斜張ケーブルの定着構造
【課題】 斜張橋の主塔上部における斜張ケーブルの定着部をできるだけ少ない鋼材量で構築し、作業を効率化するとともに、構築のための費用を低減する。
【解決手段】 斜張ケーブル５の端部が橋軸方向の双方から対峙するように定着される定着部の両側に、鋼側板１１を平行に配置し、この鋼側板の橋軸方向における両端部は、これらの鋼側板を互いに連結するようにコンクリート部材１３を形成する。斜張ケーブル５は、これらのコンクリート部材１３を貫通し、平行に配置された鋼側板１１の間で、コンクリート部材１３に反力を伝達するように定着する。コンクリート部材１３と鋼側板１１とは、斜張ケーブルの反力が鋼側板に伝達されるように連結するものとし、鋼側板１１の両端部から逆方向に斜張ケーブル５の反力の水平成分を作用させる。したがって、水平方向の力は鋼側板１１の引張力となって互いに相殺される。
【解決手段】 斜張ケーブル５の端部が橋軸方向の双方から対峙するように定着される定着部の両側に、鋼側板１１を平行に配置し、この鋼側板の橋軸方向における両端部は、これらの鋼側板を互いに連結するようにコンクリート部材１３を形成する。斜張ケーブル５は、これらのコンクリート部材１３を貫通し、平行に配置された鋼側板１１の間で、コンクリート部材１３に反力を伝達するように定着する。コンクリート部材１３と鋼側板１１とは、斜張ケーブルの反力が鋼側板に伝達されるように連結するものとし、鋼側板１１の両端部から逆方向に斜張ケーブル５の反力の水平成分を作用させる。したがって、水平方向の力は鋼側板１１の引張力となって互いに相殺される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、橋梁の一形式である斜張橋の主塔上部に形成され、橋桁を吊り支持するための斜張ケーブルを定着する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜張橋は、橋脚上に立設された主塔上部から橋桁の軸線方向（橋軸方向）における斜下方に複数の斜張ケーブルを張架し、この斜張ケーブルによって桁を吊り支持するものとなっている。そして、大規模な斜張橋ではほとんどの場合、主塔から橋軸方向の前後双方に斜張ケーブルを張架して橋脚の両側に伸びた橋桁を支持するものとなっている。このような斜張橋では、主塔の上部に双方からのケーブルが定着されるとともに、複数の斜張ケーブルが上下方向に配列して定着される。特に、一般にエクストラドーズド形式と称される斜張橋では主塔の高さが小さく、複数のケーブルの上下方向における間隔が小さくなっているため、主塔の上部では多くの斜張ケーブルが小さな間隔で定着される。このため、主塔上部には、小さな範囲に複数の斜張ケーブルから大きな引張力が伝達される。また、両側に張架された双方のケーブル間では、引張力が互いの間で伝達されるように定着し、双方のケーブルから伝達される引張力の水平成分を相殺して、主塔の全体には大きな水平方向力が作用しない構造としている。
【０００３】
上記のように複数の斜張ケーブルから大きな引張力が作用する主塔上部は、ケーブルの定着位置を正確に設定して、過度の応力集中が生じないように構築する必要があり、さらに、主張の両側に張架された斜張ケーブル間で水平方向の大きな力が円滑に伝達される構造とする必要がある。このため、特許文献１には、主塔上部に鋼部材を用いて斜張ケーブルをこの鋼部材に定着するともに、この鋼部材にコンクリートを巻き立てて橋脚上に支持する構造が開示されている。
【０００４】
この定着構造は、図８に側面図、図９に平断面図をに示すように、主塔の上部に鋼からなる箱状の鋼殻部１００を有するものであり、この鋼殻部１００に複数の斜張ケーブル１１０が定着されている。鋼殻部１００は、斜張ケーブル１１０の両側部に、該斜張ケーブル１１０と平行で鉛直となる方向に支持された側面板１０１を有しており、この側面板１０１の橋軸方向における端部と直角に連続するように設けられた端面板１０２とで箱状に形成されている。そして、平行な二つの側面板１０１の橋軸方向における両端付近に、これらを連結するように支持部材１０３が設けられ、この支持部材１０３に斜張ケーブル１１０の端部が係止されている。上記支持部材１０３は、斜張ケーブルの軸線と直角方向の板状部材１０３ａと、これと直角に接合されて充分な剛性を付与する板状部材１０３ｂとを有する梁状の部材となっており、この支持部材１０３を介して両側の側面板１０１に、斜張ケーブル１１０の反力が伝達されるものとなっている。そして、鋼殻部１００の橋軸方向における両端付近に支持部材１０３を介してそれぞれ斜張ケーブル１１０からの反力が伝達されるので、これらの斜張ケーブル１１０から作用する反力の水平成分は両端付近で反対方向に作用し、側面板１０１の水平方向の引張力となって相殺される。また、鉛直方向の成分は両側のケーブルの反力が合成され、鋼殻部１００の周囲を囲むように形成されたコンクリート部材１０４にスタッドジベル１０５を介して、又は鋼殻部の底面１０６から主塔のコンクリートに伝達され、主塔の鉛直方向の軸力となって橋脚に支持される。
【０００５】
このような定着構造では、鋼殻部１００が工場等において正確に製作され、現場において正確に据え付けられることによって斜張ケーブル１１０の定着位置は正確に定められ、精度の高い施工が可能となる。また、斜張ケーブル１１０は鋼からなる支持部材１０３に定着され、確実に反力が伝達される構造とすることができる。
【特許文献１】特開２００２−３４８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の定着構造では、斜張ケーブル１１０が定着される鋼殻部１００の重量が過大になるという問題点がある。特に、斜張ケーブル１１０が定着される支持部材１０３は、両端が側面板１０１に接合され、これらの側面板間で梁のように曲げモーメントに抵抗する構造として反力を側面板１０１に伝達するものとなっており、部材寸法が大きくなってこの部分の鋼重量が大きくなる。また、側面板１０１も水平方向の大きな力に抵抗するものであり、板厚が大きななって鋼重量が大きくなってしまう。
このように鋼殻部１００の重量が大きくなると、主塔上部に据え付けるためにクレーン等で吊り上げるのが難しくなり、複数の部分に分割する必要が生じて、構築の効率が著しく悪くなってしまう。また、それぞれの部分の鋼板厚が大きくなり、溶接による接合のための作業量が著しく多くなって費用も過大となる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、主塔上部における斜張ケーブルの定着部をできるだけ少ない鋼材量で構築し、作業を効率化するとともに、構築のための費用を低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 斜張橋の主塔上部に設けられ、該主塔から斜張橋の軸線方向（橋軸方向）における前後双方の斜め下方に張架されて橋桁を吊り支持する複数の斜張ケーブルの定着構造であって、 前記斜張ケーブルの端部が橋軸方向の双方から対峙するように定着される定着部の両側に、鋼側板が平行に配置され、 該鋼側板の橋軸方向における両端部には、２つの前記鋼側板の双方を互いに連結するようにコンクリート部材が形成され、 前記斜張ケーブルは、前記コンクリート部材を貫通し、平行に配置された前記鋼側板の間で、該コンクリート部材に反力を伝達するように定着され、 該コンクリート部材と前記鋼側板とは、前記斜張ケーブルの反力が前記鋼側板に伝達されるように連結されていることを特徴とする斜張ケーブルの定着構造を提供する。
【０００９】
この定着構造では、斜張ケーブルの反力は一旦コンクリート部材に伝達され、コンクリート部材から斜張ケーブル端部の両側に配置された鋼側板に伝達される。そして、主塔から橋軸方向の前後双方に張架された斜張ケーブルの反力の水平成分は、鋼側板の橋軸方向における両端部に互いに逆方向の引張力となって作用し、相殺される。したがって、斜張ケーブルの反力を鋼側板に伝達する部分に大きな鋼部材が不要となり、鋼材量を大幅に低減することができる。また、コンクリート部材は主塔の下部を構成するコンクリートと連続するものとすることができ、斜張ケーブルの反力の鉛直成分も主塔の軸力となって橋脚に伝達される。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着構造において、 前記鋼側板の橋軸方向における両端部に、互いに平行となるように配置された２つの鋼側板の双方を連結するように鋼からなるケーブル位置決め板が設けられ、 前記コンクリート部材は、橋軸方向に対向する２つのケーブル位置決め板の外面と密着するように打設されたものであり、 前記斜張ケーブルの端部に装着された定着具は、該ケーブル位置決め板に当接して固定されるものとする。
【００１１】
この定着構造では、鋼からなるケーブル位置決め板を工場等において鋼側板に正確に取り付けておくことができる。したがって、このケーブル位置決め板にしたがってケーブル端部に装着された定着具を固定することにより、斜張ケーブルを正確な位置に容易に配置することが可能となる。また、このケーブル位置決め板に密接するようにコンクリート部材を形成することにより、斜張ケーブルの反力を確実かつ円滑にコンクリート部材に作用させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の定着構造において、 前記鋼支圧板は、上下に複数段が配置される斜張ケーブルのそれぞれに対して設けられ、これらが上下に連続するものであり、 前記コンクリート部材を補強する鉄筋が、前記ケーブル位置決め板と鋼側板との外側を水平方向に囲むように連続して配置されているものとする。
【００１３】
この定着構造では、ケーブル位置決め板が、複数段に配置される斜張ケーブルのそれぞれに対して設けられ、これらが上下に連続しているので、これらのケーブル位置決め板及び鋼側板の外側に密接し、これらを取り囲むようにコンクリート部材を容易に形成することができる。したがって、このように打設されたコンクリート部材は、鋼側板及びケーブル位置決め板と強固に一体となる。そして、コンクリート部材内に配置された鉄筋が斜張ケーブルの引張力の水平成分の一部を負担し、主塔上部を強固な構造とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本願発明に係る斜張ケーブルの定着構造では、コンクリート部材を有効に利用して斜張ケーブルを定着し、その反力が円滑に伝達される構造とすることができる。したがって、鋼材の重量を低減することができるとともに、溶接の作業量を低減して主塔上部を構築するための費用を削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の定着構造が好適に採用できるエクストラドーズド形式の斜張橋を示す概略側面図である。
この斜張橋は、橋台１及び橋脚２の上に架け渡された橋桁３と、橋脚状に立ち上げられた主塔４と、この主塔４の上部から橋桁３の軸線方向における両側の斜下方に張架され、橋桁を斜め方向に吊り支持する複数の斜張ケーブル５とを有するものである。
エクストラドーズド形式の斜張橋は橋桁３の曲げ剛性を比較的大きくするとともに、主塔４の高さを小さく抑えたものであり、斜張ケーブル５の傾斜角は小さくなっており、複数段に配置された斜張ケーブルは、図１に示すように、主塔上部Ａで小さい範囲に集中して定着されている。
【００１６】
図２は、上記主塔の上部を拡大した側面図である。また、図３は同じ主塔上部の平断面図、図４は立断面図である。
この主塔上部の斜張ケーブル５が定着される範囲には、橋桁３の軸線方向（橋軸方向）と平行で鉛直となるように鋼側板１１が配置されている。この鋼側板１１は、斜張ケーブル５の定着される端部の両側に２枚が平行に設けられており、これらの鋼側板１１の橋軸方向における両端付近に、これらの鋼側板１１を互いに連結するようにケーブル位置決め板１２が設けられている。そして、このケーブル位置決め板１２と鋼側板１１とで箱状となっている。上記鋼側板１１とケーブル位置決め板１２との外側には、これらの外面と密着し、取り囲むように連続したコンクリート部材１３が形成されている。そして、鋼側板１１に植設されたスタッドジベル１４によって強固に一体となっている。
【００１７】
上記ケーブル位置決め板１２は、図５に示すように斜張ケーブル５を定着する位置に貫通孔が設けられており、さらに外側には該貫通孔と連続してダクト１５が設けられ、斜張ケーブル５の端部をこれらのダクト及び貫通孔に挿通して箱状となった２枚の鋼側板１１の間に突き入れることができるようになっている。そして、このダクト１５及び貫通孔に挿通した位置で斜張ケーブル５を定着することによって定着位置が正確に設定されるものとなっている。
【００１８】
また、このケーブル位置決め板１２は、斜張ケーブル５が定着される部分では、この斜張ケーブル５の傾斜に合わせて斜張ケーブル５の軸線と垂直となるように傾斜して設けられる。そして複数段に配置される斜張ケーブル５が定着される位置の間では、折れ曲がるような形状となって上下方向に連続するものとなっている。
【００１９】
上記コンクリート部材１３は、ケーブル位置決め板１２及び鋼側板１１の外面に密着しているので、斜張ケーブル５が配置されて引張力が導入されると、その反力はこのコンクリート部材１３に作用する。そして、コンクリート部材１３は両端が鋼側板１１に支持された梁のように機能して、斜張ケーブル５から作用する反力の水平成分が鋼側板１１に伝達されるものとなっている。また、コンクリート部材１３にはケーブル位置決め板１２及び鋼側板１１の外面に沿って巻き回すように鉄筋１６が配置されており、箱状となった鋼側板１１とケーブル位置決め板１２とで形成された箱状部材の全周を取り囲むように補強されている。
また、このコンクリート部材１３の下方は、主塔を形成するコンクリート１７と連続しており、このコンクリート部材１３は主塔の上部に強固に支持されるものとなっている。
【００２０】
上記鋼側板１１は、橋軸方向の両端部がそれぞれコンクリート部材１３に連結されており、斜張ケーブル５からの反力はコンクリート部材１３を介して互いに逆方向の水平成分が伝達されるものとなっている。したがって、鋼側板１１の双方からの水平力によって引張力が作用するものとなっており、この引張力に抵抗できるように厚さが決定されている。
【００２１】
次に、上記のような主塔上部における斜張ケーブルの定着構造を構築する方法について簡単に説明する。
主塔の下部は鉄筋コンクリート構造となっており、橋脚上から順次コンクリートを打設して立ち上げる。そして、所定の高さまで立ち上げられると、工場で鋼側板とケーブル位置決め板１２とが接合された箱状の鋼部材を吊り上げ、立ち上がられた主塔の上部に支持する。このとき、鋼重量が大きくなって主塔上部への設置が困難となる場合には、上記鋼部材を分割して製作し、これらを上下に積み上げて所定の段数の斜張ケーブルが定着できるように設置してもよい。
【００２２】
上記鋼部材が設置されると、その周囲に必要な鉄筋１６を配置し、型枠を組み立てる。そして、既に打設したコンクリート１７の上に連続するとともに、上記箱状の鋼部材の外側にコンクリートを打設し、鋼側板１１及びケーブル位置決め板１２と密着するようにコンクリート部材１３を形成する。
【００２３】
コンクリートが硬化した後、ダクト１５及び貫通孔に斜張ケーブルの端部を挿通し、箱状となった鋼部材の内側つまり２枚の平行な鋼側板１１の間で斜張ケーブル５の端部に定着具６を装着し、ケーブル位置決め板１２を介してコンクリート部材１３に押し付ける。そして、ジャッキ（図示しない）によって斜張ケーブル５に引張力を導入する。ジャッキが平行な２枚の鋼側板１１間に装着できる場合には、この主塔上部で斜張ケーブル５に引張力を導入することができる。また、ジャッキが主塔上部で装着できないときには、橋桁３に斜張ケーブル５が定着される位置でジャッキを装着し、引張力を導入することもできる。
【００２４】
なお、上記コンクリート部材１３は、図６に示すように鋼側板１１の橋軸方向における中央部分１３は、最初にコンクリート部材を形成するときにはコンクリートを打設せずに残しておき、鋼側板１１の両端部をそれぞれ取り囲む二つの部分に分けて形成するのが望ましい。そして、斜張ケーブル５に引張力を導入し、鋼側板１１に水平方向の大きな引張力が導入された後にコンクリートを打設して連続させる。これにより、鋼側板１１の中央部分の外側でコンクリート部材１３に鉛直方向のひび割れが生じるのを有効に防止することができる。
【００２５】
このような斜張ケーブルの定着構造では、引張力が導入される斜張ケーブル５の反力がコンクリート部材１３に作用し、このコンクリート部材１３から鋼側板１１に伝達される。そして主塔４の両側に配置された斜張ケーブル５から逆方向の水平成分が、鋼側板１１の橋軸方向における両端付近に作用し、鋼側板１１の引張力となってほぼつり合った状態となる。このように斜張ケーブル５がコンクリート部材１３に定着されるので、この部分に鋼からなる梁状の部材を設ける必要がなく、鋼重量を低減して溶接量を減少させることができる。特に、斜張ケーブル５の定着部は、鋼部材で形成すると部材厚が大きくなり、溶接に多くの作業を要することになるが、上記のように構成することによって溶接の作業量を大幅に低減し、コストの削減が可能となる。
【００２６】
また、斜張ケーブル５から作用する反力の鉛直成分は、コンクリート部材１３から直接主塔下部のコンクリート１７に、又は鋼側板１１に伝達された後この鋼側板１１を介して主塔下部のコンクリートに円滑に伝達される。
【００２７】
図７は、本願に係る発明の他の実施形態である斜張ケーブルの定着構造を示す平断面図である。
この定着構造では、図２から図５までに示す構造と同様に、鉛直方向に平行な二つの鋼側板５１を有し、橋軸方向の両端部付近で２つのケーブル位置決め板５２によって連結されて箱状となっている。また、この鋼側板５１とケーブル位置決め板５２との外側に密着するようにコンクリート部材５３が形成され、斜張ケーブル５５はこのコンクリート部材５３を貫通してケーブル位置決め板５２の内側で、定着具５６によって定着されている。そして、斜張ケーブル５５の反力がコンクリート部材５３に伝達され、さらに鋼側板５１に伝達されるものとなっている。
【００２８】
この定着構造では、コンクリート部材５３と鋼側板５１との接合部分は、図２に示す定着構造のスタッドジベルに代え、鋼側板５１に設けた貫通孔５７に挿通された鉄筋５８によって一体化するものとなっている。貫通孔５７は、鋼側板５１にケーブル位置決め板５２が接合された位置より、端部側に上下方向及び水平方向に複数が配列され、これらのそれぞれに鉄筋５８が挿通されている。そして、これらの鉄筋５８は平行な２つの鋼側板５１のいずれをも貫通し、コンクリート部材５３を補強する機能を有するものとなっている。
【００２９】
また、鋼側板５１の外側側面からは、水平に突き出した張り出し板５９が設けられ、この張り出し板にも貫通孔６０が設けられている。この張り出し板５９は、上下方向に間隔をあけて複数が設けられており、これらの張り出し板に設けられた貫通孔６０に鉛直方向の鉄筋６１が挿通され、コンクリート部材５３と鋼側板５１とを強固に一体化するものとなっている。
【００３０】
一方、コンクリート部材５３の橋軸方向の両端部には、水平方向にコンクリート部材５３を貫通してＰＣ鋼材６２が配置され、緊張力を導入してコンクリート部材５３にプレストレスが導入されている。これにより、コンクリート部材５３は補強され、斜張ケーブル５５の反力を確実に鋼側板５１に伝達するものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明の定着構造が好適に採用できるエクストラドーズド形式の斜張橋を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す斜張橋の主塔上部の側面図である。
【図３】図２に示す主塔上部の平断面図である。
【図４】図２に示す主塔上部の立断面図である。
【図５】図２に示す主塔の斜張ケーブル定着部を示す断面図である。
【図６】図２に示す主塔上部のコンクリート部材の打設方法を示す平断面図である。
【図７】本願発明の他の実施形態である斜張ケーブルの定着構造を示す平断面図である。
【図８】従来の斜張橋における主塔上部の構造を示す概略側面図である。
【図９】図８に示す主塔上部の構造の平断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：橋台、 ２：橋脚、 ３：橋桁、 ４：主塔、 ５：斜張ケーブル、 ６：定着具、
１１：鋼側板、 １２：ケーブル位置決め板、 １３：コンクリート部材、 １４：スタッドジベル、 １５：ダクト、 １６：鉄筋、 １７：主塔下部のコンクリート、
５１：鋼側板、 ５２：ケーブル位置決め板、 ５３：コンクリート部材、 ５５：斜張ケーブル、 ５６：定着具、 ５７：貫通孔、 ５８：鉄筋、 ５９：張り出し板、 ６０：貫通孔、 ６１：鉄筋、 ６２：ＰＣ鋼材
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、橋梁の一形式である斜張橋の主塔上部に形成され、橋桁を吊り支持するための斜張ケーブルを定着する構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
斜張橋は、橋脚上に立設された主塔上部から橋桁の軸線方向（橋軸方向）における斜下方に複数の斜張ケーブルを張架し、この斜張ケーブルによって桁を吊り支持するものとなっている。そして、大規模な斜張橋ではほとんどの場合、主塔から橋軸方向の前後双方に斜張ケーブルを張架して橋脚の両側に伸びた橋桁を支持するものとなっている。このような斜張橋では、主塔の上部に双方からのケーブルが定着されるとともに、複数の斜張ケーブルが上下方向に配列して定着される。特に、一般にエクストラドーズド形式と称される斜張橋では主塔の高さが小さく、複数のケーブルの上下方向における間隔が小さくなっているため、主塔の上部では多くの斜張ケーブルが小さな間隔で定着される。このため、主塔上部には、小さな範囲に複数の斜張ケーブルから大きな引張力が伝達される。また、両側に張架された双方のケーブル間では、引張力が互いの間で伝達されるように定着し、双方のケーブルから伝達される引張力の水平成分を相殺して、主塔の全体には大きな水平方向力が作用しない構造としている。
【０００３】
上記のように複数の斜張ケーブルから大きな引張力が作用する主塔上部は、ケーブルの定着位置を正確に設定して、過度の応力集中が生じないように構築する必要があり、さらに、主張の両側に張架された斜張ケーブル間で水平方向の大きな力が円滑に伝達される構造とする必要がある。このため、特許文献１には、主塔上部に鋼部材を用いて斜張ケーブルをこの鋼部材に定着するともに、この鋼部材にコンクリートを巻き立てて橋脚上に支持する構造が開示されている。
【０００４】
この定着構造は、図８に側面図、図９に平断面図をに示すように、主塔の上部に鋼からなる箱状の鋼殻部１００を有するものであり、この鋼殻部１００に複数の斜張ケーブル１１０が定着されている。鋼殻部１００は、斜張ケーブル１１０の両側部に、該斜張ケーブル１１０と平行で鉛直となる方向に支持された側面板１０１を有しており、この側面板１０１の橋軸方向における端部と直角に連続するように設けられた端面板１０２とで箱状に形成されている。そして、平行な二つの側面板１０１の橋軸方向における両端付近に、これらを連結するように支持部材１０３が設けられ、この支持部材１０３に斜張ケーブル１１０の端部が係止されている。上記支持部材１０３は、斜張ケーブルの軸線と直角方向の板状部材１０３ａと、これと直角に接合されて充分な剛性を付与する板状部材１０３ｂとを有する梁状の部材となっており、この支持部材１０３を介して両側の側面板１０１に、斜張ケーブル１１０の反力が伝達されるものとなっている。そして、鋼殻部１００の橋軸方向における両端付近に支持部材１０３を介してそれぞれ斜張ケーブル１１０からの反力が伝達されるので、これらの斜張ケーブル１１０から作用する反力の水平成分は両端付近で反対方向に作用し、側面板１０１の水平方向の引張力となって相殺される。また、鉛直方向の成分は両側のケーブルの反力が合成され、鋼殻部１００の周囲を囲むように形成されたコンクリート部材１０４にスタッドジベル１０５を介して、又は鋼殻部の底面１０６から主塔のコンクリートに伝達され、主塔の鉛直方向の軸力となって橋脚に支持される。
【０００５】
このような定着構造では、鋼殻部１００が工場等において正確に製作され、現場において正確に据え付けられることによって斜張ケーブル１１０の定着位置は正確に定められ、精度の高い施工が可能となる。また、斜張ケーブル１１０は鋼からなる支持部材１０３に定着され、確実に反力が伝達される構造とすることができる。
【特許文献１】特開２００２−３４８８１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来の定着構造では、斜張ケーブル１１０が定着される鋼殻部１００の重量が過大になるという問題点がある。特に、斜張ケーブル１１０が定着される支持部材１０３は、両端が側面板１０１に接合され、これらの側面板間で梁のように曲げモーメントに抵抗する構造として反力を側面板１０１に伝達するものとなっており、部材寸法が大きくなってこの部分の鋼重量が大きくなる。また、側面板１０１も水平方向の大きな力に抵抗するものであり、板厚が大きななって鋼重量が大きくなってしまう。
このように鋼殻部１００の重量が大きくなると、主塔上部に据え付けるためにクレーン等で吊り上げるのが難しくなり、複数の部分に分割する必要が生じて、構築の効率が著しく悪くなってしまう。また、それぞれの部分の鋼板厚が大きくなり、溶接による接合のための作業量が著しく多くなって費用も過大となる。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、主塔上部における斜張ケーブルの定着部をできるだけ少ない鋼材量で構築し、作業を効率化するとともに、構築のための費用を低減することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 斜張橋の主塔上部に設けられ、該主塔から斜張橋の軸線方向（橋軸方向）における前後双方の斜め下方に張架されて橋桁を吊り支持する複数の斜張ケーブルの定着構造であって、 前記斜張ケーブルの端部が橋軸方向の双方から対峙するように定着される定着部の両側に、鋼側板が平行に配置され、 該鋼側板の橋軸方向における両端部には、２つの前記鋼側板の双方を互いに連結するようにコンクリート部材が形成され、 前記斜張ケーブルは、前記コンクリート部材を貫通し、平行に配置された前記鋼側板の間で、該コンクリート部材に反力を伝達するように定着され、 該コンクリート部材と前記鋼側板とは、前記斜張ケーブルの反力が前記鋼側板に伝達されるように連結されていることを特徴とする斜張ケーブルの定着構造を提供する。
【０００９】
この定着構造では、斜張ケーブルの反力は一旦コンクリート部材に伝達され、コンクリート部材から斜張ケーブル端部の両側に配置された鋼側板に伝達される。そして、主塔から橋軸方向の前後双方に張架された斜張ケーブルの反力の水平成分は、鋼側板の橋軸方向における両端部に互いに逆方向の引張力となって作用し、相殺される。したがって、斜張ケーブルの反力を鋼側板に伝達する部分に大きな鋼部材が不要となり、鋼材量を大幅に低減することができる。また、コンクリート部材は主塔の下部を構成するコンクリートと連続するものとすることができ、斜張ケーブルの反力の鉛直成分も主塔の軸力となって橋脚に伝達される。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の定着構造において、 前記鋼側板の橋軸方向における両端部に、互いに平行となるように配置された２つの鋼側板の双方を連結するように鋼からなるケーブル位置決め板が設けられ、 前記コンクリート部材は、橋軸方向に対向する２つのケーブル位置決め板の外面と密着するように打設されたものであり、 前記斜張ケーブルの端部に装着された定着具は、該ケーブル位置決め板に当接して固定されるものとする。
【００１１】
この定着構造では、鋼からなるケーブル位置決め板を工場等において鋼側板に正確に取り付けておくことができる。したがって、このケーブル位置決め板にしたがってケーブル端部に装着された定着具を固定することにより、斜張ケーブルを正確な位置に容易に配置することが可能となる。また、このケーブル位置決め板に密接するようにコンクリート部材を形成することにより、斜張ケーブルの反力を確実かつ円滑にコンクリート部材に作用させることができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の定着構造において、 前記鋼支圧板は、上下に複数段が配置される斜張ケーブルのそれぞれに対して設けられ、これらが上下に連続するものであり、 前記コンクリート部材を補強する鉄筋が、前記ケーブル位置決め板と鋼側板との外側を水平方向に囲むように連続して配置されているものとする。
【００１３】
この定着構造では、ケーブル位置決め板が、複数段に配置される斜張ケーブルのそれぞれに対して設けられ、これらが上下に連続しているので、これらのケーブル位置決め板及び鋼側板の外側に密接し、これらを取り囲むようにコンクリート部材を容易に形成することができる。したがって、このように打設されたコンクリート部材は、鋼側板及びケーブル位置決め板と強固に一体となる。そして、コンクリート部材内に配置された鉄筋が斜張ケーブルの引張力の水平成分の一部を負担し、主塔上部を強固な構造とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本願発明に係る斜張ケーブルの定着構造では、コンクリート部材を有効に利用して斜張ケーブルを定着し、その反力が円滑に伝達される構造とすることができる。したがって、鋼材の重量を低減することができるとともに、溶接の作業量を低減して主塔上部を構築するための費用を削減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本願発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の定着構造が好適に採用できるエクストラドーズド形式の斜張橋を示す概略側面図である。
この斜張橋は、橋台１及び橋脚２の上に架け渡された橋桁３と、橋脚状に立ち上げられた主塔４と、この主塔４の上部から橋桁３の軸線方向における両側の斜下方に張架され、橋桁を斜め方向に吊り支持する複数の斜張ケーブル５とを有するものである。
エクストラドーズド形式の斜張橋は橋桁３の曲げ剛性を比較的大きくするとともに、主塔４の高さを小さく抑えたものであり、斜張ケーブル５の傾斜角は小さくなっており、複数段に配置された斜張ケーブルは、図１に示すように、主塔上部Ａで小さい範囲に集中して定着されている。
【００１６】
図２は、上記主塔の上部を拡大した側面図である。また、図３は同じ主塔上部の平断面図、図４は立断面図である。
この主塔上部の斜張ケーブル５が定着される範囲には、橋桁３の軸線方向（橋軸方向）と平行で鉛直となるように鋼側板１１が配置されている。この鋼側板１１は、斜張ケーブル５の定着される端部の両側に２枚が平行に設けられており、これらの鋼側板１１の橋軸方向における両端付近に、これらの鋼側板１１を互いに連結するようにケーブル位置決め板１２が設けられている。そして、このケーブル位置決め板１２と鋼側板１１とで箱状となっている。上記鋼側板１１とケーブル位置決め板１２との外側には、これらの外面と密着し、取り囲むように連続したコンクリート部材１３が形成されている。そして、鋼側板１１に植設されたスタッドジベル１４によって強固に一体となっている。
【００１７】
上記ケーブル位置決め板１２は、図５に示すように斜張ケーブル５を定着する位置に貫通孔が設けられており、さらに外側には該貫通孔と連続してダクト１５が設けられ、斜張ケーブル５の端部をこれらのダクト及び貫通孔に挿通して箱状となった２枚の鋼側板１１の間に突き入れることができるようになっている。そして、このダクト１５及び貫通孔に挿通した位置で斜張ケーブル５を定着することによって定着位置が正確に設定されるものとなっている。
【００１８】
また、このケーブル位置決め板１２は、斜張ケーブル５が定着される部分では、この斜張ケーブル５の傾斜に合わせて斜張ケーブル５の軸線と垂直となるように傾斜して設けられる。そして複数段に配置される斜張ケーブル５が定着される位置の間では、折れ曲がるような形状となって上下方向に連続するものとなっている。
【００１９】
上記コンクリート部材１３は、ケーブル位置決め板１２及び鋼側板１１の外面に密着しているので、斜張ケーブル５が配置されて引張力が導入されると、その反力はこのコンクリート部材１３に作用する。そして、コンクリート部材１３は両端が鋼側板１１に支持された梁のように機能して、斜張ケーブル５から作用する反力の水平成分が鋼側板１１に伝達されるものとなっている。また、コンクリート部材１３にはケーブル位置決め板１２及び鋼側板１１の外面に沿って巻き回すように鉄筋１６が配置されており、箱状となった鋼側板１１とケーブル位置決め板１２とで形成された箱状部材の全周を取り囲むように補強されている。
また、このコンクリート部材１３の下方は、主塔を形成するコンクリート１７と連続しており、このコンクリート部材１３は主塔の上部に強固に支持されるものとなっている。
【００２０】
上記鋼側板１１は、橋軸方向の両端部がそれぞれコンクリート部材１３に連結されており、斜張ケーブル５からの反力はコンクリート部材１３を介して互いに逆方向の水平成分が伝達されるものとなっている。したがって、鋼側板１１の双方からの水平力によって引張力が作用するものとなっており、この引張力に抵抗できるように厚さが決定されている。
【００２１】
次に、上記のような主塔上部における斜張ケーブルの定着構造を構築する方法について簡単に説明する。
主塔の下部は鉄筋コンクリート構造となっており、橋脚上から順次コンクリートを打設して立ち上げる。そして、所定の高さまで立ち上げられると、工場で鋼側板とケーブル位置決め板１２とが接合された箱状の鋼部材を吊り上げ、立ち上がられた主塔の上部に支持する。このとき、鋼重量が大きくなって主塔上部への設置が困難となる場合には、上記鋼部材を分割して製作し、これらを上下に積み上げて所定の段数の斜張ケーブルが定着できるように設置してもよい。
【００２２】
上記鋼部材が設置されると、その周囲に必要な鉄筋１６を配置し、型枠を組み立てる。そして、既に打設したコンクリート１７の上に連続するとともに、上記箱状の鋼部材の外側にコンクリートを打設し、鋼側板１１及びケーブル位置決め板１２と密着するようにコンクリート部材１３を形成する。
【００２３】
コンクリートが硬化した後、ダクト１５及び貫通孔に斜張ケーブルの端部を挿通し、箱状となった鋼部材の内側つまり２枚の平行な鋼側板１１の間で斜張ケーブル５の端部に定着具６を装着し、ケーブル位置決め板１２を介してコンクリート部材１３に押し付ける。そして、ジャッキ（図示しない）によって斜張ケーブル５に引張力を導入する。ジャッキが平行な２枚の鋼側板１１間に装着できる場合には、この主塔上部で斜張ケーブル５に引張力を導入することができる。また、ジャッキが主塔上部で装着できないときには、橋桁３に斜張ケーブル５が定着される位置でジャッキを装着し、引張力を導入することもできる。
【００２４】
なお、上記コンクリート部材１３は、図６に示すように鋼側板１１の橋軸方向における中央部分１３は、最初にコンクリート部材を形成するときにはコンクリートを打設せずに残しておき、鋼側板１１の両端部をそれぞれ取り囲む二つの部分に分けて形成するのが望ましい。そして、斜張ケーブル５に引張力を導入し、鋼側板１１に水平方向の大きな引張力が導入された後にコンクリートを打設して連続させる。これにより、鋼側板１１の中央部分の外側でコンクリート部材１３に鉛直方向のひび割れが生じるのを有効に防止することができる。
【００２５】
このような斜張ケーブルの定着構造では、引張力が導入される斜張ケーブル５の反力がコンクリート部材１３に作用し、このコンクリート部材１３から鋼側板１１に伝達される。そして主塔４の両側に配置された斜張ケーブル５から逆方向の水平成分が、鋼側板１１の橋軸方向における両端付近に作用し、鋼側板１１の引張力となってほぼつり合った状態となる。このように斜張ケーブル５がコンクリート部材１３に定着されるので、この部分に鋼からなる梁状の部材を設ける必要がなく、鋼重量を低減して溶接量を減少させることができる。特に、斜張ケーブル５の定着部は、鋼部材で形成すると部材厚が大きくなり、溶接に多くの作業を要することになるが、上記のように構成することによって溶接の作業量を大幅に低減し、コストの削減が可能となる。
【００２６】
また、斜張ケーブル５から作用する反力の鉛直成分は、コンクリート部材１３から直接主塔下部のコンクリート１７に、又は鋼側板１１に伝達された後この鋼側板１１を介して主塔下部のコンクリートに円滑に伝達される。
【００２７】
図７は、本願に係る発明の他の実施形態である斜張ケーブルの定着構造を示す平断面図である。
この定着構造では、図２から図５までに示す構造と同様に、鉛直方向に平行な二つの鋼側板５１を有し、橋軸方向の両端部付近で２つのケーブル位置決め板５２によって連結されて箱状となっている。また、この鋼側板５１とケーブル位置決め板５２との外側に密着するようにコンクリート部材５３が形成され、斜張ケーブル５５はこのコンクリート部材５３を貫通してケーブル位置決め板５２の内側で、定着具５６によって定着されている。そして、斜張ケーブル５５の反力がコンクリート部材５３に伝達され、さらに鋼側板５１に伝達されるものとなっている。
【００２８】
この定着構造では、コンクリート部材５３と鋼側板５１との接合部分は、図２に示す定着構造のスタッドジベルに代え、鋼側板５１に設けた貫通孔５７に挿通された鉄筋５８によって一体化するものとなっている。貫通孔５７は、鋼側板５１にケーブル位置決め板５２が接合された位置より、端部側に上下方向及び水平方向に複数が配列され、これらのそれぞれに鉄筋５８が挿通されている。そして、これらの鉄筋５８は平行な２つの鋼側板５１のいずれをも貫通し、コンクリート部材５３を補強する機能を有するものとなっている。
【００２９】
また、鋼側板５１の外側側面からは、水平に突き出した張り出し板５９が設けられ、この張り出し板にも貫通孔６０が設けられている。この張り出し板５９は、上下方向に間隔をあけて複数が設けられており、これらの張り出し板に設けられた貫通孔６０に鉛直方向の鉄筋６１が挿通され、コンクリート部材５３と鋼側板５１とを強固に一体化するものとなっている。
【００３０】
一方、コンクリート部材５３の橋軸方向の両端部には、水平方向にコンクリート部材５３を貫通してＰＣ鋼材６２が配置され、緊張力を導入してコンクリート部材５３にプレストレスが導入されている。これにより、コンクリート部材５３は補強され、斜張ケーブル５５の反力を確実に鋼側板５１に伝達するものとなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本願発明の定着構造が好適に採用できるエクストラドーズド形式の斜張橋を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す斜張橋の主塔上部の側面図である。
【図３】図２に示す主塔上部の平断面図である。
【図４】図２に示す主塔上部の立断面図である。
【図５】図２に示す主塔の斜張ケーブル定着部を示す断面図である。
【図６】図２に示す主塔上部のコンクリート部材の打設方法を示す平断面図である。
【図７】本願発明の他の実施形態である斜張ケーブルの定着構造を示す平断面図である。
【図８】従来の斜張橋における主塔上部の構造を示す概略側面図である。
【図９】図８に示す主塔上部の構造の平断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１：橋台、 ２：橋脚、 ３：橋桁、 ４：主塔、 ５：斜張ケーブル、 ６：定着具、
１１：鋼側板、 １２：ケーブル位置決め板、 １３：コンクリート部材、 １４：スタッドジベル、 １５：ダクト、 １６：鉄筋、 １７：主塔下部のコンクリート、
５１：鋼側板、 ５２：ケーブル位置決め板、 ５３：コンクリート部材、 ５５：斜張ケーブル、 ５６：定着具、 ５７：貫通孔、 ５８：鉄筋、 ５９：張り出し板、 ６０：貫通孔、 ６１：鉄筋、 ６２：ＰＣ鋼材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜張橋の主塔上部に設けられ、該主塔から斜張橋の軸線方向（橋軸方向）における前後双方の斜め下方に張架されて橋桁を吊り支持する複数の斜張ケーブルの定着構造であって、
前記斜張ケーブルの端部が橋軸方向の双方から対峙するように定着される定着部の両側に、鋼側板が平行に配置され、
該鋼側板の橋軸方向における両端部には、２つの前記鋼側板の双方を互いに連結するようにコンクリート部材が形成され、
前記斜張ケーブルは、前記コンクリート部材を貫通し、平行に配置された前記鋼側板の間で、該コンクリート部材に反力を伝達するように定着され、
該コンクリート部材と前記鋼側板とは、前記斜張ケーブルの反力が前記鋼側板に伝達されるように連結されていることを特徴とする斜張ケーブルの定着構造。
【請求項２】
前記鋼側板の橋軸方向における両端部に、互いに平行となるように配置された２つの鋼側板の双方を連結するように鋼からなるケーブル位置決め板が設けられ、
前記コンクリート部材は、橋軸方向に対向する２つのケーブル位置決め板の外面と密着するように打設されたものであり、
前記斜張ケーブルの端部に装着された定着具は、該ケーブル位置決め板に当接して固定されるものであることを特徴等する特徴とする請求項１に記載の斜張ケーブルの定着構造。
【請求項３】
前記鋼支圧板は、上下に複数段が配置される斜張ケーブルのそれぞれに対して設けられ、これらが上下に連続するものであり、
前記コンクリート部材を補強する鉄筋が、前記ケーブル位置決め板と鋼側板との外側を水平方向に囲むように連続して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の斜張ケーブルの定着構造。
【請求項１】
斜張橋の主塔上部に設けられ、該主塔から斜張橋の軸線方向（橋軸方向）における前後双方の斜め下方に張架されて橋桁を吊り支持する複数の斜張ケーブルの定着構造であって、
前記斜張ケーブルの端部が橋軸方向の双方から対峙するように定着される定着部の両側に、鋼側板が平行に配置され、
該鋼側板の橋軸方向における両端部には、２つの前記鋼側板の双方を互いに連結するようにコンクリート部材が形成され、
前記斜張ケーブルは、前記コンクリート部材を貫通し、平行に配置された前記鋼側板の間で、該コンクリート部材に反力を伝達するように定着され、
該コンクリート部材と前記鋼側板とは、前記斜張ケーブルの反力が前記鋼側板に伝達されるように連結されていることを特徴とする斜張ケーブルの定着構造。
【請求項２】
前記鋼側板の橋軸方向における両端部に、互いに平行となるように配置された２つの鋼側板の双方を連結するように鋼からなるケーブル位置決め板が設けられ、
前記コンクリート部材は、橋軸方向に対向する２つのケーブル位置決め板の外面と密着するように打設されたものであり、
前記斜張ケーブルの端部に装着された定着具は、該ケーブル位置決め板に当接して固定されるものであることを特徴等する特徴とする請求項１に記載の斜張ケーブルの定着構造。
【請求項３】
前記鋼支圧板は、上下に複数段が配置される斜張ケーブルのそれぞれに対して設けられ、これらが上下に連続するものであり、
前記コンクリート部材を補強する鉄筋が、前記ケーブル位置決め板と鋼側板との外側を水平方向に囲むように連続して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の斜張ケーブルの定着構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−５１４３２（Ｐ２００７−５１４３２Ａ）
【公開日】平成１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２３５７０１（Ｐ２００５−２３５７０１）
【出願日】平成１７年８月１６日（２００５．８．１６）
【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１９年３月１日（２００７．３．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年８月１６日（２００５．８．１６）
【出願人】（０００１７４９４３）三井住友建設株式会社 (346)
【Ｆターム（参考）】
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