(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１方向の複数の位置が主桁によって支持されるデッキプレートと、
前記デッキプレートの下面に接合され、前記第１方向に延びる横リブと、
前記第１方向に交差する第２方向に延びた状態で前記デッキプレートの下面及び前記横リブに接合され、前記第１方向に複数設けられる縦リブと
を備え、
複数の前記縦リブのうち、前記デッキプレートにおいて前記第１方向の前記主桁側に配置される前記縦リブは、隣り合う前記主桁同士の中間部側に配置される前記縦リブよりも前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向の寸法及び前記第１方向の寸法のうち少なくとも一方の寸法であるリブ寸法が大きく、
複数の前記縦リブは、前記第１方向について前記主桁から離れるほど前記リブ寸法が小さくなる
鋼床版。
【請求項２】
複数の前記縦リブにおいて、前記第１方向について前記主桁に最も近い位置に配置される前記縦リブは、最も前記リブ寸法が大きい
請求項１に記載の鋼床版。
【請求項３】
複数の前記縦リブは、前記第１方向について前記主桁から離れるにつれて段階的に前記リブ寸法が小さくなる
請求項１又は請求項２に記載の鋼床版。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の鋼床版を備える橋梁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼床版及び橋梁に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路橋等の橋梁に用いられる鋼床版として、例えば、主桁に支持されるデッキプレートと、デッキプレートの下面に接合される横リブと、デッキプレートの下面に横リブに交差して配置される縦リブとを備える鋼床版が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第６０７２９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の鋼床版では、縦リブがデッキプレートの下面に加えて横リブに接合されており、縦リブと横リブとの交差部分の疲労耐久性が高められている。しかしながら、上記の鋼床版の主桁側では、隣り合う主桁の中間部側に比べて、交差部分の発生応力が大きくなる。そのため、当該主桁側の横リブ側止端における疲労耐久性を高めることが求められる。
【０００５】
本開示は、上記に鑑みてなされたものであり、疲労耐久性を向上することができる鋼床版及び橋梁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】
【０００６】
本開示に係る鋼床版は、第１方向の複数の位置が主桁によって支持されるデッキプレートと、前記デッキプレートの下面に接合され、前記第１方向に延びる横リブと、前記第１方向に交差する第２方向に延びた状態で前記デッキプレートの下面及び前記横リブに接合され、前記第１方向に複数設けられる縦リブとを備え、複数の前記縦リブのうち、前記デッキプレートにおいて前記第１方向の前記主桁側に配置される前記縦リブは、隣り合う前記主桁同士の中間部側に配置される前記縦リブよりも寸法が大きい。
【０００７】
本開示に係る橋梁は、上記の鋼床版を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によれば、疲労耐久性を向上することができる鋼床版及び橋梁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本実施形態に係る橋梁の一例を模式的に示す斜視図である。
【図２】図２は、橋梁の一例を示す断面図である。
【図３】図３は、鋼床版のうち横リブと縦リブとの交差部分の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、変形例に係る橋梁の一例を示す図である。
【図５】図５は、変形例に係る橋梁の一例を示す図である。
【図６】図６は、変形例に係る橋梁の一例を示す図である。
【図７】図７は、鋼床版を交換する場合の工法の例を示す図である。
【図８】図８は、鋼床版を交換する場合の工法の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本開示に係る鋼床版及び橋梁の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る橋梁１００の一例を模式的に示す斜視図である。図２は、橋梁１００の一例を示す断面図である。図１及び図２に示す橋梁１００は、例えば自動車等が走行する道路橋である。図１及び図２に示すように、橋梁１００は、鋼床版１０と、主桁２０とを備える。
【００１２】
図１及び図２において、橋梁１００の幅方向を第１方向（幅方向Ｄ１）とし、橋梁１００の橋軸方向を第２方向（橋軸方向Ｄ２）とし、橋梁１００の上下方向、つまり幅方向Ｄ１及び橋軸方向Ｄ２に直交する方向を第３方向（上下方向Ｄ３）とする。幅方向Ｄ１及び橋軸方向Ｄ２は、後述するデッキプレート３０の主面３０ａに沿った方向である。上下方向Ｄ３は、当該主面３０ａに直交又はほぼ直交する方向である。
【００１３】
鋼床版１０は、例えば幅方向Ｄ１及び橋軸方向Ｄ２に複数並んで配置される。主桁２０は、鋼床版１０を支持する。主桁２０は、例えば鈑桁であるが、これに限定されない。主桁２０は、不図示の下部工に支持されている。鋼床版１０は、デッキプレート３０と、横リブ４０と、縦リブ５０とを備える。
【００１４】
デッキプレート３０は、例えば鋼板等により形成される。デッキプレート３０は、幅方向Ｄ１の複数の位置が主桁２０によって支持される。本実施形態において、デッキプレート３０のうち、主桁２０の近傍を主桁近傍部３１とし、隣り合う主桁２０同士の中間部分を中間部３２とする。
【００１５】
横リブ４０は、デッキプレート３０の下面３０ｂに接合される。横リブ４０は、幅方向Ｄ１に延びた状態で設けられる。横リブ４０は、橋軸方向Ｄ２に複数配置される。横リブ４０は、ウエブ４１及びフランジ４２を有する。ウエブ４１は、平板状であり、デッキプレート３０の下面３０ｂに配置される。ウエブ４１には、後述する縦リブ５０を挿通させる切り欠き部４３（図３参照）が設けられる。フランジ４２は、ウエブ４１の下端に接合される。
【００１６】
縦リブ５０は、平板状であり、橋軸方向Ｄ２に延びた状態で配置される。縦リブ５０は、横リブ４０の切り欠き部４３に挿通された状態で横リブ４０と交差する。縦リブ５０は、デッキプレート３０の下面３０ｂ及び横リブ４０に接合される。縦リブ５０は、切り欠き部の全周部分において横リブ４０に溶接される。縦リブ５０は、幅方向Ｄ１に複数設けられる。幅方向Ｄ１に隣り合う縦リブ５０同士の間隔は、例えば等間隔である。
【００１７】
図２に示すように、本実施形態では、複数の縦リブ５０のうち、幅方向Ｄ１の主桁２０側（例えば、主桁近傍部３１）に設けられる縦リブ５１、５２は、幅方向Ｄ１の中間部３２側に設けられる縦リブ５３よりも寸法が大きい。
【００１８】
複数の縦リブ５０のうち、幅方向Ｄ１について主桁２０に最も近い位置に配置される縦リブ５１ａは、最も寸法が大きい。また、複数の縦リブ５０のうち、幅方向Ｄ１について主桁２０に２番目に近い位置に配置される縦リブ５１ｂは、上記縦リブ５１ａと同様の寸法である。縦リブ５１（５１ａ、５１ｂ）の寸法をＬ３とする。
【００１９】
主桁２０に３番目に近い位置に配置される縦リブ５２ａ及び４番目に近い位置に配置される縦リブ５２ｂは、上記縦リブ５１（５１ａ、５１ｂ）よりも寸法が小さく、後述する縦リブ５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）よりも寸法が大きい。以下、縦リブ５２（５２ａ、５２ｂ）の寸法をＬ２（Ｌ２＜Ｌ３）とする。
【００２０】
隣り合う主桁２０の中間部分２５に配置される縦リブ５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）は、複数の縦リブ５０のうち最も寸法が小さい。以下、縦リブ５３（５３ａ、５３ｂ、５３ｃ、５３ｄ）の寸法をＬ１（Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３）とする。ここで、Ｌ２の値は、Ｌ１の値よりも、リブ高（上下方向Ｄ３の寸法）、リブ板厚（幅方向Ｄ１の寸法）又はその両方が５％以上大きい。また、Ｌ３の値は、Ｌ２の値よりもリブ高、リブ板厚又はその両方が５％以上大きい。
【００２１】
このように、複数の縦リブ５０は、幅方向Ｄ１について主桁２０から離れるほど寸法が小さくなっている。本実施形態において、複数の縦リブ５０は、幅方向Ｄ１について主桁２０から離れるにつれて段階的に寸法が小さくなっている。
【００２２】
図３は、鋼床版１０のうち横リブ４０と縦リブ５０との交差部分の一例を示す断面図である。図３は、橋軸方向Ｄ２に垂直な平面による断面構造を示している。図３に示すように、縦リブ５０は、切り欠き部に面する部分の全周が溶接された状態で横リブ４０のウエブ４１に接合される。このような鋼床版１０上を自動車等が走行することにより、自動車等の荷重Ｆが鋼床版１０から縦リブ５０に伝わる。
【００２３】
この荷重Ｆは、縦リブ５０の側辺５０ｓから溶接部分６０を介してウエブ４１の側辺４１ｓに伝わることにより、ウエブ４１の側辺４１ｓにおいて剪断応力Ｆ１が発生する。また、ウエブ４１の溶接止端部４４では、縦リブ５０の下端５０ｆからの荷重Ｆが伝わることにより、荷重Ｆを支持する支持応力Ｆ２が発生する。
【００２４】
このように、横リブ４０のウエブ４１の溶接止端部４４では、少なくとも上記の剪断応力Ｆ１及び支持応力Ｆ２の２種類の応力が発生する。鋼床版１０において、主桁２０側の部分（例えば、主桁近傍部３１）では、中間部３２に比べて、この発生応力が大きくなる。
【００２５】
本実施形態では、主桁２０の近傍の縦リブ５１、５２が、中間部３２側の縦リブ５３に比べて上下方向Ｄ３の長さが長くなっている。したがって、剪断応力Ｆ１が上下方向に分散されるため、溶接止端部４４で発生する剪断応力Ｆ１の成分が小さくなる。これにより、溶接止端部４４において発生する応力が小さくなる。
【００２６】
以上のように、本実施形態に係る鋼床版１０は、幅方向Ｄ１の複数の位置が主桁２０によって支持されるデッキプレート３０と、デッキプレート３０の下面３０ｂに接合され、幅方向Ｄ１に延びる平板状の横リブ４０と、幅方向Ｄ１に交差する第２方向に延びた状態でデッキプレート３０の下面３０ｂ及び横リブ４０に接合され、幅方向Ｄ１に複数設けられる平板状の縦リブ５０とを備え、複数の縦リブ５０のうち、幅方向Ｄ１について主桁２０側に配置される縦リブ５０は、隣り合う主桁２０同士の中間部３２側に配置される縦リブ５０よりも寸法が大きい。また、本実施形態に係る橋梁１００は、上記の鋼床版を備える。
【００２７】
したがって、鋼床版１０のうち発生応力が大きくなる主桁２０側において、横リブ４０と縦リブ５０との交差部分で発生する応力を小さくすることができる。また、全部の縦リブ５０の寸法を大きくする場合に比べて、横リブ４０と縦リブ５０との溶接の手間を軽減することができ、鋼床版１０全体の重量を抑えることができる。これにより、橋梁１００において、鋼床版１０の軽量性を維持しつつ、疲労耐久性を効率的に向上することができる。
【００２８】
本実施形態に係る鋼床版１０では、複数の縦リブ５０において、幅方向Ｄ１について主桁２０に最も近い位置に配置される縦リブ５０は、最も寸法が大きい。したがって、鋼床版１０の疲労耐久性を効率的に向上することができる。
【００２９】
本実施形態に係る鋼床版１０において、複数の縦リブ５０は、幅方向Ｄ１について主桁２０から離れるほど寸法が小さくなる。したがって、横リブ４０と縦リブ５０との交差部分の発生応力を、主桁２０から離れるにつれて徐々に低下させることができる。
【００３０】
本実施形態に係る鋼床版１０において、複数の縦リブ５０は、幅方向Ｄ１について主桁２０から離れるにつれて段階的に寸法が小さくなる。したがって、横リブ４０と縦リブ５０との交差部分の発生応力を、主桁２０から離れるにつれて段階的に低下させることができる。
【００３１】
本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。例えば、上記実施形態では、複数の縦リブ５０が、幅方向Ｄ１について主桁２０から離れるにつれて３段階に寸法が小さくなる構成を例に挙げて説明したが、これに限定されず、２段階又は４段階以上で寸法が小さくなる構成であってもよい。
【００３２】
図４は、変形例に係る橋梁１００Ａの一例を示す図である。図４に示すように、複数の縦リブ５０のうち、主桁２０に最も近い縦リブ５１の寸法（Ｌ３）のみが、他の縦リブ５３の寸法（Ｌ１）よりも大きい構成であってもよい。
【００３３】
また、図５は、変形例に係る橋梁１００Ｂの一例を示す図である。図５に示すように、複数の縦リブ５０のうち、寸法を大きくする縦リブ５１の本数を多くしてもよい。図５に示す例では、主桁２０側の５本の縦リブ５１（５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄ、５１ｅ）の寸法がＬ３となっている。
【００３４】
また、上記実施形態では、幅方向Ｄ１について主桁２０に最も近い位置に配置される縦リブ５０の寸法が最も大きい構成としたが、これに限定されない。例えば、幅方向Ｄ１について主桁２０に最も近い位置に配置される縦リブ５０よりも、主桁２０から離れた位置に配置される縦リブ５０の寸法を大きくしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態では、縦リブ５０の寸法として、上下方向Ｄ３の長さを長くする構成を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、縦リブ５０の厚さ（幅方向Ｄ１の寸法）を厚くしてもよい。この場合、横リブ４０側の溶接止端部４４で発生する支持応力Ｆ２が幅方向Ｄ１に分散されるため、１点における発生応力が小さくなり、疲労耐久性を向上することができる。
【００３６】
また、上記実施形態では、主桁２０として、鈑桁を例に挙げて説明したが、これに限定されない。図６は、変形例に係る橋梁１００Ｃの一例を示す図である。図６に示す橋梁１００Ｃのように、主桁２０Ｃとして、箱桁が用いられてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態に記載の鋼床版１０は、交換可能な構成であってもよい。図７及び図８は、鋼床版を交換する場合の工法の例を示す図である。
【００３８】
図７の工程ＳＴ１に示すように、橋梁２００において、主桁２２０に支持される床版２１０が劣化等した場合、当該床版２１０を交換する。この場合、工程ＳＴ２に示すように、主桁２２０の下フランジ２２１とウエブ２２２の一部とを残し、上フランジ２２３を含む主桁２２０の上部を切断する。切断した後、主桁２２０の上部及び床版２１０を撤去する。その後、工程ＳＴ３に示すように、新たな鋼床版１０Ｄ及びウエブの一部２２４が一体となった構造体を取付機構２２５により切断箇所２２２ａに取り付ける。鋼床版１０Ｄは、例えば上記実施形態における鋼床版１０が用いられる。これにより、上記実施形態における鋼床版１０Ｄを備えた橋梁１００Ｄに改築することができる。
【００３９】
また、図８の工程ＳＴ４に示すように、橋梁３００において、主桁３２０に支持される床版３１０が劣化等した場合、当該床版３１０を交換する。この場合、工程ＳＴ５に示すように、主桁３２０の上フランジ３３３から床版３１０を撤去する。その後、工程ＳＴ６に示すように、新たな鋼床版１０Ｅを上フランジ３３３に取り付ける。鋼床版１０Ｅは、例えば上記実施形態における鋼床版１０が用いられる。これにより、上記実施形態における鋼床版１０Ｅを備えた橋梁１００Ｅに改築することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０，１０Ｄ，１０Ｅ  鋼床版
２０，２０Ｃ，２２０，３２０  主桁
２５  中間部分
３０  デッキプレート
３０ａ  主面
３０ｂ  下面
３１  主桁近傍部
３２  中間部
４０  横リブ
４１，２２２  ウエブ
４１ｓ，５０ｓ  側辺
４２  フランジ
４３  切り欠き部
４４  溶接止端部
５０，５１，５１ａ，５１ｂ，５２，５２ａ，５２ｂ，５３  縦リブ
５０ｆ  下端
６０  溶接部分
１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，２００，３００  橋梁
２１０，３１０  床版
２２１  下フランジ
２２２ａ  切断箇所
２２３，３３３  上フランジ
２２５  取付機構
Ｄ１  橋軸方向
Ｄ２  幅方向
Ｄ３  上下方向
Ｆ  荷重
Ｆ１  剪断応力
Ｆ２  支持応力
ＳＴ１，ＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４，ＳＴ５，ＳＴ６  工程
【要約】
【課題】疲労耐久性を向上することができる鋼床版及び橋梁を提供する。
【解決手段】鋼床版は、第１方向の複数の位置が主桁によって支持されるデッキプレートと、デッキプレートの下面に接合され、第１方向に延びる横リブと、第１方向に交差する第２方向に延びた状態でデッキプレートの下面及び横リブに接合され、第１方向に複数設けられる縦リブとを備え、複数の縦リブのうち、デッキプレートにおいて第１方向の主桁側に配置される縦リブは、隣り合う主桁同士の中間部側に配置される縦リブよりも寸法が大きい。
【選択図】図２【図１】
0006846555.tif 000002
【図２】
0006846555.tif 000003
【図３】
0006846555.tif 000004
【図４】
0006846555.tif 000005
【図５】
0006846555.tif 000006
【図６】
0006846555.tif 000007
【図７】
0006846555.tif 000008
【図８】
0006846555.tif 000009