道路構造物ジャーナルNET

リベット橋の技術伝承と効率的な補修補強の両立を図る

川田工業・MKエンジニアリング 高周波誘導加熱法を用いたリベット打設の新工法『KMリベット工法』を開発

公開日:2023.05.18

 川田工業はMKエンジニアリングと共同で、高周波誘導加熱法を用いたリベット打設の新工法『KMリベット工法』を開発した。リベットによる継手工法は歴史的価値を含む古い橋梁で多く使われているが、現代では技術の伝承が極めて困難で、今や施工の担い手がない状態である。文化的価値の高い歴史的橋梁ではリベットを高力ボルトなどに置き換えると文化財から外されるケースもあるため、補修には苦慮している。また、通常の古い橋梁であってもリベットによる継手部の補修は、数本が腐食ないしは脱落した場合、高力ボルトによる置換えには耐力評価の難しさやリベット孔の再加工など、設計や施工の手間がかかりコストが増す傾向にある。また、従来のリベット施工では、加熱の際に専用の火床にコークスを入れて燃焼させるため、補修現場や外部に与える負荷も大きなものであった。それらの課題を克服するため、リベットによる再補修工法を開発したものだ。(井手迫瑞樹)


従来工法のリベット施工例

新旧工法の違い

延焼などの事故や煤煙による周辺環境への悪影響が生じない
 打ち込みに必要な1,200℃程度まで60秒間で加熱することが可能
 

 KMリベット工法は高周波誘導加熱法を用いたリベット加熱法とその設備をユニット化したシステムである。同加熱法を施工するシステムは4トンユニックに積める程度の装置であるため可搬性、移動性に富む。同工法を行うシステムは高周波誘導加熱器、水冷装置、実際にリベットを挿入して加熱する加熱コイル、発電機、コンプレッサーなどで構成されている。リベットは、専用の伸縮性架台により加熱コイルの中へ挿入され、高周波誘導加熱により磁界を発生させ、自己発熱させる仕組みであるため、リベット以外の燃焼体は無く、延焼などの事故や煤煙による周辺環境への悪影響を与えることがない。また、頭~軸~先端の部分までが満遍なく、打ち込みに必要な1,200℃程度まで60秒間で加熱することが可能で、従来のリベット工法と同等の性能を有している。らせん状の加熱コイルの内部には水冷機から水を供給しており、余熱による火傷などの事故を防いでいる。


新技術の設備と施工状況

マクロ試験結果

 加熱後はすぐに架台を降下させて、火ばさみでつかみ、リベット孔に挿入し、専用のかしめ機で施工することが可能だ。

施工箇所から1~2m以内に加熱機械を配置できる
 発電機から最大で40m伸ばすことが出来る

「施工箇所から1~2m以内に加熱機械を配置できる」(川田工業)という点も従来工法にない強みだ。延長ケーブルにより、発電機~高周波誘導加熱装置・水冷機~加熱コイルまで最大で40m延ばすことが出来る。そのため、補修すべきリベット孔の至近に加熱コイルを配置でき、運搬時の事故や運搬時間が長くなり冷却されることによるリベットの温度低下、それによるリベット継手の品質低下を防ぐことが出来る。


ユニット化 最大40m延ばすことができるシステム

 リベット研究の過程でその強度についても見直しが可能なようだ。「リベットは支圧せん断接合の強度だけで見てきたが、打ち込んでリベットが冷却した時に軸力が導入されるが、実験したいずれのリベットも部材降伏強度の70%程度の軸力が導入されていることが判った。今後はこうした軸力の影響が余剰耐力と見なせるか検討していきたい」(同社)としている。

4年前からプロジェクトを開始
 今後はかしめ機材の開発も進める

 同社は4年前からMKエンジニアリングと共にKMリベット工法の開発プロジェクトを進めてきた。少なくなった国内の製鋲メーカーや打込み機械メーカーなどを回り、機材やリベットを確保し、大学との共同研究によりリベット打ち込みに必要な温度設定(1,200℃程度)と施工品質の向上、および継手性能の実験を重ねるなどして、今回の工法開発に至ったものだ。

 今後は、実橋梁での試験施工や専門のかしめ工と同等の精度で効率よく施工できる機材の開発も進め、技術の伝承を進めると共に、古い橋梁の補修補強を行う際のアドバンテージを確保していきたい方針だ。

ご広告掲載についてはこちら

お問い合わせ
当サイト・弊社に関するお問い合わせ、
また更新メール登録会員のお申し込みも下記フォームよりお願い致します
お問い合わせフォーム