鋼製部材とコンクリート部材との接合構造および複合トラス橋斜材定着構造

【課題】接合構造の施工品質をより向上できる鋼材とコンクリートとの接合構造を提供すること。
【解決手段】鋼製部材にコンクリートに埋め込まれるずれ止め部材を設けてコンクリート部材との接合を高めるようにした鋼製部材とコンクリート部材との接合構造において、前記ずれ止め部材１は、溶接により固定される基端側と反対側の先端側に面取り部４を有する断面ほぼ角形の鋼材とされ、その断面ほぼ角形の鋼材の基端側が、鋼製部材９に隅肉溶接Ｗにより取付けられ、かつ前記隅肉溶接Ｗの外表面８におけるずれ止め部材１よりの端部は、面取り部４に近接または接続されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製部材とコンクリート部材との接合構造およびその構造を備えた複合トラス橋の鋼製斜材とコンクリート床版との定着構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼製部材と基礎コンクリート、鋼製部材と床版コンクリート、鋼製部材相互の継手部とこれを埋め込むコンクリート製連結部あるいは鋼製部材相互の継手部とこれを埋め込むコンクリート製格点部、あるいは鋼製部材とその他各種コンクリート部材等のコンクリート部分との接合構造の一例として、図９に示すように、鋼製部材として鋼管からなる斜材７の内周面に、鋼材軸方向に間隔をおいて、ずれ止め鋼材２６をリング状リブとして配置して溶接により固定し、斜材１とコンクリート床版１２等を、斜材１内に充填・硬化されるコンクリート（または鉄筋コンクリート）１１を介して接合する鋼製部材とコンクリート床版との接合構造が知られている。前記リング状リブを斜材７の内側に配置することにより、最終的に前記のリブを付着構造として作用させる技術である。
【０００３】
鋼製部材とコンクリート部材との接合構造において、斜材７とコンクリート床版の接合部に圧縮力が作用する場合には、圧縮力を伝達する機構が簡単でありまた、コンクリートの圧縮耐力が高いので、特に問題にならないが、斜材７とコンクリート床版１２の接合部に引っ張り力が作用する接合部では、コンクリート１１は引っ張り剛性が弱いので、設計上問題になる場合が多い。
【０００４】
前記の斜材７の内周面に固定されるずれ止め鋼材２６として、図１０（ａ）に示すように、（１）異形棒鋼あるいは丸鋼等の断面略円形の鋼材からなるずれ止め鋼材２６における基端側隅部を溶接により斜材７の内周面に固定し、そのずれ止め部材２６を介してコンクリート１１に応力を伝達するようにした構造も知られている。（例えば特許文献１参照、特開２００３−２８６７０５号公報）
【０００５】
また、（２）鋼材とコンクリートとの定着構造あるいはコンクリートを介した接合構造として、図９（ｂ）に示すように、鋼材側に断面矩形状の帯状鋼板からなるずれ止め部材２６を隅肉溶接により固定し、そのずれ止め部材２６を介してコンクリート１１に応力を伝達するようにした構造も知られている（例えば、特許文献２〜４参照、特開平８−４１９９９号公報、特開２００３―１０５７７９号公報、特開平２００３−１０５７７５号公報）
また、母材側としての鋼製部材に切削加工を施して、ずれ止め部材として用いたり、リブ付き鋼板を用い、そのリブをずれ止め部材として用いることも知られている。
【０００６】
ところで、（３）鋼製部材とコンクリート部材との接合構造が採用される構造物として、橋梁の軽量化及び施工コストの低減化の要望により、コンクリート製上下床版を鋼製斜材で連結する複合トラス橋が提案されている（例えば、特許文献５〜７参照）。
【特許文献１】特開２００３−２８６７０５号公報
【特許文献２】特開平８−４１９９９号公報
【特許文献３】特開２００３―１０５７７９号公報
【特許文献４】特開平２００３−１０５７７５号公報
【特許文献５】特開平１１−２２２８１６号公報
【特許文献６】特開２００１−１５９１９３号公報
【特許文献７】特開２００１−１５９１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記（１）のように、異形棒鋼あるいは丸鋼の溶接には、フレア溶接となり、フレア溶接が完全に行われているか否かの判定が困難であり、施工品質が低下したり、疲労強度が低下する恐れがあるため、これらの点を見込んで、異形棒鋼あるいは丸鋼の部品数を増やし全体の溶接長を長くするなどで対応することになりコスト高となっていた。
また、母材側としての鋼製部材側に切削加工を施したり、リブ付き鋼板を用いると、母材としての鋼製部材が高価になるという問題もある。
【０００８】
また、（２）前記のようなフレア溶接に比べて溶接の判定が容易で、溶接施工品質の安定している隅肉溶接を採用して、また、前記のような丸鋼のようなずれ止め部材に代わって、図１０（ｂ）に示すような安価な角形鋼材をずれ止め部材として使用した、鋼製部材とコンクリート部材との接合構造も知られている。
【０００９】
しかし前記（２）のように、単に断面矩形状の角形鋼材の隅部を隅肉溶接により固定した場合には、断面矩形状の角形鋼材からなるずれ止め部材２６の板厚方向における基端側隅部を隅肉溶接Ｗ１により鋼製部材９の内周面に固定しているため、鋼材軸方向（引っ張り力または圧縮力の伝達方向）のずれ止め部材２６の両端部は、直角なコーナー部となっており、また、隅肉溶接Ｗ１は連続溶接または部分的に連続した断続溶接されるため、図１３（ａ）に示すように、連続した隅肉溶接のある部分の隅肉溶接Ｗ１は、ずれ止め部材２６の突出した鋭角コーナー部先端Tまで達していないで比較的大きく離れていると、隅肉溶接Ｗ１の先端部の位置は、ずれ止め部材２６の側面３の中間部Pで終了することになる。
【００１０】
このように隅肉溶接W１がずれ止め部材２６の側面３の中間部Pで終了している場合には、図１３（ｂ）に示すように部材軸方向の引張力Fが作用した場合に、図６（ａ）および図７（ａ）のFEM解析結果の概念図に示すように、前記の直角（鋭角）なコーナー部付近の鋼材部分およびコンクリート１１側に応力集中が起り、これにより、引張剛性の弱いコンクリート１１側に内部ひび割れ２４が生じる恐れのあることが解析の結果わかった。したがって、前記のようなコンクリート１１側に内部ひび割れ２４が生じないような接合構造が望まれる。
【００１１】
また、前記（３）に示す従来例５の鋼製斜材の定着構造においては、コンクリート床版と接する大径の鋼板直下のコンクリートに応力集中を生じ、その部分が損傷する可能性があり、さらに、大径の鋼板が必要であるため鋼材の使用量が多くなるという問題がある。
また、従来例６の鋼製斜材の定着構造においては、鋼管の一部をコンクリート床版内に埋め込むものであり、鋼材の使用量が多くなり、さらに、鋼管端部に拘束部材を取り付けるための加工費も必要であり、構造が複雑であり、材料費、施工コストも高価となるという問題がある。
また、従来例７の鋼製斜材の定着構造においては、鋼管端部に取り付ける軸方向に伸びる複数のリブの溶接作業等により加工費が必要であり、鋼材の使用量、施工コストも高価となるという問題がある。
【００１２】
本発明は前記の課題を有利に解消することができ、隅肉溶接によりずれ止め部材を鋼材に確実に固定し、しかも応力集中による内部ひび割れの恐れを排除することができ、接合構造の施工品質をより向上できる鋼材とコンクリート部材との接合構造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】
【００１３】
上記課題を解決するために、第１発明の鋼製部材とコンクリート部材との接合構造においては、鋼製部材にコンクリートに埋め込まれるずれ止め部材を設けてコンクリート部材との接合を高めるようにした鋼製部材とコンクリート部材との接合構造において、前記ずれ止め部材は、溶接により固定される基端側と反対側の先端側に面取り部を有する断面ほぼ角形の鋼材とされ、その断面ほぼ角形の鋼材の基端側が、鋼製部材に隅肉溶接により取付けられ、かつ前記隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部は、面取り部に近接または接続されていることを特徴とする。
また第２発明では、第１発明の鋼材とコンクリートとの接合構造において、面取り部の表面に、隅肉溶接の外表面が、前記面取り部の接線となるように接続されていることを特徴とする。
また第３発明の複合トラス橋斜材定着構造においては、鋼製斜材にコンクリートに埋め込まれるずれ止め部材を設けてコンクリート床版との接合を高めるようにした複合トラス橋の鋼製斜材とコンクリート床版との定着構造において、鋼製斜材としての鋼管の端部内側にずれ止め部材が固定され、前記ずれ止め部材は、溶接により固定される基端側と反対側の先端側に面取り部を有する断面ほぼ角形の鋼材とされ、その断面ほぼ角形の鋼材の基端側が、鋼製斜材に隅肉溶接により取付けられ、かつ前記隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部は、面取り部に近接または接続されていることを特徴とする。
また第４発明では、第３発明の複合トラス橋斜材定着構造において、面取り部の表面に、隅肉溶接の外表面が、前記面取り部の接線となるように接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１発明によると、鋼製部材の表面に固定されるずれ止め部材が面取り部を有するほぼ角形の鋼材とされていると共に、隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部が面取り部に近接または接続されているので、コンクリートと鋼製部材に相対的なずれ力が作用するよな場合に、ずれ止め部材側の隅肉溶接先端部付近の応力集中およびその近傍のコンクリート側の引っ張りあるいは曲げの応力集中を低減することができるため、鋼材に比べて引っ張り剛性の低いコンクリート側でのひび割れを防止でき、鋼製部材とコンクリートとを確実に接合して、剛性の高い接合構造とすることができる。
また、ずれ止め部材を安価なほぼ角形の鋼材とすることができるので、安価なずれ止め部材とすることができ、また、ずれ止め構造も簡単にすることができる。
また、ずれ止め部材をフレア溶接により固定することなく、より安価で容易な隅肉溶接により固定することができるので、ずれ止め部材を固定する施工コストを安価にすることができる。
また、単に、面取り部をずれ止め部材に設けて、隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部がずれ止め部材の面取り部に近接または接続するようにすればよいので、従来のように、角形鋼材の鋭角コーナ部まで正確に隅肉溶接する場合に比べて、面取り部に隅肉溶接部の端部が近接または接続するように隅肉溶接をすればよく、ずれ止め部材の溶接作業が極めて容易になり、しかも確実に応力集中をなくして、接合耐力の高い接合構造とすることができる。
また、第２発明によると、隅肉溶接の外表面は、面取り部の外表面の接線となるように、接続されているので、隅肉溶接部の外表面からずれ止め部材の外表面まで、滑らかな外表面になるので、これらの部分での応力集中を確実になくして、接合耐力のより高い接合構造とすることができる。
また、第３発明によると、ずれ止め部材がほぼ角形の鋼材とされていると共に、ずれ止め部材を固定するための隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部が面取り部に近接または接続されているので、コンクリートと鋼製斜材に相対的なずれ力が作用するような場合に、ずれ止め部材側の隅肉溶接先端部付近の応力集中およびその近傍のコンクリート側の引っ張りあるいは曲げの応力集中を低減することができるため、鋼材に比べて引っ張り剛性の低いコンクリート側でのひび割れを防止でき、鋼製斜材とコンクリートとを確実に接合して、剛性の高いトラス橋斜材の定着構造とすることができる。また、ずれ止め部材に面取り部を設けるだけであるので、構造も簡単であると共に安価で容易に隅肉溶接により固定することができる。
また、第４発明によると、隅肉溶接の外表面は、面取り部の外表面の接線となるように、接続されているので、隅肉溶接部の外表面からずれ止め部材の外表面まで、滑らかな外表面になるので、これらの部分での応力集中を確実になくして、接合耐力のより高い複合トラス橋斜材の定着構造とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図８（ａ）には、本発明における接合構造において使用されるずれ止め部材１の一実施形態の斜視図が示されている。
ずれ止め部材本体２としては、鋼製角形鋼材が用いられて、断面において隅肉溶接により固定される基端側の各外側面３と、先端側の先端面６とは、それぞれ面取り部４を介して接続される形状とされ、前記の面取り部４は、各外側面３側から先端面６側に向って、漸次接近するように傾斜する平坦な傾斜面からなる面取り部４が部材長手方向に連続して設けられている。前記の面取り部４は、図示のように平坦面、または図８（ｂ）に示すように、外側に凸の円弧状等に屈曲した曲面状の面取り部４であってもよい。
【００１７】
ずれ止め部材本体２の断面形状としては、鋼製母材側に当接される側となる底辺５ａ（図示形態では、上下に位置する側面側が隅肉溶接Ｗにより固定される。）と、これに直角な各側辺５ｂと、平坦な傾斜辺５ｃと、先端辺５ｄとからなる断面六角形の鋼製ずれ止め部材本体２としている。ずれ止め部材本体２は、前記の傾斜辺５ｃ部分の傾斜面からなる傾斜面取り部４と、先端辺部分の平坦な先端面６とを備えている。なお、前記先端面６をなくすように、各面取り部４を先端側でほぼ合わせるような断面五角形のずれ止め部材本体２としてもよい。また、前記の面取り部４の面は、平坦面以外にも、曲面状であってもよく、したがって、ずれ止め部材本体２の断面形状は、六角形あるいは五角形の形状であってもよく、先端側のコーナー部が、円弧状に湾曲された隅部円弧状のほぼ４角形またはほぼ六角形あるいはほぼ五角形の形状であってもよい。
【００１８】
図８（ｂ）のずれ止め部材１の形態では、外側面３と先端面６とを接続する面取り部４が、断面円弧状で外側に突出する面取り部４とされ、例えば、１／４円柱状外面のような断面円弧状の曲面形状とされている。
【００１９】
前記のようなずれ止め部材１が、例えば、図３〜図５に示すようなトラス橋における鋼管からなる斜材７に使用される場合には、前記鋼管の内周面にほぼ合致する曲率になるように、平面円弧状または平面リング状に湾曲されて、その湾曲されたずれ止め部材１の円弧状の上下の各側面３が、鋼管内周面に、連続したまたは断続した隅肉溶接Ｗにより固定されている。
図１または図２は、トラス斜材７の内側の一部を拡大して示す図であると共に、その他の鋼材部材とコンクリート部分（部材）との付着接合一般に適用可能な本発明の接合構造を示したものである。
【００２０】
前記の隅肉溶接Ｗは、鋼管内周面の周方向に連続した隅肉溶接Ｗにより固定してもよく、あるいは円周方向に部分的に連続した隅肉溶接Ｗにより固定してもよい。隅肉溶接Ｗする場合に、隅肉溶接Ｗにより形成される溶接肉盛りの外表面形状は、断面円弧状の傾斜面でも図示のように平坦な傾斜面８でもよく、かつ本発明では、さらに、前記の傾斜面８におけるずれ止め部材１よりの端部Ｅは、前記面取り部４に近接または接続するように隅肉溶接Ｗされている。図示の形態では、傾斜面８におけるずれ止め部材１よりの端部Ｅが、前記面取り部４の平坦面に接線として接続するように、隅肉溶接Ｗされている。
さらに前記の隅肉溶接Ｗについて、図１１を参照して説明すると、前記の隅肉溶接Ｗにおける傾斜面８等の外表面におけるずれ止め部材１よりの端部Ｅ（換言すると、隅肉溶接Ｗにおけるずれ止め部材１側の脚長の端部Ｅ）は、ずれ止め部材本体２における面取り部４に近接した位置における外側面３に接する位置Ｅとなるように、または面取り部４の端部または中間部に接続されるように隅肉溶接Ｗされている。
さらに換言すると、図１１に示すように、隅肉溶接Ｗにおける鋼製部材７表面からの隅肉溶接の脚長Ｈを、鋼製部材７の表面からずれ止め部材本体２における面取り部４における鋼製部材７よりの端部までの高さ寸法Ｈ１に接近した寸法とするか、または同じ寸法にするか、あるいは、面取り部４の外端部までの高さ寸法Ｈ２に納まる寸法としている。
【００２１】
前記のように、本発明において、面取り部４を設ける理由は、ずれ止め部材本体２におけるコーナー部における応力集中およびこの部分に接するコンクリート部材側の応力集中を低減することができるため、また、隅肉溶接Ｗの外表面におけるずれ止め部材１よりの端部Ｅを面取り部４に近接または接続させる理由は、（１）隅肉溶接部Ｗと面取り部４の直接または間接的な接続関係を極力滑らかにし、これらの部分およびこれらの近傍において応力集中を防止するため、（２）面取り部４を設けることにより、コンクリート側の応力集中を防止するようにするため、（３）ずれ止め部材１の基端側の隅肉溶接Ｗを面取り部４に近接または接続するように、また、特に、面取り部４に達するように隅肉溶接Ｗすることにより、隅肉溶接Ｗの容易性を向上させるためである。図示の形態のように、隅肉溶接Ｗにおけるずれ止め部材よりの端部を面取り部４に接線として接続させると格段に応力集中を防止することができる。
【００２２】
前記のような断面形状にされたずれ止め部材本体２は、これを固定する鋼製部材（鋼製母材）９の取付け面の形状に合わせて、適宜折り曲げ加工が施されて、平面直線状あるいは平面円弧状、あるいはリング状等に、予め加工される。
【００２３】
前記のように予め平面形状が加工されたずれ止め部材本体２が、図１，２，４，５に示すように、鋼製部材９の取付け面に配置されて、ずれ止め部材本体２の長手方向に連続または断続する隅肉溶接Ｗにより固定される。
【００２４】
前記のようにずれ止め部材本体２を固定した鋼製部材９、例えば、図３に示すようなトラス橋１０における鋼管製斜材７等は、図１，２，４，５に示すように、前記のずれ止め部材１を埋め込むように連結部用のコンクリート１１が設けられて、鋼製斜材７とコンクリート製上床版１２あるいはコンクリート製下床版１３とが一体に接合されている。
前記のような形態以外にも、予め、鋼製斜材７側に継手金物１４ａまたは連結金物１４ｂ（図５参照）を埋め込み配置して、前記継手金物１４ａあるいは連結金物１４ｂを介して、鋼製斜材７と、上下のコンクリート床版１２，１３とを一体に接合するようにしている。
【００２５】
前記の鋼製斜材７と上下のコンクリート床版１２，１３との接合構造について、さらに詳細に説明すると、継手金物１４ａあるいは連結金物１４ｂの基端部が、鋼製斜材７の先端部内側に配置された状態で、その鋼製斜材７内にコンクリート１１が充填・固化されて、継手金物あるいは接合金物の基端部が固定されている。なお、符号１５は、前記の継手金物１４ａあるいは連結金物１４ｂの一体化および剛性を高めるためのスパイラル鉄筋１５である。
【００２６】
図３に示す複合トラス橋１０では、上下コンクリート床版１２、１３との間を鋼管からなる斜材７で連結している。前記の斜材７は、圧縮側鋼管７ａと引張り側鋼管７ｂが交互に配置される。
図４に示す定着構造についてさらに説明すると、斜材７としての鋼管７ａ、７ｂの端部には内径が鋼管の内径と一致し外径が鋼管の外径より若干大きいリング状のフランジ部１６が形成されており、フランジ部１６の後面が、上下コンクリート床版１２、１３の表面と同じレベルとなるように配置される。
フランジ部１６の形成は、リング状鋼板を鋼管７ａ、７ｂの端面に溶接により固定して形成しても、フランジ部１６を鋼管７ａ、７ｂの端部に一体に成形して形成してもよい。鋼管７ａ、７ｂの端部からコンクリート１１が充填される軸方向の一定長さの範囲に渡り、その内壁に、円弧状に湾曲されたずれ止め部材１が鋼管内面に沿って配置されて、周方向に連続した隅肉溶接Ｗにより固定されて、リング状にずれ止めリブ１７を形成している。前記のようなずれ止めリブ１７が鋼管内周面に鋼管軸方向に間隔をおいて複数段形成されている。
【００２７】
そして、各リング状のずれ止めリブ１７を埋め込むように、上下コンクリート床版１２、１３と鋼管７ａ、７ｂの内部の軸方向の一定長さに渡り、コンクリート１１を打設し、コンクリート１１が固化することにより、鋼管７ａ、７ｂと上下コンクリート床版１２、１３とを一体に接合する。上下のコンクリート床版１２，１３はプレキャスト製でもよく、場所打ちコンクリート床版でもよい。
【００２８】
図５は、さらに本発明の他の形態を示す図であり、引張り側鋼管７ｂ及び圧縮側鋼管７ａと上下のコンクリート床版１２、１３との定着構造の詳細が示されている。
この実施形態では、引張り側鋼管７ｂ及び圧縮側鋼管７ａの端部外周のフランジ１６及び鋼管内壁部のリング状のずれ止めリブ１７の形成に関する構成は、前記実施形態と同様である。
この実施形態においては、引張り側鋼管７ｂ内と上下コンクリート床版１２、１３内に、シース１８に収容され、両端にナット１９により支圧板２０が固定されたＰＣ鋼材２１を複数本配置する。
複数のシース１８の外周にスパイラル筋１５を巻き付け補強し、上下コンクリート床版１２、１３を構築するために打設されたコンクリート１１が固化し一定以上の強度に達した段階でＰＣ鋼材２１の上下コンクリート床版１２、１３側の端部の支圧板２０、ナット１９を介してＰＣ鋼材２１に緊張力を付加する構成とする。引張り側鋼管７ｂのＰＣ鋼材２１に緊張力を付加することにより、コンクリートの引張り破壊を抑制する構造とする。
圧縮側鋼管７ａ内と上下コンクリート床版１２、１３の接合部に鉄筋２２を配置し、鉄筋２２にスパイラル筋１５を巻き付け補強した構成とする。鉄筋２２の配置により圧縮側鋼管５と上下コンクリート床版１２、１３の接合部の強度が向上する。
【００２９】
図示を省略するが、引張り側鋼管７ｂ内にＰＣ鋼材２１を配置固定する場合には、引張り側鋼管７ｂ内の所定位置にコンクリート打設用型枠としての鋼板２３を溶接等により設置する。複数のＰＣ鋼材２１を引張り側鋼管７ｂの内部から上下コンクリート床版１２、１３にかけて配置する。ＰＣ鋼材２１はシース１８内に収容し、ＰＣ鋼材２１の引張り側鋼管７ｂ内に位置する端部にアンカープレートとしての支圧板２０をナット１９で固定する。複数のシース１８の外周にスパイラル筋１５を巻き付ける。
ＰＣ鋼材２１及びシース１８の引張り側鋼管７ｂの端部からの突出部分が上下コンクリート床版１２、１３の構築作業の邪魔になったり、引張り側鋼管７ｂの端部と上下コンクリート床版１２、１３との接合部の位置決めが難しい時には、引張り側鋼管７ｂの端部でＰＣ鋼材２１及びシース１８を切断し、切断したシース１８及びＰＣ鋼材２１の端部にＰＣ鋼材用カプラ−（図示を省略した）及びカプラー用シース（図示を省略した）を取り付ける。引張り側鋼管７ｂを垂直に立て、内部にコンクリートを充填し固化させＰＣ鋼材２１及びシース１８を引張り側鋼管７ｂ内に配置固定する。
引張り側鋼管７ｂの反対側の端部にも同様な工程でＰＣ鋼材２１及びシース１８を配置固定する。ＰＣ鋼材２１及びシース１８が配置固定された引張り側鋼管７ｂのＰＣ鋼材用カプラー（図示を省略）及びカプラー用シース（図示を省略した）にＰＣ鋼材２１及びシース１８を連結して、上下コンクリート床版１２、１３の構築箇所の所定位置に上下コンクリート製床版構築用型枠等を介して設置し、上下コンクリート床版構築用型枠内にコンクリートを打設し、コンクリートが固化し所定の強度な達した段階でＰＣ鋼材２１の上下コンクリート床版側の端部から支圧板２０及びナット１９を介してＰＣ鋼材２１に緊張力を付加して、引張り側鋼管７ｂと上下コンクリート床版１２、１３を強固に接合する。
【００３０】
次に、前記のような面取り部４を有するずれ止め部材１を備えた鋼製部材９における前記ずれ止め部材１を埋め込むようにコンクリート１１が充填されている本発明の接合構造と、面取り部４を備えていないずれ止め部材１を備えた鋼製部材９における前記のずれ止め部材１を埋め込むようにコンクリート１１が充填されている従来の接合構造について、矢印Fで示すように、鋼製部材９の軸方向に引張力が作用した場合について、ずれ止め部材本体２とコンクリートとの接合部付近についてFEM解析した場合の概念図を示した図６および図７を参照して説明する。図中黒い部分で示す領域Ｇは応力集中の高い領域を示し、また点々で示す領域Ｇ１は、前記領域Gよりも低いが、比較的応力の高い領域を示している。
【００３１】
図６（ａ）の概略図に示すように、面取り部４が設けられていない従来の接合構造では、隅肉溶接部Ｗがずれ止め部材本体２の側面３に接続する先端部付近の領域Pにおいて、応力集中が生じ、また、ずれ止め部材本体２の先端部近傍のコンクリート１１側に応力集中が生じ、ひび割れ２４が生じた。また、隅肉溶接部Ｗの基端側から鋼製部材９への接続部付近の領域において応力集中する領域Ｇが生じた。
一方、前記と同じように鋼製部材９の軸方向の引張力であって、略１割増しの引張力Fを、図６（ｂ）に示す面取り部４が設けられている本発明の接合構造に作用させた場合では、隅肉溶接部Ｗがずれ止め部材本体２の側面に接続する先端部付近においても応力集中が生じることはなかった。
また、ずれ止め部材本体２の先端部に応力集中が生じることはなく、ずれ止め部材本体２の先端部近傍のコンクリート１１側にひび割れが生じることはなかった。また、ずれ止め部材本体２の先端部近傍のコンクリート１１側にも、応力の高い領域は生じなかった。
【００３２】
また、図６と同様に、引張力をほぼ２倍に高めた状態でFEM解析した結果を図７に示す。図７（ａ）の概略概念図に示すように、面取り部４が設けられていない従来の接合構造では、隅肉溶接部Ｗがずれ止め部材本体２の側面に接続する先端部付近を中心とした広い領域P２において、応力集中する領域Ｇ，Ｇ１が生じ、また、ずれ止め部材本体２の先端部近傍のコンクリート１１側の領域Rに一段と高い応力集中する領域Ｇ，Ｇ１が生じ、ひび割れ２４が拡大した。また、隅肉溶接部Ｗの基端側から鋼製部材９への接続部付近の領域Qにおいて応力集中する領域G、G1が生じた。
一方、前記と同じように鋼製部材９の軸方向の２倍の引張力で引張力Fを図６（ｂ）に示す面取り部４が設けられている本発明の接合構造に作用させた場合では、隅肉溶接部Ｗがずれ止め部材本体２の側面に接続する先端部付近においても応力集中が生じることはなかった。
また、ずれ止め部材本体２の先端部に応力集中が生じることはなく、ずれ止め部材本体２の先端部近傍のコンクリート１１側にひび割れが生じることはなかった。また、ずれ止め部材本体２の先端部近傍のコンクリート１１側に、引張力作用方向にほぼ均等に分布した応力の高い領域Ｇ３が生じた。
【００３３】
なお、隅肉溶接Ｗ１の傾斜面８におけるずれ止め部材本体２よりの端部の位置を面取り部４に接続していない状態でも、近接した状態であれば、前記と同様に応力の集中を低減することができた。
【００３４】
前記のFEM解析結果から、面取り部を有するずれ止め部材１を用いた本発明の接合構造では、ずれ止め部材１および鋼製部材９側に応力集中することはなく、しかも、鋼製部材９とコンクリート１１とに対して、これらを相対的にずらそうとする高い引張力Fが作用しても、コンクリート１１側に応力集中を起こす恐れも少なく、コンクリート１１内にひび割れを生じる恐れを排除することができる効果が得られることが判明した。
【００３５】
また、前記のように面取り部４を設けて、しかもこれに接続するように、隅肉溶接Ｗを設けるようにすることにより、隅肉溶接部Ｗと面取り部４との付近において、応力集中するのを防止できると共に、コンクリート１１側にひび割れ２４が生じるのを防止することができる効果が得られる。
【００３６】
ずれ止め部材１の面取り部４と隅肉溶接部Ｗにかけての断面外形形状で、隅肉溶接部Ｗ外形を直線状とし、面取り部４外形を直線状とし、これらが一直線状とするのが最も望ましい形態であるが、図２に示すように、面取り部４の断面外形が円弧状である場合には、隅肉溶接部Ｗの断面外形を前記円弧状外形に接線として接続する直線状としても、これらの部分での応力集中を防止することができる。
【００３７】
ずれ止め部材本体２の先端コーナー部に設ける円弧状の面取り部４は、外側に向って円弧状の面取り部４とすると、隅肉溶接する場合に、面取り部４に接線として接続させることが容易であるのでよい。反対に、図示を省略するが、ずれ止め部材本体２中心に向う面取り部は、隅肉溶接の外形線を接線として接続させることが困難となる。
【００３８】
本発明を実施する場合、ずれ止め部材本体２側の先端部が、断面で半円状のずれ止め部材１としてもよい。
【００３９】
前記実施形態では、鋼製部材７の内面側にずれ止め部材１を設ける形態を示したが、本発明を実施する場合、図１２に示すように、鋼製柱２５からなる鋼製部材９の外側にずれ止め部材１を設けてリング状のずれ止めリブ１７を形成し、これをコンクリート基礎２６等に埋め込み固定することにより、鋼製支柱２５をコンクリート基礎２６等に固定または接合するようにしてもよく、あるいは、鋼製部材７の内面側および外面側の両方に設けるようにして、これらのずれ止め部材をコンクリート基礎２６に埋め込み固定するようにすると一層接合強度の高い接合構造となる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明のコンクリート部材と鋼製部材との接合構造の一実施形態を示すものであって、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は鋼材軸方向に引っ張り力を作用させた場合の説明図である。
【図２】本発明のコンクリート部材と鋼製部材との接合構造の他の実施形態を示すものであって、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は鋼材軸方向の引っ張り力を作用させた場合の説明図である。
【図３】複合トラス橋の側面図である。
【図４】本発明の接合構造を、複合トラス橋における斜材としての鋼管とコンクリート床版の接合構造に適用した形態を示す縦断正面図である。
【図５】本発明の接合構造を、複合トラス橋における斜材としての引張り側鋼管及び圧縮側鋼管とコンクリート床版との定着構造に適用した形態を示す一部縦断正面図である。
【図６】従来のコンクリート部材と鋼製部材との接合構造および本発明のコンクリート部材と鋼製部材との接合構造について数値解析した結果を示す概念図である。
【図７】従来のコンクリートと鋼製部材との接合構造および本発明のコンクリート部材と鋼製部材との接合構造について数値解析した結果を示す概念図である。
【図８】（ａ）は本発明の一実施形態のずれ止め部材を示す斜視図、（ｂ）は他の実施形態の斜視図である。
【図９】複合トラス橋における従来の斜材としての鋼管とコンクリート床版との接合構造を示す縦断正面図である。
【図１０】従来の鋼材とずれ止め部材との接合構造の形態を示すものであって、（ａ）は、鋼製部材にずれ止め部材として丸鋼をフレア溶接により固定した状態の縦断正面図、（ｂ）は鋼製部材にずれ止め部材として角形鋼材を隅肉溶接により固定した状態の縦断正面図である。
【図１１】本発明におけるずれ止め部材側の面取り部と隅肉溶接との関係を示す拡大縦断側面図である。
【図１２】本発明の鋼製部材とコンクリート部材の接合構造の他の形態を示す縦断側面図である。
【図１３】角形鋼材を隅肉溶接した異形形態のずれ止め部材を備えた鋼製部材と、コンクリートとの接合構造の従来形態を示すものであって、（ａ）は縦断正面図、（ｂ）は鋼材軸方向に引っ張り力を作用させた場合の説明図である。
【符号の説明】
【００４１】
１ずれ止め部材
２ずれ止め部材本体
３側面
４面取り部
５ａ底辺
５ｂ側辺
５ｃ傾斜辺
５ｄ先端辺
６先端面
７斜材
７ａ鋼管
７ｂ鋼管
８傾斜面
９鋼製部材
１０トラス橋
１１コンクリート
１２コンクリート製上床版
１３コンクリート製下床版
１４ａ継手金物
１４ｂ連結金物
１５スパイラル鉄筋
１６フランジ部
１７ずれ止めリブ
１８シース
１９ナット
２０支圧板
２１ PC鋼材
２２鉄筋
２３鋼板
２４ひび割れ
２５鋼製支柱
２６コンクリート基礎

【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製部材にコンクリートに埋め込まれるずれ止め部材を設けてコンクリート部材との接合を高めるようにした鋼製部材とコンクリート部材との接合構造において、前記ずれ止め部材は、溶接により固定される基端側と反対側の先端側に面取り部を有する断面ほぼ角形の鋼材とされ、その断面ほぼ角形の鋼材の基端側が、鋼製部材に隅肉溶接により取付けられ、かつ前記隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部は、面取り部に近接または接続されていることを特徴とする鋼製部材とコンクリート部材との接合構造。
【請求項２】
面取り部の表面に、隅肉溶接の外表面が、前記面取り部の接線となるように接続されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼製部材とコンクリート部材との接合構造。
【請求項３】
鋼製斜材にコンクリートに埋め込まれるずれ止め部材を設けてコンクリート床版との接合を高めるようにした複合トラス橋の鋼製斜材とコンクリート床版との定着構造において、鋼製斜材としての鋼管の端部内側にずれ止め部材が固定され、前記ずれ止め部材は、溶接により固定される基端側と反対側の先端側に面取り部を有する断面ほぼ角形の鋼材とされ、その断面ほぼ角形の鋼材の基端側が、鋼製斜材に隅肉溶接により取付けられ、かつ前記隅肉溶接の外表面におけるずれ止め部材よりの端部は、面取り部に近接または接続されていることを特徴とする複合トラス橋斜材定着構造。
【請求項４】
面取り部の表面に、隅肉溶接の外表面が、前記面取り部の接線となるように接続されていることを特徴とする請求項３に記載の複合トラス橋斜材定着構造。

【図１】