¹µ p k4 bÅî»2 3û a /ãb Ì#'...
Post on 19-Aug-2020
0 Views
Preview:
TRANSCRIPT
鋼床版 U リブとデッキ溶接部のビード貫通き裂の再現実験
The reappearance experiment of the bead penetration crack of a U-rib orthotropic steel plate and a deck welding part
西田尚人*,坂野昌弘**,田畑晶子***,杉山裕樹***,迫田治行****,丹波寛夫****
Naoto Nishida, Masahiro Sakano, Akiko Tabata, Hiroki Sugiyama, Haruyuki Sakoda, Yoshio Tamba
*関西大学環境都市工学部都市システム工学科(〒564-8680 吹田市山手町 3-3-35)
**工博,関西大学教授, 環境都市工学部都市システム工学科(〒564-8680 吹田市山手町 3-3-35)
***工修,阪神高速道路(株)(〒541-0056 大阪市中央区久太郎町 4-1-3)
****工修,(財)阪神高速道路管理技術センター(〒541-0054 大阪市中央区南本町 4-5-7)
The deck plate is joined to the U-rib orthotropic steel plate deck by fillet welding
only by the outside of the U-rib. Two kinds of cracks occur from root part. One
progresses and penetrates an orthotropic steel plate. The other progresses and
penetrates a bead. On a real bridge, the number of generatteing has more bead
cracks overwhelmingly than deck cracks. However, there are predominantly
fewer study examples that reproduced a dead crack than a deck crack. In this
study, in order to examine the repair construction method to a bead crack, it aims
at reproducing a dead crack by fixed point loading fatigue test.
As a result of fatigue test, in the horizontal rib intersection part , it was checked
that a bead crack occurs in about 500000~600000 times. For the moment in a
span part, the crack has not occurred.
Key Words: fatigue test, orthotropic steel deck, U-rib
キーワード:疲労試験,鋼床版,U リブ
1.はじめに
鋼床版のUリブとデッキプレートはUリブ外側から片
面だけのすみ肉溶接で接合されている場合が多く,その
ルート部からはデッキに進展し貫通するき裂と溶接ビ
ードに進展し貫通するき裂の 2種類のき裂が発生してい
る.実橋ではデッキき裂よりもビードき裂の方が圧倒的
に発生数が多いが 1),ビードき裂を再現した研究事例は
デッキき裂に比較して極めて少ない 2).
本研究では,ビードき裂に対する補修工法を検討する
ために,定点載荷疲労試験によってビードき裂を再現す
ることを目的とする.
2.静的載荷試験
2.1 試験方法
本研究で用いた試験体の形状と寸法を図-1に示す.試
験体Uリブの形状・寸法やデッキと横リブの板厚は実際
にき裂を生じている橋梁と同じであり,試験体全体の寸
法と境界条件等は FEM 解析によって実橋と同様な全体
挙動を示すことを確認して決定した.鋼材は SM400 であ
る.溶け込み量は,リブ 2 の中心を境に,左側で 2mm,
右 2側で 0㎜に設定した.
疲労試験に先立って、デッキプレート上の車輪の載荷位
置と、U リブとデッキ溶接部近傍の応力状態の関係を把
握するために静的載荷試験を行った。載荷はダブルタイ
ヤを模した厚さ 40mm のゴム板(200×200)2 枚 1 組を介
して行った。荷重の大きさはダブルタイヤ 2組のタンデ
ム載荷で 20~120kN(荷重範囲 100kN)、ダブルタイヤ 1
組あたりの荷重範囲は 50kN と設定した。図-2 に溶接部
近傍のひずみゲージ貼付け位置を示す。
2.2 試験結果
図-3と図-4に横リブ交差部(0/4断面と 4/4断面)の静
的載荷試験結果を示す。Uリブウェブ挟み込み載荷では
デッキき裂が生じることが知られている。Uリブウェブ
直上載荷と挟み込み載荷を比較すると、Uリブウェブの
圧縮軸力は同程度であり、Uリブウェブとデッキの面外
曲げの向きも同じであるが、面外曲げの大きさは挟み込
み載荷の方がどちらも 2倍近く大きくなっている。本研
第七回道路橋床版シンポジウム論文報告集
- 67 -
-1
300
300
3200
18007050 5070
mm
1
3 4
R30
R35
30
Urib320 240 6-40
12
1300
1300
320
862875
12 11
2
320 300 320 300 320
0/4
1/4
2/4
3/4
Rib1 Rib2 Rib3
Rib2
862
875
1211
4/4
2mm 0mm
2mm 0mm
- 68 -
-2
-1
U
3.
3.1
(0/4
) U 2/4
2 , 4/4
1 2
2010 1)
253kN 260kN 20
280kN 2 3Hz
-1
3.2
0/4 4/4
-5
U
-6
50 60
( ) 0mm 10
( -2) 30 50mm
2 2 1
1 2
3 2 3
MPa
0 -1 -2639
030
18-25
-42
87-15
-490043
0
-27
-45
82-16
-48
1 50kN
Rib1 Rib2 Rib3
2mm 0mm
MPa
1 1 -6972
-130
68-30
-61
94-9
-831-577
0
-35
-68
95-10
-82
1 50kN
Rib1 Rib2 Rib3
2mm 0mm
MPa
2 -6 -6874
210
66-33
-64
102-10
-850272
0
-31
-63
87-7
-76
1 50kN
Rib1 Rib2 Rib3
2mm 0mm
0 -1 -2744
210
18-34
-47
90-2
-480-137
1
-27
-45
76-9
-44
Rib1 Rib2 Rib3
(1) 2
1 -5 -6874
6-40
67-39
-63
975
-770075
0
-31
-66
87-7
-75
Rib1 Rib2 Rib3
(2) 2 1
0 2 -6974
110
67-37
-62
925
-751-677
1
-36
-71
95-7
-79
Rib1 Rib2 Rib3
(3) 2 3
58 R=30
5 5
:5mm
1mm
-3 0/4
-4 (4/4 )
- 69 -
-5 U 0/4
2 0/4
10mm -3
4/4 50 (
)0mm 15mm
-4 50mm
-2 0/4 Rib2 Rib3
U (N=60 )
- 1000
- 800
- 600
- 400
- 200
0
200
400
600
800
1000
1200
0 1 2 3N Mcycles
U
70( )
(1)Rib1 2mm (0/4 )
- 1000
- 800
- 600
- 400
- 200
0
200
400
600
800
1000
1200
0 1 2 3
N Mcycles
U
60( )
(2)Rib3 0mm (0/4 )
- 70 -
-6 U 4/4
-3 0/4 Rib2 Rib1
U (N=70 )
-4 4/4 Rib2 Rib3
U (N=49 )
(1)Rib1 ( 2mm ) (4/4 )-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0 0.5 1 1.5 2 2.5
U
N Mcycles
-800
-600
-400
-200
0
200
400
600
800
0 0.5 1 1.5 2 2.5
N Mcycles
(2)Rib3 ( 0mm ) (4/4 )
U
(49 )U
15mm
Rib2
- 71 -
図-7 ビード貫通き裂の表面長さと載荷回数の関係
4.まとめ
以上, Uリブウェブ直上載荷により,横リブ交差部で
はビード貫通き裂を再現することができた. Uリブ支間
部については今回は再現できておらず,補修工法の検討
とともに今後の課題と考えている.
参考文献
1)阪神高速道路における鋼橋の疲労対策,阪神高速道路
管理技術センター,2012.3.
2) 吉浪泰祐, 大西弘志:輪荷重走行試験による鋼床版
の U.リブ溶接ビード部を貫通するき裂の再現実験,土木
学会関西支部年次学術講演会講演概要集,I-27,2010.5.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
溶接ビード表面でのきれつ長さ
a
(mm
)
載荷回数 N (Mcycles)
4/4断面0mm側
0/4断面0mm側
0/4断面2mm側
- 72 -
top related