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ものづくり
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建設技術
審査証明


他機関の
評価結果

















            

2018.11.21現在
 
技術
名称
エコクリーンハイブリッド工法 
事後評価未実施技術 登録No. CB-180024-A
事前審査 事後評価 技術の位置付け(有用な新技術)
試行実証評価 活用効果評価 推奨
技術
準推奨
技術
評価促進
技術
活用促進
技術













旧実施要領における技術の位置付け
活用促進
技術(旧)
設計比較
対象技術
少実績
優良技術
 



 
活用効果調査入力様式 適用期間等
-A
活用効果調査入力システムを使用してください。

上記※印の情報と以下の情報は申請者の申請に基づき掲載しております。 申請情報の最終更新年月日:2018.10.12
副    題 鋼橋の塗装塗替え工事におけるブラスト施工時に、特殊鋼球を用いたショットピーニングにより、溶接部に圧縮残留応力を付与し疲労耐久性を向上させる予防保全工法。 区分 工法
分 類 1 道路維持修繕工 − 橋梁補修補強工 − その他 
概要
@何について何をする技術なのか?

・通常の鋼材溶接部では、溶接部近傍のみが加熱・冷却されるが、それによって生じる膨張・収縮の熱変形が周りの母材によって拘束される。このため、溶接部に相当する部材が一定の温度まで加熱し冷却されるときには、加熱過程で圧縮の応力と塑性歪が生じ、冷却過程で引張応力へと変わり、最終的に溶接止端部で引張残留応力が集中する。これが疲労耐久性を低下させる主原因となっている。

・本技術は、鋼橋の溶接部に対する疲労耐久性を向上させるため、塗装塗替え作業における素地調整程度1種のブラスト作業において、特殊鋼球を用いてショットピーニングを行い、溶接部及びその近傍の熱影響部に圧縮残留応力を付与する予防保全工法である。

A従来はどのような技術で対応していたのか?

・グラインダー仕上げによる溶接止端処理が一般的である。この方法は、溶接止端部をグラインダーで切削し微細な溶接キズを除去するとともに、形状を滑らかにして応力集中を低減させ疲労強度の改善を図るものである。しかし使用器具の大きさから、十分な空間が確保できないと使用が困難であり、既設橋梁狭隘部への処理は困難とされている。
・疲労設計指針には、止端曲率半径が3mm以上、削り込み深さ0.5mm以下が疲労強度改善のための推奨値と記載されており、削りすぎないように仕上げるにはかなりの熟練度が必要となり、施工者の技量に品質が委ねられることとなる。
・また作業効率が非常に悪く施工日数がかかるため、既設橋梁での採用は少ないのが実態である。
・一方、平成14年以降の道路橋示方書で疲労設計が導入され、工場製作の段階でグラインダ等による溶接止端部形状仕上げが行われているが、鋼床版や鋼製橋脚等における現場溶接部については、疲労耐久性を向上させる事なく未処理のままが多いのが実態である。

B公共工事のどこに適用できるのか?

・既設鋼橋における、き裂の発生や疲労耐久性の低下が懸念される溶接部及びその近傍の熱影響部に対して疲労耐久性を向上させる事が可能。
・新橋架設時の鋼製橋脚、鋼床版等の現場溶接部に対して、疲労耐久性を向上させる事が可能。
・新橋の工場製作過程においても溶接部に対して、疲労耐久性を向上させる事が可能。
・その他の鋼構造物の疲労耐久性を向上させる事が可能。

 
新規性及び期待される効果
@どこに新規性があるのか?(従来技術と比較して何を改善したのか?)

・ショットピーニングは、疲労耐久性向上対策として航空機業界等で古くから活用され実績もある工法だが、投射材の飛散防止対策が大掛かりとなることや投射材の回収が困難なことから、工場内での施工に留まり、既設鋼橋への採用は見送られていた。
・本技術の特徴は、鋼橋塗装塗替えのブラスト時において多数実績のある「循環式エコクリーンブラスト工法(CB-100047-VE)」の機械設備をベースとすることで、この工法の特徴である、研削材と塗装カスを集積・分離して、再利用するシステムにより、投射材の回収を可能とした。またブラスト時の防護設備が投射材の飛散防止対策となる。そして塗装用研削材(スチールグリット)をこのピーニング用の特殊鋼球に替える事で、既設鋼橋でのショットピーニングを可能としたことである。ブラストとピーニングにより鋼橋の長寿命化に貢献する、まさにハイブリッドな工法である。
・また、上記で確立した工法を、国立大学法人岐阜大学との共同研究で、試験体を用いた定量的評価を行い、無処理と比べ疲労耐久性が2等級向上することを確認した。さらに、実際の橋梁にて施工を行い、カバレージによる品質管理手法を検証しつつ、圧縮残留応力が導入されたことを確認した。

A期待される効果は?(新技術活用のメリットは?)

・既設鋼橋における塗装塗替え時のブラスト設備や足場、防護設備を有効活用し、低コスト(ブラスト費用に15%程度加算)で効率的に疲労耐久性の向上が可能となる。
・グラインダー仕上げなどの処理方法では、作業効率が悪く、使用器具形状などから、狭隘な箇所等では施工が困難であったが、本技術は特殊鋼球を圧縮空気で噴射する工法のため、広範囲の作業が容易であり作業効率が向上するうえ、狭隘箇所でも施工が可能となる。
・施工者の技量によって品質が左右されることなく、投射時間や圧力管理による施工管理やカバレージによる出来形管理により品質を担保することが可能となる。
・溶接時の熱影響部などき裂が進展しやすい部分にも圧縮残留応力を付与することができ、広範囲での予防保全が可能となる。
・新設橋梁について、現地溶接部のF-13塗装系が採用される部位において、循環式エコクリーンブラスト工法との組合せ施工により腐食対策と疲労対策が同時に可能となる。

 
適用条件
@自然条件
・特になし。

A現場条件
・循環式エコクリーンブラスト工法の機械設備が必要。
・ブラスト用足場、飛散防護設備が必要。

B技術提供可能地域
・制限なし。

C関係法令等
・労働安全衛生規則
適用範囲
@適用可能な範囲
・鋼構造物の溶接継手部全般。
・鋼種、板厚に制限はない。

A特に効果の高い適用範囲
・振動や荷重による金属疲労が懸念される鋼構造物の溶接継手部(ビード部及び止端部並びに熱影響部)
・疲労が設計に考慮されていない橋梁の溶接部
・大型交通量が多い路線における橋梁の溶接部
・鋼製橋脚、鋼床版等の現場溶接部

B適用できない範囲
・特になし。

C適用にあたり、関係する基準およびその引用元
・道路橋示方書・同解説 平成29年11月 (公社)日本道路協会
・鋼構造物の疲労設計指針・同解説 平成14年3月 (社)日本鋼構造協会
・鋼道路橋防食便覧 平成26年3月
留意事項
@設計時
・疲労き裂の有無を確認し、疲労き裂が発生している箇所については、ストップホールや当板補強等で適正な補修方法の検討を行う。
・まだ疲労き裂が発生していない箇所については、疲労き裂の予防保全として、エコクリーンハイブリッド工法の施工を計画する。
・その際、径間単位での施工単位とするのが望ましい。
※エコクリーンハイブリッド工法の施工は、塗装塗替えにおけるブラストとの組み合わせで、経済的かつ効率的な施工が実施出来る事から、Rc-1塗装仕様との同時施工を検討する事が望ましい。
・施工に際しては、溶接両止端部から10o加えた範囲に施工を実施する事を基本としている。
・新設橋梁の現場溶接部に対して、疲労き裂に対する予防保全として、エコクリーンハイブリッド工法の施工を検討する。

A施工時
・施工面の油、汚れを除去しておく事。
・噴射用ノズルに欠けや摩耗が無いことを確認しておく事。
・噴射エアーに汚れが無いことを確認しておく事。

B維持管理等
・特になし。

Cその他
・特になし。

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