版状構造体、これを用いたトンネル用セグメント、床版及び鉄筋コンクリート橋脚
【課題】溶接が不要で製作が容易であり、その上強度が大でコストを低減することのできる版状構造体、これを用いたトンネル用セグメント、床板及び鉄筋コンクリート橋脚を提供する。
【解決手段】複数のＩ形鋼３、又は２本のＨ形鋼２とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼３をフランジを対向させて並設し、対向するフランジどうしをボルト６で固定すると共に、フランジが固定されたＩ形鋼３どうし又はＨ形鋼２とＩ形鋼３のウエブの両側においてフランジに鉄筋７を貫通させ、Ｉ形鋼３、又はＨ形鋼２とＩ形鋼３のウエブの一方の側にコンクリート１０を打設して版状構造体１を構成した。
【解決手段】複数のＩ形鋼３、又は２本のＨ形鋼２とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼３をフランジを対向させて並設し、対向するフランジどうしをボルト６で固定すると共に、フランジが固定されたＩ形鋼３どうし又はＨ形鋼２とＩ形鋼３のウエブの両側においてフランジに鉄筋７を貫通させ、Ｉ形鋼３、又はＨ形鋼２とＩ形鋼３のウエブの一方の側にコンクリート１０を打設して版状構造体１を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設物に用いられる版状構造体、これを用いたトンネル用セグメント、床版及び鉄筋コンクリート橋脚に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
版状構造体からなる従来のトンネル用セグメントに、トンネル軸方向に沿った一対の軸方向壁と、トンネル周方向に沿う略扇形で一対以上の周方向壁と、トンネル壁を構成すべくトンネル周方向に沿った周壁、周方向壁と同形の一対の縦リブとの７壁から成る箱形（四主桁型）を呈するとともに、周方向壁において、トンネル径方向に関して周壁が配置される部分とは反対側となる部分に、周方向壁のトンネル周方向長さの全域又はほぼ全域に亘ってトンネル軸方向に突出するフランジ部を形成して、ダクタイル鋳鉄製のセグメントを構成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、橋梁に適用する鋼−コンクリート合成床板に、構成床板上に平行に補強鋼材と鉄筋を配設したうえ、コンクリートを打設する合成床版であって、補強鋼材をＨ形鋼又はＩ形鋼からなる形鋼で構成し、当該形鋼のウエブにずれ止め開口部を設けると共に、その下フランジを鋼製床板の上面に載置して、連続すみ肉溶接または断続すみ肉溶接により接合し、Ｈ形鋼の上フランジ上部に上側配力鉄筋を設置し、Ｈ形鋼およびこの上側配力鉄筋をコンクリートと固着一体化して構成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、コンクリート橋脚の外型枠に高耐久性埋設型枠を用いて現場作業をプレハブ化することにより、橋脚の大幅な工期短縮を図ったプレキャスト工法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０７１００号公報（第３−５頁、図７）
【特許文献２】特開２００１−８１７２９号公報（第３頁、図１−２）
【非特許文献１】１９９８年１０月 総合土木研究所発行「基礎工」資料２、（２） 、１〜２、（２）、６「西神道路柏木谷高架橋脚工事」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記背景技術のトンネル用セグメント、鋼製床版及びコンクリート橋脚の外型枠は、いずれも版状構造体が基本となっているが、次のような問題がある。
特許文献１のトンネル用セグメントは、
（１）溶接量が多い。
（２）鋼板をほぼ扇形に切り出して溶接するか、ほぼ扇形の鋳鉄を別途製作して周方向壁 を形成しなければならない。
（３）コンクリート打設時の荷重に耐え得る剛性を確保するために、トンネル周方向に沿 った周壁を構成する背板又はスキンプレートに多数の補剛材を設けなければならな い。
（４）これら（１）〜（３）により製作コストが増嵩し、製作時間が長くかかる。
【０００７】
特許文献２の合成床板は、下面に鋼製床板が存在するため、打設したコンクリートのクラックや破損など損傷度合を目視することができない。
【０００８】
非特許文献１のコンクリート橋脚の外型枠には、次のような問題がある。
（１）コンクリート製であるため、橋脚断面方向の拘束力が弱い。
（２）外形枠の製造時に、別途型枠が必要である。
（３）コンクリートを繊維補強するため、繊維混入用の専用機械が必要である。
（４）上記（１）〜（３）により、橋脚の帯筋を多く設置しなければならず、また、製作コストも増嵩する。
【０００９】
本発明は、溶接が不要で製作が容易であり、その上強度が大でコストを低減することのできる版状構造体、これを用いたトンネル用セグメント、床版及び鉄筋コンクリート橋脚を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る版状構造体は、複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジどうしをボルトで固定すると共に、フランジが固定されたＩ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジに鉄筋を貫通させ、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したものである。
【００１１】
また、本発明に係る版状構造体は、複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジの位置に対応して設けられたねじ部にそれぞれナットを対向して螺合した鉄筋を前記Ｉ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジを貫通させて前記対向するフランジを前記ナットによりそれぞれ固定し、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したものである。
【００１２】
また、上記のＩ形鋼又はＨ形鋼とＩ形鋼のフランジに、前記ナットを備えた鉄筋を貫通する穴と前記ナットにより対向するフランジを固定する穴とを設け、これら両穴を連通させたものである。
【００１３】
本発明に係るトンネル用セグメントは、上記いずれかの版状構造体を用いたものである。
また、本発明に係るトンネル用セグメントは、上記いずれかの版状構造体をウエブ回りに円弧状に形成して用いたものである。
【００１４】
本発明に係る床版は、上記いずれかの版状構造体を用いたものである。
また、本発明に係る鉄筋コンクリート橋脚は、上記いずれかの版状構造体をプレキャスト型枠に用いたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る版状構造体は、溶接が不要で構成部材数も少ないため、製造が容易でコストを低減することができる。また、構造が均一のため応力集中が少なく、これにより断面欠損の少ない効率のよい版状構造体を得ることができる。
また、本発明に係るトンネル用セグメントは、上記の版状構造体を用いたので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明に係る床版は、上記の版状構造体を用いたので、上記と同様の効果が得られるばかりでなく、下面にコンクリートが露出しているので、コンクリートのクラックや破損などの損傷状態を目視により確認することができる。
また、本発明に係る鉄筋コンクリート橋脚は、上記の版状構造体をプレキャスト型枠に適用したので、上記の効果が得られるばかりでなく、橋脚断面方向の拘束力が強いため帯筋の設置量を減らすことができ、また、別途型枠を設ける必要がないので、コストをより低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る版状構造体の斜視説明図、図２は図１の側面図である。
図において、１は版状構造体で、両側に配設された形鋼であるＨ形鋼２ａ，２ｂ（以下、単に２と記すことがある）の間に、１本又は複数本（図には２本の場合が示してある）の形鋼であるＩ形鋼３ａ，３ｂ（以下、単に３と記すことがある）が配設され、それぞれ対向するフランジ面が当接されて平行に配設されている。
【００１８】
そして、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジには、図３（ａ）に示すように、ウエブの上下において、長手方向に所定の間隔で鋼棒挿通穴４が設けられており、また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの内側のフランジ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジには、図３（ｂ）に示すように、鋼棒挿通穴４の両側及びこれらの間にボルト挿通穴５が設けられている。
【００１９】
６はＨ形鋼２ａ，２ｂの内側フランジとこれに当接するＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジ、及び当接するＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジのボルト挿通穴５に挿通されたボルトで、ナットにより当接するフランジを一体に結合する。
７はＨ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４に挿通された鉄筋（以下、鋼棒という）、８はＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブ上の長手方向において、鋼棒７上にこれと直交して所定の間隔で配筋された複数の鉄筋、１０はＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブの上面に打設されたコンクリートである。なお、鉄筋８は、例えばＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブが低い場合などには省略してもよい。
【００２０】
次に、上記のように構成した版状構造体の製造手順の一例について説明する。
先ず、２本のＩ形鋼３ａ，３ｂを平行に配設して対向するフランジを当接し、ついで、その両側にＨ形鋼２ａ，２ｂを平行に配設してその一方のフランジをＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに当接する。このとき、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５を、それぞれ同一線上に位置させる。
【００２１】
次に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂの当接するフランジのボルト挿通穴５にそれぞれボルト６を挿通し、ナットで締め付けてＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを一体に結合する。ついで、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４に鋼棒７を挿通し、その両端部をＨ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジの内側に位置させる。これらの作業は、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブの上下に設けた鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５のすべてについて行われる。そして、鋼棒７上にこれと直交して複数の鉄筋８を配筋し、針金等により鋼棒７に結束する。
【００２２】
最後に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジと、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブとによって形成された領域の上面（一方の側の領域）にコンクリート１０を打設する。これにより、版状構造体１の製造が終了する。なお、コンクリート１０の打設厚みは、使用目的によって異なるが、一般にＨ形鋼２ａ，２ｂのフランジの上端部から４０ｍｍ程度の高さとすることが望ましい。
【００２３】
上記の説明では、両側に設けたＨ形鋼２ａ，２ｂの間に２本のＩ形鋼３ａ，３ｂを配設した場合を示したが、Ｉ形鋼３は使用目的に応じて１本でもよく、あるいは３本以上であってもよい。また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂを省略し、形鋼としてはＩ形鋼３だけで版状構造体を構成してもよい（他の実施の形態においても同様である）。
【００２４】
上記のように構成した版状構造体によれば、主要部材である形鋼のフランジをボルトで一体に結合し、鋼棒７及び鉄筋８を配筋してコンクリート１０を打設するだけなので、溶接は一切不要であり、その上構成部材数が少ないため製造が容易で、コストを低減することができる。また、構造が均一であるため応力集中が少なく、これにより断面欠損の少ない効率のよい版状構造体を得ることができる。
【００２５】
また、主要部材である形鋼はそのフランジがボルトで結合されているため、コンクリートを剥離するだけで容易に解体することができ、解体した形鋼をそのまま再利用することができる。さらに、形鋼を主要部材としているため、材料の供給性が高い等、顕著な効果を得ることができる。
【００２６】
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る版状構造体の斜視説明図、図５は図４の側面図である。なお、実施の形態１と同じ部分及びこれに相当する部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態１において、当接したＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジ、及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジを固定するボルト６を省略し、鋼棒７に上記フランジを固定する機能を持たせたものである。
【００２７】
この鋼棒７は、図６に示すように、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジ、及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジどうしが当接する位置に対応して長手方向にそれぞれ大径部を設け、この大径部におねじを設けてねじ部７１を形成し、このねじ部７１に両側からそれぞれ座金７２を挿入してナット７３（座金とナットが一体のもの又はナットだけのものを含む）を螺合したものである。
【００２８】
また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けたボルト挿通穴５を省略し、鋼棒挿通穴４を、図７に示すように、一方の側に設けた、鋼棒７のねじ部７１に挿入した座金７２（座金を使用しない場合はナット７３）の外径とほぼ等しいか又はこれより若干大径の大径部４１と、他方の側に設けた、鋼棒７のねじ部７１の外径とほぼ等しいか又はこれより若干大径の小径部４２とを連続して横長に形成し、フランジのウエブの上下において互いに反対方向に傾けて設けたものである（図８参照）。
【００２９】
本実施の形態に係る版状構造体を製造する場合は、実施の形態１の場合と同様に、２本のＩ形鋼３ａ，３ｂを平行に配設して対向するフランジを当接し、ついで、その両側にＨ形鋼２ａ，２ｂを平行に配設し、その一方のフランジをＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジにそれぞれ当接する。
【００３０】
次に、各ねじ部７１の両側から中央にすき間をあけて座金７２が挿入されナット７３が螺合された鋼棒７を、図８（ａ）に示すように、一方のＨ形鋼（例えば、２ａ）の鋼棒挿通穴４の大径部４１から、Ｉ形鋼３ａ，３ｂの鋼棒挿通穴４の大径部４１に挿通する。つ
いで、図８（ｂ）に示すように、鋼棒７を鋼棒挿通穴４の小径部４２側に移動し、各ねじ部７１の座金７２間（又はナット７３間）のすき間を各フランジの小径部４２に位置させる。
【００３１】
そして、鋼棒７のナット７３を締め付けてフランジを固定し、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを一体に結合する。この作業は、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブの上下に設けた鋼棒挿通穴４のすべてについて行われる。次に、鋼棒７の上にこれと直交して複数の鉄筋８を配筋し、針金等により鋼棒７に結束する。
最後に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジと、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブとによって形成された領域の上面にコンクリート１０を打設すれば、版状構造体１の製造が終了する。
【００３２】
図９は本実施の形態に係る版状構造体の他の例の要部の説明図である。
本例においては、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４を、中央部が高く（幅広）両側が低い（幅狭）ほぼ山形状に形成したもので、中央部を鋼棒７に設けた座金７２（又はナット７３）が通過しうる高さとし、両側を鋼棒７に設けたねじ部７１の外径とほぼ等しいか又はこれより若干高く形成し、隣接する２本の鋼棒７に対して１個の鋼棒挿通穴４を設けたものである。
【００３３】
本例においては、座金７２（及びナット７３）が設けられた鋼棒７を、鋼棒挿通穴４の中央部から挿通したのち一方の側に移動し、次の鋼棒７を鋼棒挿通穴４の中央部から挿通したのち他方の側に移動して、それぞれナット７３を締め付けてＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼２ａ，２ｂを一体に結合するようにしたものである。なお、鋼棒挿通穴４は上記各図示の形状に限定するものではなく、適宜形状を選択することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果が得られるばかりでなく、さらに、鉄筋である鋼棒７に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂ、及びＩ形鋼３ａ，３ｂどうしを結合する機能を持たせたので、構造が簡単になり、配筋及びフランジの固定作業が容易である。
また、鋼棒７に設けた座金７２（又はナット７３）が通過する大きい穴と、フランジを結合する小さい穴とを連結して鋼棒挿通穴４を形成したので、座金７２とナット７３（又はナット７３）を取付けたままで鋼棒７を挿通し、フランジを結合することができるため、施工性を向上することができる。
【００３５】
［実施の形態３］
図１０は本発明の実施の形態３に係るトンネル用セグメントの施工状態を示す説明図である。
本実施の形態は、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を用いたトンネル用セグメント（以下、上記の版状構造体１を用いたトンネル用セグメントを符号１１で示す）に関するものである。
【００３６】
本実施の形態は、地盤に掘削された断面四角形（長方形）のトンネルの内壁に沿って、実施の形態１又は２に係る版状構造体１からなる複数のトンネル用セグメント１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄと１１ｅ，１１ｆ（以下、単にセグメントと記す）を、打設したコンクリート１０を内側（トンネル側）に向けて四角形状に配設し、隣接するセグメント１１ａ〜１１ｆをそれぞれ連結部材（図示せず）で接合してトンネル周方向壁を形成する。そして、この周方向壁をトンネル軸方向に順次接合してトンネルの周壁を構成したものである。
【００３７】
上記の説明では、断面四角形のトンネルの上下にそれぞれ２本のセグメント１１ａ，１１ｂと１１ｃ，１１ｄを設置し、左右にそれぞれ１本のセグメント１１ｅと１１ｆを設置した場合を示したが、トンネルの大きさあるいはセグメント１１の長さなどに応じて、その数を適宜変更することができる。
【００３８】
図１１は本実施の形態に係るセグメントの他の例を示す説明図である。
本例においては、地盤に掘削された断面円形のトンネルの内壁に沿って、実施の形態１又は２に係る複数の版状構造体１を、図１２に示すように、打設したコンクリート１０を内側（トンネル側）にしてリング状に接合し、トンネル周方向壁を形成する。そして、このリング状の周方向壁をトンネル軸方向に順次接合してトンネル周壁を構成したものである。
【００３９】
このようなトンネル周壁を構成するセグメント１１は、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を、トンネルの周方向に沿ってウエブ回りに半径ｒ（図１２参照）でほぼ円弧状に形成したものである。
このようなセグメント１１は、フランジに鋼棒挿通穴４（又は鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５）が設けられた版状構造体１を構成するＨ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂを、あらかじめウエブ回りに半径ｒの円弧状に曲げ加工しておき、前述の手順により製造する。なお、この場合、コンクリート１０はＨ形鋼２ａ，２ｂの外側のフランジとＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂで形成された領域の下面（円弧状の内周側）に打設する。
【００４０】
そして、円弧状に形成されたセグメント１１をコンクリート１０が打設された面を内側（トンネル側）に向けてリング状に配設し、隣接するセグメント１１をそれぞれ連結部材で接合してトンネル周方向壁を形成し、この周方向壁をトンネル軸方向に順次接合してトンネル周壁を構成する。
【００４１】
図１３は円弧状のセグメント１１の他の例を示すもので、本例のセグメント１１は、フランジに鋼棒挿通穴４（又は鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５）が設けられたＨ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂを、長手方向にそれぞれ複数に分割し、半径ｒ（図１２参照）に対応した形状に溶接接合して円弧状に近似した形状に形成し、前述の手順により製造したものである。なお、この場合も、コンクリート１０は下面（円弧状の内周側）に打設する。
このように構成しても、図１１のセグメント１１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４２】
図１１〜図１３の場合は、断面円形のトンネルの周壁を構成するセグメント１１について説明したが、このセグメント１１は、断面楕円形状のトンネルの周壁を構成するセグメントにも実施することができる。この場合は、セグメントのトンネル周方向への設置場所に応じて円弧状の半径ｒを変えればよい。
【００４３】
本実施の形態に係るセグメントによれば、前述の版状構造体１の効果が得られると共に、さらに従来のセグメントに対して次のような効果を得ることができる。すなわち、溶接作業がほとんどなく、また、鋼板をほぼ扇形状に切り出して溶接したり、ほぼ扇形状の鋳鉄を別途製作して周方向壁を形成する必要がない。また、トンネル周方向に沿った周方向壁を構成する背板あるいはスキンプレートを設ける必要がなく、このため、コンクリートを打設する際の荷重に耐えうる剛性を確保するための補剛材を設ける必要もない。これらにより、製造コストが低減し、また製造時間を短縮することができる。
【００４４】
［実施の形態４］
図１４は本発明の形態４に係る床版の施工状態を示す説明図である。
本実施の形態は、図１４（ａ）に示すように、実施の形態１又は２にかかる版状構造体１を橋梁の床版（以下、上記の版状構造体１を用いた床版を符号２１で示す）に用いたものである。
【００４５】
本実施の形態においては、図１４（ｂ）に示すように、橋梁の主桁２２ａ，２２ｂ上に、実施の形態１又は２に係る版状構造体１（図には、実施の形態２の場合が示してある）からなる床版２１を、コンクリート１０の打設面を下にして主桁２２ａ，２２ｂ上に設置し、この上面にコンクリート１０ａを打設したものである。この場合、床版２１の上面側にも鋼棒７と直交して複数の鉄筋８を配筋してもよい。
【００４６】
上記のように橋梁の主桁２２ａ，２２ｂ上に設置された床版２１は、実施の形態１又は２の版状構造体１の効果が得られるばかりでなく、従来の床版のように下面に鋼製床板が存在せずコンクリート１０が露出しているので、コンクリート１０のクラックや破損などの損傷状態を目視により確認することができる。
【００４７】
上記の説明では、本実施の形態に係る床版２１を、橋梁の床版として使用した場合を示したが、これに限定するものではなく、例えば、駐車場やビルディングの床版など、他の建造物の床版としても実施することができる。
【００４８】
［実施の形態５］
図１５は本発明の実施の形態５に係る鉄筋コンクリート橋脚の説明図である。
図１５において、３１は地盤に埋設された基礎杭３６上に打設されたフーチング３７上に設けた下部構造である鉄筋コンクリート橋脚で、その上部には上部構造である梁部３８が設けられている。本実施の形態は、上記のような鉄筋コンクリート橋脚３１に、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を、プレキャスト型枠として適用したものである。
【００４９】
本実施の形態に係る鉄筋コンクリート橋脚３１は、図１６に示すように、主鉄筋３２と帯筋３３（以下、両者を合せて鉄筋３２と記すことがある）を建て込み、その外周に鉄筋３２を囲んで、実施の形態１又は２に係る版状構造体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを打設されたコンクリート１０を外側にして設置し、鉄筋３２を含む版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域に、コンクリート３５を打設したものである。この場合、版状構造体１ａ〜１ｄの内面側にも鋼棒７と直交して複数の鉄筋８を配筋してもよい。
【００５０】
本実施の形態に係る鉄筋コンクリート橋脚３１の施工手段をさらに詳しく説明すると、図１７（ａ）に示すように、建て込まれた鉄筋３２の前後にコンクリート１０の打設面を外側にして版状構造体１ａ，１ｂを設置し、同様にして鉄筋３２の左右に板状構造体１ｃ，１ｄ（図１６参照）を設置する。ついで、図１７（ｂ）に示すように、これら版状構造体１ａ〜１ｄを連結部材で互いに連結し、その位置に固定する。
そして、鉄筋３２を含む版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域にコンクリート３５を打設する。
【００５１】
次に、図１７（ｃ）に示すように、下段に設置した版状構造体１ａ〜１ｄの上に、同様にして２段目の版状構造体１ａ〜１ｄを設置して連結部材により一体に固定し、鉄筋３２を含む版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域にコンクリート３５を打設し、下段の版状構造体１ａ〜１ｄ及びコンクリート３５と一体化する。
以下、同様にして順次上方に版状構造体１ａ〜１ｄを設置してコンクリート３５を打設し、一体化して積層することにより鉄筋コンクリート橋脚３１が造成される。
【００５２】
上記の説明では、図１５の橋脚に本実施の形態を実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の下部構造、上部構造からなる橋脚にも本実施の形態を実施することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、実施の形態１又は２の効果が得られると共に、さらに、橋脚断面方向の拘束力が強いので帯筋３３の設置量を減らすことができる。また、版状構造体１ａ〜１ｄをコンクリート３５を打設する際のプレキャスト型枠に適用できるので、別途型枠を設ける必要がなく、さらに、版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域にコンクリート３５を打設する際に、従来技術のように特別な専用機械が不要である等の効果を得ることができる。
【００５４】
次に、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を用いた上記実施の形態３〜５の実施例について説明する。なお、以下に示す諸元はその一例を示すもので、適宜変更しうることは云う迄もない。
［実施例１］
実施の形態３の図１１に係るトンネル用セグメント１１は、実施の形態２に係る版状構造体１を用いたもので、形鋼２ａ，２ｂは、ウエブ高さ：２５０ｍｍ、フランジ幅：２５０ｍｍ、ウエブ板厚：９ｍｍ、フランジ板厚：１４ｍｍ、長さ４ｍのものを用い、Ｉ形鋼３ａ，３ｂは、ウエブ高さ：８００ｍｍ、フランジ幅：２５０ｍｍ、ウエブ板厚：１４ｍｍ、フランジ板厚：２２ｍｍで、長さ４ｍのものを用いた。
【００５５】
また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジのウエブの上下に、大径部４１の径が５０ｍｍ、小径部４２の径が２４ｍｍで、長さが１１２ｍｍの鋼棒挿通穴４を、長手方向に３０ｃｍの間隔で、上下の鋼棒挿通穴４を互いに反対方向に傾斜させて設けた。そして、このＨ形鋼２ａ，２ｂ、Ｉ形鋼３ａ，３ｂを、トンネル周方向に沿った半径ｒ：８ｍで円弧状に曲げ加工し、両Ｈ形鋼２ａ，２ｂの間にＩ形鋼３ａ，３ｂを配置してフランジどうしを当接させて設置した。
【００５６】
ついで、Ｄ２２の鋼棒７の各フランジ当接位置に対応して設けられたねじ部７１に、径４４ｍｍの座金７２を有するナット７３をそれぞれ対向して螺合し、鋼棒挿通穴４の大径部４１から挿通したのち小径部４２に移動し、各フランジの当接部を両からナット７３で締め付けて固定し、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを一体に結合した。
【００５７】
そして、小径側を上にして（図１１の上下を逆にして）、各鋼棒７の上にこれと直交してＤ１６の複数本の鉄筋８をほぼ等間隔に配筋し、それぞれ鋼棒７に結束した。
最後に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジと、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブで形成された領域に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂのフランジの上端部から４０ｍｍ上方までコンクリート１０を打設した。このようにして、図１１に示すセグメント１１を製造した。
【００５８】
［実施例２］
実施の形態４に係る床版２１は、実施例１のセグメント１１と同じ諸元のＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを用い、その長さをそれぞれ１２ｍとした。また、Ｄ２２の鋼棒７を使用して実施の形態４の手順により版状構造体１、したがって床版２１を製造した。なお、鉄筋８にはＤ１６のものを用いた。
【００５９】
［実施例３］
実施の形態５に係る鉄筋コンクリート橋脚に用いる版状構造体１は、実施例１のセグメント１１と同じ諸元のＨ形鋼２ａ，２ｂ、Ｉ形鋼３ａ，３ｂ及び鋼棒７、鉄筋８を用い、その長さを３ｍとして、実施の形態５の手順により版状構造体１を製造した。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る版状構造体の斜視説明図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＨ形鋼の外側フランジの正面図及びＨ形鋼の内側フランジとＩ形鋼のフランジの正面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る版状構造体の斜視説明図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】図４の鋼棒の説明図である。
【図７】図６の正面図及び図４の鋼棒挿通穴の説明図である。
【図８】図４の鋼棒の施工手順の説明図である。
【図９】鋼棒挿通穴の他の例の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るトンネル用セグメントの施工状態の説明図である。
【図１１】トンネル用セグメントの他の例の説明図である。
【図１２】図１１のトンネル用セグメントの施工状態の説明図である。
【図１３】図１１のトンネル用セグメントの他の例の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る床版の施工状態の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る鉄筋コンクリート橋脚の概要説明図である。
【図１６】図１５の鉄筋コンクリート橋脚の詳細説明図である。
【図１７】図１５の鉄筋コンクリート橋脚の施工手順の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 版状構造体、２ Ｈ形鋼、３ Ｉ形鋼、４ 鋼棒挿通穴、５ ボルト挿通穴、６ ボルト、７ 鋼棒、７１ ねじ部、７２ 座金、７３ ナット、８ 鉄筋、１０ コンクリート、１１ トンネル用セグメント、２１ 床版、３１ 鉄筋コンクリート橋脚、３２ 主鉄筋、３３ 帯筋、３５ コンクリート。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設物に用いられる版状構造体、これを用いたトンネル用セグメント、床版及び鉄筋コンクリート橋脚に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
版状構造体からなる従来のトンネル用セグメントに、トンネル軸方向に沿った一対の軸方向壁と、トンネル周方向に沿う略扇形で一対以上の周方向壁と、トンネル壁を構成すべくトンネル周方向に沿った周壁、周方向壁と同形の一対の縦リブとの７壁から成る箱形（四主桁型）を呈するとともに、周方向壁において、トンネル径方向に関して周壁が配置される部分とは反対側となる部分に、周方向壁のトンネル周方向長さの全域又はほぼ全域に亘ってトンネル軸方向に突出するフランジ部を形成して、ダクタイル鋳鉄製のセグメントを構成するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、橋梁に適用する鋼−コンクリート合成床板に、構成床板上に平行に補強鋼材と鉄筋を配設したうえ、コンクリートを打設する合成床版であって、補強鋼材をＨ形鋼又はＩ形鋼からなる形鋼で構成し、当該形鋼のウエブにずれ止め開口部を設けると共に、その下フランジを鋼製床板の上面に載置して、連続すみ肉溶接または断続すみ肉溶接により接合し、Ｈ形鋼の上フランジ上部に上側配力鉄筋を設置し、Ｈ形鋼およびこの上側配力鉄筋をコンクリートと固着一体化して構成したものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、コンクリート橋脚の外型枠に高耐久性埋設型枠を用いて現場作業をプレハブ化することにより、橋脚の大幅な工期短縮を図ったプレキャスト工法が開示されている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３０７１００号公報（第３−５頁、図７）
【特許文献２】特開２００１−８１７２９号公報（第３頁、図１−２）
【非特許文献１】１９９８年１０月 総合土木研究所発行「基礎工」資料２、（２） 、１〜２、（２）、６「西神道路柏木谷高架橋脚工事」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記背景技術のトンネル用セグメント、鋼製床版及びコンクリート橋脚の外型枠は、いずれも版状構造体が基本となっているが、次のような問題がある。
特許文献１のトンネル用セグメントは、
（１）溶接量が多い。
（２）鋼板をほぼ扇形に切り出して溶接するか、ほぼ扇形の鋳鉄を別途製作して周方向壁 を形成しなければならない。
（３）コンクリート打設時の荷重に耐え得る剛性を確保するために、トンネル周方向に沿 った周壁を構成する背板又はスキンプレートに多数の補剛材を設けなければならな い。
（４）これら（１）〜（３）により製作コストが増嵩し、製作時間が長くかかる。
【０００７】
特許文献２の合成床板は、下面に鋼製床板が存在するため、打設したコンクリートのクラックや破損など損傷度合を目視することができない。
【０００８】
非特許文献１のコンクリート橋脚の外型枠には、次のような問題がある。
（１）コンクリート製であるため、橋脚断面方向の拘束力が弱い。
（２）外形枠の製造時に、別途型枠が必要である。
（３）コンクリートを繊維補強するため、繊維混入用の専用機械が必要である。
（４）上記（１）〜（３）により、橋脚の帯筋を多く設置しなければならず、また、製作コストも増嵩する。
【０００９】
本発明は、溶接が不要で製作が容易であり、その上強度が大でコストを低減することのできる版状構造体、これを用いたトンネル用セグメント、床版及び鉄筋コンクリート橋脚を提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る版状構造体は、複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジどうしをボルトで固定すると共に、フランジが固定されたＩ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジに鉄筋を貫通させ、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したものである。
【００１１】
また、本発明に係る版状構造体は、複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジの位置に対応して設けられたねじ部にそれぞれナットを対向して螺合した鉄筋を前記Ｉ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジを貫通させて前記対向するフランジを前記ナットによりそれぞれ固定し、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したものである。
【００１２】
また、上記のＩ形鋼又はＨ形鋼とＩ形鋼のフランジに、前記ナットを備えた鉄筋を貫通する穴と前記ナットにより対向するフランジを固定する穴とを設け、これら両穴を連通させたものである。
【００１３】
本発明に係るトンネル用セグメントは、上記いずれかの版状構造体を用いたものである。
また、本発明に係るトンネル用セグメントは、上記いずれかの版状構造体をウエブ回りに円弧状に形成して用いたものである。
【００１４】
本発明に係る床版は、上記いずれかの版状構造体を用いたものである。
また、本発明に係る鉄筋コンクリート橋脚は、上記いずれかの版状構造体をプレキャスト型枠に用いたものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る版状構造体は、溶接が不要で構成部材数も少ないため、製造が容易でコストを低減することができる。また、構造が均一のため応力集中が少なく、これにより断面欠損の少ない効率のよい版状構造体を得ることができる。
また、本発明に係るトンネル用セグメントは、上記の版状構造体を用いたので、上記と同様の効果を得ることができる。
【００１６】
本発明に係る床版は、上記の版状構造体を用いたので、上記と同様の効果が得られるばかりでなく、下面にコンクリートが露出しているので、コンクリートのクラックや破損などの損傷状態を目視により確認することができる。
また、本発明に係る鉄筋コンクリート橋脚は、上記の版状構造体をプレキャスト型枠に適用したので、上記の効果が得られるばかりでなく、橋脚断面方向の拘束力が強いため帯筋の設置量を減らすことができ、また、別途型枠を設ける必要がないので、コストをより低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
［実施の形態１］
図１は本発明の実施の形態１に係る版状構造体の斜視説明図、図２は図１の側面図である。
図において、１は版状構造体で、両側に配設された形鋼であるＨ形鋼２ａ，２ｂ（以下、単に２と記すことがある）の間に、１本又は複数本（図には２本の場合が示してある）の形鋼であるＩ形鋼３ａ，３ｂ（以下、単に３と記すことがある）が配設され、それぞれ対向するフランジ面が当接されて平行に配設されている。
【００１８】
そして、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジには、図３（ａ）に示すように、ウエブの上下において、長手方向に所定の間隔で鋼棒挿通穴４が設けられており、また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの内側のフランジ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジには、図３（ｂ）に示すように、鋼棒挿通穴４の両側及びこれらの間にボルト挿通穴５が設けられている。
【００１９】
６はＨ形鋼２ａ，２ｂの内側フランジとこれに当接するＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジ、及び当接するＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジのボルト挿通穴５に挿通されたボルトで、ナットにより当接するフランジを一体に結合する。
７はＨ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４に挿通された鉄筋（以下、鋼棒という）、８はＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブ上の長手方向において、鋼棒７上にこれと直交して所定の間隔で配筋された複数の鉄筋、１０はＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブの上面に打設されたコンクリートである。なお、鉄筋８は、例えばＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブが低い場合などには省略してもよい。
【００２０】
次に、上記のように構成した版状構造体の製造手順の一例について説明する。
先ず、２本のＩ形鋼３ａ，３ｂを平行に配設して対向するフランジを当接し、ついで、その両側にＨ形鋼２ａ，２ｂを平行に配設してその一方のフランジをＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに当接する。このとき、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５を、それぞれ同一線上に位置させる。
【００２１】
次に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂの当接するフランジのボルト挿通穴５にそれぞれボルト６を挿通し、ナットで締め付けてＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを一体に結合する。ついで、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４に鋼棒７を挿通し、その両端部をＨ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジの内側に位置させる。これらの作業は、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブの上下に設けた鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５のすべてについて行われる。そして、鋼棒７上にこれと直交して複数の鉄筋８を配筋し、針金等により鋼棒７に結束する。
【００２２】
最後に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジと、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブとによって形成された領域の上面（一方の側の領域）にコンクリート１０を打設する。これにより、版状構造体１の製造が終了する。なお、コンクリート１０の打設厚みは、使用目的によって異なるが、一般にＨ形鋼２ａ，２ｂのフランジの上端部から４０ｍｍ程度の高さとすることが望ましい。
【００２３】
上記の説明では、両側に設けたＨ形鋼２ａ，２ｂの間に２本のＩ形鋼３ａ，３ｂを配設した場合を示したが、Ｉ形鋼３は使用目的に応じて１本でもよく、あるいは３本以上であってもよい。また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂを省略し、形鋼としてはＩ形鋼３だけで版状構造体を構成してもよい（他の実施の形態においても同様である）。
【００２４】
上記のように構成した版状構造体によれば、主要部材である形鋼のフランジをボルトで一体に結合し、鋼棒７及び鉄筋８を配筋してコンクリート１０を打設するだけなので、溶接は一切不要であり、その上構成部材数が少ないため製造が容易で、コストを低減することができる。また、構造が均一であるため応力集中が少なく、これにより断面欠損の少ない効率のよい版状構造体を得ることができる。
【００２５】
また、主要部材である形鋼はそのフランジがボルトで結合されているため、コンクリートを剥離するだけで容易に解体することができ、解体した形鋼をそのまま再利用することができる。さらに、形鋼を主要部材としているため、材料の供給性が高い等、顕著な効果を得ることができる。
【００２６】
［実施の形態２］
図４は本発明の実施の形態２に係る版状構造体の斜視説明図、図５は図４の側面図である。なお、実施の形態１と同じ部分及びこれに相当する部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、実施の形態１において、当接したＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジ、及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジを固定するボルト６を省略し、鋼棒７に上記フランジを固定する機能を持たせたものである。
【００２７】
この鋼棒７は、図６に示すように、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジ、及びＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジどうしが当接する位置に対応して長手方向にそれぞれ大径部を設け、この大径部におねじを設けてねじ部７１を形成し、このねじ部７１に両側からそれぞれ座金７２を挿入してナット７３（座金とナットが一体のもの又はナットだけのものを含む）を螺合したものである。
【００２８】
また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けたボルト挿通穴５を省略し、鋼棒挿通穴４を、図７に示すように、一方の側に設けた、鋼棒７のねじ部７１に挿入した座金７２（座金を使用しない場合はナット７３）の外径とほぼ等しいか又はこれより若干大径の大径部４１と、他方の側に設けた、鋼棒７のねじ部７１の外径とほぼ等しいか又はこれより若干大径の小径部４２とを連続して横長に形成し、フランジのウエブの上下において互いに反対方向に傾けて設けたものである（図８参照）。
【００２９】
本実施の形態に係る版状構造体を製造する場合は、実施の形態１の場合と同様に、２本のＩ形鋼３ａ，３ｂを平行に配設して対向するフランジを当接し、ついで、その両側にＨ形鋼２ａ，２ｂを平行に配設し、その一方のフランジをＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジにそれぞれ当接する。
【００３０】
次に、各ねじ部７１の両側から中央にすき間をあけて座金７２が挿入されナット７３が螺合された鋼棒７を、図８（ａ）に示すように、一方のＨ形鋼（例えば、２ａ）の鋼棒挿通穴４の大径部４１から、Ｉ形鋼３ａ，３ｂの鋼棒挿通穴４の大径部４１に挿通する。つ
いで、図８（ｂ）に示すように、鋼棒７を鋼棒挿通穴４の小径部４２側に移動し、各ねじ部７１の座金７２間（又はナット７３間）のすき間を各フランジの小径部４２に位置させる。
【００３１】
そして、鋼棒７のナット７３を締め付けてフランジを固定し、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを一体に結合する。この作業は、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブの上下に設けた鋼棒挿通穴４のすべてについて行われる。次に、鋼棒７の上にこれと直交して複数の鉄筋８を配筋し、針金等により鋼棒７に結束する。
最後に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジと、Ｈ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブとによって形成された領域の上面にコンクリート１０を打設すれば、版状構造体１の製造が終了する。
【００３２】
図９は本実施の形態に係る版状構造体の他の例の要部の説明図である。
本例においては、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジに設けた鋼棒挿通穴４を、中央部が高く（幅広）両側が低い（幅狭）ほぼ山形状に形成したもので、中央部を鋼棒７に設けた座金７２（又はナット７３）が通過しうる高さとし、両側を鋼棒７に設けたねじ部７１の外径とほぼ等しいか又はこれより若干高く形成し、隣接する２本の鋼棒７に対して１個の鋼棒挿通穴４を設けたものである。
【００３３】
本例においては、座金７２（及びナット７３）が設けられた鋼棒７を、鋼棒挿通穴４の中央部から挿通したのち一方の側に移動し、次の鋼棒７を鋼棒挿通穴４の中央部から挿通したのち他方の側に移動して、それぞれナット７３を締め付けてＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼２ａ，２ｂを一体に結合するようにしたものである。なお、鋼棒挿通穴４は上記各図示の形状に限定するものではなく、適宜形状を選択することができる。
【００３４】
本実施の形態によれば、実施の形態１の場合とほぼ同様の効果が得られるばかりでなく、さらに、鉄筋である鋼棒７に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂ、及びＩ形鋼３ａ，３ｂどうしを結合する機能を持たせたので、構造が簡単になり、配筋及びフランジの固定作業が容易である。
また、鋼棒７に設けた座金７２（又はナット７３）が通過する大きい穴と、フランジを結合する小さい穴とを連結して鋼棒挿通穴４を形成したので、座金７２とナット７３（又はナット７３）を取付けたままで鋼棒７を挿通し、フランジを結合することができるため、施工性を向上することができる。
【００３５】
［実施の形態３］
図１０は本発明の実施の形態３に係るトンネル用セグメントの施工状態を示す説明図である。
本実施の形態は、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を用いたトンネル用セグメント（以下、上記の版状構造体１を用いたトンネル用セグメントを符号１１で示す）に関するものである。
【００３６】
本実施の形態は、地盤に掘削された断面四角形（長方形）のトンネルの内壁に沿って、実施の形態１又は２に係る版状構造体１からなる複数のトンネル用セグメント１１ａ，１１ｂ、１１ｃ，１１ｄと１１ｅ，１１ｆ（以下、単にセグメントと記す）を、打設したコンクリート１０を内側（トンネル側）に向けて四角形状に配設し、隣接するセグメント１１ａ〜１１ｆをそれぞれ連結部材（図示せず）で接合してトンネル周方向壁を形成する。そして、この周方向壁をトンネル軸方向に順次接合してトンネルの周壁を構成したものである。
【００３７】
上記の説明では、断面四角形のトンネルの上下にそれぞれ２本のセグメント１１ａ，１１ｂと１１ｃ，１１ｄを設置し、左右にそれぞれ１本のセグメント１１ｅと１１ｆを設置した場合を示したが、トンネルの大きさあるいはセグメント１１の長さなどに応じて、その数を適宜変更することができる。
【００３８】
図１１は本実施の形態に係るセグメントの他の例を示す説明図である。
本例においては、地盤に掘削された断面円形のトンネルの内壁に沿って、実施の形態１又は２に係る複数の版状構造体１を、図１２に示すように、打設したコンクリート１０を内側（トンネル側）にしてリング状に接合し、トンネル周方向壁を形成する。そして、このリング状の周方向壁をトンネル軸方向に順次接合してトンネル周壁を構成したものである。
【００３９】
このようなトンネル周壁を構成するセグメント１１は、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を、トンネルの周方向に沿ってウエブ回りに半径ｒ（図１２参照）でほぼ円弧状に形成したものである。
このようなセグメント１１は、フランジに鋼棒挿通穴４（又は鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５）が設けられた版状構造体１を構成するＨ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂを、あらかじめウエブ回りに半径ｒの円弧状に曲げ加工しておき、前述の手順により製造する。なお、この場合、コンクリート１０はＨ形鋼２ａ，２ｂの外側のフランジとＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂで形成された領域の下面（円弧状の内周側）に打設する。
【００４０】
そして、円弧状に形成されたセグメント１１をコンクリート１０が打設された面を内側（トンネル側）に向けてリング状に配設し、隣接するセグメント１１をそれぞれ連結部材で接合してトンネル周方向壁を形成し、この周方向壁をトンネル軸方向に順次接合してトンネル周壁を構成する。
【００４１】
図１３は円弧状のセグメント１１の他の例を示すもので、本例のセグメント１１は、フランジに鋼棒挿通穴４（又は鋼棒挿通穴４とボルト挿通穴５）が設けられたＨ形鋼２ａ，２ｂ及びＩ形鋼３ａ，３ｂを、長手方向にそれぞれ複数に分割し、半径ｒ（図１２参照）に対応した形状に溶接接合して円弧状に近似した形状に形成し、前述の手順により製造したものである。なお、この場合も、コンクリート１０は下面（円弧状の内周側）に打設する。
このように構成しても、図１１のセグメント１１とほぼ同様の効果を得ることができる。
【００４２】
図１１〜図１３の場合は、断面円形のトンネルの周壁を構成するセグメント１１について説明したが、このセグメント１１は、断面楕円形状のトンネルの周壁を構成するセグメントにも実施することができる。この場合は、セグメントのトンネル周方向への設置場所に応じて円弧状の半径ｒを変えればよい。
【００４３】
本実施の形態に係るセグメントによれば、前述の版状構造体１の効果が得られると共に、さらに従来のセグメントに対して次のような効果を得ることができる。すなわち、溶接作業がほとんどなく、また、鋼板をほぼ扇形状に切り出して溶接したり、ほぼ扇形状の鋳鉄を別途製作して周方向壁を形成する必要がない。また、トンネル周方向に沿った周方向壁を構成する背板あるいはスキンプレートを設ける必要がなく、このため、コンクリートを打設する際の荷重に耐えうる剛性を確保するための補剛材を設ける必要もない。これらにより、製造コストが低減し、また製造時間を短縮することができる。
【００４４】
［実施の形態４］
図１４は本発明の形態４に係る床版の施工状態を示す説明図である。
本実施の形態は、図１４（ａ）に示すように、実施の形態１又は２にかかる版状構造体１を橋梁の床版（以下、上記の版状構造体１を用いた床版を符号２１で示す）に用いたものである。
【００４５】
本実施の形態においては、図１４（ｂ）に示すように、橋梁の主桁２２ａ，２２ｂ上に、実施の形態１又は２に係る版状構造体１（図には、実施の形態２の場合が示してある）からなる床版２１を、コンクリート１０の打設面を下にして主桁２２ａ，２２ｂ上に設置し、この上面にコンクリート１０ａを打設したものである。この場合、床版２１の上面側にも鋼棒７と直交して複数の鉄筋８を配筋してもよい。
【００４６】
上記のように橋梁の主桁２２ａ，２２ｂ上に設置された床版２１は、実施の形態１又は２の版状構造体１の効果が得られるばかりでなく、従来の床版のように下面に鋼製床板が存在せずコンクリート１０が露出しているので、コンクリート１０のクラックや破損などの損傷状態を目視により確認することができる。
【００４７】
上記の説明では、本実施の形態に係る床版２１を、橋梁の床版として使用した場合を示したが、これに限定するものではなく、例えば、駐車場やビルディングの床版など、他の建造物の床版としても実施することができる。
【００４８】
［実施の形態５］
図１５は本発明の実施の形態５に係る鉄筋コンクリート橋脚の説明図である。
図１５において、３１は地盤に埋設された基礎杭３６上に打設されたフーチング３７上に設けた下部構造である鉄筋コンクリート橋脚で、その上部には上部構造である梁部３８が設けられている。本実施の形態は、上記のような鉄筋コンクリート橋脚３１に、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を、プレキャスト型枠として適用したものである。
【００４９】
本実施の形態に係る鉄筋コンクリート橋脚３１は、図１６に示すように、主鉄筋３２と帯筋３３（以下、両者を合せて鉄筋３２と記すことがある）を建て込み、その外周に鉄筋３２を囲んで、実施の形態１又は２に係る版状構造体１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを打設されたコンクリート１０を外側にして設置し、鉄筋３２を含む版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域に、コンクリート３５を打設したものである。この場合、版状構造体１ａ〜１ｄの内面側にも鋼棒７と直交して複数の鉄筋８を配筋してもよい。
【００５０】
本実施の形態に係る鉄筋コンクリート橋脚３１の施工手段をさらに詳しく説明すると、図１７（ａ）に示すように、建て込まれた鉄筋３２の前後にコンクリート１０の打設面を外側にして版状構造体１ａ，１ｂを設置し、同様にして鉄筋３２の左右に板状構造体１ｃ，１ｄ（図１６参照）を設置する。ついで、図１７（ｂ）に示すように、これら版状構造体１ａ〜１ｄを連結部材で互いに連結し、その位置に固定する。
そして、鉄筋３２を含む版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域にコンクリート３５を打設する。
【００５１】
次に、図１７（ｃ）に示すように、下段に設置した版状構造体１ａ〜１ｄの上に、同様にして２段目の版状構造体１ａ〜１ｄを設置して連結部材により一体に固定し、鉄筋３２を含む版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域にコンクリート３５を打設し、下段の版状構造体１ａ〜１ｄ及びコンクリート３５と一体化する。
以下、同様にして順次上方に版状構造体１ａ〜１ｄを設置してコンクリート３５を打設し、一体化して積層することにより鉄筋コンクリート橋脚３１が造成される。
【００５２】
上記の説明では、図１５の橋脚に本実施の形態を実施した場合を示したが、これに限定するものではなく、他の下部構造、上部構造からなる橋脚にも本実施の形態を実施することができる。
【００５３】
本実施の形態によれば、実施の形態１又は２の効果が得られると共に、さらに、橋脚断面方向の拘束力が強いので帯筋３３の設置量を減らすことができる。また、版状構造体１ａ〜１ｄをコンクリート３５を打設する際のプレキャスト型枠に適用できるので、別途型枠を設ける必要がなく、さらに、版状構造体１ａ〜１ｄで囲まれた領域にコンクリート３５を打設する際に、従来技術のように特別な専用機械が不要である等の効果を得ることができる。
【００５４】
次に、実施の形態１又は２に係る版状構造体１を用いた上記実施の形態３〜５の実施例について説明する。なお、以下に示す諸元はその一例を示すもので、適宜変更しうることは云う迄もない。
［実施例１］
実施の形態３の図１１に係るトンネル用セグメント１１は、実施の形態２に係る版状構造体１を用いたもので、形鋼２ａ，２ｂは、ウエブ高さ：２５０ｍｍ、フランジ幅：２５０ｍｍ、ウエブ板厚：９ｍｍ、フランジ板厚：１４ｍｍ、長さ４ｍのものを用い、Ｉ形鋼３ａ，３ｂは、ウエブ高さ：８００ｍｍ、フランジ幅：２５０ｍｍ、ウエブ板厚：１４ｍｍ、フランジ板厚：２２ｍｍで、長さ４ｍのものを用いた。
【００５５】
また、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのフランジのウエブの上下に、大径部４１の径が５０ｍｍ、小径部４２の径が２４ｍｍで、長さが１１２ｍｍの鋼棒挿通穴４を、長手方向に３０ｃｍの間隔で、上下の鋼棒挿通穴４を互いに反対方向に傾斜させて設けた。そして、このＨ形鋼２ａ，２ｂ、Ｉ形鋼３ａ，３ｂを、トンネル周方向に沿った半径ｒ：８ｍで円弧状に曲げ加工し、両Ｈ形鋼２ａ，２ｂの間にＩ形鋼３ａ，３ｂを配置してフランジどうしを当接させて設置した。
【００５６】
ついで、Ｄ２２の鋼棒７の各フランジ当接位置に対応して設けられたねじ部７１に、径４４ｍｍの座金７２を有するナット７３をそれぞれ対向して螺合し、鋼棒挿通穴４の大径部４１から挿通したのち小径部４２に移動し、各フランジの当接部を両からナット７３で締め付けて固定し、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを一体に結合した。
【００５７】
そして、小径側を上にして（図１１の上下を逆にして）、各鋼棒７の上にこれと直交してＤ１６の複数本の鉄筋８をほぼ等間隔に配筋し、それぞれ鋼棒７に結束した。
最後に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂの外側フランジと、Ｈ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂのウエブで形成された領域に、Ｈ形鋼２ａ，２ｂのフランジの上端部から４０ｍｍ上方までコンクリート１０を打設した。このようにして、図１１に示すセグメント１１を製造した。
【００５８】
［実施例２］
実施の形態４に係る床版２１は、実施例１のセグメント１１と同じ諸元のＨ形鋼２ａ，２ｂとＩ形鋼３ａ，３ｂを用い、その長さをそれぞれ１２ｍとした。また、Ｄ２２の鋼棒７を使用して実施の形態４の手順により版状構造体１、したがって床版２１を製造した。なお、鉄筋８にはＤ１６のものを用いた。
【００５９】
［実施例３］
実施の形態５に係る鉄筋コンクリート橋脚に用いる版状構造体１は、実施例１のセグメント１１と同じ諸元のＨ形鋼２ａ，２ｂ、Ｉ形鋼３ａ，３ｂ及び鋼棒７、鉄筋８を用い、その長さを３ｍとして、実施の形態５の手順により版状構造体１を製造した。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態１に係る版状構造体の斜視説明図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＨ形鋼の外側フランジの正面図及びＨ形鋼の内側フランジとＩ形鋼のフランジの正面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る版状構造体の斜視説明図である。
【図５】図４の側面図である。
【図６】図４の鋼棒の説明図である。
【図７】図６の正面図及び図４の鋼棒挿通穴の説明図である。
【図８】図４の鋼棒の施工手順の説明図である。
【図９】鋼棒挿通穴の他の例の説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態３に係るトンネル用セグメントの施工状態の説明図である。
【図１１】トンネル用セグメントの他の例の説明図である。
【図１２】図１１のトンネル用セグメントの施工状態の説明図である。
【図１３】図１１のトンネル用セグメントの他の例の説明図である。
【図１４】本発明の実施の形態４に係る床版の施工状態の説明図である。
【図１５】本発明の実施の形態５に係る鉄筋コンクリート橋脚の概要説明図である。
【図１６】図１５の鉄筋コンクリート橋脚の詳細説明図である。
【図１７】図１５の鉄筋コンクリート橋脚の施工手順の説明図である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 版状構造体、２ Ｈ形鋼、３ Ｉ形鋼、４ 鋼棒挿通穴、５ ボルト挿通穴、６ ボルト、７ 鋼棒、７１ ねじ部、７２ 座金、７３ ナット、８ 鉄筋、１０ コンクリート、１１ トンネル用セグメント、２１ 床版、３１ 鉄筋コンクリート橋脚、３２ 主鉄筋、３３ 帯筋、３５ コンクリート。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジどうしをボルトで固定すると共に、フランジが固定されたＩ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジに鉄筋を貫通させ、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したことを特徴とする版状構造体。
【請求項２】
複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジの位置に対応して設けられたねじ部にそれぞれナットを対向して螺合した鉄筋を前記Ｉ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジを貫通させて前記対向するフランジを前記ナットによりそれぞれ固定し、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したことを特徴とする版状構造体。
【請求項３】
前記Ｉ形鋼又はＨ形鋼とＩ形鋼のフランジに、前記ナットを備えた鉄筋を貫通する穴と前記ナットにより対向するフランジを固定する穴とを設け、これら両穴を連通させたことを特徴とする請求項２記載の版状構造体。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体を用いたことを特徴とするトンネル用セグメント。
【請求項５】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体をウエブ周りに円弧状に形成して用いたことを特徴とするトンネル用セグメント。
【請求項６】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体を用いたことを特徴とする床版。
【請求項７】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体をプレキャスト型枠に用いたことを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚。
【請求項１】
複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジどうしをボルトで固定すると共に、フランジが固定されたＩ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジに鉄筋を貫通させ、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したことを特徴とする版状構造体。
【請求項２】
複数のＩ形鋼、又は２本のＨ形鋼とその間に配置された１若しくは複数のＩ形鋼をフランジを対向させて並設し、前記対向するフランジの位置に対応して設けられたねじ部にそれぞれナットを対向して螺合した鉄筋を前記Ｉ形鋼どうし又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの両側においてフランジを貫通させて前記対向するフランジを前記ナットによりそれぞれ固定し、前記Ｉ形鋼、又はＨ形鋼とＩ形鋼のウエブの一方の側にコンクリートを打設して構成したことを特徴とする版状構造体。
【請求項３】
前記Ｉ形鋼又はＨ形鋼とＩ形鋼のフランジに、前記ナットを備えた鉄筋を貫通する穴と前記ナットにより対向するフランジを固定する穴とを設け、これら両穴を連通させたことを特徴とする請求項２記載の版状構造体。
【請求項４】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体を用いたことを特徴とするトンネル用セグメント。
【請求項５】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体をウエブ周りに円弧状に形成して用いたことを特徴とするトンネル用セグメント。
【請求項６】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体を用いたことを特徴とする床版。
【請求項７】
前記請求項１〜３のいずれか一項記載の版状構造体をプレキャスト型枠に用いたことを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００８−１４１０１（Ｐ２００８−１４１０１Ａ）
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１８９０９５（Ｐ２００６−１８９０９５）
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年７月１０日（２００６．７．１０）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]