JP2009249953A - 橋梁の埋設ジョイント構造及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】床版が伸縮しても、その伸縮を効果的に吸収し、橋面舗装にひび割れが発生しない埋設ジョイント構造を提供する。
【解決手段】埋設ジョイント構造１は、床版遊間４を隔てて対向配置されている床版３の床版遊間側端部３ａの上にそれぞれ定着される下層板５と、床版遊間４を跨ぐように下層板５の上に設置される２枚の第１及び第２の上層板６、７と、両上層板６、７の橋軸方向の端面に接するように、下層板５の上に設置される緩衝材８と、緩衝材８の端面に接するように設けられる拘束手段９と、両上層板６、７を覆うように設置されるとともに、橋軸方向の端部が拘束手段９に固定される板状部材１０とから構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、道路橋等の橋梁における床版間を連続化するための埋設ジョイント構造及びその施工方法に関するものである。

道路橋等の橋梁では、床版遊間を隔てて対向配置されている床版間を連続化するために、埋設ジョイント構造が用いられている。
例えば、特許文献１には、図９に示すように、床版遊間４を跨ぐように広い範囲で床版３の上に定着される板材２０と、板材２０と一体化するように施工される橋面舗装１１とを備えてなる埋設ジョイント構造が開示されている。これは、温度変化等により、床版３の床版遊間側端部３ａに生じる伸縮を床版３に定着された板材２０全体で分散させることによって橋面舗装１１に局所的なひずみが発生することを防ぎ、舗装のひび割れを防止するものである。
特開平１０−８４１２号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構造では、床版遊間側端部３ａの伸縮に伴って板材２０と床版３との接触面に生じる摩擦抵抗によって、板材２０の床版遊間側端面付近が局所的に伸縮する。橋面舗装１１は、板材２０と一体化するように構築されているので、床版遊間側端面付近の橋面舗装１１も同様に局所的に伸縮して大きなひずみが生じ、図１０に示すように、床版遊間側端面付近の橋面舗装１１にひび割れが発生してしまうという問題点があった。

そこで、本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、床版が伸縮しても、その伸縮を効果的に吸収し、橋面舗装にひび割れが発生しない埋設ジョイント構造を提供することである。

前記目的を達成するため、本発明の埋設ジョイント構造は、床版遊間を隔てて対向配置されている橋梁の床版を連続化するための埋設ジョイント構造であって、前記床版の床版遊間側端部の上にそれぞれ定着される下層板と、前記床版遊間を跨ぐように前記下層板の上に設置される上層板と、前記上層板の橋軸方向の端面に接するように設けられる緩衝材と、前記緩衝材の前記上層板とは反対側の端面に接するように設けられ、前記緩衝材の前記上層板とは逆向きの橋軸方向への移動を拘束するための拘束手段とを備えてなり、前記床版の伸縮とともに、前記下層板が橋軸方向に前記上層板に対して滑動可能であることを特徴とする（第１の発明）。

本発明による埋設ジョイント構造によれば、下層板は床版に定着されているので、床版が温度変化等により伸縮すると、下層板も床版の伸縮に伴って橋軸方向に伸縮する。このとき、下層板は橋軸方向に容易に滑動することができる。そして、下層板が上層板に対して滑動するので、上層板ほとんど伸縮しない。また、上層板の橋軸方向の両側に緩衝材が設置されているので、床版や橋面舗装の伸縮に伴って上層板に対して橋軸方向に作用する圧縮力及び引張力を吸収することができる。すなわち、上層板はほとんど伸縮しない。
したがって、上層板はほとんど伸縮せず、この上層板を介して橋面舗装に生じるひずみは小さいので、橋面舗装にひび割れは生じない。

第２の発明は、第１の発明において、前記上層板を覆うように設置されるとともに、橋軸方向の端部がそれぞれ前記拘束手段に固定された板状部材を更に備えることを特徴とする。
本発明による埋設ジョイント構造によれば、板状部材の橋軸方向の端部がそれぞれ拘束手段に固定されており、床版が伸張すると板状部材全体が均一に収縮し、床版が収縮すると板状部材全体が均一に伸張して、床版による伸縮を板状部材全体で吸収するので、板状部材に生じるひずみは小さい。したがって、板状部材が伸縮しても、この板状部材を介して橋面舗装に生じるひずみは小さいので、橋面舗装にひび割れは生じない。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記拘束手段は、モルタル等の硬化材を、前記下層板の端部を覆うように前記床版上に打設してなることを特徴とする。
本発明による埋設ジョイント構造によれば、モルタル等の硬化材を打設して硬化させることにより、短時間で効率良く床版と下層板とを一体化することができる。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、前記拘束手段は、前記下層板の上に設置される他の上層板と、当該他の上層板及び前記下層板を貫通して先端部が前記床版に挿入されるアンカーボルトとを備えることを特徴とする。
本発明による埋設ジョイント構造によれば、床版遊間を跨ぐように設置されている上層板とは異なる他の上層板を緩衝材の側部に設置し、アンカーボルトで固定することにより、短時間で効率良く拘束手段を設けることができる。また、床版遊間を跨ぐように設置されている上層板と同じ材質のものを用いるので、材料の手配、管理等の手間が省ける。

第５の発明の埋設ジョイント構造の施工方法は、床版遊間を隔てて対向配置されている橋梁の床版を埋設ジョイント構造にて連続化する埋設ジョイント構造の施工方法において、床版の床版遊間側端部の上にそれぞれ下層板を定着する下層板設置工程と、前記床版遊間を跨ぐように前記下層板の上に上層板を設置する上層板設置工程と、前記上層板の橋軸方向の端面に接するように緩衝材を設ける緩衝材設置工程と、前記緩衝材の前記上層板と反対側の端面に接するように、前記緩衝材の前記上層板とは逆向きの橋軸方向への移動を拘束するための拘束手段を設ける拘束手段設置工程とを備えることを特徴とする。

本発明の埋設ジョイント構造を用いることにより、床版が伸縮しても、その伸縮を効果的に吸収し、橋面舗装にひび割れが発生しない。

以下、本発明の好ましい実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の第一実施形態に係る埋設ジョイント構造１を適用した道路用の橋梁２の側面図である。

図１に示すように、道路用の橋梁２には、床版遊間４を隔てて対向配置されている床版３の床版遊間側端部３ａの上にそれぞれ定着される下層板５と、床版遊間４を跨ぐように下層板５の上に重ねて設置される第１及び第２の上層板６、７とが設けられている。

第１及び第２の上層板６、７は共に、同じ材質及び同じ大きさで、接着剤で接着して一体化されている。上層板６、７の厚さ、曲げ強度は、それぞれ例えば、８．５ｍｍ、３０Ｍｐａ以上である。

両上層板６、７及び下層板５は、床版３の伸縮に追随可能な伸縮性を有するとともに、通行車両や橋面舗装１１等の荷重を支持可能な剛体であるセメントボードや鉄板等を用いる。本実施形態においては、セメントを主成分とし、高強度ビニロン繊維で補強された高靱性セメントボード（例えば、パワロンボード（商品名）：株式会社クラレ製）を用いたが、これに限定されるものではない。

下層板５は、床版３の上面に接着剤で定着されているとともに、アンカーボルト１４で固定されており、床版３が、例えば、温度変化により伸縮すると、その伸縮に追随して伸縮する。

下層板５の上面には、両上層板６、７の橋軸方向の端面に接するように、ゴム板等の緩衝材８が設けられている。さらに、その緩衝材８の第１及び第２の上層板６、７とは反対側の端面に接するように拘束手段９が設けられている。

拘束手段９は、緩衝材８の端面に接するように設置される第３及び第４の上層板１５、１６と、これら第３及び第４の上層板１５、１６と下層板５とを貫通して先端部が床版３に挿入される上記アンカーボルト１４と、このアンカーボルト１４の頭部と第４の上層板１６との間に設置され、ワッシャーの機能を有する鋼板１７と、下層板５、第３及び第４の上層板１５、１６の端面に接するように床版３上に設けられたモルタル１８とから構成されている。そして、下層板５、第３及び第４の上層板１５、１６の端面に接するように床版３上にモルタル１８が設けられることで、下層板５と第３及び第４の上層板１５、１６と床版３とは一体化されている。したがって、緩衝材８は、緩衝材８の側部に設けられている拘束手段９により第１及び第２の上層板６、７とは逆向きの橋軸方向への移動を拘束され、これにより、第１及び第２の上層板６、７の橋軸方向への移動も拘束される。

また、第３及び第４の上層板１５、１６とモルタル１８と床版３とは一体化しているので、床版３が伸縮すると第３及び第４の上層板１５、１６及びモルタル１８は、この伸縮に伴って橋軸方向に移動する。このとき、第３及び第４の上層板１５、１６等の移動は緩衝材８によって吸収され、第１及び第２の上層板６、７への圧縮力や引張力は作用しないので、第１及び第２の上層板６、７は伸縮しない。

さらに、第１及び第２の上層板６、７が、例えば、温度変化により伸縮しても、その伸縮は緩衝材８によって吸収され、拘束手段９への圧縮力や引張り力は作用しない。

なお、本実施形態においては、第３及び第４の上層板１５、１６として第１及び第２の上層板６、７と同じ高靱性セメントボードを用いた。

鋼板１７の床版遊間側端部は、通行車両や橋面舗装１１の荷重が緩衝材８に作用することを防止するため、緩衝材８の上方を覆うように第２の上層板７の端部付近まで延設されている。

第１及び第２の上層板６、７を覆って、橋軸方向の端部が拘束手段９に固定されるように板状部材１０が設けられている。板状部材１０の上には、車や人が通行するための橋面舗装１１が敷設されている。

板状部材１０は、圧縮力や引張り力が作用すると全体が均一に伸縮する性質を有する樹脂含浸アラミド繊維板を用いる。本実施形態においては、市販されている、例えば、厚さ０．２ｍｍのケブラー（商品名：東レ・デュポン株式会社製）を用いたが、この厚さ及びこの商品これに限定されるものではない。

下層板５と第１の上層板６との接触面の摩擦係数は小さく、床版３の伸縮とともに伸縮する下層板５は、第１の上層板６に対して橋軸方向に滑動する。

また、板状部材１０と第２の上層板７との接触面の摩擦係数も小さく、床版３の伸縮とともに伸縮する板状部材１０は、第２の上層板７に対して橋軸方向に伸縮する。

なお、本実施形態においては、下層板５と第１の上層板６との摩擦係数、板状部材１０と第２の上層板７との摩擦係数は、例えば、０．５３としたが、この値に限定されるものではなく、下層板５と第１の上層板６と、及び板状部材１０と第２の上層板７とが滑動できる値であればよい。

板状部材１０表面には、アスファルト乳剤がプライマーとして塗布される。
橋面舗装１１は、上層１３と下層１２とから構成され、上層１３及び下層１２には、それぞれ改質アスファルト及びグースアスファルトが用いられている。

以上のように構成された本実施形態の埋設ジョイント構造１によれば、床版３が、温度変化により橋軸方向に伸縮すると、床版３に定着されている下層板５はその伸縮に伴って橋軸方向に伸縮する。このとき、下層板５と第１の上層板６との接触面の摩擦係数は小さいので、下層板５は第１の上層板６に対して滑動し、第１及び第２の上層板６、７はほとんど伸縮しない。

また、第３及び第４の上層板１５、１６とモルタル１８と床版３とは一体化しているので、床版３が伸縮すると第３及び第４の上層板１５、１６及びモルタル１８は、この伸縮に伴って橋軸方向に移動する。このとき、第３及び第４の上層板１５、１６等の移動は緩衝材８によって吸収され、第１及び第２の上層板６、７への圧縮力や引張力は作用しないので、第１及び第２の上層板６、７は伸縮しない。

さらに、床版３が伸縮すると、板状部材１０はその伸縮に伴って橋軸方向に伸縮する。すなわち、床版３が伸張して床版遊間４が狭くなると板状部材１０は収縮し、床版３が収縮して床版遊間４が広くなると板状部材１０は伸張する。いずれの場合にも、板状部材１０と第２の上層板７との接触面の摩擦係数は小さいので、板状部材１０は第２の上層板７に対して滑動し、第１及び第２の上層板６、７はほとんど伸縮しない。

したがって、上述したように、第１及び第２の上層板６、７はほとんど伸縮せず、ひび割れが生じるようなひずみは発生しないので、第１及び第２の上層板６、７は耐久性に優れている。

また、本実施形態の埋設ジョイント構造１によれば、床版３の伸縮と共に板状部材１０も伸縮するが、板状部材１０の両端部が床版３に固定されているため、板状部材１０のほぼ全体が均一に伸張するので、板状部材１０には局所的なひずみが生じない。このとき、板状部材１０の上に位置する部分の橋面舗装１１も同様に均一に伸縮する。したがって、橋面舗装１１には局所的なひずみが発生しないので、ひび割れが生じず、橋面舗装１１の耐久性が向上する。

また、板状部材１０は、第１及び第２の上層板６、７、緩衝材８及びその第３及び第４の上層板１５、１６を覆うように配置されているので、橋面舗装１１内を通過してきた雨水等が第１及び第２の上層板６、７と緩衝材８との間、緩衝材８と第３及び第４の上層板１５、１６との間に浸入するのを防止できる。

図２〜図７は、本実施形態に係る埋設ジョイント構造１の施工手順を示す図である。なお、本実施形態においては、既設の橋梁２を補修する際に埋設ジョイント構造１を設ける場合について説明するが、これに限定されるものではなく、新設の橋梁２にも適用が可能である。

図２に示すように、残置する橋面舗装１１の下層１２端部が上層１３端部よりも床版遊間４側に突出するように床版遊間４付近の橋面舗装１１を撤去する。

次に、図３に示すように、両床版３の床版遊間側端部３ａの上にそれぞれ下層板５を設置し、接着剤等で床版３に固定する。

そして、図４に示すように、床版遊間４を跨ぐように下層板５の上面に第１及び第２の上層板６、７を設置するとともに、第１及び第２の上層板６、７の端面に接するように緩衝材８を設置する。

次に、図５に示すように、緩衝材８の第１及び第２の上層板６、７とは反対側の端面に接するように第３及び第４の上層板１５、１６を設置し、第１〜第４の上層板６、７、１５、１６を覆うように板状部材１０を設置する。そして、第３及び第４の上層板１５、１６の上に鋼板１７を設置し、アンカーボルト１４で鋼板１７、板状部材１０、第３及び第４の上層板１５、１６、及び下層板５を床版３に固定する。

次に、図６に示すように、下層板５、板状部材１０、第３及び第４の上層板１５、１６の端面に接するように床版３上に早強モルタル１８を打設して、下層板５と板状部材１０と第３及び第４の上層板１５、１６と床版３とを一体化する。

そして、図７に示すように、板状部材１０を覆うように所定の厚さだけグースアスファルトを敷設して橋面舗装１１の下層１２を構築し、その上に所定の厚さだけ改質アスファルトを敷設して上層１３を構築する。橋面舗装１１が乾燥したら補修作業を終了し、車両等を通行可能にする。

上述したように、本実施形態の埋設ジョイント構造１の施工方法によれば、第１〜第４の上層板６、７、１５、１６及び下層板５として、市販の規格品を用いるので、作業性に優れており、例えば、一般的な橋梁２を補修する場合は、既存の橋面舗装１１を剥離し、埋設ジョイント構造１を設けて、橋面舗装１１を敷設して再び車両が通行可能になるまでの補修作業は、交通量の少ない夜間、例えば、夜１０時から朝６時までの間に施工することが可能である。

図８は、本発明の第二実施形態に係る埋設ジョイント構造１９を適用した道路用の橋梁２の側面図である。第二実施形態の埋設ジョイント構造１９は、橋面舗装１１の厚さを確保するために、第一実施形態の埋設ジョイント構造１を床版３内に設けたものである。

図８に示すように、埋設ジョイント構造１９は、床版３の床版遊間側端部３ａに設けられた切り欠き部に定着される下層板５と、床版遊間４を跨ぐように下層板５の上に設置される第１及び第２の上層板６、７と、緩衝材８と、第３及び第４の上層板１５、１６と、第２の上層板７を覆うように設置され、厚さが床版３の上面に揃うように形成される板状部材１０と、鋼板１７と、アンカーボルト１４と、第３及び第４の上層板１５、１６と、上層板１５、１６の側部に敷設されたモルタル１８とから構成されている。
本実施形態の埋設ジョイント構造１９によれば、橋面舗装１１の下層１２の厚さを床版遊間４付近以外の箇所と同程度にすることができる。

なお、上述した各実施形態においては、第１及び第２の上層板６、７を２枚重ねて用いたが、この枚数に限定されるものではなく、通行車両等の荷重を支持できる強度を備えていればよいので、耐荷重の大きな板材を用いる場合は１枚でもよく、また、耐荷重の小さな板材を用いる場合は２枚以上重ねて用いる。

本発明の第一実施形態に係る埋設ジョイント構造を適用した道路用の橋梁の側面図である。 本実施形態に係る埋設ジョイント構造の施工手順を示す図である。 本実施形態に係る埋設ジョイント構造の施工手順を示す図である。 本実施形態に係る埋設ジョイント構造の施工手順を示す図である。 本実施形態に係る埋設ジョイント構造の施工手順を示す図である。 本実施形態に係る埋設ジョイント構造の施工手順を示す図である。 本実施形態に係る埋設ジョイント構造の施工手順を示す図である。 本発明の第二実施形態に係る埋設ジョイント構造を適用した道路用の橋梁の側面図である。 従来の実施例を示す図である。 従来の実施例を示す図である。

符号の説明

１、１９ 埋設ジョイント構造 ２ 橋梁
３ 床版 ３ａ 床版遊間側端部
４ 床版遊間 ５ 下層板
６ 第１の上層板 ７ 第２の上層板
８ 緩衝材 ９ 拘束手段
１０ 板状部材 １１ 橋面舗装
１２ 下層 １３ 上層
１４ アンカーボルト １５ 第３の上層板
１６ 第４の上層板 １７ 鋼板
１８ モルタル ２０ 板材

Claims (5)

1. 床版遊間を隔てて対向配置されている橋梁の床版を連続化するための埋設ジョイント構造であって、
   前記床版の床版遊間側端部の上にそれぞれ定着される下層板と、
   前記床版遊間を跨ぐように前記下層板の上に設置される上層板と、
   前記上層板の橋軸方向の端面に接するように設けられる緩衝材と、
   前記緩衝材の前記上層板とは反対側の端面に接するように設けられ、前記緩衝材の前記上層板とは逆向きの橋軸方向への移動を拘束するための拘束手段とを備えてなり、
   前記床版の伸縮とともに、前記下層板が橋軸方向に前記上層板に対して滑動可能であることを特徴とする埋設ジョイント構造。
2. 前記上層板を覆うように設置されるとともに、橋軸方向の端部がそれぞれ前記拘束手段に固定された板状部材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の埋設ジョイント構造。
3. 前記拘束手段は、モルタル等の硬化材を、前記下層板の端部を覆うように前記床版上に打設してなることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設ジョイント構造。
4. 前記拘束手段は、前記下層板の上に設置される他の上層板と、当該他の上層板及び前記下層板を貫通して先端部が前記床版に挿入されるアンカーボルトとを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋設ジョイント構造。
5. 床版遊間を隔てて対向配置されている橋梁の床版を埋設ジョイント構造にて連続化する埋設ジョイント構造の施工方法において、
   床版の床版遊間側端部の上にそれぞれ下層板を定着する下層板設置工程と、
   前記床版遊間を跨ぐように前記下層板の上に上層板を設置する上層板設置工程と、
   前記上層板の橋軸方向の端面に接するように緩衝材を設ける緩衝材設置工程と、
   前記緩衝材の前記上層板と反対側の端面に接するように、前記緩衝材の前記上層板とは逆向きの橋軸方向への移動を拘束するための拘束手段を設ける拘束手段設置工程とを備えることを特徴とする埋設ジョイント構造の施工方法。

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