板橋的製作方法
2023-09-16 22:09:25 2
專利名稱：板橋的製作方法
技術領域：
本發明涉及利用方形鋼管的板橋。
背景技術：
以往，在跨度為10m以下的小規模橋梁中，主要從經濟性方面來考慮，一直使用的是利用預製混凝土梁的板橋，或將與底鋼板以抗剪結合件焊接的鋼殼和混凝土合成所得到的合成板橋。
作為合成板橋的現有示例，有通過焊接將「T」字形加強筋固定地豎直設置在具有與橋軸方向垂直相交的截面朝上的「コ」字形的鋼殼上表面上，同時在鋼殼的上表面上填充發泡性硬質氨基甲酸乙酯泡沫並使其發泡凝固，其上面打設混凝土，鋼殼、硬質氨基甲酸乙酯層和混凝土成為一體，構築成板橋的示例(特開平5-222707號公報)。另外，還有將多根方形鋼管平行排列，在這些方形鋼管的縱長方向兩端分別焊接鋼材，將方形鋼管之間連接起來，構築輕質工程模板的示例(特開平7-229105號公報)。
在板橋中，雖然有混凝土(RC、PC)板橋、鋼製板橋、合成板橋等種類，由於在工廠打設混凝土向施工現場輸送，即預製的混凝土板橋的自重非常重，所以存在架設時需要大型的起重設備，與鋼橋相比下續工程大，總成本增加的問題，另外，由於每塊的重量大，所以存在可以輸送的預製的橋板塊的大小被限制，輸送效率差的問題。
還有，在特開平5-2222707號公報所公開的合成板橋中，由於鋼殼的製造過程需要焊接，故在加工成本、疲勞強度等方面還存在問題。再有，在特開平7-229105號公報所公開的工程模板中，由於是將平行排列的多根方形鋼管的縱長方向兩端分別與鋼材焊接，從而相互成為一體的結構，所以和特開平5-222707號公報所公開的合成板橋相同，由於在製造過程中需要焊接，故在加工成本、疲勞強度方面存在問題。
發明內容
本發明是為了解決上述問題點而提出的，其目的在於，提供一種完全不使用焊接和螺栓(以下簡稱無焊接·無螺栓)，將多根方形鋼管接合，構成橋板的板橋。即，其目的在於，提供一種完全不使用成為破壞的主要原因的焊接、或需要開孔及加工添加板等的螺栓連接，就能接合多根方形鋼管來構成橋板，易於加工的板橋。
為了實現上述目的，本發明的構成如下所述。
第1方案的特徵在於，將多根沿橋軸方向伸長的方形鋼管平行排列在橋軸直角方向，上述方形鋼管的側面設置有開口部，該開口部內貫穿地插入鋼管、型鋼、鐵筋等棒狀部件，構成相對於垂直荷重的剪切鍵，將上述方形鋼管相互連接，構成橋板單元，由此構成橋板。
第2方案的特徵在於，將多個第1方案的橋板單元沿橋軸方向平行配置，在該多個橋板單元之間與橋軸方向平行地配置側面具有開口部且鋼管內部設有與開口部連通的導向管的接合用方形鋼管，通過將從該橋板單元的側端突出的棒狀部件插入接合用方形鋼管的上述導向管中，藉助接合用方形鋼管將各橋板單元接合，從而構成橋板。
第3方案的特徵在於，在第1或第2方案中，在上述橋板單元的上述方形鋼管內，插入上述棒狀部件並在其兩側設置隔板，通過向被上述隔板隔成的空間內填充混凝土等經時硬化性材料，使上述方形鋼管與上述棒狀部件一體化。
第4方案的特徵在於，在第1或第2方案中，在上述橋板單元的上述方形鋼管的側面的一側設置向外的突起部，在與此相對的方形鋼管的側面上設置與上述突起部吻合的凹陷部或開口部，通過使上述兩者嚙合而構成剪切鍵，與車輛荷重等垂直荷重相對，使方形鋼管相互間成為一體。
第5方案的特徵在於，在第1或第2方案中，在上述橋板單元中相鄰配置的上述方形鋼管的「R」狀角部上所形成的空隙內填充彈性材料。
第6方案的特徵在於，在第1或第2方案中，在上述橋板單元的上述方形鋼管表面上，被覆鈦、不鏽鋼、鋅鐵板、鋁等金屬防腐蝕材料。
根據本發明，(1)由於是使用多根方形鋼管的無螺栓結構，不需要成為疲勞破壞的主要原因的焊接，因此，對常時荷重作用的橋板的疲勞破壞的擔心減少。另外，由於無需進行螺栓連接所必需的開孔、添加板等加工，加工省力化成為可能。(2)作為多根方形鋼管的接合方式，由於使用棒狀部件來構成防止鋼管之間錯位的剪切鍵，所以只在方形鋼管上開孔、將棒狀部件插入的最小限度的簡單加工操作即可，可以減少加工量。(3)由於在方形鋼管之間的空隙內填充彈性材料，故可以防止由各方形鋼管的撓度差所引起的鋪路的裂縫。(4)由於方形鋼管的表面被覆有金屬材料，因此可以實現防腐蝕被覆。
本發明的板橋，(1)由於使用型鋼，利用簡單的橫向拉杆結構，故可以降低加工度。(2)由於不使用焊接和螺栓，故可以降低加工難度，可以提高耐久性。(3)由於在中空截面中使用強度·剛性高的方形鋼管，故可以達成結構整體的輕量化。(4)通過在方形鋼管表面被覆金屬類防腐蝕材料，長期耐久性優良。
附圖的簡要說明
圖1是本發明的實施方案的板橋的立體圖。
圖2(a)是省略圖1中的鋪路面的橋板的俯視圖。
圖2(b)是圖1的C-C向剖面圖。
圖3(a)是圖1的B-B向剖面圖。
圖3(b)是圖3(a)的部分側視圖。
圖3(c)是圖3(b)的C部放大圖。
圖4(a)是顯示藉助接合方形鋼管將由多根方形鋼管構成的橋板單元之間接合的狀況的圖，是接合前狀態的示意圖。
圖4(b)是表示藉助接合方形鋼管將由多根方形鋼管構成的橋板單元之間接合的狀況的剖面圖，是接合後狀態的示意圖。
圖4(c)是圖4(a)的中央部分的部分剖面圖。
圖5(a)是表示藉助突起部與凹陷部接合多根方形鋼管的其他實施方案的立體圖。
圖5(b)是表示藉助突起部與凹陷部接合多根方形鋼管的其他實施方案的剖面圖。
圖5(c)是圖5(b)的側視圖。
圖6(a)是表示藉助突起部與開口部接合多根方形鋼管的其他實施方案的立體圖。
圖6(b)是表示藉助突起部與開口部接合多根方形鋼管的其他實施方案的剖面圖。
圖6(c)是圖6(b)的側視圖。
發明的具體實施方案以下參照附圖，對本發明的實施方案進行說明。
圖1是本發明的板橋的立體圖，圖2(a)是省略圖1中的鋪路面的橋板的俯視圖，圖2(b)是圖1的C-C向剖面圖，圖3(a)是圖1的B-B向剖面圖，圖3(b)是圖3(a)的部分側視圖，圖3(c)是圖3(b)的C部放大圖。圖4(a)、圖4(b)是顯示藉助接合方形鋼管將由多根方形鋼管構成的橋板單元之間接合的狀況的剖面圖，圖4(a)顯示的是接合前狀態，圖4(b)顯示的是接合後狀態。圖4(c)是圖4(a)的中央部分的部分剖面圖。
在圖1所示的板橋4中，A箭頭方向為橋軸方向，橋板2是由多根沿橋軸方向伸長的方形鋼管1在橋軸直角方向平行配置構成。即，由於相對於橋寬而言，每根方形鋼管1上邊的寬度小，將該方形鋼管多根平行配置，相互間成為一體，從而構成橋板2，雖然在其上面打設由混凝土或瀝青構成的鋪路3來構成路面，但是，由於該路面上行走作為重量物的車輛，故在方形鋼管1上過大的荷重作用，因此，引起使得方形鋼管向下側撓曲的力以及將方形鋼管1相互拉開大小的剪切力常時作用。因此，優選多根方形鋼管1相互之間堅固地接合為一體，且優選相對於來自上方的力，耐荷重較大的結構。
以往，在利用方形鋼管構成工程模板的情況下，一直試圖通過焊接牢固地接合方形鋼管，然後跨越多根方形鋼管的端部配置加強板並固定，由此牢固地接合多根方形鋼管，來製造耐荷重較大的工程模板，但是，這種情況下，如前所述存在在焊接和加強板的安裝上費時、費力的問題。作為接合方形鋼管的方式，也有使用螺栓連接的情況。
本發明，特別是在橋板中，由於基本上藉助無焊接·無螺栓的結構來接合多根方形鋼管，故不需要以往的焊接、螺栓連接、加強板的安裝作業等。為此，在本發明的方形鋼管1的兩側面5上，以規定的間隔開設有多個開口部6。將多根沿橋軸方向伸長的方形鋼管1平行排列在橋軸直角方向時，由於上述開口部6在橋軸直角方向的直線上對齊，所以將棒狀部件7插入各開口部6，構成相對於垂直荷重的剪切鍵，上述方形鋼管1互相不偏離地牢固接合，從而構成橋板2。棒狀部件7，為鋼管、型鋼、鐵筋等的任意一種都可以。
通過這樣插通多根方形鋼管1的各開口部6來配置棒狀部件7，構成為藉助該棒狀部件使得多根方形鋼管1相互接合的同時，相對於上方的荷重，棒狀部件7具有作為剪切鍵的功能，防止多根方形鋼管1相互之間作用的不均，上表面不產生凹凸不平。因此，可以增大方形鋼管1的耐荷重，減少由方形鋼管1上作用的荷重引起的鋼管的疲勞破壞的擔心，可以容易且確實地進行施工管理。
再有，為了達成方形鋼管1與棒狀部件7的確實的一體化，在該方形鋼管1與棒狀部件7的交叉部分中的方形鋼管1的內部，填充混凝土等經時硬化性材料8。這種情況下，在方形鋼管1內，在棒狀部件7貫通的鋼管縱長方向的兩側部上以規定間隔設置隔板10。從方形鋼管1的上面形成的混凝土填充孔11，向被該隔板10劃分的內側填充上述經時硬化性材料8。如此藉助經時硬化性材料8，將方形鋼管1和棒狀部件7一體化，進一步提高作用在方形鋼管1上的剪切鍵功能。另外，由於經時硬化性材料8通過隔板10僅部分填充了方形鋼管內的必要區域，與填充鋼管全長的情況相比，可以儘量減輕方形鋼管1的荷重，在工廠製造後，向施工現場搬運時比較方便。
在藉助棒狀部件7一體化的多根方形鋼管1的上面，可以填充橡膠類或樹脂類等彈性材料12，以使相鄰配置的方形鋼管1中形成於R狀角部25上的間隙被埋住。而且，在本發明中，作為R狀角部，例如，如圖4(a)、圖4(b)、圖5(a)、圖5(b)、圖6(a)、圖6(b)所示，指的是方形鋼管的曲率的某個角部25。由此，可以平坦地形成多根方形鋼管1的上表面，同時荷重藉助上表面打設的鋪路3向方形鋼管1作用時，可以防止由方形鋼管1的撓度差所引起的鋪路3的裂縫。
另外，由於也有板橋的方形鋼管1在海風或雨水等容易生鏽的環境中使用的情況，故在上述方形鋼管1的表面，用鈦、不鏽鋼、鋅鐵板、鋁等金屬類防腐蝕材料被覆。
方形鋼管1，如圖1、圖2(a)、圖2(b)、圖3(a)～圖3(c)所示，在施工現場利用棒狀部件7將多根單管的鋼管相互接合來構成橋板2也可以。另外，如圖4(a)～圖4(c)所示的實施方案，製作將多根方形鋼管1預先一體化的橋板單元14，在施工現場利用接合用方形鋼管16來接合多個橋板單元14也可以，該方法可以容易地構築橋寬較寬的橋板2。
在圖4(a)～圖4(c)的實施方案中，橋板單元14是預先在工廠製作的，利用圖1、圖2(a)、圖2(b)和圖3(a)～圖3(c)的方法，插通多根方形鋼管1的開口部6來配置棒狀部件7，在方形鋼管1內的棒狀部件7的插通部中填充經時硬化性材料8，從而構成預製的橋板單元。
再有，在圖4(a)～圖4(c)的實施方案中，棒狀部件7的端部7a以規定長度從橋板單元14的接合部的端緣突出。另外，在接合用方形鋼管16的兩側面5上設置開口部6，在接合用方形鋼管16內，配置可以從開口部6插通的導向管15。在導向管15中，可以插入從橋板單元14突出的棒狀部件7的端部7a。
若說明上述施工順序，如圖4(a)所示，在欲構築的板橋的寬度方向一側(圖的左側)配置預先施工的橋板單元14。接著，使平行配置於路面中央的接合用方形鋼管16沿箭頭方向移動，使導向管15通過一側的開口部6，嵌套在從上述橋板單元14的側端部突出的棒狀部件7的端部7a上。然後，在接合用的方形鋼管16與上述相反的一側(圖的右側)配置另一個橋板單元14後，使該橋板單元14沿箭頭方向移動，將從其側端部突出的棒狀部件7的端部7a通過接合用方形鋼管16的另一側的開口部6插入導向管15內。如此利用接合用方形鋼管16就可以並設多個橋板單元14。
在接合用方形鋼管16內也設置夾持導向管15且與方形鋼管1相同的隔板(圖示省略)，然後，在其上面設置混凝土填充孔17。而且，在混凝土混合現場，從填充孔17填充經時硬化性材料8，以加強導向管15的周圍。另外，在導向管15內的中央部分，由於從其兩側插入的兩橋板單元14的棒狀部件7的前端相撞，故根據需要可以構成為在導向管15內填充經時硬化性材料8，棒狀部件7不能從導向管15內拔出。
在該實施方案中，適合通過接合多個橋板單元14來構築寬度較廣的板橋的情況，再有，由於在工廠製作橋板單元14。在現場只進行接合就可以構築板橋，故具有提高施工性的優點。還有，在圖1中，在橋板2的寬度方向兩側，槽鋼的槽朝上配置構成側槽18，在其外側槽鋼的槽朝下配置，構成路肩19，在路肩19上立設欄杆20並固定。
圖5(a)～圖5(c)表示的是另一實施方案。在該實施方案中，將多根沿橋軸方向伸長的方形鋼管1沿橋軸直角方向平行配置，在方形鋼管的側面開設開口部6，將棒狀部件7插入該開口部6內，構成相對於垂直荷重的剪切鍵，相互接合方形鋼管1的結構與圖2相同，但是以下的結構與圖2不同。即，在圖5(a)～圖5(c)中，表示的是在作為平行配置的方形鋼管1的側面的腹面上，以一定間隔，設置多個通過將方形鋼管1擴徑所得到的突起部21和與相對的方形鋼管的突起部21嵌合的凹陷部22的示例(並且，在圖5(a)～圖5(c)中，圖示省略了開口部6和棒狀部件7)。
接著，圖6(a)～圖6(c)又表示另一個實施方案。在該實施方案中，表示的是利用與圖5(a)～圖5(c)不同的結構來構成剪切鍵的示例。即，圖6(a)～圖6(c)所示的示例的顯示的是，以「コ」字狀將作為方形鋼管1的側面的腹面切斷，由將切斷的板部分向面外方向折曲所形成的彎折突片23來構成剪切鍵。將如此構成的彎折突片23插入相對的方形鋼管1所形成的開口部24內，來控制彼此之間的錯位的示例。其他結構和圖5(a)、圖5(b)相同。另外，彎折突片23既可以如圖5(a)所示的在兩側腹面上向相同方向彎曲形成，也可以由兩側腹面均向鋼管的外側彎曲形成，無論是哪一種情況，都是通過彎折突片23與相對的開口部24卡合來構成剪切鍵。
本發明可以對實施方案所說明的結構做適當地設計變更，實施。
權利要求
1.一種板橋，其特徵在於，將多根沿橋軸方向伸長的方形鋼管平行排列在與橋軸成直角方向，上述方形鋼管的側面設置有開口部，在該開口部內貫穿地插入鋼管、型鋼、鐵筋等棒狀部件構成相對於垂直荷重的剪切鍵，將上述方形鋼管相互連接構成橋板單元，由此構成橋板。
2.一種板橋，其特徵在於，將多個權利要求1中所述的橋板單元沿橋軸方向平行配置，在這多個橋板單元之間與橋軸方向平行地配置側面具有開口部，且鋼管內部設有與開口部連通的導向管的接合用方形鋼管，通過將從該橋板單元的側端突出的棒狀部件插入接合用方形鋼管的上述導向管中，藉助接合用方形鋼管將各橋板單元接合，從而構成橋板。
3.如權利要求1或2中所述的板橋，其特徵在於，在上述橋板單元的上述方形鋼管內，插入上述棒狀部件並在其兩側設置隔板，通過向被上述隔板隔成的空間內填充混凝土等經時硬化性材料，使上述方形鋼管與上述棒狀部件一體化。
4.如權利要求1或2中所述的板橋，其特徵在於，在上述橋板單元的上述方形鋼管的側面的一側設置向外的突起部，在與此相對的方形鋼管的側面上設置與上述突起部吻合的凹陷部或開口部，通過使上述兩者嚙合而構成剪切鍵，以抑制方形鋼管之間的錯位。
5.如權利要求1或2中所述的板橋，其特徵在於，在上述橋板單元中相鄰配置的上述方形鋼管的「R」狀角部上所形成的空隙內填充彈性材料。
6.如權利要求1或2中所述的板橋，其特徵在於，在上述橋板單元的上述方形鋼管表面上，被覆鈦、不鏽鋼、鋅鐵板、鋁等金屬類防腐蝕材料。
全文摘要
本發明提供一種完全不使用成為破壞的主要原因的焊接、或需要開孔及加工添加板等的螺栓連接，就能接合多根方形鋼管來構成橋板，易於加工的板橋。將多根沿橋軸方向伸長的方形鋼管1平行排列在橋軸直角方向上，方形鋼管1的側面設置有開口部6，該開口部6內貫穿地插入鋼管、型鋼、鐵筋等棒狀部件7，構成相對於垂直荷重的剪切鍵，同時在方形鋼管1與棒狀部件7的交叉部分填充經時硬化性材料8，方形鋼管1與棒狀部件7一體化。
文檔編號E01D2/02GK1526882SQ0313838
公開日2004年9月8日 申請日期2003年5月30日 優先權日2003年3月5日
發明者高木優任, 後藤信弘, 木下雅敬, 坂田豐, 藤川敬人, 人, 弘, 敬 申請人:新日本制鐵株式會社