JP2003138520A - 橋桁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軽量で運搬性に優れ、高強度でありながら現場
での施工作業が簡易で工期短縮を図れ、かつ長いスパン
の桁橋にも対応する橋桁構造を提供する。 【解決手段】鋼材により閉断面形または上方開放断面形
の箱桁（２）の内部空間（２３）に複数本のＰＣ鋼線
（３）をスパン方向へ張り渡す。次に、この箱桁の内部
空間にコンクリート（４）を打設した後、上記ＰＣ鋼線
によりプレストレスを導入する。また、長スパン用とし
て、箱桁の内部空間へのコンクリート打設前に、内部空
間に所定間隔で対向配置した反力壁（４０、４１）間に
ＰＣ鋼線を張り渡して箱桁自体へプレストレスを導入す
る構成を採る。なお、ＰＣ鋼線の張り渡しを、箱桁の内
部空間に配置したシース（２５）への挿通によっても良
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、桁橋の橋桁構造
の技術分野に属し、特に、鋼材、ＰＣ鋼線、コンクリー
トを合成して形成する橋桁構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】一般に
桁橋は、橋台および橋脚上に橋桁を架設し、その上に床
版を形成し、さらにその上にアスファルト等を敷設して
橋床を形成して成る。従来の桁橋の橋桁構造には、鋼材
（鋼板）のみで構築した鋼桁橋や型枠成形によるコンク
リート桁橋がある。かかるコンクリート桁橋には、コン
クリートの引張耐力不足を補完する意味で、鉄筋の配設
に加えて、高張力鋼線（以下、「ＰＣ鋼線」と略称す
る。）の内包によるプレストレスの導入が一般的に行わ
れている。

【０００３】鋼桁橋は、予め工場等で所定形の橋桁を製
作し、現地に運搬して組み付け施行していくので、コン
クリート桁橋と比較すると、現場での型枠組みと鉄筋の
加工・組立やＰＣ鋼線の配設等が省略でき、また高強度
の鋼材を用いることから比較的軽量に構築することが可
能であることから工期短縮が図れる。しかし一方、鋼桁
橋は鋼材の材料費が嵩み製作コストが高価なものとなる
ことに加え、大型工作物の移動と言う運搬上の問題があ
った。

【０００４】一方、コンクリート桁橋は、現場施行であ
るため運搬上の困難性は無く、コンクリート材を用いて
いることからも安価に構築することができるが、型枠組
み、鉄筋の加工・配設やＰＣ鋼線によるプレストレスの
導入、さらには型枠の撤収等の作業が必要となるため、
工期の長期化とそれによるコスト上昇が問題となってい
た。加えて、コンクリート製の高重量性と引張強度確保
の困難性から長いスパンの桁橋には対応し難いと言う課
題もあった。

【０００５】

【目的】そこで、本願発明は上記課題の解決を目的とし
て為されたものであり、軽量で運搬性に優れ、高強度で
ありながら現場での施工作業が簡易で工期短縮を図れ、
かつ長いスパンの桁橋にも対応することができる橋桁構
造を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本願発明の橋桁構造は、以下のように構成してい
る。すなわち、鋼材により閉断面形または上方開放断面
形の箱桁（２）を形成し、該箱桁（２）の内部空間（２
３）に１または２以上のＰＣ鋼線（３）をスパン方向へ
張り渡し、箱桁（２）の内部空間（２３）にコンクリー
ト（４）を打設すると共に、該コンクリート（４）へ前
記ＰＣ鋼線（３）によるプレストレスを導入する構成と
している。

【０００７】また、上記構成に加えて、内部空間（２
３）へのコンクリート（４）打設前に、該箱桁（２）の
内部空間（２３）に対向配置した１対または２対以上の
反力壁（４０、４１）間にＰＣ鋼線（３）を張り渡して
箱桁（２）へプレストレスを導入する構成としている。

【０００８】さらに、上記各構成におけるＰＣ鋼線
（３）の張り渡しにおいて、箱桁（２）の内部空間（２
３）にシース（２５）を所望の設定で配置し、その内部
にＰＣ鋼線（３）を挿通するようにしてもよい。

【０００９】なお、上記の特許請求の範囲及び課題を解
決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明
の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付
記したもので、この図面上の形態に限定するものでない
ことはもちろんである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本願発明に係る橋桁構造
の具体的な実施形態例について、図面に基づき詳細に説
明する。

【００１１】

【実施形態例１】図１は本実施形態例１の橋桁構造で構
築する桁橋を示す概観図であり、図２は本実施形態例１
の橋桁構造を示す斜視図及び一部拡大図であり、図３は
本実施形態例１の橋桁構造を示す縦断面図（Ａ）及び一
部拡大図（Ｂ）であり、図４は図３のＡＡ線、ＢＢ線、
ＣＣ線の端面図であり、図５は本実施形態の橋桁構造へ
対する作用図（Ａ）と横断面の応力図（Ｂ）である。

【００１２】本実施形態例の対象となる桁橋Ｂは、一般
に、図１に示すように、橋台Ａや橋脚Ｐに単一または複
数個の橋桁１を並設または横桁Ｃで連結状に架設し、そ
の上部に床版Ｄを形成した後、その上面にアスファルト
等を敷設して橋床を構築している。

【００１３】本実施形態例１の主要な構成要素である箱
桁２は、鋼板等の鋼材から殻体状に形成され、スパン方
向に延びる長尺矩形状の底板２０と、その両側に対向さ
せて立設形成したウェブ２１とで上方開放断面形である
略コ字状の長尺箱体状を成すものである。上記の両ウェ
ブ２１の内側面（対向面）には、剛性向上のために上下
方向と水平スパン方向に延びた板状のリブ２１ａを適宜
間隔で配置し、かつ打設したコンクリートと箱桁２との
滑りを防止するために突起状のズレ止２１ｂを適宜の位
置に配設している。両ウェブ２１のそれぞれ上端からは
床版Ｄを支えるための長尺帯状のフランジ２２を外側水
平方向かつスパン方向へ連続して形成している。

【００１４】該箱桁２の内部空間２３には、スパン方向
に延びる５本の被覆管（「シース」）２５を配設してお
り、各シース２５はウェブ２１の内側面に適宜の間隔で
配設したフラットバー状のラック２４により支持してい
る。なお、シース２５の材質は主に、ポリエチレン樹
脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボ
ネイト樹脂等の樹脂製品から選択される。これらシース
群２５、２５、・・・の配設仕様は、両端支持梁に分布
する断面力を考慮して設定されるものであり、図４
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示すように、その両端部は箱
桁２の端部側２３ａでは内部空間の中央上下一列状に配
列して支持し、スパン中央付近に向かうに従って底板２
０に近接しかつ収束し、スパン中央部を挟んで対向配設
した屈曲部２３ｂを介して底板２０付近で水平状態とな
るように配置している。このように配置した各々のシー
ス２５、２５内には、高張力鋼線材（通称「ＰＣ鋼
線」）３を挿通させて配設し、両端部側２３ａにおいて
これを支持している。

【００１５】次に、上記のように予めＰＣ鋼線３を配設
した箱桁２の内部空間２３に、コンクリート４を所定高
さまで打設し硬化させる。硬化後には前記のシース２５
内を挿通させた鋼線３を、その両端で張引して張力を付
加し、その反力により打設し硬化したコンクリート４へ
プレストレス（圧縮力）を導入している。このＰＣ鋼線
３によるプレストレスの導入により、図５に示すよう
に、断面力は直線状に変化し、底板２０には許容圧縮応
力σ１が、コンクリート４の上面には最大引張応力σ２
が作用する。このため、この最大引張応力σ２がコンク
リート４の許容引張応力σ内に収まるように、コンクリ
ート４の打設高さ、及びプレストレスの付加力を最適に
設定している。さらに、スパン中程の所定間隔におい
て、ＰＣ鋼線３の配置を底板２０に近接して水平配置す
ることにより、ＰＣ鋼線３の引張力が側面視で橋桁１を
上に凸湾曲させる力を生じさせ（矢印ａ）、橋桁１への
荷重付加時の対向力として作用する。

【００１６】なお、上記の打設したコンクリート４への
プレストレスの導入は、コンクリート４の硬化前にＰＣ
鋼線３に張力を与えて行うプレテンション方式、および
コンクリート４の硬化後に行うポストテンション方式の
いずれでもよい。

【００１７】

【実施形態例２】本願発明を構成する実施形態例２は、
上記の実施形態例１に比べてロングスパンを考慮した構
成である。例えば、実施形態例１は支間距離が５０ｍ以
下の比較的短いスパンを対象とした橋桁構造の箱桁２で
あるが、これを超えるスパンを持ったロングタイプの場
合には、以下の実施形態例２の構成をとることが望まし
い。

【００１８】すなわち、箱桁２の構造、シース２５の配
置、ＰＣ鋼線３の貫通配置は実施形態例１と同様である
が、該シース２５にＰＣ鋼線３を挿入した後において、
図６に示すように、コンクリートにより箱桁２の両端部
に端部反力壁４０、４０を、およびスパン中程の底板２
０上に所定間隔をもって対向させた一対の内部反力壁４
１、４１をそれぞれ形成する。該内部反力壁４１は、屈
曲部２３ｂを兼ねると共に最下端列に配置したシース２
５のみを取り込み支持する構成とし、その上位例のシー
ス２５は屈曲支持するのみである。

【００１９】このように構成した箱桁２をクレーン等で
橋台Ａ又は橋脚Ｐに架設固定した後、内部空間２３内へ
のコンクリート打設前に、内部反力壁４１間で支持した
ＰＣ鋼線３を張引し、その反力で箱桁２自体にプレスト
レスを導入する。このプレストレスは、箱桁２の底板２
０の断面方向へ予め圧縮力を導入しておくものであり、
この後のコンクリート打設時のコンクリート自重による
底板２０の延び（下凸状の撓み）に対抗させるためのも
のである。

【００２０】なお、箱桁２へのプレストレスの導入は施
工時に現場において行ってもよく、また工場等での箱桁
２製造時に併せて行ってもよく、いずれでもよい。さら
に、内部反力壁４１は１対に限らず、２対以上としても
よい。

【００２１】このようにして箱桁２にプレストレスを導
入した後、内部空間２３にコンクリート４を所定の高さ
まで打設した後、残りのＰＣ鋼線３に上記実施形態例１
と同様にプレストレスを導入する。この構成により、内
部空間２３へのコンクリート４の打設前における、箱桁
２の撓みを解消し、ロングタイプの橋桁１の構築への施
行精度を向上させている。

【００２２】

【効果】本願発明は以上のように構成しているため、次
の効果を奏する。すなわち、橋桁を鋼板材からなる箱桁
とこれに充填したコンクリートとで構成しているため、
鋼桁橋の有する高強度性とコンクリート桁橋が有する経
済性を享有し、かつコンクリート桁橋の現場作業の煩雑
性を解消すると共に、ロングスパンへの適用を高めるこ
とができる。

【００２３】また、本願構成要素の箱桁は、簡易構造で
あるためユニット組立式とすることも可能であり、かつ
鋼桁橋用の骨材より比較的軽量であるため運搬性に優
れ、作業性の向上および工期短縮につながる。また、コ
ンクリート打設は橋桁の一部となる箱桁の内部に充填す
るため、従来のように型枠組み付け、および型枠解体の
煩雑な作業を必要とせず、これによっても工期の短縮を
図ることができる。

【００２４】さらに、内部空間に内部反力壁を設置して
箱桁自体にも予めプレストレスを導入するようにしてい
るため、コンクリート打設時の箱桁の撓みを解消するこ
とができ、従来のコンクリート桁橋以上のロングスパン
の橋桁にも対応させることができる効果を有する。

【００２５】上記したように本願発明は、従来の鋼桁橋
とコンクリート桁橋との欠点を解消して、利点のみを残
した顕著な効果を備えたものであり、当該技術分野への
貢献度は大きなものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態例１の橋桁構造で構築する桁橋を
示す概観図である。

【図２】 本実施形態例１の橋桁構造を示す斜視図及び
一部拡大図である。

【図３】 本実施形態例１の橋桁構造を示す縦断面図
（Ａ）、及び一部拡大図（Ｂ）である。

【図４】 図３のＡＡ線、ＢＢ線、ＣＣ線の端面図であ
る。

【図５】 本実施形態の橋桁構造へ対する作用図（Ａ）
と横断面の応力図（Ｂ）である。

【図６】 実施形態例２の橋桁構造おける箱桁の一部を
示す縦断面図（Ａ）及びＡＡ線端面図（Ｂ）である。

【符号の説明】

１ 橋桁 ２ 箱桁 ２０ 底板 ２１ ウェブ ２１ａ リブ ２１ｂ ズレ止 ２２ フランジ ２３ 内部空間 ２３ａ 端部側 ２３ｂ 屈曲部 ２４ ラック ２５ シース ３ ＰＣ鋼線 ４ コンクリート ４０ 端部反力壁 ４１ 内部反力壁 Ａ 橋台 Ｂ 桁橋 Ｃ 横桁 Ｄ 床版 Ｐ 橋脚

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鋼材により閉断面形または上方開放断面
   形の箱桁（２）を形成し、 該箱桁（２）の内部空間（２３）に１または２以上のＰ
   Ｃ鋼線（３）をスパン方向へ張り渡し、 箱桁（２）の内部空間（２３）にコンクリート（４）を
   打設すると共に、該コンクリート（４）へ前記ＰＣ鋼線
   （３）によるプレストレスを導入して成ることを特徴と
   した橋桁構造。
2. 【請求項２】 鋼材により閉断面形または上方開放断面
   形の箱桁（２）を形成し、 該箱桁（２）の内部空間（２３）に対向配置した１対ま
   たは２対以上の反力壁（４０、４１）間にＰＣ鋼線
   （３）を張り渡して箱桁（２）へプレストレスを導入
   し、 さらに該箱桁（２）の内部空間（２３）に１または２以
   上のＰＣ鋼線（３）をスパン方向へ張り渡し、 箱桁（２）の内部空間（２３）にコンクリート（４）を
   打設すると共に、該コンクリート（４）へ前記ＰＣ鋼線
   （３）によるプレストレスを導入して成ることを特徴と
   した橋桁構造。
3. 【請求項３】 ＰＣ鋼線（３）の張り渡しを、箱桁
   （２）の内部空間（２３）に配設したシース（２５）内
   への挿通により行うことを特徴とした請求項１、または
   ２記載の橋桁構造。