JPH08338007A

JPH08338007A - 段積みｈ形鋼橋梁

Info

Publication number: JPH08338007A
Application number: JP14731795A
Authority: JP
Inventors: Akinobu Kishi; 明信岸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1995-06-14
Filing date: 1995-06-14
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は主桁にきわめてシンプルな段積みＨ
形鋼を用いた段積みＨ形鋼橋梁を提供することを目的と
する。【構成】本発明は橋梁構造物の主桁がＨ形鋼をＨ形鋼
の最大曲げモーメント方向に複数段積みして相互に締結
された段積みＨ形鋼よりなることを特徴とする段積みＨ
形鋼橋梁、を構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、橋梁構造物の主桁にＨ
形鋼を段積みして用いる段積みＨ形鋼橋梁に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、橋梁構造物は、薄肉構造で図７に
（ａ），（ｂ）の２例を示すように、鋼板を溶接にて組
み合わせて部材を製作している。又、鋼重を軽くするた
め、鋼板を薄くし、リブで補剛する構造となっているた
め、製作工数が大きく、コストアップの要因となってい
る。又、一品一様の単品製品で全て単品で設計する必要
がある。

【０００３】因みに図７（ａ），（ｂ）は何れも左下か
ら右上方向が橋梁の長手方向で（ａ）は大型の橋梁に、
（ｂ）は中型の橋梁に用いられる典形的構造を示す。

【０００４】（ａ）において、０１は縦リブ、０２は垂
直補剛材、０３は水平補剛材、０４は縦リブ、０５はボ
トムプレート、０６はウェブ、０７は耳桁、０８はデッ
キプレート、０９は継手部である。

【０００５】（ｂ）において、０１１は水平補剛材、０
１２は垂直補剛材、０１３はガセットプレート、０１４
はジベル、０１５は上フランジ、０１６は中間対傾構、
０１７は横構、０１８は底板、０１９はくつ、０２０は
腹板、０２１は下フランジ、０２２は端対傾構、０２３
は主げたである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の橋梁構造物
には解決すべき次の課題があった。

【０００７】即ち、従来の橋梁構造物では、橋桁のサイ
ズが一品一様となっており、一品一品製作図面を作成
し、材料を加工し組み立てるため、製作に手間がかか
り、大きくコストアップするという問題がある。

【０００８】又、橋桁の部品を一品一品工場で製作する
ため、品質管理が複雑で製作誤差が発生し易いという問
題がある。

【０００９】又、大形橋梁構造物では、橋桁のサイズが
非常に大きくなるため、工場から架設場所への輸送が制
限される場合が生じるという問題がある。又、大形橋梁
ではそれを架設するための重機に大型のものを使う必要
性があるため、コストアップの一因となるという問題が
ある。

【００１０】又、大形の橋桁を製作する場合、腹板高が
非常に大きくなるため、腹板の座屈防止のための補剛リ
ブが多数必要となるが、補剛リブの溶接により、変形が
生じたり、溶接量の増加により製作日数が増加したりす
るという問題もある。

【００１１】本発明は上記問題を解決した段積みＨ形鋼
橋梁を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題の解決
手段として、橋梁構造物の主桁がＨ形鋼をＨ形鋼の最大
曲げモーメント方向に複数段積みして相互に締結された
段積みＨ形鋼よりなることを特徴とする段積みＨ形鋼橋
梁、を提供しようとするものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記のように構成されるので次の作用
を有する。

【００１４】即ち、橋梁構造物の主桁がＨ形鋼を、その
最大曲げモーメント方向に複数、段積みして相互に締結
された段積みＨ形鋼よりなるため、最高強度部材である
主桁を、ミルメーカ等で量産される低価格の規格品であ
るＨ形鋼を複数段積みし、相互に締結するだけで得られ
るので、きわめて汎用性が高く、しかも低コストで得ら
れる。

【００１５】従って、従来のように一品一様の単品製品
が不要となるばかりか規格量産品を用いるのであるから
資材調達、組立て共著しく迅速化する。即ち、従来、橋
桁のフランジ（横材）と腹板を溶接で組立てていたプロ
セス及び製作時間は一切不要となり、かつ、従来は溶接
歪発生を防止するため、様々な工夫を凝らし、万一、歪
が発生した場合は歪取り作業を新たに付加する等の煩が
あったのが一切解消する。

【００１６】

【実施例】本発明の第１〜第３実施例を図１〜図６によ
り説明する。なお、先の実施例と同様の構成部材には同
符号を付し、必要ある場合を除き説明を省略する。

【００１７】（第１実施例）第１実施例を図１〜図４に
より説明する。

【００１８】本実施例は主桁の基本構成の例に係り、図
１、図２では理解を容易にするため、先に従来例を示
し、次いでそれに対応する本実施例を示す。

【００１９】図１は本実施例に係る橋梁の主桁の段積み
Ｈ形鋼の鉛直断面の図で、（ａ）は従来例の図、（ｂ）
は（ａ）に対応する本実施例の３段積みＨ形鋼の例の
図、（ｃ）は（ａ）より小型の従来例の図、（ｄ）は
（ｃ）に対応する本実施例の２段積みＨ形鋼の例の図、
図２は図１の（ｃ），（ｄ）の斜視図で、（ａ）が従来
例の図（但し、補剛材を付して示す）、（ｂ）が（ａ）
に対応する本実施例の図、図３は図１（ｄ）（図２
（ｂ））の詳細図で、（ａ）は図１（ｄ）に対応する
図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ矢視断面図（但し、９０°
回転示）、図４は図１（ｄ）の主桁の長手方向の継手部
の図で、（ａ）は図１（ｄ）に対応する図、（ｂ）は
（ａ）の側面図である。

【００２０】図１において１は規格品のＨ形鋼、１ａは
Ｈ形鋼１の腹部、１ｂはＨ形鋼１のフランジ、３は段積
みされたＨ形鋼１同志をそれぞれフランジ１ｂを上下に
貫通して締結する高力ボルトである。

【００２１】（ａ）は従来の桁高の主桁を示し、腹板０
２０の上フランジ０１５、下フランジ０２１よりなる構
成に対し、（ｂ）の本実施例ではフランジ１ｂを上下に
有する腹部１ａよりなるＨ形鋼１を３個段積みしてフラ
ンジ１ｂ同志を左右対称に高力ボルト３で締結して構成
した例である。

【００２２】（ｄ）は同要領でＨ形鋼１を２個段積みし
た例であり、従来例の（ｃ）に対応する。以降、本実施
例ではこの（ｄ）の例で説明する。

【００２３】次に上記、図１（ｄ）の構成の作用につい
て従来例と比較して説明する。

【００２４】図２において、従来例の（ａ）の場合、橋
梁で最大曲げモーメントの生じる上下方向に対し、荷重
によって曲げが生じる場合、水平方向の上側には中立軸
からの距離に比例した圧縮応力が、下側には同じく引張
応力が各生じるが、同時に上下方向には大きな力（圧縮
荷重）が作用し、腹板０２０には座屈応力が生じる。こ
の座屈応力は細長比の２乗に比例して大きくなる。図の
奥行き（長手方向）は一様断面が連続するので断面のみ
についてみると、腹板０２０の高さを板厚で除した細長
比がきわめて大きい腹板０２０では、わずかな荷重に対
して大きな座屈応力が発生するので曲げに耐える前に上
下方向に座屈しないよう、先ず、垂直補剛材０１２を適
所に溶接しなければならない。また、曲げの圧縮側、即
ち、両端支持となる橋梁の場合、主桁の中立軸より上側
となる位置の適切な高さに、圧縮による水平方向の座屈
（以降、「水平座屈」という）を防ぐ目的で、水平方向
に水平補剛材０１１を溶接しなければならない。

【００２５】しかも、このような、いわゆる薄物溶接は
きわめて高頻度で溶接歪を生じやすいので、状況によっ
ては適所に冷し金を当て、或は堅固な治具で固定して溶
接しなければならないという煩雑な作業が付随する。

【００２６】これに対し、本実施例の図２（ｂ）の場
合、図３（ａ），（ｂ）にも示すように２段の（２個
の）Ｈ形鋼１を高力ボルト３で締結しさえすればよい。
これを強度的に見ると、桁高の中央には２枚のフランジ
１ｂが合体していて各腹部１ａの細長比は従来例の１／
２であり、従って座屈応力は板厚を同じとした場合の１
／４にしかすぎない。また、水平座屈についてみても、
桁高を２分する位置に２枚のフランジ１ｂが縦通してい
るので、腹部１ａの水平方向の波打ち（のたくり）の自
由度は０に近く、従って水平座屈も生じる懸念はない。

【００２７】しかも溶接個所は絶無で溶接作業を必要と
せず、従って溶接歪も絶無であるばかりか溶接歪を防止
するための冷し金や治具を必要とせず、それらに伴う煩
雑な作業も絶無である。

【００２８】また、残留歪もないため、架橋後の経時的
な応力腐蝕破壊の発生も生じない。

【００２９】因みに応力腐蝕破壊とは、たとえば溶接に
よる残留応力（引張応力）が存在すると、その応力方向
に垂直な方向には雨水等による腐蝕が著しく進行しやす
い現象を云う。

【００３０】図４は本実施例の長手方向の継手の図で、
（ａ）は、たとえば図１（ｄ）に対応する図、（ｂ）は
（ａ）の側面図である。（ｂ）に示すように左右双方か
ら当接し合った各Ｈ形鋼１の端部には（ａ）に示すよう
に腹部１ａの両側から添接板２が当てられ、最上下端の
フランジ１ｂには添接板２ａ，２ｃが当てられて各、高
力ボルト３で締結されている。桁高の中央となる部位の
重ね合わさったフランジ１ｂは曲げにおける略中立軸線
上となり、曲げに際して格別の引張、圧縮応力が生じな
いので、特に添接板を当てる必要はない。但し、たとえ
ば主桁の上側に、主桁（従って２段のＨ形鋼１）の断面
係数に影響を与える程の対圧縮性の大きな路盤等が、水
平方向に滑りを生じないよう固設された場合は中立軸が
上方に移動するので引張応力分担用に左右に各１枚程度
の添接板を入れた方が、より強大な荷重に耐えられると
いう意味で望ましい。

【００３１】（第２実施例）第２実施例を図５により説
明する。

【００３２】本実施例は第１実施例の２段積みＨ形鋼の
主桁の上に路盤として、ＲＣ床版（鉄筋コンクリート床
板）をボルト（スタッド）止めして橋梁を架設する例で
ある。

【００３３】図５は本実施例の図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）は主桁とスタッドのみの斜視図である。

【００３４】図において、４は支承５の直上となる主桁
（各Ｈ形鋼１）の部位で集中荷重を効率的に桁高方向に
分散させるよう各Ｈ形鋼１の腹部１ａに沿って溶接され
た端支点上補剛材、５は橋梁の両端を支える支承、６は
主桁の上に路盤として敷設されるＲＣ床版、７はＲＣ床
版６を主桁にネジ止めするため、主桁であるＨ形鋼１の
上部のフランジ１ｂに多数、植設されたスタッドであ
る。

【００３５】因みにこのような構成は、主桁とＲＣ床版
６とはいわば別部材同志をスタッド７で締結したに留ま
り、スタッド７を密植し、強力にネジ止めした場合は別
として、一般に曲げ歪（撓み）の発生に際し、ＲＣ床版
６と主桁との間に微細な滑りを容認するもので両方の部
材が合して断面の慣性モーメント（Ｉ）を高め合うこと
がなく（絶無ではないが）、従って、剛性（Ｅ・Ｉ…Ｅ
は材質によって決まるヤング係数）は両部材の個々の剛
性を合した程度に留まるところから、単純合成桁と呼ば
れる。

【００３６】なお、ＲＣ床版６には、床版の下方近傍で
長手方向の鉄筋にプリテンションを負荷してコンクリー
トで固めたＰＣ床版が用いられても勿論よく、強度上の
みからは寧ろその方が望ましい。

【００３７】（第３実施例）第３実施例を図６により説
明する。

【００３８】本実施例は第１実施例の３段積みＨ形鋼の
主桁の上に直接、コンクリートを流して固め路盤とする
橋梁の例である。

【００３９】図６は本実施例の図で、（ａ）は側面図、
（ｂ）は主桁とスラブアンカーのみの斜視図である。

【００４０】本実施例の場合は主桁をなすＨ形鋼１の上
部のフランジ１ｂにコンクリート捕捉用のスラブアンカ
ー８が多数、植設され、別に路盤状の適切な鉄筋コンク
リート用の篭体を流動コンクリート受容箱と共に載置固
定してコンクリートを流し込み、いわば路盤と主桁とを
一体的に構成するもので圧縮に強いコンクリートが、曲
げに際して圧縮側となる上面に滑りなく一体的に固設さ
れることにより強度、剛性共に高まるという利点があ
る。因みにかかる構造を連続非合成桁と呼んでいる。

【００４１】なお、本構成は一般に大型橋梁に用いら
れ、スパン中間に中間支承５ａが、その上方に中間支点
上補剛材４ａが各付設されることが多い。

【００４２】以上、第１実施例ではＨ形鋼１同志の締結
に高力ボルト３を用いたがボルト締結に限定されるもの
ではなく状況に応じて溶接が用いられてもよい。

【００４３】以上の通り、第１〜第３実施例によれば、
主桁にミルメーカ等で量産されるＨ形鋼を段積みし締結
して用いるので、資材調達がきわめて容易という利点が
ある。

【００４４】また、ミルメーカ等で量産、製品検査され
た規格品のＨ形鋼を殆どそのままの形で使うので２次加
工に伴う製品欠陥が生じないという利点がある。

【００４５】また、規格品であるがため、部品点数が著
しく少なく、部品管理がきわめて容易という利点があ
る。

【００４６】また、多種の部品作りや溶接を必要としな
いので工期が著しく短縮されるという利点がある。

【００４７】また、溶接を必要としないので溶接歪対策
の問題がなく、かつ、応力腐蝕の問題が生じないという
利点がある。

【００４８】また、軽量のＨ形鋼を段積みして主桁を構
成するので、建設現場へ資材を運ぶ運搬手段、現場にお
ける取扱い手段に大型の車輛、クレーン等の手段を用い
る必要がないという利点がある。

【００４９】また、規格品を殆どそのまま段積みして構
成するので寸法精度をきわめて高くできるという利点が
ある。

【００５０】また、量産規格品を殆どそのまま用い、多
部品の製作を必要とせず、部品加工時間を殆ど必要とせ
ず、溶接もなく資材費、製作時間が共に極小化するので
製作コストが著しく低減されるという著しい利点があ
る。

【００５１】また、部材運搬に特殊な大型トレーラー等
を用いる必要がないので輸送制限を受けることがないと
いう利点がある。

【００５２】

【発明の効果】本発明は上記のように構成されるので次
の効果を有する。

【００５３】（１）．ミルメーカーで形成されたＨ形鋼
を使用するため、部材の加工、組立、製作に要する時間
を著しく低減できる。

【００５４】（２）．上記（１）の理由で部材を高精度
に製作できる。

【００５５】（３）．製作部材数を少くできる。

【００５６】（４）．規格のＨ形鋼を使用するため、部
材形状を全く規格化できるため、製作、架設が容易とな
り、将来の製作・架設の機械化、橋梁本体及び付属物の
標準化を行うことができ、製品全体がコストダウンす
る。

【００５７】（５）．規格品で軽量のため全ての部材を
トラック輸送できるため、輸送制限の影響を受けない。

【００５８】（６）．スパンの変化に対し、規格部材の
みで対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例に係る橋梁の主桁の段積み
Ｈ形鋼の鉛直断面の図で、（ａ）は比較用の従来例の
図、（ｂ）は（ａ）に対応する本実施例の３段積みＨ形
鋼の例の図、（ｃ）は（ａ）より小型の従来例の図、
（ｄ）は（ｃ）に対応する本実施例の２段積みＨ形鋼の
例の図、

【図２】第１実施例に係る、図１の（ｃ），（ｄ）の斜
視図で、（ａ）が従来例の図、（ｂ）が（ａ）に対応す
る本実施例の図、

【図３】第１実施例に係る図１（ｄ）の詳細図で、
（ａ）は図１（ｄ）に対応する図、（ｂ）は（ａ）のＢ
−Ｂ矢視断面図（但し、９０°回転示）、

【図４】第１実施例に係る図１（ｄ）の主桁の長手方向
の継手部の図で、（ａ）は図１（ｄ）に対応する図、
（ｂ）は（ａ）の側面図、

【図５】本発明の第２実施例に係る図で、（ａ）は側面
図、（ｂ）は（ａ）の主桁等の斜視図、

【図６】本発明の第３実施例に係る図で、（ａ）は側面
図、（ｂ）は（ａ）の主桁等の斜視図、

【図７】従来の橋梁構造物の要部斜視図で、（ａ）は大
型橋梁の例の図、（ｂ）は中型橋梁の例の図である。

【符号の説明】

１Ｈ形鋼１ａ腹部１ｂフランジ２，２ａ，２ｃ添接材３高力ボルト４端支点上補剛材４ａ中間支点上補剛材５支承５ａ中間支承６ＲＣ床版６ａコンクリート７スタッド８スラブアンカー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】橋梁構造物の主桁がＨ形鋼をＨ形鋼の最
大曲げモーメント方向に複数段積みして相互に締結され
た段積みＨ形鋼よりなることを特徴とする段積みＨ形鋼
橋梁。