JP2007211515A - Prestress introducing method to girder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、橋梁等に架設されるコンクリート製等の桁にプレストレスを導入する工法に関する。 The present invention relates to a method for introducing prestress into a girder made of concrete or the like installed on a bridge or the like.
従来の橋梁においては、橋脚間に架設される桁部材の本数を低減させた場合、桁部材一本当りに掛かる載荷荷重が増加するため、桁部材に圧縮応力(圧縮ひずみ)を導入する緊張部材(PC鋼材)の本数を増やすとともに、桁断面性能を向上させることにより対応している。 In conventional bridges, if the number of girder members installed between piers is reduced, the load applied to each girder member increases, so tension members that introduce compressive stress (compression strain) to the girder members This is achieved by increasing the number of (PC steel) and improving the cross-section performance.
例えば、図5(a)(b)に示すように、桁部材1を、ウェブ部2の上下のそれぞれ上縁フランジ部3と下縁フランジ部4とが一体の断面I型に形成した桁部材1の場合、図5(c)に示すように、プレストレス導入前においては、桁部材1の自重による曲げモーメントM1が掛かっている。
For example, as shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), the
このような桁部材1にプレストレスを導入する場合、従来では、図6(a)に示すように、下縁フランジ部4内に複数本のPC鋼材5を配置して、図6(b)に点線で示すようなプレストレス(圧縮応力)を付与することにより、図5(c)に示すプレストレス導入前の自重による曲げモーメントM1に、図6(c)に示すような曲げモーメントM2を導入し、図6(d)に示すような合成曲げモーメントM3を得た後、図7(a)に示すように、上縁フランジ部3上に、床版6が載荷された際には、床版荷重による曲げモーメントM4を受けて、図6(c)に示す合成曲げモーメントM3に、床版荷重による曲げモーメントM4を加えて、図7(d)に示すような合成曲げモーメントM5を得ている。
しかしながら、上記した桁部材1へのプレストレス導入工法では、一次鋼材のみにより桁部材にプレストレスを導入すると、桁上縁に作用する引張応力度の許容値限界までしかプレストレスを導入できないため、引張応力度の許容値限界までのプレストレスの導入として、その後場所打ち床版またはプレキャストコンクリート床版を施工するようになり、桁の撓み量を含めた桁高が大きくなるという問題があり、桁高制限や桁自重増加による運搬等に支承がない場合には、桁高を大きくして桁断面性能を向上させることにより対応可能であるが、しかし、桁高制限や桁自重増加による運搬等に支承がある場合、PC鋼材5の本数を増やすことにより、桁断面性能も上げる必要があるため、桁高を高くしなければならない。桁高を高くすると、桁自重が増加し、工場製作では対応できなくなり、現場で製作ヤードを確保しなければならない。また、桁高制限のある施工場所では、桁高を高くすることができないため、施工作業が非常に困難になるという問題があった。
However, in the prestress introduction method to the above-mentioned
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、桁部材の本数を及び桁高の低減化を図り、施工コストを低減させるとともに、桁高制限に容易に対応させることができる桁のプレストレス導入工法を提供することを目的とする。 In view of the above-described conventional problems, the present invention aims to reduce the number of girder members and the girder height, reduce the construction cost, and easily cope with girder height restrictions. The purpose is to provide.
第1発明の桁のプレストレス導入工法においては、桁に一次プレストレスとして、桁の下縁側に、オーバープレストレスとなるような一次プレストレスを導入し、桁の上縁側には、前記一次プレストレスにより導入したオーバープレストレスによる桁の上縁側に生じる引張力を打ち消すような二次プレストレスが導入され、桁に床版を載荷した後、活荷重載荷前に、桁の上縁側に導入した二次プレストレスを解放することを特徴とする In the prestress introduction method of the girder of the first invention, primary prestress is introduced into the girder as the primary prestress, and over the prestress is introduced to the lower edge side of the girder. Secondary pre-stress was introduced to cancel the tensile force generated on the upper edge of the girders due to over pre-stress introduced by stress. After loading the floor slab on the girders, it was introduced on the upper edge side of the girders before loading the live load. Characterized by releasing secondary prestress
また、第2発明では、第1発明の桁のプレストレス導入工法において、一次プレストレス用のPC鋼材を桁下縁に配置し、二次プレストレス用のPC鋼材を桁上縁に配置したことを特徴とする In the second invention, in the prestress introduction method of the girder of the first invention, the PC steel material for primary prestress is arranged at the lower edge of the girder, and the PC steel material for secondary prestress is arranged at the upper edge of the girder. Characterized by
また、第3発明では、第1または第2発明の桁のプレストレス導入工法において、桁の上縁に導入した二次プレストレスは、少なくとも床版を桁に設置した場合に、桁の上縁側に加えられるストレスを越えるようにされていることを特徴とする。 In the third invention, in the prestress introduction method of the girder of the first or second invention, the secondary prestress introduced into the upper edge of the girder is at least the upper edge side of the girder when the floor slab is installed on the girder. It is characterized by exceeding the stress applied to.
本発明によれば、桁下縁に配置される一次PC鋼材により、桁にオーバープレストレスとなるような一次プレストレスを導入し、桁上縁に配置される二次PC鋼材により、桁に導入したオーバープレストレスによる桁の上縁側に生じる引張力を打ち消すような二次プレストレスを導入し、桁上縁上に桁に床版を載荷した後、活荷重載荷前に、二次プレストレスを解放させるようにするとともに、一次PC鋼材により、桁下縁に掛かる圧縮応力の許容値限度までストレスを導入することが可能であるため、桁高を高くすることなく、効率よく桁にプレストレスを導入することができると共に、桁の断面性能を格段に向上させることができ、このような断面性能が向上した桁を使用すると少ない桁本数で床版を支持できるため、従来の場合よりも、必要桁部材の本数を減らすことができるため、施工性及び経済性の向上を図ることができる。
そのため、例えば、プレストレストコンクリート合成床版橋に本発明を適用した場合には、桁高を大きくすることなくプレストレスを効率的に導入したプレストレスコンクリート桁部材を組み込んで、従来では、例えば5本必要とされる桁部材を3本にすることも可能になり、経済的な床版橋を構築することができると共に、桁架設本数が少なくなる分、床版橋の施工性を高めることができる。
また、桁の上縁に導入した二次プレストレスは、少なくとも床版を桁に設置した場合に、桁の上縁側に加えられるストレスを越えるようにされているので、少なくとも床版荷重等の死荷重による上縁側に加えられるストレスが一時的に生じても、二次プレストレスが後に開放されて、ほぼ相殺されるので、桁上縁側の負担を軽減でき、桁高方向全体に渡って有効に桁を使用した合理的で経済的な桁とすることができ、桁高の小さい小型で経済的な桁とすることができる。
According to the present invention, the primary PC steel material arranged at the lower edge of the girder introduces a primary prestress that causes overprestress to the girder, and the secondary PC steel material arranged at the upper edge of the girder introduces it to the girder. Secondary pre-stress is introduced to cancel the tensile force generated on the upper edge of the girders due to the over pre-stress, and after the floor slab is loaded on the girders, the secondary pre-stress is applied before the live load is loaded. Since it is possible to release the stress up to the allowable limit of the compressive stress applied to the girder edge by using the primary PC steel, it is possible to efficiently prestress the girder without increasing the girder height. In addition to being able to be introduced, the cross-sectional performance of the girder can be remarkably improved, and when a girder with improved cross-sectional performance is used, the floor slab can be supported with a smaller number of girder, so than in the conventional case It is possible to reduce the number of required beam members, it is possible to improve the workability and economy.
Therefore, for example, when the present invention is applied to a prestressed concrete composite floor slab bridge, a prestressed concrete girder member into which prestress is efficiently introduced without increasing the girder height is incorporated. The required girder members can be made into three, and an economical floor slab bridge can be constructed, and the workability of the floor slab bridge can be improved as the number of girders is reduced. .
In addition, the secondary prestress introduced at the upper edge of the girder is designed to exceed the stress applied to the upper edge of the girder at least when the floor slab is installed on the girder. Even if the stress applied to the upper edge side due to the load temporarily occurs, the secondary pre-stress is released later and is almost offset, so the load on the upper edge side can be reduced and effective throughout the girder height direction. It can be a rational and economical digit using a digit, and can be a small and economical digit with a small digit height.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態において、図5から図7に示す従来工法と、構成が重複する部分は同一符号を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, the same reference numerals are used for the same parts as those in the conventional method shown in FIGS.
本実施形態における桁のプレストレス導入工法に用いる桁としては、例えば、図1(a)(b)に示すように、橋梁等の桁部材1を、ウェブ部2の上下にそれぞれ上縁フランジ部3と下縁フランジ部4とを一体とされた断面I型あるいはH型に形成する。なお、桁部材1の断面形状としては、前記以外の矩形等の断面形状であってもよい。前記のような桁部材1の場合、桁部材1には、図1(c)に示すように、プレストレス導入前には、桁部材1の自重による曲げモーメントM1が掛かっている。
As a girder used in the prestress introduction method of the girder in the present embodiment, for example, as shown in FIGS. 3 and the lower
前記桁部材1にプレストレスを導入する場合、まず、図2(a)に示すように、桁部材1の下縁フランジ部4の長手方向の挿通内に複数本のPC鋼材5を配置して、各PC鋼材5を桁部材1の両端部で緊張定着することにより、桁部材1にオーバープレストレスとなるような一次プレストレスを導入する。このとき、下縁フランジ部4に掛かる圧縮応力の許容値限度またはその近くまで一次プレストレスを導入する。
本発明における前記のオーバープレストレスとなるような1次プレストレスとは、桁部材1の桁高との関係で定義され、桁高は設計荷重が作用する状態で許容値(許容圧縮応力)を満足するように設定されるが、1次プレストレスを導入した時点で許容値(許容圧縮応力)を満足しない状態まで桁高を低くしていく場合に、前記許容値に対応するプレストレスと、これを越えて、許容値を満足しない越えた部分のプレストレスとを含めた全体のプレストレスを言う。
例えば、オーバープレストレスとして、桁の桁下縁に掛かる圧縮応力の許容値限度までストレスを導入するのが、オーバープレストレスのなかでも、最大値であり、実際は、その最大値よりも若干小さい値までの範囲で、適宜設定される。
前記のオーバープレストレスを桁下縁側に導入することにより、桁部材1には、図2(b)に点線で示す状態から実線で示す上に凸に変形するような応力が付与され、これにより、図1(c)に示すプレストレス導入前の桁自重による曲げモーメントM1に、図2(c)に示すようなオーバープレストレスによる曲げモーメントM6が導入され、図2(d)に示すような合成曲げモーメントM7を得ることができる。
なお、前記のように桁部材1の下縁側にオーバープレストレスを導入するために、例えば図8に示すように、桁高を低減した状態あるいは桁高を変えないで、桁部材1の下縁側にPC鋼材5を配置可能にするためには、桁部材1の下縁側に下縁フランジ部4あるいは下縁フランジ4とウェブ部2との隅部にハンチ8を設けることで、断面積を増やして断面性能を高めると共に、PC鋼材の配置の自由度を高め、PC鋼材挿通孔を増やして、下縁側に、より多くのPC鋼材を配置可能にしておくのが好ましい。
When prestress is introduced into the
In the present invention, the primary prestress that causes the overprestress is defined in relation to the girder height of the
For example, as the over prestress, the stress is introduced up to the allowable value limit of the compressive stress applied to the lower edge of the girder, but it is the maximum value among the over prestresses. In fact, the value is slightly smaller than the maximum value. Within the range up to, it is set appropriately.
By introducing the over prestress to the lower edge side of the spar, stress is applied to the
In order to introduce over prestress on the lower edge side of the
次いで、桁部材1の上縁フランジ部3の長手方向の複数のPC鋼材挿通孔内には、図3(a)に示すように、複数本のPC鋼材7が挿通配置され、これらPC鋼材7を桁部材1の両端部で緊張定着することにより、下縁フランジ部4内に配置したPC鋼材5によるオーバープレストレスによる桁の上縁側に生じる引張力を打ち消すような二次プレストレスを導入する。前記の二次プレストレスの量は、桁部材1に、後に載荷される死荷重(少なくとも床版荷重等)による桁部材1に作用する曲げモーメントに置き換わるため、これらを考慮して設定される。
このとき、桁部材1は、図3(b)に点線で示すような下向きの圧縮応力となり、図3(c)に示すように、図2(c)に示すオーバープレストレスによる桁の上縁側に生じる引張力を打ち消すような二次プレストレス導入による曲げモーメントM8が付与されて、図3(d)に示すような合成曲げモーメントM9を得ることができる。
Next, as shown in FIG. 3A, a plurality of
At this time, the
図3(d)に示す状態では、桁部材1の曲げ変形が小さい状態であるので、この状態で、図4(a)に示すように、桁部材1の上縁上に床版6を配置すると、図4(c)に示すように、図3(c)に示す曲げモーメントM9に、床版6による曲げモーメントが加わり、図4(d)に示す合成曲げモーメントM10を得ることができる。
In the state shown in FIG. 3D, since the bending deformation of the
次いで、上縁フランジ部3内のPC鋼材7の緊張を取り除くことにより、前記二次プレストレスを解放させ、この二次プレストレスの解放により、図4(e)に点線で示すM11分が開放されてように、桁部材1の曲げモーメントは、桁自重と、一次プレストレスと、床版6等の載荷荷重となり、図4(b)に示すように、圧縮応力が解放されるとともに、図4(f)に示す曲げモーメントM12に示すように、図7(d)で示す従来の合成曲げモーメントと比較して、大きな合成曲げモーメントM12を桁部材1に効率よく負担させている。
前記のように二次プレストレスの開放時は、桁部材1に少なくとも床版6を載荷した後、活荷重載荷前である。このようにすることにより、少なくとも死荷重のうちの床版6の荷重を効率よく桁部材1により負担することができる。前記の床版6の荷重以外の死荷重を載荷した後、活荷重載荷前でもよい。
Next, by removing the tension of the
As described above, when the secondary prestress is released, at least the
前記のように、桁部材1に効率よくプレストレスを導入すると、従来のプレキャストコンクリート床版橋9の設計においては、図9(a)に示すように、プレストレストコンクリート桁部材1aを5本必要とするところ、図9(b)に示すように、プレキャストコンクリート製等の桁部材1を3本程度に少なくすることができ、桁部材1の設置本数を低減できるため、橋梁等を短工期で安価に構築することができる。
As described above, when prestress is efficiently introduced into the
なお、実際にプレストレスを導入する施工手順については、最初に桁部材1における全てのPC鋼材5を緊張定着して一次プレストレスを全て導入してしまうと、桁部材1の上縁側に許容値を越える引張応力が発生する恐れがあるため、これを避けるために、一次プレストレスの一部を導入するか、桁部材1の上縁側に配置のPC鋼材7により二次プレストレスを導入してから、桁部材1の下縁側のPC鋼材5を利用して、一次プレストレスを導入するような下記の施工手順1または2のようにするとよい。
In addition, about the construction procedure which actually introduces pre-stress, if all the
<施工手順の第1例>
(1)一次プレストレスとして、桁部材1の下縁側に配置の複数のPC鋼材5の一部を利用してこれらを緊張定着して、桁部材1の下縁の圧縮応力度の許容値または上縁の引張応力度の許容値まで、桁部材1の下縁側にストレスを導入する。
(2)その後、二次プレストレスとして、桁部材1の上縁側に配置の全てのPC鋼材7を緊張定着して、桁部材1の上縁側にストレスを導入する。
(3)その後、下縁側に配置の緊張定着されていない残りのPC鋼材5を緊張定着して、残りの一次プレストレスを導入する。
(4)桁部材1に床版6を架設して床版部を形成する。
(5)活荷重が載荷される前に、前記桁部材1の上縁側に緊張定着されている全てのPC鋼材7の緊張を開放して、二次プレストレスを開放する。
<First example of construction procedure>
(1) As primary pre-stress, using a part of a plurality of
(2) Thereafter, as secondary prestress, all the
(3) Thereafter, the remaining
(4) A
(5) Before the live load is loaded, the tension of all the
<施工手順の第2例>
(1)最初に、桁部材1の上縁側に配置の全てのPC鋼材7を緊張定着して、桁部材1に二次プレストレスを導入する。但し、この時の二次プレストレスは一次プレストレスよりも緊張力が小さいため、桁部材1の上縁側および下縁側共に応力が許容値を越えることはない。
(2)次に、一次プレストレスとして、桁部材1の下縁側に配置の複数のPC鋼材5の全てを利用してこれらを緊張定着して、桁部材1にストレスを導入する。
(3)桁部材1に床版6を架設して床版部を形成する。
(4)活荷重が載荷される前に、前記桁部材1の上縁側に緊張定着されている全てのPC鋼材7の緊張を開放して、二次プレストレスを開放する。
<Second example of construction procedure>
(1) First, all
(2) Next, as primary pre-stress, all of the plurality of
(3) A
(4) Before the live load is loaded, the tension of all the
本発明を実施する場合、桁部材の断面形状としては、I型またはH型の断面形態以外にも、矩形等の適宜の断面形態であってもよく、鋼・コンクリートの合成構造の桁部材であってもよい。 In carrying out the present invention, the cross-sectional shape of the girder member may be an appropriate cross-sectional shape such as a rectangle in addition to the I-type or H-type cross-sectional shape, and may be a steel-concrete composite girder member. There may be.
本発明を実施する場合、二次プレストレスを導入するための二次PC鋼材7の緊張を開放した後、前記PC鋼材7とPC鋼材挿通孔との間に、接着剤等の充填剤を充填して、二次PC鋼材7と桁部材1を一体化し、桁部材1の終局耐力を高めるとよい。
When carrying out the present invention, after releasing the tension of the secondary
1 桁部材
2 ウェブ部
3 桁上縁フランジ部
4 桁下縁フランジ部
5 PC鋼材
6 床版
7 PC鋼材
8 ハンチ部
9 床版橋
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Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006033720A JP2007211515A (en) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Prestress introducing method to girder |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2006033720A JP2007211515A (en) | 2006-02-10 | 2006-02-10 | Prestress introducing method to girder |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101144238B1 (en) | 2011-12-20 | 2012-05-10 | 진성열 | Bridge construction method using the segment block and pretension and release |
JP2016211195A (en) * | 2015-05-01 | 2016-12-15 | 三井住友建設株式会社 | Manufacturing method of prestressed concrete girder |
-
2006
- 2006-02-10 JP JP2006033720A patent/JP2007211515A/en not_active Withdrawn
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