鉄骨造の直線梁をアーチ型にする方法

ストレートビームアーチ型鋼構造の主な目的は、事前変形を使用して荷重によって引き起こされる下向きのたわみを相殺することです。具体的な方法はスパンや精度の要求に応じて選択されますが、主に熱加工、Koneistus、組立の3つの方法があります。

1. 熱処理方法: 温度成形、小スパンに適しています

まず、鉄の物性は加熱すると膨張し、冷却すると収縮するという原理を利用します。実際の運転では、通常、加熱点は中間スパン付近に選択され、塑性を確保するために600～800℃の範囲で温度制御されます。施工の際は加圧するためにジャッキなどの工具が必要となります。成形後は自然冷却して形状を整えます。この方法の方が効率的ですが、変形精度は±5mm程度と作業場や現場での仮調整に適しています。

2.機械加工方法：外力成形、中スパンに適しています

基幹設備としては200トンを超える油圧プレスや3本ローラーのプレートベンディングマシンが挙げられます。操作中、鋼製梁は V 字型の支持フレーム上に水平に配置され、レーザー距離計を使用して圧力が徐々に加えられる際のアーチの高さをリアルタイムで監視する必要があります。なお、Q355以上の高張力鋼の場合、スプリングバック量を計算するには、一般に10～15％のオーバープレスが必要となります。この方法は±2mmの精度が得られ、標準化された工場でのバッチ処理に適しています。

3. 組み立ておよびアーチ方法: ノード制御、大スパンに適応

鍵となるのは、アーチ前の値の分解にあります。これには、設計アーチの高さを二次放物線に従って各セグメント化されたノードに配分する必要があります。ブランキングするときは、ウェブ用に 3 ～ 5 mm のマージンを確保する必要があります。フランジプレートを切断する場合、その角度偏差は 0.5° 未満である必要があります。組立段階ではトータルステーションにより三次元位置決めを行います。溶接順序はスパン中央から両端まで対称であり、残留応力の発生を軽減します。この工法は±1mmの精度を実現でき、競技場や橋梁など長スパンのプロジェクトで広く採用されています。