JP2008240429A - Ｐｃ床版箱桁橋 - Google Patents

Abstract

【課題】上下のＰＣ床版をＦＲＰ板からなるウェブで連結した開断面箱桁橋において、前記上下のＰＣ床版の鉄筋をウェブを貫通することなく配筋した開断面箱桁橋を提供する。
【解決手段】 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの上端側と下端側とに板状のアンカー部材を突設し、鉄筋を前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記アンカー部材が床版のコンクリートに埋設される。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＰＣ鋼線を橋軸方向及び床版方向に配筋し、このＰＣ鋼線を緊張させてコンクリートにプレストレスによる圧縮力を作用させたＰＣ床版からなる上床版と下床版との間を波形鋼板からなるウェブで連結した箱桁橋に関する。

ＰＣ床版からなる上床版と下床版との間を波形鋼板からなるウェブで連結した箱桁橋が知られている。この箱桁橋は、橋軸方向に延長されたウェブの上端と下端とに設けたフランジに突設されたスタッドジベル等の剛結手段により床版と剛結された構造をしている。

ところで、このような箱桁橋に波形鋼板が使用される以前は、平板状の鋼板が用いられていた。この鋼板のヤング率はＰＣ床版よりも７〜１０倍大きいことから、このＰＣ床版がプレストレスにより圧縮変形するのが邪魔されるという問題があり、これを解決するために橋軸方向の変形が比較的容易になされる波形鋼板が用いられるようになったのである。

しかし、この波形鋼板を用いた箱桁橋には次のような問題点があることが知られている。

波形鋼板ウェブと下床版との連結部分には水が溜まりやすく、該連結部分が腐食し易くなるので防錆処理や塗装をしなければならなかった。この防錆処理や塗装は、経時によりその防錆効果が低下してしまうので、定期的に行わなければならず、そのメンテナンスの手間と費用とがかかるという問題があった。

そこで、前記の波形鋼板ウェブを用いた箱桁橋の問題を解決するため、ＦＲＰ板からなるウェブを用いた箱桁橋が提案されている（例えば、特許文献１）。

この特許文献１に開示されている箱桁橋としては、図５に示すように、ＦＲＰを積層したパネル１０６によりウェブ１０２が形成され、該ウェブ１０２の上下に、床版１０３，１０４の幅方向に配筋される鉄筋１０７，１０８（ウェブ固定用鉄筋）を前記ウェブ１０２の固定穴１１５に挿通させて、実質的に前記固定穴１１５と固定用鉄筋１０７，１０８とが係合して床版１０３，１０４がウェブ１０２に固定されるようになっている。

前記ウェブ１０２に用いられているＦＲＰ板１０６は、ガラスファイバーやカーボンファイバー等が強化材として使用され、母材として不飽和ポリエステルやエポキシ樹脂等が使用されたシート状或いは織物上のクロスが積層されて形成されている。

前記鉄筋１０７，１０８は、ウェブ１０２の固定穴１１５に合わせて配置されており、この固定穴１１５は伝えるべき力の大きさから決まっている。

そして、前記ＦＲＰ板１０６からなるウェブ１０２と、ＰＣ床版１０３，１０４とはヤング率が同等であるので、ＰＣ床版１０３，１０４に負荷されるプレストレスに応じて十分に圧縮変形されるようになり、結果、波形鋼板をウェブに用いた場合よりもＰＣ床版の強度が向上している。
特開２００１−２６２７０８号公報

ところで、前述のＦＰＲ板からなるウェブは、上端側と下端側とに大きな貫通孔が形成され鉄筋を挿通し易いようになっているが、この貫通孔を形成するには、貫通させようとする孔の外径に沿って複数の孔をドリルで開孔する必要があった。そして、孔の外径に沿って開孔した複数の孔と孔との間をのこぎり等で切断することで所定の大きさの貫通孔が形成されている。しかし、この貫通孔は、ＦＲＰの強化材の繊維が切断されて形成されたものであり、ＦＲＰ板の上端側と下端側の強度が著しく低下するという問題があった。

また、貫通孔を形成するのには前述のように手間と時間が掛かり、その費用がＦＲＰ板の製造にかかる費用と同程度となってしまうという問題があった。

前記問題を解決するための本発明に係る箱桁橋は、
１） 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの上端側と下端側とに板状のアンカー部材を突設し、鉄筋を前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記アンカー部材が床版のコンクリートに埋設されていることを特徴とする。
２） 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの上端および下端に該ウェブより突出するフランジを形成し、鉄筋を前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記フランジが床版のコンクリートに埋設されていることを特徴とする。
３） 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの少なくとも上端に床版の鉄筋を受け入れる受入部を形成し、この受入部に鉄筋を配置すると共に前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記受入部が床版のコンクリートに埋設されていることを特徴とする
４）前記ウェブは、ロービングクロス、チョップドストランドマット又はサーフェスマットとを積層して補強部材としていることを特徴とする

ＦＲＰ板を貫通することなく鉄筋が床版に配筋され、ＦＲＰ板の強化材が切断されて強度が低下することが防止される。

また、ＦＲＰ板を貫通することなく鉄筋が床版に配筋されており、ＦＲＰ板に貫通孔を開孔する手間とその費用が不要となる。

更にまた、ＦＲＰ板の上端と下端とに形成された受入部により床版の鉄筋とウェブとの位置決めがなされ、施工が容易となる。

（実施例１）
以下、本発明に係る箱桁橋について図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る箱桁橋１の斜視図であり、自動車等の走行するアスファルト面が形成された上床版３と下床版４との間を連結するＦＲＰ板６からなるウェブ２を有している。

前記上床版３は、橋軸方向にＰＣ鋼線（不図示）が埋設されたＰＣ床版であって、床版のコンクリート中に配筋された前記ＰＣ鋼線の緊張力によって該床版３にプレストレスによる圧縮力を作用させて曲げ応力に対する強度が向上されている。

前記ＦＲＰ板６からなるウェブ２は、その上端側に上床版３のコンクリートと係合する平板からなるアンカー部材２ａが突設され、下端側に下床版４のコンクリートと係合する平板からなるアンカー部材２ｂが突設されている。前記ＦＲＰ板６の上下に突設されたアンカー部材２ａ，２ｂは、前記ＦＲＰ板６の長手方向（橋軸方向）に延長されて形成されており、ＦＲＰ板６の表面より突出するように形成されている。このアンカー部材２ａ，２ｂは、ガラスファイバーやカーボンファイバー等の強化繊維にエポキシ樹脂等を含浸させたものが用いられており、ＦＲＰ板６に接着剤等の接着手段を用いて設けられている。

次に、本発明に係る箱桁橋１の施工について、プレキャスト桁架設工法を一例として説明する。

まず、下床版４を形成するための底型枠と側型枠とが組み立てられ、この型枠内に橋軸方向に配筋されるＰＣ鋼線と床版方向に配筋される鉄筋８が設けられる。配筋された鉄筋８上にＦＲＰ板６の下端側のアンカー部材２ｂが床版３のコンクリート中に埋設されるように載置し、コンクリートを打ち込む。コンクリート打ち込み後は、ビニールシート等により打設箇所を覆い、コンクリートの養生がなされ、型枠が外されて下床版４が形成される。

次いで、ＦＲＰ板６の上端側のアンカー部材２ａが上床版３のコンクリート中に埋設されるように、上床版３を形成する底型枠と側型枠とが組み立てられ、該型枠内にＰＣ鋼線と鉄筋７が配筋される。また、この鉄筋７が配筋される際にシース管を介してＰＣ鋼線が橋軸方向に配設される。次に、コンクリートが前記型枠内に打ち込まれ、ビニールシート等により打設箇所が１次養生される。コンクリートが半硬化したら前記ＰＣ鋼線を緊張させて該コンクリートにプレストレスによる圧縮力が付与される。次いで２次養生がなされ、型枠が外されて上床版３が形成される。前記下床版４も上床版３と同様にＰＣ鋼線を緊張させてコンクリートに圧縮力が付与されている。

このようにして上床版３とＦＲＰ製ウェブ２と下床版４とが一体となって形成された箱桁橋１は、上下の床版３，４のコンクリートとＦＲＰ製ウェブ２とが同等のヤング率であるので、床版３，４にプレストレスを導入した際に該床版３，４の圧縮変形に随伴してウェブ２が圧縮変形されるようになっている。

本発明により、鉄筋がＦＲＰ板からなるウェブを貫通することがなくなり、ＦＲＰ板の強化材の繊維が切断されることで該ＦＲＰ板の強度が低下することが防止される。また、ＦＲＰ板の上端側と下端側とにアンカー部材を設けて上下の床版のコンクリートと係合するようにしたので、床版のコンクリートとＦＲＰ板とが一体的に圧縮変形されるようになり、ＰＣ鋼線の緊張によるプレストレスの作用でコンクリートが十分に圧縮変形することができ、ＰＣ床版の強度と耐久性が向上する。

また、鉄筋がＦＲＰ板を貫通しないように配筋されているので、該ＦＲＰ板に貫通孔を切開して形成する手間がなくなると共に、貫通孔を形成する費用がかからなくなる。

また、ＦＲＰ板は鋼板のように腐食することがないので、沿岸部での塩害、融雪剤によるウェブの腐食等が防止され、沿岸部や積雪地域等において高耐久性を発揮することができる。

本実施例においては、レキャスト桁架設工法による施工方法について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、押し出し工法、張出し工法等により施工することもできる。

また、ＦＲＰ板として本実施例では平板状のものを説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図２に示すような鋼矢板状のＦＲＰ板１６からなるウェブ１２を用いることもできる。このウェブ１２は、上端側と下端側とに設けた複数のアングル形状のアンカー部材１２ａ，１２ｂによって上下のＰＣ床版のコンクリートと係合するようになっている。

そして、このような鋼矢板の形状は、屈曲部が橋軸方向に圧縮変形しやすいので、ＰＣ鋼線の緊張力による床版の圧縮変形に容易に追従して変形するようになっている。更に、床版の荷重方向（上下方向）の圧縮力に対しても強い形状であり、座屈が防止される。

また、本実施例では、アンカー部材の形状としてブロック状のものを用いたが、略アングル形状や円柱状や矩形等の突起状のものを使用することもできる。この場合は、コンクリートの回り込み易い形状のものを用いるのがボイド等を防止する観点から好ましい。

（実施例２）
次に、図３を参照して他の実施例について説明する。ＦＲＰ板２６の上端側と下端側とに該ＦＲＰ板より突出するＬ形アンカー部材２２ａ，２２ｂが取り付けられて、このＦＲＰ板２６と一体的に形成されていることを特徴としている。

このＦＲＰ板２６は、前記実施例同様にロービングクロス、チョップドストランドマット、サーフェスマットとから一体的に成型されている。また、ＦＲＰ板２６の上端側と下端側とに取り付けられたＬ形部材２２ａ，２２ｂは、上下の床版２３，２４のコンクリートと係合するようになっている。

また、このＬ形部材２２ａ，２２ｂは、ＦＲＰ板２６の両方の面に取り付けられている。

床版の鉄筋２７，２８は、前記ＦＲＰ板２６を貫通することなくＬ形部材２２ａ，２２ｂ上に、或いはＬ形部材２２ａ，２２ｂと近接して配筋され、この鉄筋２７，２８と前記Ｌ形部材２２ａ，２２ｂとが床版２３，２４のコンクリートに埋設されて箱桁橋２０が形成されている。

本実施例により、ＦＲＰ板の上端側と下端側とにＬ形アンカー部材を取り付けたので、ＦＲＰ板とコンクリートとの係合強度が向上する。

（実施例３）
次に、図４を参照して更に他の実施例について説明する。本実施例は、前記第１実施例及び第２実施例の材料を使用して成型したＦＲＰ板３６からなるウェブ３２の上端と下端とに床版３３，３４の鉄筋を受け入れる受入部３２ａ，３２ｂを形成したことを特徴としている。

前記受入部３２ａ，３２ｂは、ＦＲＰ板３６の強化繊維を切断しないように、恰も雪平鍋のカラス口を延長したような形状に成型されている。

本実施例により、ＦＲＰ板の強化繊維を切断することなく床版の鉄筋と確実に係合するので、床版とＦＲＰ板とからなるウェブとの連結強度が向上すると共に、ウェブが床版のプレストレスによる圧縮変形に追従して圧縮変形する。

更に、ＦＲＰ板の略カラス口に鉄筋を配置するだけで位置決めがなされるので、その施工は容易である。

本発明に係る箱桁橋を示す斜視図である。 本発明に係る箱桁橋のＦＲＰ板ウェブを示す斜視図である。 本発明に係る他の実施の形態を示す斜視図である。 本発明に係る更に他の実施の形態を示す斜視図である。 従来の箱桁橋の斜視図である。

符号の説明

１，２０ 箱桁橋
２，１２，２２，３２ ウェブ
３，２３，３３ 下床版
４，２４，３４ 上床版
５，７，８，１７，１８，２７，２８，３５ 鉄筋
６，１６，２６，３６ ＦＲＰ板
１２ａ，１２ｂ，２２ａ，２２ｂ アンカー部材
１０６ ＦＲＰ積層パネル
１０７ 鉄筋
１１５ 貫通孔

Claims (4)

1. 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの上端側と下端側とに板状のアンカー部材を突設し、鉄筋を前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記アンカー部材が床版のコンクリートに埋設されていることを特徴とする開断面箱桁橋。
2. 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの上端および下端に該ウェブより突出するフランジを形成し、鉄筋を前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記フランジが床版のコンクリートに埋設されていることを特徴とする開断面箱桁橋。
3. 上下のＰＣ床版の間をＦＲＰ板からなるウェブで連結され、前記ウェブの少なくとも上端に床版の鉄筋を受け入れる受入部を形成し、この受入部に鉄筋を配置すると共に前記ウェブを貫通することなく配筋し、この鉄筋と共に前記受入部が床版のコンクリートに埋設されていることを特徴とする開断面箱桁橋。
4. 前記ウェブは、ロービングクロス、チョップドストランドマット又はサーフェスマットとを積層して補強部材としていることを特徴とする請求項１，２又は３記載の開断面箱桁橋。

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