JP2006009449A - Truss panel girder and precast truss panel - Google Patents

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Inventor
Kazumasa Yano
一正 矢野
Kazuto Kamisakoda
和人 上迫田
Chikashi Endo
史 遠藤
Takeyoshi Hishiki
剛啓 日紫喜
Toshimichi Ichinomiya
利通 一宮
Tadahiro Sato
忠宏 佐藤
Yasuhiro Suzuki
康博 鈴木
Masato Yamamura
正人 山村
Original Assignee
Kajima Corp
鹿島建設株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a truss panel girder which is available as a girder member of a bridge, a slab, etc., achieves thinning and lightweight of the girder member while ensuring necessary strength as the girder member, drastically improves construction efficiency, and contributes to shortening of a construction period and cost reduction, and to provide a precast truss panel. <P>SOLUTION: A panel constituting a web 1 of a box girder bridge or the like is formed of the truss-shaped precast truss panel 10 consisting of a frame 11 made of high-strength concrete A in the class of 150 N/mm<SP>2</SP>, and diagonal members 12. If necessary, the truss member to which a tensile force is applied, is reinforced by prestressing the same according to a pretension system or the like by using a prestressing steel 13. Then the panels 10 thus formed are connected together by mechanical shearing keys 14 or the like, and prestress is introduced to the panels in a bridge axial direction according to a post-tension system to unitarily connect the panels together as a truss panel web 1, followed by constructing an upper floor slab 2 by placing cast-in-place concrete on the truss panel web, to thereby construct the main girder. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、橋梁やスラブ等のコンクリート構造物の桁部材に用いられるトラスパネル桁およびこのトラスパネル桁に用いられるプレキャストトラスパネルに関するものであり、特に道路橋や鉄道橋等のプレストレストコンクリート(PC)橋に有効に適用される。   The present invention relates to a truss panel girder used for a girder member of a concrete structure such as a bridge or a slab, and a precast truss panel used for the truss panel girder, and particularly prestressed concrete (PC) such as a road bridge and a railway bridge. Effectively applied to bridges.
従来のコンクリート橋の場合、次のような課題がある。即ち、(a) コンクリート桁は自重が大きく、長大支間への適用が難しくなる。また、下部構造や基礎に与える負担が大きい。(b) 場所打ち施工法(鉄筋組立→型枠組立→コンクリート打設)は施工が煩雑であり工期を要する。また、建設副産物等の環境問題がある。そこで、従来においては、次に示すような改善・解決手段が採用されている。   The conventional concrete bridge has the following problems. (A) Concrete girders are heavy and difficult to apply to long spans. Moreover, the burden given to a substructure and a foundation is large. (b) The cast-in-place method (rebar assembly → formwork assembly → concrete placement) is complicated and requires a work period. There are also environmental problems such as construction by-products. Therefore, conventionally, the following improvement / solution means has been adopted.
(1) 桁のプレキャストブロック化
工場や製作ヤードで製作したプレキャストブロックを架設現場に搬入し、接着およびプレストレスを与えて一体化し、桁を構築する。施工の省力化(機械化)、工期短縮が図れる。コンクリート製ブロックは重量が大きいため、運搬および架設に相応の設備が必要になるなどの課題がある。
(1) Precast blocks for girders Precast blocks produced at factories and production yards are carried to the construction site and integrated with adhesion and prestress to construct the girders. Labor-saving (mechanization) and construction period can be shortened. Since concrete blocks are heavy, there are problems such as the need for appropriate equipment for transportation and installation.
(2) 鋼部材との複合構造化
桁のウェブ部材を波形鋼板や鋼管トラスに置き換え、軽量化と施工の省力化を図る。また、先行技術として、ウェブ鋼板の形状を工夫した提案がある(特許文献1)。鋼部材の加工製作コスト、現場溶接を必要とする施工性の悪さ、塗装等の防錆対策が必要となるなどの課題がある。
(2) Composite structure with steel members Replace the web members of girders with corrugated steel plates and steel pipe trusses to reduce weight and save labor. Moreover, there exists a proposal which devised the shape of a web steel plate as a prior art (patent document 1). There are problems such as the cost of processing and manufacturing steel members, poor workability requiring field welding, and the need for rust prevention measures such as painting.
(3) 高強度コンクリートの使用
桁のウェブ部材を高強度コンクリート製(28日圧縮強度 100〜180 N/mm2 ) のプレキャストパネルとし、軽量化と施工の省力化を図る(特許文献2)。
特開2002−220812号公報 特開2004−68341号公報
(3) Use of high-strength concrete Girder web members are precast panels made of high-strength concrete (28-day compression strength 100 to 180 N / mm 2 ) to reduce weight and save labor during construction (Patent Document 2).
JP 2002-220812 A JP 2004-68341 A
上記した従来の改善・解決手段でも、以下に示すような課題がある。   Even the conventional improvement / solution means described above have the following problems.
(1) 部材の軽量化
上床版は活荷重が直接載荷する部材であり、疲労や載荷荷重の不確定性に対する健全性・安全性を保つことが重要であるため、部材厚を削減することは難しい。ウェブを鋼部材とすれば、軽量化には大きく寄与するが、耐久性の問題があり、防錆対策のコストが課題となる。また、特許文献2では、ウェブ部材をプレテンション構造のプレキャストパネルとし、高強度コンクリートを用いることで厚さを薄くして軽量化を図っているが、コンクリートウェブは以下の理由によりある程度の厚さが必要であり、薄肉化による重量減には限界がある。(a) 圧縮破壊に対する安全性の確保、(b) 横方向の曲げに対する安全性の確保、(c) 適切なスターラップ量を配置するための必要厚の確保。
(1) Weight reduction of members Upper floor slabs are members that are directly loaded with live loads, and it is important to maintain soundness and safety against fatigue and uncertainties of loaded loads. difficult. If the web is made of a steel member, it greatly contributes to weight reduction, but there is a problem of durability, and the cost of rust prevention measures becomes a problem. Further, in Patent Document 2, the web member is a precast panel having a pretension structure, and high strength concrete is used to reduce the thickness and reduce the weight. However, the concrete web has a certain thickness for the following reason. Therefore, there is a limit to weight reduction by thinning. (a) Ensuring safety against compression failure, (b) Ensuring safety against lateral bending, and (c) Ensuring the necessary thickness to place the appropriate stirrup amount.
(2) トラス構造
トラス構造は、桁としては力学的に合理的であり、軽量化を図れるが、構成部材が多く複雑であるため、床版接合部等に局部的な補強を要すること、施工性が悪いこと、高コストとなること、等の問題がある。
(2) Truss structure The truss structure is mechanically rational as a girder and can be reduced in weight, but because it has many components, it requires local reinforcement at the floor slab joint, etc. There are problems such as poor performance and high cost.
(3) プレキャスト部材の接合
プレキャストセグメント構造では、桁としての曲げ・せん断に対する性能を確保するために、セグメント継目部が肝要となる。通常、マッチキャストによりセグメントブロックを製作するが、そのための設備および管理の省力化・簡素化が望まれる。
(3) Joining precast members In the precast segment structure, segment seams are essential to ensure the performance against bending and shearing as girders. Usually, segment blocks are manufactured by match casting. However, labor saving and simplification of equipment and management are desired.
(4) プレキャスト部材の製作コスト
プレキャストセグメント工法は、セグメントの製作と架設作業を併行して行えるので、短期施工が可能であるが、通常の場所打ち施工と比較して、セグメント製作費や運搬・架設設備費などが割高となるため、工事費削減としては、ある程度の工事規模(橋長) が必要である。
(4) Precast member production cost The precast segment construction method can be performed in a short period of time because it can be performed in parallel with the segment production and installation work. Since the construction equipment costs are expensive, a certain scale of construction (bridge length) is required to reduce the construction costs.
本発明は、上記のような課題を解消すべくなされたものであり、橋梁やスラブ等の桁部材において、必要な強度を確保した上で桁部材の薄肉化と軽量化を図ることができ、しかも施工性が大幅に向上し、工期の短縮およびコストの低減を図ることができるトラスパネル桁およびプレキャストトラスパネルを提供することを目的とする。   The present invention was made to solve the above problems, and in a girder member such as a bridge or a slab, it is possible to reduce the thickness and weight of the girder member while ensuring the necessary strength. Moreover, it is an object of the present invention to provide a truss panel girder and a precast truss panel capable of greatly improving the workability and shortening the construction period and reducing the cost.
本発明の請求項1の発明は、コンクリート構造の桁部材に用いられるトラスパネル桁であり、外周枠(フレーム)と、この外周枠内に配置される斜材とから構成され、これら外周枠と斜材とがコンクリートで形成されているプレキャストトラスパネルを複数個接合して構成されていることを特徴とするトラスパネル桁である。   Invention of Claim 1 of this invention is a truss panel girder used for the girder member of a concrete structure, and is comprised from an outer periphery frame (frame) and the diagonal material arrange | positioned in this outer periphery frame, These outer periphery frames, A truss panel girder characterized in that a plurality of precast truss panels in which diagonal members are made of concrete are joined.
本発明は、橋梁、桟橋、歩道橋、スラブ、デッキ構造などのコンクリート構造に適用されるものである。橋桁等のウェブやスラブ等の梁に用いられるプレキャストパネルを従来のような一面の版ではなく、トラス状のパネルとし、さらに正方形や長方形のフレームと斜材とからなる、大きな開口を有するパネルとし、軽量化を図ったものである。橋桁のウェブの場合、橋軸方向に平行に立てたプレキャストトラスパネルを複数個橋軸方向に連続させて直線状のトラスパネル桁(ウェブ)とする。スラブ等の梁の場合、プレキャストトラスパネルを平面上で縦横に立てて配列して平面視で格子状のトラスパネル桁(梁)とする。   The present invention is applied to concrete structures such as bridges, piers, pedestrian bridges, slabs and deck structures. A precast panel used for webs such as bridge girders and beams such as slabs is not a single-sided plate, but a truss-like panel, and a panel with a large opening made of square or rectangular frames and diagonal materials. It is intended to reduce weight. In the case of a bridge girder web, a plurality of precast truss panels standing in parallel to the bridge axis direction are continued in the bridge axis direction to form a straight truss panel girder (web). In the case of beams such as slabs, precast truss panels are arranged vertically and horizontally on a plane to form a lattice-shaped truss panel beam (beam) in plan view.
本発明の請求項2の発明は、請求項1に記載のトラスパネル桁において、コンクリートに高強度コンクリートが用いられていることを特徴とするトラスパネル桁である。   According to a second aspect of the present invention, in the truss panel girder according to the first aspect, high-strength concrete is used for the concrete.
本発明の請求項3の発明は、請求項1または2に記載のトラスパネル桁において、引張りを受ける部分にプレストレスが導入されていることを特徴とするトラスパネル桁である。   According to a third aspect of the present invention, in the truss panel girder according to the first or second aspect, a prestress is introduced into a portion to be pulled.
コンクリートは普通強度のコンクリートでもよいが、用途に応じて、例えば28日圧縮強度 100〜180 N/mm2 の超高強度コンクリートを用い、パネルの薄肉化を図るのが好ましい。箱桁橋のウェブの場合、150 N/mm2 クラスの超高強度コンクリートを用いるのがよい。トラスパネル桁のトラス形式は、例えば、ハウトラス、プラットトラス、ワーレントラスを用いることができ、引張りを受けるトラス部材にPC鋼材によりプレストレスを導入して補強し、超高強度コンクリートの使用と相まってパネルのさらなる薄肉化を図る。超高強度コンクリートは普通強度のコンクリートに比較して付着性能にも優れているため、プレテンション方式でプレストレスを導入し、効率の良いプレストレス導入が行えるようにするのが好ましい。なお、これに限らず、ポストテンション方式でもよい。この場合、パネル製作時にシース孔を設けておけばよい。 The concrete may be a normal strength concrete, but it is preferable to use an ultra high strength concrete having a compressive strength of 100 to 180 N / mm 2 on the 28th, for example, to reduce the thickness of the panel. In the case of a box girder bridge web, it is recommended to use 150 N / mm 2 class ultra high strength concrete. The truss panel girder truss type can be, for example, Howtruss, Platte truss, Warren truss, etc. Introducing pre-stress to the truss member subjected to tension with PC steel and reinforcing it, combined with the use of ultra high strength concrete To further reduce the wall thickness. Since ultra-high strength concrete is superior in adhesion performance compared to ordinary strength concrete, it is preferable to introduce prestress by a pretension method so that efficient prestress can be introduced. Note that the present invention is not limited to this, and a post-tension method may be used. In this case, a sheath hole may be provided at the time of panel manufacture.
本発明の請求項4の発明は、請求項1から3までのいずれか一つに記載のトラスパネル桁において、プレキャストトラスパネル外周枠の縦材(鉛直材)同士がせん断キー手段により接合されていることを特徴とするトラスパネル桁である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the truss panel girder according to any one of the first to third aspects, the vertical members of the outer frame of the precast truss panel are joined by a shear key means. Truss panel girder characterized by
パネル同士の接合部は、プレキャストセグメント箱桁橋に比較して精度管理が容易であるため、マッチキャスト方式の製作を必要としない。さらに、接合方法に、機械式せん断キーを用いることで、パネル製作時の省力化を図ることが可能となる。なお、これに限らず、コンクリートせん断キーを用いることもできる。   The joints between panels are easier to control the accuracy than precast segment box girder bridges, so there is no need to produce a match cast system. Further, by using a mechanical shear key for the joining method, it is possible to save labor when manufacturing the panel. In addition, not only this but a concrete shear key can also be used.
本発明の請求項5の発明は、請求項1から4までのいずれか一つに記載のトラスパネル桁において、プレキャストトラスパネル外周枠の上弦材が場所打ち床版により一体化されていることを特徴とするトラスパネル桁である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the truss panel girder according to any one of the first to fourth aspects, the upper chord material of the precast truss panel outer peripheral frame is integrated by a cast-in-place slab. It is a truss panel girder that is characteristic.
床版には、プレキャストコンクリート版を用いることもできるが、トラスパネル桁の上弦材の上部を場所打ち床版に埋め込ませ、トラスパネル桁の一体化を図るのが好ましい。なお、箱桁橋の場合、下床版を同様に設けるが、下床版を設けない構造も可能である。   A precast concrete slab can be used for the floor slab, but it is preferable to embed the truss panel girder by embedding the upper chord material of the truss panel girder in the cast-in-place floor slab. In the case of a box girder bridge, a lower floor slab is provided in the same manner, but a structure without a lower floor slab is also possible.
本発明の請求項6の発明は、請求項1から5までのいずれか一つに記載のトラスパネル桁において、ケーブル(PC鋼材)により桁長手方向のプレストレスが導入されていることを特徴とするトラスパネル桁である。   The invention of claim 6 of the present invention is characterized in that in the truss panel girder according to any one of claims 1 to 5, prestress in the longitudinal direction of the girder is introduced by a cable (PC steel material). Truss panel girder.
ポストテンション方式のPC鋼材により桁長手方向のプレストレスを導入し、複数個のプレキャストトラスパネルからなるトラスパネル桁を一体的に架設する。橋桁の場合には、床版内の内ケーブルや床版に沿って配設した外ケーブルを使用する。   A pre-stress PC steel material is used to introduce prestress in the longitudinal direction of the girder, and a truss panel girder composed of a plurality of precast truss panels is integrally installed. In the case of a bridge girder, use the inner cable in the floor slab and the outer cable arranged along the floor slab.
本発明の請求項7の発明は、コンクリート構造の桁部材に用いられるプレキャストパネルであり、外周枠(正方形や長方形のフレーム)と、この外周枠内に配置される斜材とから構成され、これら外周枠と斜材とがコンクリートで形成されていることをプレキャストトラスパネルである。   The invention of claim 7 of the present invention is a precast panel used for a girder member of a concrete structure, and is composed of an outer peripheral frame (a square or rectangular frame) and diagonal members arranged in the outer peripheral frame. It is a precast truss panel that the outer peripheral frame and the diagonal member are made of concrete.
本発明の請求項8の発明は、コンクリート構造の桁部材に用いられるプレキャストパネルであり、外周枠(正方形や長方形のフレーム)と、この外周枠内に配置される斜材とから構成され、これら外周枠と斜材とが高強度コンクリート(例えば28日圧縮強度 100〜180 N/mm2 の超高強度コンクリート)で形成され、前記斜材または外周枠には緊張鋼材(PC鋼材)によりプレストレスが導入されていることをプレキャストトラスパネルである。 The invention of claim 8 of the present invention is a precast panel used for a girder member of a concrete structure, and is composed of an outer peripheral frame (square or rectangular frame) and diagonal members arranged in the outer peripheral frame. The outer frame and diagonal are made of high-strength concrete (for example, ultra high-strength concrete with 28-day compressive strength of 100 to 180 N / mm 2 ), and the diagonal or outer frame is pre-stressed with tension steel (PC steel) Is a precast truss panel that has been introduced.
上記のプレキャストパネルは、寸法等の諸元を数種類に規格化・製品化し、適用支間長に合わせて適宜組み合わせて使用できるようにするのが好ましい。   The above-mentioned precast panel is preferably standardized and commercialized into several types of dimensions and the like so that it can be used in an appropriate combination according to the applicable span length.
以上のような構成において、高強度コンクリート等のフレームと斜材からなるプレキャストトラスパネルを工場や現場製作ヤードで製作し、必要に応じてトラス部材にプレテンション方式等でプレストレスを導入して補強し、これを架設場所に搬入し、箱桁のウェブや梁の位置に設置する。(1) パネル同士は機械式せん断キー等で接合し、(2) 連続したトラスパネル桁の上に場所打ち等の床版を設け、(3) 必要に応じてポストテンション方式で桁長手方向のプレストレスを導入することにより、橋桁やスラブ等が構築される。   With the above configuration, precast truss panels made of high-strength concrete frames and diagonal materials are manufactured at the factory or on-site production yard, and prestressing is applied to the truss members by pre-tensioning as necessary to reinforce them. Then, this is carried into the erection site and installed at the position of the box girder web or beam. (1) Panels are joined together with a mechanical shear key, etc. (2) A floor slab such as cast-in-place is installed on a continuous truss panel girder, and (3) The post-tension method is used in the longitudinal direction of the girder if necessary. By introducing pre-stress, bridge girders and slabs are built.
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。   Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
(1) 橋梁等の桁部材を構成するプレキャストトラスパネルをフレームと斜材とからなるトラス形状とすることにより、必要な強度を確保した上で桁部材の軽量化を図ることができ、さらにトラス部材に超高強度コンクリートを使用しプレストレスを導入することにより、高いせん断抵抗性が確保できるため、桁部材の薄肉化を図ることができる。これにより、桁部材の重量の大幅な軽減が図られ、建設コストの大幅な低減が期待できる。   (1) By making the precast truss panel that constitutes the girder members such as bridges into a truss shape consisting of a frame and diagonal members, it is possible to reduce the weight of the girder members while ensuring the necessary strength. By using pre-stress by using ultra-high-strength concrete for the member, high shear resistance can be secured, so that the girder member can be made thinner. As a result, the weight of the girder member can be greatly reduced, and a significant reduction in construction cost can be expected.
(2) コンクリート製のトラスパネルを用いることで、ウェブが鋼部材の複合構造と比較して、コストのかかる鋼部材の製作加工が不要となり、防錆対策やその維持管理コストが省けると共に、現場溶接等の煩雑さも無くなり、施工性の向上・工期の短縮、コストの低減を図ることができる。   (2) The use of a concrete truss panel eliminates the need for costly manufacturing and processing of steel members compared to the composite structure of steel members, and saves rust prevention measures and maintenance costs. The complexity of welding and the like is eliminated, so that the workability can be improved, the work period can be shortened, and the cost can be reduced.
(3) フレームと斜材からなるプレキャストトラスパネルを用いることで、ウェブが鋼管トラスの複合構造と比較して、トラスを構成する部材の数を大幅に低減することができ、床版接合部等の補強も不要となり、施工性の向上・工期の短縮、コストの低減を図ることができる。   (3) By using a precast truss panel consisting of a frame and diagonal materials, the web can greatly reduce the number of members that make up the truss, compared to the composite structure of steel pipe trusses, This also eliminates the need to reinforce the work, improving workability, shortening the construction period, and reducing costs.
(4) フレームと斜材からなるプレキャストトラスパネルを接合してトラスパネル桁を形成することにより、連続一体化したフレームで床版と連続的に接合することができ、床版に生じる局部的な応力を軽減し、接合部構造を簡便なものとすることができる。   (4) By joining the frame and the precast truss panel made of diagonal material to form the truss panel girder, it is possible to continuously join the floor slab with the continuously integrated frame, and the local slab generated on the floor slab The stress can be reduced and the joint structure can be simplified.
(5) プレキャストトラスパネル同士の接合に機械式せん断キーを採用すれば、パネル製作および架設の合理化・簡素化を図ることができる。   (5) If a mechanical shear key is used to join the precast truss panels, it is possible to rationalize and simplify the panel production and installation.
(6) トラス部材をプレキャスト化することで、ウェブの高品質化が図られると共に、現場におけるウェブ施工のための型枠作業・コンクリート打設作業などが省略され、施工の省力化・工期の短縮、コストの低減を図ることができる。   (6) By pre-casting the truss members, the quality of the web can be improved, and the work of formwork and concrete placement for web construction on site can be omitted, saving labor and shortening the construction period. Cost can be reduced.
(7) ウェブのせん断補強としてのトラス部材のPC鋼材をプレテンション方式とすれば、ポストテンション方式に対し、グラウト作業が不要となり、施工の省力化および耐久性の向上が期待できる。   (7) If the PC steel material of the truss member as the web shear reinforcement is a pre-tension method, the grout work becomes unnecessary compared with the post-tension method, and labor saving and improvement in durability can be expected.
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、道路橋や鉄道橋等のプレストレストコンクリート(PC)橋に適用した場合である。図1は本発明のトラスパネル桁をウェブに用いた橋桁の基本構造を示す側面図である。図2は本発明のトラスパネル桁をウェブに用いたPC箱桁橋の一例を示す斜視図である。図3は本発明で用いるトラス形式の例を示す側面図である。図4、図5は、本発明で用いるパネルの接合キーの例を示したものである。図6は本発明のトラスパネル桁を橋の横桁に適用した例を示す正面図である。図7は下床版のない橋の例を示す正面図である。   Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. This embodiment is applied to a prestressed concrete (PC) bridge such as a road bridge or a railway bridge. FIG. 1 is a side view showing a basic structure of a bridge girder using a truss panel girder according to the present invention for a web. FIG. 2 is a perspective view showing an example of a PC box girder bridge using the truss panel girder of the present invention for a web. FIG. 3 is a side view showing an example of the truss format used in the present invention. 4 and 5 show an example of a panel joining key used in the present invention. FIG. 6 is a front view showing an example in which the truss panel girder according to the present invention is applied to a bridge girder. FIG. 7 is a front view showing an example of a bridge without a lower floor slab.
図1に示すように、橋梁上部構造のウェブ1に超高強度コンクリートAにより製作したトラス形状のプレキャストトラスパネル10を用いる。このパネル10は、外周枠としての四角形のフレーム11と、このフレーム11の対角線位置に一体的に配置される斜材12とから構成されている。フレーム11は、上下の二辺、左右の二辺がそれぞれトラスの上下弦材11a、鉛直材11bを構成する。フレーム11の形状は、一辺の長さが1〜3m程度の基本的に正方形であり、斜材12の角度は45度とするが、必要に応じて長方形とすることもある。   As shown in FIG. 1, a truss-shaped precast truss panel 10 made of ultrahigh-strength concrete A is used for a web 1 having a bridge superstructure. The panel 10 includes a quadrangular frame 11 as an outer peripheral frame and a diagonal member 12 that is integrally disposed at diagonal positions of the frame 11. The upper and lower two sides and the left and right sides of the frame 11 constitute the upper and lower chord members 11a and the vertical member 11b, respectively. The shape of the frame 11 is basically a square having a side length of about 1 to 3 m, and the angle of the diagonal member 12 is 45 degrees, but may be a rectangle as necessary.
超高強度コンクリートAは、例えば特許文献2に記載されている材料諸元および性能の超高強度コンクリート(28日圧縮強度 100〜180 N/mm2 )を用いることができる。また、150 N/mm2 クラスの超高強度コンクリートが好ましい。 As the ultra high strength concrete A, for example, ultra high strength concrete (28-day compressive strength 100 to 180 N / mm 2 ) having material specifications and performance described in Patent Document 2 can be used. Further, 150 N / mm 2 class ultra high strength concrete is preferable.
トラス構造とすることで、部材(フレーム11および斜材12)は軸力が支配的な部材となり、特に圧縮力が作用する部材については高い圧縮強度を有する超高強度コンクリートの性能を活かすことができる。さらに、必要に応じて、引張力が作用する部材にはPC鋼材13によりプレテンションを与えて補強する。引張材にプレテンションを導入する際には、PC鋼材とコンクリートの付着(PC鋼材の定着に必要な長さ)が課題となるが、超高強度コンクリートは普通強度のコンクリートに比較して付着性能にも優れており、特許文献2の超高強度コンクリートは自己収縮量が少ないため、効率の良いプレストレス導入が行える。なお、このようなプレテンション方式に限らず、パネル製作時にシース孔を設けておけば、ポストテンション方式とすることも可能である。   By adopting the truss structure, the members (frame 11 and diagonal 12) become members in which the axial force is dominant, and in particular for members on which compressive force acts, it is possible to make use of the performance of ultra-high strength concrete having high compressive strength. it can. Furthermore, if necessary, the member on which the tensile force acts is pretensioned by the PC steel material 13 to be reinforced. When pre-tensioning is introduced into a tensile material, adhesion of PC steel and concrete (the length necessary for fixing the PC steel material) becomes an issue, but ultra-high strength concrete has better adhesion performance than ordinary strength concrete. In addition, the ultra-high-strength concrete of Patent Document 2 has a small amount of self-shrinkage, so that it is possible to introduce prestress efficiently. Note that the present invention is not limited to such a pre-tension method, and a post-tension method may be used if a sheath hole is provided at the time of panel manufacture.
このようなプレキャストトラスパネル10を面が橋軸方向に平行となるように立てて配置し、フレーム11の鉛直材11b同士を接合キー14により接合して橋軸方向に連続するトラスパネル桁すなわちトラスパネルウェブ1を形成する。トラスパネルウェブ1の上弦材11aの上には上床版2を場所打ちし、トラスパネルウェブ1を一体化し、ポストテンション方式のPC鋼材15を配置し、橋軸方向のプレストレスを導入する。   Such a precast truss panel 10 is placed upright so that the surface thereof is parallel to the bridge axis direction, and the vertical members 11b of the frame 11 are joined together by the joining key 14, and the truss panel girder, that is, the truss that is continuous in the bridge axis direction. A panel web 1 is formed. An upper floor slab 2 is cast in place on the upper chord member 11a of the truss panel web 1, the truss panel web 1 is integrated, a post-tension type PC steel material 15 is disposed, and prestress in the bridge axis direction is introduced.
トラスパネルウェブ1のトラス形式は、図3に例示するようなトラス形式を採用することができる。図3(a) は、ハウトラスであり、トラス桁に作用するせん断力に対して、斜材12には圧縮力が作用し、鉛直材11bには引張力が作用する。図3(b) は、プラットトラスであり、斜材12には引張力が作用し、鉛直材11bには圧縮力が作用する。図3(c) は、ワーレントラスであり、斜材12と鉛直材11bには、圧縮力と引張力が交互に作用する。なお、これに限らず、その他のトラス形式を採用することもできる。例えば、斜材12は軽量化の点では1本が好ましいが、2本配置したダブルワーレントラスでもよい。   As the truss format of the truss panel web 1, a truss format as illustrated in FIG. 3 can be adopted. FIG. 3A shows a howtruss, in which a compressive force acts on the diagonal member 12 and a tensile force acts on the vertical member 11b against the shearing force acting on the truss girder. FIG. 3B shows a plat truss, where a tensile force acts on the diagonal member 12 and a compressive force acts on the vertical member 11b. FIG. 3C shows a warren truss, and compressive force and tensile force act alternately on the diagonal member 12 and the vertical member 11b. However, the present invention is not limited to this, and other truss formats can also be adopted. For example, the diagonal member 12 is preferably one in terms of weight reduction, but may be a double warren truss having two.
接合キー14には、例えば図4に示す機械式せん断キーを用い、パネル製作の省力化を図る。この機械式せん断キー14は、雄型キー14aと雌型キー14bをパネル製作時に予め埋設しておき、雄型キー14aの突出部を雌型キー14b 内に嵌め込むことで接合するものである。図示例に限らず、その他の機械式せん断キーでもよい。また、図1では、機械式せん断キー14をフレーム11の上下に配置しているが、これに限らず、その他の配置でもよい。また、図5に示すような、多段形や波形のコンクリートせん断キー20を用いてもよい。   For example, a mechanical shear key shown in FIG. 4 is used for the joining key 14 to save labor in panel manufacture. The mechanical shear key 14 is formed by embedding a male key 14a and a female key 14b in advance when manufacturing a panel, and fitting the protruding portion of the male key 14a into the female key 14b. . Not only the illustrated example but other mechanical shear keys may be used. In FIG. 1, the mechanical shear keys 14 are arranged above and below the frame 11, but the arrangement is not limited to this, and other arrangements may be used. Further, a multistage or corrugated concrete shear key 20 as shown in FIG. 5 may be used.
また、プレキャストトラスパネル10は、寸法等の諸元を数種類に規格化・製品化し、適用支間長に合わせて適宜組み合わせて使用できるようにする。   In addition, the precast truss panel 10 is standardized and commercialized into several types of dimensions and the like, and can be used in appropriate combinations according to the applicable span length.
以上のようなプレキャストトラスパネル10からなるトラスパネルウェブ1を図2に示す箱桁構造のプレストレストコンクリート橋に適用する場合、次のような手順で施工を行う。   When the truss panel web 1 composed of the precast truss panel 10 as described above is applied to a prestressed concrete bridge having a box girder structure shown in FIG. 2, construction is performed in the following procedure.
(1) プレキャストトラスパネル10を工場または現場製作ヤードにおいて製作し、これを架設場所に搬入し、主桁のウェブにあたる位置に設置し、トラスパネルウェブ1を形成する。パネル10を配置する向き(斜材12の向き) は設計に応じて任意に設定できる(図3参照) 。   (1) The precast truss panel 10 is manufactured in a factory or a field production yard, is carried into a construction place, and is installed at a position corresponding to the main girder web to form a truss panel web 1. The direction in which the panel 10 is arranged (the direction of the diagonal member 12) can be arbitrarily set according to the design (see FIG. 3).
(2) 上床版2と下床版3を場所打ち施工で構築し、桁として一体化した後、橋軸方向にポストテンション方式でプレストレスを導入し、主桁を構築する。ポストテンション方式のPC鋼材には、床版に配置する内ケーブル4や外ケーブル5を用いることができる。トラスパネルウェブ1の橋軸方向に連続する上弦材部分が上床版2に埋設され、下弦材部分は内側に突出する厚肉部分とし、この部分を鉄筋等を介して下床版3に接合する。なお、橋梁架設工法は、張出し架設工法、押出し架設工法、一括架設工法などを用いることができる。   (2) After the upper floor slab 2 and the lower floor slab 3 are constructed by cast-in-place construction and integrated as a girder, pre-stress is introduced in the post-tension method in the bridge axis direction to construct the main girder. For the post-tension type PC steel material, the inner cable 4 and the outer cable 5 arranged on the floor slab can be used. The upper chord material portion that is continuous in the bridge axis direction of the truss panel web 1 is embedded in the upper floor slab 2, and the lower chord material portion is a thick wall portion that protrudes inward, and this portion is joined to the lower floor slab 3 via a reinforcing bar or the like. . As the bridge erection method, an overhang erection method, an extrusion erection method, a batch erection method, or the like can be used.
図2はプレキャストトラスパネル10をウェブとして橋軸方向に用いる場合であるが、横桁部材として橋軸直角方向に使用することも可能である。図6はプレキャストトラスパネル10を横桁6に適用した例であり、二枚のパネル10を機械式せん断キー14で接合し、横桁用の短いトラスパネル桁1を形成している。斜材12の配置は正面視でハ字状としているが、これに限らず逆ハ字状等とする場合もある。なお、上下弦材11aはそれぞれ場所打ちの上床版2、下床版3に埋め込ませ、また左右の鉛直材11bは橋軸方向のプレキャストトラスパネル10の端面の接合キーまたは場所打ちコンクリートにより接合されている。   FIG. 2 shows a case where the precast truss panel 10 is used as a web in the bridge axis direction, but it can also be used as a cross beam member in a direction perpendicular to the bridge axis. FIG. 6 shows an example in which the precast truss panel 10 is applied to the cross beam 6, and the two panels 10 are joined by a mechanical shear key 14 to form a short truss panel beam 1 for the cross beam. The diagonal material 12 is arranged in a letter C shape in front view, but is not limited to this and may have an inverted letter H shape. The upper and lower chord members 11a are respectively embedded in the cast-in-place upper floor slab 2 and the lower floor slab 3, and the left and right vertical members 11b are joined by a joining key or cast-in-place concrete on the end face of the precast truss panel 10 in the bridge axis direction. ing.
また、図2は主桁を箱桁構造(1室箱桁に限らず、2室以上の箱桁も含む)とした例であるが、下床版を設けない構造も可能である。図7は複数の桁を有する合成桁橋の例であり、各桁にトラスパネル桁1を用いる。   FIG. 2 shows an example in which the main girder has a box girder structure (not limited to a one-chamber box girder but also includes two or more box girder), but a structure without a lower floor slab is also possible. FIG. 7 shows an example of a composite girder bridge having a plurality of girders, and a truss panel girder 1 is used for each girder.
以上のような構成のトラスパネル桁1の場合、
(1) プレキャストトラスパネル10をフレーム11と斜材12とからなるトラス形状とすることにより、橋桁ウェブの軽量化を図ることができ、さらにこのトラス部材11、12に超高強度コンクリートを使用したプレテンション部材を用いることにより、高いせん断抵抗性が確保できるため、ウェブ厚を減じることが可能となる。これにより、橋梁上部工重量の大幅な軽減が図られ、さらに上部構造だけでなく下部構造の規模の縮小にもつながる。各種橋梁架設工法においては、次のような利点が生じ、橋梁建設工事全体のコストダウンが期待できる。
In the case of the truss panel girder 1 configured as above,
(1) By making the precast truss panel 10 into a truss shape composed of the frame 11 and the diagonal member 12, it is possible to reduce the weight of the bridge girder web. Further, the truss members 11 and 12 are made of ultra high strength concrete. By using a pretension member, high shear resistance can be ensured, so that the web thickness can be reduced. As a result, the weight of the bridge superstructure can be greatly reduced, and the scale of not only the superstructure but also the substructure can be reduced. Various bridge construction methods have the following advantages and can be expected to reduce the cost of the entire bridge construction work.
・張出し架設工法:1ブロックの施工長を長くすることができ、張出し施工ブロック数を少なくできるため、工期短縮が可能となる。
・押出し架設工法:押出し装置を含む施工設備を小さくできる。
・一括架設工法:桁の架設機材などの施工設備を小さくできる。
-Overhang construction method: The construction length of one block can be lengthened and the number of overhang construction blocks can be reduced, so the construction period can be shortened.
Extrusion construction method: Construction equipment including the extrusion device can be made smaller.
・ Bulk construction method: Construction equipment such as girder construction equipment can be reduced.
(2) コンクリート製のプレキャストトラスパネル10を用いることで、ウェブが波形鋼板等の鋼部材の複合構造と比較して、コストのかかる鋼部材の製作加工が不要となり、防錆対策やその維持管理コストが省けると共に、現場溶接等の煩雑さも無くなり、施工性の向上・工期の短縮、コストの低減を図ることができる。   (2) By using the precast truss panel 10 made of concrete, compared with the composite structure of steel members such as corrugated steel plates, the costly manufacturing process of steel members is unnecessary, and rust prevention measures and their maintenance The cost can be saved and the complexity of on-site welding and the like is eliminated, so that the workability can be improved, the work period can be shortened, and the cost can be reduced.
(3) フレーム11と斜材12からなるプレキャストトラスパネル10を用いることで、ウェブが鋼管トラスの複合構造と比較して、トラスを構成する部材の数を大幅に低減することができ、床版接合部等の補強も不要となり、施工性の向上・工期の短縮、コストの低減を図ることができる。   (3) By using the precast truss panel 10 composed of the frame 11 and the diagonal member 12, the web can greatly reduce the number of members constituting the truss as compared with the composite structure of the steel pipe truss. There is no need to reinforce the joints and the like, improving workability, shortening the construction period, and reducing costs.
(4) フレーム11と斜材12からなるプレキャストトラスパネル10を接合してトラスパネルウェブ1を形成することにより、橋軸方向に連続一体化したフレーム11で上床版2や下床版3と連続的に接合することができ、床版に生じる局部的な応力を軽減し、接合部構造を簡便なものとすることができる。   (4) By connecting the frame 11 and the precast truss panel 10 composed of the diagonal member 12 to form the truss panel web 1, the frame 11 continuously integrated in the bridge axis direction is continuously connected to the upper floor slab 2 and the lower floor slab 3 Can be joined together, local stress generated in the floor slab can be reduced, and the joint structure can be simplified.
(5) パネル10同士の接合に機械式せん断キー14を採用すれば、パネル製作および架設の合理化・簡素化を図ることができる。   (5) If the mechanical shear key 14 is used for joining the panels 10, it is possible to rationalize and simplify the panel production and installation.
(6) トラスパネルウェブ1をプレキャスト化することで、ウェブの高品質化が図られると共に、現場におけるウェブ施工のための型枠作業・コンクリート打設作業などが省略され、施工の省力化・工期の短縮、コストの低減を図ることができる。   (6) By precasting the truss panel web 1, the quality of the web can be improved, and the formwork and concrete placement work for web construction at the site can be omitted. Can be shortened and the cost can be reduced.
(7) ウェブのせん断補強としてのPC鋼材13をプレテンション方式とすれば、ポストテンション方式に対し、グラウト作業が不要となり、施工の省力化および耐久性の向上が期待できる。   (7) If the PC steel material 13 as the web shear reinforcement is a pre-tension method, a grout operation is not required as compared with the post-tension method, and labor saving and improvement in durability can be expected.
なお、以上は橋梁の橋桁ウェブや横桁に本発明を適用した場合について説明したが、これに限らず、桟橋、歩道橋、スラブ、デッキ構造などにも適用することができる。スラブ等の場合は、プレキャストトラスパネルを平面上で縦横に配置して接合キーで接合し、その上に床版を設けることになる。また、橋桁ウェブ等の場合は超高強度コンクリートを用いる場合を示したが、用途によっては普通コンクリートを用いてもよいものである。   In the above, the case where the present invention is applied to the bridge girder web and the cross girder of the bridge has been described. However, the present invention is not limited to this and can be applied to a pier, a footbridge, a slab, a deck structure, and the like. In the case of a slab or the like, precast truss panels are arranged vertically and horizontally on a plane and joined with a joining key, and a floor slab is provided thereon. Moreover, in the case of a bridge girder web, etc., the case where ultra high strength concrete was used was shown, but depending on the application, ordinary concrete may be used.
本発明のトラスパネル桁をウェブに用いた橋桁の基本構造を示す側面図である。It is a side view which shows the basic structure of the bridge girder which used the truss panel girder of this invention for the web. 本発明のトラスパネル桁をウェブに用いたプレストレストコンクリート箱桁橋の一例を示す一部を断面にした斜視図である。It is the perspective view which made a part the cross section which shows an example of the prestressed concrete box girder bridge which used the truss panel girder of this invention for the web. 本発明で用いるトラス形式の例を示す側面図であり、(a) はハウトラス、(b) はプラットトラス、(c) はワーレントラスである。It is a side view which shows the example of the truss format used by this invention, (a) is a Hau truss, (b) is a platform truss, (c) is a Warren truss. 本発明で用いるパネルの接合キーの機械式せん断キーの例を示す鉛直断面図である。It is a vertical sectional view showing an example of a mechanical shear key of a joining key of a panel used in the present invention. 本発明で用いるパネルのコンクリートせん断キーの例を示す側面図・正面図であり、(a) は多段形、(b) は波形である。It is the side view and front view which show the example of the concrete shear key of the panel used by this invention, (a) is a multistage shape, (b) is a waveform. 本発明のトラスパネル桁を橋の横桁に適用した例を示す正面図である。It is a front view which shows the example which applied the truss panel girder of this invention to the horizontal girder of a bridge. 下床版のない橋の例を示す正面図である。It is a front view which shows the example of a bridge without a lower floor version.
符号の説明Explanation of symbols
1……トラスパネルウェブ
2……上床版
3……下床版
4……内ケーブル
5……外ケーブル
6……横桁
10……プレキャストトラスパネル
11……フレーム(外周枠)
11a…トラスの上下弦材
11b…トラスの鉛直材
12……斜材
13……トラス部材のPC鋼材
14……機械式せん断キー
15……橋軸方向のPC鋼材
20……コンクリートせん断キー
A……超高強度コンクリート
1 ... Truss panel web 2 ... Upper floor slab 3 ... Lower floor slab 4 ... Inner cable 5 ... Outer cable 6 ... Cross girder 10 ... Precast truss panel 11 ... Frame (outer frame)
11a ... truss upper and lower chord material 11b ... truss vertical member 12 ... diagonal member 13 ... truss member PC steel member 14 ... mechanical shear key 15 ... bridge shaft direction PC steel member 20 ... concrete shear key A ... ... Super high strength concrete

Claims (8)

  1. コンクリート構造の桁部材に用いられるトラスパネル桁であり、外周枠と、この外周枠内に配置される斜材とから構成され、これら外周枠と斜材とがコンクリートで形成されているプレキャストトラスパネルを複数個接合して構成されていることを特徴とするトラスパネル桁。   A truss panel girder used for a concrete structure girder, which is composed of an outer peripheral frame and diagonal members arranged in the outer peripheral frame, and these outer peripheral frame and diagonal members are made of concrete. Truss panel girder characterized by being constructed by joining a plurality of pieces.
  2. 請求項1に記載のトラスパネル桁において、コンクリートに高強度コンクリートが用いられていることを特徴とするトラスパネル桁。   The truss panel girder according to claim 1, wherein high-strength concrete is used for the concrete.
  3. 請求項1または2に記載のトラスパネル桁において、引張りを受ける部分にプレストレスが導入されていることを特徴とするトラスパネル桁。   The truss panel girder according to claim 1 or 2, wherein prestress is introduced into a portion that receives tension.
  4. 請求項1から3までのいずれか一つに記載のトラスパネル桁において、プレキャストトラスパネル外周枠の縦材同士がせん断キー手段により接合されていることを特徴とするトラスパネル桁。   The truss panel girder according to any one of claims 1 to 3, wherein the longitudinal members of the outer frame of the precast truss panel are joined together by a shear key means.
  5. 請求項1から4までのいずれか一つに記載のトラスパネル桁において、プレキャストトラスパネル外周枠の上弦材が場所打ち床版により一体化されていることを特徴とするトラスパネル桁。   The truss panel girder according to any one of claims 1 to 4, wherein the upper chord member of the precast truss panel outer peripheral frame is integrated by a cast-in-place slab.
  6. 請求項1から5までのいずれか一つに記載のトラスパネル桁において、ケーブルにより桁長手方向のプレストレスが導入されていることを特徴とするトラスパネル桁。   The truss panel girder according to any one of claims 1 to 5, wherein prestress in the longitudinal direction of the girder is introduced by a cable.
  7. コンクリート構造の桁部材に用いられるプレキャストパネルであり、外周枠と、この外周枠内に配置される斜材とから構成され、これら外周枠と斜材とがコンクリートで形成されていることをプレキャストトラスパネル。   A precast panel used for a girder member of a concrete structure, which is composed of an outer peripheral frame and diagonal members arranged in the outer peripheral frame, and that the outer peripheral frame and the diagonal member are made of concrete. panel.
  8. コンクリート構造の桁部材に用いられるプレキャストパネルであり、外周枠と、この外周枠内に配置される斜材とから構成され、これら外周枠と斜材とが高強度コンクリートで形成され、前記斜材または外周枠には緊張鋼材によりプレストレスが導入されていることをプレキャストトラスパネル。
    A precast panel used for a girder member of a concrete structure, comprising an outer peripheral frame and diagonal members arranged in the outer peripheral frame, and the outer peripheral frame and diagonal members are formed of high-strength concrete, and the diagonal member Or precast truss panel that prestress is introduced to the outer frame by tension steel.
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