鋼床版の溶接部の補修方法及び補修装置
【課題】時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法及び補修装置を提供する。
【解決手段】デッキプレート２と閉断面リブ３とが該閉断面リブ３の外側３ａからのみ片側溶接されている鋼床版１の溶接部４の補修方法であって、前記溶接部４及びその周辺部を、前記閉断面リブの内側３ｂからＴＩＧにより溶融して補修することを特徴とする、鋼床版の溶接部の補修方法。
【解決手段】デッキプレート２と閉断面リブ３とが該閉断面リブ３の外側３ａからのみ片側溶接されている鋼床版１の溶接部４の補修方法であって、前記溶接部４及びその周辺部を、前記閉断面リブの内側３ｂからＴＩＧにより溶融して補修することを特徴とする、鋼床版の溶接部の補修方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や高架道路を構成する鋼床版の補修方法及び補修装置に関する。詳細に言えば、デッキプレート（床板）と閉断面リブとからなる鋼床版において、デッキプレートと閉断面リブとの溶接部及びその周辺部を、溶融によって補修する方法及び装置に関する。更に詳細に言えば、補修予定の鋼床版は、デッキプレートと閉断面リブとが閉断面リブの外側からのみ片側溶接されているものに限定される。
【背景技術】
【０００２】
従来より、橋梁の床版構造の一つとして、デッキプレートと、これを補剛する閉断面リブとからなる鋼床版が使用されている。図３は、鋼床版を使用した道路橋Ｂの一部を示すものである。道路橋Ｂは、鋼床版の下方に主桁や横桁や横リブ等を一体に備えるとともに、鋼床版の上方に舗装Ｐや高欄を一体に備えて構成されている。図４は、このような鋼床版１の基本的な構造を示したものであって、本図において、２はデッキプレート、３は閉断面リブ、４はデッキプレート２と閉断面リブ３との溶接部を示している。また、図６は、図４の溶接部４付近の拡大図である。
【０００３】
デッキプレート２と閉断面リブ３との溶接は、デッキプレート２と閉断面リブとが閉断面リブの外側３ａからのみ片側溶接されている。すなわち、閉断面リブの内側３ｂからは溶接されていない。これは、溶接の容易さに起因しており、閉断面リブの内側３ｂからの溶接は人による溶接が困難なためである。そして、閉断面リブ３の内側の溶接ルート部４ａにはデッキプレート２と閉断面リブ３の端面３ｃとの間の空隙５が形成された未溶着部が存在している。この空隙５は構造部材の切り欠き効果をもたらし、鋼床版１の応力集中部を形成するとともに溶接欠陥も生じやすくなり、以下に述べる溶接部亀裂の要因となる。なお、本明細書において、「溶接ルート部」とは、溶接開始箇所より奥の場所を言う。
【０００４】
このような鋼床版１は、施工から相当の年数が経過すると、図６に示すように、溶接部４において、亀裂Ｃが、閉断面リブ３の長手方向（図６の紙面を垂直に貫通する方向）に沿って発生する場合がある。このような亀裂Ｃを放置しておくと、溶接部４が分断されて、閉断面リブ３がデッキプレート２から脱離し、鋼床版１全体の強度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、溶接部４において、亀裂Ｄが発生することもある。亀裂Ｄがデッキプレート２の舗装Ｐ側にまで達し、鋼床版１の崩壊を招いてしまうおそれもある。そのため、このような鋼床版１においては、亀裂Ｃ、Ｄの拡大を防止し、鋼床版１の強度を確保するための措置を採ることが必要とされている。
【０００６】
この措置として提案された補修方法として、特許文献１に記載された方法があり、これは図７に示すものである。すなわち、補修予定部Ｒと、補修予定部Ｒに隣接している閉断面リブの側壁３ｓとを除去することによって、補修予定部Ｒに隣接している部分のデッキプレート２と、補修予定部Ｒに隣接している部分の側壁３ｓとの間に、開先部Ｅを形成してから、溶接用の裏当て材７を、開先部Ｅに側壁３ｓの内側（図中左側）から固定した後、開先部Ｅを、側壁３ｓの外側（図中右側）から溶接する。
【０００７】
この補修方法は、閉断面リブの外側において開先部を形成し、そこを溶接するようにしているので、デッキプレートと閉断面リブとの間に、未溶着部のない溶接を行うことができる。そのため、鋼床版において充分な強度を確保して、接合部を補修することができる。そして、この補修方法は、開先部を形成する際に、デッキプレートと閉断面リブとの間の接合部を除去するので、当該補修方法の実施時において、デッキプレートの裏面を観察することができる。そのため、デッキプレートにまで亀裂が達している場合に、当該亀裂の発見及び状況の確認を行うことも可能であるとしている。
【０００８】
しかしながら、この補修方法は、現場において補修予定部Ｒと、補修予定部Ｒに隣接している閉断面リブの側壁３ｓとを除去すること、溶接用の裏当て材７を閉断面リブ内側から固定すること、補強部材を除去しなかった閉断面リブへ固定すること等が必要となるため、工事に要する時間が掛かり通行止めや車線規制等を行う必要があり、工事自体の費用も大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９７９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法及び補修装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、鋼床版の溶接部の補修方法は、
デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが該閉断面リブ（３）の外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修方法であって、
前記溶接部（４）及びその周辺部を、前記閉断面リブの内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶融して補修することを特徴とする。
単に、閉断面リブの内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶接部及びその周辺部を溶融することにより、溶接部を補修することが可能となる。これにより、時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法を提供することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、鋼床版の溶接部の補修方法は、補修される前記溶接部（４）の溶接ルート部（４ａ）には前記デッキプレート（２）と前記閉断面リブ（３）の端面（３ｃ）との間の空隙（５）が形成された未溶着部が存在しており、
前記溶接部（４）及びその周辺部の溶融により前記溶接部（４）及びその周辺部が前記空隙（５）内に進入して前記溶接ルート部（４ａ）に溶着部（６）を形成することを特徴とする。
補修対象となる鋼床版の溶接部及びその周辺部を限定し、更に、溶融による溶接部及びその周辺部の補修前後の形態を明確にしたものである。溶接ルート部近傍に存在する空隙が無くなるため、応力集中部が無くなり、疲労強度が向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、鋼床版の溶接部の補修装置は、デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが閉断面リブの外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修装置（１０）であって、請求項１又は２に記載の鋼床版の溶接部（４）の補修方法を実行可能なＴＩＧ溶融手段（９）を搭載し、前記閉断面リブ内を走行することを特徴とする。
閉断面リブの内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶融することにより溶接部を補修する装置を記載したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る補修方法を説明するための溶接補修部の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る補修装置の正面図であり、（ｂ）は本発明に係る補修装置の側面図である。
【図３】道路橋の斜視図である。
【図４】鋼床版の断面図である。
【図５】本発明に係る補修方法を実施しようとする鋼床版の一部を示したものである。
【図６】図４の溶接部付近であるＡ部の拡大図である。
【図７】従来の補修方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図５は、本発明に係る補修方法を実施しようとする鋼床版１の一部を示したものである。図５において、２はデッキプレート、３は閉断面リブ、４はデッキプレート２と閉断面リブ３との溶接部、また、Ｒは補修予定部（溶接部４のうち、亀裂等のある補修しようとする部分）を示している。デッキプレート２と閉断面リブ３との溶接は、デッキプレート２と閉断面リブとが閉断面リブの外側３ａからのみ溶接されている。すなわち、閉断面リブの内側３ｂからは溶接されていない（図６参照）。
【００１６】
一方、本発明に係る補修方法を実施するための装置１０を図２に表す。補修装置１０はＴＩＧトーチ（ＴＩＧ溶融手段）９と台車１１と走行用モータ１２とを備える。補修装置１０の全長は３８０ｍｍであり全高は２４０ｍｍであり全幅が２００ｍｍである。補修装置１０はＴＩＧトーチ９をＹ方向に自在に移動すること及びθ方向に自在に回転することが可能であり、閉断面リブ３内をＸ方向（長手方向）に自在に走行することが可能である。
【００１７】
次に本発明に係る補修方法を図１に基づいて説明する。補修する前の鋼床版１の溶接部４の状態は、図６に表されている。まず、補修されるべき溶接部４に対して、閉断面リブ３の内側３ｂから活性フラックス剤を吹き付ける。これは、補修装置１０に搭載された吹き付け手段により実行される。そして、図１に示すように、補修されるべき溶接部４に対して、閉断面リブ３の内側３ｂからＴＩＧトーチの電極９ａを近づける。電極９ａを所定の位置に設定すれば、トーチ９からイナートガスを噴射しながらタングステン電極９ａと鋼床版１との間に大電流を流して溶接部４の溶接ルート部４ａ近傍を溶融（再溶融）させる。そうすると、溶接部４及びその周辺部の溶融により、溶接部４及びその周辺部が、デッキプレート２と閉断面リブ３の端面３ｃとの間の空隙５内に進入して溶接ルート部４ａに溶着部６を形成する。
そして、溶接ルート部４ａ近傍を上記のように溶融させながら、補修装置１０をＸ方向に所定速度で走行させる。
【００１８】
以上のように、時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法及び補修装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００１９】
１ 鋼床版
２ デッキプレート
３ 閉断面リブ
４ 溶接部
５ 空隙
６ 溶着部
１０ 補修装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や高架道路を構成する鋼床版の補修方法及び補修装置に関する。詳細に言えば、デッキプレート（床板）と閉断面リブとからなる鋼床版において、デッキプレートと閉断面リブとの溶接部及びその周辺部を、溶融によって補修する方法及び装置に関する。更に詳細に言えば、補修予定の鋼床版は、デッキプレートと閉断面リブとが閉断面リブの外側からのみ片側溶接されているものに限定される。
【背景技術】
【０００２】
従来より、橋梁の床版構造の一つとして、デッキプレートと、これを補剛する閉断面リブとからなる鋼床版が使用されている。図３は、鋼床版を使用した道路橋Ｂの一部を示すものである。道路橋Ｂは、鋼床版の下方に主桁や横桁や横リブ等を一体に備えるとともに、鋼床版の上方に舗装Ｐや高欄を一体に備えて構成されている。図４は、このような鋼床版１の基本的な構造を示したものであって、本図において、２はデッキプレート、３は閉断面リブ、４はデッキプレート２と閉断面リブ３との溶接部を示している。また、図６は、図４の溶接部４付近の拡大図である。
【０００３】
デッキプレート２と閉断面リブ３との溶接は、デッキプレート２と閉断面リブとが閉断面リブの外側３ａからのみ片側溶接されている。すなわち、閉断面リブの内側３ｂからは溶接されていない。これは、溶接の容易さに起因しており、閉断面リブの内側３ｂからの溶接は人による溶接が困難なためである。そして、閉断面リブ３の内側の溶接ルート部４ａにはデッキプレート２と閉断面リブ３の端面３ｃとの間の空隙５が形成された未溶着部が存在している。この空隙５は構造部材の切り欠き効果をもたらし、鋼床版１の応力集中部を形成するとともに溶接欠陥も生じやすくなり、以下に述べる溶接部亀裂の要因となる。なお、本明細書において、「溶接ルート部」とは、溶接開始箇所より奥の場所を言う。
【０００４】
このような鋼床版１は、施工から相当の年数が経過すると、図６に示すように、溶接部４において、亀裂Ｃが、閉断面リブ３の長手方向（図６の紙面を垂直に貫通する方向）に沿って発生する場合がある。このような亀裂Ｃを放置しておくと、溶接部４が分断されて、閉断面リブ３がデッキプレート２から脱離し、鋼床版１全体の強度が低下してしまうという問題がある。
【０００５】
また、溶接部４において、亀裂Ｄが発生することもある。亀裂Ｄがデッキプレート２の舗装Ｐ側にまで達し、鋼床版１の崩壊を招いてしまうおそれもある。そのため、このような鋼床版１においては、亀裂Ｃ、Ｄの拡大を防止し、鋼床版１の強度を確保するための措置を採ることが必要とされている。
【０００６】
この措置として提案された補修方法として、特許文献１に記載された方法があり、これは図７に示すものである。すなわち、補修予定部Ｒと、補修予定部Ｒに隣接している閉断面リブの側壁３ｓとを除去することによって、補修予定部Ｒに隣接している部分のデッキプレート２と、補修予定部Ｒに隣接している部分の側壁３ｓとの間に、開先部Ｅを形成してから、溶接用の裏当て材７を、開先部Ｅに側壁３ｓの内側（図中左側）から固定した後、開先部Ｅを、側壁３ｓの外側（図中右側）から溶接する。
【０００７】
この補修方法は、閉断面リブの外側において開先部を形成し、そこを溶接するようにしているので、デッキプレートと閉断面リブとの間に、未溶着部のない溶接を行うことができる。そのため、鋼床版において充分な強度を確保して、接合部を補修することができる。そして、この補修方法は、開先部を形成する際に、デッキプレートと閉断面リブとの間の接合部を除去するので、当該補修方法の実施時において、デッキプレートの裏面を観察することができる。そのため、デッキプレートにまで亀裂が達している場合に、当該亀裂の発見及び状況の確認を行うことも可能であるとしている。
【０００８】
しかしながら、この補修方法は、現場において補修予定部Ｒと、補修予定部Ｒに隣接している閉断面リブの側壁３ｓとを除去すること、溶接用の裏当て材７を閉断面リブ内側から固定すること、補強部材を除去しなかった閉断面リブへ固定すること等が必要となるため、工事に要する時間が掛かり通行止めや車線規制等を行う必要があり、工事自体の費用も大きい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−１９７９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法及び補修装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、鋼床版の溶接部の補修方法は、
デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが該閉断面リブ（３）の外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修方法であって、
前記溶接部（４）及びその周辺部を、前記閉断面リブの内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶融して補修することを特徴とする。
単に、閉断面リブの内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶接部及びその周辺部を溶融することにより、溶接部を補修することが可能となる。これにより、時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法を提供することが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、鋼床版の溶接部の補修方法は、補修される前記溶接部（４）の溶接ルート部（４ａ）には前記デッキプレート（２）と前記閉断面リブ（３）の端面（３ｃ）との間の空隙（５）が形成された未溶着部が存在しており、
前記溶接部（４）及びその周辺部の溶融により前記溶接部（４）及びその周辺部が前記空隙（５）内に進入して前記溶接ルート部（４ａ）に溶着部（６）を形成することを特徴とする。
補修対象となる鋼床版の溶接部及びその周辺部を限定し、更に、溶融による溶接部及びその周辺部の補修前後の形態を明確にしたものである。溶接ルート部近傍に存在する空隙が無くなるため、応力集中部が無くなり、疲労強度が向上する。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、鋼床版の溶接部の補修装置は、デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが閉断面リブの外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修装置（１０）であって、請求項１又は２に記載の鋼床版の溶接部（４）の補修方法を実行可能なＴＩＧ溶融手段（９）を搭載し、前記閉断面リブ内を走行することを特徴とする。
閉断面リブの内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶融することにより溶接部を補修する装置を記載したものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る補修方法を説明するための溶接補修部の断面図である。
【図２】（ａ）は本発明に係る補修装置の正面図であり、（ｂ）は本発明に係る補修装置の側面図である。
【図３】道路橋の斜視図である。
【図４】鋼床版の断面図である。
【図５】本発明に係る補修方法を実施しようとする鋼床版の一部を示したものである。
【図６】図４の溶接部付近であるＡ部の拡大図である。
【図７】従来の補修方法を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図５は、本発明に係る補修方法を実施しようとする鋼床版１の一部を示したものである。図５において、２はデッキプレート、３は閉断面リブ、４はデッキプレート２と閉断面リブ３との溶接部、また、Ｒは補修予定部（溶接部４のうち、亀裂等のある補修しようとする部分）を示している。デッキプレート２と閉断面リブ３との溶接は、デッキプレート２と閉断面リブとが閉断面リブの外側３ａからのみ溶接されている。すなわち、閉断面リブの内側３ｂからは溶接されていない（図６参照）。
【００１６】
一方、本発明に係る補修方法を実施するための装置１０を図２に表す。補修装置１０はＴＩＧトーチ（ＴＩＧ溶融手段）９と台車１１と走行用モータ１２とを備える。補修装置１０の全長は３８０ｍｍであり全高は２４０ｍｍであり全幅が２００ｍｍである。補修装置１０はＴＩＧトーチ９をＹ方向に自在に移動すること及びθ方向に自在に回転することが可能であり、閉断面リブ３内をＸ方向（長手方向）に自在に走行することが可能である。
【００１７】
次に本発明に係る補修方法を図１に基づいて説明する。補修する前の鋼床版１の溶接部４の状態は、図６に表されている。まず、補修されるべき溶接部４に対して、閉断面リブ３の内側３ｂから活性フラックス剤を吹き付ける。これは、補修装置１０に搭載された吹き付け手段により実行される。そして、図１に示すように、補修されるべき溶接部４に対して、閉断面リブ３の内側３ｂからＴＩＧトーチの電極９ａを近づける。電極９ａを所定の位置に設定すれば、トーチ９からイナートガスを噴射しながらタングステン電極９ａと鋼床版１との間に大電流を流して溶接部４の溶接ルート部４ａ近傍を溶融（再溶融）させる。そうすると、溶接部４及びその周辺部の溶融により、溶接部４及びその周辺部が、デッキプレート２と閉断面リブ３の端面３ｃとの間の空隙５内に進入して溶接ルート部４ａに溶着部６を形成する。
そして、溶接ルート部４ａ近傍を上記のように溶融させながら、補修装置１０をＸ方向に所定速度で走行させる。
【００１８】
以上のように、時間及びコストが掛からない鋼床版の溶接部の補修方法及び補修装置を提供することが可能となる。
【符号の説明】
【００１９】
１ 鋼床版
２ デッキプレート
３ 閉断面リブ
４ 溶接部
５ 空隙
６ 溶着部
１０ 補修装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが該閉断面リブ（３）の外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修方法であって、
前記溶接部（４）及びその周辺部を、前記閉断面リブ（３）の内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶融して補修することを特徴とする、鋼床版の溶接部の補修方法。
【請求項２】
補修される前記溶接部（４）の溶接ルート部（４ａ）には前記デッキプレート（２）と前記閉断面リブ（３）の端面（３ｃ）との間の空隙（５）が形成された未溶着部が存在しており、
前記溶接部（４）及びその周辺部の溶融により前記溶接部（４）及びその周辺部が前記空隙（５）内に進入して前記溶接ルート部（４ａ）に溶着部（６）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の鋼床版の溶接部の補修方法。
【請求項３】
デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが閉断面リブの外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修装置（１０）であって、
請求項１又は２に記載の鋼床版の溶接部（４）の補修方法を実行可能なＴＩＧ溶融手段（９）を搭載し、前記閉断面リブ（３）内を走行することを特徴とする、鋼床版の溶接部の補修装置（１０）。
【請求項１】
デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが該閉断面リブ（３）の外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修方法であって、
前記溶接部（４）及びその周辺部を、前記閉断面リブ（３）の内側（３ｂ）からＴＩＧにより溶融して補修することを特徴とする、鋼床版の溶接部の補修方法。
【請求項２】
補修される前記溶接部（４）の溶接ルート部（４ａ）には前記デッキプレート（２）と前記閉断面リブ（３）の端面（３ｃ）との間の空隙（５）が形成された未溶着部が存在しており、
前記溶接部（４）及びその周辺部の溶融により前記溶接部（４）及びその周辺部が前記空隙（５）内に進入して前記溶接ルート部（４ａ）に溶着部（６）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の鋼床版の溶接部の補修方法。
【請求項３】
デッキプレート（２）と閉断面リブ（３）とが閉断面リブの外側（３ａ）からのみ片側溶接されている鋼床版（１）の溶接部（４）の補修装置（１０）であって、
請求項１又は２に記載の鋼床版の溶接部（４）の補修方法を実行可能なＴＩＧ溶融手段（９）を搭載し、前記閉断面リブ（３）内を走行することを特徴とする、鋼床版の溶接部の補修装置（１０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９１９１２（Ｐ２０１３−９１９１２Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２８９０（Ｐ２０１１−２３２８９０）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（５９１２１６４７３）一般財団法人首都高速道路技術センター (8)
【出願人】（５０５３８９６９５）首都高速道路株式会社 (47)
【出願人】（５１０１０６９６８）首都高メンテナンス東東京株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（５９１２１６４７３）一般財団法人首都高速道路技術センター (8)
【出願人】（５０５３８９６９５）首都高速道路株式会社 (47)
【出願人】（５１０１０６９６８）首都高メンテナンス東東京株式会社 (6)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]