JP3726153B2

JP3726153B2 - 角形鋼管を主桁に用いた橋梁構造

Info

Publication number: JP3726153B2
Application number: JP2001305351A
Authority: JP
Inventors: 聖嗣佐藤; 俊彦別所; 日出夫小枝; 寛人奥野; 憲二池田; 久志今野; 朗畑山; 浩三田村
Original assignee: Japan Steel Works Ltd
Current assignee: Japan Steel Works Ltd
Priority date: 2001-10-01
Filing date: 2001-10-01
Publication date: 2005-12-14
Anticipated expiration: 2021-10-01
Also published as: JP2003105716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼床版桁橋の建設に用いる桁に、市販されている角形鋼管を使用し、橋梁建設をプレハブ化した橋梁構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の鋼床版桁橋は、鈑桁と箱桁の二つのタイプがあり、図１２に鈑桁の一例を示す。
【０００３】
これに示されるものは、床版を構成する鋼床版５０と、鋼床版５０を補強する補強用縦リブ５２と、ウェブ５４と、ウェブ５４の下端に設けられる下フランジ５６と、横桁と横リブ５８とにより構成されており、これらは、工場にて組立溶接され、現地で架設が行われる。現地架設作業では、添接部を高力ボルトで本締めする作業と、隣り合う鋼床版５０同士の図中実線で示す部分を溶接する作業と、これらを検査する作業とが行なわれる。
【０００４】
次に、機能について説明すると、鋼床版５０上を車両が通行した際、その荷重は、鋼床版５０、ウェブ５４及び下フランジ５６で分担され、支承を介して下部工へ伝達される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の鋼床版桁橋では、以下のような課題がある。
【０００６】
すなわち、工場において、各部材を組立溶接するため、この作業に多くの時間を必要とする。また、現地架設時に、隣り合う鋼床版５０同士を溶接する作業とその検査とがあるため、供用するまでに時間がかかる。
【０００７】
本発明は、このような課題を解決するためのものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記のような従来の課題を解決するためのものであり、主桁に既製品の角形鋼管を使用することにより工場製作の時間を短縮するとともに、鋼床版、角形鋼管及び他の部材を高力ボルトで組立てることにより、現地架設作業の時間を短縮することを目的とする。
【０００９】
本発明のうちで請求項１記載の発明は、鋼床版桁橋であって、
複数の角形鋼管（１０）が離間され且つ平行に配置されて主桁が構成されているとともに、
該複数の角形鋼管（１０）上に鋼床版（１２）が架け渡されて床版が構成されており、前記角形鋼管（１０）と前記鋼床版（１２）とが高力ボルト（１４）により互いに接合されていることを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明のうちで請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記角形鋼管（１０）は、横桁（１６）を介して互いに連結されており、前記角形鋼管（１０）と横桁（１６）とが高力ボルト（１４）により互いに接合されていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明のうちで請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記鋼床版（１２）にはこれを補強するための縦リブ（１８）が設けられており、該縦リブ（１８）は、前記横桁（１６）により支持されているとともに高力ボルト（１４）により互いに接合されていることを特徴とするものである。
【００１２】
なお、上記かっこ内の符号は、後述する実施の形態の対応する部材を示す。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の第１の実施の形態を図により説明する。
【００１４】
図１に第１の実施の形態の断面図を、図２に第１の実施の形態の平面図をそれぞれ示す。
【００１５】
主桁は、複数の角形鋼管１０が離間され且つ平行に配置されて構成されている。また、床版は複数の角形鋼管１０上に鋼床版１２が架け渡されて構成されている。角形鋼管１０と前記鋼床版１２とは高力ボルト１４により互いに接合されている。また、隣り合う角形鋼管１０同士は、横桁１６を介して互いに連結されており、それぞれの角形鋼管１０と横桁１６とは高力ボルト１４により互いに接合されている。鋼床版１２にはこれを補強するための縦リブ１８が設けられており、鋼床版１２と縦リブ１８とは高力ボルト１４により互いに接合されている。縦リブ１８は、横桁１６により支持されており、これらは、高力ボルト１４により互いに接合されている。
【００１６】
前記各部材の高力ボルト１４による接合作業は、架設現場において行なわれるものであり、各部材は、架設現場において一体構造とされる。
【００１７】
【実施例】
（実験例１）
比較検討のために本願発明の角形鋼管を用いた単純省力化鋼床版橋と、単純非合成版桁橋を設計して載荷実験を行った。設計条件は、支間長：３０ｍ、活荷重：Ｂ活荷重、幅員：９．２ｍ、横断勾配：２％拝み勾配としている。実際は、１／３のモデルを使用した。
【００１８】
本願発明の実施例では、図３及び図４に示される１主桁構造の供試体１を製作し、角形鋼管１０と鋼床版１２とが複合構造としての断面剛性を有するか及び有効なボルト配置の確認を行う。
【００１９】
載荷実験は、供試体１の両端を反力台にセットし、支間中央を油圧ジャッキにより載荷板（２００×２００）を介して載荷する方法で行う。載荷は、許容応力に相当する荷重（１５４ｋＮ）まで行う。計測は図３及び図４に示す位置において載荷、荷重、変位及びひずみについて行う。
【００２０】
（実験結果）
図５及び図６に、実験及び格子計算から得られた荷重−変位曲線（Ａ断面）とたわみ曲線（荷重１４０ｋＮ時）をそれぞれ比較して示す。
【００２１】
たわみ曲線は、高力ボルト１４のボルトピッチが千鳥配置の場合、格子計算より小さくなり、順次配置の場合は、格子計算とほぼ一致する。
【００２２】
図７に、実験及び格子計算から得られた下フランジのひずみの分布（荷重１４０ｋＮ時）を比較して示す。
【００２３】
高力ボルト１４が順次配置の場合、格子計算の結果とほぼ一致する。
【００２４】
したがって、高力ボルト１４のボルトピッチが１５０ｍｍの順次配置の場合は、ボルト接合により十分な断面剛性を有する。
【００２５】
（実験例２）
次に、図８及び図９に示される３主桁構造の供試体２を製作し、横桁１６の分配効果の確認を行う。
【００２６】
載荷実験は、許容応力に相当する荷重を４２０ｋＮとする以外は、供試体１と同様に行う。
【００２７】
（実験結果）
図１０にＡ断面における荷重−変位曲線を実験と格子計算で比較して示す。なお、図中のＧ２桁は、載荷した中央桁を示し、Ｇ１とＧ３桁は、横桁１６であるＨ形鋼を介して荷重分布される外桁である。
【００２８】
また、図１１にＡ断面における荷重と下フランジのひずみの関係を示す。
【００２９】
変位及びひずみとも実験値はほぼ格子計算結果と一致した挙動を示していることから、横桁１６の分配効果は十分であり、許容応力内での設計が可能と判断される。
【００３０】
以上の供試体１及び供試体２の実験結果より、以下のことがわかる。
【００３１】
（１）供試体１（１主桁構造）の載荷実験結果より、ボルトピッチが１５０ｍｍの順次配列の場合は、ボルト接合により十分な断面剛性が得られる。
【００３２】
（２）供試体２（３主桁構造）の載荷実験結果が格子計算結果とほぼ一致した挙動を示していることから、横桁１６の分配効果は十分であり、許容応力内での設計が可能である。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のうち請求項１記載の発明は、主桁に既製品として入手できる角形鋼管（１０）を使用するため、工場製作の時間を短縮することができる。
【００３４】
また、角形鋼管（１０）と鋼床版（１２）とを高力ボルト（１４）により接合するため、部材間の溶接を無くすことができるので、現場架設の時間短縮を行うことができる。また、十分な断面剛性を有する高い精度のものを製作することができる。
【００３５】
さらに、施工コストを試算した結果、本発明の鋼床版桁橋は、単純非合成版桁橋に比較してコストを約１０％低減することができる。
【００３６】
また、本発明のうちで請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、角形鋼管（１０）と横桁（１６）とを高力ボルト（１４）により接合することにより、高い精度のものが製作でき、製作時間の短縮を行うことができる。
【００３７】
さらには、本発明のうちで請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、鋼床版（１２）、縦リブ（１８）及び横桁（１６）をそれぞれ高力ボルト（１４）により接合することにより、許容応力内での設計が可能であるとともに、高い精度のものが製作でき、また、製作時間の短縮を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の断面図である。
【図２】第１の実施の形態の平面図である。
【図３】供試体１の平面図である。
【図４】供試体１の断面図である。
【図５】供試体１の荷重−変位曲線図である。
【図６】供試体１のたわみ曲線図である。
【図７】供試体１のひずみ分布図である。
【図８】供試体２の平面図である。
【図９】供試体２の断面図である。
【図１０】供試体２の荷重−変位曲線図である。
【図１１】供試体２の荷重とひずみとの関係を表す図である。
【図１２】従来の鋼床版桁橋の斜視図である。
【符号の説明】
１０角形鋼管
１２鋼床版
１４高力ボルト
１６横桁
１８縦リブ

Claims

鋼床版桁橋であって、
複数の角形鋼管（１０）が離間され且つ平行に配置されて主桁が構成されているとともに、
該複数の角形鋼管（１０）上に鋼床版（１２）が架け渡されて床版が構成されており、前記角形鋼管（１０）と前記鋼床版（１２）とが高力ボルト（１４）により互いに接合されていることを特徴とする角形鋼管を主桁に用いた橋梁構造。
前記角形鋼管（１０）は、横桁（１６）を介して互いに連結されており、前記角形鋼管（１０）と横桁（１６）とが高力ボルト（１４）により互いに接合されていることを特徴とする請求項１記載の角形鋼管を主桁に用いた橋梁構造。
前記鋼床版（１２）にはこれを補強するための縦リブ（１８）が設けられており、該縦リブ（１８）は、前記横桁（１６）により支持されているとともに高力ボルト（１４）により互いに接合されていることを特徴とする請求項２記載の角形鋼管を主桁に用いた橋梁構造。