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    本發明提供一種用於土木建設領域等的將H型鋼連結而構成的襯板。本發明的襯板是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述H型鋼在凸緣外表面沿一方向形成著條紋狀突起。該襯板可視需要僅由沿長度方向形成著條紋狀突起的H型鋼構成，或者，由在凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起的H型鋼與在凸緣外表面沿與長度方向成直角的方向形成著條紋狀突起的H型鋼交替連結等而構成。
    公开号:TW201311981A
    申请号:TW101124804
    申请日:2012-07-10
    公开日:2013-03-16
    发明作者:Kunihiko Onda
    申请人:Jfe Steel Corp；
    IPC主号:E01C5-00
    专利说明:
    襯板
    本發明主要是有關於一種用於土木建設領域的連結H型鋼(H-section steel)而構成的襯板(lining plate)。
    襯板被用於市區等的地下工程時、構築用以確保工程空間上方的交通的安裝地基、安裝地板等時。圖10表示該襯板的一例，圖示的襯板將多根H型鋼1並列配置而焊接凸緣端部4，附上側板3後，構成為具備厚度的平面長方形，且藉由橫肋(cross rib)13而加強。
    一般而言，作為襯板的功能，要求(1)對車輛通行的耐負載力、耐久性，(2)用以藉由車輛的輪胎而產生推進力的表面摩擦阻力，(3)降低車輛通行時的噪音、振動，而為了滿足上述(1)的功能，在鋼性襯板中，規定了用作構件的H型鋼的尺寸或焊接部的規格、側板或橫肋的尺寸。
    專利文獻1中記載了如下的襯板，即，在構成襯板的H型鋼的凸緣部外表面設置突起形狀，在其背面安裝內部具有氣泡的橡膠材料等的具有防振功能及吸音功能的背面材料，且滿足上述(2)、(3)的功能。H型鋼的凸緣部外表面的突起21的形狀如圖9所示，成為H型鋼長度方向及H型鋼長度直角方向的格子狀的形狀。與有軌道的鐵道等不同，必須設想汽車向各個方向前進，因而突起形狀以滑動摩擦阻力在所有方向上有效的方式來設定。 [先前技術文獻] [專利文獻]
    [專利文獻1]日本專利特開平7-247506號公報[專利文獻2]日本專利特開昭62-107802號公報
    然而，因應下雨時的滑動摩擦阻力性能提高或噪音、振動對策的要求級別的提高，多在表面突起上藉由樹脂系材料或瀝青材料等而塗覆表面塗層(coating)。
    圖9所示的格子狀的突起形狀被認為在表面塗層的固著方面發揮著重要作用，但其原本是以直接露出為前提來設定的，並非設想適用表面塗層而決定者。先前技術的格子狀的突起形狀是沿2個方向形成著突起，因而至少需要2種壓延輥，從而壓延道次(rolling pass)數亦必須為2次以上。(圖8)
    因此，本發明的目的在於提供一種提高表面塗層的固著性、且加工成本比先前有所降低的具有外表面突起形狀的襯板(lining plate)。
    本發明的課題利用以下的手段而可達成。
    1.一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，其特徵在於：上述H型鋼在凸緣外表面沿一方向形成著條紋狀突起。
    2.一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：上述H型鋼在凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起。
    3.一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：將在凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起的H型鋼與在凸緣外表面沿與長度方向成直角的方向形成著條紋狀突起的H型鋼交替連結。
    4.一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：將在凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起的H型鋼與凸緣外表面無突起的H型鋼交替連結。
    5.一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：將在凸緣外表面沿與長度方向成直角的方向形成著條紋狀突起的H型鋼與凸緣外表面無突起的H型鋼交替連結。
    6.如1至5中任一項所述之襯板，其中H型鋼的凸緣外表面的條紋狀突起的突起高度為1.0 mm以上，突起高度與突起間隔的比為0.07以上、0.2以下。
    根據本發明，比起在H型鋼的凸緣外表面加工格子狀的突起的情況，可削減突起形成所需的加工成本，因而能夠獲得表面塗層的固著性與格子狀的突起形狀的情況同等或為其以上且廉價的襯板，從而在產業方面非常有用。
    本發明的襯板的特徵在於：使用在凸緣外表面沿一方向形成著條紋狀突起的H型鋼。以下，使用圖式對本發明進行詳細說明。
    圖1是說明本發明的一實例的襯板的圖，圖2是說明圖1所示的襯板中所使用的H型鋼的圖，圖1及圖2均表示從斜上方俯視的外觀圖。
    襯板是將剖面形狀相同的多根H型鋼1以凸緣外表面11的高度與長度方向對齊，並將鄰接的凸緣的端部4彼此對接焊接而構成。成為襯板的端部的H型鋼1將側板(板狀構件)3安裝在成為襯板的側面的一側的上下凸緣之間。H型鋼1中，將長度方向設為壓延方向，H型鋼1的凸緣外表面11沿長度方向具有多根突起21等間隔地加工而成的條紋狀突起。
    圖3是說明條紋狀突起的圖，條紋狀的突起21為了確保表面塗層的固著性且獲得車輛的行駛所需的作用摩擦力，而對突起高度h與突起間隔P的比h/P加以規定。
    根據道路橋示方書(specifications for highway bridges，橋及高架道路的結構標準)中所使用的T活負載(live load)(大型車輛車輪負載)而估算的作用摩擦力(剪切負載)如以下般，以測試體寬度換算而為45 kN(有時稱作根據T活負載而產生的摩擦力水準(45 kN))。本發明中，以如下作為性能目標，即，對考慮了相對於上述作用摩擦力水準而為長期供用時的安全率2倍左右的90 kN左右以上的剪切負載，可確保襯板表面塗層的固著性。
    ‧車輪負載(T活負載)100 kN(每個車輪)
    ‧衝擊時負載100 kN×1.4=140 kN
    乾燥路面(瀝青)的摩擦係數
    μ=0.8左右
    ‧作用摩擦力=140 kN×0.8=112 kN(每個車輪)
    ‧測試體寬度換算為45 kN
    測試體寬度(200 mm)/輪胎寬度(500 mm)×112=45 kN
    表1中表示對突起高度h及突起間隔P對表面塗層的固著強度造成的影響進行調查所得的結果。測試體是從具條紋狀突起的H型鋼(突起的高度為0 mm~2.5 mm，突起間隔為10 mm，0≦h/P≦0.25)中切開長度200 mm，並塗層表面部分。
    在各測試體上利用反應丙烯酸系的強力黏接劑(拉伸剪切強度24 N/mm2以上)來安裝負荷夾具後，在限制了鉛垂方向的狀態下，將表面塗層固著部水平地進行衝壓，而求出水平剪切負載。
    圖7表示突起高度h與突起間隔P的比h/P及最大水平剪切負載的關係。若h/P小於0.07，則突起的承載效果不充分，表面塗層光滑而無法獲得充分的固著。其結果，無法達到成為目標性能的90 kN左右以上的剪切耐力。
    另一方面，若h/P超過0.2，則產生表面塗層自身的剪切破壞，固著強度未得到提高，因而設為0.07≦h/P≦0.2。為了確保表面塗層的固著性，另外，為了在表面塗層安裝作業時即便表面附著塵埃等性能亦不會顯著降低，而將突起高度h設為1.0 mm以上。
    H型鋼中對條紋狀突起進行加工的凸緣外表面，根據襯板中必須進行表面塗層的板面而設為兩面或單面。在H型鋼1的凸緣外表面11，沿長度方向將多根突起21等間隔地配置而成的條紋狀突起，是在熱壓延時使用在輥圓周方向上等間隔地設置溝槽的豎輥(例如圖8的U2豎輥)來進行加工。
    本發明的襯板是將H型鋼的凸緣外表面的突起形狀沿H型鋼長度方向而設為條紋狀的一方向突起，因而比起先前的格子狀的突起形狀，能夠削減突起形成所需的加工成本。
    現在最廉價的突起形成方法是在H型鋼的壓延成形時同時形成突起的方法(專利文獻2)。本發明中，將突起形狀設為一方向突起，藉此以1種壓延輥及1次壓延道次數便可形成突起，從而就H型鋼的製造加工成本而言可削減10%左右。
    而且，藉由將突起形狀設為條紋狀的一方向突起，從而與先前突起形狀(格子狀)相比，突起的缺損部分少，突起(鋼材)與表面塗層材料的接觸面增加，從而表面塗層的固著性提高。
    本發明的襯板即便以車輛的通行方向與條紋狀突起的方向平行的方式來設置，亦可獲得優異的水平剪切負載。然而，在不良條件下更佳為以正交的方式來設置。
    圖4表示的是如下襯板的斜上方外觀圖，該襯板是將在凸緣外表面具有H型鋼長度方向的條紋狀突起的H型鋼與在凸緣外表面具有H型鋼長度正交方向的條紋狀突起的H型鋼交替排列而成。各H型鋼的突起高度h為1.0 mm以上，且設為0.07≦h/P≦0.2。
    圖示的襯板中，無論車輛的通行方向為哪一方向均可獲得優異的水平剪切負載，因而適合於交叉點等處。此處，為了形成圖示的襯板，而需要2種H型鋼。然而，因如上述般使各H型鋼的加工成本比先前的突起形狀(格子狀)低廉，故作為襯板，能夠以與先前突起形狀(格子狀)的襯板大致同等的成本來製造。
    圖11表示如下襯板的斜上方外觀圖，該襯板是將在凸緣外表面具有H型鋼長度方向的條紋狀突起的H型鋼與在凸緣外表面無突起的H型鋼交替排列而成。具有突起的H型鋼的突起高度h為1.0 mm以上，且設為0.07≦h/P≦0.2。藉由局部地使用無突起的H型鋼，而可進一步降低成本。樹脂系材料或瀝青材料等的表面塗層為富彈性的材料，因而只要在襯板表面局部地具有突起，則不會產生龜裂或斷裂而傳達固著力，因而此種構造亦可。
    圖12表示如下襯板的斜上方外觀圖，該襯板是將在凸緣外表面具有H型鋼長度正交方向的條紋狀突起的H型鋼與在凸緣外表面無突起的H型鋼交替排列而成。具有突起的H型鋼的突起高度h為1.0 mm以上，且設為0.07≦h/P≦0.2。藉由局部地使用無突起的H型鋼，而可進一步降低成本。樹脂系材料或瀝青材料等的表面塗層為富彈性的材料，因而只要在襯板表面局部地具有突起，則不會產生龜裂或斷裂而傳達固著力，因而此種構造亦可。
    另外，至此為止的圖中表示了襯板的上下兩面均具有突起的構造，但亦可設為僅在成為車輛通行面的襯板的上表面具有突起的構造。 [實例]
    使用凸緣外表面的加工狀況不同的H型鋼，來進行確認表面塗層的固著強度的測試。圖5表示測試體。使用先前技術的突起形狀(格子狀突起)的測試體、本發明的形狀(條紋狀突起)的測試體、及作為參考的無突起的測試體。
    各測試體從具各形狀的突起的H型鋼切開長度200 mm，並塗層表面部分。以如下方法來進行測試，即，在各測試體上利用反應丙烯系的強力黏接劑(拉伸剪切強度為24 N/mm2以上)而安裝負荷夾具後，在限制了鉛垂方向的狀態下，將表面塗層固著部水平地進行衝壓。就突起的高度而言，格子狀突起、條紋狀突起均設為1.0 mm，就突起間隔而言，格子狀突起、條紋狀突起均設為10 mm。
    圖6表示水平剪切負載與衝壓滑動量的關係。表面塗層部的最大剪切負載在本發明形狀(條紋狀突起)與先前突起形狀(格子狀突起)中為相同程度。然而，初期剪切剛性(由獲得最大剪切負載的滑動量來表示)在本發明的形狀(條紋狀突起)中大幅地高於先前技術的突起形狀(格子狀突起)，在本發明的形狀中，不會在表面塗層部與H型鋼產生大的滑動，從而可確認比起先前技術的突起形狀的情況，表面塗層的固著性提高。
    另外，在具有突起的測試體(本發明的形狀(條紋狀突起)及先前技術的突起形狀(格子狀突起))的情況下，均高於根據T活負載而產生的摩擦力水準(45 kN)2.5倍左右，而與此相對，無突起的測試體中，低於根據T活負載而產生的摩擦力水準(45 kN)，從而固著強度不足。
    1‧‧‧H型鋼
    2‧‧‧格子狀突起
    3‧‧‧側板
    4‧‧‧端部
    5‧‧‧無突起的H型鋼
    11‧‧‧凸緣外表面
    13‧‧‧橫肋
    21‧‧‧突起
    h‧‧‧突起高度
    P‧‧‧突起間隔
    圖1是說明本發明的一實例的襯板的斜上方俯視外觀圖。
    圖2是說明圖1所示的襯板中使用的H型鋼的斜上方俯視外觀圖。
    圖3是說明條紋狀突起的圖。
    圖4是說明本發明的其他實例的襯板的斜上方俯視外觀圖。
    圖5是說明實例中使用的測試體的圖。
    圖6是表示水平剪切負載與衝壓滑動量的關係的圖。
    圖7是表示突起高度h與突起間隔P的比h/P和最大水平剪切負載的關係的圖。
    圖8是說明格子狀的突起形狀的加工方法的圖。
    圖9是說明格子狀的突起形狀的圖。
    圖10是說明襯板的圖。
    圖11是說明本發明的其他實例的襯板的斜上方俯視外觀圖。
    圖12是說明本發明的其他實例的襯板的斜上方俯視外觀圖。
    1‧‧‧H型鋼
    21‧‧‧突起
    h‧‧‧突起高度
    P‧‧‧突起間隔
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] 一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：上述H型鋼在上述凸緣外表面沿一方向形成著條紋狀突起。
    [2] 一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：上述H型鋼在上述凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起。
    [3] 一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：將在上述凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起的H型鋼與在上述凸緣外表面沿與長度方向成直角的方向形成著條紋狀突起的H型鋼交替連結。
    [4] 一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：將在上述凸緣外表面沿長度方向形成著條紋狀突起的H型鋼與上述凸緣外表面無突起的H型鋼交替連結。
    [5] 一種襯板，是將剖面形狀相同的多根H型鋼以凸緣外表面的高度與長度方向對齊連結而成，上述襯板的特徵在於：將在上述凸緣外表面沿與長度方向成直角的方向形成著條紋狀突起的H型鋼與上述凸緣外表面無突起的H型鋼交替連結。
    [6] 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之襯板，其中上述H型鋼的上述凸緣外表面的上述條紋狀突起的突起高度為1.0 mm以上，突起高度與突起間隔的比為0.07以上、0.2以下。
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