JPS60181401A - 鋼桁とレ−ルとの溶接部補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［技術分野］ 本発明は、鋼桁とレールとの溶接部補強方法に関する。

［背景技術］ 従来、鋼桁とレールとの接合方法としては、レール締結
金物を用いる方法と、鋼桁のフランジにレールを直接的
に溶接する方法が用いられている。このうち、鋼桁のフ
ランジにレールを溶接によって直接的に溶接する方法は
、レール締結金物等の伺属品が不要なこと、鋼桁のフラ
ンジに最小溶接脚長のスペースがあればよいためにクレ
ーン　□用レール等におけるように鋼桁のフランジのレ
ール設置位置に制約のある構造においては有利であ　゛
　□ること、鋼桁とレールとの曲げ剛性に関して合成効
果が期待できること等の多くの長所を有しており、クレ
ーン関係等において広く用いられている。

第１図は、鋼桁１０にＩ形断面のレール２０を　１□、
１３より工ゆ。、４６よ８３イ第１，１、−１あ　１２
図は、鋼桁ｉｏに矩形断面のレール３０を溶接によって
接合してなる状態を示す正面図である。

なお、ｌｌは鋼桁１０のフランジＩＯＡの接合面、２１
はレール２０の接合面、３１は、レール３０の接合面、
４０は溶接部、ｌ　ＯＢ　ｌｊ鋼桁１０のウェブ、１０
Ｃは鋼桁１０のフランジＩＯＡとウェブＩＯＨの溶接部
である。

ところで、上記従来の鋼桁ｌＯとレール２０の接合構造
、鋼桁１０とレール３０の接合構造にあっては、設工１
上、第１図（Ａ）（Ｂ）に示すように、鋼桁１０の接合
面１１と、レール２０１、３０の接合面２１．３１とは
それぞれ均一な面接触状Ｆ−で接触するものとし、車輪
圧Ｐは上記のような接触面に分散するものと考えている
。従って、溶接部４０の脚長、のど厚は、鋼桁１０とレ
ール２０．３０との間に作用するせん断力、レール２０
，３０の水平方向に作用する車輪横荷重および制動力等
に抵抗ｎｆ能な大きさに設定されているにすぎない。

しかしながら、鋼桁ｌＯとレール２０．３０との実際の
接合構造にあっては、第２図（Ａ）〜（Ｄ）に示すよう
に、鋼桁１０のフランジＩＯＡとウェブＩＯＢの溶接部
１０ｃによるフランジ１０Ａの溶接変形、レール２０．
３０の底面の不整、さらには鋼桁ｌＯのフランジＩＯＡ
やレール２０．３０のねじれによる施工誤差等に基づき
、鋼桁１０の接合面１１とレール２０．３０の接合面２
１．３１との間に不可避的な空隙部５ｏを生ずる。その
結果、レール２０．３０に載荷される重輪圧Ｐは、設計
上全く考慮していない溶接部４０を介して鋼桁ｌＯに伝
達されることになり、当該溶接部４０、鋼桁１０のフラ
ンジＩＯＡにこの極めて大きな車輪圧Ｐによる局部応力
の繰返しを受け、疲労亀裂６１．６２を多発している。

［発明の目的〕 本発明は、レールに作用する荷重の鋼桁に対する分散性
がよく、溶接部に過大な局部応力を生ずることなく、溶
接部の疲労強度を向上Ｏｆ能とすることを目的とする。

［発明の構成］ 」二足目的を達成するために、本発明に係る鋼桁とレー
ルとの溶接部補強方法は、鋼桁とレールとの溶接後、鋼
桁とレールの相対する接合面の間に生ずる空隙部に、鋼
桁またはレールの少なくとも一力に設けた孔部より常温
硬化する充填剤を注入するようにしたものである。

［発明の詳細な説明］ 第３図（Ａ）は、鋼桁１０とレール２０との接合部に本
発明を適用した例を示す斜視図、第３図（Ｂ）は、鋼桁
１０とレール３０との接合部に本発明を適用した例を示
す斜視図である。

まず、鋼桁１０とレール２０．３０とを、鋼桁１０の接
合面１１とレール２ｏ、３ｏの接合面２１．３１の接触
状況を観察、記録しながら溶接を行い、溶接部４０を得
る。その後、上記接触状況の悪い空隙の大なる前記空隙
部５ｏに、例えば直１ギ５■〜１０ｍｍ程度の複数の孔
部７１〜７５を穿設する。なお、孔部７１〜７３は充填
剤８ｏを空隙部５０に注入するための孔であり、孔部７
４．７５は」、記充填剤８０の注入時における空気抜き
と充填確認のための孔である。

次に、上記孔部７１〜７３に常温硬化する充填剤８０を
注入し、温度低下あるいは経時変化に伴う充填剤８０の
硬化を待つ。充填剤８ｏは、加熱溶融状態のホワイトメ
タルあるいは常温硬化型エポキシ樹脂等の接着剤が用い
られる。なお、上記充填剤８０としては、ホワイトメタ
ル、エポキシ樹脂系接着剤に限らず、空隙部５ｏが大き
く注入可能な場合には、レジンモルタル、セメントモル
タル等のモルタルを圧入してもよい。但し、充填剤８０
は、できるだけ鋼の弾性係数に近いものが好ましく、エ
ポキシ樹脂系接着剤等を使用する場合には鉄粉を混入す
る等によってその弾性係数を鋼の弾性係数に近づけるの
がよい。また、充填剤８０の充填率を高めるため、鋼桁
ｌＯの接合面１１、レール２０．３０の接合面２１．３
１の周囲を例えば８０℃以上に加熱しておくことが好適
である。

上記充填剤８０の充填後、孔部７１〜７５は、硬化肉感
用溶接棒等を用いて、それらの表面近くだけでも埋めて
おくことがよいが、このことは補強効果自体に大きな影
響はない。

第４図は、左半部に従来技術によるレール溶接部近傍の
支圧応力度σ　の分！σを示し、右半部に、本発明に係
る補強方法によって鋼桁おＪ：びレールを　１００℃以
上で予熱した状態下でホワイトメタルを空隙部に注入し
た場合の支圧応力度σ。

の分布を示した線図である。ホワイトメタルの鋼に対す
る弾性係数比は、３５００ｋｇ／■ｍ２．／　２１００
０ｋｇ／１１１１２＝０．＋７と小さいものの、レール
底面の支圧力を充填剤としてのホワイトメタルが鋼桁の
フランシによく分散し、溶接部のピーク応力を局以下に
低１＆　ｌｉ１能とすることが認められる。この結果、
当該溶接部の疲労寿命は約３０倍延長することが可能と
なる。

なお、本発明は、新設の当該構造部位における疲労強度
を高めるのに好適であることはもちろんであるが、既設
構造物における溶接部に疲労亀裂が発生した場合にも、
補修溶接時に、本発明の補強方法を用いることにより、
極めて高い補修効果を得ることが可能となる。

［発明の効果］ 以］二のように、本発明に係る鋼桁とレールとの溶接部
補強方法は、鋼桁とレールとの溶接後、鋼桁とレールの
相対する接合面の間に生ずる空隙部に、鋼桁またはレー
ルの少なくとも一方に設けた孔部より常温硬化する充填
剤を注入するようにしたものである。従って、レールに
作用する荷重の鋼桁に対する分散性がよく、溶接部に過
大な局部応力を生ずることなく、溶接部の疲労強度を向
−Ｌすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）および°（Ｂ）は従来技術による鋼桁とレ
ールの設計上の接触状態を示す正面図、第　−２図（Ａ
、）〜（Ｄ）は従来技術による鋼桁にレールの実際上の
接触状態と疲労亀裂の発生状態を示す正面図、第３図（
Ａ）および（ｉ）はそれぞれ本発明の実施例を示す斜視
図、第４図は本発明の効果を従来例による場合に比較し
て示す線図である。 ｌＯ・・・鋼桁、１１・・・接合面、２０．３ｏ・・・
レール、２１．３１・・・接合面、４０・・・溶接部、
５ｏ・・・空隙部、７１〜７５・・・孔部、８ｏ・・・
充填剤。 代理人　弁理士　塩　川　修　冶 第３図 第４図 ｐ：１０ＴＯＮ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鋼桁とレールとの溶接後、鋼桁とレールの相対す
   る接合面の間に生ずる空隙部に、鋼桁またはレールの少
   ゛なくとも一方に設けた孔部より常温硬化する充填剤を
   ＩＪ：入する鋼桁とレールとの溶接部補強方法。