JP5314250B2

JP5314250B2 - 鉄筋コンクリート床版少数主桁橋

Info

Publication number: JP5314250B2
Application number: JP2007020573A
Authority: JP
Inventors: 研一西山; 正和酒井
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Holdings Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd; Mitsui E&S Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008184846A

Description

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。

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。）。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

「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

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。

上記課題を解決するため、請求項１に係る鉄筋コンクリート床板少数主桁橋は、複数の主桁のウェブ間に複数の横桁を橋軸直角方向に設けると共に、前記横桁によって鉄筋コンクリート床板を支持するようになした鉄筋コンクリート床板少数主桁橋において、前記主桁のウェブ間に設けた横桁を、下フランジと、該下フランジ上に立設したウェブと、該ウェブの上方に突出して鉄筋コンクリート床板内に埋設される接合部と、該接合部の上辺に沿って設けた配筋用の多数の孔により形成し、前記横桁の接合部を鉄筋コンクリート床板内に埋設させて前記横桁の接合部と鉄筋コンクリート床板とを接合させることを特徴とするものである。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。（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２（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。横桁の断面図である。横桁の正面図である。ＰＣ床版２主桁橋の断面図である。合成床版２主桁橋の断面図である。ＲＣ床版２主桁橋の一部断面を含む斜視図である。（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。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

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

Claims

複数の主桁のウェブ間に複数の横桁を橋軸直角方向に設けると共に、前記横桁によって鉄筋コンクリート床板を支持するようになした鉄筋コンクリート床板少数主桁橋において、前記主桁のウェブ間に設けた横桁を、下フランジと、該下フランジ上に立設したウェブと、該ウェブの上方に突出して鉄筋コンクリート床板内に埋設される接合部と、該接合部の上辺に沿って設けた配筋用の多数の孔により形成し、前記横桁の接合部を鉄筋コンクリート床板内に埋設させて前記横桁の接合部と鉄筋コンクリート床板とを接合させることを特徴とする鉄筋コンクリート床板少数主桁橋。