鋼構造物の補強構造及び補強方法
【課題】垂直補剛材に干渉することなく配置可能で、垂直補剛材と水平面材との溶接接合部の応力集中を回避できる鋼構造物の補強構造及び補強方法を提供すること。
【解決手段】水平面材１の下面側に垂直面材２が溶接により一体に設けられ、垂直面材２に、又は垂直面材２と水平面材１とに渡って垂直補剛材３を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材３の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材３の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板７と各縦側板７に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板６を有する補強金具５が配置され、前記補強金具５における各縦側板７及び湾曲接続板６の上端と水平面材１とが溶接により固着され、各縦側板７と垂直面材２とが溶接接合又はボルト接合されている。
【解決手段】水平面材１の下面側に垂直面材２が溶接により一体に設けられ、垂直面材２に、又は垂直面材２と水平面材１とに渡って垂直補剛材３を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材３の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材３の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板７と各縦側板７に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板６を有する補強金具５が配置され、前記補強金具５における各縦側板７及び湾曲接続板６の上端と水平面材１とが溶接により固着され、各縦側板７と垂直面材２とが溶接接合又はボルト接合されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼構造物の補強構造及び補強方法並びに補強金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１７及び図１８に示すように、鋼床版４におけるデッキプレート（水平面材１）とウェブプレート（垂直面材２）とに渡って垂直補剛材３を溶接により固定して、補強する鋼構造物の補強構造が知られている。
例えば、デッキプレート（水平面材１）の下面側に断面Ｕ字状のＵリブ１０、ウェブプレート（垂直面材２）、デッキプレートとウェブプレートとに溶接接合される補強縦リブ（垂直補剛材３）を備えた鋼床版４では、溶接が多用される。このような鋼床版は、大型橋梁や高速道路の高架橋等の車輌走行数が多い路線に用いられる場合が多く、Ｕリブ本体やデッキプレートの疲労き裂の発生が問題となっている。
前記のＵリブ鋼床版は、累積車輌走行数の増加に伴って、溶接を使用している各所で疲労き裂が発生することが知られており、疲労き裂が発生の代表部位の例としては、（１）デッキプレートとＵリブのすみ肉溶接部、（２）Ｕリブ突合せ溶接部、（３）Ｕリブと横リブの交差部、（４）デッキプレートと垂直補剛材のすみ肉溶接部、等が挙げられ、いずれもデッキプレートやＵリブといった主部材の破断につながる可能性がある。
【０００３】
また、水平フランジ等の水平面材にウェブ等の垂直面材を溶接により固着した断面Ｉ形又はＨ形の鋼材における前記水平フランジとウェブとに渡って垂直補剛材を溶接により固定した構造も知られている。
【０００４】
また、管状の構造部材とベースプレート又は接合用フランジ等の基板との間に板状部材をＵ字状またはＶ字状に屈曲させた補強リブを、前記屈曲部側が基板から遠い側となるように前記構造部材の表面に沿って溶接により固着する補強構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、隣り合う柱状構造部材同士または柱状構造部材と他の構造部材との接合部を補強する補強材であって、接合部側に沿った断面形状がリング状で、構造部材と接合しない側にリング状の開口部を備えた補強材を用いることも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０６２７０６号公報
【特許文献２】特許第４１８１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水平面材と垂直面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着している鋼構造物では、垂直面材から最も遠い位置における垂直補剛材と水平面材との溶接接合部には、輪荷重等の鉛直荷重が作用した場合に応力集中するため、垂直補剛材とデッキプレート又はフランジ等の水平面材との溶接部あるいは水平面材に疲労亀裂が生じ、鋼構造物の耐久性が低下するという問題があった。
しかし、前記従来公知の公報記載の補強リブ又は補剛材を、水平面材と垂直面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着している鋼構造物における補強構造に適用しようとすると、従来公知の公報記載の補強リブは縦断面がＵ字状の補強リブ、又はリング状の補剛材であるために、補強リブのＵ字状部又はリング状の補剛材の中間部が、垂直補剛材と干渉してしまい、垂直補剛材を備えて形態の補強には適用できないという問題があった。
そこで本発明は、垂直補剛材に干渉することなく配置することができて、垂直補剛材と水平面材との溶接接合部の応力集中を回避できる鋼構造物の補強構造及び補強方法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】
【０００７】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の鋼構造物の補強構造では、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接接合又はボルト接合されていることを特徴とする。
また、第２発明の鋼構造物の補強構造では、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする。
第３発明の鋼構造物の補強構造においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接又はボルト接合されていることを特徴とする。
第４発明の鋼構造物の補強構造においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、前記垂直補剛材の上端部が切除されて垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板と垂直面材とにボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼構造物の補強構造において、補強金具の湾曲接続板は、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の高さ寸法が、少なくとも１０ｍｍとされていることを特徴とする。
第６発明では、第１発明〜第５発明の鋼構造物の補強構造において、補強金具は、水平面材と垂直面材すみ肉溶接部を避けるためのスカラップを有し、湾曲接続板又は湾曲接続板とこれに接続する各縦側板の下面側は、各縦側板に直角方向からの側面視で、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の先端部から各縦側板に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部を有していることを特徴とする。
第７発明の鋼構造物の補強方法においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具を配置した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、各縦側板と垂直面材とを溶接接合又はボルト接合することを特徴とする。
第８発明の鋼構造物の補強方法においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具で、各縦側板の先端部に接合金物の一端側をボルトにより仮締め状態で接合された補強金具を配置し、前記接合金物の他端側と垂直面材とをボルトにより仮締め状態で接合し、補強金具を所定の位置に保持した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、その後、接合金物と垂直面材とを接合するボルトを本締めすることを特徴とする。
第９発明では、第７発明又は第８発明の鋼構造物の補強方法において、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部を水平面材の下面から離れた状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接接合又はボルト接合されているので、簡単な構造の小さな補強金具を用いて垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を緩和することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を抑制し、構造物の長寿命化に寄与することができる等の効果が得られる。また、補強金具を介して垂直面材側に応力を伝達でき、さらに、補強金具を溶接接合又はボルト接合すればよいので、構造も簡単で安価である。
第２発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されているので、垂直面材と補強金具との間に縦側板にボルト接合された接合金物を介在させることで、ボルト孔とボルト軸部との隙間を利用して、垂直面材側に密着させるように接合金物を位置調整して配置できるため、補強金具を確実に垂直面材に固定することができる等の効果が得られる。また、簡単な構造の小さな補強金具及び接合金物を用いて垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を緩和することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を抑制し、構造物の長寿命化に寄与することができ、さらに、補強金具及び接合金物を介して垂直面材側に応力を伝達でき、構造も簡単で安価である。
第３発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接又はボルト接合されているので、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とすることで、垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができ、また、前記溶接部の疲労き裂の発生を解消し、構造物の長寿命化に寄与することができる等の効果が得られる。また、補強金具を介して垂直面材側に応力を伝達でき、さらに、補強金具を溶接接合又はボルト接合すればよいので、構造も簡単で安価である。
第４発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、前記垂直補剛材の上端部が切除されて垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板と垂直面材とにボルト接合された接合金物を介して接合されているので、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とすることで、垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができ、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されているので、垂直面材と補強金具との間に縦側板にボルト接合された接合金物を介在させることで、縦側板と接合金物のボルト接合部のボルト孔とボルト軸部との隙間を利用して、垂直面材側に密着させるように接合金物を位置調整して配置できるため、補強金具を確実に垂直面材に固定することができる等の効果が得られる。また、簡単な構造の小さな補強金具及び接合金物を用いて垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を解消し、構造物の長寿命化に寄与することができ、さらに、補強金具及び接合金物を介して垂直面材側に応力を伝達でき、構造も簡単で安価である。
第５発明によると、補強金具の湾曲接続板は、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の高さ寸法が、少なくとも１０ｍｍとされているので、補強金具における湾曲接続板の先端側の曲げ剛性が極端に低くなることはなく、水平面材からの荷重を確実に受けることができる補強金具とすることができる等の効果が得られる。
第６発明によると、補強金具は、水平面材と垂直面材すみ肉溶接部を避けるためのスカラップを有し、湾曲接続板又は湾曲接続板とこれに接続する各縦側板の下面側は、各縦側板に直角方向からの側面視で、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の先端部から各縦側板に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部を有しているので、垂直面材及び水平面材に対して補強金具の内側からの隅肉溶接が確実に実施できるため、補強金具の固定が確実になる等の効果が得られる。
第７発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具を配置した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、各縦側板と垂直面材とを溶接接合又はボルト接合するので、簡単な構造の小さな補強金具を用いて簡単な方法で垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を緩和することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を抑制し、構造物の長寿命化に寄与することができ、施工も容易で安価である等の効果が得られる。
第８発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具で、各縦側板の先端部に接合金物の一端側をボルトにより仮締め状態で接合された補強金具を配置し、前記接合金物の他端側と垂直面材とをボルトにより仮締め状態で接合し、補強金具を所定の位置に保持した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、その後、接合金物と垂直面材とを接合するボルトを本締めするので、縦側板と接合金物のボルト接合部のボルト孔とボルト軸部との隙間を利用して、本締め時に接合金物を垂直面材に近づけて、接合金物と垂直面材とを当接して接合することができる等の効果が得られる。
第９発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部を水平面材の下面から離れた状態とするので、第８発明又は第９発明の効果に加えて、垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の鋼構造物の補強構造の第１実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図２】本発明の鋼構造物の補強構造の第２実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図３】本発明の鋼構造物の補強構造の第３実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図４】本発明の鋼構造物の補強構造の第４実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図５】本発明の鋼構造物の補強構造の第５実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図６】本発明の鋼構造物の補強構造の第６実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図７】本発明の鋼構造物の補強構造の第７実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図８】本発明の鋼構造物の鋼構造物の補強構造を採用した場合の応力の流れを示すものであって、（ａ）は一部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の一部縦断正面図、（ｃ）は横断平面図である。
【図９】本発明の鋼構造物の補強構造の第８実施形態を示すものであって、（ａ）は横断平面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１０】本発明の鋼構造物の補強構造の第９実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図１１】本発明の鋼構造物の補強構造の第１０実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図１２】本発明の鋼構造物の補強構造の第１１実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図１３】本発明の場合と従来の場合の試験結果を示す図である。
【図１４】本発明において用いる補強金具の第１例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。
【図１５】本発明において用いる補強金具の第２例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。
【図１６】本発明において用いる補強金具の第３例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。
【図１７】鋼床版の一例を示す一部縦断斜視図である。
【図１８】従来の垂直補剛材による補強構造を示す図である。
【図１９】（ａ）（ｂ）はＦＥＭ解析した従来構造を示し、（ｃ）（ｄ）はＦＥＭ解析した本発明の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の実施形態は、鋼床版からなる鋼構造物における垂直補剛材の上端とデッキプレートとの溶接部の応力集中を抑制するために補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修補強）、或は、プレートガーダからなる鋼構造物の垂直補剛材の上端部と上フランジからなる水平面材との溶接部の応力集中を抑制するために補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修補強）構造を示すものである。以下、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態の鋼構造物の補強構造が示され、図１４には補強金具５が示されている。この形態では、鋼板製のデッキプレートからなる鋼製の水平面材１の下面側に配置されて溶接Ｗ３により固着されて、水平面材１を支持するウェブプレートからなる垂直面材２を備えていると共に、水平面材１と垂直面材２とに、それぞれ溶接部Ｗ１、Ｗ２により固定された鋼板製の垂直補剛材３を備えている鋼床版４からなる鋼構造物における、垂直補剛材３と水平面材１との溶接部の応力集中を回避できる構造とするために、補強金具５を用いて補強（又は補修を兼ねた補強）した形態である。前記の補強金具５は、垂直補剛材３と水平面材１と溶接部W１の中でも、応力集中を起こしている、垂直面材２から最も遠い位置の溶接部Ｗ４側で、補強金具５は、曲率を持たせた曲げ加工(半円状又は円弧状或いはU字状)に湾曲した湾曲接続板６を備えていることで、補強金具５の湾曲接続板６への応力集中も緩和させる構造となっている。補強金具５は、水平面材１及び垂直面材２に沿った形状が下側が開放されたＵ字状とされている（以下の実施形態でも同様である。）。
前記の水平面材１と垂直補剛材３の上端部との溶接部Ｗ１、特に、ウェブプレートからなる垂直面材２から遠い位置の、垂直補剛材３の上端部における先端部部分の前記溶接部Ｗ４は、鋼床版４の上側からの走行車両等の輪荷重を、水平面材１から垂直面材２に応力伝達する場合に、垂直補剛材３の剛性が高いだけに溶接部Ｗ１（W４を含む、以下同じ）で応力集中を起こしている部分である。この応力集中を含む溶接部Ｗ１の応力（応力集中）を緩和させることにより、溶接部Ｗ１の疲労による亀裂、それに伴う水平面材１への疲労亀裂の進展を防止するために、この第１実施形態を含めて本発明では、垂直補剛材３の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材３の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板７と各縦側板７に一体に設けられてこれらを接続する横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板６を有する補強金具５が配置され、前記補強金具５を水平面材１と垂直面材２とに固定することで、前記の溶接部Ｗ１の応力集中を抑制するように補強（又は疲労亀裂の進展を防止する補修を兼ねた補強）し、鋼構造物の疲労性能の向上できるようにしている。
補強金具５を水平面材１に対して取り付ける場合は直接溶接により、垂直面材２に対しては直接溶接により又は後記の実施形態のように、接合金物を介して接合してもよい。
より具体的には、前記補強金具５における各縦側板７及び湾曲接続板６の上端と前記水平面材１とが溶接Ｗ５により固着され、各縦側板７と垂直面材２とが溶接Ｗ６により接合されている。
補強金具５は、その湾曲接続板６側の高さ（Ｌ、図９、図１４〜図１６参照）を調節することにより、デッキプレート、すなわち、水平面材１ヘの面外方向の変位により誘起される応力軽減の程度を調節することができる。湾曲接続板６側の高さ（Ｌ）の調節には、予め所定の高さに調節された補強金具５を用いることでもよく、施工場所に応じて、湾曲接続板６側の高さ（Ｌ）となるように、適宜下部側を切断除去して調節するようにしてもよい（以下の実施形態でも同様である。）。
前記の高さＬとしては、少なくとも１０ｍｍ確保するようにすることで、垂直補剛材３上端及びその溶接部の応力集中を緩和するために、補強金具５における湾曲接続板６の先端側の曲げ剛性が極端に低くならないようにしている。補強金具５の全体の高さ寸法Ｈとしては、例えば、前記の湾曲接続板６の高さ寸法Ｌと同じ高さ寸法とするか、これ以上よりも高い寸法（Ｈ≧Ｌ）で、かつ垂直補剛材３の高さ寸法よりも低い寸法で、例えば、Ｈ＝１００ｍｍ〜２００ｍｍで板厚９ｍｍ或は板厚６ｍｍ〜３０ｍｍの鋼板製のものとするとよい。
なお、図９を参照して補強金具５の縦側板７について説明すると、縦側板７の幅寸法ａは、垂直補剛材３の幅寸法よりも大きくするのが好ましく、また、縦側板７の下端側から所定長さｈ２平行部があると、垂直面材２側に伝達する応力を分散して伝達することができ、例えば、ｈ２≧Ｌとするとよい。
【００１２】
図１に示されている補強金具５は、本発明において用いる補強金具の一例であり、この形態では、その詳細図が図１４に示され、１枚の鋼板が折り曲げ加工されて、横断面が全体として略断面Ｕ字状とされている。
各縦側板７のコーナー部には、円弧状に切欠かれて、スカラップ８が形成され、水平面材１と垂直面材２との溶接部Ｗ３から離れるようにされている。この形態では、補強金具５の溶接は、補強金具５の縦側板７及び円弧状の湾曲接続板６の外側（又は外側及び内側）からの隅肉溶接W５，W６により、補強金具５は、水平面材１及び垂直面材２に固着される。
補強金具５の溶接にあたっては、適宜、手作業、又は先端にクランプを備えレベル調整可能な支柱を備えた保持治具（図示を省略）を用いて、水平面材１側への溶接後、垂直面材２に溶接接合したり、垂直面材２に溶接後、水平面材１側に溶接接合する。
補強金具５を溶接する場合には、適宜、垂直面材２又は水平面材１に仮付けしたのち、本溶接してもよく、鋼床版などの鋼構造物側への断面欠損が生じない利点がある。
【００１３】
溶接により補強金具５を、水平面材１及び垂直面材２に溶接により固着する場合には、補強金具５の縦側板７と湾曲接続板６上端面側と、水平面材１との距離、縦側板７と垂直面材２との間に適宜開先を設け、補強金具５側に開先加工を設けて溶接する。
補強金具５を水平面材１あるいは垂直面材２に固定する場合に、垂直補剛材３と補強金具５内側との間隔が十分ある場合には、補強金具５の内側を水平面材１あるいは垂直面材２に隅肉溶接により固定すると、補強金具５を確実に水平面材１あるいは垂直面材２に固定できる。
側面視で、縦側板７から湾曲接続板６までの外形寸法を１とした場合に、補強金具５の高さ寸法は、１を越える寸法とすることで、縦側板７及び湾曲接続板６側から伝達される応力を、縦側板７の側端部から、鋼構造物における垂直面材２側に極端な応力集中を起こすことなく、伝達させることができる。
垂直補剛材３から補強金具５における縦側板７又は湾曲接続板６内側面までの離れる距離ｒとしては、例えば、図９（ａ）に示す平断面視で、垂直補剛材３の上端の先端部中央から湾曲接続板６の内側までの半径ｒで、少なくとも２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることで応力集中を緩和することができ、好ましくは、半径５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすると、溶接棒が補強金具５の内側に入り込ませやすくなるため、補強金具５の内側からの隅肉溶接W５（W６）により水平面材１又は垂直面材２に固定しやすくなる。
図９（ｂ）に示すように、湾曲接続板６又は湾曲接続板６とこれに接続する各縦側板７の下面側は、各縦側板７に直角方向からの側面視で、垂直面材２から最も遠い位置の湾曲接続板６の先端部から各縦側板７に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部９を有していると、補強金具５の縦側板７上端内側と水平面材１あるいは垂直面材２側への隅肉溶接、湾曲接続板６上端内側と水平面材１との隅肉溶接が容易になる。また、円弧状の切り欠き部９は、補強金具５における湾曲接続板６の高さ寸法（Ｌ）の調節を兼ねて形成されている。また、円弧状の切り欠き部９を形成することで、鉤状又は段状の切欠き部とした場合に比べて、応力の伝達も補強金具５の縦側板７及び湾曲接続板６の全体から滑らかに伝達できるようになる。
補強金具５における湾曲接続板６の高さ寸法（Ｌ）を調節すると、水平面材１に荷重（鉛直荷重）が作用した場合に、デッキプレートなどの水平面材１ヘの面外方向の変位により誘起される応力軽減の程度を調節することができる。
なお、デッキプレートからなる水平面材１の下面側には、橋軸方向に延びる断面Ｕ字状の鋼製Ｕリブ１０の各側板が溶接により固定されている。
補強金具５の形態としては、後記の形態に置き換えるようにしてもよい。
【００１４】
（第２実施形態）
図２には、前記第２実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態では、鋼製上フランジからなる水平面材１と、鋼製ウェッブプレートからなる垂直面材２とを備えて断面Ｉ又はＨ形のプレートガーダ或は桁１１等の鋼構造物で、水平面材１と垂直面材２とに、又は垂直面材２のみに、鋼板からなる垂直補剛材３が設けられて、補剛されている場合に、さらに垂直補剛材３上端部の溶接部W１の応力集中を回避することで、補強（又は補修を兼ねた補強）する場合の補強構造であり、上方から鋼構造物に作用する荷重により、鋼製フランジ.からなる水平面材１と垂直補剛材３との溶接部Ｗ１の応力集中に対して、これを抑制又は緩和することができる。なお、符号１７は下フランジである。前記以外の部分は、前記の場合と同様である。
【００１５】
（第３実施形態）
図３には、本発明の第３実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態では、垂直補剛材３と水平面材１との間の応力集中を完全に解消するために、垂直補剛材３の上端部を適宜切断除去又は溶断除去或いは水平面材１から離れた状態とする。垂直補剛材３の上端部をウェブ側に向かって漸次直線状又は曲線状に上昇する傾斜切断面（又は傾斜面、図示を省略するが、水平切断面又は水平面）の上端面１２として、垂直面材２に固定されている垂直補剛材３の上端面と水平面材１との間に間隙Ｇを形成したり、予め垂直補剛材３の上端部を水平面材１から間隙Ｇを設けた状態で、垂直補剛材３を垂直面材２に溶接により固着することで、垂直補剛材３と水平面材１との溶接接合部をなくして応力集中を解消した場合に、ウェブプレートからなる垂直面材２から離れた位置の水平面材１に作用する鉛直荷重を、応力集中を緩和可能な補強金具５を介して、垂直面材２に応力（主に鉛直方向のせん断力）を伝達可能にしている。このようにすることで、補強金具５がない場合には、水平面材１が左右に傾き揺動（首振り）する恐れがあるが、補強金具５を設置することで、水平面材１が左右に傾き揺動（首振り）する恐れも解消している。
垂直補剛材３の上端部を水平面材１から間隙Ｇを設けた場合には、ウェブプレートの長手方向（橋軸方向）から見た側面視で、垂直補剛材３の上端部側に、補強金具５の下端側が重なるように、補強金具５は配置されることで、水平面材１からの荷重を補強金具から垂直面材２に伝達させることができる。例えば、好ましい形態としては、前記の側面視で、垂直補剛材３の上端部側の最も広い幅寸法部分に、その最も広い幅寸法部分と同様な幅寸法の部分が重なるように、補強金具５を設置することで、水平面材１からの荷重を補強金具５から垂直面材２に確実に伝達させることができる。補強金具５と垂直補剛材３の平面位置関係は前記実施形態と同様である。
【００１６】
（第４実施形態）
図４には、本発明の第４実施形態の鋼構造物の補強構造が示され、図１６には補強金具５が示されている。この第４実施形態では、補強金具５を垂直面材２に固定する場合に、前記各実施形態よりもより固定しやすい形態としもので、各縦側板７と垂直面材２とが、縦側板７にボルト接合され垂直面材２にボルト接合（又は溶接接合）された接合金物１３を介して接合されている。
接合金物１３は、水平な横断面で、断面Ｌ字状とされ、縦側板７側に高力ボルト等のボルト・ナット１４により接合される基端板１５と、垂直面材２にボルト接合（又は溶接接合）される先端板１６とを備え、基端板１５と先端板１６とに上下方向に間隔をおいて複数のボルト孔１９を備えている。
基端板１５と先端板１６との間のなす角度は、垂直面材２と各縦側板７の角度に合致する角度（例えば、直角又は鈍角）に設定される。
図４又は図８に示すように、接合金物１３の基端板１５及び先端板１６をそれぞれ、ボルト接合する場合には、基端板１５及び先端板１６にそれぞれ上下方向に間隔をおいてボルト孔を設け、垂直面材２と各縦側板７とに、それぞれ上下方向に間隔をおいてボルト孔１９を設け、接合金物１３の基端板１５を補強金具５の各縦側板７に、高力ボルト・ナット１４を仮締め状態で取り付けた状態の補強金具５とし、接合金物１３付きの補強金具５を垂直補剛材３の上端部の水平周りを囲むように配置して、各接合金物１３と垂直面材２とを高力ボルト・ナット１４を仮締め状態で取り付けた状態とし、補強金具５と水平面材１とを溶接により固定した後、接合金物１３の先端板１６側の高力ボルト・ナット１４を締め込むことで、接合金物１３の基端板１５側のボルト孔とボルト軸部間の間隙を利用して、接合金物１３の先端板１６の内側面を垂直面材２に当接するように位置調整して、先端板１６と垂直面材２とを各高力ボルト・ナット１４を本締めすることで接合した後、各基端板１５と各縦側板７とを各高力ボルト・ナット１４を本締めすることで、接合する。
このように接合金物１３をボルト孔と高力ボルト軸部との隙間を利用して、接合金物１３の位置を調整して接合している。
高力ボルト接合とすることにより、溶接変形などから生じる補強金具５と垂直面材（ウェブプレート）２間のギャップを吸収することが可能となる。なお、前記の高力ボルトとしては、例えば、Ｆ１０ＴあるいはＦ１４Ｔなどの高力ボルトを使用し、また、締め付けトルクの管理をする場合にはトルシア型の高力ボルトを用いるとよい。高力ボルト接合としては、摩擦接合あるいは支圧接合の２形態があるが、垂直面材２あるいは接合金物１３に設けるボルト孔は、水平方向の橋軸方向又は橋軸直角方向あるいはこれらの２方向を含む長孔とするよりは、前記実施形態のようにボルト孔とボルト軸部の隙間を利用して、補強金具５の溶接変形による前記ギャップ吸収するのがよい。ボルト孔を上下方向に延長して設けるのは補強金具５が上下方向にずれる恐れがあるので望ましくない。
【００１７】
（第５実施形態）
図５には、本発明の第５実施形態の補強構造が示されている。この形態は、図２に示す形態の変形形態で、前記実施形態の接合金物１３を介して、補強金具５を設置した形態である。鋼製フランジからなる水平面材１と、鋼製ウェッブプレートからなる垂直面材２とかなる断面Ｉ又はＨ形のプレートガーダ或は桁１１等の鋼構造物で、水平面材１と垂直面材２とに、又は垂直面材２のみに、鋼板からなる垂直補剛材３が設けられて、補剛されている場合に、垂直補剛材３上端の溶接部Ｗ１（Ｗ４）の応力集中を回避するために、さらに補強（又は補修を兼ねた補強）した補強構造である。
補強金具５が水平面材１の下面側に配置されて、適宜、例えば、垂直面材２に接合金物１３付きの補強金具５における接合金物１３の基端板１５を高力ボルト・ナット１４により仮固定することで、縦側板７と湾曲接続板６の上端側を溶接Ｗ５により固定し、各接合金物１３の先端板１６と垂直面材２とを高力ボルト・ナット１４を本締めして接合した後、縦側板７と接合金物１３の基端板１５の高力ボルト・ナット１４を本締めすることで、前記実施形態と同様に、垂直補剛材３上端部側の溶接部の疲労性能を向上させる補強（補修を兼ねた補強）することができる。前記以外の部分は、前記の場合と同様である。
【００１８】
（第６実施形態）
図６には、本発明の第６実施形態の補強構造が示されている。この形態は図３に示す形態の変形形態であり、垂直補剛材３の上端を水平面材１の下面から離して間隙を設けた形態で、垂直補剛材３の水平回りを、接合金物１３付の補強金具５により囲んで、垂直補剛材３上端と水平面材１との溶接接合部の応力集中を緩和して、疲労性能を向上させるように補強（補修を兼ねた補強）した形態である。接合金物１３等の形態は前記した実施形態と同様であるので、同様な要素には同様な符号を付している。
【００１９】
（第７実施形態）
図７に示す形態は、図１５に示すような他の形態の補強金具５を用いて、垂直補剛材３上端部と水平面材１との溶接部の応力集中を緩和して、補強（又は前記溶接部の亀裂等に対して補修補強）した第７実施形態である。この形態の補強金具５は、湾曲接続板６又は湾曲接続板６とこれに接続する各縦側板７の下面側は、各縦側板７に直角方向からの側面視で、垂直面材２から最も遠い位置の湾曲接続板６の先端部から各縦側板７に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部９を有している形態である。円弧状の切り欠き部９を有しているので、垂直面材１及び水平面材２に対して補強金具の内側からの隅肉溶接が確実に実施できるため、補強金具の固定が確実になる。また、補強金具５における縦側板７と、垂直面材２とは、接合金物１３を介して接合されている形態で、前記した形態と同様な部分には、同様な符号を付している。
このような形態における湾曲接続板６の上下方向の高さ寸法Ｌは、少なくとも１０ｍｍとされている。
【００２０】
図８には、補強金具５を用いた本発明の構造物の補強構造とした場合の、水平面材１から補強金具５を介した応力伝達経路が矢印で示されている。垂直補剛材３の上端部の垂直面材２から最も遠い位置の溶接接合部Ｗ４での応力集中が抑制されて、水平面材１から補強金具５の湾曲接続板６及び縦側板７を経由して、ウェブプレートの垂直面材２に伝達され、垂直面材２から垂直補剛材３に一部が伝達されることを示している。接合金物１３を用いる場合には、補強金具５から接合金物１３を介して垂直面材２に伝達され、垂直面材２から垂直補剛材３に一部が伝達されることを示している。
【００２１】
（第９実施形態）
図１０には、本発明の第９実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態では、断面Ｉ又はＨ形のプレートガーダ或は桁１１等の鋼構造物の垂直補剛材３の上端部の水平周りに、各縦側板７に直角方向からの側面視で、円弧状の切り欠き部９を有する補強金具５を配置して、接合金物１３を介して高力ボルト・ナット１４により垂直面材２に固定した形態であり、その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２２】
（第１０実施形態）
図１１には、本発明の第１０実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態は、図３に示す形態の変形形態で、垂直面材２と補強金具５における各縦側板７を接合金物１３を介して、高力ボルト・ナット１４により接合した形態で、垂直補剛材３の上端部にはギャップGが形成されている。その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２３】
（第１１実施形態）
図１２には、本発明の第１１実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態は、接合金物１３の先端板１６を垂直面材２に溶接W７により溶接してもよい形態を示した図であり、この場合は接合金物１３の先端板１６の長さ及び幅と補強金具５の下部の形状と幅を、溶接施工性を考慮して調整する。この形態では、先端板１６にはボルト孔１９を設ける必要はなく、基端板１５のみボルト孔を設けておけばよい。先端板１６の溶接長を確保するために、接合金物１３の形状と幅及び長さと、補強金具５の高さとも、溶接施工性を考慮して調整する。この場合のその他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２４】
次に、図１９（ａ）（ｂ）に示す従来構造の場合（本発明における補強金具を用いない場合）と、図１９（ｃ）に示す本発明の補強構造の２例と、図１９（ｄ）に示す本発明の補強構造の１例との、下記計４例についてＦＥＭ解析（数値解析）したので、これについて説明する。
Case１ ：従来構造。補強金具５なし。（図１９（ａ）（ｂ）参照）
Case２（本発明例１）：補強金具５あり。高さＬ＝１００ｍｍ。（図１９（ｃ）参照）
Case３（本発明例２）：補強金具５あり。高さＬ＝２００ｍｍ。（図１９（ｃ）参照）
Case４（本発明例３）：切欠き部９付き補強金具５あり。高さＬ＝２００ｍｍ。（図１９（ｄ）参照）
なお、前記Case１の従来構造で、図１９（ｂ）における符号１８は、垂直面材２に隅肉溶接により固着される点検用の吊り足場支持金具１８であり、この金具１８は垂直補剛材３と同一面内で垂直面材２の反対側において垂直面材２に設置され、水平面材２に溶接されない場合が多い。
前記のように、図１８及び図１９（ａ）に片側を示す従来構造とした場合（Case１）と、本発明の各実施形態の代表形態として図１９（ｂ）に示す補強金具５を用いた本発明例１，２（Case２及び３）と、切欠き部９を設けた補強金具５を用いた図１９（ｄ）に示す本発明例３（Case４）の各補強構造について、垂直補剛材３上端の先端部を着目点Aとして、この部分に作用する応力の違いを数値解析した。
従来構造及び本発明のいずれの場合も、デッキプレートからなる水平面材１は板厚１２〜３０ｍｍの鋼板で、垂直面材２は板厚９〜３０ｍｍの鋼板で、垂直補剛材３は板厚９〜３０ｍｍ板幅５０〜３００ｍｍの鋼板である。
本発明例の試験体に用いた補強金具５の共通点は、その補強金具５の鋼板の板厚が９ｍｍ、垂直補剛材３の中心を通り図１９（ｃ）（ｄ）に示すように垂直面材２から垂直に１５０ｍｍ離れた位置を中心として湾曲接続板６の外半径Ｒが１００ｍｍとした補強金具で、Case２の本発明例１では、各縦側板７及び湾曲接続板６の高さ寸法Lが１００ｍｍの場合、Case３の本発明例２では、各縦側板７及び湾曲接続板６の高さ寸法Lが２００ｍｍの場合（図１９（ｃ）参照）、Case４の本発明例３では、各縦側板７の高さ寸法が２００ｍｍで湾曲接続板６の下側の発生する応力が低い範囲に、側面視で半径１００ｍｍの切り欠き部９を設けた場合で湾曲接続板６の高さ寸法が５０ｍｍとした場合である。
荷重Ｆは、トラック後輪の一つで９５．４ｋＮが垂直補剛材３から離れた位置において水平面材１上方から作用した場合を想定している。
Case１の従来構造と、Case２〜４の本発明例1〜３を含む計４例の解析結果を図１３にグラフとして示す。図１３のグラフから、上側に位置する従来構造（Case１）の場合より、本発明例１，３，２（Case２、４、３）の順で、垂直補剛材３先端の着目点Aの応力集中が、応力範囲の最大値で、２０％〜３５％緩和されて改善されていることがわかる。
【００２５】
以上の実施形態に示すように、鋼床版４からなる鋼構造物における垂直補剛材３の上端とデッキプレートとの溶接部の応力集中を抑制するために補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修を兼ねた補強）、或は、プレートガーダからなる鋼構造物の垂直補剛材の上端部と上フランジからなる水平面材１との溶接部Ｗ１の応力集中を抑制するための補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修を兼ねた補強）を簡易な補強金具５を用いて、前記各溶接部Ｗ１の応力集中を抑制（軽減）又は解消して、補強することができ、また溶接部に発生した疲労き裂に対する補強を簡易で確実な補強構造とすることができる。
【００２６】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、補強金具５における縦側板７に一体にフランジを連設したフランジ付き縦側板７を有する補強金具とすることで、その各フランジを垂直面材２に直接ボルトにより固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１ 水平面材
２ 垂直面材
３ 垂直補剛材
４ 鋼床版
５ 補強金具
６ 湾曲接続板
７ 縦側板
８ スカラップ
９ 切り欠き部
１０ 鋼製Ｕリブ
１１ プレートガーダ或は桁
１２ 上端面
１３ 接合金物
１４ ボルト・ナット
１５ 基端板
１６ 先端板
１７ 下フランジ
１８ 点検用の吊り足場支持金具
１９ ボルト孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼構造物の補強構造及び補強方法並びに補強金具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、図１７及び図１８に示すように、鋼床版４におけるデッキプレート（水平面材１）とウェブプレート（垂直面材２）とに渡って垂直補剛材３を溶接により固定して、補強する鋼構造物の補強構造が知られている。
例えば、デッキプレート（水平面材１）の下面側に断面Ｕ字状のＵリブ１０、ウェブプレート（垂直面材２）、デッキプレートとウェブプレートとに溶接接合される補強縦リブ（垂直補剛材３）を備えた鋼床版４では、溶接が多用される。このような鋼床版は、大型橋梁や高速道路の高架橋等の車輌走行数が多い路線に用いられる場合が多く、Ｕリブ本体やデッキプレートの疲労き裂の発生が問題となっている。
前記のＵリブ鋼床版は、累積車輌走行数の増加に伴って、溶接を使用している各所で疲労き裂が発生することが知られており、疲労き裂が発生の代表部位の例としては、（１）デッキプレートとＵリブのすみ肉溶接部、（２）Ｕリブ突合せ溶接部、（３）Ｕリブと横リブの交差部、（４）デッキプレートと垂直補剛材のすみ肉溶接部、等が挙げられ、いずれもデッキプレートやＵリブといった主部材の破断につながる可能性がある。
【０００３】
また、水平フランジ等の水平面材にウェブ等の垂直面材を溶接により固着した断面Ｉ形又はＨ形の鋼材における前記水平フランジとウェブとに渡って垂直補剛材を溶接により固定した構造も知られている。
【０００４】
また、管状の構造部材とベースプレート又は接合用フランジ等の基板との間に板状部材をＵ字状またはＶ字状に屈曲させた補強リブを、前記屈曲部側が基板から遠い側となるように前記構造部材の表面に沿って溶接により固着する補強構造も知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、隣り合う柱状構造部材同士または柱状構造部材と他の構造部材との接合部を補強する補強材であって、接合部側に沿った断面形状がリング状で、構造部材と接合しない側にリング状の開口部を備えた補強材を用いることも知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４０６２７０６号公報
【特許文献２】特許第４１８１０９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
水平面材と垂直面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着している鋼構造物では、垂直面材から最も遠い位置における垂直補剛材と水平面材との溶接接合部には、輪荷重等の鉛直荷重が作用した場合に応力集中するため、垂直補剛材とデッキプレート又はフランジ等の水平面材との溶接部あるいは水平面材に疲労亀裂が生じ、鋼構造物の耐久性が低下するという問題があった。
しかし、前記従来公知の公報記載の補強リブ又は補剛材を、水平面材と垂直面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着している鋼構造物における補強構造に適用しようとすると、従来公知の公報記載の補強リブは縦断面がＵ字状の補強リブ、又はリング状の補剛材であるために、補強リブのＵ字状部又はリング状の補剛材の中間部が、垂直補剛材と干渉してしまい、垂直補剛材を備えて形態の補強には適用できないという問題があった。
そこで本発明は、垂直補剛材に干渉することなく配置することができて、垂直補剛材と水平面材との溶接接合部の応力集中を回避できる鋼構造物の補強構造及び補強方法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】
【０００７】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の鋼構造物の補強構造では、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接接合又はボルト接合されていることを特徴とする。
また、第２発明の鋼構造物の補強構造では、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする。
第３発明の鋼構造物の補強構造においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接又はボルト接合されていることを特徴とする。
第４発明の鋼構造物の補強構造においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、前記垂直補剛材の上端部が切除されて垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板と垂直面材とにボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする。
第５発明では、第１発明〜第４発明のいずれかの鋼構造物の補強構造において、補強金具の湾曲接続板は、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の高さ寸法が、少なくとも１０ｍｍとされていることを特徴とする。
第６発明では、第１発明〜第５発明の鋼構造物の補強構造において、補強金具は、水平面材と垂直面材すみ肉溶接部を避けるためのスカラップを有し、湾曲接続板又は湾曲接続板とこれに接続する各縦側板の下面側は、各縦側板に直角方向からの側面視で、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の先端部から各縦側板に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部を有していることを特徴とする。
第７発明の鋼構造物の補強方法においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具を配置した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、各縦側板と垂直面材とを溶接接合又はボルト接合することを特徴とする。
第８発明の鋼構造物の補強方法においては、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具で、各縦側板の先端部に接合金物の一端側をボルトにより仮締め状態で接合された補強金具を配置し、前記接合金物の他端側と垂直面材とをボルトにより仮締め状態で接合し、補強金具を所定の位置に保持した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、その後、接合金物と垂直面材とを接合するボルトを本締めすることを特徴とする。
第９発明では、第７発明又は第８発明の鋼構造物の補強方法において、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部を水平面材の下面から離れた状態とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接接合又はボルト接合されているので、簡単な構造の小さな補強金具を用いて垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を緩和することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を抑制し、構造物の長寿命化に寄与することができる等の効果が得られる。また、補強金具を介して垂直面材側に応力を伝達でき、さらに、補強金具を溶接接合又はボルト接合すればよいので、構造も簡単で安価である。
第２発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されているので、垂直面材と補強金具との間に縦側板にボルト接合された接合金物を介在させることで、ボルト孔とボルト軸部との隙間を利用して、垂直面材側に密着させるように接合金物を位置調整して配置できるため、補強金具を確実に垂直面材に固定することができる等の効果が得られる。また、簡単な構造の小さな補強金具及び接合金物を用いて垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を緩和することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を抑制し、構造物の長寿命化に寄与することができ、さらに、補強金具及び接合金物を介して垂直面材側に応力を伝達でき、構造も簡単で安価である。
第３発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接又はボルト接合されているので、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とすることで、垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができ、また、前記溶接部の疲労き裂の発生を解消し、構造物の長寿命化に寄与することができる等の効果が得られる。また、補強金具を介して垂直面材側に応力を伝達でき、さらに、補強金具を溶接接合又はボルト接合すればよいので、構造も簡単で安価である。
第４発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、前記垂直補剛材の上端部が切除されて垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板と垂直面材とにボルト接合された接合金物を介して接合されているので、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とすることで、垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができ、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されているので、垂直面材と補強金具との間に縦側板にボルト接合された接合金物を介在させることで、縦側板と接合金物のボルト接合部のボルト孔とボルト軸部との隙間を利用して、垂直面材側に密着させるように接合金物を位置調整して配置できるため、補強金具を確実に垂直面材に固定することができる等の効果が得られる。また、簡単な構造の小さな補強金具及び接合金物を用いて垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を解消し、構造物の長寿命化に寄与することができ、さらに、補強金具及び接合金物を介して垂直面材側に応力を伝達でき、構造も簡単で安価である。
第５発明によると、補強金具の湾曲接続板は、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の高さ寸法が、少なくとも１０ｍｍとされているので、補強金具における湾曲接続板の先端側の曲げ剛性が極端に低くなることはなく、水平面材からの荷重を確実に受けることができる補強金具とすることができる等の効果が得られる。
第６発明によると、補強金具は、水平面材と垂直面材すみ肉溶接部を避けるためのスカラップを有し、湾曲接続板又は湾曲接続板とこれに接続する各縦側板の下面側は、各縦側板に直角方向からの側面視で、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の先端部から各縦側板に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部を有しているので、垂直面材及び水平面材に対して補強金具の内側からの隅肉溶接が確実に実施できるため、補強金具の固定が確実になる等の効果が得られる。
第７発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具を配置した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、各縦側板と垂直面材とを溶接接合又はボルト接合するので、簡単な構造の小さな補強金具を用いて簡単な方法で垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を緩和することができて、前記溶接部の疲労き裂の発生を抑制し、構造物の長寿命化に寄与することができ、施工も容易で安価である等の効果が得られる。
第８発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具で、各縦側板の先端部に接合金物の一端側をボルトにより仮締め状態で接合された補強金具を配置し、前記接合金物の他端側と垂直面材とをボルトにより仮締め状態で接合し、補強金具を所定の位置に保持した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、その後、接合金物と垂直面材とを接合するボルトを本締めするので、縦側板と接合金物のボルト接合部のボルト孔とボルト軸部との隙間を利用して、本締め時に接合金物を垂直面材に近づけて、接合金物と垂直面材とを当接して接合することができる等の効果が得られる。
第９発明によると、水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部を水平面材の下面から離れた状態とするので、第８発明又は第９発明の効果に加えて、垂直補剛材上端の溶接部の応力集中を解消することができる等の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の鋼構造物の補強構造の第１実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図２】本発明の鋼構造物の補強構造の第２実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図３】本発明の鋼構造物の補強構造の第３実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図４】本発明の鋼構造物の補強構造の第４実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図５】本発明の鋼構造物の補強構造の第５実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図６】本発明の鋼構造物の補強構造の第６実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図７】本発明の鋼構造物の補強構造の第７実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図８】本発明の鋼構造物の鋼構造物の補強構造を採用した場合の応力の流れを示すものであって、（ａ）は一部縦断側面図、（ｂ）は（ａ）の一部縦断正面図、（ｃ）は横断平面図である。
【図９】本発明の鋼構造物の補強構造の第８実施形態を示すものであって、（ａ）は横断平面図、（ｂ）は縦断側面図である。
【図１０】本発明の鋼構造物の補強構造の第９実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図１１】本発明の鋼構造物の補強構造の第１０実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図１２】本発明の鋼構造物の補強構造の第１１実施形態を示す一部縦断斜視図である。
【図１３】本発明の場合と従来の場合の試験結果を示す図である。
【図１４】本発明において用いる補強金具の第１例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。
【図１５】本発明において用いる補強金具の第２例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。
【図１６】本発明において用いる補強金具の第３例を示すものであって、（ａ）は正面図、（ｂ）は左側面図、（ｃ）は右側面図、（ｄ）は平面図、（ｅ）は底面図である。
【図１７】鋼床版の一例を示す一部縦断斜視図である。
【図１８】従来の垂直補剛材による補強構造を示す図である。
【図１９】（ａ）（ｂ）はＦＥＭ解析した従来構造を示し、（ｃ）（ｄ）はＦＥＭ解析した本発明の構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下の実施形態は、鋼床版からなる鋼構造物における垂直補剛材の上端とデッキプレートとの溶接部の応力集中を抑制するために補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修補強）、或は、プレートガーダからなる鋼構造物の垂直補剛材の上端部と上フランジからなる水平面材との溶接部の応力集中を抑制するために補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修補強）構造を示すものである。以下、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態の鋼構造物の補強構造が示され、図１４には補強金具５が示されている。この形態では、鋼板製のデッキプレートからなる鋼製の水平面材１の下面側に配置されて溶接Ｗ３により固着されて、水平面材１を支持するウェブプレートからなる垂直面材２を備えていると共に、水平面材１と垂直面材２とに、それぞれ溶接部Ｗ１、Ｗ２により固定された鋼板製の垂直補剛材３を備えている鋼床版４からなる鋼構造物における、垂直補剛材３と水平面材１との溶接部の応力集中を回避できる構造とするために、補強金具５を用いて補強（又は補修を兼ねた補強）した形態である。前記の補強金具５は、垂直補剛材３と水平面材１と溶接部W１の中でも、応力集中を起こしている、垂直面材２から最も遠い位置の溶接部Ｗ４側で、補強金具５は、曲率を持たせた曲げ加工(半円状又は円弧状或いはU字状)に湾曲した湾曲接続板６を備えていることで、補強金具５の湾曲接続板６への応力集中も緩和させる構造となっている。補強金具５は、水平面材１及び垂直面材２に沿った形状が下側が開放されたＵ字状とされている（以下の実施形態でも同様である。）。
前記の水平面材１と垂直補剛材３の上端部との溶接部Ｗ１、特に、ウェブプレートからなる垂直面材２から遠い位置の、垂直補剛材３の上端部における先端部部分の前記溶接部Ｗ４は、鋼床版４の上側からの走行車両等の輪荷重を、水平面材１から垂直面材２に応力伝達する場合に、垂直補剛材３の剛性が高いだけに溶接部Ｗ１（W４を含む、以下同じ）で応力集中を起こしている部分である。この応力集中を含む溶接部Ｗ１の応力（応力集中）を緩和させることにより、溶接部Ｗ１の疲労による亀裂、それに伴う水平面材１への疲労亀裂の進展を防止するために、この第１実施形態を含めて本発明では、垂直補剛材３の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材３の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板７と各縦側板７に一体に設けられてこれらを接続する横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板６を有する補強金具５が配置され、前記補強金具５を水平面材１と垂直面材２とに固定することで、前記の溶接部Ｗ１の応力集中を抑制するように補強（又は疲労亀裂の進展を防止する補修を兼ねた補強）し、鋼構造物の疲労性能の向上できるようにしている。
補強金具５を水平面材１に対して取り付ける場合は直接溶接により、垂直面材２に対しては直接溶接により又は後記の実施形態のように、接合金物を介して接合してもよい。
より具体的には、前記補強金具５における各縦側板７及び湾曲接続板６の上端と前記水平面材１とが溶接Ｗ５により固着され、各縦側板７と垂直面材２とが溶接Ｗ６により接合されている。
補強金具５は、その湾曲接続板６側の高さ（Ｌ、図９、図１４〜図１６参照）を調節することにより、デッキプレート、すなわち、水平面材１ヘの面外方向の変位により誘起される応力軽減の程度を調節することができる。湾曲接続板６側の高さ（Ｌ）の調節には、予め所定の高さに調節された補強金具５を用いることでもよく、施工場所に応じて、湾曲接続板６側の高さ（Ｌ）となるように、適宜下部側を切断除去して調節するようにしてもよい（以下の実施形態でも同様である。）。
前記の高さＬとしては、少なくとも１０ｍｍ確保するようにすることで、垂直補剛材３上端及びその溶接部の応力集中を緩和するために、補強金具５における湾曲接続板６の先端側の曲げ剛性が極端に低くならないようにしている。補強金具５の全体の高さ寸法Ｈとしては、例えば、前記の湾曲接続板６の高さ寸法Ｌと同じ高さ寸法とするか、これ以上よりも高い寸法（Ｈ≧Ｌ）で、かつ垂直補剛材３の高さ寸法よりも低い寸法で、例えば、Ｈ＝１００ｍｍ〜２００ｍｍで板厚９ｍｍ或は板厚６ｍｍ〜３０ｍｍの鋼板製のものとするとよい。
なお、図９を参照して補強金具５の縦側板７について説明すると、縦側板７の幅寸法ａは、垂直補剛材３の幅寸法よりも大きくするのが好ましく、また、縦側板７の下端側から所定長さｈ２平行部があると、垂直面材２側に伝達する応力を分散して伝達することができ、例えば、ｈ２≧Ｌとするとよい。
【００１２】
図１に示されている補強金具５は、本発明において用いる補強金具の一例であり、この形態では、その詳細図が図１４に示され、１枚の鋼板が折り曲げ加工されて、横断面が全体として略断面Ｕ字状とされている。
各縦側板７のコーナー部には、円弧状に切欠かれて、スカラップ８が形成され、水平面材１と垂直面材２との溶接部Ｗ３から離れるようにされている。この形態では、補強金具５の溶接は、補強金具５の縦側板７及び円弧状の湾曲接続板６の外側（又は外側及び内側）からの隅肉溶接W５，W６により、補強金具５は、水平面材１及び垂直面材２に固着される。
補強金具５の溶接にあたっては、適宜、手作業、又は先端にクランプを備えレベル調整可能な支柱を備えた保持治具（図示を省略）を用いて、水平面材１側への溶接後、垂直面材２に溶接接合したり、垂直面材２に溶接後、水平面材１側に溶接接合する。
補強金具５を溶接する場合には、適宜、垂直面材２又は水平面材１に仮付けしたのち、本溶接してもよく、鋼床版などの鋼構造物側への断面欠損が生じない利点がある。
【００１３】
溶接により補強金具５を、水平面材１及び垂直面材２に溶接により固着する場合には、補強金具５の縦側板７と湾曲接続板６上端面側と、水平面材１との距離、縦側板７と垂直面材２との間に適宜開先を設け、補強金具５側に開先加工を設けて溶接する。
補強金具５を水平面材１あるいは垂直面材２に固定する場合に、垂直補剛材３と補強金具５内側との間隔が十分ある場合には、補強金具５の内側を水平面材１あるいは垂直面材２に隅肉溶接により固定すると、補強金具５を確実に水平面材１あるいは垂直面材２に固定できる。
側面視で、縦側板７から湾曲接続板６までの外形寸法を１とした場合に、補強金具５の高さ寸法は、１を越える寸法とすることで、縦側板７及び湾曲接続板６側から伝達される応力を、縦側板７の側端部から、鋼構造物における垂直面材２側に極端な応力集中を起こすことなく、伝達させることができる。
垂直補剛材３から補強金具５における縦側板７又は湾曲接続板６内側面までの離れる距離ｒとしては、例えば、図９（ａ）に示す平断面視で、垂直補剛材３の上端の先端部中央から湾曲接続板６の内側までの半径ｒで、少なくとも２０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすることで応力集中を緩和することができ、好ましくは、半径５０ｍｍ以上２００ｍｍ以下とすると、溶接棒が補強金具５の内側に入り込ませやすくなるため、補強金具５の内側からの隅肉溶接W５（W６）により水平面材１又は垂直面材２に固定しやすくなる。
図９（ｂ）に示すように、湾曲接続板６又は湾曲接続板６とこれに接続する各縦側板７の下面側は、各縦側板７に直角方向からの側面視で、垂直面材２から最も遠い位置の湾曲接続板６の先端部から各縦側板７に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部９を有していると、補強金具５の縦側板７上端内側と水平面材１あるいは垂直面材２側への隅肉溶接、湾曲接続板６上端内側と水平面材１との隅肉溶接が容易になる。また、円弧状の切り欠き部９は、補強金具５における湾曲接続板６の高さ寸法（Ｌ）の調節を兼ねて形成されている。また、円弧状の切り欠き部９を形成することで、鉤状又は段状の切欠き部とした場合に比べて、応力の伝達も補強金具５の縦側板７及び湾曲接続板６の全体から滑らかに伝達できるようになる。
補強金具５における湾曲接続板６の高さ寸法（Ｌ）を調節すると、水平面材１に荷重（鉛直荷重）が作用した場合に、デッキプレートなどの水平面材１ヘの面外方向の変位により誘起される応力軽減の程度を調節することができる。
なお、デッキプレートからなる水平面材１の下面側には、橋軸方向に延びる断面Ｕ字状の鋼製Ｕリブ１０の各側板が溶接により固定されている。
補強金具５の形態としては、後記の形態に置き換えるようにしてもよい。
【００１４】
（第２実施形態）
図２には、前記第２実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態では、鋼製上フランジからなる水平面材１と、鋼製ウェッブプレートからなる垂直面材２とを備えて断面Ｉ又はＨ形のプレートガーダ或は桁１１等の鋼構造物で、水平面材１と垂直面材２とに、又は垂直面材２のみに、鋼板からなる垂直補剛材３が設けられて、補剛されている場合に、さらに垂直補剛材３上端部の溶接部W１の応力集中を回避することで、補強（又は補修を兼ねた補強）する場合の補強構造であり、上方から鋼構造物に作用する荷重により、鋼製フランジ.からなる水平面材１と垂直補剛材３との溶接部Ｗ１の応力集中に対して、これを抑制又は緩和することができる。なお、符号１７は下フランジである。前記以外の部分は、前記の場合と同様である。
【００１５】
（第３実施形態）
図３には、本発明の第３実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態では、垂直補剛材３と水平面材１との間の応力集中を完全に解消するために、垂直補剛材３の上端部を適宜切断除去又は溶断除去或いは水平面材１から離れた状態とする。垂直補剛材３の上端部をウェブ側に向かって漸次直線状又は曲線状に上昇する傾斜切断面（又は傾斜面、図示を省略するが、水平切断面又は水平面）の上端面１２として、垂直面材２に固定されている垂直補剛材３の上端面と水平面材１との間に間隙Ｇを形成したり、予め垂直補剛材３の上端部を水平面材１から間隙Ｇを設けた状態で、垂直補剛材３を垂直面材２に溶接により固着することで、垂直補剛材３と水平面材１との溶接接合部をなくして応力集中を解消した場合に、ウェブプレートからなる垂直面材２から離れた位置の水平面材１に作用する鉛直荷重を、応力集中を緩和可能な補強金具５を介して、垂直面材２に応力（主に鉛直方向のせん断力）を伝達可能にしている。このようにすることで、補強金具５がない場合には、水平面材１が左右に傾き揺動（首振り）する恐れがあるが、補強金具５を設置することで、水平面材１が左右に傾き揺動（首振り）する恐れも解消している。
垂直補剛材３の上端部を水平面材１から間隙Ｇを設けた場合には、ウェブプレートの長手方向（橋軸方向）から見た側面視で、垂直補剛材３の上端部側に、補強金具５の下端側が重なるように、補強金具５は配置されることで、水平面材１からの荷重を補強金具から垂直面材２に伝達させることができる。例えば、好ましい形態としては、前記の側面視で、垂直補剛材３の上端部側の最も広い幅寸法部分に、その最も広い幅寸法部分と同様な幅寸法の部分が重なるように、補強金具５を設置することで、水平面材１からの荷重を補強金具５から垂直面材２に確実に伝達させることができる。補強金具５と垂直補剛材３の平面位置関係は前記実施形態と同様である。
【００１６】
（第４実施形態）
図４には、本発明の第４実施形態の鋼構造物の補強構造が示され、図１６には補強金具５が示されている。この第４実施形態では、補強金具５を垂直面材２に固定する場合に、前記各実施形態よりもより固定しやすい形態としもので、各縦側板７と垂直面材２とが、縦側板７にボルト接合され垂直面材２にボルト接合（又は溶接接合）された接合金物１３を介して接合されている。
接合金物１３は、水平な横断面で、断面Ｌ字状とされ、縦側板７側に高力ボルト等のボルト・ナット１４により接合される基端板１５と、垂直面材２にボルト接合（又は溶接接合）される先端板１６とを備え、基端板１５と先端板１６とに上下方向に間隔をおいて複数のボルト孔１９を備えている。
基端板１５と先端板１６との間のなす角度は、垂直面材２と各縦側板７の角度に合致する角度（例えば、直角又は鈍角）に設定される。
図４又は図８に示すように、接合金物１３の基端板１５及び先端板１６をそれぞれ、ボルト接合する場合には、基端板１５及び先端板１６にそれぞれ上下方向に間隔をおいてボルト孔を設け、垂直面材２と各縦側板７とに、それぞれ上下方向に間隔をおいてボルト孔１９を設け、接合金物１３の基端板１５を補強金具５の各縦側板７に、高力ボルト・ナット１４を仮締め状態で取り付けた状態の補強金具５とし、接合金物１３付きの補強金具５を垂直補剛材３の上端部の水平周りを囲むように配置して、各接合金物１３と垂直面材２とを高力ボルト・ナット１４を仮締め状態で取り付けた状態とし、補強金具５と水平面材１とを溶接により固定した後、接合金物１３の先端板１６側の高力ボルト・ナット１４を締め込むことで、接合金物１３の基端板１５側のボルト孔とボルト軸部間の間隙を利用して、接合金物１３の先端板１６の内側面を垂直面材２に当接するように位置調整して、先端板１６と垂直面材２とを各高力ボルト・ナット１４を本締めすることで接合した後、各基端板１５と各縦側板７とを各高力ボルト・ナット１４を本締めすることで、接合する。
このように接合金物１３をボルト孔と高力ボルト軸部との隙間を利用して、接合金物１３の位置を調整して接合している。
高力ボルト接合とすることにより、溶接変形などから生じる補強金具５と垂直面材（ウェブプレート）２間のギャップを吸収することが可能となる。なお、前記の高力ボルトとしては、例えば、Ｆ１０ＴあるいはＦ１４Ｔなどの高力ボルトを使用し、また、締め付けトルクの管理をする場合にはトルシア型の高力ボルトを用いるとよい。高力ボルト接合としては、摩擦接合あるいは支圧接合の２形態があるが、垂直面材２あるいは接合金物１３に設けるボルト孔は、水平方向の橋軸方向又は橋軸直角方向あるいはこれらの２方向を含む長孔とするよりは、前記実施形態のようにボルト孔とボルト軸部の隙間を利用して、補強金具５の溶接変形による前記ギャップ吸収するのがよい。ボルト孔を上下方向に延長して設けるのは補強金具５が上下方向にずれる恐れがあるので望ましくない。
【００１７】
（第５実施形態）
図５には、本発明の第５実施形態の補強構造が示されている。この形態は、図２に示す形態の変形形態で、前記実施形態の接合金物１３を介して、補強金具５を設置した形態である。鋼製フランジからなる水平面材１と、鋼製ウェッブプレートからなる垂直面材２とかなる断面Ｉ又はＨ形のプレートガーダ或は桁１１等の鋼構造物で、水平面材１と垂直面材２とに、又は垂直面材２のみに、鋼板からなる垂直補剛材３が設けられて、補剛されている場合に、垂直補剛材３上端の溶接部Ｗ１（Ｗ４）の応力集中を回避するために、さらに補強（又は補修を兼ねた補強）した補強構造である。
補強金具５が水平面材１の下面側に配置されて、適宜、例えば、垂直面材２に接合金物１３付きの補強金具５における接合金物１３の基端板１５を高力ボルト・ナット１４により仮固定することで、縦側板７と湾曲接続板６の上端側を溶接Ｗ５により固定し、各接合金物１３の先端板１６と垂直面材２とを高力ボルト・ナット１４を本締めして接合した後、縦側板７と接合金物１３の基端板１５の高力ボルト・ナット１４を本締めすることで、前記実施形態と同様に、垂直補剛材３上端部側の溶接部の疲労性能を向上させる補強（補修を兼ねた補強）することができる。前記以外の部分は、前記の場合と同様である。
【００１８】
（第６実施形態）
図６には、本発明の第６実施形態の補強構造が示されている。この形態は図３に示す形態の変形形態であり、垂直補剛材３の上端を水平面材１の下面から離して間隙を設けた形態で、垂直補剛材３の水平回りを、接合金物１３付の補強金具５により囲んで、垂直補剛材３上端と水平面材１との溶接接合部の応力集中を緩和して、疲労性能を向上させるように補強（補修を兼ねた補強）した形態である。接合金物１３等の形態は前記した実施形態と同様であるので、同様な要素には同様な符号を付している。
【００１９】
（第７実施形態）
図７に示す形態は、図１５に示すような他の形態の補強金具５を用いて、垂直補剛材３上端部と水平面材１との溶接部の応力集中を緩和して、補強（又は前記溶接部の亀裂等に対して補修補強）した第７実施形態である。この形態の補強金具５は、湾曲接続板６又は湾曲接続板６とこれに接続する各縦側板７の下面側は、各縦側板７に直角方向からの側面視で、垂直面材２から最も遠い位置の湾曲接続板６の先端部から各縦側板７に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部９を有している形態である。円弧状の切り欠き部９を有しているので、垂直面材１及び水平面材２に対して補強金具の内側からの隅肉溶接が確実に実施できるため、補強金具の固定が確実になる。また、補強金具５における縦側板７と、垂直面材２とは、接合金物１３を介して接合されている形態で、前記した形態と同様な部分には、同様な符号を付している。
このような形態における湾曲接続板６の上下方向の高さ寸法Ｌは、少なくとも１０ｍｍとされている。
【００２０】
図８には、補強金具５を用いた本発明の構造物の補強構造とした場合の、水平面材１から補強金具５を介した応力伝達経路が矢印で示されている。垂直補剛材３の上端部の垂直面材２から最も遠い位置の溶接接合部Ｗ４での応力集中が抑制されて、水平面材１から補強金具５の湾曲接続板６及び縦側板７を経由して、ウェブプレートの垂直面材２に伝達され、垂直面材２から垂直補剛材３に一部が伝達されることを示している。接合金物１３を用いる場合には、補強金具５から接合金物１３を介して垂直面材２に伝達され、垂直面材２から垂直補剛材３に一部が伝達されることを示している。
【００２１】
（第９実施形態）
図１０には、本発明の第９実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態では、断面Ｉ又はＨ形のプレートガーダ或は桁１１等の鋼構造物の垂直補剛材３の上端部の水平周りに、各縦側板７に直角方向からの側面視で、円弧状の切り欠き部９を有する補強金具５を配置して、接合金物１３を介して高力ボルト・ナット１４により垂直面材２に固定した形態であり、その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２２】
（第１０実施形態）
図１１には、本発明の第１０実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態は、図３に示す形態の変形形態で、垂直面材２と補強金具５における各縦側板７を接合金物１３を介して、高力ボルト・ナット１４により接合した形態で、垂直補剛材３の上端部にはギャップGが形成されている。その他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２３】
（第１１実施形態）
図１２には、本発明の第１１実施形態の鋼構造物の補強構造が示されている。この形態は、接合金物１３の先端板１６を垂直面材２に溶接W７により溶接してもよい形態を示した図であり、この場合は接合金物１３の先端板１６の長さ及び幅と補強金具５の下部の形状と幅を、溶接施工性を考慮して調整する。この形態では、先端板１６にはボルト孔１９を設ける必要はなく、基端板１５のみボルト孔を設けておけばよい。先端板１６の溶接長を確保するために、接合金物１３の形状と幅及び長さと、補強金具５の高さとも、溶接施工性を考慮して調整する。この場合のその他の構成は前記実施形態と同様である。
【００２４】
次に、図１９（ａ）（ｂ）に示す従来構造の場合（本発明における補強金具を用いない場合）と、図１９（ｃ）に示す本発明の補強構造の２例と、図１９（ｄ）に示す本発明の補強構造の１例との、下記計４例についてＦＥＭ解析（数値解析）したので、これについて説明する。
Case１ ：従来構造。補強金具５なし。（図１９（ａ）（ｂ）参照）
Case２（本発明例１）：補強金具５あり。高さＬ＝１００ｍｍ。（図１９（ｃ）参照）
Case３（本発明例２）：補強金具５あり。高さＬ＝２００ｍｍ。（図１９（ｃ）参照）
Case４（本発明例３）：切欠き部９付き補強金具５あり。高さＬ＝２００ｍｍ。（図１９（ｄ）参照）
なお、前記Case１の従来構造で、図１９（ｂ）における符号１８は、垂直面材２に隅肉溶接により固着される点検用の吊り足場支持金具１８であり、この金具１８は垂直補剛材３と同一面内で垂直面材２の反対側において垂直面材２に設置され、水平面材２に溶接されない場合が多い。
前記のように、図１８及び図１９（ａ）に片側を示す従来構造とした場合（Case１）と、本発明の各実施形態の代表形態として図１９（ｂ）に示す補強金具５を用いた本発明例１，２（Case２及び３）と、切欠き部９を設けた補強金具５を用いた図１９（ｄ）に示す本発明例３（Case４）の各補強構造について、垂直補剛材３上端の先端部を着目点Aとして、この部分に作用する応力の違いを数値解析した。
従来構造及び本発明のいずれの場合も、デッキプレートからなる水平面材１は板厚１２〜３０ｍｍの鋼板で、垂直面材２は板厚９〜３０ｍｍの鋼板で、垂直補剛材３は板厚９〜３０ｍｍ板幅５０〜３００ｍｍの鋼板である。
本発明例の試験体に用いた補強金具５の共通点は、その補強金具５の鋼板の板厚が９ｍｍ、垂直補剛材３の中心を通り図１９（ｃ）（ｄ）に示すように垂直面材２から垂直に１５０ｍｍ離れた位置を中心として湾曲接続板６の外半径Ｒが１００ｍｍとした補強金具で、Case２の本発明例１では、各縦側板７及び湾曲接続板６の高さ寸法Lが１００ｍｍの場合、Case３の本発明例２では、各縦側板７及び湾曲接続板６の高さ寸法Lが２００ｍｍの場合（図１９（ｃ）参照）、Case４の本発明例３では、各縦側板７の高さ寸法が２００ｍｍで湾曲接続板６の下側の発生する応力が低い範囲に、側面視で半径１００ｍｍの切り欠き部９を設けた場合で湾曲接続板６の高さ寸法が５０ｍｍとした場合である。
荷重Ｆは、トラック後輪の一つで９５．４ｋＮが垂直補剛材３から離れた位置において水平面材１上方から作用した場合を想定している。
Case１の従来構造と、Case２〜４の本発明例1〜３を含む計４例の解析結果を図１３にグラフとして示す。図１３のグラフから、上側に位置する従来構造（Case１）の場合より、本発明例１，３，２（Case２、４、３）の順で、垂直補剛材３先端の着目点Aの応力集中が、応力範囲の最大値で、２０％〜３５％緩和されて改善されていることがわかる。
【００２５】
以上の実施形態に示すように、鋼床版４からなる鋼構造物における垂直補剛材３の上端とデッキプレートとの溶接部の応力集中を抑制するために補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修を兼ねた補強）、或は、プレートガーダからなる鋼構造物の垂直補剛材の上端部と上フランジからなる水平面材１との溶接部Ｗ１の応力集中を抑制するための補強（又はその溶接部に発生した疲労き裂に対する補修を兼ねた補強）を簡易な補強金具５を用いて、前記各溶接部Ｗ１の応力集中を抑制（軽減）又は解消して、補強することができ、また溶接部に発生した疲労き裂に対する補強を簡易で確実な補強構造とすることができる。
【００２６】
本発明を実施する場合、図示を省略するが、補強金具５における縦側板７に一体にフランジを連設したフランジ付き縦側板７を有する補強金具とすることで、その各フランジを垂直面材２に直接ボルトにより固定するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２７】
１ 水平面材
２ 垂直面材
３ 垂直補剛材
４ 鋼床版
５ 補強金具
６ 湾曲接続板
７ 縦側板
８ スカラップ
９ 切り欠き部
１０ 鋼製Ｕリブ
１１ プレートガーダ或は桁
１２ 上端面
１３ 接合金物
１４ ボルト・ナット
１５ 基端板
１６ 先端板
１７ 下フランジ
１８ 点検用の吊り足場支持金具
１９ ボルト孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接接合又はボルト接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項２】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項３】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接又はボルト接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項４】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、前記垂直補剛材の上端部が切除されて垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板と垂直面材とにボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項５】
補強金具の湾曲接続板は、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の高さ寸法が、少なくとも１０ｍｍとされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼構造物の補強構造。
【請求項６】
補強金具は、水平面材と垂直面材すみ肉溶接部を避けるためのスカラップを有し、湾曲接続板又は湾曲接続板とこれに接続する各縦側板の下面側は、各縦側板に直角方向からの側面視で、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の先端部から各縦側板に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋼構造物の補強構造。
【請求項７】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具を配置した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、各縦側板と垂直面材とを溶接接合又はボルト接合することを特徴とする鋼構造物の補強方法。
【請求項８】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具で、各縦側板の先端部に接合金物の一端側をボルトにより仮締め状態で接合された補強金具を配置し、前記接合金物の他端側と垂直面材とをボルトにより仮締め状態で接合し、補強金具を所定の位置に保持した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、その後、接合金物と垂直面材とを接合するボルトを本締めすることを特徴とする鋼構造物の補強方法。
【請求項９】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部を水平面材の下面から離れた状態とすることを特徴とする請求項７又は８に記載の鋼構造物の補強方法。
【請求項１】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接接合又はボルト接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項２】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板にボルト接合され垂直面材に溶接又はボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項３】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが溶接又はボルト接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項４】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強構造において、前記垂直補剛材の上端部が切除されて垂直面材の上端部が水平面材から離れた状態とされ、水平面材から離れた垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具が配置され、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とが溶接により固着され、各縦側板と垂直面材とが、縦側板と垂直面材とにボルト接合された接合金物を介して接合されていることを特徴とする鋼構造物の補強構造。
【請求項５】
補強金具の湾曲接続板は、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の高さ寸法が、少なくとも１０ｍｍとされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼構造物の補強構造。
【請求項６】
補強金具は、水平面材と垂直面材すみ肉溶接部を避けるためのスカラップを有し、湾曲接続板又は湾曲接続板とこれに接続する各縦側板の下面側は、各縦側板に直角方向からの側面視で、垂直面材から最も遠い位置の湾曲接続板の先端部から各縦側板に向かって、漸次下面レベルが降下すると共に垂直面材に近づくように円弧状の切り欠き部を有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の鋼構造物の補強構造。
【請求項７】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具を配置した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、各縦側板と垂直面材とを溶接接合又はボルト接合することを特徴とする鋼構造物の補強方法。
【請求項８】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部の水平周りを囲むように、垂直補剛材の表裏両側に間隔をおいて一対の縦側板と各縦側板に一体に連設された横断面Ｕ字状又は円弧状の湾曲接続板を有する補強金具で、各縦側板の先端部に接合金物の一端側をボルトにより仮締め状態で接合された補強金具を配置し、前記接合金物の他端側と垂直面材とをボルトにより仮締め状態で接合し、補強金具を所定の位置に保持した後、前記補強金具における各縦側板及び湾曲接続板の上端と前記水平面材とを溶接により固着し、その後、接合金物と垂直面材とを接合するボルトを本締めすることを特徴とする鋼構造物の補強方法。
【請求項９】
水平面材の下面側に垂直面材が溶接により一体に設けられ、前記垂直面材に、又は前記垂直面材と水平面材とに渡って垂直補剛材を溶接により固着した鋼構造物の補強方法において、垂直補剛材の上端部を水平面材の下面から離れた状態とすることを特徴とする請求項７又は８に記載の鋼構造物の補強方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−２０２１９４（Ｐ２０１２−２０２１９４Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１０７４（Ｐ２０１１−７１０７４）
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（５０５３８９６９５）首都高速道路株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２８日（２０１１．３．２８）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【出願人】（３０４０２１４１７）国立大学法人東京工業大学 (1,821)
【出願人】（５０５３８９６９５）首都高速道路株式会社 (47)
【Ｆターム（参考）】
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