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>> EVERCROSS BRIDGE が精度を重視する理由
>> 耐荷重ダイヤフラム
>> エネルギー散逸ゾーン
>> 1. 箱桁と I ビーム柱の接続が橋の最も重要な部分と考えられるのはなぜですか?
>> 2. 橋プロジェクトに溶接接続を使用するかボルト接続を使用するかをどのように決定すればよいですか?
>> 3. 柱界面の箱桁内部の内部ダイヤフラムの具体的な機能は何ですか?
>> 4. 「強い柱と弱い梁」の原則は、地震帯でのこれらの鉄骨接合にどのように適用されますか?
>> 5. 桁と柱の接合部の品質を保証するための標準的な試験方法は何ですか?
現代の世界的なインフラストラクチャーでは、橋の構造的完全性は最も弱い接合部と同じくらいの強度しかありません。業界トップ 3 に入る中国の一流メーカーである EVERCROSS BRIDGE では、鋼製 I ビーム箱桁と I ビーム柱の交差点が橋の耐荷重システムの「心臓部」であることを理解しています。
この包括的なガイドでは、I ビーム箱桁を I ビーム柱に接続する際の技術的なニュアンスを掘り下げ、その機構、製造上の課題、および高速道路と鉄道の橋の 100 年の設計寿命を保証する革新的なソリューションを探ります。
これら 2 つのコンポーネントを接続する方法を理解するには、まずそれぞれの個々の役割を理解する必要があります。あ 鋼製 I ビーム箱桁は 、その卓越したねじり剛性、つまり偏心した交通荷重や風によって生じるねじり力に耐える能力を備えているために選ばれています。逆に、I ビーム柱は垂直方向の支持を提供し、地震活動や熱膨張による大きな軸方向の圧縮や横方向の力に抵抗します。
この接続は、負荷転送のプライマリ ゲートウェイとして機能します。重い列車やトラックが橋を通過すると、垂直荷重が桁のウェブ プレートを通って接続ノードに伝わり、柱を通って基礎に伝わります。
●モーメントの伝達: 「剛体」または「モーメント」接続では、ジョイントは曲げモーメントを伝達できなければなりません。これには、桁フランジと柱の間のシームレスな移行が必要です。
●せん断抵抗: 極端な圧力下での「ウェブの破損」やせん断座屈を防ぐために、桁と柱の両方のウェブ プレートを接続点で補強する必要があります。
●ねじり管理: 箱桁は閉じたセクションであり、I ビームは開いたセクションであるため、遷移点では複雑な応力状態が作成され、力の「ループを閉じる」ために内部ダイヤフラムが必要になります。
香港・珠海・マカオ大橋やさまざまな一帯一路プロジェクトなどのプロジェクトでの経験から、この接合部での 2 mm のずれでも二次応力が発生し、橋の疲労寿命が数十年短縮される可能性があることがわかりました。当社の製造プロセスでは、高精度の CNC 切断とレーザーガイドによる位置合わせを利用して、すべての接続ポイントが数学的に完璧であることを保証します。
「溶接 vs. ボルト」の議論は橋梁工学の中心です。どちらを選択するかは、プロジェクトの場所、熟練労働者の有無、設置時の環境条件によって異なります。
溶接は、最大限の剛性と洗練された流線形の外観を必要とする橋に推奨される方法です。
●全溶け込み溝溶接：箱桁の厚いフランジを柱や中間キャッププレートに直接接続するために使用されます。これらの溶接により、2 つのコンポーネントが単一のモノリシックな鋼片として機能することが保証されます。
●熱管理: 厚い鋼板 (メガブリッジでは 50 mm を超えることが多い) を溶接する際の最大の課題の 1 つは、「熱影響部」 (HAZ) の管理です。ゆっくりと均一に冷却しないと、鋼が脆くなる可能性があります。
●長所：耐疲労性に優れ、振動による緩みの心配がなく、美観に優れています。
●短所: 高度なスキルを持つ認定溶接工と現場での 100% 非破壊検査 (NDT) が必要であり、天候に左右される可能性があります。
多くの国際プロジェクト、特に遠隔地で CCCC が管理するプロジェクトでは、高強度フリクショングリップ (HSFG) ボルトが標準です。
●作用機構：HSFGボルトは標準ボルトと異なり、ボルトシャンクのせん断強度に依存しません。代わりに、接続されたプレート間に大きな摩擦が生じる特定の張力で締め付けられます。この摩擦によって荷重が伝達されます。
●スプライスプレートとガセット: これらのプレートは、桁と柱のコンポーネントを「挟み込み」、荷重伝達のための冗長経路を提供します。
●長所：現場での組み立ての迅速化、品質管理の容易化（トルクレンチ使用）、現場溶接が難しい環境でのパフォーマンスの向上。
●短所: ボルトの張力を定期的に検査する必要があり、接続の視覚的なプロファイルに「かさばり」が追加されます。
技術的パラメータ |
溶接継手（剛体） |
ボルトジョイント（フリクショングリップ） |
耐震性能 |
優れた（適切な延性設計による） |
良好 (わずかなエネルギー散逸は許容されます) |
インストール速度 |
中程度から遅い |
高い |
メンテナンスの必要性 |
低 (腐食焦点) |
中（テンションチェック重視） |
耐疲労性 |
高 (スムーズな応力の流れ) |
中（穴部の応力集中） |
I 形鋼箱桁と I 形鋼柱との接続は、単なる外側の問題ではありません。本当の「魔法」は箱桁の内部で起こります。 EVERCROSS BRIDGEでは、これらの関節を安定させるために必要な複雑な内部組み立てを専門としています。
箱桁の内側、まさに柱と接する場所に、「耐力ダイヤフラム」を取り付けます。これは、桁のサイドウェブ間のブリッジとして機能する厚い内部プレートです。
●位置合わせ：ダイアフラムはコラムのフランジと完全に位置合わせされている必要があります。位置合わせが数ミリメートルでもずれていると、垂直荷重がダイヤフラムで支えられるのではなく、桁の底板を「打ち抜く」ことになります。
●マンホールとアクセス：将来の点検やメンテナンスを考慮して、ダイヤフラムには「マンホール」が必須ですが、耐力板に穴を開けると強度が低下します。当社のエンジニアは有限要素解析 (FEA) を使用して、これらのアクセス ポートの最適な形状と補強を決定します。
桁の薄い鋼板の座屈 (「オイルキャニング」効果) を防ぐために、縦方向と横方向の補強材が内面に溶接されます。接続ゾーンでは、柱からの「反力」に対処するために、これらの補強材が 2 倍になったり厚くなったりすることがよくあります。古い橋では疲労亀裂が最初に発生することが多い内部補剛材に深い溶け込み溶接が施されていることを確認するために、当社ではロボット溶接アームを使用しています。
地震地帯に位置する橋の場合、接続は単に強いだけではなく、「スマート」でなければなりません。CREC と PowerChina が地震の多い地域で使用している設計哲学に従って、私たちは強い柱と弱い梁の原則を実装しています。
大地震が発生した場合、橋は多少の損傷を受けても生き残ってほしいと考えています。これを達成するために、接続部は弾性を維持するように設計されていますが、桁内の特定の「ヒューズ」は降伏します。
●梁断面の縮小 (RBS): 柱接続部付近の桁のフランジの小さな部分 (「ドッグボーン」設計) を戦略的に狭くすることで、潜在的な塑性変形を強制的に発生させ、柱面の重要な溶接部から遠ざけます。
●横ブレース: 接続点に追加の横ねじり座屈抵抗を提供し、橋が揺れても、桁と柱の接合部が「回転」したり、ねじれたりして位置がずれることがないようにします。
当社が地震帯向けに製造するすべての橋梁コンポーネントは、模擬応力試験を受けます。破断する前に大きな変形に耐えることができる Q355D や Q420qD などの高延性鋼を使用することで、公共インフラにさらなる安全層を提供します。
最終的な接続は現場で行われ、多くの場合厳しい気象条件下で行われます。専門的な設置プロトコルが不可欠です。
●吊り上げと位置決め：大型クレーンを使用して、箱桁を柱の上に降ろします。一時的な「位置決めピン」は、桁を正確な位置にガイドするために使用されます。
●環境監視: 溶接接続の場合、温度と湿度は厳密な制限内になければなりません。寒すぎる場合は、誘導加熱を使用して鋼を100°C〜150°Cに予熱し、水素割れを防ぎます。
●ボルト締めジョイントの締め付け：ボルト締めジョイントの場合、2段階の締め付けプロセスを使用します。 「初期のぴったり締め」によりプレートが確実に接触し、その後、校正済みの油圧レンチを使用して「最終張力」を実行して、必要な K ファクター (クランプ力) に達します。
●最終検査 (黄金律): すべての接続は第三者の監査人によって検査されます。私たちは以下を利用します:
超音波検査 (UT): 溶接部の内側に隠れた気孔やスラグがないかを確認します。
磁性粒子検査 (MPI): 微細な表面亀裂を検査します。
鋼製 I ビーム箱桁と I ビーム柱の接続は、現代工学の傑作です。生の強度と数学的精度の完璧なバランスを表しています。 EVERCROSS BRIDGE の使命は、これらの接続を可能にするコンポーネントを世界の建設業界に提供することです。
当社の大規模な生産能力と中国の主要中央企業の厳格な基準を組み合わせることで、東南アジアの川を渡る橋であろうと、アフリカの峠を渡る橋であろうと、私たちが建設を支援するすべての橋が耐久性のあるものであることを保証します。
この接続は、すべての構造力の「焦点」です。箱桁は大きなねじり荷重と長手方向の荷重に耐え、I ビーム柱は垂直方向の圧縮に対処します。接合部分の接合部は、シームレスな「荷重経路」を促進する必要があります。この接合部の設計または製造が不適切な場合、応力のボトルネックが生じ、疲労亀裂や構造の不安定性につながります。このノードの高精度エンジニアリングにより、橋は数十年にわたる交通量の多さや環境ストレスに耐えることができます。
選択は、現場の条件、必要な剛性、設置速度という 3 つの主な要素によって決まります。
●溶接接続により最大限の剛性とすっきりとした外観が得られ、振動を厳密に制御する必要がある都市部の橋やスパンに最適です。ただし、完璧な天候と現場での高度な熟練労働力が必要です。
●遠隔地や過酷な気候での迅速な組み立てやプロジェクトには、ボルト接続 (高強度フリクショングリップボルトを使用) が推奨されます。検査と交換は簡単ですが、スプライス プレートとガセットにはより多くの鋼材が必要です。
内部ダイヤフラムは、I ビーム柱のフランジと直接位置合わせされる箱桁の内側に溶接された頑丈な鋼板です。その主な役割は、柱からの垂直反力を桁の断面全体に分散させることです。ダイヤフラムがないと、箱桁の薄い底板が柱の集中圧力によって座屈したり「突き抜け」たりする可能性があります。また、箱桁の長方形の形状を維持し、ねじれ歪みを防ぎます。
地震の多い地域では、損傷の発生箇所を制御することで橋の崩壊を防ぐことが目的です。当社では、柱が弾性を維持 (損傷しない) ようにしながら、桁が「制御された降伏」によってエネルギーを放散できるように接続を設計します。これは、多くの場合、桁のフランジが接続付近でわずかに狭くなる縮小梁断面 (RBS) または「ドッグボーン」設計を使用することで実現されます。これにより、橋に過負荷がかかった場合でも、橋梁が重要な接合部から安全に曲がり、主要な支持構造が損なわれないようにします。
EVERCROSS BRIDGEでは、多層の品質管理プロトコルを利用しています。溶接継手の場合、超音波検査 (UT) は、スラグの混入や溶融の欠如などの内部欠陥を検出するためのゴールドスタンダードです。磁気粒子検査 (MPI) は、微細な表面亀裂を見つけるために使用されます。ボルト接合の場合、クランプ力が設計仕様を満たしていることを確認するために、校正済みの油圧トルク レンチを使用します。さらに、実際のコンポーネントが建設現場に到着する前にエラーがゼロであることを保証するために、実際のコンポーネントが事前に取り付けられる工場での試行アセンブリを頻繁に実行します。
