JP2004225519A

JP2004225519A - 横桁を斜めに配置した橋梁構造

Info

Publication number: JP2004225519A
Application number: JP2003054956A
Authority: JP
Inventors: Hideyuki Hirasawa; 秀之平沢
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】開断面構造である少数主桁橋のねじり剛性を向上させ、且つ省力化、工期短縮、経済性に優れた橋梁形式を提供する。
【解決手段】少数主桁橋において、主桁１を互いに連結する中間横桁２を斜め方向に配置する。端横桁３は主桁の上段に配置し、中間横桁２は主桁の下段に配置する。床版４は鋼−コンクリート合成床版とし、架設時は底鋼板５が主桁１と結合されて死荷重に抵抗し、完成時は主桁、横桁、床版が一体となって死荷重や活荷重等に抵抗する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は鋼橋の一つの形式であるプレートガーダー橋の構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼橋の製作、架設及び維持管理において、合理化・省力化を進めることが経済性を高める上で重要となっている。経済性に優れた橋梁形式の一つに少数主桁橋があり、施工例も増加してきている。
【０００３】
この少数主桁橋は、主桁本数を少なくし、主桁どうしを連結する対傾構や横構は省略され、その代わり既製Ｈ形鋼を横桁として、主桁に直角に配置した、非常にシンプルな構造となっている。主桁には板厚の厚い鋼板が使用され、主桁本数が少なくても所定の曲げ剛性が確保されている。また、水平補剛材の省略や垂直補剛材の大幅な減少等により、橋梁を構成する部材数や材片数が非常に少なくなっている。（非特許文献１参照）
【０００４】
材片数が減少した結果、溶接延長が短縮されるため、製作時における省力化が可能となり、製作工数も減少することから工費縮減も達成できる。また、部材数が少なくなることから、架設時も省力化でき、塗装面積も減少するため塗り替え等の維持管理費用も縮減することができる。（非特許文献２参照）
【０００５】
しかしながら、この従来技術による少数主桁橋の施工例は、直線橋か曲率半径の大きな曲線橋に限られているのが現状であり、曲率半径の小さい曲線橋には適用例がほとんどない。
【０００６】
【非特許文献１】（社）日本鋼構造協会：次世代土木鋼構造研究特別委員会合理化桁の設計法小委員会報告書、合理化桁に関するデザインマニュアル、ｐ．３−２０、２０００．
【非特許文献２】（社）日本橋梁建設協会：新しい鋼橋の誕生、ｐ．２−３、１９９８．
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術による少数主桁橋では、曲げ剛性を大きくすることができるが、基本的に開断面構造であるため、ねじり剛性を大きくすることは困難である。従って、ねじりモーメントが作用する曲線橋にこの橋梁形式を適用するのは不利であり、箱桁形式や格子桁形式を適用することが一般的である。
【０００８】
しかしながら、箱桁や格子桁は部材数、材片数が多くなるため、高価となる傾向がある。特に都市内の高架橋や山間部の橋梁に多用される箱桁曲線橋は、コストが大きくなる。
【０００９】
本発明は従来技術である少数主桁橋のねじり剛性が小さいという課題の解決を図ったものであり、同時に省力化、工期短縮、維持管理の容易さ等の有利な特長をも併せ持つため、橋梁への適用範囲が大幅に広がり、コスト縮減に大きく貢献するものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本願請求項１に係る横桁を斜めに配置した橋梁構造は、Ｈ形鋼の横桁が主桁に直角ではなく斜めに連結され、且つ主桁の下段に連結される構造を有し、主桁の上部には底鋼板を有する鋼−コンクリート合成床版が設置されたことを特徴とするものである。本願請求項２及び請求項３に係る直線橋及び曲線橋は、このような特徴を有する構造をそれぞれ適用させたものである。
【００１１】
横桁は比較的大きな断面を持つＨ形鋼であり、軸力、曲げ、せん断、ねじりを負担する。軸力のみを負担する細い部材を用いた通常の横構とは異なる。
【００１２】
横桁は主桁に対し、約４５度の角度で連結されるが、この角度は支間長や主桁間隔により変化する。横桁が斜めに配置されることで、橋梁全体にねじりが作用したとき、横桁が主として軸力で抵抗する。また、横桁が主桁の下段に配置されることで、合成床版と併せて疑似箱桁断面を構成し、ねじりに対して有利な構造となる。
【００１３】
このような形式を採用しても、部材数、材片数の増加は僅かであり、従来の少数主桁橋と同程度の省力化、工期短縮、維持管理の容易さが達成できる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る少数主桁橋の一実施形態について、主桁１と床版４を分離させて表示したものである。図２は床版部分を除いた平面図である。端横桁３は通常の形式と同様に主桁１と直角に連結されている。中間横桁２は主桁１と斜めに連結されている。
【００１５】
図３は橋軸方向の断面図である。端横桁３は主桁１の上段に配置し、床版４を支持する。中間横桁２は主桁の下段に配置し、床版４と併せて疑似箱桁断面を構成する。
【００１６】
床版コンクリート硬化前の架設時は、主桁１と底鋼板５が結合されて疑似箱桁断面として機能し、合成前死荷重に抵抗する。床版コンクリートが硬化した完成時には、床版全体を含めた疑似箱桁断面が合成後死荷重と活荷重に抵抗する。
【００１７】
図４は主桁１と中間横桁２の連結部付近を表したものである。ガセットプレート８と主桁腹板６は、工場で溶接接合される。横桁フランジ９とガセットプレート８は、現場で高力ボルト接合される。横桁腹板１０は垂直補剛材７から突き出した仕口板に、現場で高力ボルト接合される。
【００１８】
図４に示す通り、連結部は単純な構造であるため、製作が容易で省力化を損ねることはなく、また、主桁横桁間の断面力の伝達もスムーズである。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、従来の少数主桁橋と同程度の合理化・省力化が可能であると同時に、ねじり剛性も向上しているので、従来よりも曲率半径の小さい曲線橋への適用が可能となり、コストを抑えることも可能となる。
【００２０】
剛性が高められているため、たわみを減少させることができ、主桁断面に生じる曲げ応力及びそり応力を低減させる効果がある。このため許容応力度設計を行えば、従来の形式より主桁フランジの板厚を薄くすることが可能となり、鋼重の低減、材料費の節約が実現できる。
【００２１】
横桁の荷重分配効果があるため、各主桁に作用する曲げモーメントに極端な差が生じない。従って、それぞれの主桁でバランス良く荷重に抵抗することができる。
【００２２】
横桁が斜めに配置されているので、風荷重や地震荷重のような水平荷重にはトラス構造として機能し、十分な耐荷力を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】横桁が斜めに配置された少数主桁橋の斜視図である。床版と主桁が離れて表示させているが、実際には一体となっている。
【図２】床版部分を除いた平面図である。
【図３】橋軸方向の断面図である。
【図４】主桁と斜め横桁の連結部の斜視図である。
【符号の説明】
１主桁
２中間横桁
３端横桁
４床版
５底鋼板
６主桁腹板
７垂直補剛材
８ガセットプレート
９横桁フランジ
１０横桁腹板

Claims

Ｈ形鋼の横桁が主桁に直角ではなく斜めに連結され、且つ主桁の下段に連結される構造を有し、主桁の上部には底鋼板を有する鋼−コンクリート合成床版が設置された橋梁構造。
請求項１記載の構造を有した直線橋。
請求項１記載の構造を有した曲線橋。