JP2009019453A - 鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 鋼部材とコンクリートとを結合させた複合桁では、下フランジに鋼板を用いるため、桁端部を支承部に支持させる際に下フランジの平面度を確保する必要からソールプレートの取付が要求されるが、その加工コストや取付作業のコストが増大するため、ソールプレートを必要としない桁端部構造を提供する。
【解決手段】 鋼ウェブ２とその下端部に取付けた鋼製の下フランジ３との端部よりも鋼ウェブ２の上端部に設けたコンクリート製の上フランジ４を突出させ、該突出した部分の下部にコンクリート製の支持用端部５を形成し、橋脚の支承部にはこの支持用端部５を載置し、下フランジ３が支承部に載置されない状態とする。複数本の複合桁１を橋脚に掛け渡して、支持用端部５の間部分及び上フランジ４の間部分にコンクリート部材７、９を設け、PC鋼材８を橋軸直角方向に挿通させてプレストレスを導入する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、鋼とコンクリートとからなる複合桁を架設する場合に、橋脚に載置される桁端部構造に関する。

河川橋や高架橋その他、各所に架設される各種の橋梁には、該橋梁の下方の地形や構造物の存在等により構造高を小さくしなければならない場合がある。例えば、河川橋では、中央部の河川を跨ぐ長径間部と、この長径間部と道路とを接続される短径間部とを接続した構造とされる場合があり、短径間部では河岸を跨ぐ状態で架設されるため、特に橋下空間が制限されて構造高が制限されやすい。

このような短径間部に架設される橋桁として、例えば鋼Ｉ桁による構造や、特許文献１に記載されているようにＨ型鋼を主桁とした構造とされたものがある。

前記鋼Ｉ桁桁による構造では、鋼ウェブの上端に鋼製の上フランジや接合部材が配されている構造であるため、これら上フランジや接合部材を鋼ウェブに溶接する必要があり、溶接作業に手間がかかり、橋桁の製作コストや橋梁の建設コストを増加させてしまうおそれがある。また、特許文献１に開示された上下部複合部材の剛結構造ではＨ型鋼を用いるため、規格品を用いることによるコストの抑制の面で有利であるが、寸法が規定されているものであるため、構造高による制限を受けて、特に短径間部では架設できないおそれがある。

このような、鋼Ｉ桁やＨ形鋼による構造の不都合に鑑みて、特に中小支間に架設された橋梁として、本願出願人は、鋼とコンクリートとの複合桁構造であって、構造高を小さくできるため、橋下空間の制限を受けにくく、建設コストを削減できると共に、現場工期を短縮することができる複合桁構造を提案した（特許文献２参照。）。すなわち、この複合桁構造は、鋼ウェブの下端部に鋼製の下フランジを、上端部にコンクリート製の上フランジを接合させた構造としたもので、架設の際には、橋軸直角方向に並設させて、上フランジにPC鋼線を挿通させてプレストレスを導入するようにしたものである。

特開２０００−３１９８１６ 特開２００７−１２６８１３

しかしながら、鋼ウェブの下端部に鋼製の下フランジを接合させた構造とした場合には、桁端部において当該構造上から次のような問題が生じるおそれがある。

この複合構造からなる主桁を架設する場合には、橋脚等の横桁に桁端部を載置させることによる。このとき、全ての橋脚の橋台の載置面が同一水平面内で一致していれば、橋台に主桁を載置して、橋台のコンクリートと主桁の下フランジ及び鋼ウェブとを接合させればよいが、橋台の載置面を同一水平面となるような寸法精度で製作することは現実的でなく、橋台の載置面の間には段差が生じて水平高さは一致していない。このため、橋台に支承を設けてこれに主桁の端部を載置させる構造となる。このとき、主桁の下部が鋼製の下フランジである場合には、該下フランジの下面の平面度が所定の許容値の範囲内にある必要がある。このため、下フランジの下面に鋼板製のソールプレートを取り付けて、下面の平面度を確保するようにしてある。このソールプレートは機械切削加工により製作され、下フランジに該ソールプレートの周縁部が溶接されて接合されるが、それぞれのソールプレート毎に機械切削加工されるために加工コストが大きくなり、溶接作業の作業コストも大きくなる。また、この複合桁構造では構造高が小さいため、せん断応力によってソールプレートの回し溶接した部分から疲労により亀裂が発生するおそれがある。

そこで、この発明は、ソールプレートを取り付ける必要をなくして該ソールプレートの加工コスト及び溶接作業に要するコストを生ぜず、架設時の作業性を簡便にした鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造は、鋼製のウェブに鋼製の下フランジとコンクリート製の上フランジとを接合させた複合桁を、橋脚に掛け渡す場合の桁端部構造において、前記鋼ウェブと下フランジとの一致したウェブ端部よりも、前記上フランジを突出させ、前記突出させた上フランジの下部にコンクリート製の支持用端部を形成し、前記支持用端部を橋脚に支承部を介して載置させるようにしたことを特徴としている。

すなわち、支承部にはコンクリートで形成した支持用端部が載置されるようにしたものである。コンクリートで形成された支持用端部は、下面の水平度が確保されており、支承部に合致した状態で載置される。このとき、下フランジは支承部と接触することがない位置となるように、前記上フランジ及び支持用端部を鋼ウェブ及び下フランジから突出させる。なお、支持用端部と鋼ウェブ及び下フランジとは、スタッドジベルや孔あきジベル等の接合手段を介して接合させる。

また、請求項２の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造は、鋼製のウェブに鋼製の下フランジとコンクリート製の上フランジとを接合させた複合桁を、橋脚に掛け渡す場合の桁端部構造において、前記鋼ウェブを下フランジよりも突出させて、該ウェブ端部よりも、前記上フランジを突出させ、前記突出させた上フランジの下部にコンクリート製の支持用端部を形成し、前記支持用端部を橋脚に支承部を介して載置させるようにしたことを特徴としている。

すなわち、前記鋼ウェブを支持用端部にまで延長して設けた構造としたものであり、この複合桁を架設した状態では鋼ウェブは支承部の上方に位置した状態となる。これにより、桁端部に生じる曲げモーメントに対抗する部材とせん断力に対抗する部材とが別々に配されることとなる。

また、請求項３の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造は、前記複合桁を複数本並設させて橋脚に掛け渡し、並設させた複合桁の間位置と、前記支持用端部の間位置に、架設現場にてコンクリートを打ち込み、橋軸直角方向にPC鋼材を挿通させてプレストレスを導入するようにしたことを特徴としている。

橋梁を架設する際に、前記支持用端部を支承部に載置させた状態で、並設させた複合桁の間の部分にコンクリートを打ち込み、橋軸直角方向にPC鋼材を挿通させてプレストレスを導入する。また、並設させた複合桁の上フランジの間部分にもコンクリートを打ち込んで、橋軸直角方向にPC鋼材を挿通させてプレストレスを導入する。

この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造によれば、支持用端部を形成するためにコンクリートを打ち込む際に、該支持用端部の下面の平面度を容易に確保することができるから、別途ソールプレートを取り付ける必要がない。このため、ソールプレートの加工コストや取付コスト等を要することがなく、複合桁の製作コストを低減できる。しかも、支持用端部はコンクリート部材により形成するため、安価で疲労耐久性に優れた橋梁を構築させることができる。

この複合桁は工場においてプレキャストすることができるから、橋梁の架設現場での作業性を向上させて、作業時間の短縮化を図ることができる。

また、請求項２の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造によれば、桁端部に作用する曲げモーメントとせん断力に良好に対抗することができる。

また、請求項３の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造によれば、複合桁を支承部に載置することによりこの複合桁を架設させることができるから、現場における施工を簡便にできる。また、並設させた複合桁の上フランジの間部分と支持用端部の間部分にコンクリートを打ち込んでこれら間部分にコンクリートを充填させ、PC鋼材を挿通させることによるから、架設現場における作業性が良好となり、施工期間を短くすることができる。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造を具体的に説明する。

図１及び図２にこの発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造を示しており、図１は概略の斜視図、図２は概略の側面図である。この複合桁１は鋼製のウェブ２の下端部に鋼製の下フランジ３を溶接により設け、上端部にコンクリート製の上フランジ４を形成した構造が主体とされている。前記鋼ウェブ２と下フランジ３との端部は一致させてあり、前記上フランジ４はこれら鋼ウェブ２と下フランジ３との端部からさらに突出させてある。そして、この突出させた上フランジ４の部分の下部にコンクリート部材による支持用端部５が形成されている。この支持用端部５は、鋼ウェブ２に形成した孔開きジベル2aにより該鋼ウェブ２と、下フランジ３に植設したスタットジベル3aにより該下フランジ３と接合されている。この支持用端部５と鋼ウェブ２及び下フランジ３との接合構造は他の方式によるものでも良く、例えば、スタットジベル3aに代えて、図３に示すように、下フランジ２に孔開き鋼板ジベル６を溶接した構造とすることもできる。また、この支持用端部５の幅員は下フランジ３の幅員とほぼ等しい大きさとしてある。

前記複合桁１は、工場や橋梁の架設現場の近傍に設置した製作ヤード等でプレキャスト部材として製作する。製作時には、前記支持用端部５の下面の平面度を確保する。すなわち、支持用端部５のコンクリートを打ち込む際に、下面の型枠を平面度が確保されるようにして行えばよい。もしくは、現場で支持用端部５の下面と支承部との間に無収縮モルタルなどを用いて高さ調整を行えばよい。

工場等でプレキャストされた複合桁１を架設現場に搬入し、橋脚の支承部16に前記支持用端部５を載置させて接合させる。このとき、前記下フランジ３が支承部16に載置されることがないように、予め支承部16と支持用端部５の位置関係を定めておく。複数本の複合桁１を並設して載置させた状態で、隣接する複合桁１の間部分にはコンクリートを打ち込む。支持用端部５の間部分では、図５に示すように、この間部分をコンクリート部材７で連繋させる。そして、前記支持用端部５とこのコンクリート部材７とを挿通させてPC鋼材８を挿通させてプレストレスを導入する。また、支持用端部５の上部の上フランジ４にもPC鋼材８を挿通させて、プレストレスを導入する。

また、橋脚から外れた部分では、図６に示すように、上フランジ４の間部分にコンクリートを打ち込んで、この間部分をコンクリート部材９で連繋させ、これら上フランジ４とコンクリート部材９とにPC鋼材８を挿通させて、プレストレスを導入する。なお、コンクリート部材７、９には適宜な位置に鉄筋10が配置されている。また、図５及び図６はいずれも、２本の複合桁１を並設した状態を示しているが、橋軸直角方向の距離に応じて必要本数の複合桁１を並設する。

図４は他の実施形態を示すもので、図１と同様に桁端部を示す概略斜視図である。この実施形態に係る桁端部構造を備えた複合桁11では、鋼ウェブ12を鋼製の下フランジ13の端部よりもさらに突出させてある。鋼ウェブ12の上端にはコンクリート製の上フランジ14が接合されている。上フランジ14の端部は、図４に示すように、前記鋼ウェブ12の端部よりもさらに突出させてあり、この突出した上フランジ４の部分の下部にコンクリート製の支持用端部15が形成されている。また、支持用端部15と鋼ウェブ12とは鋼ウェブ12に形成した孔開きジベル12aにより、支持用端部15と下フランジ13とは下フランジ13に植設したスタッドジベル13aにより、それぞれ接合されている。なお、支持用端部15と鋼ウェブ12、下フランジ13との接合は、これら孔開きジベル12aやスタッドジベル13aに限らず、他の形式によるものであっても構わない。

そして、前記支持用端部15が橋脚の支承部16に載置されて複合桁11が掛け渡される。このとき、支承部16には支持用端部15が載置されて、下フランジ13が支承部16に載置されることがないようにする。複数本の複合桁11を橋脚に掛け渡した状態で、前述の場合と同様に、図５及び図６に示すように、支持用端部15の間部分にはコンクリート部材７を上フランジ14の間部分にはコンクリート部材９をそれぞれ打ち込んで、PC鋼材８を橋軸直角方向に挿通させてプレストレスを導入する。

この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造によれば、下フランジが鋼板により製作された複合桁を橋脚の支承部に載置させるためのソールプレートを、下フランジの下面に取り付ける必要がないから、このソールプレートを機械切削加工する加工コストや取付のための溶接の作業コスト等を要せず、橋梁を架設する際の、主桁の製作コストや架設の施工コストの低減化に寄与する。

この発明の一の実施形態に係る桁端部構造を備えた鋼とコンクリートの複合桁の桁端部の概略構造を、鉄筋を省略して示す斜視図である。 図１に示す桁端部の側面図で、鉄筋を省略して示している。 図１に示す実施形態において、支持用端部のコンクリートと複合桁の鋼ウェブ及び下フランジの接合構造の変形例を示し、鉄筋を省略して示す図である。 この発明の他の実施形態に係る桁端部構造を備えた鋼とコンクリートの複合桁の桁端部の概略構造を、鉄筋を省略して示す斜視図である。 この発明に係る桁端部構造を備えた複数本の複合桁を並設させて橋脚に掛け渡した状態の桁端部の断面図であり、図２におけるＡ−Ａ線に沿って切断した断面図である。 この発明に係る桁端部構造を備えた複数本の複合桁を並設させて橋脚に掛け渡した状態の桁端部の断面図であり、図２におけるＢ−Ｂ線に沿って切断した断面図である。 この発明に係る桁端部構造を備えた複数本の複合桁を並設させて橋脚に掛け渡した状態の桁中央部の断面図であり、図２におけるＣ−Ｃ線に沿って切断した断面図である。

符号の説明

１ 複合桁
２ 鋼ウェブ
2a 孔開きジベル
３ 下フランジ
3a スタッドジベル
４ 上フランジ
５ 支持用端部
６ 孔開き鋼板ジベル
７ コンクリート部材
８ PC鋼材
９ コンクリート部材
10 鉄筋
11 複合桁
12 鋼ウェブ
12a 孔開きジベル
13 下フランジ
14 上フランジ
15 支持用端部
16 支承部

Claims (3)

1. 鋼製のウェブに鋼製の下フランジとコンクリート製の上フランジとを接合させた複合桁を、橋脚に掛け渡す場合の桁端部構造において、
   前記鋼ウェブと下フランジとの一致したウェブ端部よりも、前記上フランジを突出させ、
   前記突出させた上フランジの下部にコンクリート製の支持用端部を形成し、
   前記支持用端部を橋脚に支承部を介して載置させるようにしたことを特徴とする鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造。
2. 鋼製のウェブに鋼製の下フランジとコンクリート製の上フランジとを接合させた複合桁を、橋脚に掛け渡す場合の桁端部構造において、
   前記鋼ウェブを下フランジよりも突出させて、該ウェブ端部よりも、前記上フランジを突出させ、
   前記突出させた上フランジの下部にコンクリート製の支持用端部を形成し、
   前記支持用端部を橋脚に支承部を介して載置させるようにしたことを特徴とする鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造。
3. 前記複合桁を複数本並設させて橋脚に掛け渡し、並設させた複合桁の間位置と、前記支持用端部の間位置に、架設現場にてコンクリートを打ち込み、橋軸直角方向にPC鋼材を挿通させてプレストレスを導入するようにしたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼とコンクリートの複合桁の桁端部構造。

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