橋梁
【課題】多径間にわたって、伸縮装置等がない連続した舗装を形成することができるとともに、短い工期で経済的に構築することが可能となる橋梁を提供する。
【解決手段】コンクリートからなる２つの橋脚１，２と、これらの橋脚上に架け渡されるコンクリートの桁部３とが一体に連続している単径間のラーメン構造体１０を、前記桁部の軸線方向に複数ならべて形成する。隣り合う２つのラーメン構造体が有する桁部の端面間には所定の間隔が設けられ、これらの桁部の間に連結床版４を架け渡し、該連結床版の両端部を桁部に固着する。上記連結床版は、桁部に埋め込まれた鉄筋との間で引張力の伝達が可能となるように配置された鉄筋２１，２２によって補強されたものであって、上面が桁部の上面とほぼ同じ高さとなるように形成されている。
【解決手段】コンクリートからなる２つの橋脚１，２と、これらの橋脚上に架け渡されるコンクリートの桁部３とが一体に連続している単径間のラーメン構造体１０を、前記桁部の軸線方向に複数ならべて形成する。隣り合う２つのラーメン構造体が有する桁部の端面間には所定の間隔が設けられ、これらの桁部の間に連結床版４を架け渡し、該連結床版の両端部を桁部に固着する。上記連結床版は、桁部に埋め込まれた鉄筋との間で引張力の伝達が可能となるように配置された鉄筋２１，２２によって補強されたものであって、上面が桁部の上面とほぼ同じ高さとなるように形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの橋脚とコンクリートの橋桁とを有する多径間の橋梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁を架設する区間に複数の橋脚を立設し、両端の橋台と橋脚との間及び隣り合う橋脚間に橋桁を架け渡した多径間の橋梁では、多径間のそれぞれに独立した橋桁を単純支持させた単純桁橋が古くから採用されている。しかし、道路橋として用いる単純桁橋では、各径間毎に橋桁が分離されているため、これらの間に伸縮装置が設けられ、舗装が伸縮装置によって分断される。このため道路を走行する車両の走行性は著しく悪いものとなる。
【０００３】
このような事情から、近年は複数の径間に橋桁が連続する連続桁橋又は連続ラーメン橋が多く採用される。このような連続桁橋又は連続ラーメン橋では橋脚上で橋桁が連続しており、径間毎に伸縮装置を設ける必要がない。したがって、車両の走行性は改善される。
【０００４】
一方、特許文献１には、橋桁は径間毎に単純支持するものとし、隣り合う橋桁間を床版で連結する構造の橋梁が記載されている。この橋梁では、隣り合う橋桁間に連結床版を架け渡して一体に連結し、連結床版の上面は橋桁の上面とほぼ同じ高さにして連続する橋面を形成するものとなっている。このような橋梁では、連結床版の曲げ剛性が橋桁の曲げ剛性より小さく、橋桁の橋脚上部分で大きな負の曲げモーメントが発生するのを回避することができる。そして、橋桁上及び連結床版上に連続した舗装面を形成することができ、車両の走行性は良好なものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような連続桁橋や連続ラーメン橋では、工期短縮の要請、経済性の要請又は架設現場の条件等によっては、次のような事情によって不利になることがある。
上記連続桁橋や連続ラーメン橋では、橋桁の橋脚上部分に大きな負の曲げモーメントが生じ、この曲げモーメントに抵抗するために橋桁の橋脚上部分に大きなプレストレスを導入する必要が生じる。例えば、このような橋梁を、径間毎にプレキャスト化された橋桁を用いて架設しようとすると、製作ヤード等において径間毎のプレキャスト桁を製作し、これらのプレキャスト桁を順次橋脚上に架設した後、二つのプレキャスト桁間にわたって多くの緊張材を配置しなければならない。そして、二つのプレキャスト桁が連続するように桁間にコンクリートを打設し、硬化後に緊張材を緊張する作業が必要となる。このような工程によって工期の短縮や費用の低減が難しくなることがある。
【０００７】
一方、単純支持された橋桁間に連結床版を架け渡した橋梁では、橋桁が単純支持されているために、数多くの支承が必要となる。これらの支承の製作費用及び支承を設置して橋桁を支持させる工程により、経済性及び工期の短縮等において不利になることがある。
【０００８】
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、多径間にわたって連続した橋面を有する橋梁を、少ない費用及び短い工期で構築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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 コンクリートからなる２つの橋脚と、これらの橋脚上に架け渡されるコンクリートの桁部とが一体に連続している単径間のラーメン構造体が、前記桁部の軸線方向に複数並設され、 隣り合う２つのラーメン構造体が有する前記桁部の端面間には所定の間隔が設けられ、これらの桁部の間に、両端部が該桁部に固着された連結床版が架け渡されており、 該連結床版は、少なくともセメントと砂と水とを混練した材料を硬化させて形成され、 上面が前記桁部の上面とほぼ同じ高さとなっており、 前記桁部に埋め込まれた鉄筋と連続する鉄筋又は前記桁部に埋め込まれた鉄筋との間で引張力の伝達が可能となるように配置された棒状の補強部材によって補強されたものであることを特徴とする橋梁を提供する。
【００１０】
この橋梁では、隣り合うラーメン構造体間に連結床版が架け渡され、この連結床版が鉄筋等の補強部材に補強されて橋面上に載荷される荷重を支持することができる。また、連結床版はラーメン構造体の桁部に固着されるとともに、この連結床版の上面がラーメン構造体の桁部の上面とほぼ同じ高さとなっているので、複数の径間に連続した橋面が形成される。したがって、伸縮装置等を用いることなく多径間にわたって連続した舗装を形成することができ、良好な走行性を有する橋梁とすることができる。
また、ラーメン構造体の桁部上に作用する荷重によってそれぞれのラーメン構造体に変形が生じても、連結床版は大きな曲げモーメントを生じることなく、ラーメン構造体の変形にともなって変形し、連結床版に過大な応力が生じるのが抑制される。
一方、上記ラーメン構造体は支承等を用いる必要がなく、迅速に形成することができる。
【００１１】
なお、連結床版の両端部がラーメン構造体に固着されていることにより、ラーメン構造体の桁部及び連結床版のクリープ、乾燥収縮又は温度収縮等によってラーメン構造体及び連結床版に不静定力が発生する。つまり、ラーメン構造体が連結された範囲の中央部に向かってそれぞれの桁部が引き寄せられるように収縮し、これに対して橋脚から拘束する方向の力が作用する。しかし、橋脚が変形するとともに桁部と連結床版とが伸長し、不静定力の発生が緩和されて安定した構造系が維持される。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の橋梁において、 前記桁部の上部には、該桁部の端面から支間中央側へ所定の長さの範囲に切り欠き部が設けられ、 前記連結床版の両端部は、前記切り欠き部内における該桁部の支間中央側で、それぞれ隣り合うラーメン構造体の桁部に固着されており、 前記連結床版の両端部が該桁部に固着された範囲より該桁部の端面側では、前記切り欠き部の底面と前記連結床版の下面との間に、該連結床版のたわみによって弾性的に変形する弾性支持部材が介挿され、 前記連結床版と前記桁部との間の水平方向の相対的変位を許容するとともに、前記連結床版が前記桁部上で弾性的に支持されているものとする。
【００１３】
この橋梁では、連結床版は隣り合う桁部の端面間の距離より長い範囲に架け渡される。これにより、不静定力として連結床版に作用する引張力によって生じる伸び量を大きくすることができ、不静定力の発生を低減することができる。
また、連結床版が長い範囲に架け渡されることによって連結床版の支間長が大きくなるが、連結床版は固定された両端部間で桁部との間に介挿された弾性支持部材によって弾性的に支持される。これにより連結床版に生じる曲げモーメントが小さく抑えられる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の橋梁において、 前記桁部の端面からは、該桁部よりも断面が縮小された張り出し部が、該桁部の軸線方向に張り出すように設けられており、 該張り出し部の上面と前記連結床版の下面との間には弾性支持部材が介挿され、前記張り出し部上で前記連結床版が弾性的に支持されているものとする。
【００１５】
この橋梁では、上記張り出し部を設けることにより、簡単な構造で連結床版が架け渡される長さを大きくすることができる。また、張り出し部が設けられた範囲でも連結床版を弾性的に支持することによって、連結床版に生じる曲げモーメントを小さく抑えることが可能となる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の橋梁において、 前記橋脚は、前記桁部との接合部付近に断面縮小部を有し、該断面縮小部の上下で該ラーメン構造体の軸線の相対的な角度変化が生じるのを許容するものとする。
【００１７】
この橋梁では、ラーメン構造体の断面縮小部がヒンジとして機能し、この部分で大きな曲げ変形が生じる。したがって、ラーメン構造体の曲げ剛性が低下し、水平方向に作用する力に対して変形しやすくなる。これにより、不静定力が小さく抑えられ、連結床版に作用する引張力が小さくなって、連結床版にひび割れ等が生じるのを低減することが可能となる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の橋梁において、
前記連結床版を形成する、少なくともセメントと砂と水とを混練して硬化させたセメント系複合材料は、前記桁部を形成するコンクリートより弾性係数が小さいものとする。
【００１９】
この橋梁では、連結床版の弾性係数が小さくなり、引張力が作用したときの伸びが生じ易くなる。これにより、不静定力の発生が小さく抑えられ、連結床版に作用する水平方向の力も低減される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の橋梁では、多径間にわたって伸縮装置等がない連続した舗装を形成することができるとともに、短い工期で経済的に構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である橋梁の概略側面図及び一部拡大断面図である。
【図２】図１に示す橋梁のラーメン構造体の支間中央部における横断面図及びラーメン構造体間の横断面図である。
【図３】図１に示す橋梁におけるラーメン構造体を連結する部分の断面図である。
【図４】図１に示す橋梁の構造軸線を示すモデル図及びこの橋梁の桁部及び連結床版に作用する引張力の分布を示す概略図である。
【図５】図１に示す橋梁におけるラーメン構造体の変位にともなう連結床版の変形を示す概略図である。
【図６】連結床版とラーメン構造体とを固着する構造の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態である橋梁の橋脚に設けられた断面縮小部を示す概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態である橋梁における連結床版とラーメン構造体との連結部を示す概略断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態である橋梁におけるラーメン構造体を連結する部分の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である橋梁の概略側面図及び一部拡大断面図である。また、図２はこの橋梁の横断面図である。
この橋梁は多径間のコンクリート橋であり、２つの橋脚１，２とこれらの橋脚上に支持されて橋桁として機能する桁部３とが一体に結合されて単径間のラーメン構造体１０を形成しており、このラーメン構造体１０が該橋梁の軸線方向に複数配列されている。そして、これらのラーメン構造体間が連結床版４で連結された構造となっている。
【００２３】
上記橋脚１，２は、鉄筋コンクリートからなるものであり、橋梁の軸線とほぼ直角となる方向に壁面を有する壁状となっている。そして、隣り合うラーメン構造体１０ａ，１０ｂのそれぞれの一方の橋脚２ａ，１ｂが所定の間隔をおいて同じフーチング５の上に立ち上げられている。
【００２４】
上記桁部３はプレストレストコンクリートで形成されたものであり、図２（ａ）に示すように、上床版１１と下床版１２とこれらを上下方向に連結する２つのウェブ１３とを有し、断面形状が箱形部分を有するものとなっている。この桁部３は、２つの橋脚１ａ，２ａ上に架け渡すように支持され、端面は橋脚の一方の鉛直面と同一の立面上に位置するものとなっている。
この桁部３の端部には、断面が箱形となった内側を埋めるとともに、箱形となった部分の外側へ張り出すように横桁１４が設けられている。この横桁１４は、該桁部３の端面３ａから支間の中央側へ所定の厚さで設けられており、本実施形態では橋脚１，２の厚さより大きくなっている。
【００２５】
上記連結床版４は、桁部３の上記横桁１４が設けられた端部において、隣り合う２つのラーメン構造体１０ａ，１０ｂ間に架け渡すように支持されており、図２（ｂ）に示すように、桁部３の軸線と直角方向にほぼ均一な厚さとなっている。桁部３が連結床版４を支持する端部には上記横桁１４が設けられており、この横桁１４が設けられた部分に上面から下方に切り欠き部３ｂを設け、連結床版４はこの切り欠き部内で支持されるものとなっている。そして、連結床版４の上面は、桁部３の上面の高さとほぼ一致している。
【００２６】
この連結床版４は桁部３のコンクリートと連続し、一体となるように固着されたものであり、ポルトランドセメント、石灰石微粉末、砂および砂利等の骨材、減水剤、膨張材、短繊維等と水とを混練したものをコンクリートと同様に型枠内に打設し、硬化させて形成されたものである。このセメント系複合材料は、ポルトランドセメントの配合量や、減水剤、膨張材等の配合量の調整によって硬化した後の弾性係数が通常のコンクリートより小さくなるように設定されたものである。
この連結床版４内には、図３に示すように、補強部材として鉄筋２１，２２，２３，２４が上面付近及び下面付近において桁部３の軸線方向および軸線と直角方向に配置されている。連結床版４は、これらの鉄筋で補強されて橋面上に作用する輪荷重等を支持することができる部材として機能するものである。
【００２７】
なお、上記連結床版４を形成する材料は、通常のコンクリートを用いることもできる。また、連結床版内に埋め込まれる補強部材は鉄筋に限定されるものではなく、アラミド繊維等の合成樹脂からなる繊維を束ねてロッド状にした部材、炭素繊維を束ねてとロッド状にした部材等を用いることもできる。
【００２８】
上記連結床版４は、図３に示すように、桁部３の軸線方向における両端部が下方に増厚されており、この増厚部４ａの下面が桁部３に設けられた切り欠き部３ｂの底面３ｃに密着し、桁部３の軸線方向における端面４ｂが上記切り欠き部内の鉛直面３ｄに密着して桁部３に固着されている。そして、桁部３に設けられた切り欠き部３ｂ内の鉛直面３ｄからは、桁部３の床版に配置されている鉄筋３ｅが延長されて突出しており、連結床版４に埋め込む補強部材としての鉄筋２１，２２と平行に重ね合わせられ、連結床版４を形成するセメント系複合材料に埋め込まれている。これにより、桁部３に埋め込まれた鉄筋３ｅから連結床版４に埋め込まれた鉄筋２１，２２に、桁部３の軸線方向の引張力が伝達されるものとなっている。また、上記切り欠き部の底面３ｃにおける連結床版の増厚部４ａと密着する領域には、下部が横桁１４内に埋め込まれたアンカー２５の上部が突出しており、連結床版４を形成するセメント系複合材料はこのアンカー２５の上部を埋め込むように打設され、硬化したものである。
【００２９】
連結床版４は、桁部３の軸線方向における両端部に設けられた増厚部４ａにおいて上記のように鉄筋３ｅ及びアンカー２５を介して桁部３に固着される。そして、両端部の増厚部４ａ間では、連結床版４の下面４ｃと桁部の切り欠き部内の底面３ｃとの間に間隙が設けられ、この領域では連結床版４が自由に変形又は変位するものとなっている。
なお、上記切り欠き部３ｂ内の鉛直面３ｄから突き出した鉄筋は、連結床版４のほとんどの領域に及ぶように連続して配置されるものであってもよいし、機械継ぎ手等を用いて連結床版に配置される鉄筋と連続するように接続されるものであってもよい。
【００３０】
このような橋梁では桁部３にプレストレスが導入されていることにより、クリープによる軸線方向の収縮が生じる。また、コンクリートの乾燥収縮や温度変化による収縮が生じる。複数のラーメン構造体１０は連結床版４によって互いに連結されているため、上記のような収縮が生じると、図４（ａ）に示すように、連結された範囲の中央部に向かって桁部３が引き寄せられるように変形する。これにともない、橋脚１，２からは上記変位に対して不静定力として拘束力が作用するとともに、橋脚１，２には変形が生じる。
【００３１】
上記拘束力によって各ラーメン構造体１０の桁部３及び連結床版４には、図４（ｂ）に示すように軸線方向の引張力が作用する。この引張力は、ラーメン構造体１０が連結された範囲の中央部で最大となり、橋梁の軸線方向における両側部に向かって段階的に減少する。このような引張力の分布は、連結床版４に弾性係数の小さいセメント系複合材料を用いることにより、連結床版４を通常のコンクリートで形成したときよりも、引張力の値が小さく抑制されている。つまり、引張力が作用することによる連結床版４の伸び量が大きくなり、各ラーメン構造体１０の変位量が小さく抑えられている。
【００３２】
また、上記のように各ラーメン構造体１０が変位することによって、連結床版４の両端部が固着された桁部３に回転変位（たわみ角）が生じる。また、各ラーメン構造体１０上を通行する車両等の荷重が作用することによっても、桁部３の両端に回転変位が生じる。このような回転変位に対して連結床版４は、図５に示すように、２つの桁部３に固着された増厚部４ａ間で変形し、両端部が桁部３に固着された状態が維持される。
連結床版４は、収縮にともなって発生する上記引張力、上記桁部３の回転変位にともなって生じる曲げモーメント、及び連結床版４上に作用する荷重等に対して、連結床版４に過大なひび割れが生じないように鉄筋２１，２２等によって補強されている。
【００３３】
一方、各ラーメン構造体１０も、上記収縮にともなって発生する桁部３の引張力、橋脚１，２の変形及び各ラーメン構造体１０に作用する荷重に対して充分な安全性が維持されるように形状寸法が設定され、鉄筋（上床版１１に配置される鉄筋３ｅを除いて図示しない）及びプレストレスを導入するための緊張材（図示しない）が配置されている。
【００３４】
このような橋梁は、例えば次のように構築することができる。
支持地盤上に形成されたフーチング５の上に橋脚１，２を立ち上げる。フーチング５は基礎杭によって支持されるものであってもよい。また、フーチング基礎に代えてケーソン基礎等他の形式の基礎であってもよい。
橋脚１，２上に架け渡される桁部３は、地盤上から支保工を組み立て、この支保工上に型枠を形成して桁部３の架設位置でコンクリートを打設するものであってもよいが、別途に形成された製作ヤード等において予めコンクリートを打設し、形成されたプレキャスト桁を橋脚上に架設することができる。
【００３５】
プレキャスト桁の架設は、クレーン等によってプレキャスト桁を吊り上げ、橋脚上にプレキャスト桁の一部を載せ掛けるように支持する。そして、プレキャスト桁と橋脚との接合部にコンクリートを打設して橋脚とプレキャスト桁とが一体となったラーメン構造体とすることができる。また、プレキャスト桁は、橋脚に取り付けられたブラケットやフーチング上に立ち上げられた仮支柱によって仮支持し、橋脚とプレキャスト桁との接合部にコンクリートを打設するものであってもよい。一方、橋脚の上に桁部の一部を橋脚とともに予め形成しておき、橋脚上に形成された桁部の上に巻き揚げ装置を設け、プレキャスト桁を吊り上げて桁部の橋脚上部分と該プレキャスト桁とを接合するものであってもよい。
【００３６】
隣り合う２つのラーメン構造体１０ａ，１０ｂが形成されると、これらを連結する連結床版４を形成することができる。
一方のラーメン構造体１０ａが有する桁部３の端縁付近に設けられた切り欠き部３ｂから他方のラーメン構造体１０ｂに設けられた切り欠き部３ｂに至る範囲に型枠を設け、この型枠内にセメント系複合材料を混練したものを流し込む。このとき連結床版の増厚部４ａとなる領域では、混連した材料が切り欠き部３ｂ内の鉛直面３ｄ及び底面３ｃに直接に密着するように流し込み、桁部３から突き出している鉄筋３ｅ、アンカー２４及び型枠内に配置された鉄筋２１，２２，２３，２４を埋め込む。そして、養生後に脱型することによって連結床版４を形成することができる。
【００３７】
また、図６に示すようにプレキャスト部材を用いて連結床版３０を形成することもできる。
この方法では、桁部３の軸線方向における両端部に増厚部３１ａを有するプレキャスト板３１をコンクリート又はセメント系複合材料によって形成しておく。このプレキャスト板３１の、桁部３の軸線方向における両端面３１ｂからは、図６に示すように、該プレキャスト板３１の上面付近及び下面付近に埋め込まれた鉄筋３２，３３（補強部材）が突き出し、突き出した部分３９がＵの字状に連続している。また、増厚部３１ａには、上下方向に貫通してアンカー３４を挿入することができる孔３１ｃが設けられている。
【００３８】
このようなプレキャスト板３１は、隣り合うラーメン構造体１０ａ，１０ｂの桁部３に設けられた切り欠き部３ｂ内に両端部を載せ掛け、２つのラーメン構造体間に架け渡すように設置する。このとき、切り欠き部の底面３ｃから上方に向かって突き出したアンカー３４をプレキャスト板３１に設けられた孔３１ｃ内に挿通する。そして、孔３１ｃ内にモルタルを充填してプレキャスト板３１をラーメン構造体１０の桁部３に固定する。
また、桁部３に設けられた切り欠き部３ｂは、該切り欠き部内の鉛直面３ｄが架け渡されたプレキャスト板の端面３１ｂと所定の間隔を開けて対向するように設けられている。そして、プレキャスト板３１の端面３１ｂと切り欠き部内の鉛直面３ｄとが対向する空間で、プレキャスト板３１の端面３１ｂから突き出してＵの字状となった鉄筋３９と、切り欠き部内の鉛直面３ｄから同様に突き出してＵの字状となった鉄筋３ｅとを重ね合わせ、双方のＵの字状となった内側に桁部３の軸線と直角方向の鉄筋３５を挿通する。これらの鉄筋３ｅ，３５，３９と、この空間内に切り欠き部内の底面３ｃから上方に向かって突き出したアンカー３６の上部とを埋め込むようにコンクリート３７を打設する。これにより、桁部３内に配置された軸線方向の鉄筋３ｅとプレキャスト板３１に配置された鉄筋３２，３３との間で引張力が伝達されるものとなり、ラーメン構造体１０の変位によって連結床版３０に引張力が作用したときにも、連結床版３０は隣り合うラーメン構造体１０ａ，１０ｂの双方に強固に固着された状態が維持される。
【００３９】
以上に説明した橋梁では、ラーメン構造体１０を連結床版４，３０で連結する範囲が長くなるとき、つまり径間数が多くなるときには桁部３及び連結床版４，３０の収縮にともなって発生する不静定力が大きくなる。この不静定力を低減するために、図７に示すように、橋脚４１の桁部４２との接合部付近に断面縮小部４３を設けることができる。
【００４０】
この断面縮小部４３は、ラーメン構造体４０の側面視における橋脚４１の両側縁付近に柔軟に変形する部材４４を埋め込み、コンクリートの断面を縮小してヒンジ構造（いわゆるメナーゼヒンジ）としたものである。コンクリートの断面が縮小された部分のほぼ中央部には、ラーメン構造体４０の側面視で斜め方向に傾斜した鉄筋４５が、断面縮小部の上下にわたって埋め込まれ、傾斜方向が異なる鉄筋が桁部４２の軸線と直角となる方向に交互に配置されている。このような断面縮小部４３は、桁部４２の軸線と直角方向にほぼ均等な断面形状となっており、両側縁付近でコンクリートが切り欠かれていることにより、この断面縮小部４３の上下すなわち桁部４２と橋脚４１との間で相対的な回転変位が生じるのを許容するものとなっている。
【００４１】
このように断面縮小部４３がヒンジとして機能することによりラーメン構造体４０の剛性が低下し、水平方向の力に対して変位が生じ易くなる。したがって、桁部４２と連結床版４６の収縮にともなう不静定力を低減することができ、多くの径間のラーメン構造体４０を連結した構造とすることも可能となる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
この実施形態の橋梁では、ラーメン構造体１０及び連結床版４は図１から図３までに示す実施の形態と同じ形状及び構造を有するものであるが、図８に示されるように、連結床版４の一方の増厚部４ａと他方の増厚部４ａとの間において連結床版４の下面と桁部３に設けられた切り欠き部３ｂの底面との間に弾性支持部材３８が介挿されている。弾性支持部材３８は、連結床版４の上に荷重が載荷されて下方への変位が生じたときに変形するとともに弾性反発力よって連結床版４を桁部３上で支持することができるものである。したがって、連結床版４の両端部における増厚部４ａ間では、桁部３に対して水平方向には相対的な変位が許容されるとともに、鉛直方向には連結床版４が弾性的に支持され、連結床版４上の載荷重によって生じる曲げモーメントを低減することが可能となっている。
【００４３】
上記のように連結床版４上の載荷重によって生じる曲げモーメントが低減されることによって連結床版４の固着される両端部間の長さを大きくすることができる。そして、連結床版４を長くすると、桁部３及び連結床版４が収縮することにともなう不静定力の発生を低減することができる。つまり、連結床版４が長くなることにより、同じ引張力が作用しても連結床版４の伸び量が増大し、各ラーメン構造体１０の変位量を小さく抑えることができる。これにともない、連結床版４に生じる引張力が低減され、連結床版４に過大なひび割れが生じるのを抑制することが可能となる。
【００４４】
また、連結床版の一部を弾性的に支持する構造の橋梁では、例えば図９に示すような構造を採用することもできる。
この実施形態の橋梁では、橋脚５１，５２に支持された桁部５３の端面５３ａから桁部５３の軸線方向に張り出した張り出し部５５が設けられており、隣り合うラーメン構造体６０ａ，６０ｂの双方が有する張り出し部５５ａ，５５ｂの先端面が所定の間隔をおいて対向するものとなっている。そして、両端部５４ａが桁部５３に固着された連結床版５４は、桁部５３に設けられた切り欠き部５３ｂ内の底面で弾性的に支持されるとともに、上記張り出し部５５ａ，５５ａ上でも弾性支持部材５６を介して弾性的に支持されるものとなっている。
【００４５】
上記張り出し部５５は、桁部５３のコンクリートと一体となるように打設されたコンクリートで形成され、連結床版５４から作用する鉛直方向の力に対して抵抗し得るように形状寸法が決定され、鉄筋等による補強がなされている。なお、上記張り出し部５５上においても連結床版５４と張り出し部５５との間では、水平方向の相対的な変位は許容される。
また、上記張り出し部５５が設けられることによって隣り合うラーメン構造体６０ａ，６０ｂの互いに対向する橋脚５１，５２の間隔は、張り出し部を有していない場合より大きく設定することができる。
【００４６】
このような橋梁では、連結床版５４の両端部間の長さ、つまり隣り合うラーメン構造体６０ａ，６０ｂの桁部５３に固着された位置５４ａ，５４ａの間が長くなっても、桁部５３及び張り出し部５５によって連結床版５４を弾性的に支持し、連結床版５４に生じる曲げモーメントを低減することができる。また、連結床版５４に同じ引張力が作用した場合で比較すると、連結床版５４の両端部間の長さが大きくなることによって伸び量が大きくなる。これにより、桁部５３及び連結床版５４の収縮によって生じる不静定力の発生を抑えて、桁部５３及び連結床版５４に生じる引張力を低減することができる。したがって、連結床版５４に過大なひび割れが発生するのを抑制することが容易となる。
【００４７】
なお、本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜に変更して実施することができる。
例えば、桁部は、断面の形状が箱形となった部分を有するものに限定されることはなく、ほぼＩ形又はＴ形となった複数の桁を並列したもの、埋め込まれる型枠で複数の空洞が設けられた版状の桁（いわゆるホロースラブ）等であってもよい。
また、上記実施形態において連結床版は、セメント系の複合材料で弾性係数が通常のコンクリートより小さいものとしているが、通常のコンクリートを用いるものであってもよいし、この他の材料であって、弾性係数が小さくて高いじん性を備え、充分な強度を有する材料を使用することもできる。
プレキャスト板を用いて連結床版を形成するときには、プレキャスト板に予めプレストレスを導入しておくこともできる。
さらに、図９に示す張り出し部５５を設けるのに代えて、桁部の端縁を２つの橋脚によって支持される位置から両側に張り出して設け、これらの桁部の端面を所定の間隔で対向させるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１，２：橋脚， ３：桁部， ３ａ：桁部の端面、 ３ｂ：桁部に設けられた切り欠き部、 ３ｃ：切り欠き部の底面、 ３ｄ：切り欠き部内の鉛直面、 ３ｅ：桁部の上床版に配置された鉄筋、 ４：連結床版， ４ａ：連結床版の増厚部、 ４ｂ：連結床版の端面、 ４ｃ：連結床版の下面、 ５：フーチング，
１０：ラーメン構造体，
１１：上床版， １２：下床版， １３：ウェブ， １４：横桁，
２１，２２，２３，２４：連結床版に配置された鉄筋（補強部材）， ２５：アンカー，
３０：連結床版， ３１：プレキャスト板， ３１ａ：プレキャスト板の増厚部、 ３１ｂ：プレキャスト板の端面、 ３１ｃ：プレキャスト板に設けられた孔、 ３２，３３：プレキャスト板に配置された鉄筋（補強部材）， ３４：アンカー， ３５：桁部の軸線と直角方向に配置された鉄筋， ３６：アンカー， ３７：コンクリート， ３８：弾性支持部材， ３９：プレキャスト板から突き出してＵ字状となった鉄筋、
４０：ラーメン構造体、
４１：橋脚， ４２：桁部， ４３：断面縮小部， ４４：柔軟に変形する部材， ４５：鉄筋， ４６：連結床版，
５１，５２：橋脚， ５３：桁部， ５３ａ：桁部の端面， ５３ｂ：切り欠き部， ５４：連結床版， ５５：張り出し部， ５６：弾性支持部材， ６０：ラーメン構造体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートの橋脚とコンクリートの橋桁とを有する多径間の橋梁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
橋梁を架設する区間に複数の橋脚を立設し、両端の橋台と橋脚との間及び隣り合う橋脚間に橋桁を架け渡した多径間の橋梁では、多径間のそれぞれに独立した橋桁を単純支持させた単純桁橋が古くから採用されている。しかし、道路橋として用いる単純桁橋では、各径間毎に橋桁が分離されているため、これらの間に伸縮装置が設けられ、舗装が伸縮装置によって分断される。このため道路を走行する車両の走行性は著しく悪いものとなる。
【０００３】
このような事情から、近年は複数の径間に橋桁が連続する連続桁橋又は連続ラーメン橋が多く採用される。このような連続桁橋又は連続ラーメン橋では橋脚上で橋桁が連続しており、径間毎に伸縮装置を設ける必要がない。したがって、車両の走行性は改善される。
【０００４】
一方、特許文献１には、橋桁は径間毎に単純支持するものとし、隣り合う橋桁間を床版で連結する構造の橋梁が記載されている。この橋梁では、隣り合う橋桁間に連結床版を架け渡して一体に連結し、連結床版の上面は橋桁の上面とほぼ同じ高さにして連続する橋面を形成するものとなっている。このような橋梁では、連結床版の曲げ剛性が橋桁の曲げ剛性より小さく、橋桁の橋脚上部分で大きな負の曲げモーメントが発生するのを回避することができる。そして、橋桁上及び連結床版上に連続した舗装面を形成することができ、車両の走行性は良好なものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−６８７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような連続桁橋や連続ラーメン橋では、工期短縮の要請、経済性の要請又は架設現場の条件等によっては、次のような事情によって不利になることがある。
上記連続桁橋や連続ラーメン橋では、橋桁の橋脚上部分に大きな負の曲げモーメントが生じ、この曲げモーメントに抵抗するために橋桁の橋脚上部分に大きなプレストレスを導入する必要が生じる。例えば、このような橋梁を、径間毎にプレキャスト化された橋桁を用いて架設しようとすると、製作ヤード等において径間毎のプレキャスト桁を製作し、これらのプレキャスト桁を順次橋脚上に架設した後、二つのプレキャスト桁間にわたって多くの緊張材を配置しなければならない。そして、二つのプレキャスト桁が連続するように桁間にコンクリートを打設し、硬化後に緊張材を緊張する作業が必要となる。このような工程によって工期の短縮や費用の低減が難しくなることがある。
【０００７】
一方、単純支持された橋桁間に連結床版を架け渡した橋梁では、橋桁が単純支持されているために、数多くの支承が必要となる。これらの支承の製作費用及び支承を設置して橋桁を支持させる工程により、経済性及び工期の短縮等において不利になることがある。
【０００８】
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、多径間にわたって連続した橋面を有する橋梁を、少ない費用及び短い工期で構築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】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 コンクリートからなる２つの橋脚と、これらの橋脚上に架け渡されるコンクリートの桁部とが一体に連続している単径間のラーメン構造体が、前記桁部の軸線方向に複数並設され、 隣り合う２つのラーメン構造体が有する前記桁部の端面間には所定の間隔が設けられ、これらの桁部の間に、両端部が該桁部に固着された連結床版が架け渡されており、 該連結床版は、少なくともセメントと砂と水とを混練した材料を硬化させて形成され、 上面が前記桁部の上面とほぼ同じ高さとなっており、 前記桁部に埋め込まれた鉄筋と連続する鉄筋又は前記桁部に埋め込まれた鉄筋との間で引張力の伝達が可能となるように配置された棒状の補強部材によって補強されたものであることを特徴とする橋梁を提供する。
【００１０】
この橋梁では、隣り合うラーメン構造体間に連結床版が架け渡され、この連結床版が鉄筋等の補強部材に補強されて橋面上に載荷される荷重を支持することができる。また、連結床版はラーメン構造体の桁部に固着されるとともに、この連結床版の上面がラーメン構造体の桁部の上面とほぼ同じ高さとなっているので、複数の径間に連続した橋面が形成される。したがって、伸縮装置等を用いることなく多径間にわたって連続した舗装を形成することができ、良好な走行性を有する橋梁とすることができる。
また、ラーメン構造体の桁部上に作用する荷重によってそれぞれのラーメン構造体に変形が生じても、連結床版は大きな曲げモーメントを生じることなく、ラーメン構造体の変形にともなって変形し、連結床版に過大な応力が生じるのが抑制される。
一方、上記ラーメン構造体は支承等を用いる必要がなく、迅速に形成することができる。
【００１１】
なお、連結床版の両端部がラーメン構造体に固着されていることにより、ラーメン構造体の桁部及び連結床版のクリープ、乾燥収縮又は温度収縮等によってラーメン構造体及び連結床版に不静定力が発生する。つまり、ラーメン構造体が連結された範囲の中央部に向かってそれぞれの桁部が引き寄せられるように収縮し、これに対して橋脚から拘束する方向の力が作用する。しかし、橋脚が変形するとともに桁部と連結床版とが伸長し、不静定力の発生が緩和されて安定した構造系が維持される。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の橋梁において、 前記桁部の上部には、該桁部の端面から支間中央側へ所定の長さの範囲に切り欠き部が設けられ、 前記連結床版の両端部は、前記切り欠き部内における該桁部の支間中央側で、それぞれ隣り合うラーメン構造体の桁部に固着されており、 前記連結床版の両端部が該桁部に固着された範囲より該桁部の端面側では、前記切り欠き部の底面と前記連結床版の下面との間に、該連結床版のたわみによって弾性的に変形する弾性支持部材が介挿され、 前記連結床版と前記桁部との間の水平方向の相対的変位を許容するとともに、前記連結床版が前記桁部上で弾性的に支持されているものとする。
【００１３】
この橋梁では、連結床版は隣り合う桁部の端面間の距離より長い範囲に架け渡される。これにより、不静定力として連結床版に作用する引張力によって生じる伸び量を大きくすることができ、不静定力の発生を低減することができる。
また、連結床版が長い範囲に架け渡されることによって連結床版の支間長が大きくなるが、連結床版は固定された両端部間で桁部との間に介挿された弾性支持部材によって弾性的に支持される。これにより連結床版に生じる曲げモーメントが小さく抑えられる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の橋梁において、 前記桁部の端面からは、該桁部よりも断面が縮小された張り出し部が、該桁部の軸線方向に張り出すように設けられており、 該張り出し部の上面と前記連結床版の下面との間には弾性支持部材が介挿され、前記張り出し部上で前記連結床版が弾性的に支持されているものとする。
【００１５】
この橋梁では、上記張り出し部を設けることにより、簡単な構造で連結床版が架け渡される長さを大きくすることができる。また、張り出し部が設けられた範囲でも連結床版を弾性的に支持することによって、連結床版に生じる曲げモーメントを小さく抑えることが可能となる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の橋梁において、 前記橋脚は、前記桁部との接合部付近に断面縮小部を有し、該断面縮小部の上下で該ラーメン構造体の軸線の相対的な角度変化が生じるのを許容するものとする。
【００１７】
この橋梁では、ラーメン構造体の断面縮小部がヒンジとして機能し、この部分で大きな曲げ変形が生じる。したがって、ラーメン構造体の曲げ剛性が低下し、水平方向に作用する力に対して変形しやすくなる。これにより、不静定力が小さく抑えられ、連結床版に作用する引張力が小さくなって、連結床版にひび割れ等が生じるのを低減することが可能となる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項１から請求項４までのいずれかに記載の橋梁において、
前記連結床版を形成する、少なくともセメントと砂と水とを混練して硬化させたセメント系複合材料は、前記桁部を形成するコンクリートより弾性係数が小さいものとする。
【００１９】
この橋梁では、連結床版の弾性係数が小さくなり、引張力が作用したときの伸びが生じ易くなる。これにより、不静定力の発生が小さく抑えられ、連結床版に作用する水平方向の力も低減される。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明の橋梁では、多径間にわたって伸縮装置等がない連続した舗装を形成することができるとともに、短い工期で経済的に構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態である橋梁の概略側面図及び一部拡大断面図である。
【図２】図１に示す橋梁のラーメン構造体の支間中央部における横断面図及びラーメン構造体間の横断面図である。
【図３】図１に示す橋梁におけるラーメン構造体を連結する部分の断面図である。
【図４】図１に示す橋梁の構造軸線を示すモデル図及びこの橋梁の桁部及び連結床版に作用する引張力の分布を示す概略図である。
【図５】図１に示す橋梁におけるラーメン構造体の変位にともなう連結床版の変形を示す概略図である。
【図６】連結床版とラーメン構造体とを固着する構造の他の例を示す断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態である橋梁の橋脚に設けられた断面縮小部を示す概略断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態である橋梁における連結床版とラーメン構造体との連結部を示す概略断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態である橋梁におけるラーメン構造体を連結する部分の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態である橋梁の概略側面図及び一部拡大断面図である。また、図２はこの橋梁の横断面図である。
この橋梁は多径間のコンクリート橋であり、２つの橋脚１，２とこれらの橋脚上に支持されて橋桁として機能する桁部３とが一体に結合されて単径間のラーメン構造体１０を形成しており、このラーメン構造体１０が該橋梁の軸線方向に複数配列されている。そして、これらのラーメン構造体間が連結床版４で連結された構造となっている。
【００２３】
上記橋脚１，２は、鉄筋コンクリートからなるものであり、橋梁の軸線とほぼ直角となる方向に壁面を有する壁状となっている。そして、隣り合うラーメン構造体１０ａ，１０ｂのそれぞれの一方の橋脚２ａ，１ｂが所定の間隔をおいて同じフーチング５の上に立ち上げられている。
【００２４】
上記桁部３はプレストレストコンクリートで形成されたものであり、図２（ａ）に示すように、上床版１１と下床版１２とこれらを上下方向に連結する２つのウェブ１３とを有し、断面形状が箱形部分を有するものとなっている。この桁部３は、２つの橋脚１ａ，２ａ上に架け渡すように支持され、端面は橋脚の一方の鉛直面と同一の立面上に位置するものとなっている。
この桁部３の端部には、断面が箱形となった内側を埋めるとともに、箱形となった部分の外側へ張り出すように横桁１４が設けられている。この横桁１４は、該桁部３の端面３ａから支間の中央側へ所定の厚さで設けられており、本実施形態では橋脚１，２の厚さより大きくなっている。
【００２５】
上記連結床版４は、桁部３の上記横桁１４が設けられた端部において、隣り合う２つのラーメン構造体１０ａ，１０ｂ間に架け渡すように支持されており、図２（ｂ）に示すように、桁部３の軸線と直角方向にほぼ均一な厚さとなっている。桁部３が連結床版４を支持する端部には上記横桁１４が設けられており、この横桁１４が設けられた部分に上面から下方に切り欠き部３ｂを設け、連結床版４はこの切り欠き部内で支持されるものとなっている。そして、連結床版４の上面は、桁部３の上面の高さとほぼ一致している。
【００２６】
この連結床版４は桁部３のコンクリートと連続し、一体となるように固着されたものであり、ポルトランドセメント、石灰石微粉末、砂および砂利等の骨材、減水剤、膨張材、短繊維等と水とを混練したものをコンクリートと同様に型枠内に打設し、硬化させて形成されたものである。このセメント系複合材料は、ポルトランドセメントの配合量や、減水剤、膨張材等の配合量の調整によって硬化した後の弾性係数が通常のコンクリートより小さくなるように設定されたものである。
この連結床版４内には、図３に示すように、補強部材として鉄筋２１，２２，２３，２４が上面付近及び下面付近において桁部３の軸線方向および軸線と直角方向に配置されている。連結床版４は、これらの鉄筋で補強されて橋面上に作用する輪荷重等を支持することができる部材として機能するものである。
【００２７】
なお、上記連結床版４を形成する材料は、通常のコンクリートを用いることもできる。また、連結床版内に埋め込まれる補強部材は鉄筋に限定されるものではなく、アラミド繊維等の合成樹脂からなる繊維を束ねてロッド状にした部材、炭素繊維を束ねてとロッド状にした部材等を用いることもできる。
【００２８】
上記連結床版４は、図３に示すように、桁部３の軸線方向における両端部が下方に増厚されており、この増厚部４ａの下面が桁部３に設けられた切り欠き部３ｂの底面３ｃに密着し、桁部３の軸線方向における端面４ｂが上記切り欠き部内の鉛直面３ｄに密着して桁部３に固着されている。そして、桁部３に設けられた切り欠き部３ｂ内の鉛直面３ｄからは、桁部３の床版に配置されている鉄筋３ｅが延長されて突出しており、連結床版４に埋め込む補強部材としての鉄筋２１，２２と平行に重ね合わせられ、連結床版４を形成するセメント系複合材料に埋め込まれている。これにより、桁部３に埋め込まれた鉄筋３ｅから連結床版４に埋め込まれた鉄筋２１，２２に、桁部３の軸線方向の引張力が伝達されるものとなっている。また、上記切り欠き部の底面３ｃにおける連結床版の増厚部４ａと密着する領域には、下部が横桁１４内に埋め込まれたアンカー２５の上部が突出しており、連結床版４を形成するセメント系複合材料はこのアンカー２５の上部を埋め込むように打設され、硬化したものである。
【００２９】
連結床版４は、桁部３の軸線方向における両端部に設けられた増厚部４ａにおいて上記のように鉄筋３ｅ及びアンカー２５を介して桁部３に固着される。そして、両端部の増厚部４ａ間では、連結床版４の下面４ｃと桁部の切り欠き部内の底面３ｃとの間に間隙が設けられ、この領域では連結床版４が自由に変形又は変位するものとなっている。
なお、上記切り欠き部３ｂ内の鉛直面３ｄから突き出した鉄筋は、連結床版４のほとんどの領域に及ぶように連続して配置されるものであってもよいし、機械継ぎ手等を用いて連結床版に配置される鉄筋と連続するように接続されるものであってもよい。
【００３０】
このような橋梁では桁部３にプレストレスが導入されていることにより、クリープによる軸線方向の収縮が生じる。また、コンクリートの乾燥収縮や温度変化による収縮が生じる。複数のラーメン構造体１０は連結床版４によって互いに連結されているため、上記のような収縮が生じると、図４（ａ）に示すように、連結された範囲の中央部に向かって桁部３が引き寄せられるように変形する。これにともない、橋脚１，２からは上記変位に対して不静定力として拘束力が作用するとともに、橋脚１，２には変形が生じる。
【００３１】
上記拘束力によって各ラーメン構造体１０の桁部３及び連結床版４には、図４（ｂ）に示すように軸線方向の引張力が作用する。この引張力は、ラーメン構造体１０が連結された範囲の中央部で最大となり、橋梁の軸線方向における両側部に向かって段階的に減少する。このような引張力の分布は、連結床版４に弾性係数の小さいセメント系複合材料を用いることにより、連結床版４を通常のコンクリートで形成したときよりも、引張力の値が小さく抑制されている。つまり、引張力が作用することによる連結床版４の伸び量が大きくなり、各ラーメン構造体１０の変位量が小さく抑えられている。
【００３２】
また、上記のように各ラーメン構造体１０が変位することによって、連結床版４の両端部が固着された桁部３に回転変位（たわみ角）が生じる。また、各ラーメン構造体１０上を通行する車両等の荷重が作用することによっても、桁部３の両端に回転変位が生じる。このような回転変位に対して連結床版４は、図５に示すように、２つの桁部３に固着された増厚部４ａ間で変形し、両端部が桁部３に固着された状態が維持される。
連結床版４は、収縮にともなって発生する上記引張力、上記桁部３の回転変位にともなって生じる曲げモーメント、及び連結床版４上に作用する荷重等に対して、連結床版４に過大なひび割れが生じないように鉄筋２１，２２等によって補強されている。
【００３３】
一方、各ラーメン構造体１０も、上記収縮にともなって発生する桁部３の引張力、橋脚１，２の変形及び各ラーメン構造体１０に作用する荷重に対して充分な安全性が維持されるように形状寸法が設定され、鉄筋（上床版１１に配置される鉄筋３ｅを除いて図示しない）及びプレストレスを導入するための緊張材（図示しない）が配置されている。
【００３４】
このような橋梁は、例えば次のように構築することができる。
支持地盤上に形成されたフーチング５の上に橋脚１，２を立ち上げる。フーチング５は基礎杭によって支持されるものであってもよい。また、フーチング基礎に代えてケーソン基礎等他の形式の基礎であってもよい。
橋脚１，２上に架け渡される桁部３は、地盤上から支保工を組み立て、この支保工上に型枠を形成して桁部３の架設位置でコンクリートを打設するものであってもよいが、別途に形成された製作ヤード等において予めコンクリートを打設し、形成されたプレキャスト桁を橋脚上に架設することができる。
【００３５】
プレキャスト桁の架設は、クレーン等によってプレキャスト桁を吊り上げ、橋脚上にプレキャスト桁の一部を載せ掛けるように支持する。そして、プレキャスト桁と橋脚との接合部にコンクリートを打設して橋脚とプレキャスト桁とが一体となったラーメン構造体とすることができる。また、プレキャスト桁は、橋脚に取り付けられたブラケットやフーチング上に立ち上げられた仮支柱によって仮支持し、橋脚とプレキャスト桁との接合部にコンクリートを打設するものであってもよい。一方、橋脚の上に桁部の一部を橋脚とともに予め形成しておき、橋脚上に形成された桁部の上に巻き揚げ装置を設け、プレキャスト桁を吊り上げて桁部の橋脚上部分と該プレキャスト桁とを接合するものであってもよい。
【００３６】
隣り合う２つのラーメン構造体１０ａ，１０ｂが形成されると、これらを連結する連結床版４を形成することができる。
一方のラーメン構造体１０ａが有する桁部３の端縁付近に設けられた切り欠き部３ｂから他方のラーメン構造体１０ｂに設けられた切り欠き部３ｂに至る範囲に型枠を設け、この型枠内にセメント系複合材料を混練したものを流し込む。このとき連結床版の増厚部４ａとなる領域では、混連した材料が切り欠き部３ｂ内の鉛直面３ｄ及び底面３ｃに直接に密着するように流し込み、桁部３から突き出している鉄筋３ｅ、アンカー２４及び型枠内に配置された鉄筋２１，２２，２３，２４を埋め込む。そして、養生後に脱型することによって連結床版４を形成することができる。
【００３７】
また、図６に示すようにプレキャスト部材を用いて連結床版３０を形成することもできる。
この方法では、桁部３の軸線方向における両端部に増厚部３１ａを有するプレキャスト板３１をコンクリート又はセメント系複合材料によって形成しておく。このプレキャスト板３１の、桁部３の軸線方向における両端面３１ｂからは、図６に示すように、該プレキャスト板３１の上面付近及び下面付近に埋め込まれた鉄筋３２，３３（補強部材）が突き出し、突き出した部分３９がＵの字状に連続している。また、増厚部３１ａには、上下方向に貫通してアンカー３４を挿入することができる孔３１ｃが設けられている。
【００３８】
このようなプレキャスト板３１は、隣り合うラーメン構造体１０ａ，１０ｂの桁部３に設けられた切り欠き部３ｂ内に両端部を載せ掛け、２つのラーメン構造体間に架け渡すように設置する。このとき、切り欠き部の底面３ｃから上方に向かって突き出したアンカー３４をプレキャスト板３１に設けられた孔３１ｃ内に挿通する。そして、孔３１ｃ内にモルタルを充填してプレキャスト板３１をラーメン構造体１０の桁部３に固定する。
また、桁部３に設けられた切り欠き部３ｂは、該切り欠き部内の鉛直面３ｄが架け渡されたプレキャスト板の端面３１ｂと所定の間隔を開けて対向するように設けられている。そして、プレキャスト板３１の端面３１ｂと切り欠き部内の鉛直面３ｄとが対向する空間で、プレキャスト板３１の端面３１ｂから突き出してＵの字状となった鉄筋３９と、切り欠き部内の鉛直面３ｄから同様に突き出してＵの字状となった鉄筋３ｅとを重ね合わせ、双方のＵの字状となった内側に桁部３の軸線と直角方向の鉄筋３５を挿通する。これらの鉄筋３ｅ，３５，３９と、この空間内に切り欠き部内の底面３ｃから上方に向かって突き出したアンカー３６の上部とを埋め込むようにコンクリート３７を打設する。これにより、桁部３内に配置された軸線方向の鉄筋３ｅとプレキャスト板３１に配置された鉄筋３２，３３との間で引張力が伝達されるものとなり、ラーメン構造体１０の変位によって連結床版３０に引張力が作用したときにも、連結床版３０は隣り合うラーメン構造体１０ａ，１０ｂの双方に強固に固着された状態が維持される。
【００３９】
以上に説明した橋梁では、ラーメン構造体１０を連結床版４，３０で連結する範囲が長くなるとき、つまり径間数が多くなるときには桁部３及び連結床版４，３０の収縮にともなって発生する不静定力が大きくなる。この不静定力を低減するために、図７に示すように、橋脚４１の桁部４２との接合部付近に断面縮小部４３を設けることができる。
【００４０】
この断面縮小部４３は、ラーメン構造体４０の側面視における橋脚４１の両側縁付近に柔軟に変形する部材４４を埋め込み、コンクリートの断面を縮小してヒンジ構造（いわゆるメナーゼヒンジ）としたものである。コンクリートの断面が縮小された部分のほぼ中央部には、ラーメン構造体４０の側面視で斜め方向に傾斜した鉄筋４５が、断面縮小部の上下にわたって埋め込まれ、傾斜方向が異なる鉄筋が桁部４２の軸線と直角となる方向に交互に配置されている。このような断面縮小部４３は、桁部４２の軸線と直角方向にほぼ均等な断面形状となっており、両側縁付近でコンクリートが切り欠かれていることにより、この断面縮小部４３の上下すなわち桁部４２と橋脚４１との間で相対的な回転変位が生じるのを許容するものとなっている。
【００４１】
このように断面縮小部４３がヒンジとして機能することによりラーメン構造体４０の剛性が低下し、水平方向の力に対して変位が生じ易くなる。したがって、桁部４２と連結床版４６の収縮にともなう不静定力を低減することができ、多くの径間のラーメン構造体４０を連結した構造とすることも可能となる。
【００４２】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
この実施形態の橋梁では、ラーメン構造体１０及び連結床版４は図１から図３までに示す実施の形態と同じ形状及び構造を有するものであるが、図８に示されるように、連結床版４の一方の増厚部４ａと他方の増厚部４ａとの間において連結床版４の下面と桁部３に設けられた切り欠き部３ｂの底面との間に弾性支持部材３８が介挿されている。弾性支持部材３８は、連結床版４の上に荷重が載荷されて下方への変位が生じたときに変形するとともに弾性反発力よって連結床版４を桁部３上で支持することができるものである。したがって、連結床版４の両端部における増厚部４ａ間では、桁部３に対して水平方向には相対的な変位が許容されるとともに、鉛直方向には連結床版４が弾性的に支持され、連結床版４上の載荷重によって生じる曲げモーメントを低減することが可能となっている。
【００４３】
上記のように連結床版４上の載荷重によって生じる曲げモーメントが低減されることによって連結床版４の固着される両端部間の長さを大きくすることができる。そして、連結床版４を長くすると、桁部３及び連結床版４が収縮することにともなう不静定力の発生を低減することができる。つまり、連結床版４が長くなることにより、同じ引張力が作用しても連結床版４の伸び量が増大し、各ラーメン構造体１０の変位量を小さく抑えることができる。これにともない、連結床版４に生じる引張力が低減され、連結床版４に過大なひび割れが生じるのを抑制することが可能となる。
【００４４】
また、連結床版の一部を弾性的に支持する構造の橋梁では、例えば図９に示すような構造を採用することもできる。
この実施形態の橋梁では、橋脚５１，５２に支持された桁部５３の端面５３ａから桁部５３の軸線方向に張り出した張り出し部５５が設けられており、隣り合うラーメン構造体６０ａ，６０ｂの双方が有する張り出し部５５ａ，５５ｂの先端面が所定の間隔をおいて対向するものとなっている。そして、両端部５４ａが桁部５３に固着された連結床版５４は、桁部５３に設けられた切り欠き部５３ｂ内の底面で弾性的に支持されるとともに、上記張り出し部５５ａ，５５ａ上でも弾性支持部材５６を介して弾性的に支持されるものとなっている。
【００４５】
上記張り出し部５５は、桁部５３のコンクリートと一体となるように打設されたコンクリートで形成され、連結床版５４から作用する鉛直方向の力に対して抵抗し得るように形状寸法が決定され、鉄筋等による補強がなされている。なお、上記張り出し部５５上においても連結床版５４と張り出し部５５との間では、水平方向の相対的な変位は許容される。
また、上記張り出し部５５が設けられることによって隣り合うラーメン構造体６０ａ，６０ｂの互いに対向する橋脚５１，５２の間隔は、張り出し部を有していない場合より大きく設定することができる。
【００４６】
このような橋梁では、連結床版５４の両端部間の長さ、つまり隣り合うラーメン構造体６０ａ，６０ｂの桁部５３に固着された位置５４ａ，５４ａの間が長くなっても、桁部５３及び張り出し部５５によって連結床版５４を弾性的に支持し、連結床版５４に生じる曲げモーメントを低減することができる。また、連結床版５４に同じ引張力が作用した場合で比較すると、連結床版５４の両端部間の長さが大きくなることによって伸び量が大きくなる。これにより、桁部５３及び連結床版５４の収縮によって生じる不静定力の発生を抑えて、桁部５３及び連結床版５４に生じる引張力を低減することができる。したがって、連結床版５４に過大なひび割れが発生するのを抑制することが容易となる。
【００４７】
なお、本発明は、以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で適宜に変更して実施することができる。
例えば、桁部は、断面の形状が箱形となった部分を有するものに限定されることはなく、ほぼＩ形又はＴ形となった複数の桁を並列したもの、埋め込まれる型枠で複数の空洞が設けられた版状の桁（いわゆるホロースラブ）等であってもよい。
また、上記実施形態において連結床版は、セメント系の複合材料で弾性係数が通常のコンクリートより小さいものとしているが、通常のコンクリートを用いるものであってもよいし、この他の材料であって、弾性係数が小さくて高いじん性を備え、充分な強度を有する材料を使用することもできる。
プレキャスト板を用いて連結床版を形成するときには、プレキャスト板に予めプレストレスを導入しておくこともできる。
さらに、図９に示す張り出し部５５を設けるのに代えて、桁部の端縁を２つの橋脚によって支持される位置から両側に張り出して設け、これらの桁部の端面を所定の間隔で対向させるものであってもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１，２：橋脚， ３：桁部， ３ａ：桁部の端面、 ３ｂ：桁部に設けられた切り欠き部、 ３ｃ：切り欠き部の底面、 ３ｄ：切り欠き部内の鉛直面、 ３ｅ：桁部の上床版に配置された鉄筋、 ４：連結床版， ４ａ：連結床版の増厚部、 ４ｂ：連結床版の端面、 ４ｃ：連結床版の下面、 ５：フーチング，
１０：ラーメン構造体，
１１：上床版， １２：下床版， １３：ウェブ， １４：横桁，
２１，２２，２３，２４：連結床版に配置された鉄筋（補強部材）， ２５：アンカー，
３０：連結床版， ３１：プレキャスト板， ３１ａ：プレキャスト板の増厚部、 ３１ｂ：プレキャスト板の端面、 ３１ｃ：プレキャスト板に設けられた孔、 ３２，３３：プレキャスト板に配置された鉄筋（補強部材）， ３４：アンカー， ３５：桁部の軸線と直角方向に配置された鉄筋， ３６：アンカー， ３７：コンクリート， ３８：弾性支持部材， ３９：プレキャスト板から突き出してＵ字状となった鉄筋、
４０：ラーメン構造体、
４１：橋脚， ４２：桁部， ４３：断面縮小部， ４４：柔軟に変形する部材， ４５：鉄筋， ４６：連結床版，
５１，５２：橋脚， ５３：桁部， ５３ａ：桁部の端面， ５３ｂ：切り欠き部， ５４：連結床版， ５５：張り出し部， ５６：弾性支持部材， ６０：ラーメン構造体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートからなる２つの橋脚と、これらの橋脚上に架け渡されるコンクリートの桁部とが一体に連続している単径間のラーメン構造体が、前記桁部の軸線方向に複数並設され、
隣り合う２つのラーメン構造体が有する前記桁部の端面間には所定の間隔が設けられ、これらの桁部の間に、両端部が該桁部に固着された連結床版が架け渡されており、
該連結床版は、少なくともセメントと砂と水とを混練した材料を硬化させて形成され、 上面が前記桁部の上面とほぼ同じ高さとなっており、 前記桁部に埋め込まれた鉄筋と連続する鉄筋又は前記桁部に埋め込まれた鉄筋との間で引張力の伝達が可能となるように配置された棒状の補強部材によって補強されたものであることを特徴とする橋梁。
【請求項２】
前記桁部の上部には、該桁部の端面から支間中央側へ所定の長さの範囲に切り欠き部が設けられ、
前記連結床版の両端部は、前記切り欠き部内における該桁部の支間中央側で、それぞれ隣り合うラーメン構造体の桁部に固着されており、
前記連結床版の両端部が該桁部に固着された範囲より該桁部の端面側では、前記切り欠き部の底面と前記連結床版の下面との間に、該連結床版のたわみによって弾性的に変形する弾性支持部材が介挿され、
前記連結床版と前記桁部との間の水平方向の相対的変位を許容するとともに、前記連結床版が前記桁部上で弾性的に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁。
【請求項３】
前記桁部の端面からは、該桁部よりも断面が縮小された張り出し部が、該桁部の軸線方向に張り出すように設けられており、
該張り出し部の上面と前記連結床版の下面との間には弾性支持部材が介挿され、前記張り出し部上で前記連結床版が弾性的に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の橋梁。
【請求項４】
前記橋脚は、前記桁部との接合部付近に断面縮小部を有し、該断面縮小部の上下で該ラーメン構造体の軸線の相対的な角度変化が生じるのを許容するものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の橋梁。
【請求項５】
前記連結床版を形成する、少なくともセメントと砂と水とを混練して硬化させたセメント系複合材料は、前記桁部を形成するコンクリートより弾性係数が小さいものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の橋梁。
【請求項１】
コンクリートからなる２つの橋脚と、これらの橋脚上に架け渡されるコンクリートの桁部とが一体に連続している単径間のラーメン構造体が、前記桁部の軸線方向に複数並設され、
隣り合う２つのラーメン構造体が有する前記桁部の端面間には所定の間隔が設けられ、これらの桁部の間に、両端部が該桁部に固着された連結床版が架け渡されており、
該連結床版は、少なくともセメントと砂と水とを混練した材料を硬化させて形成され、 上面が前記桁部の上面とほぼ同じ高さとなっており、 前記桁部に埋め込まれた鉄筋と連続する鉄筋又は前記桁部に埋め込まれた鉄筋との間で引張力の伝達が可能となるように配置された棒状の補強部材によって補強されたものであることを特徴とする橋梁。
【請求項２】
前記桁部の上部には、該桁部の端面から支間中央側へ所定の長さの範囲に切り欠き部が設けられ、
前記連結床版の両端部は、前記切り欠き部内における該桁部の支間中央側で、それぞれ隣り合うラーメン構造体の桁部に固着されており、
前記連結床版の両端部が該桁部に固着された範囲より該桁部の端面側では、前記切り欠き部の底面と前記連結床版の下面との間に、該連結床版のたわみによって弾性的に変形する弾性支持部材が介挿され、
前記連結床版と前記桁部との間の水平方向の相対的変位を許容するとともに、前記連結床版が前記桁部上で弾性的に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁。
【請求項３】
前記桁部の端面からは、該桁部よりも断面が縮小された張り出し部が、該桁部の軸線方向に張り出すように設けられており、
該張り出し部の上面と前記連結床版の下面との間には弾性支持部材が介挿され、前記張り出し部上で前記連結床版が弾性的に支持されていることを特徴とする請求項２に記載の橋梁。
【請求項４】
前記橋脚は、前記桁部との接合部付近に断面縮小部を有し、該断面縮小部の上下で該ラーメン構造体の軸線の相対的な角度変化が生じるのを許容するものであることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の橋梁。
【請求項５】
前記連結床版を形成する、少なくともセメントと砂と水とを混練して硬化させたセメント系複合材料は、前記桁部を形成するコンクリートより弾性係数が小さいものであることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の橋梁。
【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２０１３−９６１４７（Ｐ２０１３−９６１４７Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４０２３２（Ｐ２０１１−２４０２３２）
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【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２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１日（２０１１．１１．１）
【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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