鋼床板改修方法
【課題】通行止めや車線規制等を最小限にしながら鋼床板の改修工事を実施できるようにする。
【解決手段】平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状のＵリブ５が並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板１を対象として、鋼床板１に発生した疲労亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法において、亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板１の補強を図る補強部材Ｒを、鋼床板１に対して下方から宛って一体に固定する。
【解決手段】平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状のＵリブ５が並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板１を対象として、鋼床板１に発生した疲労亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法において、亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板１の補強を図る補強部材Ｒを、鋼床板１に対して下方から宛って一体に固定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高架道路や高速道路や橋梁等における鋼床板に発生した亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法に関し、更に詳しく説明すると、平板状の鋼製デッキプレートの下面に、溶接部を介して断面「Ｕ」字状のＵリブが並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板を対象として、前記鋼床板に発生した亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や橋梁上の大型車両の通行に伴っては、道路や橋梁が疲労・損傷し易く、近年の車両の大型化や重量化、及び、通行量の増加等により、特に、鋼床板形式を採用している道路や橋梁においては、デッキプレートとＵリブとの溶接部に疲労亀裂が発生することが判ってきた。また、この原因は、道路上を走行する車両の輪荷重によって、図１１に示すように、デッキプレート３が、Ｕリブ５の接合部を支点とした局部変形を起こし、その局部変形に起因して発生する溶接部４への応力集中によって疲労亀裂Ｃが発生するものと考えられる。そして、このように溶接部に亀裂が発生した既設鋼床板を改修する方法としては、まだ確立されたものが存在しないのが現状であるが、亀裂発生を低減させる工法の一例としては、デッキプレート上に積層された道路舗装を剥がした後、鋼床板の上に補強部材（金属板やコンクリート材等）を一体に施工して、鋼床板の全体的な強化を図る方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特願２００５−２７０３３５号（図１、図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の鋼床板改修方法によれば、溶接部の局部的な亀裂に対しても、上述の鋼床板の補強は広い範囲に及ぶこととなり、それに伴って道路舗装を剥がしたり、新たな補強部材を鋼床板の上に設置する関係上、長期間にわたって通行止めや、車線規制等を行う必要があり、地域交通に支障を来しやすい問題点がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、通行止めや車線規制等を最小限にしながら鋼床板の改修工事を実施できる鋼床板改修方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、平板状の鋼製デッキプレートの下面に、溶接部を介して断面「Ｕ」字状のＵリブが並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板を対象として、前記鋼床板に発生した亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法において、前記亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板の補強を図る補強部材を、前記鋼床板に対して下方から宛って一体に固定するところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、前記亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板の補強を図る補強部材を、前記鋼床板に対して下方から宛って一体に固定するから、発生した鋼床板の亀裂が当該改修方法の実施中やそれ以後において進展するのを予防でき、より安全な状態での改修施工を実施することが可能となる。
また、鋼床板に対する補強は、鋼床板の亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として補強部材を鋼床板の下方から宛って一体に固定することで実施するから、工事期間中の大半を鋼床板の下方空間を使用して行うこととなり、鋼床板の上方空間、即ち、道路上での作業を従来に比べて著しく少なくすることができ、通行止めや道路規制を最小限にすることが可能となる。
尚、上述の亀裂進展防止施工とは、例えば、亀裂の端部を含むように亀裂幅寸法より大きい直径の丸穴を明けて、その丸穴をストップホールとする方法であったり、亀裂発生範囲のＵリブと溶接部とを局部的にデッキプレートから取り除くことで原因そのものを除去する方法等が例として挙げられる。
また、上述の補強部材とは、例えば、金属製の補強プレート等で構成されたもの、単独の部材や、複数の部材にわたるもの等、さまざまな形態を採ることが可能である。そして、Ｕリブや溶接部をデッキプレートと共に残した状態で補強部材を設置する場合には、その補強部材は、Ｕリブに沿うような形状に成形しておくことが考えられる。一方、亀裂発生範囲のＵリブや溶接部をデッキプレートから除去した状態で補強部材を設置する場合には、その補強部材は、除去した部分に納まる形状に成形しておくことが考えられる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記亀裂進展防止施工は、亀裂発生範囲の前記Ｕリブと前記溶接部とを前記デッキプレートから取り除く工程であり、前記補強部材は、その取り除いた跡を埋める状態に形成された新たなＵリブ片と、そのＵリブ片を前記デッキプレートに固定すると共に、前記Ｕリブ片をその端部側に隣接する残留したＵリブと連結する連結部材とを備えたものであるところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、亀裂発生範囲のＵリブと溶接部とをデッキプレートから取り除くことで亀裂進展防止を図るわけであるから、原因となる亀裂そのものが除去され、より亀裂発生に対する予防効果が向上する。従って、鋼床板の改修工事もより安全に実施することが可能となる。
また、取り除いた跡には、新たなリブ片や、前記連結部材が取り付けられることで、デッキプレートと一体となった頑丈な鋼床板が再生されることとなる。そして、デッキプレートの下方での取付作業となる関係上、大きな部品や、重量部品を扱うには手間が掛かるが、本発明の特徴構成によれば、新たなＵリブ片と連結部材との別々の部品に分割してあることで、それぞれの部品をコンパクトにしたり軽量化することができ、その結果、各部品の取扱性が向上し、例えば、橋梁下面等の高所作業であっても効率よく取付作業を進めることが可能となる。
尚、ここで言う連結部材とは、前記Ｕリブ片をデッキプレートに取り付けるためのボルトや接合用プレート、Ｕリブ片と残留したＵリブとにわたって取り付ける接合用プレートやボルト等が一例として挙げられる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記新たなＵリブ片は、前記デッキプレートの下面に沿って配置自在な上プレート部と、その上プレート部の下面に固着された断面「Ｕ」字状の下リブ部とを備えて構成されているところにある。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、単なる断面「Ｕ」字状の下リブ部のみによってＵリブ片を構成してあるものに比べて、上プレート部によって下リブ部が一体化されることによる強度アップを見込むことができる。そして、Ｕリブ片全体とした断面係数の増加による補強性能の向上をも期待することが可能となる。
更には、Ｕリブ片は、上プレート部がデッキプレートの下面に沿って配置されるから、デッキプレートに対する局部的な補強効果をも期待することが可能となり、改修に伴う鋼床板としての剛性増加をも期待することが可能となる。
また、新たなＵリブ片は、例えば、工場による行き届いた品質管理のもとで製作することが可能となるから、溶接性能等が良好に確保でき、亀裂の再発を未然に防ぐことも可能となる。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成は、前記残留したＵリブの取り除かれた側の端面部に対して、溶接部に近接するリブ部分の一部を、ほぼ半円形状に切り欠いておくところにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、以下のような作用効果を叶えることが可能となる。
デッキプレートとＵリブとの接合部分である溶接部は、通常の場合でも応力集中が発生し易い箇所であるが、特に、残留したＵリブの端部においては、溶接部が途切れていることで引張力が作用し易くなり、輪荷重等の作用によって新たな亀裂の発生源となる危険性を備えている。そこで、本発明の特徴構成のごとく、溶接部に近接する残留リブ部分の一部を、ほぼ半円形状に切り欠いておくことで、切欠き部周囲でのリブ側の断面力の緩和によって変形性能を向上させることができ、デッキプレートとＵリブ間に作用するせん断力や引っ張り力をリブ側の変形によって緩和することが可能となる。その結果、Ｕリブ端部の溶接部に大きな荷重が作用し難くすることができ、亀裂の発生を未然に防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の鋼床板改修方法を実施する対象となる鋼床板１を使用した道路橋Ｂの一部を示すものである。
道路橋Ｂは、鋼床板１の下方に主桁や横桁や横リブ等を一体に備えると共に、鋼床板１の上方に舗装２や高欄を一体に備えて構成されている。
【００１６】
鋼床板１は、平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状の鋼製Ｕリブ５が並設状態にそれぞれ固着されて構成されている（図１１参照）。
近年、この溶接部４やＵリブ５の一部にまで達した亀裂Ｃが発見されるようになり、ここでは、そのような損傷を受けた部分を切除して新たな部材を設置することで手当をし、鋼床板の改修を行う方法について説明する。
【００１７】
前記溶接部４の詳細は、図１１に示すように、デッキプレート３下面部とＵリブ５上縁部との間で外方に開口した開先４ａに対して隅肉溶接を施して構成されている。
そして、亀裂Ｃが発生する原因は、舗装２上に作用する走行車両の輪荷重や振動等によって、図に示すように、デッキプレート３が、Ｕリブ５の接合部を支点とした繰り返しの揺動変形を起こし、その揺動変形に伴って溶接部４に応力集中が生じることで疲労破壊を起こし亀裂Ｃを生じるものと考えられる。
【００１８】
本発明に係わる鋼床板改修方法は、図２〜９に示すように、亀裂Ｃが発見された箇所に対して、亀裂進展を防止する亀裂進展防止施工（具体例としては亀裂発生範囲ＬのＵリブ５と前記溶接部４とをデッキプレート３から取り除く施工）を行った後、亀裂発生範囲Ｌを含むその周囲範囲を対象として鋼床板１の補強を図る金属製の補強部材Ｒを、前記鋼床板１に対して下方から宛って一体に固定することで実施される。
【００１９】
前記補強部材Ｒは、複数の部材で構成されている。
補強部材Ｒは、前記亀裂発生範囲Ｌにおいて取り除かれたＵリブ５と溶接部４との切除跡を埋める状態に形成された新たなＵリブ片６（以後単にＵリブ片と言う）と（図２、図３参照）、そのＵリブ片６を前記デッキプレート３に固定すると共に前記Ｕリブ片６をその端部側に隣接する残留したＵリブ５Ａと連結する連結部材７とを備えて構成されている（図３〜９参照）。
【００２０】
前記Ｕリブ片６は、前記デッキプレート３の下面に沿って配置自在な上プレート部６Ａと、その上プレート部６Ａの下面に固着された断面「Ｕ」字状の下リブ部６Ｂとを備えて構成されている。尚、上プレート部６Ａと下リブ部６Ｂとは溶接によって一体化が図られているが、図７に示すように、下リブ部６Ｂの表裏両面側から隅肉溶接がそれぞれ施してあり、極めて亀裂が発生し難いように構成されている。
上プレート部６Ａには、図３に示すように、前記デッキプレート３とボルト接合するための複数のボルト穴６Ａａが形成されている。
一方、下リブ部６Ｂにも、デッキプレート３や前記Ｕリブ片６にわたって取り付けられる複数の前記連結部材７とボルト接合するための複数のボルト穴６Ｂａが形成されている。更には、下リブ部６Ｂの底部分における前記残留Ｕリブ５Ａ側の両端部には、Ｕリブ長手方向に沿った切欠き６Ｂｂが形成してある。この切欠き６Ｂｂは、当該Ｕリブ片６をデッキプレート３に取り付ける際や、各連結部材７を取り付ける際の作業孔として使用することができる。
尚、前記残留Ｕリブ５Ａの内、前記ボルト穴６Ｂａや切欠き６Ｂｂに隣接する部分にも同様のボルト穴５Ａａや切欠き５Ａｂが形成される。
【００２１】
次に、前記連結部材７について説明する。
連結部材７は、大別すると以下の４種類のものが用意されている。
【００２２】
第１連結部材７Ａ：図４、図５に示すように、残留Ｕリブ５ＡとＵリブ片６の下リブ部６Ｂとにわたって連結する断面「Ｕ」字状の部材で構成してあり、Ｕリブ片６の両端側の継ぎ部にそれぞれ設置される。断面形状は、前記Ｕリブ５Ａ・Ｕリブ片６の下面に沿う 「Ｕ」字状に設定されている。また、第１連結部材７Ａには、６Ｂａや５Ａａのボルト穴に対応する箇所に同様のボルト穴７Ａａが形成してあると共に、第１連結部材７Ａの底部分には、６Ｂｂや５Ａｂの切欠きに対応する位置に長穴７Ａｂが形成してある。この第１連結部材７Ａは、Ｕリブ片６と残留Ｕリブ５Ａとを連結する機能や、前記切欠き５Ａｂ，６Ｂｂによる断面欠損に対する補強の機能を備えている。
【００２３】
第２連結部材７Ｂ：図５、図６に示すように、前記第１連結部材７Ａをデッキプレート３に対して連結する機能を有した断面略「Ｌ」字状の部材で構成してある。そして、デッキプレート３や第１連結部材７Ａとのボルト接合用のボルト穴７Ｂａが複数設けられている。
また、第２連結部材７Ｂの長さ寸法は、前記第１連結部材７Ａより短く設定してあり、設置位置は、前記第１連結部材７Ａの前記残留Ｕリブ５Ａ設置側の端部に寄せて設けられている。これによって、当該改修施工が図られるＵリブの継ぎ目部分（残留ＵリブとＵリブ片との継ぎ目部分）近傍での部材有効断面積の変化を、第２連結部材７Ｂによって段階的に分散でき、断面力が局部に集中的に作用することの緩和が可能となっている。
一方、当該第２連結部材７Ｂの長手方向中間部には、対応箇所に固定した状態で残留Ｕリブ５Ａの溶接部端部を目視観察できるように観察用の窓部７Ｂｂを形成してある。
尚、第２連結部材７Ｂを設置した状態での残留Ｕリブ５Ａに対応する部分は、デッキプレート３との間に、前記有里部辺６の上プレート部６Ａの厚み寸法に相当する隙間が生じるから、この部分には、その隙間を埋めるように座金８を介在させてボルト連結される。
【００２４】
第３連結部材７Ｃ：図３、図７〜９に示すように、前記Ｕリブ片６をデッキプレート３に対して固定する帯板状の部材で構成してある。そして、Ｕリブ片６やデッキプレート３とのボルト接合用のボルト穴７Ｃａが複数設けられている。
また、長手方向の中間部を境にして厚みが変化しており、薄い方はＵリブ片６の上プレート部６Ａに対応し、厚い方は残留Ｕリブ５Ａ上のデッキプレート３に対応する状態に取り付けられる。従って、厚み差は、前記上プレート部６Ａの厚み寸法に相当する。
【００２５】
第４連結部材７Ｄ：図４〜９に示すように、前記第１〜３の各連結部材７Ａ，７Ｂ，７Ｃを対象部分に固定するための各種ボルト部材を総称して第４連結部材７Ｄと言う。
尚、本実施形態においては、Ｕリブ内空部に配置されてデッキプレート３に取り付けられるボルト部材は、ワンサイドボルトを使用している。
【００２６】
以上のように、亀裂発生範囲ＬのＵリブ５と前記溶接部４とを切除した跡に、前記補強部材Ｒを取り付けることで、前記鋼床板１の改修を行うことができるが、それ以後の新たな亀裂Ｃの発生を予防する意味から、前記残留Ｕリブ５Ａの端部に、図３に示すような半円形状の切欠き５Ａｃが形成してある。
即ち、鋼床板１への外力の作用による応力集中は、前述の通り溶接部４に作用し易いわけであるが、切除跡の端部には他部に比べて特に作用し易くなる。従って、溶接部４に近接する残留リブ５Ａ部分に前記切欠き５Ａｃを設けておくことで、切欠き５Ａｃ周囲でのリブ側の断面力の緩和によって変形性能を向上させることができ、それに伴って溶接部４に大きな荷重が作用し難くすることができ、亀裂の発生を未然に防ぐことが可能となる。そして、前記第２連結部材７Ｂに窓部７Ｂｂを形成してあることで、図５、図８、図９に示すように、亀裂の発生の原因となり易いこの溶接部４の端部の状況を、前記窓部７Ｂｂを通して容易に確認することが可能となる。
【００２７】
最後に、当該鋼床板改修方法についての具体的な手順を説明する。
［１］亀裂が発見された範囲を対象にして、Ｕリブ５と溶接部４とを鋼床板１の下方空間側から切除する（図２参照）。
［２］切除跡の寸法に合わせて予め形成しておいた前記補強部材Ｒを、前記切除跡に下方側から宛って連結する（図３〜６参照）。但し、デッキプレート３への補強部材Ｒの取り付けに伴っては、事前に舗装２を撤去しておき、デッキプレート３上から作業を行い、その工程のみ完了したら、再舗装を行う。そして、鋼床板１の下方空間側から可能な作業は、すべて下方側から実施する。
【００２８】
本実施形態で説明した鋼床板改修方法によれば、路上からの作業は、極めて限られた範囲に絞って実施でき、且つ、短時間のうちに完了することが可能となるから、通行止めや車線規制の時間を極力短くすることができる。
【００２９】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００３０】
〈１〉 本発明の鋼床板改修方法を実施する対象は、先の実施形態で説明した道路橋に限るものではなく、他の橋梁や桁部材であってもよく、要するに、平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状のＵリブ５が並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板１を備えたものであればよい。
〈２〉 前記亀裂Ｃの進展を防止する亀裂進展防止施工とは、先の実施形態で説明した亀裂発生範囲ＬのＵリブ５と溶接部４とをデッキプレート３から取り除く工程に限るものではなく、例えば、Ｕリブ５や溶接部４を残したまま、図１０に示すように、亀裂Ｃの端部を含むように亀裂幅寸法より大きい直径の丸穴９を明けて、その丸穴９をストップホールとする方法であってもよい。また、その場合、補強部材Ｒは、既存のＵリブ５を覆う状態に構成したものを使用することができる。
〈３〉 前記補強部材Ｒは、先の実施形態で説明した構成の連結部材７を備えたものに限るものではなく、寸法や形状や数量等も、適宜変更することが可能である。
【００３１】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】道路橋の要部を示す切欠き斜視図
【図２】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図３】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図４】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図５】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図６】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図７】改修部のＵリブ片が取り付けられている部分を示す横断面図
【図８】改修部の残留Ｕリブ部分を示す横断面図
【図９】改修されたＵリブの縦断面図
【図１０】別実施形態による亀裂進展防止施工の一例を示すＵリブ側面図
【図１１】亀裂の状況を示す鋼床板の要部を示す横断面図
【符号の説明】
【００３３】
１ 鋼床板
３ デッキプレート
４ 溶接部
５ Ｕリブ
５Ａ 残留したＵリブ
６ 新たなＵリブ片
６Ａ 上プレート部
６Ｂ 下リブ部
７ 連結部材
Ｃ 亀裂
Ｌ 亀裂発生範囲
Ｒ 補強部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、高架道路や高速道路や橋梁等における鋼床板に発生した亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法に関し、更に詳しく説明すると、平板状の鋼製デッキプレートの下面に、溶接部を介して断面「Ｕ」字状のＵリブが並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板を対象として、前記鋼床板に発生した亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路や橋梁上の大型車両の通行に伴っては、道路や橋梁が疲労・損傷し易く、近年の車両の大型化や重量化、及び、通行量の増加等により、特に、鋼床板形式を採用している道路や橋梁においては、デッキプレートとＵリブとの溶接部に疲労亀裂が発生することが判ってきた。また、この原因は、道路上を走行する車両の輪荷重によって、図１１に示すように、デッキプレート３が、Ｕリブ５の接合部を支点とした局部変形を起こし、その局部変形に起因して発生する溶接部４への応力集中によって疲労亀裂Ｃが発生するものと考えられる。そして、このように溶接部に亀裂が発生した既設鋼床板を改修する方法としては、まだ確立されたものが存在しないのが現状であるが、亀裂発生を低減させる工法の一例としては、デッキプレート上に積層された道路舗装を剥がした後、鋼床板の上に補強部材（金属板やコンクリート材等）を一体に施工して、鋼床板の全体的な強化を図る方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特願２００５−２７０３３５号（図１、図３、図４）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した従来の鋼床板改修方法によれば、溶接部の局部的な亀裂に対しても、上述の鋼床板の補強は広い範囲に及ぶこととなり、それに伴って道路舗装を剥がしたり、新たな補強部材を鋼床板の上に設置する関係上、長期間にわたって通行止めや、車線規制等を行う必要があり、地域交通に支障を来しやすい問題点がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、上記問題点を解消し、通行止めや車線規制等を最小限にしながら鋼床板の改修工事を実施できる鋼床板改修方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の特徴構成は、平板状の鋼製デッキプレートの下面に、溶接部を介して断面「Ｕ」字状のＵリブが並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板を対象として、前記鋼床板に発生した亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法において、前記亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板の補強を図る補強部材を、前記鋼床板に対して下方から宛って一体に固定するところにある。
【０００７】
本発明の第１の特徴構成によれば、前記亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板の補強を図る補強部材を、前記鋼床板に対して下方から宛って一体に固定するから、発生した鋼床板の亀裂が当該改修方法の実施中やそれ以後において進展するのを予防でき、より安全な状態での改修施工を実施することが可能となる。
また、鋼床板に対する補強は、鋼床板の亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として補強部材を鋼床板の下方から宛って一体に固定することで実施するから、工事期間中の大半を鋼床板の下方空間を使用して行うこととなり、鋼床板の上方空間、即ち、道路上での作業を従来に比べて著しく少なくすることができ、通行止めや道路規制を最小限にすることが可能となる。
尚、上述の亀裂進展防止施工とは、例えば、亀裂の端部を含むように亀裂幅寸法より大きい直径の丸穴を明けて、その丸穴をストップホールとする方法であったり、亀裂発生範囲のＵリブと溶接部とを局部的にデッキプレートから取り除くことで原因そのものを除去する方法等が例として挙げられる。
また、上述の補強部材とは、例えば、金属製の補強プレート等で構成されたもの、単独の部材や、複数の部材にわたるもの等、さまざまな形態を採ることが可能である。そして、Ｕリブや溶接部をデッキプレートと共に残した状態で補強部材を設置する場合には、その補強部材は、Ｕリブに沿うような形状に成形しておくことが考えられる。一方、亀裂発生範囲のＵリブや溶接部をデッキプレートから除去した状態で補強部材を設置する場合には、その補強部材は、除去した部分に納まる形状に成形しておくことが考えられる。
【０００８】
本発明の第２の特徴構成は、前記亀裂進展防止施工は、亀裂発生範囲の前記Ｕリブと前記溶接部とを前記デッキプレートから取り除く工程であり、前記補強部材は、その取り除いた跡を埋める状態に形成された新たなＵリブ片と、そのＵリブ片を前記デッキプレートに固定すると共に、前記Ｕリブ片をその端部側に隣接する残留したＵリブと連結する連結部材とを備えたものであるところにある。
【０００９】
本発明の第２の特徴構成によれば、本発明の第１の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、亀裂発生範囲のＵリブと溶接部とをデッキプレートから取り除くことで亀裂進展防止を図るわけであるから、原因となる亀裂そのものが除去され、より亀裂発生に対する予防効果が向上する。従って、鋼床板の改修工事もより安全に実施することが可能となる。
また、取り除いた跡には、新たなリブ片や、前記連結部材が取り付けられることで、デッキプレートと一体となった頑丈な鋼床板が再生されることとなる。そして、デッキプレートの下方での取付作業となる関係上、大きな部品や、重量部品を扱うには手間が掛かるが、本発明の特徴構成によれば、新たなＵリブ片と連結部材との別々の部品に分割してあることで、それぞれの部品をコンパクトにしたり軽量化することができ、その結果、各部品の取扱性が向上し、例えば、橋梁下面等の高所作業であっても効率よく取付作業を進めることが可能となる。
尚、ここで言う連結部材とは、前記Ｕリブ片をデッキプレートに取り付けるためのボルトや接合用プレート、Ｕリブ片と残留したＵリブとにわたって取り付ける接合用プレートやボルト等が一例として挙げられる。
【００１０】
本発明の第３の特徴構成は、前記新たなＵリブ片は、前記デッキプレートの下面に沿って配置自在な上プレート部と、その上プレート部の下面に固着された断面「Ｕ」字状の下リブ部とを備えて構成されているところにある。
【００１１】
本発明の第３の特徴構成によれば、本発明の第１又は２の特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、単なる断面「Ｕ」字状の下リブ部のみによってＵリブ片を構成してあるものに比べて、上プレート部によって下リブ部が一体化されることによる強度アップを見込むことができる。そして、Ｕリブ片全体とした断面係数の増加による補強性能の向上をも期待することが可能となる。
更には、Ｕリブ片は、上プレート部がデッキプレートの下面に沿って配置されるから、デッキプレートに対する局部的な補強効果をも期待することが可能となり、改修に伴う鋼床板としての剛性増加をも期待することが可能となる。
また、新たなＵリブ片は、例えば、工場による行き届いた品質管理のもとで製作することが可能となるから、溶接性能等が良好に確保でき、亀裂の再発を未然に防ぐことも可能となる。
【００１２】
本発明の第４の特徴構成は、前記残留したＵリブの取り除かれた側の端面部に対して、溶接部に近接するリブ部分の一部を、ほぼ半円形状に切り欠いておくところにある。
【００１３】
本発明の第４の特徴構成によれば、本発明の第１〜３の何れかの特徴構成による上述の作用効果を叶えることができるのに加えて、以下のような作用効果を叶えることが可能となる。
デッキプレートとＵリブとの接合部分である溶接部は、通常の場合でも応力集中が発生し易い箇所であるが、特に、残留したＵリブの端部においては、溶接部が途切れていることで引張力が作用し易くなり、輪荷重等の作用によって新たな亀裂の発生源となる危険性を備えている。そこで、本発明の特徴構成のごとく、溶接部に近接する残留リブ部分の一部を、ほぼ半円形状に切り欠いておくことで、切欠き部周囲でのリブ側の断面力の緩和によって変形性能を向上させることができ、デッキプレートとＵリブ間に作用するせん断力や引っ張り力をリブ側の変形によって緩和することが可能となる。その結果、Ｕリブ端部の溶接部に大きな荷重が作用し難くすることができ、亀裂の発生を未然に防ぐことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の鋼床板改修方法を実施する対象となる鋼床板１を使用した道路橋Ｂの一部を示すものである。
道路橋Ｂは、鋼床板１の下方に主桁や横桁や横リブ等を一体に備えると共に、鋼床板１の上方に舗装２や高欄を一体に備えて構成されている。
【００１６】
鋼床板１は、平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状の鋼製Ｕリブ５が並設状態にそれぞれ固着されて構成されている（図１１参照）。
近年、この溶接部４やＵリブ５の一部にまで達した亀裂Ｃが発見されるようになり、ここでは、そのような損傷を受けた部分を切除して新たな部材を設置することで手当をし、鋼床板の改修を行う方法について説明する。
【００１７】
前記溶接部４の詳細は、図１１に示すように、デッキプレート３下面部とＵリブ５上縁部との間で外方に開口した開先４ａに対して隅肉溶接を施して構成されている。
そして、亀裂Ｃが発生する原因は、舗装２上に作用する走行車両の輪荷重や振動等によって、図に示すように、デッキプレート３が、Ｕリブ５の接合部を支点とした繰り返しの揺動変形を起こし、その揺動変形に伴って溶接部４に応力集中が生じることで疲労破壊を起こし亀裂Ｃを生じるものと考えられる。
【００１８】
本発明に係わる鋼床板改修方法は、図２〜９に示すように、亀裂Ｃが発見された箇所に対して、亀裂進展を防止する亀裂進展防止施工（具体例としては亀裂発生範囲ＬのＵリブ５と前記溶接部４とをデッキプレート３から取り除く施工）を行った後、亀裂発生範囲Ｌを含むその周囲範囲を対象として鋼床板１の補強を図る金属製の補強部材Ｒを、前記鋼床板１に対して下方から宛って一体に固定することで実施される。
【００１９】
前記補強部材Ｒは、複数の部材で構成されている。
補強部材Ｒは、前記亀裂発生範囲Ｌにおいて取り除かれたＵリブ５と溶接部４との切除跡を埋める状態に形成された新たなＵリブ片６（以後単にＵリブ片と言う）と（図２、図３参照）、そのＵリブ片６を前記デッキプレート３に固定すると共に前記Ｕリブ片６をその端部側に隣接する残留したＵリブ５Ａと連結する連結部材７とを備えて構成されている（図３〜９参照）。
【００２０】
前記Ｕリブ片６は、前記デッキプレート３の下面に沿って配置自在な上プレート部６Ａと、その上プレート部６Ａの下面に固着された断面「Ｕ」字状の下リブ部６Ｂとを備えて構成されている。尚、上プレート部６Ａと下リブ部６Ｂとは溶接によって一体化が図られているが、図７に示すように、下リブ部６Ｂの表裏両面側から隅肉溶接がそれぞれ施してあり、極めて亀裂が発生し難いように構成されている。
上プレート部６Ａには、図３に示すように、前記デッキプレート３とボルト接合するための複数のボルト穴６Ａａが形成されている。
一方、下リブ部６Ｂにも、デッキプレート３や前記Ｕリブ片６にわたって取り付けられる複数の前記連結部材７とボルト接合するための複数のボルト穴６Ｂａが形成されている。更には、下リブ部６Ｂの底部分における前記残留Ｕリブ５Ａ側の両端部には、Ｕリブ長手方向に沿った切欠き６Ｂｂが形成してある。この切欠き６Ｂｂは、当該Ｕリブ片６をデッキプレート３に取り付ける際や、各連結部材７を取り付ける際の作業孔として使用することができる。
尚、前記残留Ｕリブ５Ａの内、前記ボルト穴６Ｂａや切欠き６Ｂｂに隣接する部分にも同様のボルト穴５Ａａや切欠き５Ａｂが形成される。
【００２１】
次に、前記連結部材７について説明する。
連結部材７は、大別すると以下の４種類のものが用意されている。
【００２２】
第１連結部材７Ａ：図４、図５に示すように、残留Ｕリブ５ＡとＵリブ片６の下リブ部６Ｂとにわたって連結する断面「Ｕ」字状の部材で構成してあり、Ｕリブ片６の両端側の継ぎ部にそれぞれ設置される。断面形状は、前記Ｕリブ５Ａ・Ｕリブ片６の下面に沿う 「Ｕ」字状に設定されている。また、第１連結部材７Ａには、６Ｂａや５Ａａのボルト穴に対応する箇所に同様のボルト穴７Ａａが形成してあると共に、第１連結部材７Ａの底部分には、６Ｂｂや５Ａｂの切欠きに対応する位置に長穴７Ａｂが形成してある。この第１連結部材７Ａは、Ｕリブ片６と残留Ｕリブ５Ａとを連結する機能や、前記切欠き５Ａｂ，６Ｂｂによる断面欠損に対する補強の機能を備えている。
【００２３】
第２連結部材７Ｂ：図５、図６に示すように、前記第１連結部材７Ａをデッキプレート３に対して連結する機能を有した断面略「Ｌ」字状の部材で構成してある。そして、デッキプレート３や第１連結部材７Ａとのボルト接合用のボルト穴７Ｂａが複数設けられている。
また、第２連結部材７Ｂの長さ寸法は、前記第１連結部材７Ａより短く設定してあり、設置位置は、前記第１連結部材７Ａの前記残留Ｕリブ５Ａ設置側の端部に寄せて設けられている。これによって、当該改修施工が図られるＵリブの継ぎ目部分（残留ＵリブとＵリブ片との継ぎ目部分）近傍での部材有効断面積の変化を、第２連結部材７Ｂによって段階的に分散でき、断面力が局部に集中的に作用することの緩和が可能となっている。
一方、当該第２連結部材７Ｂの長手方向中間部には、対応箇所に固定した状態で残留Ｕリブ５Ａの溶接部端部を目視観察できるように観察用の窓部７Ｂｂを形成してある。
尚、第２連結部材７Ｂを設置した状態での残留Ｕリブ５Ａに対応する部分は、デッキプレート３との間に、前記有里部辺６の上プレート部６Ａの厚み寸法に相当する隙間が生じるから、この部分には、その隙間を埋めるように座金８を介在させてボルト連結される。
【００２４】
第３連結部材７Ｃ：図３、図７〜９に示すように、前記Ｕリブ片６をデッキプレート３に対して固定する帯板状の部材で構成してある。そして、Ｕリブ片６やデッキプレート３とのボルト接合用のボルト穴７Ｃａが複数設けられている。
また、長手方向の中間部を境にして厚みが変化しており、薄い方はＵリブ片６の上プレート部６Ａに対応し、厚い方は残留Ｕリブ５Ａ上のデッキプレート３に対応する状態に取り付けられる。従って、厚み差は、前記上プレート部６Ａの厚み寸法に相当する。
【００２５】
第４連結部材７Ｄ：図４〜９に示すように、前記第１〜３の各連結部材７Ａ，７Ｂ，７Ｃを対象部分に固定するための各種ボルト部材を総称して第４連結部材７Ｄと言う。
尚、本実施形態においては、Ｕリブ内空部に配置されてデッキプレート３に取り付けられるボルト部材は、ワンサイドボルトを使用している。
【００２６】
以上のように、亀裂発生範囲ＬのＵリブ５と前記溶接部４とを切除した跡に、前記補強部材Ｒを取り付けることで、前記鋼床板１の改修を行うことができるが、それ以後の新たな亀裂Ｃの発生を予防する意味から、前記残留Ｕリブ５Ａの端部に、図３に示すような半円形状の切欠き５Ａｃが形成してある。
即ち、鋼床板１への外力の作用による応力集中は、前述の通り溶接部４に作用し易いわけであるが、切除跡の端部には他部に比べて特に作用し易くなる。従って、溶接部４に近接する残留リブ５Ａ部分に前記切欠き５Ａｃを設けておくことで、切欠き５Ａｃ周囲でのリブ側の断面力の緩和によって変形性能を向上させることができ、それに伴って溶接部４に大きな荷重が作用し難くすることができ、亀裂の発生を未然に防ぐことが可能となる。そして、前記第２連結部材７Ｂに窓部７Ｂｂを形成してあることで、図５、図８、図９に示すように、亀裂の発生の原因となり易いこの溶接部４の端部の状況を、前記窓部７Ｂｂを通して容易に確認することが可能となる。
【００２７】
最後に、当該鋼床板改修方法についての具体的な手順を説明する。
［１］亀裂が発見された範囲を対象にして、Ｕリブ５と溶接部４とを鋼床板１の下方空間側から切除する（図２参照）。
［２］切除跡の寸法に合わせて予め形成しておいた前記補強部材Ｒを、前記切除跡に下方側から宛って連結する（図３〜６参照）。但し、デッキプレート３への補強部材Ｒの取り付けに伴っては、事前に舗装２を撤去しておき、デッキプレート３上から作業を行い、その工程のみ完了したら、再舗装を行う。そして、鋼床板１の下方空間側から可能な作業は、すべて下方側から実施する。
【００２８】
本実施形態で説明した鋼床板改修方法によれば、路上からの作業は、極めて限られた範囲に絞って実施でき、且つ、短時間のうちに完了することが可能となるから、通行止めや車線規制の時間を極力短くすることができる。
【００２９】
〔別実施形態〕
以下に他の実施の形態を説明する。
【００３０】
〈１〉 本発明の鋼床板改修方法を実施する対象は、先の実施形態で説明した道路橋に限るものではなく、他の橋梁や桁部材であってもよく、要するに、平板状の鋼製デッキプレート３の下面に、溶接部４を介して断面「Ｕ」字状のＵリブ５が並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板１を備えたものであればよい。
〈２〉 前記亀裂Ｃの進展を防止する亀裂進展防止施工とは、先の実施形態で説明した亀裂発生範囲ＬのＵリブ５と溶接部４とをデッキプレート３から取り除く工程に限るものではなく、例えば、Ｕリブ５や溶接部４を残したまま、図１０に示すように、亀裂Ｃの端部を含むように亀裂幅寸法より大きい直径の丸穴９を明けて、その丸穴９をストップホールとする方法であってもよい。また、その場合、補強部材Ｒは、既存のＵリブ５を覆う状態に構成したものを使用することができる。
〈３〉 前記補強部材Ｒは、先の実施形態で説明した構成の連結部材７を備えたものに限るものではなく、寸法や形状や数量等も、適宜変更することが可能である。
【００３１】
尚、上述のように、図面との対照を便利にするために符号を記したが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】道路橋の要部を示す切欠き斜視図
【図２】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図３】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図４】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図５】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図６】鋼床板の要部の改修状況を示す下斜め方向から見上げた分解斜視図
【図７】改修部のＵリブ片が取り付けられている部分を示す横断面図
【図８】改修部の残留Ｕリブ部分を示す横断面図
【図９】改修されたＵリブの縦断面図
【図１０】別実施形態による亀裂進展防止施工の一例を示すＵリブ側面図
【図１１】亀裂の状況を示す鋼床板の要部を示す横断面図
【符号の説明】
【００３３】
１ 鋼床板
３ デッキプレート
４ 溶接部
５ Ｕリブ
５Ａ 残留したＵリブ
６ 新たなＵリブ片
６Ａ 上プレート部
６Ｂ 下リブ部
７ 連結部材
Ｃ 亀裂
Ｌ 亀裂発生範囲
Ｒ 補強部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の鋼製デッキプレートの下面に、溶接部を介して断面「Ｕ」字状のＵリブが並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板を対象として、前記鋼床板に発生した疲労亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法であって、
前記亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板の補強を図る補強部材を、前記鋼床板に対して下方から宛って一体に固定する鋼床板改修方法。
【請求項２】
前記亀裂進展防止施工は、亀裂発生範囲の前記Ｕリブと前記溶接部とを前記デッキプレートから取り除く工程であり、前記補強部材は、その取り除いた跡を埋める状態に形成された新たなＵリブ片と、そのＵリブ片を前記デッキプレートに固定すると共に、前記Ｕリブ片をその端部側に隣接する残留したＵリブと連結する連結部材とを備えたものである請求項１に記載の鋼床板改修方法。
【請求項３】
前記新たなＵリブ片は、前記デッキプレートの下面に沿って配置自在な上プレート部と、その上プレート部の下面に固着された断面「Ｕ」字状の下リブ部とを備えて構成されている請求項２に記載の鋼床板改修方法。
【請求項４】
前記残留したＵリブの取り除かれた側の端面部に対して、溶接部に近接するリブ部分の一部を、ほぼ半円形状に切り欠いておく請求項２又は３に記載の鋼床板改修方法。
【請求項１】
平板状の鋼製デッキプレートの下面に、溶接部を介して断面「Ｕ」字状のＵリブが並設状態にそれぞれ固着されている鋼床板を対象として、前記鋼床板に発生した疲労亀裂による損傷を手当てする鋼床板改修方法であって、
前記亀裂の進展を防止する亀裂進展防止施工を行った後、亀裂発生範囲を含むその周囲を対象として鋼床板の補強を図る補強部材を、前記鋼床板に対して下方から宛って一体に固定する鋼床板改修方法。
【請求項２】
前記亀裂進展防止施工は、亀裂発生範囲の前記Ｕリブと前記溶接部とを前記デッキプレートから取り除く工程であり、前記補強部材は、その取り除いた跡を埋める状態に形成された新たなＵリブ片と、そのＵリブ片を前記デッキプレートに固定すると共に、前記Ｕリブ片をその端部側に隣接する残留したＵリブと連結する連結部材とを備えたものである請求項１に記載の鋼床板改修方法。
【請求項３】
前記新たなＵリブ片は、前記デッキプレートの下面に沿って配置自在な上プレート部と、その上プレート部の下面に固着された断面「Ｕ」字状の下リブ部とを備えて構成されている請求項２に記載の鋼床板改修方法。
【請求項４】
前記残留したＵリブの取り除かれた側の端面部に対して、溶接部に近接するリブ部分の一部を、ほぼ半円形状に切り欠いておく請求項２又は３に記載の鋼床板改修方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−５０７７４（Ｐ２００８−５０７７４Ａ）
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２２５５８７（Ｐ２００６−２２５５８７）
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（３９９０３００６０）学校法人 関西大学 (208)
【出願人】（５０５４１３２５５）阪神高速道路株式会社 (46)
【出願人】（５９２１７３１３５）横河工事株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月２２日（２００６．８．２２）
【出願人】（３９９０３００６０）学校法人 関西大学 (208)
【出願人】（５０５４１３２５５）阪神高速道路株式会社 (46)
【出願人】（５９２１７３１３５）横河工事株式会社 (20)
【Ｆターム（参考）】
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