JP2007211562A - 橋梁用床版、及び、橋梁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】橋梁用床版の主桁の端部付近の損傷を抑制可能な橋梁構造を提供する。
【解決手段】床版本体４０Ａの下側部分は橋幅方向Ｙに沿って切欠かれた、切欠部４２が構成されている。床版４０の上部には、橋軸方向Ｘに沿って切欠部４２を跨ぐように直線状に第１鉄筋４４が配設されている。切欠部４２を挟んで橋軸方向Ｘの両側には、第２鉄筋４６、４８が配設されている。第２鉄筋４６は橋梁部Ａ側に配設され、第２鉄筋４８は土工部Ｂ側に配設されている。第２鉄筋４６は、第１鉄筋４４と同一高さ、同一方向に配設された上側部４６Ａ、支持位置Ｐよりも橋梁部Ａ側で切欠部４２に沿って配設された折曲部４６Ｂ、及び、床版本体４０Ａの下部に配設された下側部４６Ｃで構成されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、橋梁用床版、及び、橋梁構造に係り、特に、橋梁部から土工部方向へ延長して設置される橋梁用床版、及び、この橋梁用床版を用いた橋梁構造に関する。

従来より、橋梁の温度変化による橋軸方向の伸縮を吸収するために、伸縮装置が用いられている。路面の伸縮装置部分には段差が生じる場合が多いため、車両がこの段差を通過する際に振動および騒音が発生する。そこで、この振動及び騒音を緩和するために伸縮装置を橋梁部と土工部との境目付近から土工部側へ延長した位置へ移動させる橋梁構造が提案されている（特許文献１参照）。この橋梁構造によれば、伸縮装置の下側が土工部であるため、振動及び騒音は土工部で大きく減衰され、地上部分での騒音は抑制され、橋梁部に伝達される振動は小さくなる。また、橋梁部進入時の車両の振動も低減することができる。

ところで上記橋梁構成では、床版は、橋梁部と土工部との間で連続することになるが、橋梁への荷重に対する床版の応力は主桁の桁端部に対応する部分付近に集中する。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、この応力集中への配慮が不足すると、床版にクラックなどの損傷が生じるおそれがあり、十分な配慮を行うと不経済となる場合があった。
特開２００２−３３９３１５号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、橋梁用床版のコストダウンが可能で主桁の端部付近の損傷を抑制可能な橋梁構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の橋梁用床版は、橋梁部において主桁に支持され、前記主桁の橋軸方向端部である主桁端部から土工部方向へ延長して設置され、前記主桁を支持する支承部に対応する位置に橋幅方向に沿って切欠部の構成された床版本体と、前記床版本体へ前記切欠部を跨いで前記橋軸方向に沿って直線状に配設される第１鉄筋と、前記床版本体の厚み方向中央部よりも下側に前記橋軸方向に沿って配設される下側部、前記主桁端部において前記切欠部に沿って前記床版本体の厚み方向に配設される折曲部、及び、前記床版本体の厚み方向中央部よりも上側に配設される上側部、が連続して形成されている第２鉄筋と、を含んで構成されている。

床版が主桁の橋軸方向端部から土工部方向へ延長して設置されている場合には、橋梁への荷重に対する床版の応力は主桁の桁端部に位置する部分付近に集中する。本発明の橋梁構造では、主桁端部の支承部に対応する位置の床版本体には、橋幅方向に沿って切欠部が構成されている。ここで、主桁端部の支承部に対応する位置とは、支承の真上に対応する床版本体の位置のみを示すのではなく、真上よりも橋梁部側や土工部側の真上付近を含む位置を意味する。この切欠部を構成することにより、荷重が載荷される際の曲げモーメントを小さくすることができる。そして、床版本体には切欠部を跨いで橋軸方向に直線状の第１鉄筋が配設されている。この第１鉄筋により、荷重による引っ張り作用に抵抗することができる。また、床版本体の厚み方向中央部よりも下側に橋軸方向に沿って配設される下側部、主桁端部において前記切欠部に沿って床版本体の厚み方向に配設される折曲部、及び、床版本体の厚み方向中央部よりも上側に前記橋軸方向に沿って配設される上側部、が１本の鉄筋で連続して形成された第２鉄筋が配設されている。このように第１鉄筋と第２鉄筋とを配置することにより、側方から見て切欠部付近に鉄筋部分が集中する。したがって、橋梁への荷重により、この鉄筋集部分を中心に、橋軸方向両側が下がるように、または、橋軸方向両側が上がるように、橋梁用床版が折れ曲がる。これにより、小さい曲げモーメントで橋梁用床版を変形させることができ、橋梁用床版の損傷を抑制することができる。

請求項２に記載の橋梁用床版は、前記第１鉄筋が前記床版本体の上部に配設され、前記第２鉄筋の前記上側部は前記第１鉄筋と同一高さに配設されていること、を特徴とする。

橋梁用床版の上部に大きな歪みが発生すると、ひび割れなどにより水分が内部に進入し、鉄筋が錆びるなどの不都合が生じる。そこで、第１鉄筋を床版本体の上部に配設すると共に、第２鉄筋の上側部を第１鉄筋と同一高さに配設して、折れ曲がりの中心を橋梁用床版の上部に配置する。上記構成によれば、橋梁用床版は上部の鉄筋集中部分を中心に折れ曲がるので、上部の歪みを小さくすることができる。

請求項３に記載の橋梁用床版は、前記床版本体の厚み方向の前記第１鉄筋と前記第２鉄筋との間に前記橋軸方向に沿って前記切欠部を跨いで配設され、前記切欠部を挟んで一方側が前記床版本体に固定され、他方側が前記床版本体との間で相対移動可能とされたせん断バーをさらに備えていること、を特徴とする。

上記せん断バーは、切欠部を跨いで橋軸方向に沿って配設され、切欠部を挟んで一方側（橋梁部側、または土工部側）が床版本体に固定され、他方側が床版本体との間で相対移動可能とされている。せん断バーは、橋梁用床版が折れ曲がる際に、床版本体に固定されていない側は、床版本体内で僅かなズレを生じさせて床版本体との間で相対移動する。したがって、せん断バーは、橋梁用床版への曲げモーメントを増加させることなく橋梁用床版を通過する輪荷重によるせん断力を負担することができる。

請求項４に記載の橋梁用床版は、前記切欠部に弾性部材を配置したこと、を特徴とする。

このように、切欠部に弾性部材を配置することにより、切欠部を保護することができる。

請求項５に記載の橋梁用床版は、前記床版本体が、前記切欠部によって橋梁部側と土工部側とに２分されていること、を特徴とする。

上記構成によれば、床版本体が完全に分離されていることから、橋梁用床版の折れ曲がりによる床版本体への曲げモーメントをさらに減少させることができる。

請求項６に記載の橋梁構造は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の橋梁用床版を備えたものである。

上記橋梁構造によれば、橋梁用床版の損傷が小さいので、橋梁自体の耐久性を向上させることができる。

本発明の橋梁用床版によれば、応力の集中する部分に切欠部を構成して剛性を小さくすると共に、鉄筋を集中させているので、この部分を中心に橋梁用床版を折り曲げることができ、橋梁用床版の損傷を抑制することができる。

また、本発明の橋梁構造によれば、橋梁用床版の損傷が小さいので、橋梁自体の耐久性を向上させることができる。

［第１実施形態］
以下、図面を参照しながら、本発明の橋梁構造の実施形態について説明する。

図１は本実施形態の橋梁構造１０を側面からみた断面図であり、図２は上側からみた斜視図である。本実施形態の橋梁構造１０には、図１に示すように、橋梁部Ａ側に主桁１２が備えられている。主桁１２は、橋軸方向Ｘに沿って配設され、端部付近で橋台１４上に設置された支承１６によって支持されている。

主桁１２の上には床版４０が配設されている。床版４０は、図１に示すように、橋梁部Ａ側から土工部Ｂ側へ延長して配設されている。床版４０の端部には、伸縮装置２２が配設され、橋梁と道路（橋梁とは別体に敷設される道路）との接続部分で、温度変化等による伸縮が吸収可能とされている。床版４０は、橋梁部Ａ側から伸縮装置２２までの間で一体的に連続した構成とされている。

床版４０は、コンクリートで構成された床版本体４０Ａに複数の鉄筋を配設して構成されている。鉄筋構造の詳細については後述する。主桁１２の支承１６によって支持された位置に対応する支持位置Ｐでは、床版本体４０Ａの下側部分は橋幅方向Ｙに沿って切欠かれた、切欠部４２が構成されている。ここで、支持位置Ｐは、必ずしも支承の真上に対応する床版本体の位置でなくてもよく、真上よりも橋梁部側や土工部側の真上付近を含む位置とすることもできる。床版４０の下側は、切欠部４２を挟んで橋梁部Ａ側よりも土工部Ｂ側の厚みが若干薄く段差が構成されており、支持位置Ｐよりも土工部Ｂ側には、主桁１２との間に空間Ｒが構成されている。なお、空間Ｒには、ゴム材シートなどを配置してもよい。

床版４０の土工部Ｂ側の下には、底版３０が配置され、底版３０の下には踏掛版３２が配置されている。底版３０の上面には滑り面が構成され、床版４０は伸縮の際には滑り面で橋軸方向Ｘに移動する。踏掛版３２は、土砂地盤３４上に配置されている。

床版４０の上面の切欠部４２に対応する部分には、防水シート２６が配置されている。防水シート２６としては、防水型プログレンＡＰＲシートを用いることができる。床版４０の上面には、舗装２４が一定の厚みで形成されている。

図３にも示すように、床版４０には、橋軸方向Ｘに沿って切欠部４２を跨ぐように直線状に第１鉄筋４４が配設されている。第１鉄筋４４は、図３（Ｂ）に示すように、床版本体４０Ａの上部に配置され、橋幅方向Ｙに所定のピッチで複数本配設されている。

切欠部４２を挟んで橋軸方向Ｘの両側には、第２鉄筋４６、４８が配設されている。第２鉄筋４６は橋梁部Ａ側に配設され、第２鉄筋４８は土工部Ｂ側に配設されている。第２鉄筋４６は、第１鉄筋４４と同一高さ、同一方向に配設された上側部４６Ａ、支持位置Ｐよりも橋梁部Ａ側で切欠部４２に沿って配設された折曲部４６Ｂ、及び、床版本体４０Ａの下部に配設された下側部４６Ｃで構成されている。上側部４６Ａ、折曲部４６Ｂ、及び、下側部４６Ｃは、連続して形成されている。上側部４６Ａは、下側部４６Ｃよりも短く、切欠部４２付近から所定距離のみに配置されている。第２鉄筋４８も、第１鉄筋４４と同一高さ、同一方向に配設された上側部４８Ａ、支持位置Ｐよりも土工部Ｂ側で切欠部４２に沿って配設された折曲部４８Ｂ、及び、床版本体４０Ａの下部に配設された下側部４８Ｃで構成されている。上側部４８Ａ、折曲部４８Ｂ、及び、下側部４８Ｃも、連続して形成されている。上側部４８Ａは、下側部４８Ｃよりも短く、切欠部４２付近から所定距離のみに配置されている。第２鉄筋４６、４８も、橋幅方向Ｙに所定のピッチで複数本配設されている。なお、ここでは配筋の一例を示したが、第１鉄筋４４以外については、他の配筋方法とすることもできる。

第１鉄筋４４と第２鉄筋４６、４８との間の、床版本体４０Ａの厚み方向中央部には、切欠部４２を跨ぐよう第１鉄筋４４と平行にせん断バー５０が配設されている。せん断バー５０は、橋軸方向Ｘに切欠部４２付近にのみ配設される長さとされている。せん断バー５０としては、丸鋼を用いることができる。せん断バー５０の切欠部４２を挟んで橋梁部Ａ側には、外面全体を覆うようにテープ５２が巻き付けられている、テープ５２によって、せん断バー５０は床版本体４０Ａに固定されず、せん断バー５０と床版本体４０Ａとは相対移動可能とされている。

前記構成の橋梁構造上を車両が走行し、橋梁への荷重により床版４０の支持位置Ｐ付近が持ち上げられるように撓んだ場合を想定する。通常、床版４０にはこの撓んだ部分に大きな負の曲げモーメントが発生する。本実施形態の床版４０は、この部分に切欠部４２が構成されており、剛性が小さい。したがって、撓み部分への曲げモーメントが抑制され、床版４０の損傷を抑制することができる。また、第１鉄筋４４と第２鉄筋４６、４８とが、図３（Ｂ）に示すように、切欠部４２の上部（以下この部分を「ヒンジ部Ｈ」という）に集中しているので、床版４０は、ヒンジ部Ｈを中心に折れ曲がる。したがって、床版４０の上部の歪みを抑制することができる。さらに、第１鉄筋４４が、橋軸方向Ｘに直線状に配設されているので、床版４０に対する引っ張り力に対しても対応することができる。

また、せん断バー５０は、橋梁部Ａ側が床版本体４０Ａに固定されていないので、前記折れ曲がり時にせん断バー５０が床版本体４０Ａ内でズレて、せん断バー５０と床版本体４０Ａ内とが相対移動する。せん断バー５０は、本発明の必須要素ではないが、このようなせん断バー５０を配設することにより、床版４０への曲げモーメントを増加させることなく、床版４０を通過する輪荷重によるせん断力を負担することができる。なお、本実施形態では、せん断バー５０の土工部Ｂ側を床版本体４０Ａに固定し、橋梁部Ａ側を非固定としたが、せん断バー５０の橋梁部Ａ側を床版本体４０Ａに固定し、土工部Ｂ側を非固定としてもよい。

また、本実施形態では、防水シート２６が床版４０の切欠部４２に対応する上側に配置されているので、この部分の床版本体４０Ａのひび割れ部分などへの水分の進入を防止することができる。

また、本実施形態では、床版４０の支持位置Ｐ部分の段差により空間Ｒが構成されているので、床版４０は撓みやすくなり、荷重による曲げモーメントをさらに軽減することができる。

なお、本実施形態では、切欠部４２内を空洞としたが、図５（Ａ）に示すように、切欠部４２に弾性部材５４を配置してもよい。弾性部材５４としては、ゴム板やシール材を用いることができる。このように、弾性部材５４を配置することにより、切欠部４２を保護することができる。

また、本実施形態では、切欠部４２が床版本体４０Ａの厚み方向下側部分に形成されている例について説明したが、図５（Ｂ）に示すように、床版本体４０Ａを支持位置Ｐで切り離して橋梁部Ａ側と土工部Ｂ側とに２分し、第１鉄筋４４及びせん断バー５０のみで連接すると共に、離間部分に弾性部材５１を配置し、床版本体４０Ａの角部に補強材５９を設けて角部を保護してもよい。

また、図５（Ｃ）に示すように、切り離した床版本体４０Ａの離間部分の下側のみに弾性部材５８を配置し、上部には弾性部材を配置しないで、第１鉄筋４４を露出させる構成としてもよい。この場合には、第１鉄筋４４の露出部分にタール塗装等の防錆処理を施すと共に、床版本体４０Ａの角部を補強材５９で保護してもよい。

また、本実施形態では、第２鉄筋４６、４８を、切欠部４２でコの字（逆コの字）状に折り曲げて、橋梁部Ａ側と土工部Ｂ側とに分けて配置したが、図６に示すように、切欠部４２を跨いで橋軸方向Ｘに段違いとなるように配置してもよい。この場合の第２鉄筋５５は、橋梁部Ａ側では床版本体４０Ａの上側に配置され、切欠部４２を跨いで下側に折り曲げられて土工部Ｂ側では床版本体４０Ａの下側に配置される。また、第２鉄筋５６は、土工部Ｂ側では床版本体４０Ａの上側に配置され、切欠部４２を跨いで下側に折り曲げられて橋梁部Ａ側では床版本体４０Ａの下側に配置される。

さらに、図７に示すように、１本の第２鉄筋５６を床版本体４０Ａの下側に橋軸方向Ｘに沿って配置し、切欠部４２付近で上方に折り曲げて切欠部４２を跨ぐように配置してもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態では第１実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

本実施形態の、橋梁構造は、床版の構成を除いて第１実施形態と同様である（図１参照）。本実施形態の床版６０は、コンクリートで構成された床版本体６０Ａに複数の鉄筋を配設して構成されている。支持位置Ｐでは、床版本体６０Ａの上側部分及び下側部分が橋幅方向Ｙに沿って切欠かれ、切欠部６２Ａ、６２Ｂが構成されている
図８に示すように、床版６０には、橋軸方向Ｘに沿って切欠部６２Ａ、６２Ｂの間を通過するように直線状に第１鉄筋６４が配設されている。第１鉄筋６４は、図８（Ａ）に示すように、床版本体６０Ａの厚み方向中央部に配置され、橋幅方向Ｙに所定のピッチで複数本配設されている。なお、第１実施形態で使用したせん断バー５０は、本実施形態では不要である。

第２鉄筋６６は、橋梁部Ａ側で床版本体６０Ａの上側に橋軸方向Ｘに沿って配置された上側部６６Ａ、切欠部６２Ａの橋梁部Ａ側で切欠部６２Ｂの土工部Ｂ側へ向かって折り曲げられて形成された折曲部６６Ｂ、及び、土工部Ｂ側で床版本体６０Ａの下側に橋軸方向Ｘに沿って配置された下側部６６Ｃ、で構成されている。上側部６６Ａ、折曲部６６Ｂ、及び、下側部６６Ｃは、連続して形成されている。また、第２鉄筋６８は、土工部Ｂ側で床版本体６０Ａの上側に橋軸方向Ｘに沿って配置された上側部６８Ａ、切欠部６２Ａの土工部Ｂ側で切欠部６２Ｂの橋梁部Ａ側へ向かって折り曲げられて形成された折曲部６８Ｂ、及び、橋梁部Ａ側で床版本体６０Ａの下側に橋軸方向Ｘに沿って配置された下側部６８Ｃ、で構成されている。上側部６８Ａ、折曲部６８Ｂ、及び、下側部６８Ｃは、連続して形成されている。第２鉄筋６６と第２鉄筋６８とは、側方からみて、第１鉄筋６４と同一高さ位置で交差している。第２鉄筋６６、６８も、橋幅方向Ｙに所定のピッチで複数本配設されている。

前記構成の床版６０を備えた橋梁構造上を車両が走行し、橋梁への荷重により床版６０の支持位置Ｐ付近が持ち上げられるように撓んだ場合を想定する。本実施形態の床版６０は、この部分に切欠部６２Ａ、６２Ｂが構成されており、剛性が小さい。したがって、撓み部分への曲げモーメントが抑制され、床版６０の損傷を小さくすることができる。また、第１鉄筋６４と第２鉄筋６６、６８とが、切欠部６２Ａと切欠部６２Ｂとの間（以下この部分を「ヒンジ部Ｈ２」という）に集中しているので、床版４０は、ヒンジ部Ｈ２を中心に折れ曲がり、床版６０の損傷を抑制することができる。さらに、第１鉄筋６４が、橋軸方向Ｘに直線状に配設されているので、床版６０に対する引っ張り力に対しても対応することができる。

なお、本実施形態の場合にも、第１実施形態と同様に、切欠部６２Ａ、６２Ｂに弾性部材を配置したり、床版本体６０Ａを支持位置Ｐで切り離して橋梁部Ａ側と土工部Ｂ側とに２分し、第１鉄筋６４、第２鉄筋６６、６８のみで連接すると共に、離間部分に弾性部材を配置し、床版本体６０Ａの角部に補強材を設けて角部を保護してもよい。また、切り離した床版本体６０Ａの離間部分の下側のみに弾性部材を配置し、上部には弾性部材を配置しないで、第１鉄筋６４、第２鉄筋６６、６８を露出させる構成としてもよい。この場合には、第１鉄筋６４、第２鉄筋の露出部分にタール塗装等の防錆処理を施すと共に、床版本体６０Ａの角部を補強材で保護してもよい。

第１実施形態の橋梁構造の概略側面図である。 第１実施形態の橋梁構造を上側からみた斜視図である。 第１実施形態の橋梁構造の支持位置付近の（Ａ）は上部からみた鉄筋構成を示す図であり、（Ｂ）は側面図である。 第１実施形態の橋梁構造の支持位置付近の（Ａ）は荷重がない状態、（Ｂ）は荷重がかけられている状態を示す側面図である。 第１実施形態の床版の変形例を示す側面図である。 第１実施形態の床版の他の変形例を示す側面図である。 第１実施形態の床版の他の変形例を示す側面図である。 第２実施形態の橋梁構造の支持位置付近の（Ａ）は側面図であり、（Ｂ）は上部からみた鉄筋構成を示す図である。

符号の説明

１０ 橋梁構造
１２ 主桁
１６ 支承
２６ 防水シート
４０ 床版
４０Ａ 床版本体
４２ 切込部
４４ 第１鉄筋
４６ 第２鉄筋
４６Ａ 上側部
４６Ｂ 折曲部
４６Ｃ 下側部
４８ 第２鉄筋
４８Ａ 上側部
４８Ｂ 折曲部
４８Ｃ 下側部
５０ せん断断バー
５２ テープ
５４ 弾性部材
５５ 第２鉄筋
５６ 弾性部材
５６ 第２鉄筋
５８ 弾性部材
５９ 補強材
６０ 床版
６０Ａ 床版本体
６２Ａ 切欠部
６４ 第１鉄筋
６６ 第２鉄筋
６６Ａ 上側部
６６Ｂ 折曲部
６６Ｃ 下側部
６８ 第２鉄筋
６８Ａ 上側部
６８Ｂ 折曲部
６８Ｃ 下側部
Ａ 橋梁部
Ｂ 土工部
Ｈ ヒンジ部
Ｈ２ ヒンジ部
Ｐ 支持位置
Ｘ 橋軸方向
Ｙ 橋幅方向

Claims (6)

1. 橋梁部において主桁に支持され、前記主桁の橋軸方向端部である主桁端部から土工部方向へ延長して設置され、前記主桁を支持する支承部に対応する位置に橋幅方向に沿って切欠部の構成された床版本体と、
   前記床版本体へ前記切欠部を跨いで前記橋軸方向に沿って直線状に配設される第１鉄筋と、
   前記床版本体の厚み方向中央部よりも下側に前記橋軸方向に沿って配設される下側部、前記主桁端部において前記切欠部に沿って前記床版の厚み方向に配設される折曲部、及び、前記床版の厚み方向中央部よりも上側に前記橋軸方向に沿って配設される上側部、が連続して形成されている第２鉄筋と、
   を備えた橋梁用床版。
2. 前記第１鉄筋は前記床版本体の上部に配設され、前記第２鉄筋の前記上側部は前記第１鉄筋と同一高さに配設されていること、を特徴とする請求項１に記載の橋梁用床版。
3. 前記床版本体の厚み方向の前記第１鉄筋と前記第２鉄筋との間に前記橋軸方向に沿って前記切欠部を跨いで配設され、前記切欠部を挟んで一方側が前記床版本体に固定され、他方側が前記床版本体との間で相対移動可能とされたせん断バーをさらに備えていること、を特徴とする請求項２に記載の橋梁用床版。
4. 前記切欠部に弾性部材を配設したこと、を特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の橋梁用床版。
5. 前記床版本体は、前記切欠部によって橋梁部側と土工部側とに２分されていること、を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の橋梁用床版。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の橋梁用床版を備えた橋梁構造。

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