JP2004019386A - 鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート打設時にも桁組上に変形することなく自立し得、施工作業性の良い鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造を提供する。
【解決手段】コンクリート層２２と一体化して強度合成された床版２０を形成する鋼骨格２１は、下面を形成する底鋼板２１Ａの上面に結合補強ビーム２１Ｂが固定されると共に、底鋼板２１Ａのハンチ部２１ａの上面と結合補強ビーム２１Ｂとが支持板３０によって結合され、ハンチ部２１ａで全体重量を支持し得るように構成されている。
【選択図】　　　　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼骨格とコンクリートと強度合成可能に一体化して成る鋼コンクリート合成床版における鋼骨格構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁や高架道路を構成する床版として、スタッド等の合成結合部材が立設された鋼板製の基板部材（鋼骨格）の上側に所定厚さのＲＣコンクリート層を形成し、基板部材とコンクリート層を強度合成して構成される鋼コンクリート合成床版が知られている。
【０００３】
このような鋼コンクリート合成床版は、通常、工場において鋼骨格を少なくとも橋軸方向に分割したユニットパネル（単位鋼骨格体）を製作し、そのユニットパネルを配設現場に搬送して桁組上に並設配置した後、各ユニットパネルを結合手段によって結合すると共に鉄筋を配筋し、コンクリートを打設するいわゆるハーフプレキャスト工法によって施工される。
【０００４】
近時、長支間に対応するために、図９にその一例を適用した鋼コンクリート合成床版桁橋の概念斜視図を示すように、鋼コンクリート合成床版２０′の鋼骨格２１′として鋼板製の基板部材２１Ａ′の上面に橋軸と直交する方向の補強ビーム２１Ｂ′を配設したものが提案されている。
【０００５】
図示鋼コンクリート合成床版２０′の鋼骨格２１′は、基板部材２１Ａ′の上面に、橋軸と直交するＴ形鋼による補強ビーム２１Ｂ′が橋軸方向に所定間隔で配設されると共に図示しないが多数のジベルが溶接によって植設されて構成されており、基板部材２１′が型枠として機能し、補強ビーム２１Ｂ′はその腹板に開口形成された図示しない複数の開口部でコンクリート層２２′と強固に結合して橋直方向の強度部材として作用する。このような構造により、コンクリート層２２′を形成するコンクリートを打設する際に下面の型枠が不要となると共に、高い剛性によって桁組１０′上で形状を維持し得るために支保工を設ける必要がなく、施工が容易となる。
【０００６】
鋼コンクリート合成床版２０′と桁組１０′との結合は、主桁１１′の上フランジに植設されたスタッドジベルが鋼コンクリート合成床版２０′のコンクリート層２２′に没入することで行われるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、コンクリート床版の主桁による被支持部位の両側には所定角度でハンチが形成されるが、上記のごとく鋼板製の基板部材の上面に補強ビームが配設されて成る鋼骨格の鋼コンクリート合成床版では、基板部材をハンチに沿った形状とすると、当該ハンチ部位では基板部材が補強ビームから離間することとなる。このため、施工時に鋼骨格を基板部材の補強ビームによる裏打ちのないハンチ部位を介して主桁上に載置すると、その自重及び硬化前のコンクリートの重量を支持することができず変形してしまうという問題があった。これを防ぐために基板部材自体にコンクリート重量を支持し得る強度を持たせることは極めて不合理であって現実的でないため、図１０に示すように形鋼等（図はＨ形鋼）による支持介装部材５０を主桁１１′の上フランジ上に載置し、この支持介装部材５０を介して補強ビーム２１Ｂ′を支持する（即ち鋼骨格２１′を支持する）ことが行われていた。
【０００８】
しかしながら、主桁１１′の上フランジには前述の如く鋼コンクリート合成床版２０′と結合するためのスタッドジベルが立設されており、スタッドジベルの配置を支持介装部材５０と干渉しないように設定したり、支持介装部材５０のスタッドジベルと干渉する部位を切り欠く等の必要があり、甚だ面倒で作業時間も要するという問題を有するものであった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、コンクリート打設時にも桁組上に変形することなく自立し得、施工作業性の良い鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成する本発明の鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造は、床版の下面を形成する基板部材の上面に橋軸と略直交する補強部材が固定されて成る鋼骨格に、コンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版において、前記基板部材のハンチ部の上面と前記補強部材とが結合支持部材によって結合され、前記ハンチ部で全体重量を支持し得るように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、上記補強部材は上記基板部材から直立する鉛直板面を有しており、上記結合支持部材は、前記補強部材の鉛直板面に重ね継手で固定されると共に下端縁で上記ハンチ部に固定されて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、上記補強部材は上記基板部材に沿う水平板面を有しており、上記結合部材は、上端縁で前記補強部材の水平板面に固定されると共に下端縁で上記ハンチ部に固定されて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
更に、上記補強部材は、溝形鋼を横向きして下側の側板部で上記基板部材に固定されると共に、その上記主桁の上側に位置する部位には少なくとも前記下側の側板部が切り欠かれたコンクリート充填通路を備えて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造の一例を適用した橋梁をコンクリート層を除いて示す概念斜視図、図２はそのＡ部拡大図、図３は橋梁の横断面図（中心から片側のみ示す），図４は橋梁の縦断面図である。
【００１６】
図示橋梁１は、鋼コンクリート合成床版である床版２０が、鋼主桁１１と横桁１２によって構成される桁組１０によって支持されて構成されている。
【００１７】
桁組１０は、幅方向左右に一対配設された鋼主桁１１（図２では一方のみ示す）の間に横桁１２が所定間隔で配設されて構成されている。鋼主桁１１及び横桁１２は、それぞれ鋼板によって所定高さのＩ形断面形状に形成されており、横桁１２は端部で鋼主桁１１の腹板に固定されている。鋼主桁１１の上フランジ１１Ａの上面には多数のスタッドジベル１３が立設されており、このスタッドジベル１３が床版２０の後述するコンクリート層２２に没入して鋼主桁１１（即ち桁組１０）と床版２０とを結合している。
【００１８】
床版２０は、鋼骨格２１と所定厚さのコンクリート層２２が一体に構成されている。
【００１９】
鋼骨格２１は、鋼主桁１１による支持部両側のハンチ部位も含めて床版２０の下面を形成する所定板厚の鋼板による基板部材としての底鋼板２１Ａの上面に、橋軸と直交する方向の補強ビーム２１Ｂが固定されると共に多数のスタッドジベル２１Ｃが立設され、これら補強ビーム２１Ｂとスタッドジベル２１Ｃがコンクリート層２２に没入して強度合成可能に結合一体化している。
【００２０】
底鋼板２１Ａは、鋼主桁１１と対応する部位は分断されて幅方向に三つの部分（中央プレート２１ＡＣ，側部プレート２１ＡＳ）に分割されており、これら中央プレート２１ＡＣ，側部プレート２１ＡＳは幅方向に連続する補強ビーム２１Ｂによって連結一体化されている。
【００２１】
中央プレート２１ＡＣと側部プレート２１ＡＳの対向する縁部には、それぞれハンチに沿った形状の所定角度のハンチ部２１ａが形成されると共に、その最縁部は詳しくは後述する図５中に示すように所定幅で水平の載置部２１ｂとなっており、当該鋼骨格体２１はこの載置部２１ｂで鋼主桁１１の上フランジ１１Ａの側縁部上面にシール材２３を介して載置されている。中央プレート２１ＡＣと側部プレート２１ＡＳの対向する載置部２１ｂの間は、鋼主桁１１の上フランジ１１の幅より僅かに狭い幅でスリット状に開口し、その開口部を介して鋼主桁１１の上フランジ１１Ａに立設されたスタッドジベル１３が床版２０のコンクリート層２２に没入するようになっている。
【００２２】
補強ビーム２１Ｂは、底板部２１Ｂａの両側に側板部２１Ｂｂが立設されて成る断面形状Ｕ字状の溝形鋼を横倒しにして橋軸方向に開放するように橋軸と直交して一方の側板部２１Ｂｂで底鋼板２１の上面に溶接固定されており、底板部２１Ｂａが底鋼板２１Ａから直角に立ち上がる鉛直板面となっている。その長さは床版２０の幅全体に亘り、橋軸方向に所定間隔で複数配設されている。尚、その開放方向は、当該橋梁１が橋軸方向に勾配を有する場合には坂上側に向けて設定される。また、底鋼板２１Ａから直角に立ち上がる底板部２１Ｂａには、所定径の開口２１Ｂｆが長手方向に所定間隔で形成されている。
【００２３】
ここで、底鋼板２１Ａのハンチ部２１ａの上面と補強ビーム２１Ｂとは、図５（Ａ）に平面図，（Ｂ）に正面図，（Ｃ）に（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図を示すように、結合支持部材としての結合支持板３０によって結合されている。
【００２４】
結合支持板３０は、所定厚さの鋼板によって、固定部３１の両端から固定部としての脚部３２が垂下された門型に形成され、その固定部３１が底鋼板２１から鉛直に立ち上がる補強ビーム２１Ｂの底板部２１Ｂａに重ね継手（固定部３１が底板部２１Ｂａに重合してその周囲で隅肉溶接される）によって固定されると共に、脚部３２の下端が底鋼板２１のハンチ部２１ａの上面にＴ継手によって溶接接合されている。固定部３１には、補強ビーム２１Ｂの開口２１Ｂｃと対応して開口部が形成されている。
【００２５】
これにより、結合支持板３０がハンチ部２１ａに作用した力を補強ビーム２１Ｂに伝達するようにハンチ部２１ａと補強ビーム２１Ｂとを強固に結合しているものである。このような結合支持板３０の配設構造では、脚部３２をハンチ部２１ａに溶接固定した後補強ビーム２１Ｂに周囲で溶接して取り付けできるため、結合支持板３０に高い精度は必要なく製作・組立が容易である。
【００２６】
また、補強ビーム２１Ｂの、鋼主桁１１及びハンチ部２１ａの上側に位置する部位は下側の側板部２１Ｂｂが切り欠かれてコンクリート充填通路として切り欠き部２１Ｂｃが形成されており、この切り欠き部２１Ｂｃを介して鋼主桁１１の上側及びハンチ部位へのコンクリートの充填が円滑に行えるようになっている。
【００２７】
スタッドジベル２１Ｃは、橋軸方向に所定間隔で配設された補強ビーム２１Ｂの間に、橋軸と直交する方向に所定間隔で立設されている。
【００２８】
また、補強ビーム２１Ｂの上側には、コンクリート層２２を補強する鉄筋２１Ｄが配筋されている。
【００２９】
上記のごとき構成の橋梁１は、製作工場等において製作された単位鋼骨格体を桁組１０上に並べて配置した後結合して鋼骨格２１を構築すると共に鉄筋２１Ｄを配筋し、コンクリートを打設して桁組１０及び鋼骨格２１と一体的に結合したコンクリート層２２を形成することで施工される。
【００３０】
この施工時において、鋼骨格２１は底鋼板２１Ａのハンチ部２１ａの縁部の載置部２１ｂで鋼主桁１１の上に載置され、そのハンチ部２１ａで当該鋼骨格２１の自重及び打設された硬化前のコンクリートの重量を支持することとなるが、ハンチ部２１ａは結合支持板３０によって補強ビーム２１Ｂと結合されているため、変形することなく安定的に形状を保つことができる。
【００３１】
尚、本発明における補強部材及び結合支持部材の形状はは上記構成例に限定されるものではなく、適宜偏向可能なものである。
【００３２】
また、上記構成例は補強部材としての補強ビーム２１Ｂを溝形鋼によって構成したものであるが、補強部材は溝形鋼に限るものではなく、底鋼板２１Ａに対して直角となる面を備えていれば他の断面形状であっても良い。即ち、例えば図６に断面図を示すように、Ｔ形鋼による補強ビーム２１Ｅをウェブ２１Ｅａが底鋼板２１Ａに対して直角となるように配設すると共に、そのウェブ２１Ｅａに沿わせて結合支持板３０′を溶接固定するよう構成しても良いものである。
【００３３】
次に、図７に上記構成例における図５と対応するハンチ部位を示す、底鋼板のハンチ部と補強ビームの結合構造の他の構成例を説明する。（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図，（Ｃ）は（Ｂ）のＤ−Ｄ断面図である。
【００３４】
本構成例では、補強ビーム２１Ｂの下側の側板２１Ｂｂと、底鋼板２１Ａ（中央プレート２１ＡＣ，側部プレート２１ＡＳ）の各ハンチ部２１ａとが、それぞれ独立する結合板４０によって結合されている。
【００３５】
結合板４０は、所定厚さの鋼板であって、その上端で補強ビーム２１Ｂの底鋼板２１に沿う水平板面である側板部２１Ｂｂの下面にＴ継手によって溶接接合されると共に下端で底鋼板２１のハンチ部２１ａの上面にＴ継手によって溶接接合されている。
【００３６】
補強ビーム２１Ｂは、その左右の結合板４０の間の部位（鋼主桁１１の上側部位）と、ハンチ部２１ａの開始部位の下側部位は、下側の側板２１Ｂｂが切り欠かれてコンクリート充填通路としての切り欠き部２１Ｂｄ，２１Ｂｅが形成されており、これら切り欠き部２１Ｂｄ，２１Ｂｅを介して鋼主桁１１の上側部位及びハンチ部位へのコンクリート充填が円滑に行えるようになっている。
【００３７】
このような構成によれば、結合板４０と補強ビーム２１Ｂ及びハンチ部２１ａ（底鋼板２１）を高い強度で溶接固定することができ、例えば鉄道橋等の過酷な疲労環境にも適するものである。
【００３８】
尚、本構成例においても、補強部材は溝形鋼に限るものではなく、底鋼板２１Ａと平行な面を備えていれば図８に一例の断面図を示すように他の断面形状であっても良い。図示構成はＴ形鋼による補強ビーム２１Ｆをフランジ２１Ｆａで底鋼板２１Ａに固定すると共に、そのフランジ２１Ｆａに支持板４０′を溶接固定したものである。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造によれば、基板部材のハンチ部の上面と補強部材とが結合支持部材によって結合され、ハンチ部で全体重量を支持し得るように構成されていることにより、鋼骨格が現場作業の必要もなくコンクリート打設時にも桁組上に変形することなく自立し得、極めて施工作業性が良いものである。
【００４０】
また、補強部材は基板部材から直立する鉛直板面を有しており、結合支持部材は、補強部材の鉛直板面に重ね継手で固定されると共に下端縁でハンチ部に固定されて構成されていることにより、結合部材に高い精度は必要なく製作・組立が容易に行えるものである。
【００４１】
また、補強部材は基板部材に沿う水平板面を有しており、結合部材は、上端縁で補強部材の水平板面に固定されると共に下端縁でハンチ部に固定されて構成されていることにより、結合部材と補強部材及びハンチ部を強固に溶接固定することができ、例えば鉄道橋等の過酷な疲労環境にも適するものである。
【００４２】
更に、補強部材は、溝形鋼を横向きして下側の側板部で基板部材に固定されると共に、その主桁の上側に位置する部位には少なくとも下側の側板部が切り欠かれたコンクリート充填通路を備えて構成されていることにより、コンクリート充填通路を介して主桁の上側及びハンチ部位へのコンクリートの充填性が向上し、内部欠陥を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼コンクリート合成床版とその単位鋼骨格体の結合構造の一例を適用した橋梁をコンクリート層を除いて示す概念斜視図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】橋梁の横断面図である。
【図４】橋梁の縦断面図である。
【図５】底鋼板と補強ビームの結合構造を示し、（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図，（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図６】図５とは異なる断面形状の補強部材の結合構造を示す断面図である。
【図７】他の構成例である底鋼板と補強ビームの結合構造を示し、（Ａ）は平面図，（Ｂ）は正面図，（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】図７とは異なる断面形状の補強部材の結合構造を示す断面図である。
【図９】従来例としての鋼コンクリート合成床版を概念的に示す斜視図である。
【図１０】施工時における鋼骨格の主桁上への載置状態を示す部分断面図である。
【符号の説明】
１　橋梁
１０　桁組
１１　主桁
２０　床版（鋼コンクリート合成床版）
２１　鋼骨格
２１Ａ　底鋼板（基板部材）
２１ａ　ハンチ部
２１Ｂ　補強ビーム（補強部材）
２１Ｂａ　底板部（鉛直板面）
２１Ｂｂ　側板部（水平板面）
２１Ｂｃ，２１Ｂｄ，２１Ｂｅ　切り欠き部（コンクリート充填通路）
２２　コンクリート層
３０　結合支持板（結合支持部材）
３１　固定部
３２　脚部（結合部）

Claims (4)

1. 床版の下面を形成する基板部材の上面に補強部材が固定されて成る鋼骨格に、コンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版において、
   前記基板部材のハンチ部の上面と前記補強部材とが結合支持部材によって結合され、前記ハンチ部で全体重量を支持し得るように構成されていることを特徴とする鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造。
2. 上記補強部材は上記基板部材から直立する鉛直板面を有しており、上記結合支持部材は、前記補強部材の鉛直板面に重ね継手で固定されると共に下端縁で上記ハンチ部に固定されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造。
3. 上記補強部材は上記基板部材に沿う水平板面を有しており、上記結合部材は、上端縁で前記補強部材の水平板面に固定されると共に下端縁で上記ハンチ部に固定されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造。
4. 上記補強部材は、溝形鋼を横向きして下側の側板部で上記基板部材に固定されると共に、その上記主桁の上側に位置する部位には少なくとも前記下側の側板部が切り欠かれたコンクリート充填通路を備えて構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の鋼コンクリート合成床版の鋼骨格構造。

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