床版ユニット、床版の接合構造及び床版の構築方法
【課題】軽量化が図れる簡素な構造であるとともに、容易に接合作業をおこなうことが可能な床版ユニットを提供する。
【解決手段】床版１０を形成するために接合方向に並べられる床版ユニット１である。
そして、床版の床面１ａを形成する床部１１と、その床部の接合方向の縁部から垂下されるリブ部１２，１２とを備えている。また、リブ部には、床面から下方に向けた連結溝１３が形成されており、その連結溝は、リブ部の接合方向の接合面１２ａに連通される狭隘部１３ａと、その狭隘部の床部側の端部に形成される拡幅部１３ｂとを有している。
【解決手段】床版１０を形成するために接合方向に並べられる床版ユニット１である。
そして、床版の床面１ａを形成する床部１１と、その床部の接合方向の縁部から垂下されるリブ部１２，１２とを備えている。また、リブ部には、床面から下方に向けた連結溝１３が形成されており、その連結溝は、リブ部の接合方向の接合面１２ａに連通される狭隘部１３ａと、その狭隘部の床部側の端部に形成される拡幅部１３ｂとを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や人工地盤等の床版を構築する際に利用される床版ユニット、及びその床版ユニット同士を接合させて構築される床版の接合構造、及び床版ユニットを使った床版の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、桟橋や橋梁の床版を構築するに際して、工場で予めプレキャストコンクリート部材を製作し、現地に搬送されたプレキャストコンクリート部材をクレーンで吊り上げて並べ、隣接されたプレキャストコンクリート部材同士を接合させることで一体の床版を構築する方法が知られている（特許文献１乃至５参照）。
【０００３】
これらの特許文献１乃至４に開示された発明は、いずれも本願の発明者によって開発されたもので、軽量化、施工性の向上を目指した改良が現在においても続けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２２１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１３６２３号公報
【特許文献３】特開２００６−３４８６５６号公報
【特許文献４】特開２００６−３３６２８３号公報
【特許文献５】特開平８−２４６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、大幅な軽量化を目指すのであれば鋼材の使用が有効であるが、橋梁の鋼床版は、輪荷重の過積載荷重や繰り返し荷重によって、溶接部に疲労亀裂が発生する場合があることが、近年、問題になってきている。他方、コンクリート部材は、耐久性に優れているが軽量化が難しいという課題があった。
【０００６】
また、プレキャストコンクリート部材同士を接合させる箇所に形成される接合構造は、構造的に弱部となり易いうえに、特許文献５に開示されているように、緊張材を床版の下側から緊張する場合は、足場や支保工を下から組み立てる必要があり、工期や工費を増大させる原因になる。
【０００７】
そこで、本発明は、簡素な構造であるとともに、容易に接合作業をおこなうことが可能な床版ユニット、床版の接合構造及び床版の構築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の床版ユニットは、床版を形成するために接合方向に並べられる床版ユニットであって、前記床版の床面から下方に向けた連結溝が形成されており、その連結溝は、前記床版の前記接合方向の接合面に連通される狭隘部と、その狭隘部の内部側の端部に形成される拡幅部とを有していることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記床版は、床部と、その床部の前記接合方向の縁部から垂下されるリブ部とを備えている構成とすることができる。また、床部と、その床部の前記接合方向の縁部の前記連結溝が形成される位置に対応して下方に向けて突出される凸部とを備えた構成であってもよい。
【００１０】
また、前記連結溝は、前記接合方向に直交する方向に間隔を置いて複数、形成されるのが好ましい。さらに、前記接合面には、凹部が形成されるのが好ましい。
【００１１】
また、前記床版を載置させる前記接合方向に延伸される主桁の上面には、穴開き鋼板が上方に向けて突出されており、前記床部には前記穴開き鋼板を収容する貫通孔が形成された構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明の床版の接合構造は、上記の床版ユニット同士を接合させた床版の接合構造であって、対向させる前記床版ユニットの前記接合面間には充填材が充填され、前記対向する連結溝間には連結材が架け渡され、前記連結材の両端に形成される定着部は前記拡幅部に収容されることを特徴とする。さらに、前記連結材によって前記床版ユニット間にプレストレスが導入されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の床版の構築方法は、上記の床版ユニットを複数接合しておこなう床版の構築方法であって、設置済みの一方の前記床版ユニットに対して、対向する前記接合面間に隙間が形成されるように他方の前記床版ユニットを設置する工程と、前記隙間に充填材を充填する工程と、前記連結溝間に連結材を架け渡す工程とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記連結材を架け渡すに際して、両端に定着部が形成された鋼製の連結材を加熱し、前記連結材が熱膨脹した状態で前記連結溝に挿入することができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された本発明の床版ユニットは、床面から下方に向けた連結溝が形成されており、その連結溝は狭隘部と拡幅部とを有している。
【００１６】
このように床面に開口された連結溝を使うことで、床面上からの作業によって接合をおこなうことができるので、施工性に優れている。さらに、定着部が形成された連結材を使っておこなわれる床版の接合構造は、拡幅部と狭隘部との境界の段差に連結材の定着部を係合させることで、容易に床版ユニット同士の連結をおこなうことができる。
【００１７】
また、接合面が形成される部分がリブ部となって床部の側縁から垂下された構成であれば、剛性が高くなって接合構造が弱部にならないうえに、床部を薄くして軽量化を図ることができる。
【００１８】
さらに、リブ部の長手方向の床版の剛性が増大すると、その方向に直交する接合方向の曲げモーメントが長手方向に再配分され、接合方向の曲げモーメントを減少させることができる。
【００１９】
また、連結溝が形成される位置に対応して凸部を設けるのであれば、軽量の床版ユニットを経済的に製作することができる。
【００２０】
また、連結溝を接合方向に直交する方向に間隔をおいて複数、形成することで、連結溝に配置される連結材による連結力を分散させることができる。さらに、接合面に凹部を設けておくことで、その凹部に充填される充填材によって機械的なせん断キーを形成することができ、接合構造におけるせん断ずれ変形を抑制することができる。
【００２１】
また、床版を接合方向に延伸される主桁上に設ける場合は、主桁の上面から穴開き鋼板を突出させ、その穴開き鋼板を床版の貫通孔に挿入し、周囲に充填材を充填することによって、床版と主桁とを強固に一体化させることができる。
【００２２】
また、連結材によって床版ユニット間にプレストレスが導入されれば、接合構造の強度が増大してひび割れの発生を抑えることができる。さらに、プレストレスを導入する方法が、連結材の温度収縮を利用するものであれば、容易にプレストレスを導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の床版の接合構造の構成を説明する斜視図である。
【図２】主桁上に床版ユニットが載置された構成を説明する斜視図である。
【図３】床版ユニットの構成を説明するために上面側から見た斜視図である。
【図４】床版ユニットの構成を説明するために裏面側から見た斜視図である。
【図５】床版ユニット間に連結材が架け渡される接合構造を説明する平面図である。
【図６】床版ユニット間に連結材が架け渡される接合構造を説明する断面図である。
【図７】床版と主桁とを接合させる穴開き鋼板の周辺の構造を説明する横断面図である。
【図８】床版と主桁とを接合させる穴開き鋼板の周辺の構造を説明する縦断面図である。
【図９】実施例１の床版ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図１０】実施例２の床版ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図１１】実施例３の床版ユニットの構成を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、橋梁、桟橋、人工地盤等の床版１０を、複数の床版ユニット１，１を接合して構築する際の接合構造を説明する部分拡大斜視図である。本実施の形態で説明する床版１０は、図２に示すように複数並列された主桁２，・・・間に床版ユニット１を架け渡し、さらに、別の床版ユニット１を、主桁２の軸方向に順次、並べていくことによって構築される橋梁の床版１０である。
【００２６】
すなわち、この主桁２の軸方向が床版ユニット１の接合方向であるとともに橋軸方向となる。また、主桁２の軸直交方向となる床版ユニット１の長手方向が橋軸直交方向となる。
【００２７】
まず、図３，４を参照しながら床版ユニット１の構成を説明する。この床版ユニット１は、床版１０の床面１ａを形成する床部１１と、その床部１１の接合方向の両縁部から垂下されるリブ部１２，１２とを備えている。
【００２８】
この床部１１は、図３に示すように床面１ａが面一になるように矩形板状に形成されるとともに、図４に示すように裏面には接合方向（橋軸方向）に延設される複数の突条部１６，・・・が形成されている。
【００２９】
この突条部１６は、主桁２の上面２ａに対峙させる部分で、主桁２と対向する位置に合わせて延設される。なお、ここでは突条部１６，１６とリブ部１２，１２とに囲まれた四角形の範囲が略均一の板厚に成形される床部１１を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、橋軸直交方向に突条部が延設される形状や格子状に突条部が形成される形状の床部であってもよい。
【００３０】
また、突条部１６には、図３，４に示すように、主桁２の穴開き鋼板２１（図２参照）の位置に合わせて箱状の貫通孔１４，・・・が形成される。すなわち、主桁２の上面２ａには、図２に示すように、床版１０との接合強度を高めるための穴開き鋼板２１が上方に向けて突出されており、貫通孔１４には、床版ユニット１を主桁２上に載置した際に穴開き鋼板２１を収容させる。
【００３１】
一方、リブ部１２は、床部１１と略直交するように帯状に垂下されており、突条部１６と交差する位置、すなわち主桁２に載せる位置には、台形状の切欠部１２ｂが形成されている。
【００３２】
また、リブ部１２の外側の側面は、隣接させる別の床版ユニット１との接合面１２ａとなる。この接合面１２ａには、図３，４に示すように、リブ部１２の長手方向に間隔を置いて複数の凹部１５，・・・が形成される。
【００３３】
さらに、リブ部１２には、凹部１５，・・・と同じくリブ部１２の長手方向に間隔を置いて複数の連結溝１３，・・・が形成される。この連結溝１３は、図１に示すように、接合面１２ａに連通される細溝状の狭隘部１３ａと、その狭隘部１３ａの床部１１側の端部に形成される拡幅部１３ｂとを有している。
【００３４】
この狭隘部１３ａは、床面１ａ側と接合面１２ａ側の２面に向けて開口されるとともに、拡幅部１３ｂと連通されている。また、拡幅部１３ｂは、狭隘部１３ａよりも溝幅が拡幅された四角柱状の空洞で、床面１ａ側と狭隘部１３ａ側の２面に向けて開口されている。このため、連結材３を床面１ａの上方から連結溝１３の底に向けて挿入することが可能になる。
【００３５】
このような床版ユニット１の床部１１とリブ部１２，１２とは、コンクリート等のセメント系混合材料によって一体に成形することができる。そして、本実施の形態の床版ユニット１は、その中でも特に超高強度の繊維補強セメント系混合材料を使用して製作する。
【００３６】
この繊維補強セメント系混合材料は、セメントと、骨材粒子と、ポゾラン系反応粒子と、分散剤とを含有する組成物を水と混合することにより得られるセメント系マトリックスに、繊維を混入して製造する。
【００３７】
ここで、前記骨材粒子には、最大粒度径が3.0mm以下、好ましくは2.5mm以下の硅砂等の骨材粉体を使用する。また、ポゾラン系反応粒子には、粒子径が15μｍ以下のものを使用する。例えば、粒子径が0.01〜0.5μｍの活性度の高いポゾラン系反応粒子としてシリカヒューム等を使用し、粒子径が0.1〜15μｍの活性度の低いポゾラン系反応粒子としてフライアッシュや高炉スラグ等を使用する。これらの活性度の異なるポゾラン系反応粒子は、混合したり、単独で使用したりすることができる。また、前記分散剤は、流動性を高めるために高性能減水剤など少なくとも1種類使用する。
【００３８】
また、繊維には、例えば直径が0.1〜0.3mm程度で、長さが10〜30mm程度の形状の引張り降伏応力度が2600〜2800N／mm2の鋼繊維を使用する。さらに、この鋼繊維は、製造される繊維補強セメント系混合材料の全容積の1〜4％程度の量を混入させる。
【００３９】
このような配合で製造される前記繊維補強セメント系混合材料によって形成された部材は、圧縮強度が150〜200N／mm2、曲げ引張強度が25〜45N／mm2、割裂引張強度が10〜25N／mm2、透水係数が4.0×10-17cm/sec、塩分拡散係数が0.0019cｍ2／年、弾性係数が50〜55GPaの特性を有する。
【００４０】
そして、このような繊維補強セメント系混合材料を使用して、床版ユニット１を工場などで製作する。ここで、前記繊維補強セメント系混合材料で床版ユニット１を構築する場合は、通常、鉄筋を配置する必要がない。
【００４１】
また、この床版ユニット１には、プレストレスを導入することができる。例えば、図示していないがリブ部１２にＰＣ鋼線などのＰＣ鋼材を配設して、リブ部１２の長手方向にプレストレスを導入する。
【００４２】
ここで、プレストレスを導入する方法には、プレテンション方式とポストテンション方式があり、いずれの方法を適用することもできるが、プレテンション方式の方が経済的に床版ユニット１を製作することができる。
【００４３】
このプレテンション方式でプレストレスを導入させる場合は、ＰＣ鋼線を緊張して張力をかけた状態でその周囲に繊維補強セメント系混合材料を打設し、所定の強度が発現した後にＰＣ鋼線の緊張を解除すると、ＰＣ鋼線の周囲に付着した繊維補強セメント系混合材料を介してリブ部１２及び床部１１にプレストレスが導入される。
【００４４】
また、このように成形される床版ユニット１のリブ部１２の接合面１２ａの下縁及び両側縁には、型枠パッキング４Ａが貼り付けられる。この型枠パッキング４Ａは、独立気泡の発泡樹脂又は発泡ゴムなどによって成形されている。
【００４５】
さらに、この型枠パッキング４Ａと同質材料の型枠パッキング４Ｂが、図１に示すように、狭隘部１３ａの接合面１２ａ側の開口を囲むように正面視略Ｕ字形に貼り付けられている。
【００４６】
また、床版ユニット１を載置させる主桁２は、本実施の形態では、図１に示すように底版が広い断面Ｉ型にコンクリートによって形成されている。この主桁２は、鉄筋コンクリート又はプレストレストコンクリートによって製作することもできるが、上記した繊維補強セメント系混合材料を使って製作すれば、断面の小さな軽量の主桁２を製作することができる。
【００４７】
そして、隣接して配置される床版ユニット１，１間に架け渡される連結材３は、図１に示すように、対向する連結溝１３，１３間に架け渡される軸部３１と、その両端に形成される定着部３２，３２とを有している。
【００４８】
この軸部３１は、ボルトヘッド３１ａを備えた鋼製ボルトによって形成されている。また、定着部３２は、一方の端部は狭隘部１３ａの溝幅よりも一辺が長い四角形板状の支圧板３２ａと軸部３１の先端に装着されるナット３２ｂとによって構成されており、他方の端部は支圧板３２ａとボルトヘッド３１ａとによって構成されている。
【００４９】
また、図１に示すように、対向するリブ部１２，１２の接合面１２ａ，１２ａ間には、隙間５０が形成される。そして、この隙間５０には、図５に示すように充填材５が充填される。
【００５０】
この充填材５には、セメント系材料と硅砂などを配合した無収縮モルタル、無収縮モルタルにＰＶＡ繊維、ポリプロピレン繊維若しくは高強度ポリエチレン繊維などの有機繊維、炭素繊維又は鋼繊維を混入した材料、又は上記した繊維補強セメント系混合材料などが使用できる。
【００５１】
また、図７，８に示すように、貫通孔１４に収容された穴開き鋼板２１の周囲に充填される充填材５１にも、充填材５と同様の材料が使用できる。
【００５２】
次に、本実施の形態の床版１０の構築方法について説明する。
【００５３】
まず、工場において、床版ユニット１を製作する。この床版ユニット１は、上記した繊維補強セメント系混合材料によって成形される。また、床版ユニット１を成形するに際しては、連結溝１３，・・・と貫通孔１４，・・・と凹部１５，・・・が形成される箇所に型枠を設置して、同時に成形する。
【００５４】
また、一方のリブ部１２の接合面１２ａの下縁及び両側縁には、型枠パッキング４Ａを貼り付ける。さらに、図３，４では図示していないが、連結溝１３の狭隘部１３ａに沿ってＵ字状に型枠パッキング４Ｂを貼り付ける。
【００５５】
一方、床版１０を構築する橋梁の現場においては、図２に示すように、橋軸方向に長手方向を合わせた複数の主桁２，・・・を、橋軸直交方向に間隔を置いて平行に並べる。この主桁２，・・・の間隔は、床版ユニット１の切欠部１２ｂ，・・・の間隔に合わせておく。
【００５６】
そして、工場から搬送された床版ユニット１をクレーンで吊り上げ、橋軸直交方向に長手方向を合わせて、主桁２，・・・間に架け渡す。この際、床版ユニット１の切欠部１２ｂ，・・・を主桁２，・・・の頂部に載置する。また、床版ユニット１の貫通孔１４，・・・には、主桁２の上面２ａから突出された穴開き鋼板２１，・・・が収容される。
【００５７】
さらに、このようにして主桁２，・・・に設置された床版ユニット１に隣接して、別の床版ユニット１を同様の方法によって設置する。なお、新たに設置される床版ユニット１は、図１に示すように先に設置された床版ユニット１との間に隙間５０が開くように設置する。
【００５８】
この隙間５０の幅は、型枠パッキング４Ａが対向するリブ部１２の接合面１２ａに押し潰されて、上方空間に充填される充填材５が漏出しない密着性が確保できる範囲内とする。
【００５９】
また、隙間５０を形成するに際しては、隙間５０の幅が微小であるため、クレーンによって床版ユニット１を仮置きした後に、連結溝１３，１３に連結材３を挿入し、ナット３２ｂを締め付けることで仮置きされた床版ユニット１を所定の位置まで引き寄せることによって形成することができる。
【００６０】
そして、連結溝１３，１３が対向する箇所を除いた隙間５０の型枠パッキング４Ａと型枠パッキング４Ｂとの間の空間に、充填材５を充填する。この隙間５０に流し込まれた充填材５は、接合面１２ａ，１２ａに形成された凹部１５，・・・にも充填されるので、充填材５が硬化することによって凹部１５，・・・にせん断キーが形成される。なお、この充填材５は、所定の強度が発現するまで養生する。
【００６１】
続いて、連結材３の定着部３２，３２間に露出する軸部３１の長さが所定の長さになるようにナット３２ｂの位置を調整する。なお、隙間５０を形成する際に連結材３を使用した場合は、連結溝１３から一旦、連結材３を取り出して、ナット３２ｂの位置の調整をおこなう。
【００６２】
続いて、連結材３を加熱して軸部３１を熱膨張させる。なお、鋼製ボルトであれば、200℃〜400℃程度の加熱をおこなっても、熱による強度低下や脆性的な破壊が生じることはない。
【００６３】
そして、加熱された連結材３を、床面１ａから連結溝１３，１３に挿入し、拡幅部１３ｂにはエアーラチェット（図示省略）を挿入して、ナット３２ｂを締めて緩みを除去する。この挿入された連結材３は、冷めると収縮するため、定着部３２，３２を介してリブ部１２，１２間にプレストレスが導入されることになる。
【００６４】
この連結材３によるプレストレスの導入方法には、様々な方法が採用できる。例えば、リブ部１２の長手方向に間隔を置いて配置された連結溝１３，・・・に対して、一つ置きに加熱した連結材３，・・・を挿入し、１度目のプレストレスの導入をおこなう。続いて、残りの連結溝１３に加熱した連結材３，・・・を挿入し、２度目のプレストレスの導入をおこなう。
【００６５】
そして、２度目のプレストレスの導入によって緩んだ１度目に挿入した連結材３，・・・を取り出し、ナット３２ｂの位置を調整して、再び加熱して連結溝１３に挿入してプレストレスの導入をおこなう。なお、緩んだ連結材３に対しては、拡幅部１３ｂにエアーラチェットを挿入して、ナット３２ｂの増し締めをおこなってもよい。
【００６６】
また、プレストレスの導入が終了した連結材３が配置された連結溝１３には、充填材５を充填する。
【００６７】
さらに、床版ユニット１の貫通孔１４には、図７，８に示すように充填材５１を充填する。ここで、主桁２の上面２ａには、床版ユニット１を載置する前に発泡ゴムなどの型枠パッキング４Ｃが貼り付けられており、床版ユニット１の自重によって押し潰されて密着されるため、充填材５１の漏出を防止することができる。
【００６８】
そして、貫通孔１４に充填された充填材５１は、穴開き鋼板２１の穴２１ａにも流れ込む。ここで、穴開き鋼板２１には、図７，８に示すように、主桁２に埋設された部分にも穴２１ｂが形成されており、穴開き鋼板２１と主桁２は一体化されている。このため、貫通孔１４の充填材５１が硬化することによって、床版ユニット１の床部１１と主桁２とが一体化されることになる。
【００６９】
次に、本実施の形態の床版ユニット１と、床版１０の接合構造と、床版１０の構築方法の作用について説明する。
【００７０】
このように構成された本実施の形態の床版ユニット１は、接合面１２ａが形成される部分がリブ部１２となって床部１１の側縁から垂下されている。
【００７１】
このように床版１０の接合構造が形成される箇所に断面剛性の大きなリブ部１２が設けられているため、接合構造が弱部にならない。また、一定の厚さに成形される従来の床版では、接合構造の剛性を高めるには全体の板厚を厚くしなければならないが、リブ部１２を設ける本実施の形態の接合構造であれば、床部１１を薄くして軽量化を図ることができる。
【００７２】
特に、上記した繊維補強セメント系混合材料によって製作される床版ユニット１は、従来のプレストレストコンクリート床版や鉄筋コンクリート床版の自重に比べて半分以下の自重にすることができる。
【００７３】
さらに、橋梁の床版１０の橋軸直交方向となるリブ部１２の長手方向の剛性が増大すると、橋梁を走行する車両の輪荷重によって発生する橋軸方向の曲げモーメントが橋軸直交方向に再配分され、橋軸方向の曲げモーメントが減少される。このため、床版１０の接合構造を簡素化しても、橋軸方向の曲げモーメントに抵抗させることができる。
【００７４】
また、リブ部１２には、床面１ａから下方に向けた連結溝１３が形成されており、その連結溝１３は狭隘部１３ａと拡幅部１３ｂとを有している。このため、この連結溝１３に連結材３を挿入する作業や連結材３によるプレストレスの導入作業は、すべて床面１ａ側から容易におこなうことができる。
【００７５】
さらに、予め型枠パッキング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを所定の位置に貼り付けておくことで、隙間５０への充填材５の充填作業や貫通孔１４への充填材５１の充填作業も床面１ａ上からおこなうことができる。
【００７６】
このように床面１ａから作業がおこなえるのであれば、床版１０の下方に足場や支保工を設ける必要がないうえに、安全性の高い場所で作業できるので、施工性に優れ、短期間で床版１０を構築することができる。
【００７７】
また、定着部３２，３２が両端に形成された連結材３を連結溝１３，１３間に架け渡す作業は、定着部３２，３２を拡幅部１３ｂ，１３ｂに沿って挿入するだけで、拡幅部１３ｂと狭隘部１３ａとの境界の段差に連結材３の定着部３２を係合させることができるので、容易に床版ユニット１，１同士の連結をおこなうことができる。
【００７８】
特に、連結材３によってリブ部１２，１２間にプレストレスを導入して接合構造の強度をさらに増大させる際に、加熱して熱膨張した連結材３を連結溝１３，１３に挿入し、連結材３が常温に戻るときの温度収縮によって圧縮力を作用させる方法であれば、容易にリブ部１２，１２間にプレストレスを導入することができ、接合構造のひび割れの発生を防ぐことができる。
【００７９】
また、連結溝１３，・・・をリブ部１２の長手方向に間隔をおいて複数、形成することで、連結溝１３，・・・に配置される連結材３，・・・による圧縮力を、長手方向に分散させてリブ部１２，１２間に作用させることができる。
【００８０】
さらに、リブ部１２の接合面１２ａに凹部１５を設けておくことで、その凹部１５に充填される充填材５によってせん断キーを形成することができ、接合構造におけるせん断ずれ変形を機械的な力の伝達によって抑制することができる。
【００８１】
また、主桁２の上面２ａから穴開き鋼板２１が突出されている場合は、その穴開き鋼板２１を床部１１の貫通孔１４に挿入し、周囲に充填材５１を充填することによって、床版ユニット１と主桁２，・・・とを強固に一体化させることができる。
【実施例１】
【００８２】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例１について、図９を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００８３】
この実施例１の床版ユニット１Ａは、前記実施の形態で説明した床版ユニット１とは異なり、リブ部１２を有していない。すなわち、実施例１の床版ユニット１Ａは、床部１１から床部１１の接合方向の縁部の接合面１１ａに至るまで、突条部１６Ａ以外は板状に形成されている。
【００８４】
この突条部１６Ａは、前記実施の形態の突条部１６と同様に、主桁２の上面２ａに対峙させる部分で、主桁２と対向する位置に合わせて延設される。そして、この突条部１６Ａ，１６Ａ間には、橋軸直交方向に間隔を置いて複数の連結溝１３，・・・が形成される。
【００８５】
この連結溝１３は、図９に示すように、接合面１１ａに連通される細溝状の狭隘部１３ａと、その狭隘部１３ａの床部１１側の端部に形成される拡幅部１３ｂとを有している。
【００８６】
この狭隘部１３ａは、床面１ａ側と接合面１１ａ側の２面に向けて開口されるとともに、拡幅部１３ｂと連通されている。また、拡幅部１３ｂは、狭隘部１３ａよりも溝幅が拡幅された四角柱状の空洞で、床面１ａ側と狭隘部１３ａ側の２面に向けて開口されている。このため、連結材３を床面１ａの上方から連結溝１３の底に向けて挿入することが可能になる。
【００８７】
このように構成された実施例１の床版ユニット１Ａであれば、床面１ａに開口された連結溝１３を使うことで、床面１ａ上からの作業によって接合をおこなうことができるので、施工性に優れている。
【００８８】
さらに、定着部３２，３２が形成された連結材３を使っておこなわれる床版１０の接合構造は、拡幅部１３ｂと狭隘部１３ａとの境界の段差に連結材３の定着部３２を係合させることで、容易に床版ユニット１Ａ，１Ａ同士の連結をおこなうことができる。
【００８９】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例２】
【００９０】
以下、前記した実施の形態及び実施例１とは別の形態の実施例２について、図１０を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００９１】
この実施例２の床版ユニット１Ｂは、前記実施例１の床版ユニット１Ａと同様にリブ部が形成されていないが、連結溝１３の狭隘部１３ａが開口される箇所に凸部１７が形成される。
【００９２】
すなわち、実施例２の床版ユニット１Ｂの突条部１６Ｂ，１６Ｂ間には、橋軸直交方向に間隔を置いて複数の連結溝１３，・・・が形成される。そして、床部１１の接合方向の縁部の連結溝１３，・・・が形成される位置には、狭隘部１３ａの溝幅よりも幅が広い凸部１７が形成される。
【００９３】
このように連結溝１３，・・・を設ける箇所の床部１１の縁部にのみ凸部１７，・・・を設けるのであれば、経済的であるうえに、床部１１を薄くして床版ユニット１Ｂの軽量化を図ることができる。
【００９４】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００９５】
以下、前記した実施の形態及び実施例１，２とは別の形態の実施例３について、図１１を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１，２で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００９６】
この実施例３の床版ユニット１Ｃは、前記実施の形態の床版ユニット１のような接合面１２ａの全長にわたるリブ部１２は設けられていないが、突条部１６Ｃ，１６Ｃ間の連結溝１３，・・・が形成される箇所に、凸部としての連続した凸壁部１８が形成される。
【００９７】
この凸壁部１８は、床部１１の接合方向の縁部であって、主桁２，２に載置される突条部１６，１６間の中央付近から垂下される。この凸壁部１８は、橋軸直交方向に延設されているため、橋軸方向の曲げモーメントが大きくなる主桁２，２間の床部１１の縁部の剛性を効率的に向上させることができる。
【００９８】
また、複数の連結溝１３，・・・に対して連続した凸壁部１８を形成するのであれば、個々に設ける場合に比べて、型枠の設置手間などを省略することができ、施工性に優れている。
【００９９】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【０１００】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０１】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、橋梁の床版１０について説明したが、これに限定されるものではなく、桟橋の床版や人工地盤の床版にも本発明を適用することができる。
【０１０２】
また、前記実施の形態及び実施例では、コンクリート製の断面Ｉ型の主桁２について説明したが、これに限定されるものではなく、材料は鋼材や合成部材でもよく、断面はＵ字形や箱型などでもよい。
【０１０３】
さらに、前記実施の形態では、連結材３を加熱して温度収縮によってプレストレスを導入する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、ナット３２ｂを締め付けることでプレストレスを導入する方法であってもよい。
【０１０４】
また、前記実施の形態では、鋼製ボルトによって形成される連結材３について説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＣ鋼棒の両端に支圧板を固着させた連結材又はＰＣ鋼線を使用した連結材などであってもよい。
【０１０５】
さらに、前記実施の形態では、接合面１２ａ，１２ａ間に隙間５０を形成して充填材５を充填する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、接合面１２ａ（１１ａ）にエポキシ系の接着剤などを塗布して接合面１２ａ，１２ａ（１１ａ，１１ａ）同士を接合することによって床版１０の接合構造を構築することができる。
【０１０６】
また、前記実施の形態及び実施例では床版ユニット１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの主桁２の上面２ａに当接させる箇所に突条部１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを設けたが、これに限定されるものではなく、主桁２の上面２ａに当接させる箇所は平坦や凹状に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 床版ユニット
１ａ 床面
１０ 床版
１１ 床部
１１ａ 接合面
１２ リブ部
１２ａ 接合面
１２ｂ 切欠部
１３ 連結溝
１３ａ 狭隘部
１３ｂ 拡幅部
１４ 貫通孔
１５ 凹部
１７ 凸部
１８ 凸壁部（凸部）
２ 主桁
２１ 穴開き鋼板
２ａ 上面
３ 連結材
３２ 定着部
５ 充填材
５０ 隙間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁や人工地盤等の床版を構築する際に利用される床版ユニット、及びその床版ユニット同士を接合させて構築される床版の接合構造、及び床版ユニットを使った床版の構築方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、桟橋や橋梁の床版を構築するに際して、工場で予めプレキャストコンクリート部材を製作し、現地に搬送されたプレキャストコンクリート部材をクレーンで吊り上げて並べ、隣接されたプレキャストコンクリート部材同士を接合させることで一体の床版を構築する方法が知られている（特許文献１乃至５参照）。
【０００３】
これらの特許文献１乃至４に開示された発明は、いずれも本願の発明者によって開発されたもので、軽量化、施工性の向上を目指した改良が現在においても続けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３２２１２号公報
【特許文献２】特開２００３−２１３６２３号公報
【特許文献３】特開２００６−３４８６５６号公報
【特許文献４】特開２００６−３３６２８３号公報
【特許文献５】特開平８−２４６４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、大幅な軽量化を目指すのであれば鋼材の使用が有効であるが、橋梁の鋼床版は、輪荷重の過積載荷重や繰り返し荷重によって、溶接部に疲労亀裂が発生する場合があることが、近年、問題になってきている。他方、コンクリート部材は、耐久性に優れているが軽量化が難しいという課題があった。
【０００６】
また、プレキャストコンクリート部材同士を接合させる箇所に形成される接合構造は、構造的に弱部となり易いうえに、特許文献５に開示されているように、緊張材を床版の下側から緊張する場合は、足場や支保工を下から組み立てる必要があり、工期や工費を増大させる原因になる。
【０００７】
そこで、本発明は、簡素な構造であるとともに、容易に接合作業をおこなうことが可能な床版ユニット、床版の接合構造及び床版の構築方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の床版ユニットは、床版を形成するために接合方向に並べられる床版ユニットであって、前記床版の床面から下方に向けた連結溝が形成されており、その連結溝は、前記床版の前記接合方向の接合面に連通される狭隘部と、その狭隘部の内部側の端部に形成される拡幅部とを有していることを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記床版は、床部と、その床部の前記接合方向の縁部から垂下されるリブ部とを備えている構成とすることができる。また、床部と、その床部の前記接合方向の縁部の前記連結溝が形成される位置に対応して下方に向けて突出される凸部とを備えた構成であってもよい。
【００１０】
また、前記連結溝は、前記接合方向に直交する方向に間隔を置いて複数、形成されるのが好ましい。さらに、前記接合面には、凹部が形成されるのが好ましい。
【００１１】
また、前記床版を載置させる前記接合方向に延伸される主桁の上面には、穴開き鋼板が上方に向けて突出されており、前記床部には前記穴開き鋼板を収容する貫通孔が形成された構成とすることができる。
【００１２】
また、本発明の床版の接合構造は、上記の床版ユニット同士を接合させた床版の接合構造であって、対向させる前記床版ユニットの前記接合面間には充填材が充填され、前記対向する連結溝間には連結材が架け渡され、前記連結材の両端に形成される定着部は前記拡幅部に収容されることを特徴とする。さらに、前記連結材によって前記床版ユニット間にプレストレスが導入されるのが好ましい。
【００１３】
また、本発明の床版の構築方法は、上記の床版ユニットを複数接合しておこなう床版の構築方法であって、設置済みの一方の前記床版ユニットに対して、対向する前記接合面間に隙間が形成されるように他方の前記床版ユニットを設置する工程と、前記隙間に充填材を充填する工程と、前記連結溝間に連結材を架け渡す工程とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記連結材を架け渡すに際して、両端に定着部が形成された鋼製の連結材を加熱し、前記連結材が熱膨脹した状態で前記連結溝に挿入することができる。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成された本発明の床版ユニットは、床面から下方に向けた連結溝が形成されており、その連結溝は狭隘部と拡幅部とを有している。
【００１６】
このように床面に開口された連結溝を使うことで、床面上からの作業によって接合をおこなうことができるので、施工性に優れている。さらに、定着部が形成された連結材を使っておこなわれる床版の接合構造は、拡幅部と狭隘部との境界の段差に連結材の定着部を係合させることで、容易に床版ユニット同士の連結をおこなうことができる。
【００１７】
また、接合面が形成される部分がリブ部となって床部の側縁から垂下された構成であれば、剛性が高くなって接合構造が弱部にならないうえに、床部を薄くして軽量化を図ることができる。
【００１８】
さらに、リブ部の長手方向の床版の剛性が増大すると、その方向に直交する接合方向の曲げモーメントが長手方向に再配分され、接合方向の曲げモーメントを減少させることができる。
【００１９】
また、連結溝が形成される位置に対応して凸部を設けるのであれば、軽量の床版ユニットを経済的に製作することができる。
【００２０】
また、連結溝を接合方向に直交する方向に間隔をおいて複数、形成することで、連結溝に配置される連結材による連結力を分散させることができる。さらに、接合面に凹部を設けておくことで、その凹部に充填される充填材によって機械的なせん断キーを形成することができ、接合構造におけるせん断ずれ変形を抑制することができる。
【００２１】
また、床版を接合方向に延伸される主桁上に設ける場合は、主桁の上面から穴開き鋼板を突出させ、その穴開き鋼板を床版の貫通孔に挿入し、周囲に充填材を充填することによって、床版と主桁とを強固に一体化させることができる。
【００２２】
また、連結材によって床版ユニット間にプレストレスが導入されれば、接合構造の強度が増大してひび割れの発生を抑えることができる。さらに、プレストレスを導入する方法が、連結材の温度収縮を利用するものであれば、容易にプレストレスを導入することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の床版の接合構造の構成を説明する斜視図である。
【図２】主桁上に床版ユニットが載置された構成を説明する斜視図である。
【図３】床版ユニットの構成を説明するために上面側から見た斜視図である。
【図４】床版ユニットの構成を説明するために裏面側から見た斜視図である。
【図５】床版ユニット間に連結材が架け渡される接合構造を説明する平面図である。
【図６】床版ユニット間に連結材が架け渡される接合構造を説明する断面図である。
【図７】床版と主桁とを接合させる穴開き鋼板の周辺の構造を説明する横断面図である。
【図８】床版と主桁とを接合させる穴開き鋼板の周辺の構造を説明する縦断面図である。
【図９】実施例１の床版ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図１０】実施例２の床版ユニットの構成を説明する斜視図である。
【図１１】実施例３の床版ユニットの構成を説明する斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、橋梁、桟橋、人工地盤等の床版１０を、複数の床版ユニット１，１を接合して構築する際の接合構造を説明する部分拡大斜視図である。本実施の形態で説明する床版１０は、図２に示すように複数並列された主桁２，・・・間に床版ユニット１を架け渡し、さらに、別の床版ユニット１を、主桁２の軸方向に順次、並べていくことによって構築される橋梁の床版１０である。
【００２６】
すなわち、この主桁２の軸方向が床版ユニット１の接合方向であるとともに橋軸方向となる。また、主桁２の軸直交方向となる床版ユニット１の長手方向が橋軸直交方向となる。
【００２７】
まず、図３，４を参照しながら床版ユニット１の構成を説明する。この床版ユニット１は、床版１０の床面１ａを形成する床部１１と、その床部１１の接合方向の両縁部から垂下されるリブ部１２，１２とを備えている。
【００２８】
この床部１１は、図３に示すように床面１ａが面一になるように矩形板状に形成されるとともに、図４に示すように裏面には接合方向（橋軸方向）に延設される複数の突条部１６，・・・が形成されている。
【００２９】
この突条部１６は、主桁２の上面２ａに対峙させる部分で、主桁２と対向する位置に合わせて延設される。なお、ここでは突条部１６，１６とリブ部１２，１２とに囲まれた四角形の範囲が略均一の板厚に成形される床部１１を例にして説明するが、これに限定されるものではなく、橋軸直交方向に突条部が延設される形状や格子状に突条部が形成される形状の床部であってもよい。
【００３０】
また、突条部１６には、図３，４に示すように、主桁２の穴開き鋼板２１（図２参照）の位置に合わせて箱状の貫通孔１４，・・・が形成される。すなわち、主桁２の上面２ａには、図２に示すように、床版１０との接合強度を高めるための穴開き鋼板２１が上方に向けて突出されており、貫通孔１４には、床版ユニット１を主桁２上に載置した際に穴開き鋼板２１を収容させる。
【００３１】
一方、リブ部１２は、床部１１と略直交するように帯状に垂下されており、突条部１６と交差する位置、すなわち主桁２に載せる位置には、台形状の切欠部１２ｂが形成されている。
【００３２】
また、リブ部１２の外側の側面は、隣接させる別の床版ユニット１との接合面１２ａとなる。この接合面１２ａには、図３，４に示すように、リブ部１２の長手方向に間隔を置いて複数の凹部１５，・・・が形成される。
【００３３】
さらに、リブ部１２には、凹部１５，・・・と同じくリブ部１２の長手方向に間隔を置いて複数の連結溝１３，・・・が形成される。この連結溝１３は、図１に示すように、接合面１２ａに連通される細溝状の狭隘部１３ａと、その狭隘部１３ａの床部１１側の端部に形成される拡幅部１３ｂとを有している。
【００３４】
この狭隘部１３ａは、床面１ａ側と接合面１２ａ側の２面に向けて開口されるとともに、拡幅部１３ｂと連通されている。また、拡幅部１３ｂは、狭隘部１３ａよりも溝幅が拡幅された四角柱状の空洞で、床面１ａ側と狭隘部１３ａ側の２面に向けて開口されている。このため、連結材３を床面１ａの上方から連結溝１３の底に向けて挿入することが可能になる。
【００３５】
このような床版ユニット１の床部１１とリブ部１２，１２とは、コンクリート等のセメント系混合材料によって一体に成形することができる。そして、本実施の形態の床版ユニット１は、その中でも特に超高強度の繊維補強セメント系混合材料を使用して製作する。
【００３６】
この繊維補強セメント系混合材料は、セメントと、骨材粒子と、ポゾラン系反応粒子と、分散剤とを含有する組成物を水と混合することにより得られるセメント系マトリックスに、繊維を混入して製造する。
【００３７】
ここで、前記骨材粒子には、最大粒度径が3.0mm以下、好ましくは2.5mm以下の硅砂等の骨材粉体を使用する。また、ポゾラン系反応粒子には、粒子径が15μｍ以下のものを使用する。例えば、粒子径が0.01〜0.5μｍの活性度の高いポゾラン系反応粒子としてシリカヒューム等を使用し、粒子径が0.1〜15μｍの活性度の低いポゾラン系反応粒子としてフライアッシュや高炉スラグ等を使用する。これらの活性度の異なるポゾラン系反応粒子は、混合したり、単独で使用したりすることができる。また、前記分散剤は、流動性を高めるために高性能減水剤など少なくとも1種類使用する。
【００３８】
また、繊維には、例えば直径が0.1〜0.3mm程度で、長さが10〜30mm程度の形状の引張り降伏応力度が2600〜2800N／mm2の鋼繊維を使用する。さらに、この鋼繊維は、製造される繊維補強セメント系混合材料の全容積の1〜4％程度の量を混入させる。
【００３９】
このような配合で製造される前記繊維補強セメント系混合材料によって形成された部材は、圧縮強度が150〜200N／mm2、曲げ引張強度が25〜45N／mm2、割裂引張強度が10〜25N／mm2、透水係数が4.0×10-17cm/sec、塩分拡散係数が0.0019cｍ2／年、弾性係数が50〜55GPaの特性を有する。
【００４０】
そして、このような繊維補強セメント系混合材料を使用して、床版ユニット１を工場などで製作する。ここで、前記繊維補強セメント系混合材料で床版ユニット１を構築する場合は、通常、鉄筋を配置する必要がない。
【００４１】
また、この床版ユニット１には、プレストレスを導入することができる。例えば、図示していないがリブ部１２にＰＣ鋼線などのＰＣ鋼材を配設して、リブ部１２の長手方向にプレストレスを導入する。
【００４２】
ここで、プレストレスを導入する方法には、プレテンション方式とポストテンション方式があり、いずれの方法を適用することもできるが、プレテンション方式の方が経済的に床版ユニット１を製作することができる。
【００４３】
このプレテンション方式でプレストレスを導入させる場合は、ＰＣ鋼線を緊張して張力をかけた状態でその周囲に繊維補強セメント系混合材料を打設し、所定の強度が発現した後にＰＣ鋼線の緊張を解除すると、ＰＣ鋼線の周囲に付着した繊維補強セメント系混合材料を介してリブ部１２及び床部１１にプレストレスが導入される。
【００４４】
また、このように成形される床版ユニット１のリブ部１２の接合面１２ａの下縁及び両側縁には、型枠パッキング４Ａが貼り付けられる。この型枠パッキング４Ａは、独立気泡の発泡樹脂又は発泡ゴムなどによって成形されている。
【００４５】
さらに、この型枠パッキング４Ａと同質材料の型枠パッキング４Ｂが、図１に示すように、狭隘部１３ａの接合面１２ａ側の開口を囲むように正面視略Ｕ字形に貼り付けられている。
【００４６】
また、床版ユニット１を載置させる主桁２は、本実施の形態では、図１に示すように底版が広い断面Ｉ型にコンクリートによって形成されている。この主桁２は、鉄筋コンクリート又はプレストレストコンクリートによって製作することもできるが、上記した繊維補強セメント系混合材料を使って製作すれば、断面の小さな軽量の主桁２を製作することができる。
【００４７】
そして、隣接して配置される床版ユニット１，１間に架け渡される連結材３は、図１に示すように、対向する連結溝１３，１３間に架け渡される軸部３１と、その両端に形成される定着部３２，３２とを有している。
【００４８】
この軸部３１は、ボルトヘッド３１ａを備えた鋼製ボルトによって形成されている。また、定着部３２は、一方の端部は狭隘部１３ａの溝幅よりも一辺が長い四角形板状の支圧板３２ａと軸部３１の先端に装着されるナット３２ｂとによって構成されており、他方の端部は支圧板３２ａとボルトヘッド３１ａとによって構成されている。
【００４９】
また、図１に示すように、対向するリブ部１２，１２の接合面１２ａ，１２ａ間には、隙間５０が形成される。そして、この隙間５０には、図５に示すように充填材５が充填される。
【００５０】
この充填材５には、セメント系材料と硅砂などを配合した無収縮モルタル、無収縮モルタルにＰＶＡ繊維、ポリプロピレン繊維若しくは高強度ポリエチレン繊維などの有機繊維、炭素繊維又は鋼繊維を混入した材料、又は上記した繊維補強セメント系混合材料などが使用できる。
【００５１】
また、図７，８に示すように、貫通孔１４に収容された穴開き鋼板２１の周囲に充填される充填材５１にも、充填材５と同様の材料が使用できる。
【００５２】
次に、本実施の形態の床版１０の構築方法について説明する。
【００５３】
まず、工場において、床版ユニット１を製作する。この床版ユニット１は、上記した繊維補強セメント系混合材料によって成形される。また、床版ユニット１を成形するに際しては、連結溝１３，・・・と貫通孔１４，・・・と凹部１５，・・・が形成される箇所に型枠を設置して、同時に成形する。
【００５４】
また、一方のリブ部１２の接合面１２ａの下縁及び両側縁には、型枠パッキング４Ａを貼り付ける。さらに、図３，４では図示していないが、連結溝１３の狭隘部１３ａに沿ってＵ字状に型枠パッキング４Ｂを貼り付ける。
【００５５】
一方、床版１０を構築する橋梁の現場においては、図２に示すように、橋軸方向に長手方向を合わせた複数の主桁２，・・・を、橋軸直交方向に間隔を置いて平行に並べる。この主桁２，・・・の間隔は、床版ユニット１の切欠部１２ｂ，・・・の間隔に合わせておく。
【００５６】
そして、工場から搬送された床版ユニット１をクレーンで吊り上げ、橋軸直交方向に長手方向を合わせて、主桁２，・・・間に架け渡す。この際、床版ユニット１の切欠部１２ｂ，・・・を主桁２，・・・の頂部に載置する。また、床版ユニット１の貫通孔１４，・・・には、主桁２の上面２ａから突出された穴開き鋼板２１，・・・が収容される。
【００５７】
さらに、このようにして主桁２，・・・に設置された床版ユニット１に隣接して、別の床版ユニット１を同様の方法によって設置する。なお、新たに設置される床版ユニット１は、図１に示すように先に設置された床版ユニット１との間に隙間５０が開くように設置する。
【００５８】
この隙間５０の幅は、型枠パッキング４Ａが対向するリブ部１２の接合面１２ａに押し潰されて、上方空間に充填される充填材５が漏出しない密着性が確保できる範囲内とする。
【００５９】
また、隙間５０を形成するに際しては、隙間５０の幅が微小であるため、クレーンによって床版ユニット１を仮置きした後に、連結溝１３，１３に連結材３を挿入し、ナット３２ｂを締め付けることで仮置きされた床版ユニット１を所定の位置まで引き寄せることによって形成することができる。
【００６０】
そして、連結溝１３，１３が対向する箇所を除いた隙間５０の型枠パッキング４Ａと型枠パッキング４Ｂとの間の空間に、充填材５を充填する。この隙間５０に流し込まれた充填材５は、接合面１２ａ，１２ａに形成された凹部１５，・・・にも充填されるので、充填材５が硬化することによって凹部１５，・・・にせん断キーが形成される。なお、この充填材５は、所定の強度が発現するまで養生する。
【００６１】
続いて、連結材３の定着部３２，３２間に露出する軸部３１の長さが所定の長さになるようにナット３２ｂの位置を調整する。なお、隙間５０を形成する際に連結材３を使用した場合は、連結溝１３から一旦、連結材３を取り出して、ナット３２ｂの位置の調整をおこなう。
【００６２】
続いて、連結材３を加熱して軸部３１を熱膨張させる。なお、鋼製ボルトであれば、200℃〜400℃程度の加熱をおこなっても、熱による強度低下や脆性的な破壊が生じることはない。
【００６３】
そして、加熱された連結材３を、床面１ａから連結溝１３，１３に挿入し、拡幅部１３ｂにはエアーラチェット（図示省略）を挿入して、ナット３２ｂを締めて緩みを除去する。この挿入された連結材３は、冷めると収縮するため、定着部３２，３２を介してリブ部１２，１２間にプレストレスが導入されることになる。
【００６４】
この連結材３によるプレストレスの導入方法には、様々な方法が採用できる。例えば、リブ部１２の長手方向に間隔を置いて配置された連結溝１３，・・・に対して、一つ置きに加熱した連結材３，・・・を挿入し、１度目のプレストレスの導入をおこなう。続いて、残りの連結溝１３に加熱した連結材３，・・・を挿入し、２度目のプレストレスの導入をおこなう。
【００６５】
そして、２度目のプレストレスの導入によって緩んだ１度目に挿入した連結材３，・・・を取り出し、ナット３２ｂの位置を調整して、再び加熱して連結溝１３に挿入してプレストレスの導入をおこなう。なお、緩んだ連結材３に対しては、拡幅部１３ｂにエアーラチェットを挿入して、ナット３２ｂの増し締めをおこなってもよい。
【００６６】
また、プレストレスの導入が終了した連結材３が配置された連結溝１３には、充填材５を充填する。
【００６７】
さらに、床版ユニット１の貫通孔１４には、図７，８に示すように充填材５１を充填する。ここで、主桁２の上面２ａには、床版ユニット１を載置する前に発泡ゴムなどの型枠パッキング４Ｃが貼り付けられており、床版ユニット１の自重によって押し潰されて密着されるため、充填材５１の漏出を防止することができる。
【００６８】
そして、貫通孔１４に充填された充填材５１は、穴開き鋼板２１の穴２１ａにも流れ込む。ここで、穴開き鋼板２１には、図７，８に示すように、主桁２に埋設された部分にも穴２１ｂが形成されており、穴開き鋼板２１と主桁２は一体化されている。このため、貫通孔１４の充填材５１が硬化することによって、床版ユニット１の床部１１と主桁２とが一体化されることになる。
【００６９】
次に、本実施の形態の床版ユニット１と、床版１０の接合構造と、床版１０の構築方法の作用について説明する。
【００７０】
このように構成された本実施の形態の床版ユニット１は、接合面１２ａが形成される部分がリブ部１２となって床部１１の側縁から垂下されている。
【００７１】
このように床版１０の接合構造が形成される箇所に断面剛性の大きなリブ部１２が設けられているため、接合構造が弱部にならない。また、一定の厚さに成形される従来の床版では、接合構造の剛性を高めるには全体の板厚を厚くしなければならないが、リブ部１２を設ける本実施の形態の接合構造であれば、床部１１を薄くして軽量化を図ることができる。
【００７２】
特に、上記した繊維補強セメント系混合材料によって製作される床版ユニット１は、従来のプレストレストコンクリート床版や鉄筋コンクリート床版の自重に比べて半分以下の自重にすることができる。
【００７３】
さらに、橋梁の床版１０の橋軸直交方向となるリブ部１２の長手方向の剛性が増大すると、橋梁を走行する車両の輪荷重によって発生する橋軸方向の曲げモーメントが橋軸直交方向に再配分され、橋軸方向の曲げモーメントが減少される。このため、床版１０の接合構造を簡素化しても、橋軸方向の曲げモーメントに抵抗させることができる。
【００７４】
また、リブ部１２には、床面１ａから下方に向けた連結溝１３が形成されており、その連結溝１３は狭隘部１３ａと拡幅部１３ｂとを有している。このため、この連結溝１３に連結材３を挿入する作業や連結材３によるプレストレスの導入作業は、すべて床面１ａ側から容易におこなうことができる。
【００７５】
さらに、予め型枠パッキング４Ａ，４Ｂ，４Ｃを所定の位置に貼り付けておくことで、隙間５０への充填材５の充填作業や貫通孔１４への充填材５１の充填作業も床面１ａ上からおこなうことができる。
【００７６】
このように床面１ａから作業がおこなえるのであれば、床版１０の下方に足場や支保工を設ける必要がないうえに、安全性の高い場所で作業できるので、施工性に優れ、短期間で床版１０を構築することができる。
【００７７】
また、定着部３２，３２が両端に形成された連結材３を連結溝１３，１３間に架け渡す作業は、定着部３２，３２を拡幅部１３ｂ，１３ｂに沿って挿入するだけで、拡幅部１３ｂと狭隘部１３ａとの境界の段差に連結材３の定着部３２を係合させることができるので、容易に床版ユニット１，１同士の連結をおこなうことができる。
【００７８】
特に、連結材３によってリブ部１２，１２間にプレストレスを導入して接合構造の強度をさらに増大させる際に、加熱して熱膨張した連結材３を連結溝１３，１３に挿入し、連結材３が常温に戻るときの温度収縮によって圧縮力を作用させる方法であれば、容易にリブ部１２，１２間にプレストレスを導入することができ、接合構造のひび割れの発生を防ぐことができる。
【００７９】
また、連結溝１３，・・・をリブ部１２の長手方向に間隔をおいて複数、形成することで、連結溝１３，・・・に配置される連結材３，・・・による圧縮力を、長手方向に分散させてリブ部１２，１２間に作用させることができる。
【００８０】
さらに、リブ部１２の接合面１２ａに凹部１５を設けておくことで、その凹部１５に充填される充填材５によってせん断キーを形成することができ、接合構造におけるせん断ずれ変形を機械的な力の伝達によって抑制することができる。
【００８１】
また、主桁２の上面２ａから穴開き鋼板２１が突出されている場合は、その穴開き鋼板２１を床部１１の貫通孔１４に挿入し、周囲に充填材５１を充填することによって、床版ユニット１と主桁２，・・・とを強固に一体化させることができる。
【実施例１】
【００８２】
以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例１について、図９を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００８３】
この実施例１の床版ユニット１Ａは、前記実施の形態で説明した床版ユニット１とは異なり、リブ部１２を有していない。すなわち、実施例１の床版ユニット１Ａは、床部１１から床部１１の接合方向の縁部の接合面１１ａに至るまで、突条部１６Ａ以外は板状に形成されている。
【００８４】
この突条部１６Ａは、前記実施の形態の突条部１６と同様に、主桁２の上面２ａに対峙させる部分で、主桁２と対向する位置に合わせて延設される。そして、この突条部１６Ａ，１６Ａ間には、橋軸直交方向に間隔を置いて複数の連結溝１３，・・・が形成される。
【００８５】
この連結溝１３は、図９に示すように、接合面１１ａに連通される細溝状の狭隘部１３ａと、その狭隘部１３ａの床部１１側の端部に形成される拡幅部１３ｂとを有している。
【００８６】
この狭隘部１３ａは、床面１ａ側と接合面１１ａ側の２面に向けて開口されるとともに、拡幅部１３ｂと連通されている。また、拡幅部１３ｂは、狭隘部１３ａよりも溝幅が拡幅された四角柱状の空洞で、床面１ａ側と狭隘部１３ａ側の２面に向けて開口されている。このため、連結材３を床面１ａの上方から連結溝１３の底に向けて挿入することが可能になる。
【００８７】
このように構成された実施例１の床版ユニット１Ａであれば、床面１ａに開口された連結溝１３を使うことで、床面１ａ上からの作業によって接合をおこなうことができるので、施工性に優れている。
【００８８】
さらに、定着部３２，３２が形成された連結材３を使っておこなわれる床版１０の接合構造は、拡幅部１３ｂと狭隘部１３ａとの境界の段差に連結材３の定着部３２を係合させることで、容易に床版ユニット１Ａ，１Ａ同士の連結をおこなうことができる。
【００８９】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例２】
【００９０】
以下、前記した実施の形態及び実施例１とは別の形態の実施例２について、図１０を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００９１】
この実施例２の床版ユニット１Ｂは、前記実施例１の床版ユニット１Ａと同様にリブ部が形成されていないが、連結溝１３の狭隘部１３ａが開口される箇所に凸部１７が形成される。
【００９２】
すなわち、実施例２の床版ユニット１Ｂの突条部１６Ｂ，１６Ｂ間には、橋軸直交方向に間隔を置いて複数の連結溝１３，・・・が形成される。そして、床部１１の接合方向の縁部の連結溝１３，・・・が形成される位置には、狭隘部１３ａの溝幅よりも幅が広い凸部１７が形成される。
【００９３】
このように連結溝１３，・・・を設ける箇所の床部１１の縁部にのみ凸部１７，・・・を設けるのであれば、経済的であるうえに、床部１１を薄くして床版ユニット１Ｂの軽量化を図ることができる。
【００９４】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【実施例３】
【００９５】
以下、前記した実施の形態及び実施例１，２とは別の形態の実施例３について、図１１を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１，２で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。
【００９６】
この実施例３の床版ユニット１Ｃは、前記実施の形態の床版ユニット１のような接合面１２ａの全長にわたるリブ部１２は設けられていないが、突条部１６Ｃ，１６Ｃ間の連結溝１３，・・・が形成される箇所に、凸部としての連続した凸壁部１８が形成される。
【００９７】
この凸壁部１８は、床部１１の接合方向の縁部であって、主桁２，２に載置される突条部１６，１６間の中央付近から垂下される。この凸壁部１８は、橋軸直交方向に延設されているため、橋軸方向の曲げモーメントが大きくなる主桁２，２間の床部１１の縁部の剛性を効率的に向上させることができる。
【００９８】
また、複数の連結溝１３，・・・に対して連続した凸壁部１８を形成するのであれば、個々に設ける場合に比べて、型枠の設置手間などを省略することができ、施工性に優れている。
【００９９】
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
【０１００】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態及び実施例を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【０１０１】
例えば、前記実施の形態及び実施例では、橋梁の床版１０について説明したが、これに限定されるものではなく、桟橋の床版や人工地盤の床版にも本発明を適用することができる。
【０１０２】
また、前記実施の形態及び実施例では、コンクリート製の断面Ｉ型の主桁２について説明したが、これに限定されるものではなく、材料は鋼材や合成部材でもよく、断面はＵ字形や箱型などでもよい。
【０１０３】
さらに、前記実施の形態では、連結材３を加熱して温度収縮によってプレストレスを導入する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、ナット３２ｂを締め付けることでプレストレスを導入する方法であってもよい。
【０１０４】
また、前記実施の形態では、鋼製ボルトによって形成される連結材３について説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＣ鋼棒の両端に支圧板を固着させた連結材又はＰＣ鋼線を使用した連結材などであってもよい。
【０１０５】
さらに、前記実施の形態では、接合面１２ａ，１２ａ間に隙間５０を形成して充填材５を充填する方法について説明したが、これに限定されるものではなく、接合面１２ａ（１１ａ）にエポキシ系の接着剤などを塗布して接合面１２ａ，１２ａ（１１ａ，１１ａ）同士を接合することによって床版１０の接合構造を構築することができる。
【０１０６】
また、前記実施の形態及び実施例では床版ユニット１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃの主桁２の上面２ａに当接させる箇所に突条部１６，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを設けたが、これに限定されるものではなく、主桁２の上面２ａに当接させる箇所は平坦や凹状に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 床版ユニット
１ａ 床面
１０ 床版
１１ 床部
１１ａ 接合面
１２ リブ部
１２ａ 接合面
１２ｂ 切欠部
１３ 連結溝
１３ａ 狭隘部
１３ｂ 拡幅部
１４ 貫通孔
１５ 凹部
１７ 凸部
１８ 凸壁部（凸部）
２ 主桁
２１ 穴開き鋼板
２ａ 上面
３ 連結材
３２ 定着部
５ 充填材
５０ 隙間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
床版を形成するために接合方向に並べられる床版ユニットであって、
前記床版の床面から下方に向けた連結溝が形成されており、その連結溝は、前記床版の前記接合方向の接合面に連通される狭隘部と、その狭隘部の内部側の端部に形成される拡幅部とを有していることを特徴とする床版ユニット。
【請求項２】
前記床版は、床部と、その床部の前記接合方向の縁部から垂下されるリブ部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の床版ユニット。
【請求項３】
前記床版は、床部と、その床部の前記接合方向の縁部の前記連結溝が形成される位置に対応して下方に向けて突出される凸部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の床版ユニット。
【請求項４】
前記連結溝は、前記接合方向に直交する方向に間隔を置いて複数、形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の床版ユニット。
【請求項５】
前記接合面には、凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の床版ユニット。
【請求項６】
前記床版を載置させる前記接合方向に延伸される主桁の上面には、穴開き鋼板が上方に向けて突出されており、前記床版には前記穴開き鋼板を収容する貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の床版ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の床版ユニット同士を接合させた床版の接合構造であって、
対向させる前記床版ユニットの前記接合面間には充填材が充填され、前記対向する連結溝間には連結材が架け渡され、前記連結材の両端に形成される定着部は前記拡幅部に収容されることを特徴とする床版の接合構造。
【請求項８】
前記連結材によって前記床版ユニット間にプレストレスが導入されることを特徴とする請求項７に記載の床版の接合構造。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の床版ユニットを複数接合しておこなう床版の構築方法であって、
設置済みの一方の前記床版ユニットに対して、対向する前記接合面間に隙間が形成されるように他方の前記床版ユニットを設置する工程と、
前記隙間に充填材を充填する工程と、
前記連結溝間に連結材を架け渡す工程とを備えたことを特徴とする床版の構築方法。
【請求項１０】
前記連結材を架け渡すに際して、両端に定着部が形成された鋼製の連結材を加熱し、前記連結材が熱膨脹した状態で前記連結溝に挿入することを特徴とする請求項９に記載の床版の構築方法。
【請求項１】
床版を形成するために接合方向に並べられる床版ユニットであって、
前記床版の床面から下方に向けた連結溝が形成されており、その連結溝は、前記床版の前記接合方向の接合面に連通される狭隘部と、その狭隘部の内部側の端部に形成される拡幅部とを有していることを特徴とする床版ユニット。
【請求項２】
前記床版は、床部と、その床部の前記接合方向の縁部から垂下されるリブ部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の床版ユニット。
【請求項３】
前記床版は、床部と、その床部の前記接合方向の縁部の前記連結溝が形成される位置に対応して下方に向けて突出される凸部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の床版ユニット。
【請求項４】
前記連結溝は、前記接合方向に直交する方向に間隔を置いて複数、形成されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の床版ユニット。
【請求項５】
前記接合面には、凹部が形成されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の床版ユニット。
【請求項６】
前記床版を載置させる前記接合方向に延伸される主桁の上面には、穴開き鋼板が上方に向けて突出されており、前記床版には前記穴開き鋼板を収容する貫通孔が形成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の床版ユニット。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の床版ユニット同士を接合させた床版の接合構造であって、
対向させる前記床版ユニットの前記接合面間には充填材が充填され、前記対向する連結溝間には連結材が架け渡され、前記連結材の両端に形成される定着部は前記拡幅部に収容されることを特徴とする床版の接合構造。
【請求項８】
前記連結材によって前記床版ユニット間にプレストレスが導入されることを特徴とする請求項７に記載の床版の接合構造。
【請求項９】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の床版ユニットを複数接合しておこなう床版の構築方法であって、
設置済みの一方の前記床版ユニットに対して、対向する前記接合面間に隙間が形成されるように他方の前記床版ユニットを設置する工程と、
前記隙間に充填材を充填する工程と、
前記連結溝間に連結材を架け渡す工程とを備えたことを特徴とする床版の構築方法。
【請求項１０】
前記連結材を架け渡すに際して、両端に定着部が形成された鋼製の連結材を加熱し、前記連結材が熱膨脹した状態で前記連結溝に挿入することを特徴とする請求項９に記載の床版の構築方法。
【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２０１０−２６１２４６（Ｐ２０１０−２６１２４６Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１３６７４（Ｐ２００９−１１３６７４）
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月８日（２００９．５．８）
【出願人】（０００２０６２１１）大成建設株式会社 (1,602)
【Ｆターム（参考）】
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