形鋼床版
【課題】疲労耐力を向上させるとともに、作業の効率化、風通しおよび積雪排除性の向上、排水性の向上、軽量化、構造の簡素化等を実現し、車両等の走行性も確保する。
【解決手段】橋梁の基本構造部材２３上に、断面Ｉ型の形鋼部材３０が、橋梁の幅方向に複数本並列して設けられている。そして、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁の幅方向に間隔を隔て、互いに隣接する形鋼部材３０の間に隙間４０が形成されるように設けられている。
【解決手段】橋梁の基本構造部材２３上に、断面Ｉ型の形鋼部材３０が、橋梁の幅方向に複数本並列して設けられている。そして、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁の幅方向に間隔を隔て、互いに隣接する形鋼部材３０の間に隙間４０が形成されるように設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や車両などが通行する道路、特に橋梁や立体駐車場に敷設される形鋼床版に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁の床版として、オープングレーチング床版と称されるものが用いられつつある。これは、橋梁の主桁（橋桁）上に載置される、鋼材が格子状に組まれたものであり、例えば特許文献１には、図１３（ａ）に示すように、所定間隔で配設したＩ形鋼の主部材１のウェブ１ａに、横主部材２を挿通させて溶接固定してなる格子状の基本構造部材３が構成されている。更に、この基本構造部材３の主部材１の上部に、主部材１に直交した方向と、主部材１に平行な方向に延びる補助部材４、５が格子状に組まれ、これが主部材１に溶接固定されている。
【０００３】
また、上記と同様、図１３（ｂ）に示すように、Ｉ形鋼の主部材６と横主部材７とからなる基本構造部材８上に、小型のＩ形鋼を主部材９とし、この主部材９の上部に直交させて棒状の横部材１０（例えば、スクリューバー）を所定間隔に溶接固定した構成も特許文献１に記載されている。
【０００４】
しかし、上記したようなオープングレーチング床版（鋼製格子状床版）の基本構造は、上述したように、Ｉ形鋼の主部材１、６に横主部材２、７を貫通して溶接固定するため、前記主部材１、６のウェブ１ａ、６ａにＩ形状の貫通孔をあけている。一方、Ｉ形鋼の横主部材２、７の役割は、主部材１、６に作用する鉛直荷重を分配することであるが、前記貫通孔がＩ形状であるため、応力集中を容易に招くことになり、溶接と相俟って前記貫通孔が疲労亀裂の発生の巣となり、疲労耐久性に乏しい鋼製格子状床版となっていることが判明した。
【０００５】
これに対し、図１３（ｃ）に示すように、所定間隔に配列された断面Ｉ形状の形鋼からなる主部材１１のウェブ１１ａに円形状の貫通孔を形成し、当該貫通孔に断面円形状の鋼管製の横主部材１２を貫通させて溶接固定する構成が提案されている。この構成では、横主部材１２を断面円形状としたことで、溶接部の疲労耐力を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４８６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、横主部材１２の断面形状を円形とした場合においても、横主部材１２と主部材１１とを溶接しているのは、それ以前の従来技術と同様であり、疲労耐力の問題は依然として残されている。また、図１３（ａ）〜（ｃ）のいずれの構成においても、多数の部材の溶接が必要であり、加工作業に多大な手間がかかり、コストが非常に高い欠点をもつ。
【０００８】
また、オープングレーチング床版を橋梁等の床版に採用する上では、車両荷重による溶接部の疲労により、定期的な交換が不可欠となる。しかし、パネル全体を交換しなければならないため、高コストとなる。よって、こうしたオープングレーチング床版は、排水溝などの限定的な使用に限られ、一般的な道路橋などの床版にはほとんど普及していないのが実情である。
【０００９】
また、オープングレーチング床版においては、風通しを良くし、特に吊橋などの床版に適用するための空力的な安定性があること、並びに、積雪排除性の向上、軽量化、構造の簡素化、等が常に求められている。
加えて、オープングレーチングは橋梁等の床版を構成するため、車両等の走行性も望まれている。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、低コストで、疲労耐力を向上させるとともに、設置、維持管理作業の効率化、空力安定性および積雪排除性の向上、軽量化、構造の簡素化等を実現し、車両等の走行性も確保することのできる形鋼床版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明による形鋼床版は、一方向に延びる主桁部材、または主桁部材及びこれに直交する横桁部材を備えた基本構造部材と、基本構造部材上に設けられていて主桁部材が連続する方向または主桁部材に直交する方向に延びる形鋼部材と、を備え、形鋼部材は、主桁部材が連続する方向または主桁部材に直交する方向に複数本が間隔を隔てて並列して設けられ、形鋼部材により床版面が形成されていることを特徴とする。
これにより、形鋼部材に直交する繋ぎ部材が不要となり、溶接接合部がなくなり疲労耐力が大幅に向上する。
なお、基本構造部材が例えばトラス構造等の主桁部材で構成されている場合には、主桁部材の連続する方向に直交する方向に延びる形鋼部材をその直交方向に配列させることが好ましく、基本構造部材が主桁部材とこれに直交する横桁部材とで構成されている場合には主桁部材と横桁部材のいずれかの方向に形鋼部材を配列させることが好ましい。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、隣接する形鋼部材の間には、コマが嵌合されていることを特徴とする。
形鋼床版の間にコマを設けることで、形鋼部材同士の間隔を容易に設定できると共に、形鋼部材にかかる車両などの各種の荷重をコマを通して分散させることができることになり、形鋼部材の小型化と強度の補強を行えて支持間隔の増大を図ることが出来て製造コストを低減できる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明では、コマには隣接する形鋼部材のフランジ部に挟持される係合凸部が形成されていてもよい。
コマがその係合凸部を形鋼部材のフランジ部で挟持されることによって、コマを溶接などで連結しなくても高い強度を確保できて溶接による疲労をなくすことができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明では、形鋼部材のフランジ部には、コマを着脱するための切欠部と、切欠部を塞ぐ蓋板が設けられていることを特徴とする。
一部の形鋼部材やコマを交換したり補修したりする場合では、全ての形鋼部材やコマを取り外す必要はなく、交換や補修を必要とする形鋼部材に関連するコマを切欠部から取り外して当該形鋼部材やコマのみを着脱できるため、補修や交換等を容易に行える。
【００１５】
また、請求項５に係る発明では、形鋼部材の上面に、アモルファス合金または亜鉛溶射あるいは摩擦粒子が塗布されることにより粗面処理が施されていることを特徴とする。
これにより、形鋼部材の上面の摩擦係数を高めることができる。
また、形鋼部材の上面に凹凸を形成することでも、形鋼部材の上面の摩擦係数を高めることができる。
なお、ここで、摩擦粒子とは、けい砂、セラミック、硬質骨材、エメリー等の粒状でかつ例えば上側から人や車等の荷重が加わっても変形しない程度の強度（硬度）を有するものを意味する。このような摩擦粒子は、例えば型鋼部材の上面に撒かれた後に散布される樹脂によって、あるいは予め樹脂に混入された状態で型鋼部材の上面に塗布されることによって、型鋼部材の上面に固着される。
【００１６】
請求項６に係る発明では、形鋼部材は、基本構造部材の上面にボルトを用いて固定されていることを特徴とする。ボルトを用いることにより、溶接を行う必要がなくなり、作業の大幅な効率化、疲労耐力の向上が図れる。
【００１７】
ここで、請求項７に係る発明では、形鋼部材は、基本構造部材の上面にボルト止めされた押さえプレートにより固定されていることを特徴とする。
このような押さえプレートを用いることにより、形鋼部材を容易かつ確実に固定でき、また、その取り外しができる。これにより、車両交通により損傷した場合でも、その該当部材のみ交換でき、作業が大幅に省力化される。
【００１８】
また、請求項８に係る発明では、押さえプレートは、基本構造部材の上面に固定されるベース部を有し、ベース部は、形鋼部材のフランジ部に沿って突き当たる突き当たり面を有し、形鋼部材の位置決め機能を有することを特徴とする。
これにより、形鋼部材を容易に位置決めすることができる。
【００１９】
請求項９に係る発明では、押さえプレートは、ベース部から側方に延び、形鋼部材のフランジ部を押圧するフランジ押圧部を有することを特徴とする。
これにより、押さえプレートを基本構造部材の上面にボルト止めするのみで、フランジ押圧部により形鋼部材を容易に固定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１にかかる発明によれば、形鋼部材に直交する部材が不要となり、構造の簡素化と軽量化を図ると共に、溶接接合部がなくなり疲労耐力が大幅に向上する。しかも、形鋼部材の取付け取り外しを容易化し、作業の効率化、排水効果の向上、風通しおよび積雪排除性の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、形鋼部材の間にコマを設けることで、形鋼部材同士の間隔を容易に設定できると共に、形鋼床版にかかる車両などの各種の荷重をコマを通して分散させることができ、形鋼部材等の小型化と強度の補強を行えて支持間隔の増大を図ることができて製造コストを低減できる。
【００２２】
また、請求項３に係る発明によれば、コマがその係合凸部を形鋼部材のフランジ部で挟持されることによって、コマを溶接などで連結しなくても高い強度を確保できて溶接による疲労をなくすことができる。
【００２３】
また、請求項４に係る発明によれば、一部の形鋼部材やコマを交換したり補修したりする場合、交換や補修を必要とする形鋼部材とこれに関連するコマを切欠部から取り外して当該形鋼部材やコマのみを着脱できて補修や交換等を容易に行える。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、形鋼部材の上面に、アモルファス合金または亜鉛溶射あるいは摩擦粒子が塗布されることにより粗面処理が施されることで、形鋼部材の上面の摩擦係数を高めることができ、車両等の走行性が高まる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、形鋼部材の固定にボルトを用いることにより、溶接を行う必要がなくなり、作業の大幅な効率化、疲労耐力の向上を図ることができる。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、押さえプレートを用いることにより、形鋼部材を容易かつ確実に固定できる。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、押さえプレートのベース部により、形鋼部材を容易に位置決めすることができる。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、押さえプレートを基本構造部材の上面にボルト止めするのみで、フランジ押圧部により形鋼部材を容易に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第一の実施の形態に係る形鋼床版を適用した橋梁の一例を示す図である。
【図２】形鋼部材の固定構造を示す図であり、（ａ）は形鋼部材どうしの間隔が狭い場合、（ｂ）は形鋼どうしの間隔が広い場合の固定構造の例である。
【図３】形鋼部材の上部フランジに適用する表面処理の複数例を示す図である。
【図４】形鋼部材の固定部材を示す斜視図である。
【図５】他の固定部材、および形鋼部材の固定構造のさらに他の例を示す図である。
【図６】形鋼床版をパネル化した場合の例を示す斜視図である。
【図７】第二の実施の形態に係る形鋼床版をトラス橋梁に適用した平面図である。
【図８】形鋼床版を支持するトラス橋梁を示す要部斜視図である。
【図９】第二の実施の形態による形鋼部材の間にコマを嵌合させた形鋼床版の要部拡大図である。
【図１０】（ａ）は図９に示すコマの拡大斜視図であり、（ｂ）は変形例によるコマを示す斜視図である。
【図１１】形鋼部材からコマを着脱する構造を示す要部斜視図である。
【図１２】形鋼部材に設けた切欠部と蓋板とを示す分解斜視図である。
【図１３】従来のオープングレーチング床版の複数例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明による形鋼床版を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
図１に示す第一の実施の形態による形鋼床版１９において、橋梁２０は、橋梁２０が架け渡された方向に延びる主桁部材２１と、主桁部材２１に直交する方向、つまり橋梁２０の幅方向に延びる横桁部材２２とにより、基本構造部材２３が構成されている。
【００３１】
このような基本構造部材２３上には、主桁部材２１が連続する方向に延びる断面Ｉ型の形鋼部材３０が、橋梁２０の幅方向に複数本並列して設けられている。そして、図２に示すように、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁２０の幅方向に間隔を隔て、互いに隣接する形鋼部材３０の間に隙間４０が形成されるように設けられている。
ここで、隙間４０を隔てて配置される形鋼部材３０の開口率は、地上１０ｍ未満の高さでは１０〜６０％とすることが好ましく、地上１０ｍ以上の高い領域では３０〜６０％とするのが好ましい。
【００３２】
また、形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂの上面は、そのまま車両等が通る路面（床版面）を形成する。そこで、滑り止めのため、図３（ａ）に示すように、上部フランジ３０ｂの上面は、例えば、アモルファス合金や亜鉛溶射あるいは摩擦粒子を塗布することにより、粗面処理とするのが好ましい。これにより摩擦係数が高くなり、滑りにくくなる。
また、図３（ｂ）に示すように、形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂに、凹凸３９等を設けても良い。これによっても摩擦係数を高めることができる。
【００３３】
各形鋼部材３０は、その長さ方向の両端部と、中間部とが、それぞれ横桁部材２２に固定されている。
形鋼部材３０の両端部は、横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴と、形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに形成されたボルト穴とを合致させ、これらにボルトを貫通させ、ボルト先端部にナットを締結することによって固定されている。
また、各形鋼部材３０の長さ方向の中間部は、以下に示すような固定部材により横桁部材２２の上部フランジ２２ａに固定されている。
【００３４】
各形鋼部材３０は、その長さ方向の中間部において、図２に示すように、固定部材（押えプレート）５１、５２を用いて固定することができる。
図４（ａ）に示すように、固定部材５１は、平面状のベース部５１ａと、ベース部５１ａの一端から上方に湾曲する湾曲部５１ｂと、湾曲部５１ｂに連続して斜め下方に延びるフランジ押圧部５１ｃとを有する。ここで、ベース部５１ａにはボルト穴５１ｄ、５１ｄが形成されている。
また、図４（ｂ）に示すように、固定部材５２は、平面上のベース部５２ａと、ベース部５２ａの一端の上方側で１８０°に折り返された折り返し部５２ｂと、折り返し部５２ｂに連続して斜め下方に延びるフランジ押圧部５２ｃとを有する。ここで、ベース部５２ａおよび折り返し部５２ｂには、ボルト穴５２ｄ、５２ｄが形成されている。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、このような固定部材５１、５２を用い、形鋼部材３０の下部フランジ３０ａの一方の側を固定部材５１で固定し、他方の側を固定部材５２で固定する。
固定部材５１は、ボルト穴５１ｄ、５１ｄを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴に合致させた状態で、ボルト・ナット５３によりこれらを締結する。この状態で、ベース部５１ａが横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に面し、その一辺５１ｅを突き当たり面として形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせて突き合わせている。すると、フランジ押圧部５１ｃが形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを下方に押圧して横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に押し付け、これによって形鋼部材３０の中間部の固定がなされる。このとき、固定部材５１は、湾曲部５１ｂの近傍で弾性変形することで、下部フランジ３０ａを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに押圧する。
【００３６】
また、固定部材５２は、ボルト穴５２ｄ、５２ｄを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴に合致させた状態で、ボルト・ナット５３によりこれらを締結する。この状態で、ベース部５２ａが横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に面し、その一辺５２ｅを突き当たり面として形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせて突き合わせている。すると、フランジ押圧部５２ｃが形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを下方に押圧して横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に押し付け、これによって形鋼部材３０の中間部の固定がなされる。このとき、固定部材５２は、折り返し部５２ｂの近傍で弾性変形することで、下部フランジ３０ａを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに押圧する。
【００３７】
ここで、図２（ａ）に示すように、互いに隣接する形鋼部材３０の間隔が狭い場合には、一方の形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを押圧する固定部材５１と、他方の形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを押圧する固定部材５２とを重ね合わせる。これには、ベース部５１ａ上にベース部５２ａを重ね、これらをボルト・ナット５３により共締めする。
【００３８】
また、互いに隣接する形鋼部材３０の間隔が広い場合には、図２（ｂ）に示すように、固定部材５２のみ、あるいは固定部材５１のみを用いて、固定することができる。
この場合も、ベース部５１ａ、５２ａにより、形鋼部材３０の取り付け時に、固定部材５１、５２の位置決めを容易に行える。
【００３９】
このように、固定部材５１、５２により、互いに隣接する形鋼部材３０の間隔が広い場合にも狭い場合にも対応することができ、固定部材５１、５２の汎用性が高まる。このとき、固定部材５１、５２は、ベース部５１ａ、５２ａの一辺５１ｅ、５２ｅを形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせることで、容易に位置決めを行える。
【００４０】
なお、図５（ａ）に示すような固定部材（押えプレート）５５を用いることもできる。
この固定部材５５は、ベース部５５ａと、その両側からそれぞれ上方に湾曲する湾曲部５５ｂと、湾曲部５５ｂに連続して斜め下方に延びるフランジ押圧部５５ｃとを有する。ここで、ベース部５５ａにはボルト穴５５ｄ、５５ｄが形成されている。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、このような固定部材５５では、互いに隣接する形鋼部材３０の下部フランジ３０ａどうしの間に、ベース部５５ａを位置させ、ボルト穴５５ｄ、５５ｄを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴に合致させた状態で、ボルト・ナット５３によりこれらを締結する。この状態で、ベース部５５ａが横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に面し、その両辺５５ｅ、５５ｅを突き当たり面として、その両側の形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせて突き合わせている。すると、両側のフランジ押圧部５５ｃが形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを下方に押圧して横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に押し付け、これによって両側の形鋼部材３０の中間部の固定がなされる。このとき、固定部材５５は、湾曲部５５ｂの近傍で弾性変形することで、下部フランジ３０ａを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに押圧する。
【００４２】
上述したような構成によれば、基本構造部材２３上には、主桁部材２１が連続する延びる断面Ｉ型の形鋼部材３０が、橋梁２０の幅方向に複数本並列して設けられている。そして、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁２０の幅方向に間隔を隔て、互いに隣接する形鋼部材３０の間に隙間４０が形成されるように設けられている。
このようにして、基本構造部材２３上に設ける形鋼部材３０により、橋梁２０における路面を形成することができ、形鋼部材３０は溶接することなく設置できるので、疲労耐力を向上させるとともに、作業の効率化を図ることができる。
また、橋梁２０の長さ方向に延びる形鋼部材３０のみであるため、地上１０ｍ未満の高さでは開口率１０〜６０％とし、地上１０ｍ以上の高い領域では開口率を３０〜６０％と大きくすることが好ましく、排水効果の向上、風通しおよび積雪排除性の向上、軽量化、構造の簡素化等を図ることもできる。
【００４３】
さらに、形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂの上面に、アモルファス合金や亜鉛溶射あるいは摩擦粒子を塗布することにより粗面処理を施したり凹凸３９を形成することで、摩擦係数を高くすることができ、車両の走行性を高めることもできる。
【００４４】
加えて、形鋼部材３０の固定には、固定部材５１、５２、５５を用いることで、形鋼部材３０の固定を、ボルト・ナット５３により容易に行える。
また、損傷や老朽化等により形鋼部材３０を交換する場合にも、現場においてボルト・ナット５３を緩めれば損傷した形鋼部材３０のみを一本ずつ容易に取り外せる。これによって保守性を高めることができる。
さらに、固定部材５１、５２、５５のベース部５１ａ、５２ａ、５５ａが、形鋼部材３０の位置決め機能、互いに隣接する形鋼部材３０、３０の間隔を規定するスペーサ機能を有しているため、形鋼部材３０の取り付けを容易かつ確実に行える。
【００４５】
なお、本発明の第一の実施形態による形鋼床版１９は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、図６に示すように、基本構造部材２３を、所定の大きさのパネル化し、所定の大きさの基本構造部材２３Ｐ上に、複数本の形鋼部材３０が予め固定された床版パネル２０Ｐとしてもよい。
また、形鋼部材３０をボルト止めにより固定できるのであれば、押えプレートを、固定部材５１、５２、５３以外の形状・構造とすることも可能である。
また、上述の実施形態による形鋼床版１９では、横桁部材２２の延在方向に沿って主桁部材２１の延在方向に延びる形鋼部材３０を複数配列させた構成を採用したが、この構成に変えて、横桁部材２２の延在方向に延びる形鋼部材３０を主桁部材２１の延在方向に沿って複数配列させた構成を採用してもよい。
【００４６】
次に本発明の第二実施形態による形鋼床版６６について図７乃至図１２に基づいて説明するが、上述した第一の実施形態による形鋼床版１９と同一又は同様な部材、部品には同一の符号を用いて説明する。
本第二の実施形態による橋梁６０は例えば鋼管トラス橋梁であり、図７及び図８に示すように、橋梁６０が架け渡された方向に延びる例えば鋼管からなる２組のトラス主桁部材６１によって橋桁６２が構成されている。各トラス主桁部材６１は橋梁６０の延在方向に沿う長手方向に直交する断面視で例えば３本の鋼管６１ａが上下を逆三角形にして各頂部に配設され、橋梁６０の下方に位置する頂部の鋼管６１ａから底面をなす２本の鋼管６１ａに向けて比較的小径の鋼管６１ｂが前後斜め方向に延びて各鋼管６１ａに接合されてトラス構造を形成している。そのため、各トラス主桁部材６１は略三角形筒状の骨組み構造を有しており、横桁部材は設けられていない。
橋梁６０はその延在方向に延びる２組のトラス主桁部材６１によって基本構造部材６３が構成されている。
【００４７】
このような基本構造部材６３の２組のトラス主桁部材６１上には、トラス主桁部材６１の延在方向に直交する方向に延びる例えば断面Ｉ型の複数の形鋼部材３０がトラス主桁部材６１の延在方向に並列して配設されてなる形鋼床版６６が設けられている。そして、図７に示すように、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁６０の幅方向に所定の間隔を隔てて互いに隣接する形鋼部材３０の間に所定の隙間４０が形成されるように設けられている。
そして、図９に示すように隣接する形鋼部材３０の間には荷重分配用のコマ６７が嵌合されている。コマ６７は、図１０（ａ）に示すように略四角形箱状に形成され、その内部は例えば空洞（中実でもよい）であり両側面６７ａに円形の孔６８が形成されている。そして、コマ６７の上下面には上面６７ｂ及び下面６７ｃから係合凸部６９が突出して一体に形成されている。
【００４８】
コマ６７の係合凸部６９は、図９に示すように、隣接する形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂ同士と下部フランジ３０ａ同士でそれぞれ挟まれて嵌合状態で強固に係止されることになる。換言すれは、コマ６７の上面６７ｂと下面６７ｃは、係合凸部６９の部分が形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂと下部フランジ３０ａと嵌合して略面一となるように突出し、その両側の部分は上部フランジ３０ｂと下部フランジ３０ａの内側に押圧されて係止される。その際、コマ６７の両端面６７ｅが形鋼部材３０のウエブに当接されていることが好ましい。
【００４９】
なお、図１０（ｂ）はコマ６７の変形例であり、この変形例によるコマ７１は上下面７１ｂ、７１ｃに突出する係合凸部６９を設けない略四角形箱状に形成されている点においてコマ６７と相違し、その余の構成で一致する。そのため、コマ７１が隣接する形鋼部材３０の間に嵌合された状態で、上下面７１ｂ、７１ｃの両側部と両端面７１ｅがそれぞれ形鋼部材３０の上下部フランジ６５ａ、６５ｂとウェブとに面接触して嵌合されて強固に保持される。
【００５０】
そして、本実施形態による形鋼床版６６によれば、平行に配列された形鋼部材３０の隙間４０にコマ６７が嵌合されていることで強固に固定され、その際、コマ６７と形鋼部材３０は溶接せず、嵌合強度だけで固定保持されている。
なお、形鋼部材３０は、上述の第一実施形態と同様に、ボルトによってトラス主桁部材６１に結合されているものとする。
また、上述の説明や図７等ではコマ６７は形鋼部材３０の隙間４０に一列に配列された構成が開示されているが、コマ６７の列は一列に限定されることなく適宜の複数列を配列することができ、これによって形鋼床版６６を走行する車両の荷重分散が一層促進されて強度が向上する。
【００５１】
このような形鋼床版６６の施工時には、形鋼部材３０とコマ６７を交互に配設してコマ６７を形鋼部材３０で嵌合させながら配設していけばよいが、施工完了後に一部の形鋼部材３０が損傷したりした場合には、形鋼床版６６全体を分解・解体しなくても一部の形鋼部材３０だけを簡単に交換することができる。
次にこのような構造について説明する。
図１１及び図１２に示す形鋼床版６６において、各形鋼部材３０はその長手方向の一端近傍において、両側の上部フランジ３０ｂ（下部フランジ３０ａでもよい）に切欠部７３を形成するものとする。隣接する両側の形鋼部材３０にそれぞれ切欠部７３を対向して設けることで、嵌合状態にあるコマ６７をスライドさせて切欠部７３から取り外すことができる。そして、両側のコマ６７を除去した後で、損傷した形鋼部材３０をトラス主桁部材６１に固定した図示しないボルトを外すことで、取り外し交換することができる。
【００５２】
形鋼部材３０を交換してコマ６７を取り付けた後、図１１及び図１２に示すように、形鋼部材３０の切欠部７３には鋼板７４を蓋として取り付けてボルト等で固定しくことができる。形鋼床版６６において、切欠部７３は形鋼部材３０の長さ方向のどこに形成してもよいが、歩道の領域にあたる端部近傍に形成しておくと車道部分の強度低下につながらなくて好ましい。
【００５３】
上述のように本第二の実施の形態による形鋼床版６６によれば、形鋼部材３０で受ける車両の荷重をコマ６７を介して他の形鋼部材３０やコマ６７に分配・分散させることができるから耐衝撃性が高く且つ強度と耐久性も高くなり、形鋼部材３０の小型化とトラス鋼管６１ａ同士またはトラス主桁部材６１同士の間隔を増大させることができる。
また、形鋼部材３０同士を施工する際、コマ６７によって隙間４０を精度よく設定できると共に、形鋼部材３０同士でコマ６７を嵌合させて固定すれば高強度で施工できるから、コマ６７と形鋼部材３０をボルト止め等で固定しなくてもよく、車両荷重による疲労を低減することができる。
【００５４】
また、コマ６７を適用したことで形鋼床版６６が高強度になるため、トラス鋼管６１ａ同士またはトラス主桁部材６１同士の間隔を増大させることができて鋼管トラス構造の橋梁６０等の多様な構造形式による隙間４０を備えた形鋼床版６６を施工できる。しかも、鋼管トラス構造の橋梁６０に形鋼床版６６を組み立て施工するに際し、従来、形鋼床版に必須とされた横つなぎ材を省略することができて低コストで組み立て期間を短縮できる。本第二実施形態では、橋桁を構成するトラス主桁部材６１にも横桁部材を省略することができる。
【００５５】
なお、鋼管以外のトラス構造を備えたトラス主桁部材６１を形成した上に形鋼床版６６を敷設することで、トラス構造の橋梁６０を組み立ててもよい。また、トラス主桁部材６１に代えて鋼管トラスまたは四角断面トラス等を採用してもよい。
また、上述した第一の実施形態による主桁部材２１と横桁部材２２による基本構造部材２３に第二実施形態による形鋼部材３０とコマ６７を備えた形鋼床版６６をボルト等で施工してもよい。あるいは第一の実施形態による形鋼床版１９の形鋼部材３０の間にコマ６７や７１を嵌合させてもよい。
なお、コマ６７、７１と形鋼部材３０とをボルトで連結するようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した第一実施形態による形鋼床版１９の変形例として、第二実施形態で示す鋼管トラス構造からなるトラス型の主桁部材６１また第一実施形態で示すトラス構造でない主桁部材２１に対して、これらのいずれかの主桁部材６１、２１に直交する方向に延びる形鋼部材３０を主桁部材の延在方向に配列して形鋼床版を構成してもよい。
さらに、上記構成は、上記実施形態で説明した橋梁２０、６０に限らず、立体駐車場等、他の構造物にも同様に適用することができるのは言うまでもない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１９，６６ 形鋼床版
２０、６０ 橋梁
２０Ｐ 床版パネル
２１ 主桁部材
２２ 横桁部材
２２ａ 上部フランジ
２３、２３Ｐ 基本構造部材
３０ 形鋼部材
３０ａ 下部フランジ
３０ｂ 上部フランジ
３９ 凹凸
４０ 隙間
５１ 固定部材（押えプレート）
５１ａ ベース部
５１ｂ 湾曲部
５１ｃ フランジ押圧部
５１ｄ ボルト穴
５１ｅ 一辺
５２ 固定部材（押えプレート）
５２ａ ベース部
５２ｂ 折り返し部
５２ｃ フランジ押圧部
５２ｄ ボルト穴
５２ｅ 一辺
５３ ボルト・ナット
５５ 固定部材（押えプレート）
５５ａ ベース部
５５ｂ 湾曲部
５５ｃ フランジ押圧部
５５ｄ ボルト穴
５５ｅ 両辺
６１ トラス主桁部材
６２ 鋼管
６７，７１ コマ
６９ 係合凸部
７３ 切欠部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人や車両などが通行する道路、特に橋梁や立体駐車場に敷設される形鋼床版に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、橋梁の床版として、オープングレーチング床版と称されるものが用いられつつある。これは、橋梁の主桁（橋桁）上に載置される、鋼材が格子状に組まれたものであり、例えば特許文献１には、図１３（ａ）に示すように、所定間隔で配設したＩ形鋼の主部材１のウェブ１ａに、横主部材２を挿通させて溶接固定してなる格子状の基本構造部材３が構成されている。更に、この基本構造部材３の主部材１の上部に、主部材１に直交した方向と、主部材１に平行な方向に延びる補助部材４、５が格子状に組まれ、これが主部材１に溶接固定されている。
【０００３】
また、上記と同様、図１３（ｂ）に示すように、Ｉ形鋼の主部材６と横主部材７とからなる基本構造部材８上に、小型のＩ形鋼を主部材９とし、この主部材９の上部に直交させて棒状の横部材１０（例えば、スクリューバー）を所定間隔に溶接固定した構成も特許文献１に記載されている。
【０００４】
しかし、上記したようなオープングレーチング床版（鋼製格子状床版）の基本構造は、上述したように、Ｉ形鋼の主部材１、６に横主部材２、７を貫通して溶接固定するため、前記主部材１、６のウェブ１ａ、６ａにＩ形状の貫通孔をあけている。一方、Ｉ形鋼の横主部材２、７の役割は、主部材１、６に作用する鉛直荷重を分配することであるが、前記貫通孔がＩ形状であるため、応力集中を容易に招くことになり、溶接と相俟って前記貫通孔が疲労亀裂の発生の巣となり、疲労耐久性に乏しい鋼製格子状床版となっていることが判明した。
【０００５】
これに対し、図１３（ｃ）に示すように、所定間隔に配列された断面Ｉ形状の形鋼からなる主部材１１のウェブ１１ａに円形状の貫通孔を形成し、当該貫通孔に断面円形状の鋼管製の横主部材１２を貫通させて溶接固定する構成が提案されている。この構成では、横主部材１２を断面円形状としたことで、溶接部の疲労耐力を向上させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２４８６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、横主部材１２の断面形状を円形とした場合においても、横主部材１２と主部材１１とを溶接しているのは、それ以前の従来技術と同様であり、疲労耐力の問題は依然として残されている。また、図１３（ａ）〜（ｃ）のいずれの構成においても、多数の部材の溶接が必要であり、加工作業に多大な手間がかかり、コストが非常に高い欠点をもつ。
【０００８】
また、オープングレーチング床版を橋梁等の床版に採用する上では、車両荷重による溶接部の疲労により、定期的な交換が不可欠となる。しかし、パネル全体を交換しなければならないため、高コストとなる。よって、こうしたオープングレーチング床版は、排水溝などの限定的な使用に限られ、一般的な道路橋などの床版にはほとんど普及していないのが実情である。
【０００９】
また、オープングレーチング床版においては、風通しを良くし、特に吊橋などの床版に適用するための空力的な安定性があること、並びに、積雪排除性の向上、軽量化、構造の簡素化、等が常に求められている。
加えて、オープングレーチングは橋梁等の床版を構成するため、車両等の走行性も望まれている。
【００１０】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、低コストで、疲労耐力を向上させるとともに、設置、維持管理作業の効率化、空力安定性および積雪排除性の向上、軽量化、構造の簡素化等を実現し、車両等の走行性も確保することのできる形鋼床版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明による形鋼床版は、一方向に延びる主桁部材、または主桁部材及びこれに直交する横桁部材を備えた基本構造部材と、基本構造部材上に設けられていて主桁部材が連続する方向または主桁部材に直交する方向に延びる形鋼部材と、を備え、形鋼部材は、主桁部材が連続する方向または主桁部材に直交する方向に複数本が間隔を隔てて並列して設けられ、形鋼部材により床版面が形成されていることを特徴とする。
これにより、形鋼部材に直交する繋ぎ部材が不要となり、溶接接合部がなくなり疲労耐力が大幅に向上する。
なお、基本構造部材が例えばトラス構造等の主桁部材で構成されている場合には、主桁部材の連続する方向に直交する方向に延びる形鋼部材をその直交方向に配列させることが好ましく、基本構造部材が主桁部材とこれに直交する横桁部材とで構成されている場合には主桁部材と横桁部材のいずれかの方向に形鋼部材を配列させることが好ましい。
【００１２】
また、請求項２に係る発明では、隣接する形鋼部材の間には、コマが嵌合されていることを特徴とする。
形鋼床版の間にコマを設けることで、形鋼部材同士の間隔を容易に設定できると共に、形鋼部材にかかる車両などの各種の荷重をコマを通して分散させることができることになり、形鋼部材の小型化と強度の補強を行えて支持間隔の増大を図ることが出来て製造コストを低減できる。
【００１３】
また、請求項３に係る発明では、コマには隣接する形鋼部材のフランジ部に挟持される係合凸部が形成されていてもよい。
コマがその係合凸部を形鋼部材のフランジ部で挟持されることによって、コマを溶接などで連結しなくても高い強度を確保できて溶接による疲労をなくすことができる。
【００１４】
また、請求項４に係る発明では、形鋼部材のフランジ部には、コマを着脱するための切欠部と、切欠部を塞ぐ蓋板が設けられていることを特徴とする。
一部の形鋼部材やコマを交換したり補修したりする場合では、全ての形鋼部材やコマを取り外す必要はなく、交換や補修を必要とする形鋼部材に関連するコマを切欠部から取り外して当該形鋼部材やコマのみを着脱できるため、補修や交換等を容易に行える。
【００１５】
また、請求項５に係る発明では、形鋼部材の上面に、アモルファス合金または亜鉛溶射あるいは摩擦粒子が塗布されることにより粗面処理が施されていることを特徴とする。
これにより、形鋼部材の上面の摩擦係数を高めることができる。
また、形鋼部材の上面に凹凸を形成することでも、形鋼部材の上面の摩擦係数を高めることができる。
なお、ここで、摩擦粒子とは、けい砂、セラミック、硬質骨材、エメリー等の粒状でかつ例えば上側から人や車等の荷重が加わっても変形しない程度の強度（硬度）を有するものを意味する。このような摩擦粒子は、例えば型鋼部材の上面に撒かれた後に散布される樹脂によって、あるいは予め樹脂に混入された状態で型鋼部材の上面に塗布されることによって、型鋼部材の上面に固着される。
【００１６】
請求項６に係る発明では、形鋼部材は、基本構造部材の上面にボルトを用いて固定されていることを特徴とする。ボルトを用いることにより、溶接を行う必要がなくなり、作業の大幅な効率化、疲労耐力の向上が図れる。
【００１７】
ここで、請求項７に係る発明では、形鋼部材は、基本構造部材の上面にボルト止めされた押さえプレートにより固定されていることを特徴とする。
このような押さえプレートを用いることにより、形鋼部材を容易かつ確実に固定でき、また、その取り外しができる。これにより、車両交通により損傷した場合でも、その該当部材のみ交換でき、作業が大幅に省力化される。
【００１８】
また、請求項８に係る発明では、押さえプレートは、基本構造部材の上面に固定されるベース部を有し、ベース部は、形鋼部材のフランジ部に沿って突き当たる突き当たり面を有し、形鋼部材の位置決め機能を有することを特徴とする。
これにより、形鋼部材を容易に位置決めすることができる。
【００１９】
請求項９に係る発明では、押さえプレートは、ベース部から側方に延び、形鋼部材のフランジ部を押圧するフランジ押圧部を有することを特徴とする。
これにより、押さえプレートを基本構造部材の上面にボルト止めするのみで、フランジ押圧部により形鋼部材を容易に固定することができる。
【発明の効果】
【００２０】
請求項１にかかる発明によれば、形鋼部材に直交する部材が不要となり、構造の簡素化と軽量化を図ると共に、溶接接合部がなくなり疲労耐力が大幅に向上する。しかも、形鋼部材の取付け取り外しを容易化し、作業の効率化、排水効果の向上、風通しおよび積雪排除性の向上を図ることができる。
【００２１】
請求項２に係る発明によれば、形鋼部材の間にコマを設けることで、形鋼部材同士の間隔を容易に設定できると共に、形鋼床版にかかる車両などの各種の荷重をコマを通して分散させることができ、形鋼部材等の小型化と強度の補強を行えて支持間隔の増大を図ることができて製造コストを低減できる。
【００２２】
また、請求項３に係る発明によれば、コマがその係合凸部を形鋼部材のフランジ部で挟持されることによって、コマを溶接などで連結しなくても高い強度を確保できて溶接による疲労をなくすことができる。
【００２３】
また、請求項４に係る発明によれば、一部の形鋼部材やコマを交換したり補修したりする場合、交換や補修を必要とする形鋼部材とこれに関連するコマを切欠部から取り外して当該形鋼部材やコマのみを着脱できて補修や交換等を容易に行える。
【００２４】
請求項５に係る発明によれば、形鋼部材の上面に、アモルファス合金または亜鉛溶射あるいは摩擦粒子が塗布されることにより粗面処理が施されることで、形鋼部材の上面の摩擦係数を高めることができ、車両等の走行性が高まる。
【００２５】
請求項６に係る発明によれば、形鋼部材の固定にボルトを用いることにより、溶接を行う必要がなくなり、作業の大幅な効率化、疲労耐力の向上を図ることができる。
【００２６】
請求項７に係る発明によれば、押さえプレートを用いることにより、形鋼部材を容易かつ確実に固定できる。
【００２７】
請求項８に係る発明によれば、押さえプレートのベース部により、形鋼部材を容易に位置決めすることができる。
【００２８】
請求項９に係る発明によれば、押さえプレートを基本構造部材の上面にボルト止めするのみで、フランジ押圧部により形鋼部材を容易に固定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】第一の実施の形態に係る形鋼床版を適用した橋梁の一例を示す図である。
【図２】形鋼部材の固定構造を示す図であり、（ａ）は形鋼部材どうしの間隔が狭い場合、（ｂ）は形鋼どうしの間隔が広い場合の固定構造の例である。
【図３】形鋼部材の上部フランジに適用する表面処理の複数例を示す図である。
【図４】形鋼部材の固定部材を示す斜視図である。
【図５】他の固定部材、および形鋼部材の固定構造のさらに他の例を示す図である。
【図６】形鋼床版をパネル化した場合の例を示す斜視図である。
【図７】第二の実施の形態に係る形鋼床版をトラス橋梁に適用した平面図である。
【図８】形鋼床版を支持するトラス橋梁を示す要部斜視図である。
【図９】第二の実施の形態による形鋼部材の間にコマを嵌合させた形鋼床版の要部拡大図である。
【図１０】（ａ）は図９に示すコマの拡大斜視図であり、（ｂ）は変形例によるコマを示す斜視図である。
【図１１】形鋼部材からコマを着脱する構造を示す要部斜視図である。
【図１２】形鋼部材に設けた切欠部と蓋板とを示す分解斜視図である。
【図１３】従来のオープングレーチング床版の複数例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して、本発明による形鋼床版を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
図１に示す第一の実施の形態による形鋼床版１９において、橋梁２０は、橋梁２０が架け渡された方向に延びる主桁部材２１と、主桁部材２１に直交する方向、つまり橋梁２０の幅方向に延びる横桁部材２２とにより、基本構造部材２３が構成されている。
【００３１】
このような基本構造部材２３上には、主桁部材２１が連続する方向に延びる断面Ｉ型の形鋼部材３０が、橋梁２０の幅方向に複数本並列して設けられている。そして、図２に示すように、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁２０の幅方向に間隔を隔て、互いに隣接する形鋼部材３０の間に隙間４０が形成されるように設けられている。
ここで、隙間４０を隔てて配置される形鋼部材３０の開口率は、地上１０ｍ未満の高さでは１０〜６０％とすることが好ましく、地上１０ｍ以上の高い領域では３０〜６０％とするのが好ましい。
【００３２】
また、形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂの上面は、そのまま車両等が通る路面（床版面）を形成する。そこで、滑り止めのため、図３（ａ）に示すように、上部フランジ３０ｂの上面は、例えば、アモルファス合金や亜鉛溶射あるいは摩擦粒子を塗布することにより、粗面処理とするのが好ましい。これにより摩擦係数が高くなり、滑りにくくなる。
また、図３（ｂ）に示すように、形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂに、凹凸３９等を設けても良い。これによっても摩擦係数を高めることができる。
【００３３】
各形鋼部材３０は、その長さ方向の両端部と、中間部とが、それぞれ横桁部材２２に固定されている。
形鋼部材３０の両端部は、横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴と、形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに形成されたボルト穴とを合致させ、これらにボルトを貫通させ、ボルト先端部にナットを締結することによって固定されている。
また、各形鋼部材３０の長さ方向の中間部は、以下に示すような固定部材により横桁部材２２の上部フランジ２２ａに固定されている。
【００３４】
各形鋼部材３０は、その長さ方向の中間部において、図２に示すように、固定部材（押えプレート）５１、５２を用いて固定することができる。
図４（ａ）に示すように、固定部材５１は、平面状のベース部５１ａと、ベース部５１ａの一端から上方に湾曲する湾曲部５１ｂと、湾曲部５１ｂに連続して斜め下方に延びるフランジ押圧部５１ｃとを有する。ここで、ベース部５１ａにはボルト穴５１ｄ、５１ｄが形成されている。
また、図４（ｂ）に示すように、固定部材５２は、平面上のベース部５２ａと、ベース部５２ａの一端の上方側で１８０°に折り返された折り返し部５２ｂと、折り返し部５２ｂに連続して斜め下方に延びるフランジ押圧部５２ｃとを有する。ここで、ベース部５２ａおよび折り返し部５２ｂには、ボルト穴５２ｄ、５２ｄが形成されている。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、このような固定部材５１、５２を用い、形鋼部材３０の下部フランジ３０ａの一方の側を固定部材５１で固定し、他方の側を固定部材５２で固定する。
固定部材５１は、ボルト穴５１ｄ、５１ｄを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴に合致させた状態で、ボルト・ナット５３によりこれらを締結する。この状態で、ベース部５１ａが横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に面し、その一辺５１ｅを突き当たり面として形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせて突き合わせている。すると、フランジ押圧部５１ｃが形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを下方に押圧して横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に押し付け、これによって形鋼部材３０の中間部の固定がなされる。このとき、固定部材５１は、湾曲部５１ｂの近傍で弾性変形することで、下部フランジ３０ａを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに押圧する。
【００３６】
また、固定部材５２は、ボルト穴５２ｄ、５２ｄを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴に合致させた状態で、ボルト・ナット５３によりこれらを締結する。この状態で、ベース部５２ａが横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に面し、その一辺５２ｅを突き当たり面として形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせて突き合わせている。すると、フランジ押圧部５２ｃが形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを下方に押圧して横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に押し付け、これによって形鋼部材３０の中間部の固定がなされる。このとき、固定部材５２は、折り返し部５２ｂの近傍で弾性変形することで、下部フランジ３０ａを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに押圧する。
【００３７】
ここで、図２（ａ）に示すように、互いに隣接する形鋼部材３０の間隔が狭い場合には、一方の形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを押圧する固定部材５１と、他方の形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを押圧する固定部材５２とを重ね合わせる。これには、ベース部５１ａ上にベース部５２ａを重ね、これらをボルト・ナット５３により共締めする。
【００３８】
また、互いに隣接する形鋼部材３０の間隔が広い場合には、図２（ｂ）に示すように、固定部材５２のみ、あるいは固定部材５１のみを用いて、固定することができる。
この場合も、ベース部５１ａ、５２ａにより、形鋼部材３０の取り付け時に、固定部材５１、５２の位置決めを容易に行える。
【００３９】
このように、固定部材５１、５２により、互いに隣接する形鋼部材３０の間隔が広い場合にも狭い場合にも対応することができ、固定部材５１、５２の汎用性が高まる。このとき、固定部材５１、５２は、ベース部５１ａ、５２ａの一辺５１ｅ、５２ｅを形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせることで、容易に位置決めを行える。
【００４０】
なお、図５（ａ）に示すような固定部材（押えプレート）５５を用いることもできる。
この固定部材５５は、ベース部５５ａと、その両側からそれぞれ上方に湾曲する湾曲部５５ｂと、湾曲部５５ｂに連続して斜め下方に延びるフランジ押圧部５５ｃとを有する。ここで、ベース部５５ａにはボルト穴５５ｄ、５５ｄが形成されている。
【００４１】
図５（ｂ）に示すように、このような固定部材５５では、互いに隣接する形鋼部材３０の下部フランジ３０ａどうしの間に、ベース部５５ａを位置させ、ボルト穴５５ｄ、５５ｄを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに形成されたボルト穴に合致させた状態で、ボルト・ナット５３によりこれらを締結する。この状態で、ベース部５５ａが横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に面し、その両辺５５ｅ、５５ｅを突き当たり面として、その両側の形鋼部材３０の下部フランジ３０ａに沿わせて突き合わせている。すると、両側のフランジ押圧部５５ｃが形鋼部材３０の下部フランジ３０ａを下方に押圧して横桁部材２２の上部フランジ２２ａ上に押し付け、これによって両側の形鋼部材３０の中間部の固定がなされる。このとき、固定部材５５は、湾曲部５５ｂの近傍で弾性変形することで、下部フランジ３０ａを横桁部材２２の上部フランジ２２ａに押圧する。
【００４２】
上述したような構成によれば、基本構造部材２３上には、主桁部材２１が連続する延びる断面Ｉ型の形鋼部材３０が、橋梁２０の幅方向に複数本並列して設けられている。そして、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁２０の幅方向に間隔を隔て、互いに隣接する形鋼部材３０の間に隙間４０が形成されるように設けられている。
このようにして、基本構造部材２３上に設ける形鋼部材３０により、橋梁２０における路面を形成することができ、形鋼部材３０は溶接することなく設置できるので、疲労耐力を向上させるとともに、作業の効率化を図ることができる。
また、橋梁２０の長さ方向に延びる形鋼部材３０のみであるため、地上１０ｍ未満の高さでは開口率１０〜６０％とし、地上１０ｍ以上の高い領域では開口率を３０〜６０％と大きくすることが好ましく、排水効果の向上、風通しおよび積雪排除性の向上、軽量化、構造の簡素化等を図ることもできる。
【００４３】
さらに、形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂの上面に、アモルファス合金や亜鉛溶射あるいは摩擦粒子を塗布することにより粗面処理を施したり凹凸３９を形成することで、摩擦係数を高くすることができ、車両の走行性を高めることもできる。
【００４４】
加えて、形鋼部材３０の固定には、固定部材５１、５２、５５を用いることで、形鋼部材３０の固定を、ボルト・ナット５３により容易に行える。
また、損傷や老朽化等により形鋼部材３０を交換する場合にも、現場においてボルト・ナット５３を緩めれば損傷した形鋼部材３０のみを一本ずつ容易に取り外せる。これによって保守性を高めることができる。
さらに、固定部材５１、５２、５５のベース部５１ａ、５２ａ、５５ａが、形鋼部材３０の位置決め機能、互いに隣接する形鋼部材３０、３０の間隔を規定するスペーサ機能を有しているため、形鋼部材３０の取り付けを容易かつ確実に行える。
【００４５】
なお、本発明の第一の実施形態による形鋼床版１９は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、図６に示すように、基本構造部材２３を、所定の大きさのパネル化し、所定の大きさの基本構造部材２３Ｐ上に、複数本の形鋼部材３０が予め固定された床版パネル２０Ｐとしてもよい。
また、形鋼部材３０をボルト止めにより固定できるのであれば、押えプレートを、固定部材５１、５２、５３以外の形状・構造とすることも可能である。
また、上述の実施形態による形鋼床版１９では、横桁部材２２の延在方向に沿って主桁部材２１の延在方向に延びる形鋼部材３０を複数配列させた構成を採用したが、この構成に変えて、横桁部材２２の延在方向に延びる形鋼部材３０を主桁部材２１の延在方向に沿って複数配列させた構成を採用してもよい。
【００４６】
次に本発明の第二実施形態による形鋼床版６６について図７乃至図１２に基づいて説明するが、上述した第一の実施形態による形鋼床版１９と同一又は同様な部材、部品には同一の符号を用いて説明する。
本第二の実施形態による橋梁６０は例えば鋼管トラス橋梁であり、図７及び図８に示すように、橋梁６０が架け渡された方向に延びる例えば鋼管からなる２組のトラス主桁部材６１によって橋桁６２が構成されている。各トラス主桁部材６１は橋梁６０の延在方向に沿う長手方向に直交する断面視で例えば３本の鋼管６１ａが上下を逆三角形にして各頂部に配設され、橋梁６０の下方に位置する頂部の鋼管６１ａから底面をなす２本の鋼管６１ａに向けて比較的小径の鋼管６１ｂが前後斜め方向に延びて各鋼管６１ａに接合されてトラス構造を形成している。そのため、各トラス主桁部材６１は略三角形筒状の骨組み構造を有しており、横桁部材は設けられていない。
橋梁６０はその延在方向に延びる２組のトラス主桁部材６１によって基本構造部材６３が構成されている。
【００４７】
このような基本構造部材６３の２組のトラス主桁部材６１上には、トラス主桁部材６１の延在方向に直交する方向に延びる例えば断面Ｉ型の複数の形鋼部材３０がトラス主桁部材６１の延在方向に並列して配設されてなる形鋼床版６６が設けられている。そして、図７に示すように、これら複数の形鋼部材３０は、橋梁６０の幅方向に所定の間隔を隔てて互いに隣接する形鋼部材３０の間に所定の隙間４０が形成されるように設けられている。
そして、図９に示すように隣接する形鋼部材３０の間には荷重分配用のコマ６７が嵌合されている。コマ６７は、図１０（ａ）に示すように略四角形箱状に形成され、その内部は例えば空洞（中実でもよい）であり両側面６７ａに円形の孔６８が形成されている。そして、コマ６７の上下面には上面６７ｂ及び下面６７ｃから係合凸部６９が突出して一体に形成されている。
【００４８】
コマ６７の係合凸部６９は、図９に示すように、隣接する形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂ同士と下部フランジ３０ａ同士でそれぞれ挟まれて嵌合状態で強固に係止されることになる。換言すれは、コマ６７の上面６７ｂと下面６７ｃは、係合凸部６９の部分が形鋼部材３０の上部フランジ３０ｂと下部フランジ３０ａと嵌合して略面一となるように突出し、その両側の部分は上部フランジ３０ｂと下部フランジ３０ａの内側に押圧されて係止される。その際、コマ６７の両端面６７ｅが形鋼部材３０のウエブに当接されていることが好ましい。
【００４９】
なお、図１０（ｂ）はコマ６７の変形例であり、この変形例によるコマ７１は上下面７１ｂ、７１ｃに突出する係合凸部６９を設けない略四角形箱状に形成されている点においてコマ６７と相違し、その余の構成で一致する。そのため、コマ７１が隣接する形鋼部材３０の間に嵌合された状態で、上下面７１ｂ、７１ｃの両側部と両端面７１ｅがそれぞれ形鋼部材３０の上下部フランジ６５ａ、６５ｂとウェブとに面接触して嵌合されて強固に保持される。
【００５０】
そして、本実施形態による形鋼床版６６によれば、平行に配列された形鋼部材３０の隙間４０にコマ６７が嵌合されていることで強固に固定され、その際、コマ６７と形鋼部材３０は溶接せず、嵌合強度だけで固定保持されている。
なお、形鋼部材３０は、上述の第一実施形態と同様に、ボルトによってトラス主桁部材６１に結合されているものとする。
また、上述の説明や図７等ではコマ６７は形鋼部材３０の隙間４０に一列に配列された構成が開示されているが、コマ６７の列は一列に限定されることなく適宜の複数列を配列することができ、これによって形鋼床版６６を走行する車両の荷重分散が一層促進されて強度が向上する。
【００５１】
このような形鋼床版６６の施工時には、形鋼部材３０とコマ６７を交互に配設してコマ６７を形鋼部材３０で嵌合させながら配設していけばよいが、施工完了後に一部の形鋼部材３０が損傷したりした場合には、形鋼床版６６全体を分解・解体しなくても一部の形鋼部材３０だけを簡単に交換することができる。
次にこのような構造について説明する。
図１１及び図１２に示す形鋼床版６６において、各形鋼部材３０はその長手方向の一端近傍において、両側の上部フランジ３０ｂ（下部フランジ３０ａでもよい）に切欠部７３を形成するものとする。隣接する両側の形鋼部材３０にそれぞれ切欠部７３を対向して設けることで、嵌合状態にあるコマ６７をスライドさせて切欠部７３から取り外すことができる。そして、両側のコマ６７を除去した後で、損傷した形鋼部材３０をトラス主桁部材６１に固定した図示しないボルトを外すことで、取り外し交換することができる。
【００５２】
形鋼部材３０を交換してコマ６７を取り付けた後、図１１及び図１２に示すように、形鋼部材３０の切欠部７３には鋼板７４を蓋として取り付けてボルト等で固定しくことができる。形鋼床版６６において、切欠部７３は形鋼部材３０の長さ方向のどこに形成してもよいが、歩道の領域にあたる端部近傍に形成しておくと車道部分の強度低下につながらなくて好ましい。
【００５３】
上述のように本第二の実施の形態による形鋼床版６６によれば、形鋼部材３０で受ける車両の荷重をコマ６７を介して他の形鋼部材３０やコマ６７に分配・分散させることができるから耐衝撃性が高く且つ強度と耐久性も高くなり、形鋼部材３０の小型化とトラス鋼管６１ａ同士またはトラス主桁部材６１同士の間隔を増大させることができる。
また、形鋼部材３０同士を施工する際、コマ６７によって隙間４０を精度よく設定できると共に、形鋼部材３０同士でコマ６７を嵌合させて固定すれば高強度で施工できるから、コマ６７と形鋼部材３０をボルト止め等で固定しなくてもよく、車両荷重による疲労を低減することができる。
【００５４】
また、コマ６７を適用したことで形鋼床版６６が高強度になるため、トラス鋼管６１ａ同士またはトラス主桁部材６１同士の間隔を増大させることができて鋼管トラス構造の橋梁６０等の多様な構造形式による隙間４０を備えた形鋼床版６６を施工できる。しかも、鋼管トラス構造の橋梁６０に形鋼床版６６を組み立て施工するに際し、従来、形鋼床版に必須とされた横つなぎ材を省略することができて低コストで組み立て期間を短縮できる。本第二実施形態では、橋桁を構成するトラス主桁部材６１にも横桁部材を省略することができる。
【００５５】
なお、鋼管以外のトラス構造を備えたトラス主桁部材６１を形成した上に形鋼床版６６を敷設することで、トラス構造の橋梁６０を組み立ててもよい。また、トラス主桁部材６１に代えて鋼管トラスまたは四角断面トラス等を採用してもよい。
また、上述した第一の実施形態による主桁部材２１と横桁部材２２による基本構造部材２３に第二実施形態による形鋼部材３０とコマ６７を備えた形鋼床版６６をボルト等で施工してもよい。あるいは第一の実施形態による形鋼床版１９の形鋼部材３０の間にコマ６７や７１を嵌合させてもよい。
なお、コマ６７、７１と形鋼部材３０とをボルトで連結するようにしてもよい。
【００５６】
また、上述した第一実施形態による形鋼床版１９の変形例として、第二実施形態で示す鋼管トラス構造からなるトラス型の主桁部材６１また第一実施形態で示すトラス構造でない主桁部材２１に対して、これらのいずれかの主桁部材６１、２１に直交する方向に延びる形鋼部材３０を主桁部材の延在方向に配列して形鋼床版を構成してもよい。
さらに、上記構成は、上記実施形態で説明した橋梁２０、６０に限らず、立体駐車場等、他の構造物にも同様に適用することができるのは言うまでもない。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００５７】
１９，６６ 形鋼床版
２０、６０ 橋梁
２０Ｐ 床版パネル
２１ 主桁部材
２２ 横桁部材
２２ａ 上部フランジ
２３、２３Ｐ 基本構造部材
３０ 形鋼部材
３０ａ 下部フランジ
３０ｂ 上部フランジ
３９ 凹凸
４０ 隙間
５１ 固定部材（押えプレート）
５１ａ ベース部
５１ｂ 湾曲部
５１ｃ フランジ押圧部
５１ｄ ボルト穴
５１ｅ 一辺
５２ 固定部材（押えプレート）
５２ａ ベース部
５２ｂ 折り返し部
５２ｃ フランジ押圧部
５２ｄ ボルト穴
５２ｅ 一辺
５３ ボルト・ナット
５５ 固定部材（押えプレート）
５５ａ ベース部
５５ｂ 湾曲部
５５ｃ フランジ押圧部
５５ｄ ボルト穴
５５ｅ 両辺
６１ トラス主桁部材
６２ 鋼管
６７，７１ コマ
６９ 係合凸部
７３ 切欠部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延びる主桁部材、または該主桁部材及びこれに直交する横桁部材を備えた基本構造部材と、該基本構造部材上に設けられていて前記主桁部材が連続する方向または前記主桁部材に直交する方向に延びる形鋼部材とを備え、前記形鋼部材は、前記主桁部材が連続する方向または該主桁部材に直交する方向に複数本が間隔を隔てて並列して設けられ、前記形鋼部材により床版面が形成されていることを特徴とする形鋼床版。
【請求項２】
隣接する前記形鋼部材の間には、コマが嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の形鋼床版。
【請求項３】
前記コマには隣接する前記形鋼床版のフランジ部に挟持される係合凸部が形成されている請求項２に記載の形鋼床版。
【請求項４】
前記形鋼床版のフランジ部には、前記コマを着脱するための切欠部と、該切欠部を塞ぐ蓋板が設けられている請求項２または３に記載の形鋼床版。
【請求項５】
前記形鋼部材の上面に、アモルファス合金または亜鉛溶射あるいは摩擦粒子が塗布されることにより粗面処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の形鋼床版。
【請求項６】
前記形鋼部材は、前記基本構造部材の上面にボルトを用いて固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の形鋼床版。
【請求項７】
前記形鋼部材は、前記基本構造部材の上面にボルト止めされた押さえプレートにより固定されていることを特徴とする請求項６に記載の形鋼床版。
【請求項８】
前記押さえプレートは、前記基本構造部材の上面に固定されるベース部を有し、
前記ベース部は、前記形鋼部材のフランジ部に沿って突き当たる突き当たり面を有し、前記形鋼部材の位置決め機能を有することを特徴とする請求項７に記載の形鋼床版。
【請求項９】
前記押さえプレートは、前記ベース部から側方に延び、前記形鋼部材のフランジ部を押圧するフランジ押圧部を有することを特徴とする請求項８に記載の形鋼床版。
【請求項１】
一方向に延びる主桁部材、または該主桁部材及びこれに直交する横桁部材を備えた基本構造部材と、該基本構造部材上に設けられていて前記主桁部材が連続する方向または前記主桁部材に直交する方向に延びる形鋼部材とを備え、前記形鋼部材は、前記主桁部材が連続する方向または該主桁部材に直交する方向に複数本が間隔を隔てて並列して設けられ、前記形鋼部材により床版面が形成されていることを特徴とする形鋼床版。
【請求項２】
隣接する前記形鋼部材の間には、コマが嵌合されていることを特徴とする請求項１に記載の形鋼床版。
【請求項３】
前記コマには隣接する前記形鋼床版のフランジ部に挟持される係合凸部が形成されている請求項２に記載の形鋼床版。
【請求項４】
前記形鋼床版のフランジ部には、前記コマを着脱するための切欠部と、該切欠部を塞ぐ蓋板が設けられている請求項２または３に記載の形鋼床版。
【請求項５】
前記形鋼部材の上面に、アモルファス合金または亜鉛溶射あるいは摩擦粒子が塗布されることにより粗面処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の形鋼床版。
【請求項６】
前記形鋼部材は、前記基本構造部材の上面にボルトを用いて固定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の形鋼床版。
【請求項７】
前記形鋼部材は、前記基本構造部材の上面にボルト止めされた押さえプレートにより固定されていることを特徴とする請求項６に記載の形鋼床版。
【請求項８】
前記押さえプレートは、前記基本構造部材の上面に固定されるベース部を有し、
前記ベース部は、前記形鋼部材のフランジ部に沿って突き当たる突き当たり面を有し、前記形鋼部材の位置決め機能を有することを特徴とする請求項７に記載の形鋼床版。
【請求項９】
前記押さえプレートは、前記ベース部から側方に延び、前記形鋼部材のフランジ部を押圧するフランジ押圧部を有することを特徴とする請求項８に記載の形鋼床版。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２２５１４８（Ｐ２０１２−２２５１４８Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−８４０９７（Ｐ２０１２−８４０９７）
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２日（２０１２．４．２）
【出願人】（３０６０２２５１３）新日鉄エンジニアリング株式会社 (897)
【Ｆターム（参考）】
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