説明

鉄筋コンクリート床版少数主桁橋

【課題】横桁の上フランジに発生していた疲労亀裂の問題を解消することができる鉄筋コンクリート床版少数主桁橋。
【解決手段】複数の主桁11間に複数の横桁12を橋軸方向に所定の間隔で設けると共に、前記横桁12上に鉄筋コンクリート床版13を設置した鉄筋コンクリート床版少数主桁橋10である。前記横桁12を、下フランジ21と、該下フランジ21上に立設したウェブ22と、該ウェブ22の上方に延長し、かつ、前記鉄筋コンクリート床版13内に埋設する接合部23と、該接合部23の上辺に沿って設けた多数の孔24により形成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複数の主桁間に複数の横桁を橋軸方向に所定の間隔で設けると共に、前記横桁上に鉄筋コンクリート床版を設置した鉄筋コンクリート床版少数主桁橋に関する。
【背景技術】
【0002】
鋼橋の設計及び施工時における合理化、或いは省力化に伴い、支間が30m〜60m程度の中支間橋梁においては、従来の多主桁橋よりも経済性に優れた構造形式として、PC床版(プレストレストコンクリート床版)や合成床版を用いた2主桁橋が採用されるようになった(例えば、非特許文献1参照。)。
【0003】
PC床版2主桁橋100は、図6に示すように、2本の主桁101間にH断面またはI断面の横桁102が設けられており、その上部にPC床版103が構築されている。PC床版103は、シース104内に挿入したPC鋼材105を定着ナット106によって緊締している。そして、PC床版103上にアスファルト舗装107が施されている。
【0004】
他方、合成床版2主桁橋200は、図7に示すように、2本の主桁201間にH断面またはI断面の横桁202が設けられており、その上部に合成床版203が構築されている。そして、合成床版203上にアスファルト舗装204が施されている。
【0005】
しかし、PC床版や合成床版は、以下のような問題も抱えている。
【0006】
すなわち、
(1) 2主桁橋の採用により上部工の全体工事費は、従来の多主桁橋に比べて安くなっているが、2主桁橋として採用するPC床版や合成床版自体は、従来採用されていたRC床版(鉄筋コンクリート床版)に比べて高価である。
(2) 床版の取替えが必要となった場合、PC床版や合成床版は主桁により支持されているため、2主桁橋の場合、全面交通止めが必要となる。その場合の社会的損失は、非常に大きいものとなる。また、3主桁以上の場合でも、PC床版は床版にプレストレスが導入されているため、幅員方向全幅による取替えが必要であり、全面交通止めとなる。
(3) PC床版を採用した場合、PC床版に用いるコンクリートの設計基準強度は30N/mm2 以上であるため、設計基準強度が24N/mm2 程度のRC床版に比べ、現場施工管理に十分な管理が必要であり、RC床版の施工に比較して高度な施工技術を必要とする。
(4) 箱桁構造でPC床版を使用した場合は、プレストレスロスの問題が生じるため、プレストレスの導入に当たっては十分な検討を要する。
【0007】
そこで、床版支間を従来の桁間隔ではなく、図8に示すように、床版を支持する横桁301を従来よりも橋軸方向に密に配置して床版支間を橋軸方向とすることにより、広幅員であっても2本の主桁302でRC床版303を用いることが可能となるRC床版2主桁橋300が考えられる。
【0008】
しかしながら、図9(a)に示すように、横桁301によってRC床版303を支持する場合、自動車の通過によって横桁301の上フランジ304に矢印a及び矢印bのような首振り現象が発生するので、上フランジ304と垂直補鋼材305の溶接止端部306に疲労亀裂が発生する可能性がある。また、横桁301の上フランジ304は、横桁301とRC床版303から成る断面の中立軸付近にあるので、図9(b)に示すように、横桁301の上フランジ304は、小さな応力しか作用しないことが分かっている。
【0009】
他方、主桁302に対して横桁301を取り付けるに当たり、床版厚さを所定の厚さに正確に収めるには、図8に示すように、主桁302の上フランジ307と横桁301の上フランジ304の高さを合わせる必要があるので、横桁の加工度と設置精度を高くしなければならず、橋梁の建設コストを高める要因となる。
【0010】
更に、従来のRC床版は、図10に示すように、橋脚400の建設誤差、主桁302の製作誤差および架設誤差に起因する床版厚さの変動をRC床版303の下部に設けた左右一定のハンチ308,308によって吸収することが行われていた。
【0011】
しかしながら、従来のRC床版303は、上記のように、左右一定のハンチ308,308が下方に突出しているため、ハンチ用の傾斜面を有する床版底面の型枠を合板などを用いて精度よく作成するには、多大な労力と時間を必要とし、橋梁の建設コストを高める要因となった。このため、ハンチのない所謂ハンチレス床版の出現に対する要望が高まっていた。
【0012】
【非特許文献1】「新しい鋼橋の誕生 II 改訂版」,社団法人日本橋梁建設協会,野田清人(発行人),2004年12月,p.4
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0013】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、本発明の第1の目的は、横桁の上フランジに発生していた疲労亀裂の問題を解消することができる鉄筋コンクリート床版少数主桁橋を提供することにある。本発明の第2の目的は、横桁の加工誤差と設置誤差を吸収できると共に、ハンチレス床版でも橋脚の建設誤差を吸収することができる鉄筋コンクリート床版少数主桁橋を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0014】
上記課題を解決するため、請求項1に記載の発明に係る鉄筋コンクリート床版少数主桁橋は、複数の主桁間に複数の横桁を橋軸方向に所定の間隔で設けると共に、前記横桁上に鉄筋コンクリート床版を設置した鉄筋コンクリート床版少数主桁橋において、前記横桁を、下フランジと、該下フランジ上に立設したウェブと、該ウェブの上方に延長し、かつ、前記鉄筋コンクリート床版内に埋設する接合部と、該接合部の上辺に沿って設けた多数の孔により形成したことを特徴とするものである。
【0015】
請求項2に記載の発明に係る鉄筋コンクリート床版少数主桁橋は、請求項1において、前記孔を、前記接合部に横一列に設けることを特徴とするものである。
【0016】
請求項3に記載の発明に係る鉄筋コンクリート床版少数主桁橋は、請求項1において、前記孔を、前記接合部に千鳥状に設けることを特徴とするものである。
【0017】
請求項4に記載の発明に係る鉄筋コンクリート床版少数主桁橋は、請求項2又は3において、前記孔内に鉄筋を橋軸方向に向けて配筋することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0018】
上記の如く、請求項1に係る発明は、複数の主桁間に複数の横桁を橋軸方向に所定の間隔で設けると共に、前記横桁上に鉄筋コンクリート床版を設置した鉄筋コンクリート床版少数主桁橋において、前記横桁を、下フランジと、該下フランジ上に立設したウェブと、該ウェブの上方に延長し、かつ、前記鉄筋コンクリート床版内に埋設する接合部と、該接合部の上辺に沿って設けた多数の孔により形成したので、従来の横桁に用いられていた横桁の上フランジが省略されている。このため、従来、懸念されていた横桁の上フランジと垂直補助材の溶接止端部における疲労亀裂の発生を回避することが可能になった。
【0019】
また、従来の横桁に用いられていた上フランジを無くすことにより、横桁の上フランジに溶殖されているスタッドジベルも省略されることになる。スタッドジベルは、ずれ止め区間によって、夫々、設計で算出された数量に順じて横桁の上フランジに個々に溶接していかねばならず、加工度の要求が高い。また、床版鉄筋との取り合いを考慮して、個々の溶接も高い精度を要するので、鋼製主桁を有する橋梁形式の鉄筋コンクリート床版との合成構造化の建設コストを高める要因となっているが、スタッドジベルを多少でも減らせることによって橋梁の建設コストを抑制することが可能となった。床版の取替えが生じた場合、本発明構造では、従来構造と異なり、床版の主鉄筋方向が、橋軸方向のため、走行レーン毎に取替えが出来、全面交通止めの必要がない。
【0020】
また、請求項1に係る発明によれば、ウェブの上方に延長した接合部が鉄筋コンクリート床版内に埋設されるので、横桁の上フランジを主桁の上フランジの高さに合わせる作業が不要になった。このため、横桁の加工度と設置精度を必要以上に高める必要がなく、橋梁の建設コストを抑制することが可能になった。
【0021】
また、請求項1に係る発明は、上記のように、ウェブの上方に延長した接合部が鉄筋コンクリート床版内に埋設されるので、鉄筋コンクリート床版の下面にハンチのない所謂ハンチレス型の床版であっても床版厚さを変更させることなく横桁と鉄筋コンクリート床版を接合させることができる。このため、型枠の設計、製作作業が容易になり、橋梁の建設コストを抑制することが可能になった。
【0022】
請求項2に係る発明は、前記孔を、前記接合部に横一列に設けるので、横桁上部の板状の接合部と鉄筋コンクリート床版の機械的な結合力が前記接合部の横手方向にムラなく均一なものとなる。
【0023】
請求項3に係る発明は、前記孔を、前記接合部に千鳥状に設けるので、横桁上部の板状の接合部と鉄筋コンクリート床版の機械的な結合力がより強固なものとなる。
【0024】
請求項4に係る発明は、前記孔内に鉄筋を橋軸方向に向けて配筋するので、鉄筋の位置決めが容易になるのみならず、鉄筋を機械的に配筋することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0025】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【0026】
図1に示すように、例えば、鉄筋コンクリート床版2主桁橋10の場合は、2本の主桁11,11間に複数の横桁12を橋軸方向に所定の間隔で設けると共に、複数の横桁12によって鉄筋コンクリート床版13を支持するようになっている。この鉄筋コンクリート床版13には、アスファルト舗装14が施されている。
【0027】
上記横桁12は、図4及び図5に示すように、下フランジ21と、この下フランジ21上に立設したウェブ22と、このウェブ22の上方に延長した接合部23と、この接合部23の上辺に沿って設けた多数の孔24により形成されている。
【0028】
また、前記孔24は、図5に示すように、上記接合部23の上辺に沿って横一列に設けられているが、所望により、千鳥状に設けることもできる。また、上記ウェブ22と接合部23は、溶接などにより結合するのではなく、一枚の鋼板から切り出して作成することが好ましい。また、孔24の直径は、30mm〜80mm、より好ましくは50mm〜70mmの範囲が好ましく、この範囲から外れると、接合部23と鉄筋コンクリート床版13の接合力が低下する。
【0029】
図2(a)及び図3に示すように、上記接合部23は、鉄筋コンクリート床版13内に埋設され、鉄筋コンクリート床版13と機械的に接合している。また、上記接合部23に設けた孔24には、橋軸方向に主鉄筋15が配筋され、この主鉄筋15と交差する橋幅方向には、配力鉄筋16が配筋されている。図中、符号17は、コンクリートを示している。図2(b)に示すように、鉄筋コンクリート床版13の下面、即ち、従来の横桁の上フランジがあった位置は、応力σが小さいから横桁の上フランジを除去しても強度的な支障が発生しない。
【0030】
上記の如く、この発明は、前記横桁12を、下フランジ21と、該下フランジ21上に立設したウェブ22と、該ウェブ22の上方の延長し、かつ、前記鉄筋コンクリート床版13内に埋設する接合部23と、該接合部23の上辺に沿って設けた多数の孔24により形成したので、従来の横桁に用いられていた横桁の上フランジが省略されている。このため、従来、問題視されていた横桁の上フランジと垂直補鋼材の溶接止端部における疲労亀裂の発生を回避することが可能になる。また、従来の横桁に用いられていた上フランジを無くすことにより、横桁の上フランジに溶植されているスタッドジベルも省略されるので、橋梁の建設コストを抑制することが可能となった。
【0031】
他方、この発明は、上記のように、上記ウェブ22の上方に延長した孔付きの板状の接合部23を鉄筋コンクリート床版13内に埋設することにより、横桁の上フランジを主桁の上フランジの高さに合わせる作業が不要になる。このため、横桁の加工度と設置精度を必要以上に高める必要がなく、橋梁の建設コストを抑制することが可能になる。
【0032】
また、この発明は、上記のように、上記ウェブ22の上方に延長した孔付きの板状の接合部23を鉄筋コンクリート床版13内に埋設することにより、鉄筋コンクリート床版の下面にハンチのない所謂ハンチレス型の床版であっても床版厚さを変更させることなく横桁12と鉄筋コンクリート床版13を接合させることができる。このため、型枠の設計、製作作業が容易になり、橋梁の建設コストを抑制することが可能になる。
【0033】
以上の説明では、鉄筋コンクリート床版2主桁橋の場合について説明したが、主桁が3本以上の多主桁の場合にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明に係る鉄筋コンクリート床版2主桁橋の一部縦断を含む斜視図である。
【図2】(a)横桁近傍におけるRC床版の要部拡大断面図、(b)同所の応力線図である。
【図3】図2(a)のX−X断面図である。
【図4】横桁の断面図である。
【図5】横桁の正面図である。
【図6】PC床版2主桁橋の断面図である。
【図7】合成床版2主桁橋の断面図である。
【図8】RC床版2主桁橋の一部断面を含む斜視図である。
【図9】(a)横桁近傍におけるRC床版の要部拡大断面図、(b)同所の応力線図である。
【図10】ハンチを有するRC床版2主桁橋の一部断面を含む斜視図である。
【符号の説明】
【0035】
10 鉄筋コンクリート床版2主桁橋
11 主桁
12 横桁
13 鉄筋コンクリート床版
21 横桁下フランジ
22 横桁ウェブ
23 床版と横桁との接合部
24 孔

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の主桁間に複数の横桁を橋軸方向に所定の間隔で設けると共に、前記横桁上に鉄筋コンクリート床版を設置した鉄筋コンクリート床版少数主桁橋において、前記横桁を、下フランジと、該下フランジ上に立設したウェブと、該ウェブの上方に延長し、かつ、前記鉄筋コンクリート床版内に埋設する接合部と、該接合部の上辺に沿って設けた多数の孔により形成したことを特徴とする鉄筋コンクリート床版少数主桁橋。
【請求項2】
前記孔を前記接合部に横一列に設けることを特徴とする請求項1記載の鉄筋コンクリート床版少数主桁橋。
【請求項3】
前記孔を前記接合部に千鳥状に設けることを特徴とする請求項1記載の鉄筋コンクリート床版少数主桁橋。
【請求項4】
前記孔内に橋軸方向に向けて鉄筋を配筋することを特徴とする請求項2又は3記載の鉄筋コンクリート床版少数主桁橋。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【公開番号】特開2008−184846(P2008−184846A)
【公開日】平成20年8月14日(2008.8.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−20573(P2007−20573)
【出願日】平成19年1月31日(2007.1.31)
【出願人】(000005902)三井造船株式会社 (1,723)
【Fターム(参考)】