JP2000273826A

JP2000273826A - 橋梁の床版及びそれに用いる型枠並びに橋梁における床版施工方法

Info

Publication number: JP2000273826A
Application number: JP8338899A
Authority: JP
Inventors: Setsuo Iwata; 節雄岩田; Susumu Matsuno; 松野　　進; Hisahiro Yoneda; 尚弘米田
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-03

Abstract

(57)【要約】【課題】プレストレスコンクリート製の床版と主桁と
を結合した際に、床版と主桁との設計上の誤差を生じる
ことなく、また、床版の耐久性を維持することができる
床版を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の床版１は、橋梁の主桁２，２上
に配置され、所定のプレストレスを導入した床版１の、
主桁２，２の頂上部に設けられたスタッド（ジベル）２
１位置に貫通孔１ａを設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、床版と主桁との設
計上の誤差が生じることなく、また、耐久性を維持する
ことができる床版及びそれに用いる型枠並びに橋梁にお
ける床版施工方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、橋梁の床版は、ほとんどが鉄筋コ
ンクリートでなり、主桁上面に設けた例えばスタッドジ
ベルで主桁と結合して合成桁とされていた。最近では、
橋梁を合理化してコストダウンを図るため、２主桁合理
化橋が採用される傾向にある。

【０００３】２主桁合理架橋は、２つの主桁の間が大き
くなるので床版の応力や撓みが大きく、従来の床版の設
計では対応できない。従って、床版の橋軸直角方向にプ
レストレスを導入する傾向にある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図１０は、鉄筋コンク
リート製の床版５０にプレストレスを導入する場合を説
明した図である。床版５０は、橋軸直角方向の鋼線５２
（以下、ＰＣ鋼線５２という）を、例えば主桁５１，５
１間の中央では下側に、主桁５１，５１間からの張出部
では上側に位置するように配筋し、コンクリート５３を
打設して該コンクリート５３が硬化した後、ＰＣ鋼線５
２をジャッキで引っ張ってストレスを与える。

【０００５】上記のようにして製作した床版（以下、Ｐ
Ｃ床版という）５０は、図１０（ｂ）のように、主桁５
１，５１間中央部ではＰＣ鋼線５２を引っ張ることによ
るストレスで上方向に変形し、主桁５１，５１間の張出
部では偏心曲げモーメントによって上方向に変形する。
ここで、ＰＣ床版５０における主桁５１との結合部分、
つまりスタッド５４配置個所の部分では、図１０（ｃ）
に示すように、スタッド５４に橋軸直角方向の水平な力
が作用し、また、偏心曲げモーメントによって上方向に
も変形するので垂直な力も作用する。

【０００６】さらに、主桁５１は、ＰＣ床版５０全体が
縮むので上面のフランジ部が図１０（ｂ）に示すように
内側に変形する。その結果、主桁５１と横桁５５との接
合部分にも２次応力が発生することとなる。このよう
に、主桁５１上でＰＣ床版５０を施工した場合は、主桁
５１のスタッド５４に対して水平力と垂直力、そして主
桁５１の変形など２次的な荷重が作用し、設計上の誤差
が生じるといった問題があった。

【０００７】また、例えば図１１に示すように、道路が
曲線になっている場合や桁高を低く抑えたいときに用い
る、箱桁６１上にＰＣ床版５０を施工する場合、上記の
ようにＰＣ床版５０における橋軸直角方向のストレス
は、箱桁６１の剛性が高いために、箱桁６１，６１間の
張出部のＰＣ床版５０のみが負担し、箱桁６１，６１間
のＰＣ床版５０には及ばないこととなり、ＰＣ床版５０
の耐久性が極端に低下するといった問題があった。

【０００８】本発明は、上記の問題を解決するものであ
り、プレストレスコンクリート製の床版と主桁とを結合
した際に、床版と主桁との設計上の誤差を生じることな
く、また、床版の耐久性を維持することができる床版及
びそれに用いる型枠並びに橋梁における床版施工方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の床版は、所定のプレストレスを導入した
床版の、主桁の頂上部に設けられたスタッド位置に、貫
通孔を設けたものである。また、前記床版の施工時に用
いられる型枠は、抜け勾配を有し、かつコンクリート打
設時に主桁との相対位置を固定する移動禁止機構を有し
たものである。また、本発明の橋梁における床版施工方
法は、主桁上に、鋼線を配筋した後、主桁の頂上部に設
けたスタッド位置に貫通孔を形成するように上記型枠を
配置し、コンクリートを打設し硬化させた後、橋軸直角
方向に配置された鋼線にストレスを与え、その後、該床
版の貫通孔に、充填剤を注入するものである。

【００１０】このように、本発明は、主桁上で床版を施
工する際、主桁のスタッド位置を貫通孔としているの
で、コンクリートを打設し硬化させた後に、橋軸直角方
向にストレスを与えた際、スタッドがこのストレスを受
けることがないので、スタッドの変形や主桁の設計に誤
差が生じることがなく、また、床版の橋軸直角方向に確
実にストレスが与えられるので床版の耐久力が向上す
る。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明は、橋梁の主桁上に配置す
る床版であって、所定のプレストレスを導入した床版
の、前記主桁の頂上部に設けられたスタッド位置に貫通
孔を設けたものである。

【００１２】上記構成によれば、床版における橋軸直角
方向にストレスを与えるとき、主桁のスタッド位置にコ
ンクリートが打設されていない、つまり貫通孔とされて
いるので、ストレスは、スタッド及び主桁に及ぶことが
なく、従って、床版のみに適正なストレスが与えられる
こととなる。

【００１３】また、本発明は、上記の床版を施工する際
に用いる型枠であって、抜け勾配を有し、かつコンクリ
ート打設時に主桁との相対位置を固定する移動禁止機構
を有したものである。

【００１４】上記構成において、型枠に抜け勾配を有す
ることで、床版施工時にスタッド位置を貫通孔にするこ
とができ、また、床版施工後においては、床版上面から
容易に抜き出すことができる。また、型枠に抜け勾配を
有することで、コンクリート打設時に、コンクリートか
らの圧力を受けて上方に浮き上がってしまうため、本発
明の型枠は、移動禁止機構を有したのであり、このよう
にすることで該型枠を確実にコンクリート内で配置させ
ることができる。

【００１５】また、本発明は、主桁上に、鋼線を配筋し
た後、主桁の頂上部に設けたスタッド位置に貫通孔を形
成するように上記の型枠を配置し、コンクリートを打設
し硬化させた後に、橋軸直角方向に配置された鋼線にス
トレスを与え、その後、該床版の貫通孔に、充填剤を注
入するものである。

【００１６】上記手順において、主桁上で、プレストレ
スコンクリート製の床版を施工する際、床版のスタッド
位置を貫通孔としているので、コンクリートを打設し、
該コンクリートの硬化後に橋軸直角方向に配置された鋼
線にストレスを与えても、この貫通孔によって、ストレ
スはスタッド及び主桁に影響が及ぶことがなく、従って
スタッドが変形したり、主桁が傾いたりすることがな
い。

【００１７】そして、床版における橋軸直角方向に配置
した鋼線にストレスを与えた後、上記貫通孔に充填剤、
例えば高強度モルタル、又はスチールファイバーを混入
したコンクリートを注入して床版と主桁とを結合してい
るので、設計誤差が生じることなく橋梁が施工でき、床
版の耐久性を低下させることがない。

【００１８】

【実施例】以下に、本発明の実施例を図１〜図９を参照
して説明する。図１は、本発明の床版及び橋梁における
床版施工方法を説明するための図である。図２は、本発
明の床版における主桁のスタッド位置周辺の状態を示
す。図３〜図９は、本発明の型枠を示す。

【００１９】図において、１は本発明の床版であり、２
は主桁、３は横桁である。そして、本発明の床版１は、
以下のように構成されている。１１は、床版１を施工す
る際に主桁上の図示しない型枠内において橋軸直角方向
に配された鋼線である。なお、床版１は、橋軸方向にも
鋼線を配置するが図１では図示を省略している。この鋼
線１１は、主桁２，２間では下側に、主桁２，２間から
張り出した箇所では上側に配置している。

【００２０】１２は、床版１を施工する際に鋼線１１を
配置した後に打設するコンクリートであり、本発明の床
版１では、コンクリート１２の打設時に、次に説明する
型枠１３Ａ〜１３Ｆのいずれかを配置して、主桁２の頂
上部のフランジ面に植え込まれた、例えばスタッドジベ
ル２１の箇所を貫通孔１ａとするように打設する。

【００２１】すなわち、１３Ａ〜１３Ｆは、コンクリー
ト１２の打設時に、主桁２のスタッドジベル２１の位置
に配置される型枠であり、例えば図４〜図９の各々のよ
うに構成されている。なお、以下の説明中、これら型枠
１３Ａ〜１３Ｆのどれでもよいときは、総称して型枠１
３と記すこととする。

【００２２】型枠１３は、肉厚の薄い金属製又はプラス
ティック製でなり、コンクリート１２の硬化後に該コン
クリート１２の打設面から抜き出すことができるよう、
抜け勾配の形状、例えば下方に縮径する截頭円筒状とさ
れ、主桁２のスタッドジベル２１が例えば図２に示すよ
うに橋軸直角方向に３列、橋軸方向に２列配置されてい
るときには、例えば図３に示すように、コンクリート１
２の打設面から突出する頭部１３ａを連結具１３ｂで各
々連結させて一体としている。

【００２３】また、型枠１３は、上記したように截頭円
筒状とすることで、コンクリート１２の打設面から浮き
上がることを防止する移動禁止機構（図４〜図９参照）
を有している。

【００２４】例えば、図４に示す型枠１３Ａは、縮径し
た下方端部周縁を内径方向で、かつ主桁２の頂上部のフ
ランジ面と平行に折り曲げ、折り曲げた下方端部周縁の
外側、つまり下端面に、移動禁止機構として磁石１３Ａ
ａを設けたものである。

【００２５】例えば、図５に示す型枠１３Ｂは、移動禁
止機構として、截頭円筒の上部内周対向面に設けた吊部
材１３Ｂａの中央位置から、ばね１３Ｂｂを吊り下げ、
このばね１３Ｂｂの下端部に磁石１３Ｂｃを設けてい
る。さらに、型枠１３Ｂの下端部にはゴムでなるＯリン
グ１３Ｂｄを設けている。

【００２６】型枠１３Ｂは、配置すると、磁石１３Ｂｃ
がスタッドジベル２１に吸着する。この状態でコンクリ
ート１２を打設すると、型枠１３Ｂが浮上しようとして
もばね１３Ｂｂによって、型枠１３Ｂが移動することな
く安定して位置させることができる。また、Ｏリング１
３Ｂｄによって、型枠１３Ｂ内にコンクリート１２が入
ることが防止される。

【００２７】例えば、図６に示す型枠１３Ｃは、移動禁
止機構として、截頭円筒の上部に複数のゴム糸１３Ｃａ
の上端が設けられ、ゴム糸１３Ｃａの各々の下端に１つ
の磁石１３Ｃｂを設けている。さらに、型枠１３Ｃの下
端部は、ゴムでなるＯリング１３Ｃｃを設けている。こ
の型枠１３Ｃの移動禁止の原理は、上記した型枠１３Ｂ
と同様である。

【００２８】例えば、図７に示す型枠１３Ｄは、移動禁
止機構として、截頭円筒の上部に複数のゴム糸１３Ｄａ
の上端を設け、ゴム糸１３Ｄａの各々の下端に１つの円
盤部材１３Ｄｂを設け、この円盤部材１３Ｄｂには、軸
を挟んだ両腕を互いに開くように付勢したばねを有した
複数のヒンジ１３Ｄｄの一方腕のそれぞれを設け、これ
らヒンジ１３Ｄｄの各々の他方腕には、複数の鉤状部材
１３Ｄｃをそれぞれ設けている。複数の鉤状部材１３Ｄ
ｃは、ヒンジ１３Ｄｄによって、その先端部が互いに内
径方向に集合するように傾斜して円盤部材１３Ｄｂに設
けられている。さらに、型枠１３Ｄの下端部は、ゴムで
なるＯリング１３Ｄｅを設けている。

【００２９】型枠１３Ｄは、配置するときに、ヒンジ１
３Ｄｄの付勢力に抗して鉤状部材１３Ｄｃの各々を押し
開いてスタッドジベル２１に取り付ける。こうすること
で、型枠１３Ｄがコンクリート１２の打設面から浮き上
がろうとしても、ゴム糸１３Ｄａによって、型枠１３Ｄ
が移動することなく安定して位置させることができる。
また、Ｏリング１３Ｄｅによって、型枠１３Ｄ内にコン
クリート１２が入ることが防止される。

【００３０】例えば、図８に示す型枠１３Ｅは、移動禁
止機構として、截頭円筒の高さ方向の所定位置における
内周部に、径方向に放射状に裂溝１３Ｅａを形成した開
口１３Ｅｂを有した板部材１３Ｅｃを設けている。さら
に、型枠１３Ｅの下端部は、ゴムでなる脚部１３Ｅｄを
設けている。

【００３１】この型枠１３Ｅは、板部材１３Ｅｃの開口
１３Ｅｂにスタッドジベル２１を挿通し、型枠１３Ｅを
若干上方に移動させると、裂溝１３Ｅａによって開口１
３Ｅｂの周縁部が下方に傾斜した状態となる。このとき
板部材１３Ｅｃは、開口１３Ｅｂの周縁部の傾斜を水平
に戻そうとする。これによって、型枠１３Ｅは、主桁２
の頂上部のフランジ面に押しつけられ、コンクリート１
２の打設面から浮き上がることなく安定して位置するこ
ととなる。また、Ｏリング１３Ｅｄによって、型枠１３
Ｅ内にコンクリート１２が入ることが防止される。

【００３２】例えば、図９に示す型枠１３Ｆは、移動禁
止部材として、截頭円筒状の下端から、上方に縮径する
截頭円筒状の押さえコーン１３Ｆａを設けている。この
押さえコーン１３Ｆａは、上端から高さ方向所定位置ま
で裂溝１３Ｆｂが形成されている。また、型枠１３Ｆの
下端部は、ゴムでなるＯリング１３Ｆｃが設けられてい
る。

【００３３】型枠１３Ｆは、配置すると、押さえコーン
１３Ｆａ内にスタッドジベル２１が挿入され、このとき
に裂溝１３Ｆｂが開く。そして、押さえコーン１３Ｆａ
の裂溝１３Ｆｂが常に閉じようとする力でスタッドジベ
ル２１を把持する。これによって型枠１３Ｆは、コンク
リート１２の打設面から浮き上がることなく安定して位
置することとなる。また、Ｏリング１３Ｆｃによって、
型枠１３Ｆ内にコンクリート１２が入ることが防止され
る。

【００３４】以上説明した型枠１３を用いて、床版１
は、橋梁において主桁２，２上で次のように施工され
る。以下に、床版１の施工手順を説明する。まず、鋼線
１１を例えば上記したように配置し、かつ主桁２，２の
頂上部のフランジ面に植え込まれたスタッドジベル２１
の位置が貫通孔となるように型枠１３を配置した後、コ
ンクリート１２を打設する。

【００３５】そして、コンクリート１２が硬化して、型
枠１３をコンクリート１２の打設面から抜き出すと、ス
タッドジベル２１の部分に、貫通孔１ａが形成される。
この後、橋軸直角方向に配置された鋼線１１を引っ張っ
て床版１にストレスを与えて、床版１が施工されたこと
となる。そして、該床版１の貫通孔１ａに、充填剤１
ｂ、例えば６００〜１０００kgf・cm² の高強度モルタル
を注入する。

【００３６】本実施例では、床版１にストレスを与えた
ときに生じる、主桁２，２の頂上部のフランジ面と床版
１との間の隙間に、充填剤１ｂを注入する前に、又は床
版１の施工前に、前記フランジ面の端部にゴムシール材
１ｃを設けている。このようにすることで、充填剤１ｂ
が漏れることがない。そして、充填剤１ｂを貫通孔１ａ
に注入し硬化すれば、主桁２，２と床版１とが完全に結
合されたこととなる。

【００３７】このように、床版１は、スタッドジベル２
１の位置をコンクリート１２が打設されない貫通孔１ａ
としているので、床版１にストレスを与えるとき、主桁
２，２のスタットジベル２１から該主桁２，２へと２次
的な応力がかかることがなく、従って、スタッドジベル
２１が変形したり、主桁２，２の間隔が狂ったりするこ
とがない。

【００３８】従来では、スタッドを床版のコンクリート
に埋設した状態で、床版にストレスを与えていたのでス
タッド位置に応力集中が生じ、スタッドが根元で剪断変
形したり、コンクリートに割裂破壊が生じる可能性があ
ったが、本発明では、スタッドジベル２１位置を貫通孔
１ａとした状態で、該床版１にストレスを与え、その後
に貫通孔１ａに充填剤１ｂを注入するようにしているの
で、従来にあった問題は解決される。

【００３９】また、床版１から受ける応力は、スタッド
ジベル２１で直接受けるのではなく、貫通孔１ａに注入
されて硬化したことでスタッドジベル２１を包む高強度
の充填剤１ｂが受けるので、つまり床版１のコンクリー
ト１２と接するのは高強度の充填剤１ｂになるため、周
囲の応力分布は、接触面積が大きい充填剤１ｂで剪断荷
重が負担され、床版１の耐久性が向上するのである。

【００４０】また、従来では、コンクリートの強度が低
いと、スタッドがコンクリートに食い込んで、その分、
床版へのストレスが減少してしまうことがあるが、本実
施例では、充填剤１ｂとして高強度の材質をコンクリー
ト１２の貫通孔１ａに注入するようにしたので、ストレ
スは床版１全体に確実に与えられる。さらに、コンクリ
ート１２の応力が小さくなること、スタッドジベル２１
の変形がなくなることから、スタッドジベル２１そのも
のの疲労強度は飛躍的に向上する。

【００４１】なお、本発明は、上記実施例に限定されず
変形が可能である。充填剤として、上記では高強度モル
タルを注入する例を示したが、例えばスチールファイバ
ーを混入したコンクリートを注入するようにすれば、ス
タッドジベル２１の位置で割裂することが防止される。

【００４２】

【発明の効果】以上のように、本発明の橋梁の床版は、
所定のプレストレスを導入した床版の、主桁の頂上部に
設けられたスタッド位置に、貫通孔を設けたものである
から、橋軸直角方向に配された鋼線を引っ張ってストレ
スを与えたとき、このストレスは主桁のスタッドに伝わ
ることがなく、従って、床版のみに適正なストレスが与
えられることとなる。

【００４３】また、上記の床版を施工する際に用いる本
発明の型枠は、抜け勾配を有し、かつコンクリート打設
時に主桁との相対位置を固定する移動禁止機構を有した
ものであるから、床版施工時にスタッド位置を貫通孔に
することができ、また、床版施工後においては、床版上
面から容易に抜き出すことができると共に確実にコンク
リート内で位置させることができる。

【００４４】また、本発明の橋梁における床版施工方法
は、主桁上に、鋼線を配筋した後、主桁の頂上部に設け
たスタッド位置に貫通孔を形成するように上記型枠を配
置し、コンクリートを打設し硬化させた後、橋軸直角方
向に配置された鋼線にストレスを与え、その後、該床版
の貫通孔に、充填剤を注入するものであるから、床版に
与えるストレスがスタッドや主桁に及ぶことがなく、従
ってスタッドが変形したり、主桁が傾いたりするような
ことがなく、設計誤差が生じることなく橋梁が施工で
き、主桁上で高強度の床版を施工することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の橋梁の床版の構成及び橋梁における床
版施工方法を説明するための図であり、（ａ）は橋梁に
おける床版にストレスを与えていない状態の部分的な斜
視図、（ｂ）は橋梁における床版にストレスを与えた状
態の断面図、（ｃ）は橋梁における床版にストレスを与
えた状態のスタッド部分の断面図、（ｄ）は橋梁におけ
る床版にストレスを与えた後に充填剤を注入した状態の
スタッド部分の断面図である。

【図２】本発明の橋梁の床版の構成及び橋梁における床
版施工方法を説明するための図であり、（ａ）はスタッ
ド位置における橋梁における床版のコンクリート打設状
態を示す部分的な斜視図である。（ｂ）は（ａ）の断面
図である。

【図３】本発明の型枠の全体を示す斜視図である。

【図４】本発明の型枠を示し、（ａ）は配置前の断面
図、（ｂ）は配置状態の断面図、（ｃ）は全体の斜視図
である。

【図５】本発明の型枠を示し、（ａ）は配置状態の断面
図、（ｂ）は全体の斜視図である。

【図６】本発明の型枠を示し、（ａ）は配置直前の断面
図、（ｂ）は配置状態の断面図、（ｃ）は全体の斜視図
である。

【図７】本発明の型枠を示し、（ａ）は配置直前の断面
図、（ｂ）は配置状態の断面図、（ｃ）は全体の斜視図
である。

【図８】本発明の型枠を示し、（ａ）は配置前の断面
図、（ｂ）は配置状態の断面図、（ｃ）は全体の斜視図
である。

【図９】本発明の型枠を示し、（ａ）は配置前の断面
図、（ｂ）は配置状態の断面図、（ｃ）は全体の斜視図
である。

【図１０】従来の橋梁の床版の構成及び橋梁における床
版施工方法を説明するための図であり、（ａ）は橋梁に
おける床版にストレスを与えていない状態の断面図、
（ｂ）は橋梁における床版にストレスを与えた状態の断
面図、（ｃ）は橋梁における床版にストレスを与えた状
態のスタッド部分の断面図である。

【図１１】従来の橋梁の床版の構成及び橋梁における床
版施工方法を説明するための図であり、（ａ）は橋梁に
おける床版にストレスを与えていない状態の断面図、
（ｂ）は橋梁における床版にストレスを与えた状態の断
面図である。

【符号の説明】

１床版１ａ貫通孔１ｂ充填剤２主桁３横桁１１（橋軸直角方向に配した）鋼線１２コンクリート１３型枠

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者米田尚弘大阪府大阪市住之江区南港北１丁目７番89 号日立造船株式会社内Ｆターム(参考） 2D059 AA14 CC04 DD15 GG01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】橋梁の主桁上に配置する床版であって、
所定のプレストレスを導入した床版の、前記主桁の頂上
部に設けられたスタッド位置に貫通孔を設けたことを特
徴とする橋梁の床版。
【請求項２】請求項１記載の橋梁の床版を施工する際
に用いる型枠であって、抜け勾配を有し、かつコンクリ
ート打設時に主桁との相対位置を固定する移動禁止機構
を有したことを特徴とする型枠。
【請求項３】主桁と床版とがスタッドによって結合さ
れてなる橋梁における床版の施工方法であって、主桁上
に、鋼線を配筋した後、前記主桁の頂上部に設けたスタ
ッド位置に貫通孔を形成するように請求項２記載の型枠
を配置し、コンクリートを打設し硬化させた後に、橋軸
直角方向に配置された鋼線にストレスを与え、その後、
該床版の前記貫通孔に、充填剤を注入することを特徴と
する橋梁における床版施工方法。
【請求項４】床版の貫通孔に、充填剤として、高強度
モルタル、又はスチールファイバーを混入したコンクリ
ートを注入したことを特徴とする請求項３記載の橋梁に
おける床版施工方法。