JP2002275833A

JP2002275833A - 既設橋梁の単純桁の連続化方法及び連続桁構造

Info

Publication number: JP2002275833A
Application number: JP2001073651A
Authority: JP
Inventors: Kenji Hayashi; 健治林; Naoya Narita; 直矢成田
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 2001-03-15
Filing date: 2001-03-15
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】既設橋梁の単純桁を、ほぼ完全に連続桁とし
ての強度特性を有するように連続化する方法、及び連続
化した構造を提供する。【解決手段】橋軸方向に並んだ２つの単純桁１１に
は、上下のフランジ１２，１３とウエブ１４と垂直補剛
材１５とにより凹部１１ａ，１１ｂが形成されている。
２つの単純桁１１の互いに対向する端部の凹部１１ａ，
１１ｂに、垂直鉄筋４２（第１鉄筋）を垂直にしてその
上下端をフランジ１２，１３に溶接する。この垂直鉄筋
４２と直交するように、水平鉄筋４３，４４（第２鉄
筋）を橋軸方向に向け、桁１１間に架け渡す。そして、
これら鉄筋４２〜４４を埋めるようにして、凹部１１
ａ，１１ｂと桁１１間の間隙１０ａとにコンクリート４
１を打設する。これにより、桁１１の対向端部間に跨る
鉄筋コンクリート領域４０が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、既設橋梁の鋼製
の単純桁を連続化する方法、及び連続化した構造に関す
る。

【０００２】

【発明の技術的背景】単純桁橋梁と連続桁橋梁を比較す
ると、以下の点で連続桁橋梁の方が優れている。連結
部が少ないので車両走行時の振動や騒音が少ない。連
結部が少ないので、伸縮装置の維持保全や雨水などの浸
入による、桁などの腐食の問題が少ない。阪神淡路大
震災の際、単純桁橋梁の落橋が多発した。構造力学的に
不静定である連続桁は耐震性等の強度特性で優れてい
る。

【０００３】しかし、既存の一般道及び高架高速道路等
の橋梁では、技術上の問題点や経済性等の観点から主桁
を単純桁で構築してある例が多い。そこで、近年、かか
る既設橋梁の単純桁どうしを、例えばモーメントプレー
ト及びシャープレートで連結したり、ＰＣ鋼棒で連結し
たりして、連続桁に近づける補強工事が行われている。

【０００４】しかし、上記のプレートやＰＣ鋼棒で連結
し、伸縮装置を排除しただけでは、振動や騒音を低減で
き、桁等の腐食を防止できるものの、強度特性で連続桁
そのものに及ばない。

【０００５】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、既設橋梁の単純桁
を、連続桁同様の強度特性が得られるように連続化させ
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の第１の特徴は、既設の橋梁において橋軸
に沿って一列に架設された複数の鋼製の単純桁を連続化
する方法に係る。隣り合う単純桁の互いに対向する端部
には、上下のフランジとウエブとで画成された凹部に、
第１、第２鉄筋を複数本ずつ配筋する。上記第１鉄筋
は、垂直にしてその上下端を上記上下のフランジに連結
する。上記第２鉄筋は、上記橋軸方向に向けて上記第１
鉄筋と直交させる。少なくとも一部の第２鉄筋は、上記
対向端部間に架け渡す。次に、これら第１、第２鉄筋を
埋めるようにして、上記凹部と上記対向端部間の間隙と
にコンクリートを打設する。これにより、上記対向端部
間に跨る鉄筋コンクリート領域を形成する。

【０００７】本発明の第２の特徴は、既設の橋梁におい
て橋軸に沿って一列に架設された複数の鋼製の単純桁を
連続化した構造に係る。隣り合う単純桁の互いに対向す
る端部間に跨るようにして鉄筋コンクリート領域が設け
られている。この領域には、各単純桁の上下のフランジ
とウエブとで画成された凹部に、第１、第２鉄筋が複数
本ずつ配されている。上記第１鉄筋は、垂直をなしてそ
の上下端が上記上下のフランジに連結されている。上記
第２鉄筋は、上記橋軸方向を向いて上記第１鉄筋と直交
するとともに、少なくとも一部の第２鉄筋が上記対向端
部間に架け渡されている。これら第１、第２鉄筋を埋め
るようにして、上記凹部と上記対向端部間の間隙とにコ
ンクリートが充填されている。

【０００８】ここで、上記第２鉄筋を、上記コンクリー
トの上側部に、下側部より多く配してもよい（本発明の
第３の特徴）。上記コンクリートの上側部の第２鉄筋
を、下側部の第２鉄筋より太くしてもよい（本発明の第
４の特徴）。上記コンクリートの上側部の第２鉄筋を、
下側部の第２鉄筋より高強度としてもよい（本発明の第
５の特徴）。

【０００９】上記ウエブに垂直補剛材が設けられ、この
垂直補剛材によって上記凹部ひいては上記コンクリート
が上記橋軸方向に沿って複数に分割されており、上記コ
ンクリートの上側部の第２鉄筋が、上記垂直補剛材を貫
通して上記鉄筋コンクリート領域のほぼ全長にわたって
連続していてもよい（本発明の第６の特徴）。

【００１０】上記コンクリートの上側部の第２鉄筋が、
プレストレス鋼材にて構成され、上記コンクリートにプ
レストレスを付与していてもよい（本発明の第７の特
徴）。上記鉄筋コンクリート領域には、コンクリートの
外側面の上側部に沿って水平に延びるプレストレス鋼材
が設けられ、このプレストレス鋼材によって上記コンク
リートにプレストレスが付与されていてもよい（本発明
の第８の特徴）。

【００１１】隣り合う単純桁のウエブの上側部どうしの
間に、モーメントプレートを架け渡してもよい（本発明
の第９の特徴）。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施形態を、
図面を参照して説明する。図１は、連続化される前の既
設単純桁橋梁Ｂを示したものである。橋梁Ｂには、主桁
１０が３つ（複数）並行して架設されている。図示は省
略するが、隣り合う主桁１０どうしは対傾構によって連
結されている。また、これら主桁１０上に床版が敷設さ
れている。

【００１３】各主桁１０は、橋軸に沿って一列に並んだ
多数（図では各主桁１０について２つだけ図示）の単純
桁１１によって構成されている。隣り合う２つの単純桁
１１どうしの間には、間隙１０ａが形成されている。こ
れら２つの単純桁１１の互いに対向する端部は、それぞ
れ支承２０を介して橋台３０に支持されている。

【００１４】単純桁１１は、上下のフランジ１２，１３
とウエブ１４とを有するＩ形形状に構成されている。ウ
エブ１４の両側面には、長手方向（橋軸方向）に沿って
ある間隔をおいて垂直補剛材１５が設けられている。こ
れらフランジ１２，１３、ウエブ１４、及び垂直補剛材
１５によって四角形状の凹部１１ａ，１１ｂが画成され
ている。（垂直補剛材１５によって、フランジ１２，１
３及びウエブ１４で画成された溝状凹部が複数に分割さ
れており、ひいては後述するコンクリート４１が複数に
分割される。）桁１１の最も端側の凹部１１ａは、上記
間隙１０ａに連なっている。

【００１５】なお、符号１６は、水平補剛材である。水
平補剛材１６は、上記最端の凹部１１ａ以外の凹部１１
ｂに収容されるようにして、ウエブ１４の両側面の上側
部に設けられている。

【００１６】次に、上記主桁１０の連続化構造を説明す
る。図２は、上記の既設単純桁橋梁Ｂについて、手前側
の２つの主桁１０を連続化した状態で示し、奥の主桁１
０を連続化途中の状態で示したものである。連続化され
た主桁１０には、隣り合う単純桁１１の対向端部間に跨
る鉄筋コンクリート領域４０が設けられている。鉄筋コ
ンクリート領域４０は、単純桁１１どうしの間隙１０ａ
を中心にして両単純桁１１のそれぞれ端から２番目（複
数番目）の垂直補剛材１５まで及んでいる。

【００１７】図２〜図４に示すように、領域４０内の間
隙１０ａ及び凹部１１ａ，１１ｂには、コンクリート４
１が打設充填されている。コンクリート４１の外側面
は、フランジ１２，１３あるいは垂直補剛材１４の縁と
面一になっている。（設計上必要とされる強度によって
は、コンクリート４１をフランジ１２，１３や垂直補剛
材１４より薄く、あるいは厚く打設されることもあ
る。）両単純桁１１の下フランジ１３間には、鋼鈑２２
が設置されている。この鋼鈑２２の真下に、上記単純桁
用の２つの支承２０に代えて、連続桁用の支承２１が１
つ配されている。なお、図示は省略するが、間隙１０ａ
内のコンクリート４１にアンカーボルトが垂直に埋設さ
れ、このアンカーボルトの下端部に支承２１が連結され
ることにより、支承２１と、連続化された主桁１０とが
結合されている場合もある。

【００１８】コンクリート４１には、垂直に延びる垂直
鉄筋４２（第１鉄筋）と、橋軸に沿って水平に延びる水
平鉄筋４３，４４（第２鉄筋）とが複数本づつ埋設され
ている。これにより、鉄筋コンクリートが構成されてい
る。

【００１９】垂直鉄筋４２は、各凹部１１ａ，１１ｂに
配されている。そして、上下端が上下のフランジ１２，
１３にそれぞれ突き当てられ、アーク溶接やスポット溶
接にて連結されている。

【００２０】垂直鉄筋４２の上側部に、上下２本の水平
鉄筋４３が直交し、下側部に１本の水平鉄筋４４が直交
している。すなわち、コンクリート４１の上側部は下側
部より多くの水平鉄筋４３が密に配されている。しか
も、これら上側部の水平鉄筋４３は、下側部の水平鉄筋
４４より太くなっている。

【００２１】さらに、上側部の水平鉄筋４３は、下側部
の水平鉄筋４４より長く延びている。すなわち、下側部
の水平鉄筋４４は、垂直補剛材１５にて分割されたコン
クリート４１ごとに配されるように、短くなっているの
に対して、上側部の水平鉄筋４３は、垂直補剛材１５を
貫通して鉄筋コンクリート領域４０のほぼ全長にわたっ
て連続している。上記のように垂直鉄筋４２の上部側の
水平鉄筋４３を密に、太く、長く配筋した理由は、連続
化することにより、新たに形成される中間支点部では、
桁断面の中立軸より上フランジ側に大きな引張応力がか
かるようになるので、上フランジ側を強化する必要があ
るためである。

【００２２】この水平鉄筋４３と、中央（間隙１０ａ及
び凹部１１ａ）のコンクリート４１の水平鉄筋４４と
が、間隙１０ａを介して２つの単純桁１１の対向端部間
に架け渡されている。なお、これら水平鉄筋４３，４４
は、垂直鉄筋４２よりウエブ１４側に配されている。

【００２３】上記主桁１０の連続化の施工手順を説明す
る。領域４０内に含まれるべき垂直補剛材１５の上側部
に、２つの貫通孔１５ａを開穿する（図１参照）。これ
ら貫通孔１５ａに水平鉄筋４３を通す。また、領域４０
内に含まれるべき凹部１１ａ，１１ｂに、垂直鉄筋４２
を取り付ける。この垂直鉄筋４２に、水平鉄筋４４を番
線（図示せず）にて結束する。（支承２１と桁１０の結
合を行う場合は、上記図示しないアンカーボルトを垂直
にして水平鉄筋４４と番線結束し、間隙１０ａに出して
おく。）両単純桁１１の下フランジ１３の間には、型枠
の役割と支承２１受けを兼ねて鋼鈑２２を設置する（鋼
鈑２２に代えて型枠を設置する場合もある）。そして、
凹部１１ａ，１１ｂ及び間隙１０ａにコンクリート４１
を打設する。これによって、鉄筋コンクリート領域４０
が形成され、隣り合う単純桁１１どうしが連続化され
る。この結果、伸縮装置を廃止し、車両走行時の振動や
騒音の低減や連結部の伸縮装置からの侵入する雨水など
による腐食の低減を図ることができる。

【００２４】その後、主桁１０をジャッキで支えなが
ら、単純桁用の２つの支承２０を連続桁用の１つの支承
２１に取り替える。支承２１は、鋼鈑２２の真下に当て
がわれる（鋼鈑２２に代えて型枠を設置した場合は、型
枠を外して露出したコンクリート４１の下面に直接当て
られることになる。）なお、連続化した桁１０と支承２
１を結合する場合は、上記アンカーボルトに支承２１を
連結する。

【００２５】この支承２１周辺の主桁１０、すなわち領
域４０には、連続化することにより負の曲げモーメント
が生じ、桁断面の中立軸下側部に圧縮力、上側部に引張
力が、それぞれ橋軸方向に作用することになる。一方、
領域４０のコンクリート４１は圧縮に強く、鉄筋４２〜
４４は長手方向の引張りに強い。したがって、コンクリ
ート４１が、領域４０の下側部の圧縮強度を担うことが
でき、水平鉄筋４３が、領域４０の上側部の引張強度を
担うことができる。これによって、上記負の曲げモーメ
ントに対して十分な強度を得ることができる。しかも、
水平鉄筋４３は、太くて長く、本数も多いので、引張強
度をより確実に担うことができ、ひいては上記曲げモー
メントに対する強度をより確実に発揮することができ
る。また、地震等の発生時には、コンクリート４１の圧
縮強度と垂直鉄筋４２の引張強度とによって、ねじれモ
ーメントや剪断応力に対して十分耐えることができる。
よって、主桁１０は、ほぼ完全に連続桁としての強度特
性を有することとなる。

【００２６】次に、本発明の他の実施形態を説明する。
以下の実施形態において、既述の実施形態と同様の構成
に関しては、図面に同一符号を付して、説明を省略す
る。図５は、本発明の第２実施形態を示したものであ
る。この実施形態では、コンクリート４１の上側部に配
された水平鉄筋が、上記第１実施形態の異形鉄筋で構成
された水平鉄筋４３に代えて、ＰＣ鋼棒４５（プレスト
レス鋼材）で構成されている。ＰＣ鋼棒４５は、緊張さ
れた状態で、両端部が領域４０の両端の垂直補剛材１５
に定着部材４６で止められている。これによって、コン
クリート４１の上側部にプレストレスが付与されてい
る。この結果、コンクリート４１の橋軸方向の引張強度
を高めることができ、連続化により領域４０に作用する
負の曲げモーメントに対する強度を確実に発揮すること
ができる。

【００２７】図６は、本発明の第３実施形態を示したも
のである。この実施形態では、上記第２実施形態の埋設
型ＰＣ鋼棒４５に代えて、外置き型のＰＣ鋼棒４５Ｘ
（プレストレス鋼材）が、コンクリート４１の外側面の
上側部に沿って水平に架け渡されている。ＰＣ鋼棒４５
Ｘは、緊張された状態で、両端部が領域４０の外のウエ
ブ１４に設けられたブラケット４７に定着部材４６で止
められている。

【００２８】なお、第３実施形態では、上下３つの水平
鉄筋４４’，４４が等間隔置きに配され、しかも、上か
ら１番目と２番目の水平鉄筋４４’も、一番下の水平鉄
筋４４と同じ太さと長さになっており、垂直補剛材１５
で分けられたコンクリート４１ごとに配されている。垂
直補剛材１５に貫通孔１５ａは形成されていない。

【００２９】図７は、本発明の第４実施形態を示したも
のである。この実施形態では、隣り合う単純桁１１のウ
エブ１４の上側部どうしの間に、モーメントプレート４
８が架け渡されている。図示は省略するが、モーメント
プレート４８は、ウエブ１４の裏側の面どうしの間にも
配されている。これらプレート４８の両端部が、高力ボ
ルト４９にてウエブ１４に固定されている。このモーメ
ントプレート４８によって、連続化による負の曲げモー
メントに対する強度を確実に得ることができる。水平鉄
筋４４’，４４は、上記第３実施形態と同様に構成され
ている。

【００３０】本発明は、上記実施形態に限定されず、種
々の改変が可能である。例えば、上フランジ１２の下面
又は下フランジ１３の上面にスタッドを溶植しておき、
このスタッドにカプラー（連結継手）を介して垂直鉄筋
４２の上端又は下端を連結してもよい。また、水平鉄筋
４３を太くしたり長くしたりするのに代えて、またはそ
れに加えて、高強度の鉄筋を使用しても良い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１、第
２の特徴によれば、既設橋梁の単純桁を連続化して、伸
縮装置を廃止することにより、振動、騒音や錆の発生問
題を低減できるのは勿論、連続化により発生する負の曲
げモーメントに対する強度や耐震性等の強度でも、ほぼ
完全に連続桁としての特性を発揮させることができる。

【００３２】本発明の第３〜第９の特徴によれば、鉄筋
コンクリート領域の上側部の引張強度を高めることがで
き、ひいては、連続化により発生する負の曲げモーメン
トに対する強度をより一層確実に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る橋梁を、連続化す
る前の状態で示す斜視図である。

【図２】上記橋梁を、連続化した状態（但し、一部は連
続化の途中の状態）で示す斜視図である。

【図３】図２のIII−III線に沿う、上記橋梁における主
桁の鉄筋コンクリート領域の平面断面図である。

【図４】図３のIV−IV線に沿う、上記鉄筋コンクリート
領域の側面断面図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る連続化された主桁
の斜視図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る連続化された主桁
の斜視図である。

【図７】本発明の第４実施形態に係る連続化された主桁
を、コンクリートを仮想線にして示す正面図である。

【符号の説明】

Ｂ橋梁１０ａ間隙１１単純桁１１ａ凹部１１ｂ凹部１２上フランジ１３下フランジ１４ウエブ１５垂直補剛材４０鉄筋コンクリート領域４１コンクリート４２垂直鉄筋（第１鉄筋）４３上側部の水平鉄筋（第２鉄筋）４４下側部の水平鉄筋（第２鉄筋）４４’ 水平鉄筋（第２鉄筋）４５ＰＣ鋼棒（第２鉄筋、プレストレス鋼材）４５ＸＰＣ鋼棒（プレストレス鋼材）４８モーメントプレート

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】既設の橋梁において橋軸に沿って一列に
架設された複数の鋼製の単純桁を連続化する方法であっ
て、隣り合う単純桁の互いに対向する端部には、上下の
フランジとウエブとで画成された凹部に、第１、第２鉄
筋を複数本ずつ配し、上記第１鉄筋は、垂直にしてその
上下端を上記上下のフランジに連結し、上記第２鉄筋
は、上記橋軸方向に向けて上記第１鉄筋と直交させると
ともに、少なくとも一部の第２鉄筋を上記対向端部間に
架け渡し、次に、これら第１、第２鉄筋を埋めるように
して、上記凹部と上記対向端部間の間隙とにコンクリー
トを打設することにより、上記対向端部間に跨る鉄筋コ
ンクリート領域を形成することを特徴とする既設橋梁の
単純桁の連続化方法。
【請求項２】既設の橋梁において橋軸に沿って一列に
架設された複数の鋼製の単純桁を連続化した構造であっ
て、隣り合う単純桁の互いに対向する端部間に跨るよう
にして鉄筋コンクリート領域が設けられており、この領
域には、各単純桁の上下のフランジとウエブとで画成さ
れた凹部に、第１、第２鉄筋が複数本ずつ配され、上記
第１鉄筋は、垂直をなしてその上下端が上記上下のフラ
ンジに連結され、上記第２鉄筋は、上記橋軸方向を向い
て上記第１鉄筋と直交するとともに、少なくとも一部の
第２鉄筋が上記対向端部間に架け渡され、これら第１、
第２鉄筋を埋めるようにして、上記凹部と上記対向端部
間の間隙とにコンクリートが充填されていることを特徴
とする既設橋梁の単純桁を連続化した連続桁構造。
【請求項３】上記第２鉄筋が、上記コンクリートの上
側部に、コンクリートの下側部より多く配されているこ
とを特徴とする請求項２に記載の既設橋梁の単純桁を連
続化した連続桁構造。
【請求項４】上記コンクリートの上側部に配された第
２鉄筋が、上記コンクリートの下側部に配された第２鉄
筋より太いことを特徴とする請求項２又は３に記載の既
設橋梁の単純桁を連続化した連続桁構造。
【請求項５】上記コンクリートの上側部に配された第
２鉄筋が、上記コンクリートの下側部に配された第２鉄
筋より高強度であることを特徴とする請求項２〜４の何
れかに記載の既設橋梁の単純桁を連続化した連続桁構
造。
【請求項６】上記ウエブに垂直補剛材が設けられ、こ
の垂直補剛材によって上記凹部ひいては上記コンクリー
トが上記橋軸方向に沿って複数に分割されており、上記
コンクリートの上側部に配された第２鉄筋が、上記垂直
補剛材を貫通して上記鉄筋コンクリート領域のほぼ全長
にわたって連続していることを特徴とする請求項２〜５
の何れかに記載の既設橋梁の単純桁を連続化した連続桁
構造。
【請求項７】上記コンクリートの上側部に配された第
２鉄筋が、プレストレス鋼材にて構成され、上記コンク
リートにプレストレスを付与していることを特徴とする
請求項２〜６の何れかに記載の既設橋梁の単純桁を連続
化した連続桁構造。
【請求項８】上記鉄筋コンクリート領域には、コンク
リートの外側面の上側部に沿って水平に延びるプレスト
レス鋼材が設けられ、このプレストレス鋼材によって上
記コンクリートにプレストレスが付与されていることを
特徴とする請求項２〜６の何れかに記載の既設橋梁の単
純桁を連続化した連続桁構造。
【請求項９】隣り合う単純桁のウエブの上側部どうし
の間に、モーメントプレートを架け渡したことを特徴と
する請求項２〜６の何れかに記載の既設橋梁の単純桁を
連続化した連続桁構造。