに力を流し、横桁１２の下フランジ１２ａの端部近傍の溶接部への力の集中を緩和していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、主桁のウエブの面外剛性は低いので、従来構造では、横桁仕口部における横桁下フランジの主桁ウエブへの溶接部からの疲労亀裂の問題が完全には解決しているわけではなかった。
本発明の目的は、横桁仕口部における溶接部からの疲労亀裂の問題を抜本的に解決できる鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記本発明の目的を達成する本発明は次の通りである。
（１）  横桁の下フランジが主桁の下フランジと同じ高さ位置にない場合に、横桁下フランジの下側に設けられ横桁下フランジの力を主桁下フランジに伝達する断面Ｈ型の鋼材からなる補強材を設け、
該補強材の上フランジを横桁下フランジの下面に連結し、
該補強材の下フランジを主桁下フランジに対向させて添接板により主桁下フランジに連結し、
該補強材のウエブを主桁補剛材と対向させて添接板により主桁補剛材に連結した
鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造。
（２）  横桁の下フランジが主桁の下フランジと同じ高さ位置にない場合に、横桁下フランジの下側に設けられ横桁下フランジの力を主桁下フランジに伝達する断面Ｈ型の鋼材からなる補強材を設け、
該補強材の上フランジを横桁下フランジの下面に連結し、
該補強材の下フランジを主桁下フランジに対向させて添接板により主桁下フランジに連結し、
該補強材のウエブを主桁ウエブと直交させて山形鋼からなる添接板により主桁ウエブに連結した鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造。
【０００５】
上記（１）、（２）の本発明の鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造では、横桁下フランジの力は、補強材によって、主桁下フランジに伝達されるので、横桁仕口部から主桁に従来かかっていた力が軽減され、横桁仕口部における溶接部からの疲労亀裂の問題を抜本的に解決できる。また、主桁下フランジは主桁ウエブの面外方向の剛性が高いので、横桁下フランジの力を主桁下フランジに伝達しても、従来の主桁ウエブにおけるような主桁ウエブの面外剛性が低いことによる横桁仕口部の溶接部の疲労亀裂の問題は生じないかあるいは生じにくい。
また、補強材の現橋への固定は高力ボルトによるので、現橋へ補強材を直接溶接することを回避でき、溶接の場合に新たに生じるかもしれない疲労亀裂を防止している。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明実施例の鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造を、図１〜図４を参照して、説明する。図１、図２は本発明の第１実施例を示しており、図３、図４は本発明の第２実施例を示している。本発明の全実施例に共通する部分には本発明の全実施例にわたって同じ符合を付してある。
【０００７】
まず、本発明の全実施例に共通する部分を、たとえば図１、図２（および従来例の図５）を参照して、説明する。
鋼製の主桁１１は支承（沓）を介して橋台上に設置され、床版は主桁１１上に設置される。支承は、上部構造（桁）から伝達される荷重を確実に下部構造（橋台、橋脚）に伝達し、地震、風、温度変化、活荷重による変化に対して、安全を確保できるように設計される。
【０００８】
主桁１１は、橋梁の長手方向に延び、上下のフランジ１１ａとウエブ１１ｂからなる。主桁１１の下フランジ１１ａの下面にはソールプレートがすみ肉溶接等により固定されている。ソールプレートは、主桁１１から支承に荷重が伝達される際に力の流れを円滑にし、応力集中を緩和させる。
【０００９】
横桁１２は、橋梁の長手方向と直交方向に延び、上下のフランジ１２ａとウエブ１２ｂからなる。横桁１２の下フランジ１２ａは、主桁１１の下フランジ１１ａと同じ高さ位置にはなく、主桁１１の下フランジ１１ａより高い位置にある。横桁１２は主桁１１のウエブ１１ｂを貫通しているものと貫通せずにウエブ１１ｂの部位で止まっているものとがある。横桁１２の、主桁１１との連結部（仕口部）は、上下のフランジ１２ａとウエブ１２ｂが主桁１１のウエブ１１ｂに溶接されている。
【００１０】
横桁仕口部またはその近傍には、横桁下フランジ１２ａの力を主桁下フランジ１１ａに直接伝達する補強材２０と高力ボルト３０（高力ボルトを締め付けることにより主に摩擦力で力を伝えるボルト）が設けられている。補強材２０は現橋に溶接付けされておらず、高力ボルト３０によって現橋に固定されている。
【００１１】
つぎに、上記本発明の全実施例に共通する部分の作用を説明する。
上記本発明の鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造では、横桁下フランジ１２ａの力は、補強材２０と高力ボルト３０によって、主桁下フランジ１１ａに直接伝達される。したがって、横桁１２から主桁ウエブ１１ｂに伝達されていた力が大幅に軽減され、従来の横桁仕口部の主桁ウエブへの溶接部からの疲労亀裂発生を抑制することができる。また、主桁下フランジ１１ａは主桁ウエブ１１ｂの面外方向の剛性が高いので、横桁下フランジ１２ａの力を主桁下フランジ１１ａに伝達しても、従来の主桁ウエブ１１ｂにおけるような主桁ウエブの面外剛性が低いことによる横桁仕口部の溶接部の疲労亀裂の問題は生じないかあるいは生じにくい。
【００１２】
また、補強材２０を高力ボルト３０によって現橋に固定して補強するので、現橋へ補強材２０を直接溶接することを回避でき、現橋へ補強材２０を直接溶接した場合に新たに生じるかもしれない新たな溶接部からの疲労亀裂の発生を防止している。
【００１３】
つぎに、本発明の各実施例に特有な部分を説明する。
本発明の第１実施例では、図１、図２に示すように、補強材２０の他に補剛材２１、添接板２２、２３を利用して横桁仕口部の疲労対策を行っている。
補強材２０は断面Ｈ形の鋼材（たとえば、Ｈ形鋼）からなり、補強材２０の上フランジ２０ａを横桁下フランジ１２ａの下面に密着させて補強材２０の上フランジ２０ａを横桁下フランジ１２ａに高力ボルト３０によって固定する。補強材２０のウエブ２０ｂは横桁ウエブ１２ｂの真下に同芯状に位置している。補強材２０の下フランジ２０ａは主桁下フランジ１１ａと同じ高さ位置にあり、補強材２０の下フランジ２０ａの端部は主桁下フランジ１１ａの端部に対向している。補強材２０の下フランジ２０ａと主桁下フランジ１１ａの上下には、補強材２０の下フランジ２０ａと主桁下フランジ１１ａの両方にわたって、添接板２２が添接されており、上下の添接板２２とそれによって挟まれた補強材２０の下フランジ２０ａが高力ボルト３０によって締めつけられるとともに、上下の添接板２２とそれによって挟まれた主桁下フランジ１１ａが高力ボルト３０によって締めつけられる。これによって、補強材２０の下フランジ２０ａと主桁下フランジ１１ａは、上下の添接板２２と高力ボルト３０によって連結される。
【００１４】
補剛材２１は、主桁ウエブ１１ｂと直交する方向に延びる１枚の板からなり、補強材２０と主桁ウエブ１１ｂとの間でかつ横桁下フランジ１２ａと主桁下フランジ１１ａとの間に配置される。補剛材２１は、補強材２０のウエブ２０ｂと同芯状に配置されており、補剛材２１の端部は補強材２０のウエブ２０ｂの端部と対向している。補強材２０のウエブ２０ｂと補剛材２１の両側には、補強材２０のウエブ２０ｂと補剛材２１の両方にわたって、添接板２３が添接されており、両側の添接板２３とそれによって挟まれた補強材２０のウエブ２０ｂが高力ボルト３０によって締めつけられるとともに、両側の添接板２３とそれによって挟まれた補剛材２１が高力ボルト３０によって締めつけられる。これによって、補強材２０のウエブ２０ｂと補剛材２１は、両側の添接板２３と高力ボルト３０によって連結される。補剛材２１の、補強材２０と反対側の端面は主桁ウエブ１１ｂに密着され、主桁ウエブ１１ｂが面外方向に変形するのを防止して主桁ウエブ１１ｂを補剛している。補剛材２１は主桁１１のウエブ１１ｂにも下フランジ１１ａにも溶接されない。
【００１５】
本発明の第１実施例の作用は、つぎの通りである。
横桁下フランジ１２ａの力はその大部分が、補強材２０の上フランジに伝わり、さらに補強材のウエブ２０ｂを介して補強材２０の下フランジ２０ａに伝わり、補強材２０の下フランジ２０ａから添接板２２を介して主桁下フランジ１１ａに伝達される。したがって、横桁１２から主桁ウエブ１１ｂに伝わる力が軽減されて、横桁１２の主桁ウエブ１１ｂとの溶接部からの亀裂発生が抑制される。また、補剛板２１があるので、主桁ウエブ１１ｂの面外剛性も向上され、横桁１２の主桁ウエブ１１ｂとの溶接部からの亀裂発生がさらに抑制される。
【００１６】
本発明の第２実施例では、図３、図４に示すように、補強材２０の他に、添接板２４、２５を利用して横桁仕口部の疲労対策を行っている。第１実施例の補剛材２１は第２実施例では設けられない。
補強材２０は断面Ｈ形の鋼材（たとえば、Ｈ形鋼）からなり、補強材２０の上フランジ２０ａを横桁下フランジ１２ａの下面に密着させて補強材２０の上フランジ２０ａを横桁下フランジ１２ａに高力ボルト３０によって固定する。補強材２０のウエブ２０ｂは横桁ウエブ１２ｂの真下に同芯状に位置している。補強材２０の下フランジ２０ａは、主桁下フランジ１１ａと干渉しないように、主桁下フランジ１１ａの延びてくる量だけ切り欠いてある。補強材２０の下フランジ２０ａは、主桁下フランジ１１ａと同じ高さ位置にあり、補強材２０の下フランジ２０ａの端部は主桁下フランジ１１ａの端部に対向している。補強材２０の下フランジ２０ａと主桁下フランジ１１ａの上下には、補強材２０の下フランジ２０ａと主桁下フランジ１１ａの両方にわたって、添接板２４が添接されており、上下の添接板２４とそれによって挟まれた補強材２０の下フランジ２０ａが高力ボルト３０によって締めつけられるとともに、上下の添接板２４とそれによって挟まれた主桁下フランジ１１ａが高力ボルト３０によって締めつけられる。これによって、補強材２０の下フランジ２０ａと主桁下フランジ１１ａは、上下の添接板２４と高力ボルト３０によって連結される。
【００１７】
添接板２５はたとえば山形鋼からなる。添接板２５の一辺は、補強材２０の、主桁ウエブ１１ｂに対向する側の端部に溶接付けされている。添接板２５の他辺は、主桁ウエブ１１ｂと平行に延び、補強材２０のウエブ２０ｂと直交する方向に延びており、主桁ウエブ１１ｂに密着されて配置される（ただし、主桁ウエブ１１ｂに溶接はされない）。添接板２５の他辺は、主桁ウエブ１１ｂに高力ボルト３０によって締めつけられる。これによって、添接板２５は、主桁ウエブ１１ｂが面外方向に変形するのを防止して主桁ウエブ１１ｂを補剛している。
【００１８】
本発明の第２実施例の作用は、つぎの通りである。
横桁下フランジ１２の力はその大部分が、補強材２０の上フランジに伝わり、さらに補強材２０のウエブ２０ｂを介して補強材２０の下フランジ２０ａに伝わり、補強材２０の下フランジ２０ａから添接板２４を介して主桁下フランジ１１ａに伝達される。したがって、横桁１２から主桁ウエブ１１ｂに伝わる力が軽減されて、横桁１２の主桁ウエブ１１ｂとの溶接部からの亀裂発生が抑制される。また、添接板２５があるので、主桁ウエブ１１ｂの面外剛性も向上され、横桁１２の主桁ウエブ１１ｂとの溶接部からの亀裂発生がさらに抑制される。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１、２の鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造によれば、横桁下フランジの力が、補強材によって、主桁下フランジに伝達されるので、横桁仕口部から主桁ウエブに従来かかっていた力が軽減され、横桁仕口部における溶接部からの疲労亀裂の問題を抜本的に解決できる。また、主桁下フランジは主桁ウエブの面外方向の剛性が高いので、横桁下フランジの力を主桁下フランジに伝達しても、従来の主桁ウエブにおけるような主桁ウエブの面外剛性が低いことによる横桁仕口部の溶接部の疲労亀裂の問題は生じないかあるいは生じにくい。
また、補強材の現橋への固定は高力ボルトによるので、現橋へ補強材を直接溶接することを回避でき、溶接の場合に新たに生じるかもしれない疲労亀裂を防止している。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施例の、鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造の、鋼橋の一部分の側面図である。
【図２】  本発明の第１実施例の、鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造の、図１と直交する方向の断面図である。
【図３】  本発明の第２実施例の、鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造の、鋼橋の一部分の側面図である。
【図４】  本発明の第２実施例の、鋼橋の横桁仕口部の疲労亀裂の補強構造の、図１と直交する方向の断面図である。
【図５】  従来の鋼橋の主桁、横桁の配置を示す平面図である。
【図６】  従来の鋼橋の、横桁仕口部の、断面図である。
【図７】  図６と直交する方向に見た、横桁仕口部の一部の側面図であり、溶接部からの亀裂発生を示す、鋼橋の一部分の側面図である。
【図８】  従来の亀裂対策構造の鋼橋の一部分の側面図である。
【符号の説明】
１１  主桁
１１ａ  主桁の上下フランジ
１１ｂ  主桁のウエブ
１２  横桁
１２ａ  横桁の上下フランジ
１２ｂ  横桁のウエブ
２０  補強材
２１  補剛材
２２、２３、  ２４、２５  添接板
３０  高力ボルト
【図１】
0004030233.tif 000002
【図２】
0004030233.tif 000003
【図３】
0004030233.tif 000004
【図４】
0004030233.tif 000005
【図５】
0004030233.tif 000006
【図６】
0004030233.tif 000007
【図７】
0004030233.tif 000008
【図８】
0004030233.tif 000009