鋼橋構造

製品概要

鋼橋構造物は,100年にわたる設計寿命にわたって動的荷重,熱サイクル,および疲労に耐えるため,精密なエンジニアリングが求められます。蘇州にある当社施設では,高速道路,鉄道,および歩道橋向けに,プレートガーダー,異方性床版,および支承アセンブリを製造しています。当施設では,長さ最大30メートル,深さ最大4,000mm,板厚12mm～100mmの単一ガーダーに対応可能です。 EN 10025に準拠したS355J2/K2,ASTMに準拠したA709-50W,およびGB/T 714に準拠したQ345qDの構造用鋼材のみを使用しており,国際的な橋梁規格への適合を保証しています。すべての溶接はAWS D1.5橋梁溶接規格に基づいて実施され,破損が崩壊を招く可能性のある引張部材については,破断臨界部材（FCM）の手順が適用されます。 ISO 3834-2認証により,製鋼所証明書から溶接マップに至るまでの完全なトレーサビリティが保証されており,主要な荷重支持部材の溝溶接については100%非破壊検査（NDT）が実施されています。

異方性デッキパネルは,当社の鋼橋構造物ポートフォリオにおける専門的な技術力を代表するものです。これらのパネルは,薄板の鋼製デッキプレート（通常12～16 mm）と,閉断面の長手方向リブおよび横方向クロスビームを組み合わせることで,車輪荷重を主桁に直接分散させる軽量かつ高強度のシステムを形成しています。 製造においては,縦リブとデッキの接合部に自動サブマージアーク溶接（SAW）を,現場での継ぎ手にはフラックス入りアーク溶接（FCAW）を採用しており,リブ間隔は耐疲労性を最適化して設定されています。溶接手順は,疲労に弱い詳細部についてAWS D1.5附属書Aに基づき認定されており,リブ溶接の溶込み深さがデッキ厚さの80％以上を維持できるようプロファイル管理が行われています。 重要な溶接トース部での水溜まりや腐食の発生を防ぐため,AASHTO LRFD規格に基づき,コープホールおよび排水細部が組み込まれている。大型トラックの交通にさらされる異方性デッキについて,疲労試験の結果,70 MPaの応力範囲において200万サイクルを超える耐用年数が実証されており,溶接トース半径を2 mm以上維持した場合,リブとデッキの溶接部に亀裂の発生は見られなかった。 さらに,閉鎖リブ断面の公差は±0.5 mm以内に維持され,隣接するリブ全体での均一な荷重分布が確保されています。これは,疲労寿命を最大40%短縮させる可能性のある局所的な応力集中を防ぐ上で極めて重要な要素です。

支承板および伸縮継手部品は,鋼橋の性能に不可欠な要素であり,熱変位,回転,および活荷重によるたわみを吸収します。固定支承およびガイド付き支承は,S355J2+N鋼板を素材とし,ステンレス鋼製の摺動面（ASTM A240 タイプ304）およびPTFE系低摩擦パッドを備えており,EN 1337-2に準拠して0.05未満の摩擦係数を実現しています。 伸縮継手アセンブリはA709-50W鋼から機械加工され,±50 mmから±300 mmの変位範囲に対応するエラストマー製シールを備え,0.1 MPaの静水圧下での水密性試験に合格しています。 工場塗装システムは,SSPC-SP10準拠のニアホワイトブラスト洗浄により75～100 µmのアンカープロファイルを形成した後,75～125 µmの乾燥膜厚（DFT）で亜鉛リッチプライマー（乾燥膜中の亜鉛含有率85%以上）,125～200 µmの中間エポキシ塗料,および50～75 µmのポリウレタントップコートを順次塗布します。 このシステムは,ISO 12944 に準拠した C5-M（海洋）および CX（極限）環境に対する防食性能を提供し,沿岸の橋梁用途において 15 年間のメンテナンスフリーの耐用年数を実現します。 横断勾配のある曲線橋の場合,ベアリングアセンブリは,全活荷重下で最大 0.05 ラジアンの回転に対応するように設計されており,エラストマーパッドは,ASTM D395 に基づき,70°C で 1,000 時間後の圧縮クリープが 5% 未満であることを確認しています。

用途・産業

これらの鋼製橋梁構造物は,主に道路橋や鉄道橋に採用されており,単径間橋から多径間連続桁に至るまで,幅広いプロジェクトに活用されています。最近,東南アジアで建設されたある道路橋には,長さ28.5メートル,深さ2,800mm,フランジ厚50mmのA709-50W鋼製プレート桁12本が納入されました。 設計上,すべての溶接接合部にはAASHTOに基づく疲労強度カテゴリーBの詳細仕様が要求され,フランジとウェブ間の完全溶込み溶接部については100%超音波探傷検査（UT）が実施されました。クロスフレームおよび横方向のブレースは,L152x152x12.7の山形鋼を使用して製作され,スリップクリティカルな接合部ではASTM A325高強度ボルトで締結されました。 プロジェクトのスケジュール上,交通量の多い都市部の現場へのジャスト・イン・タイム納入が求められたため,8週間にわたり3回に分けて桁を段階的に出荷し,各部材には組立順序に応じたマッチマークを付与することで対応した。鉄道橋梁については,通過する列車の衝撃を考慮し,AREMA第15章に基づく動的荷重係数1.67を適用し,主部材の疲労設計は最大110 MPaの応力範囲で200万サイクルの耐力を基準とした。

洋上風力発電所のアクセスブリッジやトランジションピースプラットフォームは,当社の鋼橋製造技術が活用される分野として拡大しています。これらの構造物は,塩水噴霧,波浪荷重,および-20°Cから+50°Cの温度変化に耐えつつ,25年間の耐用年数にわたって構造的完全性を維持しなければなりません。 タービンアクセス用の箱桁およびトラス橋は,S355J2+N鋼材を使用して製造され,EN 10025-2に準拠した-40°CでのシャルピーVノッチ衝撃試験が実施されます。溶接はEN 1090-2 EXC3施工クラスに準拠し,水素誘発割れを防止するため,炭素相当値（CEV ≤ 0.45%）に基づく予熱管理が行われます。 北海の風力発電所プロジェクト向けに,全長22メートル,幅1.5メートルのアクセスブリッジ18基を納入した。これらはEN ISO 1461に準拠した溶融亜鉛めっき（片面あたり最低85 µm）を施し,さらに耐紫外線性を高めるためにエポキシトップコートを追加した。各ブリッジは出荷前に,設計活荷重（5 kN/m²）の1.25倍の耐荷重試験を実施した。 洋上橋梁の疲労に重要な箇所は,1,000万サイクルで50 MPa以下の応力範囲となるよう設計されており,溶接ビード部は半径0.5 mmまで平滑に研磨され,応力集中係数を最大30%低減しています。

鉱業および資材運搬業界では,重機の荷重や摩耗の激しい環境が常態化しているコンベアギャラリー,転送タワー,運搬道路の横断部などに,鋼製橋梁構造物が求められます。トラス橋やガントリー構造物は,Q345qD鋼（降伏強度345 MPa以上）を用いて製造され,遠隔地での迅速な組立を可能にするため,現場でのボルト接合が採用されています。 チリの銅鉱山向けに,幅1,200mmのベルトで毎時3,500トンの破砕鉱石を搬送する,スパン40メートルのコンベア橋が納入されました。この構造物は,ASCE 7-16に基づく地震ゾーン3に対応して設計され,基礎せん断係数は0.25g,耐震性要件はモーメント抵抗接合部によって満たされています。 すべての鋼材はSSPC-SP6商業グレードまでブラスト処理され,粉塵の多い環境下での耐摩耗性を確保するため,3層のエポキシ塗装システム（高亜鉛プライマー,雲母状酸化鉄中間塗料,ポリウレタン上塗り）が施された。このブリッジは,ヘリコプターによる吊り上げ設置が可能となるよう,各モジュールが20トン未満となるよう,5つの事前組立モジュールに分けて納入された。 鉱業用途において,コンベアシステムの場合,活荷重は15 kN/m²を超えることがあり,鉱石の落下荷重を考慮して衝撃係数1.3が適用され,ベルトのずれを防ぐためにたわみ限界はL/400に設定されている。

なぜ鋼橋構造にLeading Top Unionを選ぶのか

蘇州の製造施設には,CNCプラズマ切断機（作業台サイズ：6m×20m）,自動サブマージアーク溶接ガントリー,および厚さ100mmの鋼板を半径1,500mmまでの曲率で成形可能な油圧式板曲げロールが導入されています。これらの設備により,水平配置の橋梁用曲線桁や,非直交橋台用の斜交端部接合部の製造が可能となっています。 AWS D1.5 表7.1に基づき,桁深さにおいて±2mm,フランジ幅において±1mmの寸法公差が維持されており,出荷前にはトータルステーションによる測量でキャンバープロファイルが検証されます。 品質管理システムはISO 3832-2,ISO 9001:2015,およびEN 1090-1の認証を取得しており,工場生産管理（FPC）は毎年,認定機関による監査を受けています。 また,8 mm から 120 mm の肉厚の材料を対象とした,洋上橋梁用途の溶接手順について,DNV-GL の型式承認も取得しています。複雑な形状の場合,3D レーザースキャンを使用して,指定されたプロファイルから ±1 mm 以内の範囲で桁のキャンバーを検証し,最終検査の前に,制御加熱または機械的矯正によって偏差を修正します。

グローバルなEPC企業の調達エンジニアは,Tekla Structuresによる3Dモデリングを活用した干渉チェックや組立順序の策定,さらに写真記録付きの週次進捗報告書を含む,統合的なプロジェクト管理アプローチの恩恵を受けています。製鋼所の試験報告書（MTR）から溶接消耗品のロット番号に至るまで,資材の完全なトレーサビリティが確保されており,非破壊検査（UT,MT,RT,PT）の報告書はプロジェクト要件に基づき10年間保管されます。 ロジスティクスチームは,上海港から世界中の現場への海上輸送を調整しており,桁の輸送には,設計されたクレードルと固定具を使用して,フラットラックコンテナまたはバラ積み船に確実に固定しています。オーストラリアでの最近の橋梁プロジェクトでは,24本の桁を12週間にわたり6回に分けて輸送しました。各桁は,45日間の海上輸送に備えて,気相防食剤（VCI）包装とポリエチレンのシュリンク包装で保護されました。 現場での溶接接合に対する溶接支援も提供しており,AWS認定溶接検査員（CWI）がお客様のプロジェクト現場にて品質検証を行います。納期短縮が求められるプロジェクトには,並行生産ラインを稼働させ,リードタイムを最大30%短縮することが可能です。当社の年間生産能力は,鋼製橋梁部材で5,000トンを超えます。

技術仕様

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