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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 -
