JP2005097856A - ダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋 - Google Patents

Abstract

【課題】中・長スパンのダブルデッキ構造の橋梁を比較的簡易な構造系で成立させることができ、中・長スパンのダブルデッキ構造の橋梁の軽量化、低コスト化が可能なダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋を提供する。
【解決手段】コンクリート製の上床版１と下床版２を鋼管トラス３で連結してダブルデッキ構造の鋼・コンクリート複合トラス橋を形成し、橋脚４上の支点部５に設けた偏向部６の上下にそれぞれ大偏心外ケーブル７、８を配置し、上下の大偏心外ケーブル７、８で上床版１と下床版２をそれぞれ支持してダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋を構成する。中容量のＰＣケーブルを多数分散配置して上下床版をそれぞれ柔らかく支持することによって、局部応力の発生を抑止しつつ構造系を成立させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ダブルデッキ構造で大偏心外ケーブルを用いた橋梁に関するものである。

従来、高速道路などの４車線程度のプレストレスト・コンクリート道路橋の場合、１橋では幅員が広くなってしまうため、上下線を分離して２橋建設されている。また、２橋建設することによる土地の占有や工事費の拡大等を解消する手段として、上段と下段ともに通行帯として利用するダブルデッキ構造（２層構造）の鋼トラス橋なども建設されている（例えば、非特許文献１）。
「トラス橋」、［online] 、三井造船株式会社、［平成15年８月18日検索］、インターネット＜URL:http://www.mes.co.jp/Bridge/truss.htp ＞

橋梁では、部材寸法や断面形状は、発生応力に対して適切な形状となるよう設計される。前述のような従来のダブルデッキ構造では、下床版も通行帯として利用するため、建築限界の影響が大きくなり、設計の自由度が小さくなり、各部に無理の多い形状となる。

例えば、60ｍ以上の中・長スパンの橋梁にこのダブルデッキ構造形式を適用しようとした場合、トラス斜材、床版とトラスの接合部（トラス格点部）、ＰＣ鋼材定着部などに比較的大きな力を作用させないと、構造系全体が成立しない。結果的に各部材の寸法が大きくなり、施工上のデメリットが増加するだけでなく、不経済な設計となる。

本発明は、このような問題点を解消すべくなされたもので、中・長スパンのダブルデッキ構造の橋梁を比較的簡易な構造系で成立させることができ、中・長スパンのダブルデッキ構造の橋梁の軽量化、低コスト化が可能なダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋を提供することを目的としている。

本発明の請求項１は、ダブルデッキ構造の橋梁であって、上床版と下床版とがトラスで連結され、上床版と下床版がそれぞれ支点部に配置された上下の大偏心外ケーブルで支持されていることを特徴とするダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋である。上下でダブルの大偏心外ケーブルは、中容量のＰＣケーブルを多数分散配置して上下床版をそれぞれ柔らかく支持するのが好ましい。なお、大偏心外ケーブルは桁高を超えて偏心配置される外ケーブルである。

本発明の請求項２は、請求項１に記載のダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋において、上床版および下床版は、平版の両端に耳桁を有するコンクリート床版であり、上下の耳桁がトラスで連結され、橋軸方向の外ケーブルまたは内ケーブルにより一体化されていることを特徴とするダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋である。トラスは鋼トラスとし、コンクリート上下床版と鋼トラスによる長方形断面の鋼・コンクリート複合トラス構造を形成し、軽量化を図るのが好ましい。桁内ＰＣケーブルは、外ケーブル方式、内ケーブル方式、あるいは外ケーブルと内ケーブルの併用方式を採用することができる。

本発明の請求項３は、請求項１または請求項２に記載のダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋において、上下の大偏心外ケーブルがそれぞれ支点部に設けられた上下の偏向部で偏向され、上下の大偏心外ケーブルの端部がそれぞれ上下床版のトラス格点部に定着されていることを特徴とするダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋である。例えば、支点部をコンクリート箱型断面の主桁部とし、その側面に下部偏向部を設け、この下部偏向部の上に上部偏向壁を一体的に立設し、下部偏向部と上部偏向壁に上下の大偏心外ケーブルをそれぞれ挿通配置し、その両端部を上下床版のトラス格点部に定着する。上下床版は幅広であるため、トラス格点部における上下床版の下には橋軸直角方向の横リブを配置し、この横リブ内には横締めＰＣ鋼材を配置し、上載荷重に対応させるのが好ましい。

以上のような構成の本発明は、例えば 100ｍ前後の中〜長スパンのダブルデッキ構造の橋梁を対象とするものである。本発明とは異なり上下床版のどちらかに大偏心外ケーブルを配置する場合、主桁コンクリート発生応力度を許容値内に納めることは可能であるが、鋼トラスの軸力が大きくなり、管形状の場合、径１ｍ以上が必要となる。この場合、鋼トラス１本当たりの重量が５トン以上となってしまうため、運搬、架設など施工上の問題が発生する。また、コンクリート桁と鋼トラスの結合部（トラス格点部) が物理的に大きくなり、これを納めるために主桁耳桁部断面を大きくする必要がある。結果的に主桁の応力度が余ってしまい、無駄の多い設計となる。また、大容量のトラス格点構造を新たに開発する必要がある。トラスの断面力を抑えるには、斜材ケーブルの容量を上げる方法が考えられる。その場合、斜材ケーブルの定着部局部応力が大きくなり、これを抑えるＰＣ鋼材、太径の鉄筋が必要となり、コスト面で不利なだけではなく、構造的にも問題が多い。また、定着部や横リブのコンクリート体積が増し、主桁の重量増加につながる。斜材ケーブルの段数を増加してトラスの鋼管径を抑える方法を取った場合、主塔の高さが増すとともに偏向部にサドルが必要となり、コストの増加を招く。

これに対して、本発明のダブルデッキ構造の上下床版のそれぞれに大偏心外ケーブルを配置するダブル大偏心外ケーブル構造の場合、上記した問題を全て解決できるものであり、中容量のＰＣケーブルを多数分散配置して上下床版をそれぞれ柔らかく支持することにより、局部応力の発生を抑止しつつ構造系を成立させることができる。主桁の断面は主桁応力度によって決まるため、ミニマムな設計をすることができる。

(1) 上床版と下床版とをトラスで連結したダブルデッキ構造の上床版と下床版をそれぞれ支点部に配置された上下の大偏心外ケーブルで支持するダブル大偏心外ケーブル構造であるため、中・長スパンのダブルデッキ構造の橋梁を比較的簡易な構造系で成立させることができ、中・長スパンのダブルデッキ構造の橋梁の軽量化、低コスト化を図ることができる。

(2) ダブル大偏心外ケーブル構造により中・長スパンのダブルデッキ構造が可能となり、従来の２橋建設と比べて土地の占有の半減や工事費の低減が可能となる。

以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明のダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋の一実施形態を示す側面図と各部の断面図である。

図１の実施形態は、中央径間が 100ｍ以上のダブルデッキ構造の道路橋に本発明を適用した一例であり、コンクリート製の上床版１と下床版２を鋼管トラス３で連結してダブルデッキ構造の鋼・コンクリート複合トラス橋を形成し、橋脚４上の支点部５に設けた偏向部６の上下にそれぞれ大偏心外ケーブル７、８を配置し、上下の大偏心外ケーブル７、８で上床版１と下床版２をそれぞれ支持してダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋を構成する。上床版１・下床版２ともに車道として利用される。

大偏心外ケーブル７、８は、中容量のＰＣケーブル７ａ、８ａを多数分散配置して上床版１、下床版２を柔らかく支持できるようにし、上下床版１、２ともにトラス格点部を定着部とし、支点部５の偏向部６で主桁即ち上下床版１、２を吊り上げる配置とする。

上床版１および下床版２は、図１(b) 、(c) に示すように、ともに同形状の桁端タイプの主桁形状であり、平版１０の両端に耳桁１１が一体的に垂設された断面形状とされている。上下の耳桁１１が鋼管トラス３のトラス斜材３ａで連結され、長方形断面の鋼・コンクリート複合トラス構造となる。橋軸方向の桁内ＰＣケーブルは、内ケーブル方式に限らず、例えば耳桁間の平版１０の下に配置できることから、外ケーブル方式も可能となる。図１(b) では、外ケーブル方式のＰＣケーブル９を耳桁１１の外側に配置している。

橋軸直角方向に関しては、鋼管トラス３が２車線を跨いで配置されるため、床版スパンが大きくなる。よって、図１(b) に示すように、トラス格点部１２には、耳桁１１間における平版１０の下に橋軸直角方向の横リブ１３を設け、この横リブ１３内には橋軸直角方向の横締めＰＣ鋼材を配置し、上載荷重に対応させる。

支点部５は、図１(d) に示すように、上下床版１、２と鋼管トラス３による長方形断面の鋼・コンクリート複合トラス構造と同じ大きさのコンクリート箱型断面の主桁部であり、その側壁部の外側に下部の偏向部６ａを設け、この下部偏向部６ａから上方に向かって上部の偏向壁６ｂを一体的に立設する。大偏心外ケーブル７、８は、それぞれ下部偏向部６ａ、上部偏向壁６ｂに設けた簡単な偏向管内を貫通させて配置し（サドル形式）、両端部をトラス格点部に定着させる。

建設に際しては、場所打ちの移動支保工架設工法やプレキャストセグメント架設工法などを用いることができ、大偏心外ケーブルで吊り支持しながら架設することができる。

なお、本発明は、以上のような図示例に限定されないことは言うまでもない。

本発明のダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋の一実施形態であり、（ａ）は側面図、（ｂ）はトラス格点部の断面図、（ｃ）は主桁一般部の断面図、（ｄ）は支点部の断面図である。

符号の説明

１……上床版
２……下床版
３……鋼管トラス
３ａ…トラス斜材
４……橋脚
５……支点部
６……偏向部
６ａ…下部偏向部
６ｂ…上部偏向壁
７……上部の大偏心外ケーブル
７ａ…上部のＰＣケーブル
８……下部の大偏心外ケーブル
８ａ…下部のＰＣケーブル
９……外ケーブル方式のＰＣケーブル
１０……平版
１１……耳桁
１２……トラス格点部
１３……横リブ

Claims (3)

1. ダブルデッキ構造の橋梁であって、上床版と下床版とがトラスで連結され、上床版と下床版がそれぞれ支点部に配置された上下の大偏心外ケーブルで支持されていることを特徴とするダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋。
2. 請求項１に記載のダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋において、上床版および下床版は、平版の両端に耳桁を有するコンクリート床版であり、上下の耳桁がトラスで連結され、橋軸方向の外ケーブルまたは内ケーブルにより一体化されていることを特徴とするダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋。
3. 請求項１または請求項２に記載のダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋において、上下の大偏心外ケーブルがそれぞれ支点部に設けられた上下の偏向部で偏向され、上下の大偏心外ケーブルの端部がそれぞれ上下床版のトラス格点部に定着されていることを特徴とするダブルデッキ・ダブル大偏心外ケーブル橋。
   
   

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