プレキャスト床版およびその構築方法
【課題】各ＰＣ板を軽量化しつつ床版の剛性を高め、容易且つ高速に施工することが可能なプレキャスト床版、およびその施工方法を提供する。
【解決手段】各ＰＣ板１１〜１３は、略長方形を呈し、その短辺と略平行に床版用ケーブル挿通孔２５が内部に形成された床版本体２１と、床版本体２１の下面に長辺と略平行に延在する梁３１と、床版本体２１の下面に短辺と略平行に延在し且つリブ用ケーブル４５挿通孔が短辺と略平行に内部に形成されたリブ４１とから構成される。接合端面２２ａ，２２ｂには隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝２６を形成する凹部２７が形成されている。プレキャスト床版１は、各１０枚のＰＣ板から構成される３つのＰＣ板群２，３，４から構成され、リブ用ＰＣケーブル５６はそれぞれ１つのＰＣ板群２，３，４を接合し、床版用ＰＣケーブル５１は３つのＰＣ板群２，３，４をまとめて接合するように構成する。
【解決手段】各ＰＣ板１１〜１３は、略長方形を呈し、その短辺と略平行に床版用ケーブル挿通孔２５が内部に形成された床版本体２１と、床版本体２１の下面に長辺と略平行に延在する梁３１と、床版本体２１の下面に短辺と略平行に延在し且つリブ用ケーブル４５挿通孔が短辺と略平行に内部に形成されたリブ４１とから構成される。接合端面２２ａ，２２ｂには隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝２６を形成する凹部２７が形成されている。プレキャスト床版１は、各１０枚のＰＣ板から構成される３つのＰＣ板群２，３，４から構成され、リブ用ＰＣケーブル５６はそれぞれ１つのＰＣ板群２，３，４を接合し、床版用ＰＣケーブル５１は３つのＰＣ板群２，３，４をまとめて接合するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルや橋梁などに適用され、プレキャストコンクリート板（以下、単に「ＰＣ板」と記す）を接合して構築されるプレキャスト床版、およびその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネル工事や連続桁橋梁工事などの床版架設法では、従来、場所打ちコンクリートによる施工法が主流であったが、この工法では施工や養生に長時間を要し工期が長くなるとともに、その品質を一定に保つのが困難であったため、最近では、工場で製作されたＰＣ板を現場に配置し接合することによって床版を構築する方法が一般的になりつつある。このようなＰＣ板の接合構造として、接合端面の下部にコンクリートの突出部を備え、その上部の接合端面から水平方向に更に突出したループ鉄筋を備えたプレキャスト板を、隣り合うＰＣ板の突出部を突き合わせ、ラップしたループ鉄筋に主筋等を組んで間詰めコンクリートを打設するループ継手が多く採用されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
一方、ループ継手による接合方法では間詰めコンクリートの養生に時間がかかるうえ、コンクリートを打設し所定強度が出るまで工事車両などが床版上を通行することができないために、他の接合方法として、並列する縦桁上に長方形のＰＣ板を橋軸方向に敷き並べ、ポストテンション方式で締め付けることにより、複数のＰＣ板を容易かつ高速に接合する方法も知られている。この方法に関しては、ＰＣ板を軽量化、剛性化した発明として、ＰＣ板の長手方向にＰＣ鋼線を通してプレストレスを与えるとともに、橋軸方向の断面形状を門型（溝型材の溝を下にした状態）とし、隣り合うＰＣ板との接合面に、スタッドを囲んでモルタルが充填されるずれ止め用の欠きを有するＰＣ板を用いた道路橋のプレキャスト床版が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、隣接するＰＣ板の間にモルタルを充填せずに、より短期間にＰＣ板の接合を行うことを可能とした発明として、前述の並列する縦桁上にＰＣ板を敷き並べてポストテンション方式で締め付けるプレキャスト床版工において、ＰＣ板が両接合端面の下側にリブを有し、これにより接合面積が大きくなった接合端面に接着剤を塗布して接合したうえで、軸方向に設けられたＰＣ鋼材によって接合面にプレストレスが導入されたプレキャスト床版が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−４９６２１号公報
【特許文献２】特開平７−１０２５２９号公報
【特許文献３】特開平９−２７３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のプレキャスト床版では、軸方向に設けられる複数のＰＣ鋼材は、縦断面において同一高さに並列配置されており、ＰＣ板を軸方向に締め付けて接合する機能は果たすものの、活荷重による床版軸方向の曲げモーメントに対してこれを効率的に打ち消すような配置構成とはされていない。また、ＰＣ板の接合面全体に接着剤を用いた場合には、例えばトンネルなどの空気の停滞しやすい空間で用いるには大型の換気設備が必要になる他、接着剤の塗布厚が限定されるために施工誤差による隙間が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、長方形のＰＣ板をその延長方向に順に敷き並べ、これらをポストテンション方式で締め付けることにより接合するプレキャスト床版において、各ＰＣ板を軽量化しつつ床版の剛性を高め、容易且つ高速に施工可能とする。更には床版接合部を確実に密実とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のＰＣ板を延長方向に直列配置し、隣接するＰＣ板を互いに接合して構築されるプレキャスト床版であって、略長方形を呈し、その短辺と略平行に床版緊張材挿通孔が内部に形成された床版本体と、当該床版本体の下面に前記長方形の長辺と略平行に延在する梁と、前記床版本体の下面に前記短辺と略平行に延在し且つリブ緊張材挿通孔が前記短辺と略平行に内部に形成されたリブとから構成され、互いの長辺を連接して直列配置された複数のＰＣ板と、前記直列配置された複数のＰＣ板の前記床版緊張材挿通孔に挿入された床版緊張材と、前記直列配置された複数のＰＣ板の前記リブ緊張材挿通孔に挿入されたリブ緊張材と、前記床版緊張材を緊張した状態でその両端を定着する床版緊張材定着具と、前記リブ緊張材を緊張した状態でその両端を定着するリブ緊張材定着具とを有する構成とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレキャスト床版において、前記リブ緊張材は、前記複数のＰＣ板を複数群に分割して緊張すべく複数本に分割され、前記リブ緊張材定着具は、当該リブ緊張材の分割された本数に応じて設けられた構成とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプレキャスト床版において、前記リブ緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、当該直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられた構成とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト床版において、前記床版緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、前記直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられた構成とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のプレキャスト床版において、前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、当該隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝を形成する凹部を有し、前記目地溝に充填材が充填された構成とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、複数のＰＣ板を接合してプレキャスト床版を構築する方法であって、略長方形を呈し、その短辺に略平行に形成された床版緊張材挿通孔を備え、前記短辺に略平行に延在し且つ前記短辺に略平行に形成されたリブ緊張材挿通孔を内部に備えたリブを下面に備えた前記ＰＣ板を、隣接する前記床版緊張材挿通孔および隣接する前記リブ緊張材挿通孔がそれぞれ互いに連通するように、１群を構成する枚数だけ直列配置する第１工程と、前記連通した１群のリブ緊張材挿通孔に１群用のリブ緊張材を挿入する第２工程と、前記直列配置された１群のＰＣ板の両端近傍にて前記１群用のリブ緊張材を緊張し定着する第３工程と、前記第１工程、第２工程、および第３工程を少なくとも１回繰り返す工程と、前記連通した複数群の床版緊張材挿通孔に複数群用の床版緊張材を挿入する工程と、前記直列配置された複数群のＰＣ板の両端近傍にて前記複数群用の床版緊張材を緊張し定着する工程とを含む構成とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のプレキャスト床版の構築方法において、前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、前記隣接するＰＣ板の接続面との間に目地溝を形成する凹部を有し、前記複数群用の床版緊張材を緊張する前に、前記目地溝に充填材を充填する工程を更に含む構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載のプレキャスト床版によれば、ＰＣ板の下面に梁を備えることにより、長スパンの桁間にも適用できるようになる。換言すれば、同じスパン長の桁間に適用するのであれば、より剛性の高い床版を提供することができ、或いは梁構造を採用して床版をより薄くすることによってＰＣ板の軽量化を図ることができる。また、ループ継手のように継手部分に打設したコンクリートの硬化や養生のために長期間を要する必要がないため工期を短縮することが可能である他、継手のコンクリートを打設するまで工事車両が床版上を通行できない等の不都合もない。さらに、緊張材を用いて複数枚のＰＣ板をまとめて接合できるため、各ＰＣ板を個別に接合する作業手間が省けて工期の短縮を図ることが可能である。また、ＰＣ板の下面に軸方向のリブを備えることによって軸方向のリブ下縁側に発生する引張応力度に対して、リブ下縁に緊張材を挿入して軸方向のポストテンションを付与することにより、効率良く軸方向の圧縮応力度を導入することができ、支点間方向だけでなく軸方向についても剛性が高められる。
【００１５】
請求項２に記載のプレキャスト床版によれば、リブ緊張材を任意の長さ、例えば作業速度に合わせた長さとすることにより、作業サイクルごとにＰＣ板を連結し、連結した１群のＰＣ板を次のサイクルのための作業ヤードとして使用可能とする他、資材運搬用のレールなどの仮設備を、連結した１群のＰＣ板上に延長または移動可能とし、或いは工事車両の通行を可能とする。一方で、床版緊張材の挿入・緊張作業を必要最小限の回数に抑えることで、作業効率の向上を図ることができる。また、請求項３および請求項４に記載のプレキャスト床版によれば、リブ緊張材および床版緊張材を緊張してＰＣ板をそれぞれ接合するにあたり、既に接合した１群のＰＣ板或いは床版に対しても接合することにより、これらの一体化を図ることができる。さらに請求項５に記載のプレキャスト床版によれば、ＰＣ板間の接合面の隙間が生じず床版を密実に一体形成することにより、プレストレスを適切に与えて床版の剛性を高めることが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載のプレキャスト床版の構築方法によれば、請求項２に記載の発明の効果と同様に、床版緊張材の挿入・緊張作業を必要最小限の回数に抑えることで、作業効率の向上が図られる。また、請求項７に記載のプレキャスト床版の構築方法によれば、養生期間が必要となる目地溝への充填材の充填作業の回数が最小とされて工期の短縮が図られる他、請求項５に記載の発明の効果と同様に、各ＰＣ板の接合部が密実となって床版緊張材によるプレストレスを適切に与えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜実施形態の構成＞
図１は実施形態に係るプレキャスト床版１を構成するＰＣ板のうち中間部に配置される中間部用ＰＣ板１１を底面側から見た斜視図である。中間部用ＰＣ板１１は、平面が長方形の床版本体２１と、床版本体２１の長辺に沿ってその下面に形成された２列の梁３１ａ，３１ｂと、床版本体２１の短辺に平行にその下面に形成されたリブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃとから構成されている。
【００１９】
床版本体２１の長辺側の端面は、中間部用ＰＣ板１１を直列に敷き並べる延長方向Ｄに対して略直角に延在し、隣接するＰＣ板と接合される接合端面２２ａ，２２ｂをなしている。接合端面２２ａ，２２ｂには隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝２６（図４，図５参照）を形成する凹部２７が形成されている。２列の梁３１ａ，３１ｂは、その外側の側面３２ａ，３２ｂが床版本体２１の両接合端面２２ａ，２２ｂよりもわずかに内側に入った位置に形成されている。一方、リブ４１ａ，４１ｂは床版本体２１の短辺側の端面２３ａ，２３ｂと面一に形成され、リブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは両端に形成されたリブ４１ａとリブ４１ｂとの間に中央寄りに配列されている。
【００２０】
床版本体２１は短辺と略平行に延在する６本の床版用シース２４を内部に備えており、これにより６列の床版用ケーブル挿通孔２５（床版緊張材挿通孔）が形成されている。また、中間に配列されたリブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは短辺と略平行に延在するリブ用シース４４をそれぞれ一本ずつ内部に備えており、これにより３列のリブ用ケーブル挿通孔４５（リブ緊張材挿通孔）が形成されている。一方、梁３１ａ，３１ｂはこれと平行に延在するＰＣ鋼線３３を内部に備えており、ＰＣ板の工場での製造時に与えられた緊張力によって梁３１ａ，３１ｂの軸方向に圧縮応力が加えられている。
【００２１】
図２は実施形態に係るプレキャスト床版１を構成するＰＣ板のうち、延長方向Ｄの端部に配置される端部用ＰＣ板１３を底面側から見た斜視図である。端部用ＰＣ板１３は、その基本構成は前述の中間部用ＰＣ板１１と変わりないが、床版用ケーブル挿通孔２５に挿入される床版用ＰＣケーブル５１（図４参照）の両端を緊張した状態で定着する床版ＰＣケーブル定着具５２と、リブ用ケーブル挿通孔４５に挿入されるリブ用ＰＣケーブル５６（図５参照）の両端を緊張した状態で定着するリブＰＣケーブル定着具５７とを備えている点で中間部用ＰＣ板１１と異なる。
【００２２】
図３は端部用ＰＣ板１３を延長方向Ｄ側から見た正面図を示しており、図４は図３中のＩＶ−ＩＶ断面を示しており、図５は図３中のＶ−Ｖ断面を示している。図２〜図４に示すように、床版ＰＣケーブル定着具５２は、一端に床版用シース２４が接続され、他端が、床版本体２１の接合端面２２に形成された切欠き部５３に臨んで端部用ＰＣ板１３のコンクリート内に埋め込まれている。同様に、リブＰＣケーブル定着具５７は、一端にリブ用シース４４が接続され、他端が、リブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの接合面４３に形成された切欠き部５８に臨んで端部用ＰＣ板１３のコンクリート内に埋め込まれている。
【００２３】
また、端部用ＰＣ板１３には、図４に示すように、延長方向Ｄ側に配置される他のＰＣ板１１ｄを接合するための床版ＰＣケーブル定着具５４が、床版ＰＣケーブル定着具５２に近接してこれとは反対向きに埋め込まれている。床版ＰＣケーブル定着具５４はその端面が床版本体２１に形成された切欠き部５５に臨んで設けられており、この切欠き部５５を介して他のＰＣ板１１ｄを接合する床版用ＰＣケーブル５１ｄの定着が行われる。同様に図５に示すように、端部用ＰＣ板１３には、延長方向Ｄ側に配置される他のＰＣ板１１ｄを接合するためのリブＰＣケーブル定着具５９が、リブＰＣケーブル定着具５７に近接してこれとは反対向きに埋め込まれている。リブＰＣケーブル定着具５９はその端面がリブ４２に形成された切欠き部６０に臨んで設けられており、この切欠き部６０を介して他のＰＣ板１１ｄを接合するリブ用ＰＣケーブル５６ｄの定着が行われる。
【００２４】
図７を参照しつつ本実施形態のプレキャスト床版１の構成について説明すると、プレキャスト床版１は、各１０枚のＰＣ板から構成される３つのＰＣ板群２，３，４から構成される。ＰＣ板のタイプには中間部用ＰＣ板１１および端部用ＰＣ板１３の他に、２つのＰＣ板群２，３の延長方向Ｄ端部に配置される群端部用ＰＣ板１２がある。詳細図については省略するが、群端部用ＰＣ板１２は、その基本構成は前述の中間部用ＰＣ板１１と変わりなく、リブ用ＰＣケーブル５６の両端を緊張した状態で定着するリブＰＣケーブル定着具５７（図５参照）のみを備えている点で中間部用ＰＣ板１１および端部用ＰＣ板１３と異なる。
【００２５】
リブ用ＰＣケーブル５６ａ，５６ｂ，５６ｃはそれぞれ１つのＰＣ板群２，３，４を接合し、床版用ＰＣケーブル５１は３つのＰＣ板群２，３，４をまとめて接合する。したがって、リブ用ＰＣケーブル５６ａ，５６ｂ，５６ｃの長さは床版用ＰＣケーブル５１を３分割した長さと略同一であり、１枚のプレキャスト床版１につき、床版ＰＣケーブル定着具５２，５４は一対備わっているのに対し、リブＰＣケーブル定着具５７，５９は１枚のプレキャスト床版１につき、３対備わっている。
【００２６】
＜実施形態の構築方法＞
次に図６，図７を参照してプレキャスト床版１の構築方法について説明する。図６は１枚のプレキャスト床版１を構築する方法を表すフロー図であり、図７は当該方法を説明するための模式図である。ステップ１として、先ず第１のＰＣ板群２を構成する１０枚のＰＣ板をその長辺が延長方向Ｄに対して直角となるように桁上に直列に配置する。１０枚のＰＣ板とは、９枚の中間部用ＰＣ板１１と１枚の群端部用ＰＣ板１２である。なお、ＰＣ板を配置する延長方向Ｄ手前側には既に接合された他のプレキャスト床版１ｄが構築されており、その端部には第１のＰＣ板群２を接合するための床版ＰＣケーブル定着具５４とリブＰＣケーブル定着具５９ａとが埋め込まれている。
【００２７】
次にステップ２として、第１のＰＣ板群２に形成された３列のリブ用ケーブル挿通孔４５ａにそれぞれリブ用ＰＣケーブル５６ａを挿入する。ステップ３では、リブ用ＰＣケーブル５６ａの先端の定着具５７ａからジャッキを用いて緊張し、リブＰＣケーブル定着具５７ａ，５９ａによって定着する。これにより、第１のＰＣ板群２のリブ部分にプレストレスが導入されて一体化されるとともに、隣接する他のプレキャスト床版１ｄとも連結される。図示はしないが、ＰＣケーブル定着具５２，５４，５７，５９は、ＰＣケーブルを把持するテーパ状の雄コーン（くさび）を、雄コーンの外形に適合した挿入孔を有する雌コーンに挿入することによりＰＣケーブルを定着し、定着後には、いずれの段階で行うかは問わないが、リブ用ケーブル挿通孔４５ａにグラウト注入を行ってリブ用ＰＣケーブル５６ａとリブ用シース４４（シース４２）とを一体化する。
【００２８】
次にステップ４では、第２のＰＣ板群３を構成する１０枚のＰＣ板を第１のＰＣ板群２に連接して桁上に配置する。１０枚のＰＣ板は第１群と同様に９枚の中間部用ＰＣ板１１と１枚の群端部用ＰＣ板１２である。なお、第１のＰＣ板群２の群端部用ＰＣ板１２には第２のＰＣ板群３を接合するためのリブＰＣケーブル定着具５９ｂが埋め込まれている。次にステップ５として、第２のＰＣ板群３に形成された３列のリブ用ケーブル挿通孔４５ｂにそれぞれリブ用ＰＣケーブル５６ｂを挿入する。ステップ６では、これらリブ用ＰＣケーブル５６ｂの先端の定着具５７ｂからジャッキで緊張し、リブＰＣケーブル定着具５７ｂ，５９ｂによって定着する。
【００２９】
更にステップ７では、第３のＰＣ板群４を構成する１０枚のＰＣ板を第２のＰＣ板群３に連接して桁上に配置する。１０枚のＰＣ板は９枚の中間部用ＰＣ板１１と１枚の端部用ＰＣ板１３である。なお、第２のＰＣ板群３の群端部用ＰＣ板１２には第３のＰＣ板群４を接合するリブＰＣケーブル定着具５９ｃが埋め込まれている。次にステップ８として、第３のＰＣ板群４に形成された３列のリブ用ケーブル挿通孔４５ｃにそれぞれリブ用ＰＣケーブル５６ｃを挿入する。ステップ９では、これらリブ用ＰＣケーブル５６ｃの先端の定着具５７ｃからジャッキで緊張し、リブＰＣケーブル定着具５７ｃ，５９ｃにより定着する。
【００３０】
次にステップ１０として、第１〜第３のＰＣ板群２，３，４に形成された４列の床版用ケーブル挿通孔２５にそれぞれ床版用ＰＣケーブル５１を挿入する。ステップ１１では、各ＰＣ板間の接合面に形成された目地溝２６に繊維補強モルタル２８（充填材）を充填し、所定強度が発現するまで養生を行う。最後にステップ１２として、挿入された床版用ＰＣケーブル５１の先端の定着具５２からジャッキで緊張し、床版ＰＣケーブル定着具５２，５４により定着する。リブ用ＰＣケーブル５６と同様に、定着後には、いずれの段階で行うかは問わないが、床版用ケーブル挿通孔２５にグラウト注入を行って床版用ＰＣケーブル５１と床版用シース２４（床版本端２１）とを一体化する。これにより、プレキャスト床版１の床版本体部分にもプレストレスが導入されて一体化されるとともに、先に構築した他のプレキャスト床版１ｄとも接合される。なお、なお、端部用ＰＣ板１３にはその後構築するプレキャスト床版を接合する床版ＰＣケーブル定着具５４ｅとリブＰＣケーブル定着具５９ｅが埋め込まれている。
【００３１】
＜実施形態の作用効果＞
ＰＣ板１１〜１３はその下面に梁３１ａ，３１ｂを備えていることにより、長スパンの桁間にも適用することができる。同じスパン長の桁間であれば、より剛性の高いプレキャスト床版１として提供することができ、或いは床版本体２１をより薄くすることによってＰＣ板１１〜１３の軽量化を図ることが可能である。また、ＰＣ板１１〜１３は、下面に軸方向のリブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃを備えていることによって、軸方向のリブ下縁側に発生する引張応力度に対して、各リブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの下縁にリブ用ＰＣケーブル５６を挿入して軸方向のポストテンションを導入することにより、軸方向の圧縮応力度が与えられ、しいては支点間方向だけでなく軸方向についても剛性が高められている。
【００３２】
さらに、床版用ＰＣケーブル５１およびリブ用ＰＣケーブル５６を用いて複数枚のＰＣ板をまとめて接合したことにより、ＰＣ板の接合作業の回数および時間が縮小されて工期の短縮が図られている。また、ＰＣ板間に形成される目地溝２６の幅（延長方向Ｄ長さ）を小さく（例えば３０ｍｍ）し、リブ用ＰＣケーブル５６を作業サイクルに合わせて床版用ＰＣケーブル５１の３分の１の長さとしたことにより、繊維補強モルタル２８を充填する前であっても工事用車両などを通行可能とし、且つ作業サイクルごとに工事車両の通行可能範囲を拡大するとともに、連結したＰＣ板群２，３，４を次サイクルのための作業ヤードとして使用可能とし、或いは資材運搬用のレールなどの仮設備をＰＣ板群２，３，４上に延長または移動可能としている。
【００３３】
また、リブ用ＰＣケーブル５６および床版用ＰＣケーブル５１を緊張するリブＰＣケーブル定着具５９および床版ＰＣケーブル定着具５４を、既に接合したＰＣ板群２，３、或いは既に接合された他のプレキャスト床版１ｄに埋め込んだことによって、ＰＣ板群２，３，４、或いはプレキャスト床版１を接合する際に、これらを隣接するＰＣ板に同時に接合して一体化することが可能となっている。さらに、ＰＣ板間に形成される目地溝２６に繊維補強モルタル２８を充填することにより、ＰＣ板間の接合端面２２の隙間が生じるのを防止してプレキャスト床版１を密実に一体形成することにより、プレストレスが適切に導入されている。
【００３４】
プレキャスト床版１の構築方法については、リブ用ＰＣケーブル５６を作業サイクルに合わせて床版用ＰＣケーブル５１の３分の１の長さとしたことにより、床版用ＰＣケーブル５１およびリブ用ＰＣケーブル５６の挿入・緊張作業を必要最小限の回数として作業効率の向上が図られている。また、養生期間を要する目地溝２６への繊維補強モルタル２８の充填作業回数を最小限にしたことによっても工期の短縮が図られている。
【実施例】
【００３５】
次に、図８，図９を参照してプレキャスト床版１を道路用シールドトンネルに適用した実施例について説明する。図８はシールドトンネル６１の縦断面図であり、図９はシールドトンネル６１の横断面図である。シールドトンネル６１は、その延長方向Ｄに掘進するシールドマシン６２の後方テール部分でセグメント６３を組み立てることにより、その円筒状の外壁部分が構築される。円筒状のシールドトンネル６１を道路として使用するために、その下半部分に床版を構築する必要があるが、本発明によるプレキャスト床版１を利用して床版を構築している。
【００３６】
セグメント６３を組み立て、後続台車６４が通過した後、ブラケット取り付け台車６５を利用して、左右のブラケット６６，６７がセグメント６３内面に取り付けられる。ブラケット６６，６７上には床版ホイストクレーン７０用のレール６８，６９、および床版受桁７１，７２がトンネル軸方向に延在するように敷設される。既に接合された他のプレキャスト床版１ｄ上にはＰＣ板運搬台車用のレールが敷設されており、この軌道上を走行する台車７３に積載されてＰＣ板１１が坑口から運搬される。運搬されたＰＣ板１１は床版ホイストクレーン７０によって床版受桁７１，７２上に配置される。ＰＣ板１１と床版受桁７１，７２との間には高さ調整およびがたつき防止用のゴム支承（図示せず）が配置されている。各ＰＣ板１１〜１３の接合手順については、前述したとおりである。
【００３７】
本発明によるプレキャスト床版１をシールドトンネル６１に適用した場合の効果を説明するために、以下に従来のＰＣ板を用いたシールドトンネル６１における床版工の１例について説明する。
【００３８】
図１０は道路用のシールドトンネル６１において、従来のＰＣ板８２を用いてプレキャスト床版８１を構築する様子を示した横断面図であり、図１１は図１０中のＸＩ−ＸＩ断面図である。プレキャスト床版８１は複数のＰＣ板８２を接合して構築され、各ＰＣ板８２は床版本体８３とその下面に形成されたハンチ８４とから構成されている。ＰＣ板８２は、その両端が側壁８５，８６に支持されており、本発明を構成するＰＣ板１１〜１３と比較して支点間の曲げ応力度が小さいため、その中間部がプレキャストＲＣの中壁８７によって支持されている。
【００３９】
図１１に示すように、各ＰＣ板８２はその長辺側の両接合端面の下部にコンクリート突出部９１を有し、その上部の接合端面から更に水平方向に突出し床面に垂直なループ鉄筋９２を備えており、隣接するＰＣ板８２を付き合わせた状態に配置すると、継ぎ目溝９３が形成されるとともに、継ぎ目溝９３内でループ鉄筋９２がラップした状態となる。この状態で主筋９４および配力筋９５を組んでコンクリートを打設することにより、隣接するＰＣ板８２同士が接合される。そのため、継ぎ目溝９３にコンクリートを打設するまではＰＣ板８２は固定されておらず、また、コンクリートが硬化するまではプレキャスト床版８１を養生しておかねばならない。したがって、設置したＰＣ板８２とは別に資材運搬用の軌道を確保する必要があり、一般的には図１０に示すように、セグメント６３内面のプレキャスト床版８１よりも高い位置にブラケット８８，８９を取り付け、その上に仮設のＩ型鋼９０を敷き並べて軌道９６を確保する。
【００４０】
このように、本発明によるプレキャスト床版１を道路用のシールドトンネル６１に適用することにより、ＰＣ板１１〜１３を重量化することなく、支点間のスパン長を長大にして中壁８７を省略することが可能とされている。また、リブ用ＰＣケーブル５６を定着した後にはＰＣ板群２，３，４を直ちに作業用および軌道用として使用することができるため、仮設のＩ型鋼９０を設置・撤去する必要もない。さらに、本発明の一般的作用効果として記載した上記作用効果も当然に得ることができる。
【００４１】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のプレキャスト床版はシールドトンネルに限らず、本プレキャスト床版を橋梁や高架橋、下方に地下空間を有する道路など、更には建築用スラブなどに適用してもよい。また、各ＰＣ板の接合面は、何も塗布されないまま接合されもよいが、接合面に接着材やモルタルを塗布して接合してもよい。この場合、換気などを行う必要のない無機系の材料であって、短時間で高強度を得られる材料を用いるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係る床版の中間部に配置されるＰＣ板の底面側からの斜視図
【図２】実施形態に係る床版の１端部に配置されるＰＣ板の底面側からの斜視図
【図３】図２に示すＰＣ板の正面図
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】図３中のＶ−Ｖ断面図
【図６】実施形態に係る床版構築方法のフロー図
【図７】実施形態に係る床版構築方法を説明する模式図
【図８】シールドトンネルに適用した実施例の縦断面図
【図９】シールドトンネルに適用した実施例の横断面図
【図１０】従来のプレキャスト床版をシールドトンネルに適用した例の縦断面図
【図１１】図１０中のＸＩ−ＸＩ断面図
【符号の説明】
【００４３】
１ プレキャスト床版
２ 第１のＰＣ板群
３ 第２のＰＣ板群
４ 第３のＰＣ板群
１１ 中間部用ＰＣ板
１２ 群端部用ＰＣ板
１３ 端部用ＰＣ板
２１ 床版本体
２２ 接合端面
２３ 床版用シース
２５ 床版用ケーブル挿通孔（床版緊張材挿通孔）
２６ 目地溝
２７ 凹部
２８ 繊維補強モルタル（充填材）
３１ 梁
４１，４２ リブ
４４ リブ用シース
４５ リブ用ケーブル挿通孔（リブ緊張材挿通孔）
５１ 床版用ＰＣケーブル（床版緊張材）
５２，５４ 床版ＰＣケーブル定着具（床版緊張材定着具）
５６ リブ用ＰＣケーブル（リブ緊張材）
５７，５９ リブＰＣケーブル定着具（リブ緊張材定着具）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルや橋梁などに適用され、プレキャストコンクリート板（以下、単に「ＰＣ板」と記す）を接合して構築されるプレキャスト床版、およびその構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シールドトンネル工事や連続桁橋梁工事などの床版架設法では、従来、場所打ちコンクリートによる施工法が主流であったが、この工法では施工や養生に長時間を要し工期が長くなるとともに、その品質を一定に保つのが困難であったため、最近では、工場で製作されたＰＣ板を現場に配置し接合することによって床版を構築する方法が一般的になりつつある。このようなＰＣ板の接合構造として、接合端面の下部にコンクリートの突出部を備え、その上部の接合端面から水平方向に更に突出したループ鉄筋を備えたプレキャスト板を、隣り合うＰＣ板の突出部を突き合わせ、ラップしたループ鉄筋に主筋等を組んで間詰めコンクリートを打設するループ継手が多く採用されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
一方、ループ継手による接合方法では間詰めコンクリートの養生に時間がかかるうえ、コンクリートを打設し所定強度が出るまで工事車両などが床版上を通行することができないために、他の接合方法として、並列する縦桁上に長方形のＰＣ板を橋軸方向に敷き並べ、ポストテンション方式で締め付けることにより、複数のＰＣ板を容易かつ高速に接合する方法も知られている。この方法に関しては、ＰＣ板を軽量化、剛性化した発明として、ＰＣ板の長手方向にＰＣ鋼線を通してプレストレスを与えるとともに、橋軸方向の断面形状を門型（溝型材の溝を下にした状態）とし、隣り合うＰＣ板との接合面に、スタッドを囲んでモルタルが充填されるずれ止め用の欠きを有するＰＣ板を用いた道路橋のプレキャスト床版が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
さらに、隣接するＰＣ板の間にモルタルを充填せずに、より短期間にＰＣ板の接合を行うことを可能とした発明として、前述の並列する縦桁上にＰＣ板を敷き並べてポストテンション方式で締め付けるプレキャスト床版工において、ＰＣ板が両接合端面の下側にリブを有し、これにより接合面積が大きくなった接合端面に接着剤を塗布して接合したうえで、軸方向に設けられたＰＣ鋼材によって接合面にプレストレスが導入されたプレキャスト床版が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００１−４９６２１号公報
【特許文献２】特開平７−１０２５２９号公報
【特許文献３】特開平９−２７３１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のプレキャスト床版では、軸方向に設けられる複数のＰＣ鋼材は、縦断面において同一高さに並列配置されており、ＰＣ板を軸方向に締め付けて接合する機能は果たすものの、活荷重による床版軸方向の曲げモーメントに対してこれを効率的に打ち消すような配置構成とはされていない。また、ＰＣ板の接合面全体に接着剤を用いた場合には、例えばトンネルなどの空気の停滞しやすい空間で用いるには大型の換気設備が必要になる他、接着剤の塗布厚が限定されるために施工誤差による隙間が生じる可能性がある。
【０００６】
本発明は、このような背景に鑑みなされたもので、長方形のＰＣ板をその延長方向に順に敷き並べ、これらをポストテンション方式で締め付けることにより接合するプレキャスト床版において、各ＰＣ板を軽量化しつつ床版の剛性を高め、容易且つ高速に施工可能とする。更には床版接合部を確実に密実とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、複数のＰＣ板を延長方向に直列配置し、隣接するＰＣ板を互いに接合して構築されるプレキャスト床版であって、略長方形を呈し、その短辺と略平行に床版緊張材挿通孔が内部に形成された床版本体と、当該床版本体の下面に前記長方形の長辺と略平行に延在する梁と、前記床版本体の下面に前記短辺と略平行に延在し且つリブ緊張材挿通孔が前記短辺と略平行に内部に形成されたリブとから構成され、互いの長辺を連接して直列配置された複数のＰＣ板と、前記直列配置された複数のＰＣ板の前記床版緊張材挿通孔に挿入された床版緊張材と、前記直列配置された複数のＰＣ板の前記リブ緊張材挿通孔に挿入されたリブ緊張材と、前記床版緊張材を緊張した状態でその両端を定着する床版緊張材定着具と、前記リブ緊張材を緊張した状態でその両端を定着するリブ緊張材定着具とを有する構成とする。
【０００８】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプレキャスト床版において、前記リブ緊張材は、前記複数のＰＣ板を複数群に分割して緊張すべく複数本に分割され、前記リブ緊張材定着具は、当該リブ緊張材の分割された本数に応じて設けられた構成とする。
【０００９】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のプレキャスト床版において、前記リブ緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、当該直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられた構成とする。
【００１０】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト床版において、前記床版緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、前記直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられた構成とする。
【００１１】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のプレキャスト床版において、前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、当該隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝を形成する凹部を有し、前記目地溝に充填材が充填された構成とする。
【００１２】
また、請求項６に記載の発明は、複数のＰＣ板を接合してプレキャスト床版を構築する方法であって、略長方形を呈し、その短辺に略平行に形成された床版緊張材挿通孔を備え、前記短辺に略平行に延在し且つ前記短辺に略平行に形成されたリブ緊張材挿通孔を内部に備えたリブを下面に備えた前記ＰＣ板を、隣接する前記床版緊張材挿通孔および隣接する前記リブ緊張材挿通孔がそれぞれ互いに連通するように、１群を構成する枚数だけ直列配置する第１工程と、前記連通した１群のリブ緊張材挿通孔に１群用のリブ緊張材を挿入する第２工程と、前記直列配置された１群のＰＣ板の両端近傍にて前記１群用のリブ緊張材を緊張し定着する第３工程と、前記第１工程、第２工程、および第３工程を少なくとも１回繰り返す工程と、前記連通した複数群の床版緊張材挿通孔に複数群用の床版緊張材を挿入する工程と、前記直列配置された複数群のＰＣ板の両端近傍にて前記複数群用の床版緊張材を緊張し定着する工程とを含む構成とする。
【００１３】
また、請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のプレキャスト床版の構築方法において、前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、前記隣接するＰＣ板の接続面との間に目地溝を形成する凹部を有し、前記複数群用の床版緊張材を緊張する前に、前記目地溝に充填材を充填する工程を更に含む構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に記載のプレキャスト床版によれば、ＰＣ板の下面に梁を備えることにより、長スパンの桁間にも適用できるようになる。換言すれば、同じスパン長の桁間に適用するのであれば、より剛性の高い床版を提供することができ、或いは梁構造を採用して床版をより薄くすることによってＰＣ板の軽量化を図ることができる。また、ループ継手のように継手部分に打設したコンクリートの硬化や養生のために長期間を要する必要がないため工期を短縮することが可能である他、継手のコンクリートを打設するまで工事車両が床版上を通行できない等の不都合もない。さらに、緊張材を用いて複数枚のＰＣ板をまとめて接合できるため、各ＰＣ板を個別に接合する作業手間が省けて工期の短縮を図ることが可能である。また、ＰＣ板の下面に軸方向のリブを備えることによって軸方向のリブ下縁側に発生する引張応力度に対して、リブ下縁に緊張材を挿入して軸方向のポストテンションを付与することにより、効率良く軸方向の圧縮応力度を導入することができ、支点間方向だけでなく軸方向についても剛性が高められる。
【００１５】
請求項２に記載のプレキャスト床版によれば、リブ緊張材を任意の長さ、例えば作業速度に合わせた長さとすることにより、作業サイクルごとにＰＣ板を連結し、連結した１群のＰＣ板を次のサイクルのための作業ヤードとして使用可能とする他、資材運搬用のレールなどの仮設備を、連結した１群のＰＣ板上に延長または移動可能とし、或いは工事車両の通行を可能とする。一方で、床版緊張材の挿入・緊張作業を必要最小限の回数に抑えることで、作業効率の向上を図ることができる。また、請求項３および請求項４に記載のプレキャスト床版によれば、リブ緊張材および床版緊張材を緊張してＰＣ板をそれぞれ接合するにあたり、既に接合した１群のＰＣ板或いは床版に対しても接合することにより、これらの一体化を図ることができる。さらに請求項５に記載のプレキャスト床版によれば、ＰＣ板間の接合面の隙間が生じず床版を密実に一体形成することにより、プレストレスを適切に与えて床版の剛性を高めることが可能となる。
【００１６】
請求項６に記載のプレキャスト床版の構築方法によれば、請求項２に記載の発明の効果と同様に、床版緊張材の挿入・緊張作業を必要最小限の回数に抑えることで、作業効率の向上が図られる。また、請求項７に記載のプレキャスト床版の構築方法によれば、養生期間が必要となる目地溝への充填材の充填作業の回数が最小とされて工期の短縮が図られる他、請求項５に記載の発明の効果と同様に、各ＰＣ板の接合部が密実となって床版緊張材によるプレストレスを適切に与えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
＜実施形態の構成＞
図１は実施形態に係るプレキャスト床版１を構成するＰＣ板のうち中間部に配置される中間部用ＰＣ板１１を底面側から見た斜視図である。中間部用ＰＣ板１１は、平面が長方形の床版本体２１と、床版本体２１の長辺に沿ってその下面に形成された２列の梁３１ａ，３１ｂと、床版本体２１の短辺に平行にその下面に形成されたリブ４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４２ｃとから構成されている。
【００１９】
床版本体２１の長辺側の端面は、中間部用ＰＣ板１１を直列に敷き並べる延長方向Ｄに対して略直角に延在し、隣接するＰＣ板と接合される接合端面２２ａ，２２ｂをなしている。接合端面２２ａ，２２ｂには隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝２６（図４，図５参照）を形成する凹部２７が形成されている。２列の梁３１ａ，３１ｂは、その外側の側面３２ａ，３２ｂが床版本体２１の両接合端面２２ａ，２２ｂよりもわずかに内側に入った位置に形成されている。一方、リブ４１ａ，４１ｂは床版本体２１の短辺側の端面２３ａ，２３ｂと面一に形成され、リブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは両端に形成されたリブ４１ａとリブ４１ｂとの間に中央寄りに配列されている。
【００２０】
床版本体２１は短辺と略平行に延在する６本の床版用シース２４を内部に備えており、これにより６列の床版用ケーブル挿通孔２５（床版緊張材挿通孔）が形成されている。また、中間に配列されたリブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃは短辺と略平行に延在するリブ用シース４４をそれぞれ一本ずつ内部に備えており、これにより３列のリブ用ケーブル挿通孔４５（リブ緊張材挿通孔）が形成されている。一方、梁３１ａ，３１ｂはこれと平行に延在するＰＣ鋼線３３を内部に備えており、ＰＣ板の工場での製造時に与えられた緊張力によって梁３１ａ，３１ｂの軸方向に圧縮応力が加えられている。
【００２１】
図２は実施形態に係るプレキャスト床版１を構成するＰＣ板のうち、延長方向Ｄの端部に配置される端部用ＰＣ板１３を底面側から見た斜視図である。端部用ＰＣ板１３は、その基本構成は前述の中間部用ＰＣ板１１と変わりないが、床版用ケーブル挿通孔２５に挿入される床版用ＰＣケーブル５１（図４参照）の両端を緊張した状態で定着する床版ＰＣケーブル定着具５２と、リブ用ケーブル挿通孔４５に挿入されるリブ用ＰＣケーブル５６（図５参照）の両端を緊張した状態で定着するリブＰＣケーブル定着具５７とを備えている点で中間部用ＰＣ板１１と異なる。
【００２２】
図３は端部用ＰＣ板１３を延長方向Ｄ側から見た正面図を示しており、図４は図３中のＩＶ−ＩＶ断面を示しており、図５は図３中のＶ−Ｖ断面を示している。図２〜図４に示すように、床版ＰＣケーブル定着具５２は、一端に床版用シース２４が接続され、他端が、床版本体２１の接合端面２２に形成された切欠き部５３に臨んで端部用ＰＣ板１３のコンクリート内に埋め込まれている。同様に、リブＰＣケーブル定着具５７は、一端にリブ用シース４４が接続され、他端が、リブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの接合面４３に形成された切欠き部５８に臨んで端部用ＰＣ板１３のコンクリート内に埋め込まれている。
【００２３】
また、端部用ＰＣ板１３には、図４に示すように、延長方向Ｄ側に配置される他のＰＣ板１１ｄを接合するための床版ＰＣケーブル定着具５４が、床版ＰＣケーブル定着具５２に近接してこれとは反対向きに埋め込まれている。床版ＰＣケーブル定着具５４はその端面が床版本体２１に形成された切欠き部５５に臨んで設けられており、この切欠き部５５を介して他のＰＣ板１１ｄを接合する床版用ＰＣケーブル５１ｄの定着が行われる。同様に図５に示すように、端部用ＰＣ板１３には、延長方向Ｄ側に配置される他のＰＣ板１１ｄを接合するためのリブＰＣケーブル定着具５９が、リブＰＣケーブル定着具５７に近接してこれとは反対向きに埋め込まれている。リブＰＣケーブル定着具５９はその端面がリブ４２に形成された切欠き部６０に臨んで設けられており、この切欠き部６０を介して他のＰＣ板１１ｄを接合するリブ用ＰＣケーブル５６ｄの定着が行われる。
【００２４】
図７を参照しつつ本実施形態のプレキャスト床版１の構成について説明すると、プレキャスト床版１は、各１０枚のＰＣ板から構成される３つのＰＣ板群２，３，４から構成される。ＰＣ板のタイプには中間部用ＰＣ板１１および端部用ＰＣ板１３の他に、２つのＰＣ板群２，３の延長方向Ｄ端部に配置される群端部用ＰＣ板１２がある。詳細図については省略するが、群端部用ＰＣ板１２は、その基本構成は前述の中間部用ＰＣ板１１と変わりなく、リブ用ＰＣケーブル５６の両端を緊張した状態で定着するリブＰＣケーブル定着具５７（図５参照）のみを備えている点で中間部用ＰＣ板１１および端部用ＰＣ板１３と異なる。
【００２５】
リブ用ＰＣケーブル５６ａ，５６ｂ，５６ｃはそれぞれ１つのＰＣ板群２，３，４を接合し、床版用ＰＣケーブル５１は３つのＰＣ板群２，３，４をまとめて接合する。したがって、リブ用ＰＣケーブル５６ａ，５６ｂ，５６ｃの長さは床版用ＰＣケーブル５１を３分割した長さと略同一であり、１枚のプレキャスト床版１につき、床版ＰＣケーブル定着具５２，５４は一対備わっているのに対し、リブＰＣケーブル定着具５７，５９は１枚のプレキャスト床版１につき、３対備わっている。
【００２６】
＜実施形態の構築方法＞
次に図６，図７を参照してプレキャスト床版１の構築方法について説明する。図６は１枚のプレキャスト床版１を構築する方法を表すフロー図であり、図７は当該方法を説明するための模式図である。ステップ１として、先ず第１のＰＣ板群２を構成する１０枚のＰＣ板をその長辺が延長方向Ｄに対して直角となるように桁上に直列に配置する。１０枚のＰＣ板とは、９枚の中間部用ＰＣ板１１と１枚の群端部用ＰＣ板１２である。なお、ＰＣ板を配置する延長方向Ｄ手前側には既に接合された他のプレキャスト床版１ｄが構築されており、その端部には第１のＰＣ板群２を接合するための床版ＰＣケーブル定着具５４とリブＰＣケーブル定着具５９ａとが埋め込まれている。
【００２７】
次にステップ２として、第１のＰＣ板群２に形成された３列のリブ用ケーブル挿通孔４５ａにそれぞれリブ用ＰＣケーブル５６ａを挿入する。ステップ３では、リブ用ＰＣケーブル５６ａの先端の定着具５７ａからジャッキを用いて緊張し、リブＰＣケーブル定着具５７ａ，５９ａによって定着する。これにより、第１のＰＣ板群２のリブ部分にプレストレスが導入されて一体化されるとともに、隣接する他のプレキャスト床版１ｄとも連結される。図示はしないが、ＰＣケーブル定着具５２，５４，５７，５９は、ＰＣケーブルを把持するテーパ状の雄コーン（くさび）を、雄コーンの外形に適合した挿入孔を有する雌コーンに挿入することによりＰＣケーブルを定着し、定着後には、いずれの段階で行うかは問わないが、リブ用ケーブル挿通孔４５ａにグラウト注入を行ってリブ用ＰＣケーブル５６ａとリブ用シース４４（シース４２）とを一体化する。
【００２８】
次にステップ４では、第２のＰＣ板群３を構成する１０枚のＰＣ板を第１のＰＣ板群２に連接して桁上に配置する。１０枚のＰＣ板は第１群と同様に９枚の中間部用ＰＣ板１１と１枚の群端部用ＰＣ板１２である。なお、第１のＰＣ板群２の群端部用ＰＣ板１２には第２のＰＣ板群３を接合するためのリブＰＣケーブル定着具５９ｂが埋め込まれている。次にステップ５として、第２のＰＣ板群３に形成された３列のリブ用ケーブル挿通孔４５ｂにそれぞれリブ用ＰＣケーブル５６ｂを挿入する。ステップ６では、これらリブ用ＰＣケーブル５６ｂの先端の定着具５７ｂからジャッキで緊張し、リブＰＣケーブル定着具５７ｂ，５９ｂによって定着する。
【００２９】
更にステップ７では、第３のＰＣ板群４を構成する１０枚のＰＣ板を第２のＰＣ板群３に連接して桁上に配置する。１０枚のＰＣ板は９枚の中間部用ＰＣ板１１と１枚の端部用ＰＣ板１３である。なお、第２のＰＣ板群３の群端部用ＰＣ板１２には第３のＰＣ板群４を接合するリブＰＣケーブル定着具５９ｃが埋め込まれている。次にステップ８として、第３のＰＣ板群４に形成された３列のリブ用ケーブル挿通孔４５ｃにそれぞれリブ用ＰＣケーブル５６ｃを挿入する。ステップ９では、これらリブ用ＰＣケーブル５６ｃの先端の定着具５７ｃからジャッキで緊張し、リブＰＣケーブル定着具５７ｃ，５９ｃにより定着する。
【００３０】
次にステップ１０として、第１〜第３のＰＣ板群２，３，４に形成された４列の床版用ケーブル挿通孔２５にそれぞれ床版用ＰＣケーブル５１を挿入する。ステップ１１では、各ＰＣ板間の接合面に形成された目地溝２６に繊維補強モルタル２８（充填材）を充填し、所定強度が発現するまで養生を行う。最後にステップ１２として、挿入された床版用ＰＣケーブル５１の先端の定着具５２からジャッキで緊張し、床版ＰＣケーブル定着具５２，５４により定着する。リブ用ＰＣケーブル５６と同様に、定着後には、いずれの段階で行うかは問わないが、床版用ケーブル挿通孔２５にグラウト注入を行って床版用ＰＣケーブル５１と床版用シース２４（床版本端２１）とを一体化する。これにより、プレキャスト床版１の床版本体部分にもプレストレスが導入されて一体化されるとともに、先に構築した他のプレキャスト床版１ｄとも接合される。なお、なお、端部用ＰＣ板１３にはその後構築するプレキャスト床版を接合する床版ＰＣケーブル定着具５４ｅとリブＰＣケーブル定着具５９ｅが埋め込まれている。
【００３１】
＜実施形態の作用効果＞
ＰＣ板１１〜１３はその下面に梁３１ａ，３１ｂを備えていることにより、長スパンの桁間にも適用することができる。同じスパン長の桁間であれば、より剛性の高いプレキャスト床版１として提供することができ、或いは床版本体２１をより薄くすることによってＰＣ板１１〜１３の軽量化を図ることが可能である。また、ＰＣ板１１〜１３は、下面に軸方向のリブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃを備えていることによって、軸方向のリブ下縁側に発生する引張応力度に対して、各リブ４２ａ，４２ｂ，４２ｃの下縁にリブ用ＰＣケーブル５６を挿入して軸方向のポストテンションを導入することにより、軸方向の圧縮応力度が与えられ、しいては支点間方向だけでなく軸方向についても剛性が高められている。
【００３２】
さらに、床版用ＰＣケーブル５１およびリブ用ＰＣケーブル５６を用いて複数枚のＰＣ板をまとめて接合したことにより、ＰＣ板の接合作業の回数および時間が縮小されて工期の短縮が図られている。また、ＰＣ板間に形成される目地溝２６の幅（延長方向Ｄ長さ）を小さく（例えば３０ｍｍ）し、リブ用ＰＣケーブル５６を作業サイクルに合わせて床版用ＰＣケーブル５１の３分の１の長さとしたことにより、繊維補強モルタル２８を充填する前であっても工事用車両などを通行可能とし、且つ作業サイクルごとに工事車両の通行可能範囲を拡大するとともに、連結したＰＣ板群２，３，４を次サイクルのための作業ヤードとして使用可能とし、或いは資材運搬用のレールなどの仮設備をＰＣ板群２，３，４上に延長または移動可能としている。
【００３３】
また、リブ用ＰＣケーブル５６および床版用ＰＣケーブル５１を緊張するリブＰＣケーブル定着具５９および床版ＰＣケーブル定着具５４を、既に接合したＰＣ板群２，３、或いは既に接合された他のプレキャスト床版１ｄに埋め込んだことによって、ＰＣ板群２，３，４、或いはプレキャスト床版１を接合する際に、これらを隣接するＰＣ板に同時に接合して一体化することが可能となっている。さらに、ＰＣ板間に形成される目地溝２６に繊維補強モルタル２８を充填することにより、ＰＣ板間の接合端面２２の隙間が生じるのを防止してプレキャスト床版１を密実に一体形成することにより、プレストレスが適切に導入されている。
【００３４】
プレキャスト床版１の構築方法については、リブ用ＰＣケーブル５６を作業サイクルに合わせて床版用ＰＣケーブル５１の３分の１の長さとしたことにより、床版用ＰＣケーブル５１およびリブ用ＰＣケーブル５６の挿入・緊張作業を必要最小限の回数として作業効率の向上が図られている。また、養生期間を要する目地溝２６への繊維補強モルタル２８の充填作業回数を最小限にしたことによっても工期の短縮が図られている。
【実施例】
【００３５】
次に、図８，図９を参照してプレキャスト床版１を道路用シールドトンネルに適用した実施例について説明する。図８はシールドトンネル６１の縦断面図であり、図９はシールドトンネル６１の横断面図である。シールドトンネル６１は、その延長方向Ｄに掘進するシールドマシン６２の後方テール部分でセグメント６３を組み立てることにより、その円筒状の外壁部分が構築される。円筒状のシールドトンネル６１を道路として使用するために、その下半部分に床版を構築する必要があるが、本発明によるプレキャスト床版１を利用して床版を構築している。
【００３６】
セグメント６３を組み立て、後続台車６４が通過した後、ブラケット取り付け台車６５を利用して、左右のブラケット６６，６７がセグメント６３内面に取り付けられる。ブラケット６６，６７上には床版ホイストクレーン７０用のレール６８，６９、および床版受桁７１，７２がトンネル軸方向に延在するように敷設される。既に接合された他のプレキャスト床版１ｄ上にはＰＣ板運搬台車用のレールが敷設されており、この軌道上を走行する台車７３に積載されてＰＣ板１１が坑口から運搬される。運搬されたＰＣ板１１は床版ホイストクレーン７０によって床版受桁７１，７２上に配置される。ＰＣ板１１と床版受桁７１，７２との間には高さ調整およびがたつき防止用のゴム支承（図示せず）が配置されている。各ＰＣ板１１〜１３の接合手順については、前述したとおりである。
【００３７】
本発明によるプレキャスト床版１をシールドトンネル６１に適用した場合の効果を説明するために、以下に従来のＰＣ板を用いたシールドトンネル６１における床版工の１例について説明する。
【００３８】
図１０は道路用のシールドトンネル６１において、従来のＰＣ板８２を用いてプレキャスト床版８１を構築する様子を示した横断面図であり、図１１は図１０中のＸＩ−ＸＩ断面図である。プレキャスト床版８１は複数のＰＣ板８２を接合して構築され、各ＰＣ板８２は床版本体８３とその下面に形成されたハンチ８４とから構成されている。ＰＣ板８２は、その両端が側壁８５，８６に支持されており、本発明を構成するＰＣ板１１〜１３と比較して支点間の曲げ応力度が小さいため、その中間部がプレキャストＲＣの中壁８７によって支持されている。
【００３９】
図１１に示すように、各ＰＣ板８２はその長辺側の両接合端面の下部にコンクリート突出部９１を有し、その上部の接合端面から更に水平方向に突出し床面に垂直なループ鉄筋９２を備えており、隣接するＰＣ板８２を付き合わせた状態に配置すると、継ぎ目溝９３が形成されるとともに、継ぎ目溝９３内でループ鉄筋９２がラップした状態となる。この状態で主筋９４および配力筋９５を組んでコンクリートを打設することにより、隣接するＰＣ板８２同士が接合される。そのため、継ぎ目溝９３にコンクリートを打設するまではＰＣ板８２は固定されておらず、また、コンクリートが硬化するまではプレキャスト床版８１を養生しておかねばならない。したがって、設置したＰＣ板８２とは別に資材運搬用の軌道を確保する必要があり、一般的には図１０に示すように、セグメント６３内面のプレキャスト床版８１よりも高い位置にブラケット８８，８９を取り付け、その上に仮設のＩ型鋼９０を敷き並べて軌道９６を確保する。
【００４０】
このように、本発明によるプレキャスト床版１を道路用のシールドトンネル６１に適用することにより、ＰＣ板１１〜１３を重量化することなく、支点間のスパン長を長大にして中壁８７を省略することが可能とされている。また、リブ用ＰＣケーブル５６を定着した後にはＰＣ板群２，３，４を直ちに作業用および軌道用として使用することができるため、仮設のＩ型鋼９０を設置・撤去する必要もない。さらに、本発明の一般的作用効果として記載した上記作用効果も当然に得ることができる。
【００４１】
以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明のプレキャスト床版はシールドトンネルに限らず、本プレキャスト床版を橋梁や高架橋、下方に地下空間を有する道路など、更には建築用スラブなどに適用してもよい。また、各ＰＣ板の接合面は、何も塗布されないまま接合されもよいが、接合面に接着材やモルタルを塗布して接合してもよい。この場合、換気などを行う必要のない無機系の材料であって、短時間で高強度を得られる材料を用いるのが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】実施形態に係る床版の中間部に配置されるＰＣ板の底面側からの斜視図
【図２】実施形態に係る床版の１端部に配置されるＰＣ板の底面側からの斜視図
【図３】図２に示すＰＣ板の正面図
【図４】図３中のＩＶ−ＩＶ断面図
【図５】図３中のＶ−Ｖ断面図
【図６】実施形態に係る床版構築方法のフロー図
【図７】実施形態に係る床版構築方法を説明する模式図
【図８】シールドトンネルに適用した実施例の縦断面図
【図９】シールドトンネルに適用した実施例の横断面図
【図１０】従来のプレキャスト床版をシールドトンネルに適用した例の縦断面図
【図１１】図１０中のＸＩ−ＸＩ断面図
【符号の説明】
【００４３】
１ プレキャスト床版
２ 第１のＰＣ板群
３ 第２のＰＣ板群
４ 第３のＰＣ板群
１１ 中間部用ＰＣ板
１２ 群端部用ＰＣ板
１３ 端部用ＰＣ板
２１ 床版本体
２２ 接合端面
２３ 床版用シース
２５ 床版用ケーブル挿通孔（床版緊張材挿通孔）
２６ 目地溝
２７ 凹部
２８ 繊維補強モルタル（充填材）
３１ 梁
４１，４２ リブ
４４ リブ用シース
４５ リブ用ケーブル挿通孔（リブ緊張材挿通孔）
５１ 床版用ＰＣケーブル（床版緊張材）
５２，５４ 床版ＰＣケーブル定着具（床版緊張材定着具）
５６ リブ用ＰＣケーブル（リブ緊張材）
５７，５９ リブＰＣケーブル定着具（リブ緊張材定着具）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＰＣ板を延長方向に直列配置し、隣接するＰＣ板を互いに接合して構築されるプレキャスト床版であって、
略長方形を呈し、その短辺と略平行に床版緊張材挿通孔が内部に形成された床版本体と、当該床版本体の下面に前記長方形の長辺と略平行に延在する梁と、前記床版本体の下面に前記短辺と略平行に延在し且つリブ緊張材挿通孔が前記短辺と略平行に内部に形成されたリブとから構成され、互いの長辺を連接して直列配置された複数のＰＣ板と、
前記直列配置された複数のＰＣ板の前記床版緊張材挿通孔に挿入された床版緊張材と、
前記直列配置された複数のＰＣ板の前記リブ緊張材挿通孔に挿入されたリブ緊張材と、
前記床版緊張材を緊張した状態でその両端を定着する床版緊張材定着具と、
前記リブ緊張材を緊張した状態でその両端を定着するリブ緊張材定着具と
を有することを特徴とするプレキャスト床版。
【請求項２】
前記リブ緊張材は、前記複数のＰＣ板を複数群に分割して緊張すべく複数本に分割され、前記リブ緊張材定着具は、当該リブ緊張材の分割された本数に応じて設けられたことを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト床版。
【請求項３】
前記リブ緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、当該直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレキャスト床版。
【請求項４】
前記床版緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、前記直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト床版。
【請求項５】
前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、当該隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝を形成する凹部を有し、
前記目地溝に充填材が充填されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＰＣ板の接合構造。
【請求項６】
複数のＰＣ板を接合してプレキャスト床版を構築する方法であって、
略長方形を呈し、その短辺に略平行に形成された床版緊張材挿通孔を備え、前記短辺に略平行に延在し且つ前記短辺に略平行に形成されたリブ緊張材挿通孔を内部に備えたリブを下面に備えた前記ＰＣ板を、隣接する前記床版緊張材挿通孔および隣接する前記リブ緊張材挿通孔がそれぞれ互いに連通するように、１群を構成する枚数だけ直列配置する第１工程と、
前記連通した１群のリブ緊張材挿通孔に１群用のリブ緊張材を挿入する第２工程と、
前記直列配置された１群のＰＣ板の両端近傍にて前記１群用のリブ緊張材を緊張し定着する第３工程と、
前記第１工程、第２工程、および第３工程を少なくとも１回繰り返す工程と、
前記連通した複数群の床版緊張材挿通孔に複数群用の床版緊張材を挿入する工程と、
前記直列配置された複数群のＰＣ板の両端近傍にて前記複数群用の床版緊張材を緊張し定着する工程と
を含むことを特徴とするプレキャスト床版の構築方法。
【請求項７】
前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、前記隣接するＰＣ板の接続面との間に目地溝を形成する凹部を有し、
前記複数群用の床版緊張材を緊張する前に、前記目地溝に充填材を充填する工程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のプレキャスト床版の構築方法。
【請求項１】
複数のＰＣ板を延長方向に直列配置し、隣接するＰＣ板を互いに接合して構築されるプレキャスト床版であって、
略長方形を呈し、その短辺と略平行に床版緊張材挿通孔が内部に形成された床版本体と、当該床版本体の下面に前記長方形の長辺と略平行に延在する梁と、前記床版本体の下面に前記短辺と略平行に延在し且つリブ緊張材挿通孔が前記短辺と略平行に内部に形成されたリブとから構成され、互いの長辺を連接して直列配置された複数のＰＣ板と、
前記直列配置された複数のＰＣ板の前記床版緊張材挿通孔に挿入された床版緊張材と、
前記直列配置された複数のＰＣ板の前記リブ緊張材挿通孔に挿入されたリブ緊張材と、
前記床版緊張材を緊張した状態でその両端を定着する床版緊張材定着具と、
前記リブ緊張材を緊張した状態でその両端を定着するリブ緊張材定着具と
を有することを特徴とするプレキャスト床版。
【請求項２】
前記リブ緊張材は、前記複数のＰＣ板を複数群に分割して緊張すべく複数本に分割され、前記リブ緊張材定着具は、当該リブ緊張材の分割された本数に応じて設けられたことを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト床版。
【請求項３】
前記リブ緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、当該直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプレキャスト床版。
【請求項４】
前記床版緊張材定着具は、一方が、前記直列配置されたＰＣ板の一端が隣接する他の床版に設けられ、他方が、前記直列配置されたＰＣ板の他端に配置されたＰＣ板に設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のプレキャスト床版。
【請求項５】
前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、当該隣接するＰＣ板の接合端面との間に目地溝を形成する凹部を有し、
前記目地溝に充填材が充填されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のＰＣ板の接合構造。
【請求項６】
複数のＰＣ板を接合してプレキャスト床版を構築する方法であって、
略長方形を呈し、その短辺に略平行に形成された床版緊張材挿通孔を備え、前記短辺に略平行に延在し且つ前記短辺に略平行に形成されたリブ緊張材挿通孔を内部に備えたリブを下面に備えた前記ＰＣ板を、隣接する前記床版緊張材挿通孔および隣接する前記リブ緊張材挿通孔がそれぞれ互いに連通するように、１群を構成する枚数だけ直列配置する第１工程と、
前記連通した１群のリブ緊張材挿通孔に１群用のリブ緊張材を挿入する第２工程と、
前記直列配置された１群のＰＣ板の両端近傍にて前記１群用のリブ緊張材を緊張し定着する第３工程と、
前記第１工程、第２工程、および第３工程を少なくとも１回繰り返す工程と、
前記連通した複数群の床版緊張材挿通孔に複数群用の床版緊張材を挿入する工程と、
前記直列配置された複数群のＰＣ板の両端近傍にて前記複数群用の床版緊張材を緊張し定着する工程と
を含むことを特徴とするプレキャスト床版の構築方法。
【請求項７】
前記各ＰＣ板は、隣接するＰＣ板との接合端面の少なくとも一方の上部に、前記隣接するＰＣ板の接続面との間に目地溝を形成する凹部を有し、
前記複数群用の床版緊張材を緊張する前に、前記目地溝に充填材を充填する工程を更に含むことを特徴とする請求項６に記載のプレキャスト床版の構築方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−２６６９６０（Ｐ２００８−２６６９６０Ａ）
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１１０１８２（Ｐ２００７−１１０１８２）
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１１月６日（２００８．１１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]