2．材片の組合せ精度

1．まえがき

　本分科会では、「道示第15章：施工」にっいての疑問点を検討してゆくなかで、組

享て時における”材片の密着度”が問題となった。

　これまでに、発表されている計測データは少なく、現実の密着度がどの程度であるか

不明であるため、分科会参加ファグリケーター10社において製作された板桁および箱

桁に対して調査を行なった組立て時における材片の密着度を報告する。

　「道示第15章　15．3。3：溶接」では材片の組合せ精度に対して、

　（1）材片の組合せ精度が悪いと、橋梁全体の精度を低下させるばかりでなく、局部的

　　　な溶接不良を起こしやすい。

　（2）すみ肉溶接に対する密着度は一般の直線部分では比較的容易に確保されるが、素

　　　材の曲げ加工や、突合せ溶接が存在する場合不良となりやすく、このような場合

　　　十分な管理が行なわれるように規定した．

　上記の理由で次のような規定が定められている。

（5）材片の組合せ精度

　1）　材片の組合せ精度は、溶接部の応力伝達が円滑で、かっ、溶接不良を

　　　起こさないものにしなければならない。

　2）　材片の組合せ精度は下記の値を標準とする。ただし、施工試験によっ

　　　て誤差の許容量が確認された場合はこれによらなくてよい．

　　i）グルーブ溶接

　一　　省　略　一

　　ii）すみ肉溶接

　　　　材片の密着度：1．Omm以下

　また、十字継手で施工上この密着度が守られない 場合グルーブ溶接にするのが良いと

解説されている。

　同様にJRSにおいても、1mmを越えるおそれのある場合は開先をっけて溶接をし

なければならないことが示されている。

一48一

2．箱桁の密着度調査

（1）調査方法

　計測箇所を表一1のa〉～d）に示す。

　a）はフランジとウェブの密着度（ルートギャップ：以下RGと略す）δ1を、b）

はフランジ・ウェブとダイヤフラムのRG（δ2，δ3）を計測したものである。b－1）

は組立てが先行するフランジおよび両ウェブとダイヤフラムのRG（δ2）をb－2）

は残された最後のはめ込みフランジのRG（δ3）を測定したものである。c）はウェ

ブと垂直補剛材のRG（δ4）、d）はウェブとブラケットの仕口のRG（δ5）を計

測したものである。

　なお、a）～d）における測定は、RGの最大箇所ではなく任意の箇所あるいは、指

定されたピッチの箇所とする。

　RGの測定方法は0．l　mm単位で計測し、0～0．5mmまではすき間ゲージを使

用し、0．5mmを越えるものはすき間ゲrジまたはテーパーゲージを使用した．

　測定時期は部材を圧着し、仮付け溶接を行なう直前とし、仮付け溶接の収縮によるR

Gの変動の影響を受けない状態で計測した。

一49一

（2）各社における調査対象箱桁断面および製作方法

　1）対象箱桁断面寸法

　調査の対象としたファグリケーターはそれぞれA社～M社までの10社である。調査

された箱桁の断面寸法等を表一2に、箱桁の幅員およぴ桁高を図一1に示す。調査対象

とした箱桁寸法は幅員1．5～3m、桁高1．2～2．7m、部材長6．4～20．8

m、フランジ厚10～38mm、ウェブ厚9～19mmとばらっいてはいるが、データ

の集計上、特に寸法・板厚による区分は行なわなかった。

　2）ダイヤフラムの形状

　ダイヤフラムの標準的な形状としては図一2に示すように（a）充腹板方式（b）ラーメ

ン方式（c）対傾溝方式があるが、調査対象とした各社は以下の通りである。充腹板方式

とラーメン方式を併せて調査している会社が1社で合計11社となっている．

　　（a）充腹板方式　　　（一体形）……6社

　　（b）ラーメン方式　　（分割形）……5社

　　（c）対傾溝方式　　　　　　　　　なし

　このレポートでは便宜上、充腹板方式ダイヤフラムを一体形、ラーメン方式のダイヤ

フラムを分割形という名称を使用した．

‘50一

　　　　　3）製作方法

　　　　　各社別の落接手順を表一3に示す。表一3に表示されている部位番号はそれぞれ図一

　　　　4に示す。フランジ・ウェブに取付く補剛材等の接合部を図一4（a），（b）に、ダイヤフ

　　　　ラムと補剛材の接合部を図一4（c），（d）に、ブラケット仕口のウェブ取付け位置裏側の

　　　　接合部を図一4（e）に示す。また、表一3中の△，O，曾印はそれぞれの接合部の状態、

　　　　仮付け溶接、本溶接、本溶接および矯正済の各状態を表わしている。

　　　　　a）フランジおよびフランジ単品の製作

　　　　　フランジは、縦リブおよぷ横リブが接合されるが各社すべて単品のうちにフランジに

　　　　取付けている。単品のうちに取付けられる部材の作業進行状況は、

　　　　　フランジと縦リブの接合では

　　　　　　本溶接および矯正済　一”7社

　　　　　　仮付け溶接まで　　　……3社

●　　　フランジと横リブの接合

　　　　　同様にウェブ単品に取付くものとして水平補剛材および垂直補剛材があるが、

　　　　　ウェブと水平・垂直補剛材の接合では

　　　　　　本溶接および矯正済　……2社

　　　　　　仮付け溶接まで　　　……8社

　　　　　縦リブおよび水平・垂直補剛材を単品のうちに本溶接および矯正まで完了させる方法

　　　　を社内的にパネル工法と呼んでいる会社もある。

　　　　　b）ダイヤフラムの組立てと大組立ての関連

　　　　　一体形のダイヤフラムにおいては、製作手順は

　　　　　（1）下フランジの設置

　　　　　　（2）ダイヤフラムの立込み●

　　　　　　（3）両側ウェブの立込み

　　　　　　（4）上フランジのはめ込み

　　　　の順番が一般的である。

　　　　　一方、分割形ダイヤフラムにお’いては、図一3に示すようなバリエーションが考えら

　　　　れる。

　　　　　フランジにすでにダイヤフラムの一部が取付けられているもの（タイプC，E）でラ

・　　　　一メンの垂直補剛材に相当する部分がすでに取付けられているもの（タイプC）、フラ

　　　　ンジ取付け後に取付けるもの（タイプE）、ウェブ立込み後に垂直補剛材および横リブ

　　　　を組立て、ダイヤフラムの形にした後に縦リブ付のフランジをはめ込むもの（タイプD）

　　　　と各社それぞれ製作手順が異なっている。タイプFのように分割されたダイヤフラムを

　　　　一体化した後にウェブを立込む方式を行なっている所はなかった。

一51一

　c）ダイヤフラムと補剛材の取付け

　大組立てのダイヤフラムとダイヤフラムの補剛材の接合部の状態は仮付け、本溶接、

本溶接および矯正済の段階が考えられる。

7分割形ダイヤフラムにおいては図一4（c）に示すように（a）部材はTセクションとし

て組立てられた後、大組立てされる。

　接合部（5）の状態は、調査5社のうち、

　　本溶接完了　　　　　……3社

　　仮付け溶接まで　　　……2社

と分かれている。

　また、接合部（6），（7）に関して、大組立ての方法（図一3）のタイプCの（6）、タイ

プDの（6），（7）はいずれも仮付け溶接の状態で本溶接は大組立て後に行なわれている。

　図一4（d）の一体形ダイヤフラムの補剛材の接合部（8）の溶接部は調査6社のうち、

　　本溶接および矯正完了……・社　　　　　　　　　　　　●　　本溶接完了　　　　　一・…3社

　　仮付け溶接まで　　　……2社

の通りとなっている。

　d）ブラケット仕口の取付け

　ブラケット仕口の取付け時期は全ての大組立て後である。

　図一4（e）に示すような取付け位置の裏側の溶接状態を表一3に示す。

　本溶接後にブラケット仕口は裏側の本溶接終了後に取付けている会社がほとんどであ

る。

　e）圧着方法

組立で時の圧着方法を図一5に示す・　　　　　　　　●　フランジ・ウェブ・ダイヤフラムの圧着方法はほとんど同様な方法が行なわれている

ようである。

　フランジ・ウェブの圧着ではレバーブロック・（ピツパラー〉およびジャッキ、フラ

ンジ・ウエブとダイヤフラムではレバーブロックおよびウェイトが使用されている。ス

ティフナーおよびガセットの圧着は許容値を越える場合が少ないこともあり、各社の対

応が異なっている。

　圧着を行なっている所では、ジャッキ、エアーフィッター、ハンマーで行なっている。

　ギャップが生じた場合材料の歪取りを行なう場合もある。また、特に圧着が行なわれ

ていない場合もある。

一52一

（3）調査結果

　（a）　フランジとウェブのRG（δ1）

　表一4および図一6（a）に結果を示す。

　図一6（a）に示すように調査総数1170個のうち93％が0．5mm以内に収まっ

ている。また許容値を越えたものは9個で0．8％にすぎない。

　図一6（b）は製作方法別にまとめたものも併せて示してあるが、0・5mm以下では

ややばらっいているが、許容値近傍ではばらっきが少なくなっている。

　（b－1）　組立てが先行するフランジ・ウェブとダイヤフラムのRG（δ2）

　表一5および図一7（a），（b）に結果を示す。

　図一7（a）に示すように調査総数919個のうち88％が0．5mm以内に収まって

おり、4％が許容値を越えている。

　図一7（b）は製作方法別集計で1．Omm以下で◎印のパネル工法RGが大きくなっ

ている．表一5に示すようにパネル工法を行なっているのは、D，E社であるが・E社

のデータはD社に比べRGが大きくなっており、工法の差というよりは、製作会社によ

るばらっきが大きく反映されたものと思われる。また、サンプル数も136と少ないこ

とも、ばらっきの原因と考えられる。

　（b－2）　最後に組込んだフランジとダイヤフラムのRG（δ3）

　表一6および図一8（a），（b）に結果を示す．

　図一8（a）は調査総数637個のうち71％が0．5mmに収まり、92％が1mm

以内に収まっている。図一8（b）に製作方法別の集計を示す．分割形ダイヤフラムにお

いては98％が1mm以内に収まっている。分割形ダイヤフラムにおいては、図一3に

示すような製作方法の違いがあり、タイプC，Eは横リブ自体が単品でフランジに取付

いており、最後に組込むフランジのという設問自体に問題が残ることは確かである。

　分割形ダイヤフラムで最後に組込まれたフランジで意味をもっのはタイプD（□印）

であるが、タイプDは、0．5m血程度ではタイプC，Eも含めた分割形ダイヤフラム

の平均値（△印）より良好な密着度が得られている。

　分割形ダイヤフラムに関しては今回の調査では行なわれなかったが、タイプC，Eで

は横リブと垂直補剛材の密着度、タイプDでは同箇所および横リブと縦リブの密着度の

良否が問題となることが想像できる。

　一体形ダイヤフラム（×印）は0．5mmにおいては60％・1mmにおいては76

％しか許容値を満足していない。表一6に示すように、一体形ダイヤフラムのデータは

各社でかなりばらっきが見られる。このため、製作方法によるばらっきよりも、製作会

社それぞれの方針の違いでこのような結果になったものと思われる。

一53一

　（c）　ウェブとスティフナーのRG（δ4）

　表一7および図，一9に結果を示す。

　調査会社全社が大組立て前にウェブ単体に補剛材を取付けている。このため、92％

が0．5mmの範囲に、99％がlmmの範囲に収まり良好な結果を示している。

　（d）　ウェブとブラケット仕口のRG（δ5）

　表一8および図一10に結果を示す。

　ウェブ付きのブラケット仕ロフランジのRGを調査したものであるが、仕口の取付く

ウ土ブの溶接（図一4（e））は仮付け・本溶接・本溶接および矯正済と各社異なってい

るが、密着度は99％が許容値l　mmの範囲に収まり、良好な結果を示している。

一54一

（4）まとめ

以上のように今回は箱桁の5箇所の部材の密着度について調査を行なった。

結果をまとめると、

1　フランジとウェブ（δ1）、ウェブとスティフナー（δ4）およびウェブとブラケ

　　ット仕口（δ5）の密着度に関しては製作方法によらず99％が許容値1mmを満

　足している。

2　組立てが先行するフランジ・ウェブとダイヤフラムの密着度（δ2）は、上記まと

　　め1に比べやや悪く、96％が許容値を満足しており、同様に密着度の良否は製作

　　方法によらない。

3　最後に組込んだフランジとダイヤフラムの密着度（δ3）は全体で93％、分割形

　　ダイヤフラムでは98％、一体形ダイヤフラムでは76％が許容値内に収まってい

　　る。一体形ダイヤフラムで数値が悪くなっているのは、各社のばらっきが大きく、

　　一体形ダイヤフラムの密着度が一般的に悪いということではなく、各社の製作方針

　　の違いと思われる。

　　今回の調査においては、参考とする調査結果も見当たらなく、また調査箇所を5箇

　　所に限定したこともあり、十分に満足できる調査結果とならない面も多々あるもの

　　と思われる．

　　また、製作方法、溶接時期は各社異なっていること、および製作の誤差はどの方法

　　をとっても生じるので、誤差をどこで吸収するかにっいての対応は各社異なってい

　　る。このため今回調査した対象のみで製作方法の良否を決めることは適当でないと

　　思われる。

一55一

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下倒丁で伽ソの〃　⑧ △ △ ◎ q◎ ◎

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3．1桁の部材密着度調査結果

（1）1セクションの組立て

　ウェブとフランジのルートギャップについて図一1にグラフを示す。

　ルートギャップは0．5mmまでで全体の99％を占め、事実上ルートギャップはこ

の0．5mm以下と言うことができよう。

　各社毎のルートギャップのばらっきを見ても、1桁の形状自体（桁高ヤウェブ板等）

の影響はあまり見られず、各社の社内精度に対する考え方の差が出てきているのではな

いだろうか。

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（2）横組と立組

　1セクションの組立て方（溶接工程を除く〉は一般に横組方式と立組方式に分けるこ

とができる。横組はウェブを水平にした状態で、立組はウェブを鉛直にした状態で組立

てる。ここでは、この両者の方法に密着度に関して差があるかどうかを比較した。

　まず・これらの組立て方式の採用状況であるが、今回調査した12社のうち横組と立

組は半分ずっの6社対6社で全く互角であった。

　次に密着度の比較をしたのが図一2である。このグラフからは密着度に関して両者に

有無差は認められない。

　この結果から1セクションの組立てに関しては、横組・立組各方式にルートギャップ

の差はないことがわかる。

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（3）ウェブとスティフナー，ガセットの組立て

　ウェブとスティフナーおよび．ウェブとガセットのルートギャップについては図一3，

4のグラフに分布を示す。前述のウェブとフランジのものに比較して、実質的な分布の

幅は0．9～1．Omm程度にひろがるものの分布状態そのものは悪くない。スティフ

ナー・ガセット類の組立て方法にはかなり多くの回答が寄せられた．特に何もしないと

いうものも多かったが、ウェブを下から突上げる方式、ジャッキでフランジ問を突張り、

ウェブをタイコにして取付ける方式、圧縮エアを利用した治具等各社工夫の跡が見られ

る。

（4）スティフナー、ガセットの組立て順序

　　　　今回、回答を頂いたほとんどの会社は、スティフナー、ガセットー括取付け後溶接す

●るという方式を採用している。しかし、今後、板桁スティフナー等の自動溶接化が普及

　　　した場合、スティフナーの組立て・溶接後にガセットの組立て・溶接という工程になる

　　　と思われるので、ガセットとウェブのルートギャップにっいては大きくなることも予想

　　　される．

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