JP5773505B2

JP5773505B2 - 鋼床板

Info

Publication number: JP5773505B2
Application number: JP2013150307A
Authority: JP
Inventors: 理人小林
Original assignee: Nihonkansen Kogyo KK
Current assignee: Nihonkansen Kogyo KK
Priority date: 2013-07-19
Filing date: 2013-07-19
Publication date: 2015-09-02
Anticipated expiration: 2033-07-19
Also published as: JP2015020593A

Description

本発明は、コンテナ運搬船のデッキやＲＯ−ＲＯ船の車両甲板や、コンテナ運搬船のハッチカバー（１００乃至２００ｍ^２）のような大型の鋼床板に関するものである。

従来、鋼床板の構造としては、デッキプレートの下面に起立したウェブが所定間隔で並設され、その間にウェブより背の低い多数のリブが配設される。そして、ウェブの下側には隣り合うウェブを横方向に連結する下床が設けられる。

例えば、特許文献１は、上フランジ鋼床板と下フランジ鋼床板との間に間隔を開けて起立した２枚のウェブ鋼板で結合して箱断面の桁を形成している。また、一部の箇所であるが、下フランジ鋼板を横方向に連続させている。特許文献１には上フランジ鋼床板とウェブ鋼板との接続の手段は明らかでない。

特許文献２には、デッキプレートの下面に複数条のＵリブが溶接され、ＵリブとＵリブの間に補強リブが溶接され、さらに２つのＵリブの下面に固定板を渡して溶接若しくはボルトで固定し、補強リブに接合した鋼床板が開示されている。この文献の鋼床板によれば、ＵリブとＵリブとの間に掛かる車両重量を補強リブにより支えることにより、デッキプレートとＵリブの溶接部との疲労亀裂を押さえることができる。また、特許文献３には、間隔をおいて角形鋼管を配置し主桁とし、その上に鋼床板を高力ボルトで接合し、隣り合う角形鋼管の間に多数の縦リブを配置した構造が開示されている。

実開平４−７０３１３号特開２００６−７７５２３号公報特開２００３−１０５７１６号公報

特許文献１の鋼床板の構造によればデッキプレートの下側でウェブ鋼板同士が連結されており、また、特許文献２の鋼床板の構造によればＵリブの下面が連結されているため、これらリブとデッキプレートの接続箇所の疲労亀裂の問題を抑制することができる。しかしながら、デッキプレートの下面に縦リブを溶接する構造では、溶接する際に発生する熱によりリブが歪む。リブの断面二次モーメントの大きさは、リブの厚さよりも高さが支配的であり、強度を保ちかつリブの重量を減らすにはリブを薄くして高さを高くするのが望ましいが、リブの厚さを薄くすると熱に対する歪の影響が顕著となる。従って、リブは熱による歪を受けないように厚くせざるを得ず、自重が増加する。

一方、特許文献３の構造は、ボルトにより角形鋼管を鋼床板に固定するものであるため、溶接による熱の変形を受けずに正確に形成することができるという利点がある。また、角形鋼管は既製品として比較的入手し易く、製作時間の短縮が図れる。そして、角形鋼管と角形鋼管の間にかかる重量負荷に対しては、多数の縦リブをボルトにて固定して対応している。

しかし、既製品として提供される角形鋼管は、予めその寸法が決まっており、任意の寸法の角形鋼管を作製しようとすると、非常にコストの高いものになる。従って、特許文献３においては、容易に入手可能な角形鋼管をもとに鋼床板を設計しなければならず、設計の自由度は限定的である。

本発明は、縦リブを有する鋼床板の重量を軽量化しつつ、且つ溶接によらない鋼床板を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明の鋼床板は、長方形状に切断された圧延鋼板と、平坦な主面に対して長さ方向へ一定の間隔であってかつ幅方向に一つずつボルト孔が設けられ、前記主面の裏側には前記圧延鋼板の厚さの間隔或いはやや広い間隔で対向する内面が平行であってかつ一定深さの溝が設けられ、前記ボルト孔は前記溝の幅の範囲に重なるように設けられている棒状のブロック継手であって、前記圧延鋼板の対向する一対の長辺が前記溝に嵌合され、前記溝側面を通して前記圧延鋼板を貫通するボルトにより固定、及び／又は接着剤により固定された一対のブロック継手と、前記ブロック継手のボルト孔と同じ一定間隔に透孔が設けられた上下一対の鋼板であって、夫々は前記一対のブロック継手の前記主面に対向して配置され、前記透孔を介して対応する前記ブロック継手のボルト孔に対して螺合されたボルトにより固定されており、前記ブロック継手は、前記ボルト孔が一方の面側に設けられた断面長方形の鋼材の他方の面に対して、２本の断面長方形の鋼材を間隔を開けて平行に溶接により固定して、前記溝が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、溶接に向かない薄い圧延鋼板を利用して、撓み量が少ない軽量の鋼床板を構成することができる。圧延鋼板の厚さは様々なものが取り揃えられており、重量を増加させることなく様々な大きさ強度に対応する鋼床板を提供できるという効果がある。

鋼床板を示す図である。ブロック継手を示す図である。鋼床板の組立て図である。ブロック継手の他の例を示す図である。

本発明の実施形態について図を用いて説明する。
図１は鋼床板１００を示しており、図１Ａは側面、図１Ｂは平面を示している。鋼床板１００は、縦リブとして圧延鋼板４の両端に棒状のブロック継手１を配置し、上側、下側のブロック継手１を夫々長方形状の上下一対の鋼板５、９で挟んでいる。圧延鋼板４の厚さは２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲の厚さの範囲の中から、鋼床板１００の大きさ、強度に応じて選択される。圧延鋼板４は縦の長さＨは２００ｍｍから１０００ｍｍの範囲で、また、長さは６ｍから２０ｍの範囲で長方形状に切り出される。上下一対の鋼板５、９の厚さは、５ｍｍであって、鋼床板１００の床面積を定義している。圧延鋼板４及び上下一対の鋼板５、９は、一般構造用圧延鋼材であって、ここではＳＳ４００（ＪＩＳ規格）を用いた。上下一対の鋼板５、９も圧延鋼板であるが、圧延鋼板４との混同をさけるため、実施例では単に鋼板と称している。

図２に、棒状のブロック継手１は断面Ｕ字状の部材であり、一方側の平坦な主面に長さ方向へ一定の間隔をおいて幅方向に一つずつ雌ネジ山が設けられたボルト孔１１が設けられている。向かい合う裏側には圧延鋼板４が嵌合する溝が設けられている。溝１３は、圧延鋼板４の厚さと同じかやや広い間隔ｗ１を開けられて対向する内面が平行な面であり、深さは一定である。溝１３の両側には溝の幅ｗ１にほぼ匹敵する厚さＷ２の壁部材１４が設けられている。溝１３が設けられた範囲に重なるようにボルト孔１１が配置されている。尚、図においては、ボルト孔１１の直径は溝１３の幅よりも大きく、且つ溝１３の中心位置（図中、一点鎖線）にボルト孔１１の中心位置を重ねているが、溝１３の設けられた範囲（ｗ１の範囲）にボルト孔１１が重なることを条件として、ボルト孔１１の直径は溝１３の幅よりも小さくても良く、また溝１３の中心位置にボルト孔１１の中心位置を重なっていなくても良い。溝１３の両側の壁部材１４には、双方の壁部材１４に貫通する貫通孔１２が長さ方向へ一定間隔に設けられている(図２Ｂを参照)。

図３に鋼床板１００を組立てる様子が示されている。まずブロック継手１に設けられた貫通孔１２と同じ間隔で、かつ圧延鋼板４の長辺が溝に嵌合されたときに端面が溝の底面に接触する位置に、圧延鋼板４に貫通孔４１を穿孔する。そして、圧延鋼板４の夫々の長辺に対して夫々ブロック継手１を配置して、夫々の溝１３に嵌合させて壁部材１４を通して圧延鋼板４の貫通孔４１に対してボルト９ａを貫通させてブロック継手１と圧延鋼板４とをナット９ｂにより固定する（図３Ａ）。

次に、鋼板５に対して、ブロック継手１のボルト孔１１と同じ間隔で透孔８を開けておき、鋼板５をブロック継手１の平坦な主面に対向して配置させる。そして、透孔８を介して圧延鋼板４の長辺の一方側に配置されたブロック継手１のボルト孔１１に螺合してボルト７により鋼板５をブロック継手１に固定する。同様に圧延鋼板４の長辺の他方側に対向して配置されたブロック継手１に対して鋼板９の透孔８を介してボルト孔に螺合して鋼板９をブロック継手１に固定する。

圧延鋼板４の板厚は長さに比較して薄く、長い距離を溶接しようとすると、熱で歪んで形状変化を起してしまう、鋼床板１００ではブロック継手１を用いた締結であるので、圧延鋼板４にゆがみなどの形状変化は起こらない。

鋼床板１００における圧延鋼板４の設置箇所の前後箇所Ｕを切り出した場合において、箇所Ｕの断面形状は、Ｉ字形状である。鋼板５と鋼板９とブロック継手１の平坦な主面はボルト７により密着状に固定されるため、鋼板５と鋼板９と圧延鋼板４とが一体的に接続された如き構造が実現される。鋼床板１００の厚さをＨ、箇所Ｕの幅をＢ、鋼板５と鋼板９の間隔をｈとした場合、ブロック継手１の自体による断面２次モーメントＩａを無視すると、箇所Ｕの断面２次モーメントＩａは、

（１）−−−−Ｉａ＝（ＢＨ^３−（Ｂ−ｄ）ｈ^３）／１２

により近似できる。

式に明らかなように、圧延鋼板４の厚さよりも、鋼板５と鋼板９の間隔すなわち、圧延鋼板４の幅ほうが、断面２次モーメントＩａの値については支配的である。ブロック継手１を用いることにより、容易に所望の厚さのものが入手可能な一般構造用圧延鋼材である鋼板を鋼床板の縦リブとして用いることができるため、どのような強度、大きさの鋼床板１００に対しても適切な厚さの鋼板を採用して容易に対応して製造することができる。このように設計の自由度は格段に向上する。

ブロック継手１と鋼板５或いは鋼板９の接続は、圧延鋼板４の延長上に配置されるボルト孔１１により締結されるため、鋼板５或いは鋼板９に加わる曲げ力直接的に圧延鋼板４に伝達されることになり、上記式（１）により求められる断面２次モーメントＩａに近い性能を発揮することができる。また、ブロック継手１を用いることにより、圧延鋼板４の板厚よりも大きい直径のボルト７を使用することができるので、強度を確保することができ、かつ一定間隔において、１本のボルト７を使用するだけであるので、鋼床板１００を製造する工程も短縮化することができる。

図４は、ブロック継手１を作製する過程を示す図である。ブロック継手１は、断面長方形の角型の鋼材から溝加工や穿孔により製作しても良いが、安価にかつ容易に、様々な板厚の圧延鋼板４に対応できるようにし、かつ容易に入手できる鋼材を用いて作製する例を示す。ここにおいて、ブロック継手１に固定される圧延鋼板４（リブ）の板厚は、２ｍｍであるとする。

６ｍｍ×３ｍｍの断面長方形の鋼材１５を、その主面に雌ネジ山を形成したボルト孔１１（直径４ｍｍ、深さ２ｍｍ）を穿孔する（図４Ａ）。壁部材１４となる５ｍｍ×２ｍｍの断面長方形の２本の鋼材１６に貫通孔（直径３ｍｍ）１２を穿孔する（図４Ｂ）。２本の鋼材１６の間隔を２ｍｍ開けて、鋼材１５の主面の裏側に配置して幅２ｍｍ、深さ５ｍｍの溝１３を形成して、その側面を溶接して固定する（図４Ｃ）。この溶接は、全域に渡る溶接でなくても良く、離散的な溶接で良い。

上記実施例においては、ボルト孔は溝に貫通していない例を示したが、ボルトが圧延鋼板４と干渉しなければ、貫通していてもかまわない。また、ブロック継手１と圧延鋼板４とを接続するために、ボルトを用いたが、接着剤と併用しても良い。また、火災により接着剤の消失が懸念されることのない箇所においては、ブロック継手１と圧延鋼板４とを固定は接着剤のみを用いるものでも良い。

また、上記実施例においては、圧延鋼板４の長さに相当する長さを持つブロック継手１を用いる例を示したが、長さの短いものを複数個利用しても良い。

１ブロック継手
４圧延鋼板
５、９鋼板

Claims

長方形状に切断された圧延鋼板と、
平坦な主面に対して長さ方向へ一定の間隔であってかつ幅方向に一つずつボルト孔が設けられ、前記主面の裏側には前記圧延鋼板の厚さの間隔或いはやや広い間隔で対向する内面が平行であってかつ一定深さの溝が設けられ、前記ボルト孔は前記溝の幅の範囲に重なるように設けられている棒状のブロック継手であって、前記圧延鋼板の対向する一対の長辺が前記溝に嵌合され、前記溝側面を通して前記圧延鋼板を貫通するボルトにより固定、及び／又は接着剤により固定された一対のブロック継手と、
前記ブロック継手のボルト孔と同じ一定間隔に透孔が設けられた上下一対の鋼板であって、夫々は前記一対のブロック継手の前記主面に対向して配置され、前記透孔を介して対応する前記ブロック継手のボルト孔に対して螺合されたボルトにより固定されており、
前記ブロック継手は、前記ボルト孔が一方の面側に設けられた断面長方形の鋼材の他方の面に対して、２本の断面長方形の鋼材を間隔を開けて平行に溶接により固定して、前記溝が形成されていることを特徴とする鋼床板。
前記ブロック継手の溝を形成する壁部材を貫通し、前記溝に嵌合した前記圧延鋼板の長辺を貫通する貫通孔が設けられ、前記貫通孔を介してボルトにより前記ブロック継手と前記圧延鋼板とが固定されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼床板。