JP2010095862A - プレストレス量の算定方法及びコンクリート構造物の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】支持体間に横架されるコンクリート構造物の平坦性を容易に確保することが可能なプレストレス量の算定方法を提供する。
【解決手段】柱間に横架される梁の少なくとも下面を形成するプレストレスが導入されたＨＰＣａ梁と、その上に打設される場所打ちコンクリートとによって形成される梁を構築する際に、ＨＰＣａ梁に導入するプレストレス量Ｐｔの算定方法である。そして、ＨＰＣａ梁の自重によるたわみＡを算定し、場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重によるたわみＢを算定し、仮定されたプレストレス量の導入によるたわみＣを算定し、後載荷荷重を載荷するまでに生じるクリープによるたわみＤを算定し、上記で算定されたＨＰＣａ梁に生じるたわみを積算した累計たわみが略０になるまでプレストレス量を変更して繰り返し計算をおこなう。
【選択図】図１

Description

本発明は、柱などの支持体間に架け渡される梁、又は梁間に架け渡されるスラブをコンクリートによって構築する際に導入するプレストレス量の算定方法、及び梁やスラブなどのコンクリート構造物の構築方法に関するものである。

従来、鉄道の軌道や道路などを供用しながらその上方に高架橋を構築する場合などに、支保工兼用のハーフプレキャスト部材を柱間に架け渡し、その上に場所打ちコンクリートを打設することで梁やスラブなどのコンクリート構造物を構築する方法が知られている（特許文献１、２など参照）。

一方、図９に示すように、コンクリート梁８にＰＣ鋼材８１と緊張ジャッキ８２，８２とによってプレストレス量Ｐｔのプレストレスを導入することで、使用時の載荷によるコンクリート梁８のひび割れの発生を防ぐプレストレストコンクリートが知られている。

すなわち、コンクリートは、圧縮力に対しては抵抗力が大きいが、引張力に対しては抵抗力が小さいため、曲げなどによって引張力が発生する箇所に予めプレストレス（圧縮力）を導入しておくことで、載荷によって発生する引張力と相殺させてひび割れが発生しないようにできる。
特開平１１−２４７１０９号公報 特開平９−４９２６４号公報

しかしながらコンクリート構造物の下部側に大きな圧縮力が発生するようにプレストレスを導入すると、そのプレストレス量Ｐｔが作用したことによる弾性変形によって、図９（ａ）に示すようにコンクリート梁８が上向きに反り上がり、梁中央にたわみδ_ＰＥが発生することになる。

また、材齢（コンクリート打設後から経過した時間）の短いコンクリート構造物は、クリープ変形が生じやすく、コンクリート硬化直後にコンクリート梁８に導入されたプレストレスによって、図９（ｂ）に示すようなクリープによるたわみδ_Ｐφが発生する。このクリープによるたわみδ_Ｐφは、プレストレス導入の後、１年程度は増加し続け、プレストレス導入直後の弾性変形によるたわみδ_ＰＥの２〜３倍の大きさになるといわれている。

このようにコンクリート梁８に発生するひび割れを防ぐために導入したプレストレスによってコンクリート梁８に反りが発生すると、平坦性が確保できなくなり、コンクリート構造物の利用に支障をきたす場合がある。

特に、コンクリート梁８をフルプレストレス（供用時に断面に引張応力を発生させない）とする場合は、プレストレス量Ｐｔが大きくなるので、それに伴ってたわみδ_ＰＥ，δ_Ｐφも大きくなる。これに対して、高速走行する鉄道の軌道は数ｍｍオーダーでレールの高さを調整しなければならないため、このようなプレストレストコンクリート構造物で軌道を支持させる場合、弾性変形による大きなたわみδ_ＰＥ及び経時的に進行するクリープによるたわみδ_Ｐφに対して軌道修正工事をおこなわなければならないこともある。

このようなフルプレストレスのコンクリート構造物に対して、特許文献１には、最終的なコンクリート構造物にこのようなたわみ（反り）が発生しないように、ハーフプレキャスト部材と場所打ちコンクリートとを組み合わせて梁やスラブを構築する方法が開示されている。しかしながら、従来、このようにコンクリートを打設するタイミングをずらした合成断面の構造物の解析では、荷重に抵抗させる断面及びコンクリートの材齢による強度を、場所打ちコンクリートの材齢に従って段階的に変化させ、その時々の合成断面及び強度で計算をおこなうという複雑な解析手法が採用されていた。

そこで、本発明は、支持体間に横架されるコンクリート構造物の平坦性を容易に確保することが可能なプレストレス量の算定方法、及びコンクリート構造物の構築方法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に、本発明のプレストレス量の算定方法は、支持体間に横架されるコンクリート構造物の少なくとも下面を形成するプレストレスが導入されたハーフプレキャスト部材と、その上に打設される場所打ちコンクリートとによって形成されるコンクリート構造物を構築する際に、前記ハーフプレキャスト部材に導入するプレストレス量の算定方法であって、前記ハーフプレキャスト部材の自重によるハーフプレキャスト部材自体のたわみを算定し、前記場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重による前記ハーフプレキャスト部材のたわみを算定し、前記プレストレス量を仮定して、その仮定されたプレストレス量の導入による前記ハーフプレキャスト部材のたわみを算定し、前記後載荷荷重を載荷するまでに前記ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみを算定し、上記で算定された前記ハーフプレキャスト部材に生じるたわみを積算した累計たわみが略０になるまで前記仮定されるプレストレス量を変更して繰り返し計算をおこなうことを特徴とする。

ここで、前記ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみは、前記ハーフプレキャスト部材を形成するコンクリートの材質及び前記後載荷荷重を載荷するまでの材齢によって設定されるクリープ係数に基づいて算定することができる。

また、前記ハーフプレキャスト部材と前記場所打ちコンクリートとの断面比率と、前記クリープ係数とを設定し、前記支持体間の間隔が異なる複数のコンクリート構造物について前記プレストレス量を算定し、算定された前記支持体間の間隔と前記プレストレス量との関係から任意の支持体間の間隔におけるプレストレス量を算定することもできる。

さらに、本発明のコンクリート構造物の構築方法は、支持体間に横架されるコンクリート構造物の少なくとも下面を形成するプレストレスが導入されたハーフプレキャスト部材と、その上に打設される場所打ちコンクリートとによって形成されるコンクリート構造物の構築方法であって、前記ハーフプレキャスト部材に導入するプレストレス量を、前記ハーフプレキャスト部材の自重によるたわみと、前記場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重によるたわみと、前記プレストレス量の導入によるたわみと、前記後載荷荷重を載荷するまでに前記ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみとを積算した前記ハーフプレキャスト部材に生じる累計たわみが略０になるように設定し、前記ハーフプレキャスト部材に前記設定されたプレストレス量を導入した後に、前記累計たわみに積算されたハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみを発生させ、前記ハーフプレキャスト部材の上に前記場所打ちコンクリートを打設することで前記後載荷荷重を載荷することを特徴とする。

ここで、前記ハーフプレキャスト部材に、前記後載荷荷重によるたわみと絶対値が等しく向きが正反対のたわみを発生させるために、前記後載荷荷重を載荷するまでの間に、前記ハーフプレキャスト部材の支持点の位置を調整することができる。

また、前記支持体は柱であって、前記コンクリート構造物は梁であってもよい。さらに、前記支持体は柱又は梁であって、前記コンクリート構造物はスラブであってもよい。

このように構成された本発明のプレストレス量の算定方法は、場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重を載荷した時点でのハーフプレキャスト部材に発生する累計たわみが略０になるように、ハーフプレキャスト部材に導入するプレストレス量を算定する。

このように後載荷荷重を載荷した時点でのコンクリート構造物のたわみが略０であれば、場所打ちコンクリートのクリープ係数が大きくなる場合であっても、たわみとクリープ係数の積で表されるクリープによるたわみは略０のままであり、コンクリート構造物の平坦性を確保することができる。すなわち、場所打ちコンクリートの材齢や合成断面の構成を経時的に変化させた複雑な解析をおこなわなくても、コンクリート構造物を平坦にするためのプレストレス量を容易に算定することができる。

また、クリープ係数をハーフプレキャスト部材の上に後載荷荷重を載荷するまでに経過する材齢から設定し、ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみを、このクリープ係数に基づいて算定するのであれば、実際の値に近いクリープによるたわみを算出することができる。

さらに、複数の点で支持体間の間隔とプレストレス量との関係を求めておくことで、任意の支持体間の間隔に必要なプレストレス量を、算定された値の内挿法又は外挿法によって容易に求めることができる。

また、本発明のコンクリート構造物の構築方法は、上述した算定方法によりプレストレス量を算定してハーフプレキャスト部材にプレストレスを導入し、累計たわみに組み込まれたクリープによるたわみを、後載荷荷重を載荷するまでに発生させる。

このため、後載荷荷重を載荷した時点での累計たわみは、計算した通りに略０となり、その後の場所打ちコンクリートの材齢や強度の変化に影響を受けることなくコンクリート構造物の平坦性を確保することができる。

さらに、場所打ちコンクリートを打設するまでの間に、ハーフプレキャスト部材の支持点の位置を調整することで後載荷荷重によるたわみと絶対値が等しく向きが正反対のたわみを発生させれば、後載荷荷重を載荷することによってハーフプレキャスト部材のたわみを略０にすることが高精度でおこなえる。

また、このような方法で梁やスラブを構築することができれば、平坦性が確保されるので、高速走行する鉄道の高架橋であっても容易に構築することができる。

以下、本発明の最良の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、図２−５を参照しながら、鉄道の軌道１上にコンクリート構造物としての梁３，４及びスラブ５から構成されるラーメン高架橋１０を構築する工程について説明する。

このラーメン高架橋１０は、図５に示すように、軌道１に並行して設けられる基礎部１１，１１の上に軌道１の延伸方向に間隔を置いて立設される複数の柱２，・・・と、軌道１を跨いだ柱２，２の上端間に横架される梁３と、軌道１と平行して柱２，２の上端間に横架される縦梁４と、その縦梁４，４間に横架されるスラブ５と、によって主に構成される。

この基礎部１１は、例えば柱２を立設させる箇所の地中に杭が構築されており、その杭頭間を連結する梁状の地中梁などが設けられている。

また、柱２は、梁３及び縦梁４の端部を支持する支持体として機能し、鉄筋コンクリート、ハーフプレキャスト部材若しくはプレキャスト部材などのコンクリート材、又は鋼管柱などの鋼材などによって構築される。

さらに、梁３、縦梁４及びスラブ５は、本実施の形態のコンクリート構造物として構築されるもので、ハーフプレキャスト部材と、その内空に充填される場所打ちコンクリートとによって形成される。

ここで、図４（ａ），（ｂ）は、梁３の断面構成を示したもので、図４（ａ）はハーフプレキャスト部材としてのＨＰＣａ梁３１の断面図である。このＨＰＣａ梁３１は、略Ｕ字形の断面形であって、その底版には複数のＰＣ鋼材３１ａ，・・・が配設されており、このＰＣ鋼材３１ａ，・・・によってプレストレスが導入される。また、ＨＰＣａ梁３１の内空面となる底版の上面と側壁内面には、目粗し又は凹凸状の打継面３３が形成されている。

そして、図４（ｂ）に示すように、ＨＰＣａ梁３１の内空には場所打ちコンクリート３２を充填する。ここで、図示していないが、ＨＰＣａ梁３１の内空には鉄筋の配筋を工場又は現地でおこない、その内部に場所打ちコンクリート３２が充填される。

このように構成される梁３と同様に、縦梁４も、断面視略Ｕ字形のハーフプレキャスト部材としてのＨＰＣａ梁４１と、その内空に充填される場所打ちコンクリート４２とによって構成される。また、このＨＰＣａ梁４１の底版には複数のＰＣ鋼材が配設され、配筋された内空に場所打ちコンクリート４２が充填される。

そして、この縦梁４は、スラブ５の端部を支持する支持体としても機能する。すなわち、図３に示すように、スラブ５を構成するハーフプレキャスト部材としてのＨＰＣａスラブ５１，・・・が縦梁４，４間に横架される。

このスラブ５は、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、ＨＰＣａスラブ５１と、その上面に打設される場所打ちコンクリート５２とによって形成される。また、このＨＰＣａスラブ５１には、ＰＣ鋼材５１ａ，・・・が配設されており、このＰＣ鋼材５１ａ，・・・によってプレストレスが導入される。

さらに、ＨＰＣａスラブ５１の上面には、目粗し又は凹凸状の打継面５３が形成されている。また、図示していないが、ＨＰＣａスラブ５１の上面には、鉄筋の配筋を工場又は現地でおこない、その上面に場所打ちコンクリート５２が打設される。

そして、図５に示すように、軌道１上方に形成されたスラブ５上には新たに軌道５５が設けられ、スラブ５の側縁には側壁５４，５４が設けられる。

このようにラーメン高架橋１０は、図２に示すように柱２，２間にＨＰＣａ梁３１，４１が架け渡され、縦梁４，４間にＨＰＣａスラブ５１が架け渡されることによって構築される。

このＨＰＣａ梁３１，４１には、図２に示すように柱２，２の上端間に横架された後に、場所打ちコンクリート３２，４２などの後載荷荷重が載荷される。この後載荷荷重とは、ＨＰＣａ３１，４１の架設後に継続して載荷される上載荷重であり、場所打ちコンクリート３２，４２及び鉄筋の重量、架け渡されるスラブ５の重量、スラブ５の架設後に継続して載荷される場所打ちコンクリート５２及び鉄筋の重量、軌道５５及び側壁５４の重量、ケーブルトラフの重量並びに雨水排水用の勾配コンクリートの重量などが含まれる可能性がある。

また、ＨＰＣaスラブ５１には、図３に示すように縦梁４，４の上端間に横架された後に、場所打ちコンクリート５２などの後載荷荷重が載荷される。この後載荷荷重には、スラブ５の架設後に継続して載荷される場所打ちコンクリート５２の重量、軌道５５及び側壁５４の重量、ケーブルトルフの重量並びに雨水排水用の勾配コンクリートの重量などが含まれる可能性がある。

なお、場所打ちコンクリート３２，４２，５２が硬化して梁３，４やスラブ５が完成した後に作用させる列車荷重や地震荷重などは、ラーメン高架橋１０として受け持つ荷重であり、ＨＰＣa梁３１，４１及びＨＰＣaスラブ５１のみが受ける荷重ではないため、この後載荷荷重に含まれない。

図６は、ハーフプレキャスト部材としてのＨＰＣａ６１を備えたコンクリート構造物６に発生する変形を模式的に示した図である。まず、図６（ａ）に示すように、ＨＰＣａ６１の下部側にＰＣ鋼材６１ａを配設し、緊張ジャッキ６１ｂ，６１ｂによって緊張することで、プレストレス量ＰｔのプレストレスをＨＰＣａ６１に導入する。

この２箇所の支持点６２，６２で単純支持させたＨＰＣａ６１は、上部側より下部側の方が大きな圧縮力を受けるため、図６（ａ）に示すように上方が凸になるように反り上がり、ＨＰＣａ６１の中央にはたわみδ_ＰＥが発生する。このたわみδ_ＰＥは、プレストレス量Ｐｔが導入されてＨＰＣａ６１が弾性変形したことによって発生したものである。

また、このままの状態でＨＰＣａ６１を放置しておくと、プレストレス量Ｐｔが作用し続けていることによって生じるクリープによるたわみδ_Ｐφが加算される。このクリープによるたわみδ_Ｐφは、ＨＰＣａ６１を放置しておく期間の長さ（材齢）によって変化する。

そして、図６（ｂ）に示すように、ＨＰＣａ６１に後載荷荷重６３を載荷する。この後載荷荷重６３の主な荷重は、場所打ちコンクリートやその配筋の重量である。また、このように後載荷荷重６３を載荷することで、ＨＰＣａ６１が弾性変形してたわみδ_ＷＥが生じることになる。

ここで、プレストレスを導入したことに起因して生じるたわみδ_ＰＥ，δ_Ｐφは、ＨＰＣａ６１に上反りを発生させるもので、後載荷荷重６３によるたわみδ_ＷＥはＨＰＣａ６１に下反りを発生させるものである。そして、プレストレス量Ｐｔを調整することによって、上下方向のたわみを釣り合わせてＨＰＣａ６１を平坦にすることができる。

次に、本実施の形態のプレストレス量Ｐｔの算定方法について、図１及び図６を参照しながら説明する。

まず、ステップＳ１において、ＨＰＣａ６１の自重によってＨＰＣａ６１自体に発生する弾性変形によるたわみＡを算定する。

続いて、ステップＳ２において、場所打ちコンクリートなどの後載荷荷重６３となる場所打ちスラブの重量が、ＨＰＣａ６１に載荷されたときに発生する弾性変形によるたわみＢを算定する。

そして、ステップＳ３では、ＨＰＣａ６１に導入するプレストレス量Ｐｔを仮定する。すなわち、ここで一旦プレストレス量Ｐｔを仮定しなければ、その後のステップの計算がおこなえないからである。

このようにして仮定されたプレストレス量Ｐｔに基づいて、ステップＳ４において、ＨＰＣａ６１に発生するプレストレス量Ｐｔに応じた弾性変形によるたわみＣを算定する。ここで、たわみＡにたわみＣを加えた値が、図６（ａ）のプレストレスを導入した直後のたわみδ_ＰＥとなる。

さらに、ステップＳ５では、ＨＰＣａ６１にクリープにより生じるたわみＤを算定する。このクリープにより生じるたわみＤは、ＨＰＣａ６１の自重によるたわみＡと、ＨＰＣａ６１に導入されたプレストレス量Ｐｔに応じた弾性変形によるたわみＣとの積算値に、クリープ係数を乗じることによって算定できる。

ここで、このクリープ係数を設定するに際して、ＨＰＣａ６１を構成するコンクリートの特性（材質）、及び後載荷荷重６３を載荷するまでにＨＰＣａ６１を放置しておく期間（材齢）が考慮される。すなわち、コンクリートの材質によってクリープの大きさが異なるうえに、時間の経過に伴って増加するクリープ変形は材齢によっても変化するからである。一般に、クリープによる変形は、コンクリート打設後の約３ヶ月で全体の５０％以上まで進行し、約１年で変形の大部分が発生する。

そして、ステップＳ６において、たわみＡとたわみＢとたわみＣとたわみＤとを積算して累計たわみを算定する。この累計たわみが略０となる場合は、このときに仮定されたプレストレス量Ｐｔが算定結果として出力される。

他方、累計たわみが略０といえる値でない場合は、ＨＰＣａ６１はいずれかの向きに撓んでいることになるので、プレストレス量Ｐｔを変更するステップＳ３から計算をやり直す。

例えば、下向きのたわみ値を正（＋）とすると、累計たわみが正の値であれば、プレストレス量Ｐｔが小さすぎた結果ということになるので、プレストレス量Ｐｔを大きくして計算をし直す。また、累計たわみが負の値であれば、プレストレス量Ｐｔが大きすぎた結果ということになるので、プレストレス量Ｐｔを小さくして計算をし直す。

次に、本実施の形態のプレストレス量の算定方法、及びコンクリート構造物の構築方法の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態のプレストレス量Ｐｔの算定方法は、場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重６３を載荷した時点でのＨＰＣａ６１に発生する累計たわみが略０になるように、ＨＰＣａ６１に導入するプレストレス量Ｐｔを算定する。

このように後載荷荷重６３を載荷した時点でのコンクリート構造物６の累計たわみが略０であれば、場所打ちコンクリートのクリープ係数が大きくなる場合であっても、たわみとクリープ係数の積で表されるクリープによるたわみは略０のままであり、コンクリート構造物６の平坦性を確保することができる。

すなわち、場所打ちコンクリートの材齢や合成断面の構成を経時的に変化させた複雑な解析をしなくても、容易にコンクリート構造物６を平坦にするためのプレストレス量Ｐｔを算定することができる。

また、ＨＰＣａ６１に生じるクリープによるたわみＤを、ＨＰＣａ６１の上に場所打ちコンクリートを打設するまでに経過する材齢によって設定されるクリープ係数に基づいて算定すれば、実際の値に近いクリープによるたわみＤを算出することができる。

すなわち、上述した算定方法によりプレストレス量Ｐｔを算定してＨＰＣａ６１にプレストレスを導入し、累計たわみに組み込まれたクリープによるたわみＤの算定の根拠となった材齢にＨＰＣａ６１がなるまで仮置きしておくことで、たわみＤを発生させる。

このため、後載荷荷重６３を載荷した時点での累計たわみは、計算した通りに略０となり、その後の場所打ちコンクリートの材齢や強度の変化に影響を受けることなくコンクリート構造物６の平坦性を確保することができる。

また、このような方法で梁３，４やスラブ５を構築することができれば、平坦性が確保されるので、高速走行する鉄道の高架橋であっても容易に構築することができる。

さらに、ＨＰＣａ梁３１，４１及びＨＰＣａスラブ５１が支保工となるため、供用中の軌道１を跨いだラーメン高架橋１０であっても、容易に構築することができる。

以下、前記した実施の形態の実施例１について説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例１では、具体例を使ってプレストレス量Ｐｔを算定する手順について説明する。

図７（ａ）は、プレストレス量Ｐｔの算定をおこなうコンクリート構造物としてのスラブ７の断面を示したものである。このスラブ７は、幅2300mm、高さ300mmの断面の下半分がハーフプレキャスト部材としてのＨＰＣａスラブ７１であり、上半分が場所打ちコンクリートとしての場所打ちスラブ７２となる。また、ＨＰＣａスラブ７１と場所打ちスラブ７２との打継面７３は、凹凸に成形されている。さらに、このＨＰＣａスラブ７１と場所打ちスラブ７２の断面比率は１：１である。

この実施例１では、このような断面で横架時に単純梁形式によって支持されるスラブ７に対して、支間Ｌが6.0m,6.5m,7.0m,7.5m,8.0mとなる５つのケースについて算定をおこなった。また、算定されるプレストレス量Ｐｔは、ＰＣ鋼材の本数で表現した。ここで、ＰＣ鋼材１本当たりの緊張力は、153.3ｋＮであるため、この緊張力に本数を乗じた値がプレストレス量Ｐｔとなる。

また、図７（ｂ）に、支間Ｌ毎の計算結果を示した算定表を示した。ここで、Ｌはスラブ５の支持点間の間隔、Ｐｔはプレストレス量、ｑはＨＰＣａスラブ７１の自重、Ｅは弾性係数、Ｉは荷重に抵抗させる断面に応じて逐次変化する断面２次モーメント、Ｗは場所打ちスラブ７２、勾配コンクリート、側壁、軌道及びケーブルトラフの重量、ｅｐはプレストレスが作用する位置の偏心量（図心からの距離）、φはクリープ係数を示す。

さらに、算定表の列Ｒ１には支間Ｌを示し、列Ｒ２には算定結果となるプレストレス量ＰｔをＰＣ鋼材の本数で示した。また、列Ｒ３には、ＨＰＣａスラブ７１の自重によってＨＰＣａスラブ７１自体に生じるたわみＡを示した。ここで、たわみ値は、下向きが正（＋）になる。

さらに、列Ｒ４には、場所打ちスラブ７２の重量を含む後載荷荷重によってＨＰＣａスラブ７１に生じるたわみＢを示した。また、列Ｒ５には、プレストレス量Ｐｔに応じてＨＰＣａスラブ７１に生じる弾性変形によるたわみＣを示した。

また、列Ｒ６には、クリープによってＨＰＣａスラブ７１に生じるたわみＤを示した。このたわみＤは、たわみＡとたわみＣの積算値にクリープ係数φを乗ずることで算定される。ここで、クリープ係数φは、ＨＰＣａスラブ７１を約３ヶ月間、仮置きすることにして、φ＝0.9に設定した。

そして、列Ｒ７には、たわみＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄを積算した累積たわみの値を示した。ここで、すべてのケースで累積たわみが0.0となっているので、列Ｒ２に表示されたＰＣ鋼材の本数が、各ケースのプレストレス量Ｐｔとして算定されたことになる。

続いて、この計算結果に基づいて、図７（ｃ）に支間ＬとＰＣ鋼材の本数との関係を示した。このグラフＰＬでは、計算がおこなわれた支間Ｌについてそれぞれ計算結果をプロットし、その間は直線で結んだ。このグラフＰＬは、直線で示されているので、計算がおこなわれなかった任意の支間Ｌについても、このグラフＰＬを内挿又は外挿することで、必要なプレストレス量Ｐｔ（ＰＣ鋼材の本数）を算定することができる。

このように複数の点で支間Ｌとプレストレス量Ｐｔとの関係を求めておくことで、任意の支持体間の間隔において必要なプレストレス量Ｐｔを、その都度計算によって求めなくても、算定された値の内挿法又は外挿法によって容易に求めることができる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態と略同様であるので説明を省略する。

以下、前記した実施の形態の実施例２について説明する。なお、前記実施の形態又は実施例１で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については同一符号を付して説明する。

この実施例２では、ハーフプレキャスト部材を仮置きしている期間に、所望するたわみを発生させる方法について、図８を参照しながら説明する。

図８（ａ）は、仮置き期間中のハーフプレキャスト部材としてのＨＰＣａスラブ５１の設置状態を示している。このＨＰＣａスラブ５１は、既に前記実施の形態で説明した算定方法により算定されたプレストレス量Ｐｔが導入されている。

そして、２箇所の支持点５６，５６間の中心とスラブ中心が一致するようにしてＨＰＣａスラブ５１が載置されている。このようにして２箇所の支持点５６，５６によって単純梁形式で支持されたＨＰＣａスラブ５１は、その自重によって変形して上向きに撓んだ状態になる。

ここで、この支持点５６，５６間の距離を近づければ、ＨＰＣａスラブ５１はより大きく上向きに撓み、支持点５６，５６間の距離を遠ざければ上向きの撓みは小さくなる。このように支持点５６，５６間の距離を調整することによって、仮置き期間中にＨＰＣａスラブ５１に発生するたわみの大きさを調整することができる。

そして、所望する大きさのたわみが発生したＨＰＣａスラブ５１を現地に運び、図８（ｂ）に示すように、縦梁４，４間にＨＰＣａスラブ５１を架け渡す。

続いて、図８（ｃ）に示すように、ＨＰＣａスラブ５１の上面に場所打ちコンクリート５２を打設する。さらに、ここでは図示していないが、スラブ５の上に軌道５５、側壁５４、ケーブルトラフ及び勾配コンクリートを施工してスラブ５を完成させる。このスラブ５が完成した時点（すべての後載荷荷重が載荷された時点）でのたわみ、すなわちＨＰＣａスラブ５１の累計たわみが略０になるように、仮置き期間中に発生するＨＰＣａスラブ５１のたわみを調整する。

以下に、たわみの調整方法について詳細に説明する。

仮置きを終えて現地に搬送されたＨＰＣａスラブ５１に作用する荷重は現場打ちコンクリート５２の重量を含む後載荷荷重であるため、後載荷荷重によって発生するたわみＢと向きが反対で絶対値が等しいたわみが仮置き期間中のＨＰＣａスラブ５１に生じていればよい。

ここで、たわみＡ＋たわみＢ＋たわみＣ＋たわみＤ＝０が目標であるため、たわみＢ＝−（たわみＡ＋たわみＣ＋たわみＤ）となる。このため、このＨＰＣａスラブ５１の自重によるたわみＡとプレストレス量Ｐｔに応じたたわみＣとクリープによるたわみＤとの積算値と、図８（ａ）に示した仮置き期間中に発生させるたわみと、が等しくなるように調整をおこなう。

このように場所打ちコンクリート５２を充填するまでの間に、ＨＰＣａスラブ５１の支持点５６，５６の位置を調整することで場所打ちコンクリート５２を含む後載荷荷重によるたわみＢと絶対値が等しく向きが正反対のたわみを発生させれば、後載荷荷重（場所打ちコンクリート５２の重量など）を載荷することによって、完成時のＨＰＣａスラブ５１及びスラブ５のたわみを略０にする施工が高精度でおこなえる。

なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は実施例１と略同様であるので説明を省略する。

以上、図面を参照して、本発明の最良の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、支持体として柱２及び縦梁４について説明したが、これに限定されるものではなく、橋脚、壁体など鉛直荷重を支持するものであれば支持体として利用できる。

また、前記実施の形態では、鉄道の軌道１上にラーメン高架橋１０を構築する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、道路の直上にコンクリート構造物を構築する場合であっても、また、下方に障害物のないビルなどの工事現場においてコンクリート構造物を構築する場合であっても本発明を適用することができる。

さらに、前記実施例１では、単純梁形式の支持構造について説明したが、これに限定されるものではなく、多径間梁（連続梁）形式の支持構造であっても本発明を適用することができる。

また、前記実施の形態及び実施例では、プレストレスの導入方式を特定しておらず、プレテンション方式又はポストテンション方式のいずれの方式であってもよい。

さらに、前記実施例１では、プレストレス量ＰｔをＰＣ鋼材の本数に置き換えて示したが、これに限定されるものではなく、直接、プレストレス量Ｐｔを出力してもよい。

また、前記実施の形態及び実施例では、場所打ちコンクリート３２，４２，５２，７２以外の荷重も含めた後載荷荷重に基づいてたわみＢを算定したが、これに限定されるものではなく、場所打ちコンクリート３２，４２，５２，７２の荷重（埋設される鉄筋重量は含む）に比べて他の荷重が無視できる大きさであれば、場所打ちコンクリート３２，４２，５２，７２の荷重のみを後載荷荷重として計算することもできる。

本発明の最良の実施の形態のプレストレス量の算定方法を説明するフローチャートである。 ＨＰＣａ梁を架け渡す工程を説明する斜視図である。 ＨＰＣａスラブを架け渡す工程を説明する斜視図である。 梁とスラブの断面変化を説明する図であって、（ａ）はＨＰＣａ梁の断面図、（ｂ）は梁の断面図、（ｃ）は梁にＨＰＣａスラブを載置した断面図、（ｄ）は梁とスラブが一体化した断面図である。 ラーメン高架橋の構成を説明する斜視図である。 （ａ）はプレストレスが導入されたハーフプレキャスト部材の変形を説明する模式図、（ｂ）は後載荷荷重を載荷したときの変形を説明する模式図である。 実施例１のプレストレス量の算定方法を説明する図であって、（ａ）は算定に使用するスラブの断面図、（ｂ）はプレストレス量の算定表、（ｃ）は支間とＰＣ鋼材の本数との関係を示した図である。 実施例２のコンクリート構造物の構築方法を説明する図であって、（ａ）はＨＰＣａスラブにたわみを発生させる工程を示した図、（ｂ）は縦梁間にＨＰＣａスラブを架け渡す工程を示した図、（ｃ）はＨＰＣａスラブ上に場所打ちコンクリートを打設する工程を示した図である。 （ａ）はプレストレスが導入された従来のコンクリート梁の弾性変形を説明する模式図、（ｂ）はコンクリート梁に発生するクリープによる変形を説明する模式図である。

符号の説明

２ 柱（支持体）
３ 梁（コンクリート構造物）
３１ ＨＰＣａ梁（ハーフプレキャスト部材）
３１ａ ＰＣ鋼材
３２ 場所打ちコンクリート
４ 縦梁（コンクリート構造物）
４１ ＨＰＣａ梁（ハーフプレキャスト部材）
４２ 場所打ちコンクリート
５ スラブ（コンクリート構造物）
５１ ＨＰＣａスラブ（ハーフプレキャスト部材）
５１ａ ＰＣ鋼材
５２ 場所打ちコンクリート
５６ 支持点
６ コンクリート構造物
６１ ＨＰＣａ（ハーフプレキャスト部材）
６１ａ ＰＣ鋼材
６３ 後載荷荷重
７ スラブ（コンクリート構造物）
７１ ＨＰＣａスラブ（ハーフプレキャスト部材）
７２ 場所打ちスラブ（場所打ちコンクリート）
Ｐｔ プレストレス量
φ クリープ係数
Ａ−Ｄ たわみ

Claims (7)

1. 支持体間に横架されるコンクリート構造物の少なくとも下面を形成するプレストレスが導入されたハーフプレキャスト部材と、その上に打設される場所打ちコンクリートとによって形成されるコンクリート構造物を構築する際に、前記ハーフプレキャスト部材に導入するプレストレス量の算定方法であって、
   前記ハーフプレキャスト部材の自重によるハーフプレキャスト部材自体のたわみを算定し、
   前記場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重による前記ハーフプレキャスト部材のたわみを算定し、
   前記プレストレス量を仮定して、その仮定されたプレストレス量の導入による前記ハーフプレキャスト部材のたわみを算定し、
   前記後載荷荷重を載荷するまでに前記ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみを算定し、
   上記で算定された前記ハーフプレキャスト部材に生じるたわみを積算した累計たわみが略０になるまで前記仮定されるプレストレス量を変更して繰り返し計算をおこなうことを特徴とするプレストレス量の算定方法。
2. 前記ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみは、前記ハーフプレキャスト部材を形成するコンクリートの材質及び前記後載荷荷重を載荷するまでの材齢によって設定されるクリープ係数に基づいて算定することを特徴とする請求項１に記載のプレストレス量の算定方法。
3. 前記ハーフプレキャスト部材と前記場所打ちコンクリートとの断面比率と、前記クリープ係数とを設定し、前記支持体間の間隔が異なる複数のコンクリート構造物について前記プレストレス量を算定し、
   算定された前記支持体間の間隔と前記プレストレス量との関係から任意の支持体間の間隔におけるプレストレス量を算定することを特徴とする請求項２に記載のプレストレス量の算定方法。
4. 支持体間に横架されるコンクリート構造物の少なくとも下面を形成するプレストレスが導入されたハーフプレキャスト部材と、その上に打設される場所打ちコンクリートとによって形成されるコンクリート構造物の構築方法であって、
   前記ハーフプレキャスト部材に導入するプレストレス量を、前記ハーフプレキャスト部材の自重によるたわみと、前記場所打ちコンクリートの重量を含む後載荷荷重によるたわみと、前記プレストレス量の導入によるたわみと、前記後載荷荷重を載荷するまでに前記ハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみとを積算した前記ハーフプレキャスト部材に生じる累計たわみが略０になるように設定し、
   前記ハーフプレキャスト部材に前記設定されたプレストレス量を導入した後に、前記累計たわみに積算されたハーフプレキャスト部材に生じるクリープによるたわみを発生させ、
   前記ハーフプレキャスト部材の上に前記場所打ちコンクリートを打設することで前記後載荷荷重を載荷することを特徴とするコンクリート構造物の構築方法。
5. 前記ハーフプレキャスト部材に、前記後載荷荷重によるたわみと絶対値が等しく向きが正反対のたわみを発生させるために、前記後載荷荷重を載荷するまでの間に、前記ハーフプレキャスト部材の支持点の位置を調整することを特徴とする請求項４に記載のコンクリート構造物の構築方法。
6. 前記支持体は柱であって、前記コンクリート構造物は梁であることを特徴とする請求項４又は５に記載のコンクリート構造物の構築方法。
7. 前記支持体は柱又は梁であって、前記コンクリート構造物はスラブであることを特徴とする請求項４又は５に記載のコンクリート構造物の構築方法。

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