JPS6312151Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本考案は、クレーン走行軌条敷設鋼桁の補強構
造に関するものである。

「従来の技術」 例えば、クレーン、アンローダ、天井クレーン
（以下単にクレーンと総称する）等の大型荷役機
械では、ほとんどの場合、第１図に示す如く、鋼
桁１の上部フランジ１ａ上に、クレーン走行用の
軌条２を溶接により固定するか、あるいは第２図
に示す如く、鋼桁１の上部フランジ１ａ上に、ク
レーン走行用の軌条２を締結金物３により固定し
ている。

また設計上は、第１図、第２図に示す如く、軌
条２の底面と鋼桁１の上部フランジ１ａの上面と
は、互いに全面で接触し、軌条２に作用する車輪
４の荷重Ｐは、前記接触面を介し均等に支圧力で
鋼桁１に伝達され、上部フランジ１ａとウエブ１
ｂとの溶接部には、鉛直下方向きの支圧応力のみ
が生じるものと仮定している。

ところが、実際には、第３図に示す如き鋼桁１
の上部フランジ１ａの変形および第４図に示す如
き軌条２の底面の不整合ならびに第５図に示す如
き軌条２の敷設時の施工誤差等による上部フラン
ジ１ａの上面と、軌条２の底面との間のｇなる空
隙、あるいは第６図に示す如き軌条２と鋼桁１の
ウエブ１ｂとのｅなる芯ずれ等が生じ、これ等に
よつて第７図に示す如く、鋼桁１の上部フランジ
１ａとウエブ１ｂとの溶接部には大きな面外曲げ
応力Mtが生じ、上部フランジ１ａとウエブ１ｂ
とに疲労亀裂ａが発生する。

この疲労亀裂ａの発生部の補強手段として、従
来は、第８図に示す如く、山形鋼５を、上部フラ
ンジ１ａの下面とウエブ１ｂ面とにわたつて当接
し、すみ肉溶接して、疲労亀裂発生部を補強する
か、あるいは第９図に示す如く、鋼板を倒Ｌ字形
状に曲げ加工してなる補強用コーナー部材６を、
上部フランジ１ａの下面とウエブ１ｂ面とにわた
つて当接し、上部フランジ１ａおよびウエブ１ｂ
にボルト７、ナツト８により取付けて、疲労亀裂
発生部を補強するかしていた。

「考案が解決しようとする問題点」 しかしながら、第８図に示す如き山形鋼５をす
み肉溶接して取付ける補強手段にあつては、山形
鋼５が、上部フランジ１ａの下面およびウエブ１
ｂ面に密着しないことが多く、すみ肉溶接部に力
が集中することから、すみ肉溶接部位の上部フラ
ンジ１ａおよびウエブ１ｂに、新たな疲労亀裂ｂ
が発生し易いという問題がある。

一方、第９図に示す如きコーナー部材６をボル
ト７、ナツト８により取付ける補強手段にあつて
は、ボルト７、ナツト８の締付けによりコーナー
部材６を、上部フランジ１ａの下面およびウエブ
１ｂ面によく密着させることができ、かつ力の伝
達も円滑に行えることから、極めて補強効果が高
く、実際に施工例も多い。

ところが、コーナー部材６による補強手段を行
うためには、鋼桁１の上部フランジ１ａの幅が充
分に広く、上部フランジ１ａの側端縁と、軌条２
の底部側端縁との距離、すなわちボルト、ナツト
の取付け代が充分ある場合にのみ限定されるとい
う問題がある。

「問題点を解決するための手段」 本考案は、かくの如き従来の補強手段の諸問題
を解決すべくなしたものであつて、その実施例を
第１０図乃至第１３図に基づき以下に説明する。

先ず第１０図において、１６は、鋼板製の倒Ｌ
字形状の補強用コーナー部材であつて、このコー
ナー部材１６の曲げ角度θは92〜93゜になつてい
る。

この曲げ角度θの値は、鋼桁１の上部フランジ
１ａの板厚と、コーナー部材１６の板厚との比に
よつても最適値は異なるので、なるべく両者の板
厚を等しくし、θを92〜93゜とするのが好ましい。

またコーナー部材１６の曲げ半径Ｒは、コーナ
ー部材１６の板厚の２倍以上とし、可能な限り曲
げ半径Ｒを大きくするのがよい。

これは、曲げ半径Ｒがコーナー部材１６の板厚
の２倍以下の場合、コーナー部材１６のスプリン
グ効果が低下するためと、冷間で曲げ加工した場
合に表面割れが生じ易いためである。

さらに、コーナー部材１６の長さは、鋼桁１に
対する長手方向の連続性を何等要しないので、短
くてもよいが、施工効率を上げる意味で、１本当
りの単量が15〜20Kg程度になるような長さを選ぶ
のが好ましい。

なお、ｔは板厚、ｈは高さ、ｗは幅である。

次に第１１図に示す如く、補強を必要とする鋼
桁１の上部フランジ１ａの下面に、コーナー部材
１６のフランジ１６ａの側端縁が線接触するよう
に、また鋼桁１のウエブ１ｂ下面に、コーナー部
材１６のウエブ１６ｂの下端縁が線接触するよう
に、コーナー部材１６を、上部フランジ１ａの下
面とウエブ１ｂ面とにわたつて当接し、コーナー
部材１６のウエブ１６ｂの下端を、鋼桁１のウエ
ブ１ｂに点溶接等により仮りに固定する。

この場合、鋼桁１の上部フランジ１ａの下面
と、コーナー部材１６のフランジ１６ａの上面、
鋼桁１のウエブ１ｂ面と、コーナー部材１６のウ
エブ１６ｂ面とは、コーナー部材１６の曲げ角度
θが直角よりも鈍角になつているため、接触して
いない。

この状態を保持しながら、コーナー部材１６の
ウエブ１６ｂと鋼桁１のウエブ１ｂとを貫通する
ボルト用孔１９を例えば可搬式電動ドリルにて穿
つ。

このボルト用孔１９の径は、ボルトを支圧ボル
トとして使用するためと、ボルト締付けによるコ
ーナー部材１６の移動を少なくするためとから、
ボルトが貫通可能な最小径とする。

例えば、ボルト用孔１９の径は、コーナー部材
１６のウエブ１６ｂのわずかな傾斜による孔径の
余裕を見込んで、（ボルト軸径）＋（0.5〜1.0mm）
とする。

そして、第１２図に示す如く、前記ボルト用孔
１９に高張力ボルト１７を嵌挿し、ボルト１７に
ナツト１８を螺合し、例えばラチエツトレンチ等
を用いてナツト１８を仮り締めした後、前記仮り
に固定したコーナー部材１６のウエブ１６ｂの下
端と、鋼桁１のウエブ１ｂとの点溶接部を、例え
ばデイスクグラインダー等によつて除去する。

この仮りに固定した点溶接部は必ずしも除去す
る必要はないが、最終的なボルト、ナツト締付け
を効果的に行うためと、点溶接部からの亀裂発生
の防止の意味からも除去することが好ましい。

最後に、第１３図に示す如く、コーナー部材１
６のフランジ１６ａの上面が鋼桁１の上部フラン
ジ１ａの下面に、またコーナー部材１６のウエブ
１６ｂ面が鋼桁１のウエブ１ｂ面にそれぞれ面接
触するよう、ボルト１７、ナツト１８を締付け、
コーナー部材１６のフランジ１６ａのスプリング
作用により、鋼桁１の上部フランジ１ａを弾性支
持するのである。

「考案の効果」 本考案は上述の如く、直角よりも鈍角の曲げ角
度と、板厚の２倍以上の曲げ半径とを有する鋼板
製の倒Ｌ字形状の補強用コーナー部材を、クレー
ン走行軌条敷設鋼桁の上部フランジ下面とウエブ
面とにわたり当接し、かつ前記コーナー部材のウ
エブと鋼桁のウエブとをボルト、ナツトにて締付
けるようにしたので、コーナー部材のフランジの
上面を鋼桁の上部フランジの下面に、またコーナ
ー部材のウエブ面を鋼桁のウエブ面にそれぞれ弾
性的に面接触させることができ、従つてコーナー
部材のフランジのスプリング作用により、鋼桁の
上部フランジを弾性支持することができるので、
鋼桁の上部フランジとコーナー部材のフランジと
を、ボルト、ナツトにより一体化できないような
場合に、現場にて効率よく鋼桁の補強を行うこと
ができる。

なお、本考案による補強構造の効果を確認する
ために行つた実験例を以下に説明する。

第１４図は実験用モデルを示すものであつて、
下記寸法の鋼板製倒Ｌ字形状の補強用コーナー部
材１６を、クレーン走行軌条２を敷設した鋼桁１
の上部フランジ１ａの下面とウエブ１ｂ面とにわ
たり当接し、かつ前記コーナー部材１６のウエブ
１６ｂと鋼桁１のウエブ１ｂとをボルト１７、ナ
ツト１８にて締付け、軌条２上に車輪圧に相当す
る荷重Ｐを鉛直に載荷した場合の、鋼桁１の上部
フランジ１ａとウエブ１ｂとの溶接部およびコー
ナー部材１６の曲げ加工部の歪みの変化を調査し
た。

コーナー部材１６の寸法は、板厚ｔ＝12mm、高
さｈ＝85mm、幅ｗ＝55mm、曲げ角度θ＝92゜、曲
げ半径Ｒ＝24mmである。

また第１４図中、１Ａは左方鋼桁、１Ｂは右方
鋼桁、２Ａは左方軌条、２Ｂは右方軌条、ニは、
左方鋼桁１Ａにおける上部フランジ１ａとウエブ
１ｂとの左側溶接部、ハは、同じく右側溶接部、
イは、右方鋼桁１Ｂにおける上部フランジ１ａと
ウエブ１ｂとの左側溶接部、ロは、同じく右側溶
接部、ホは、左方鋼桁１Ａの左側コーナー部材１
６Ａにおける曲げ加工部、ヘは、左方鋼桁１Ａの
右側コーナー部材１６Ｂにおける曲げ加工部、ト
は、右方鋼桁１Ｂの左側コーナー部材１６Ｃにお
ける曲げ加工部、チは、右方鋼桁１Ｂの右側コー
ナー部材１６Ｄにおける曲げ加工部である。

第１５図は、第１４図における各軌条２Ａ，２
Ｂ上に、車輪圧に相当する荷重Ｐ（トン）を鉛直
に載荷した場合の、前記各溶接部イ，ロ，ハ，ニ
および各曲げ加工部ホ，ヘ，ト，チの歪みの変化
を示したものであり、第１５図中、破線示のグラ
フは、各コーナー部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，
１６Ｄを設けないときの、各溶接部イ，ロ，ハ，
ニ上の荷重と歪みの実測値との関係を示したもの
であつて、溶接部ニ，ロの破線示のグラフでは、
極めて大きな歪みが生じ、疲労亀裂の発生し易い
ことが判る。

一方、実線示のグラフは、各コーナー部材１６
Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄを設けたときの荷重
と歪みの関係を示したものであつて、各コーナー
部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄのスプリン
グ作用が発現しはじめる荷重５トン前後から、各
溶接部イ，ロ，ハ，ニの歪みが急激に減少し、逆
に各コーナー部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６
Ｄの曲げ加工部ホ，ヘ，ト，チの歪が増加し、各
コーナー部材１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃ，１６Ｄに
よる補強効果が明瞭に現れている。

第１６図は、本考案による補強構造が、荷重の
繰返しに対しても、その効果を持続するかどうか
の疲労試験を行つた結果を示すものであつて、第
１６図から判るように、溶接部ハ，ニおよびコー
ナー部材１６Ａ，１６Ｂの曲げ加工部ホ，ヘ共
に、10⁶回の荷重繰返しに対して、それ程の歪み
変動がなく、鋼桁１とコーナー部材１６とが一体
化した挙動を示すことが立証された。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は、クレーン走行軌条の設計上
における敷設の各例を示す説明図、第３図乃至第
６図は、クレーン走行軌条の実際上における敷設
状態の各例を示す説明図、第７図は、施工誤差を
含む軌条敷設部の実態と疲労亀裂の発生状況を示
す説明図、第８図、第９図は、鋼桁の補強手段の
各従来例を示す説明図、第１０図乃至第１３図は
本考案による補強構造の実施例を示すものであつ
て、第１０図は補強用コーナー部材の端面図、第
１１図乃至第１３図は補強用コーナー部材の取付
け順序を示す説明図、第１４図は本考案による補
強構造の効果確認のための実験用モデルの説明
図、第１５図、第１６図は、各実験の結果を示す
グラフである。 １……鋼桁、１ａ……上部フランジ、１ｂ……
ウエブ、２……軌条、１６……鋼板製倒Ｌ字形状
の補強用コーナー部材、１７……ボルト、１８…
…ナツト。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 直角よりも鈍角の曲げ角度と、板厚の２倍以上
   の曲げ半径とを有する鋼板製の倒Ｌ字形状の補強
   用コーナー部材を、クレーン走行軌条敷設鋼桁の
   上部フランジ下面とウエブ面とにわたり当接し、
   かつ前記コーナー部材のウエブと鋼桁のウエブと
   をボルト、ナツトにて締付けて成るクレーン走行
   軌条敷設鋼桁の補強構造。