JP2010163790A

JP2010163790A - ストラット付ｐｃ箱桁

Info

Publication number: JP2010163790A
Application number: JP2009006560A
Authority: JP
Inventors: Takuya Mori; 森　　拓也; Yuichi Ito; 祐一伊藤; Koji Izutsu; 浩二井筒; Hiroaki Oyama; 博明大山
Original assignee: PS Mitsubishi Construction Co Ltd
Current assignee: PS Mitsubishi Construction Co Ltd
Priority date: 2009-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2010-07-29

Abstract

【課題】本発明は、床版構造をストラットによって支持するストラット付ＰＣ箱桁に関し、耐久性が確保されたストラット付ＰＣ箱桁を提供する。
【解決手段】波形鋼板１４０と上下床版１１０，１２０のコンクリートとを埋め込み接合してなる、波形鋼板１４０からなるウエブと、下床版１２０のコンクリートに下端を埋め込まれ床版構造を支持するストラット１３０とを備えたストラット付ＰＣ箱桁１００において、ストラット１３０の埋め込み位置に波形鋼板１４０の谷部を対向させて配置し、下床版１２０のコンクリートに埋め込まれている波形鋼板１４０のストラット１３０側の面のうちの、ストラット１３０に対向する波形鋼板１４０の谷部の面およびこの谷部両側の山部の面に、溶植され下床版１２０のコンクリート中に埋設されたスタッド１５０を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、床版構造をストラットによって支持するストラット付ＰＣ箱桁に関する。

従来より、ストラットと称される斜めの支柱を橋軸方向に等間隔に配して、長い張出し床版構造を支持する、いわゆるストラット付ＰＣ箱桁が知られている（例えば、非特許文献１参照。）。このようなストラット付ＰＣ箱桁によれば、リブ付床版構造のＰＣ箱桁よりも張出し床版長を大きくできることから箱桁断面の縮小化が可能である。箱桁断面が縮小化されると、上部構造物自重の軽減化や下部構造物幅の縮小を図ることができる。従って、ストラット付ＰＣ箱桁は、一般に広幅員の橋梁において構造性および経済性の面から有効性があるとされている。

また、近年、波形鋼板とコンクリートを複合した新たな構造形式の橋梁が開発され、実用化されている。この複合構造の橋梁は単に鋼板とコンクリートを複合した従来形の鋼桁橋と相違し、橋軸方向に波形が繰り返されるように折り曲げた波形鋼板を腹板（ウエブ）として使用し、上下床版をコンクリートで形成し箱形断面桁としたものである。この波形鋼板からなる腹板（ウエブ）を波形鋼板ウエブという。この波形鋼板ウエブは波形のアコーデオン効果によってコンクリートの軸方向力を拘束しないので、コンクリートに効果的にプレストレスを導入することができ、プレストレストコンクリートとの親和性に優れている。また、波形鋼板ウエブ桁では、上部構造物自重の２５％程度を占めるウエブにコンクリートよりも軽量な鋼板を用いることによって上部構造物自重の大幅な軽減化を図ることができる。従って、下部構造物の小型化が可能であり、工費が縮減される。また、コンクリートウエブが不要であることから、型枠や鉄筋の組み立て解体作業が軽減され、施工の省力化および工期短縮が可能となる。

また、波形鋼板の上下床版コンクリート中に埋設される部分の鋼板側面に接着剤を塗布し、この接着剤に珪砂や細砂などといった粉粒体を添着した後上下床版のコンクリート型枠を組立ててコンクリートを打設する、波形鋼板ウエブを埋め込み接合方式で上下床版コンクリート中に埋設して波形鋼板ウエブ桁を製造する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

「ＰＣ道路橋計画マニュアル」、改訂版、社団法人プレストレスト・コンクリート建設業協会、平成１９年１０月、ｐ．１８８

特開２００６−３０７５６０号公報

背景技術の欄で説明したような利点を有する波形鋼板をストラット付ＰＣ箱桁の腹板（ウエブ）として使用すれば、箱桁断面の縮小化に加えて上部構造物自重の更なる軽減化を図ることができるため、下部構造物の更なる小型化が可能であり、工費を大幅に縮減することが可能である。

しかしながら、波形鋼板をストラット付ＰＣ箱桁の腹板（ウエブ）として使用した場合、長い張出し床版構造を支持するストラットの角度によっては、長い張出し床版（上床版）からストラットを介して下床版に伝達される力によって、波形鋼板のストラット側の面と下床版コンクリートとの接合部に大きな引張力が作用することとなる。そして、その接合部に大きな引張力が作用するその接合部において付着切れが引き起こされて肌隙が発生するおそれがある。その接合部に肌隙が発生すると、例えば結露によって波形鋼板に付着する水滴や雨水などといった水がその接合部に流れ込んで浸透するおそれもあり、その結果、ストラット付ＰＣ箱桁の耐久性に問題を生ずるおそれがある。

また、上述した特許文献１に提案された技術によれば、波形鋼板の上下床版コンクリート中に埋設される部分の鋼板側面と上下床版コンクリートとの接合部分において、鋼板側面とコンクリートとの間の付着力が確保されて付着切れが防止される。しかしながら、ここでいう付着切れの防止は、その接合部分に大きな引張力が作用することによる付着切れの防止ではなく、上下床版コンクリートに埋設された波形鋼板を引き抜く方向に作用する剪断力がその接合部分に作用することによる付着切れの防止である。

本発明は、上記事情に鑑み、耐久性が確保されたストラット付ＰＣ箱桁を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明のストラット付ＰＣ箱桁は、波形鋼板からなるウエブと、下床版コンクリートに下端を埋め込まれ床版構造を支持するストラットとを備えたストラット付ＰＣ箱桁において、上記ストラットの埋め込み位置に上記波形鋼板の谷部を対向させて配置し、下床版コンクリートに埋め込まれている上記波形鋼板のストラット側の面のうちの、上記ストラットに対向する波形鋼板の谷部の面およびこの谷部両側の山部の面に肌隙防止構造を備えたことを特徴とする。

本発明のストラット付ＰＣ箱桁は、長い張出し床版（上床版）からストラットを介して下床版に伝達される力によって、波形鋼板のストラット側の面と下床版コンクリートとの接合部に大きな引張力が作用しても、上記肌隙防止構造によってその接合部に肌隙が発生することが防止され、ストラット付ＰＣ箱桁の耐久性が確保される。

ここで、ストラットの埋め込み位置に波形鋼板の山部を対向させて配置したストラット付ＰＣ箱桁では、長い張出し床版（上床版）からストラットを介して下床版に伝達される力によって波形鋼板のストラット側の面と下床版のコンクリートとの接合部に作用する引張力が、その山部に集中する。これに対し、ストラットの埋め込み位置に波形鋼板の谷部を対向させて配置した、本発明のストラット付ＰＣ箱桁によれば、長い張出し床版（上床版）からストラットを介して下床版に伝達される力によって波形鋼板のストラット側の面と下床版のコンクリートとの接合部に作用する引張力が、その谷部両側の山部に分散されるため好ましい。

ここで、本発明のストラット付ＰＣ箱桁は、上記肌隙防止構造が、上記波形鋼板のストラット側の面のうちの、上記ストラットに対向する波形鋼板の谷部の面およびこの谷部両側の山部の面に溶植され下床版コンクリート中に埋設されたスタッドであることが好ましい。

このような好ましい形態によれば、上記スタッドによって、上記谷部の面およびこの谷部両側の山部の面における接着表面積が増大すると共に、スタッドと下床版コンクリートとの噛み合いにより付着力が増大する。このため、それらの面と下床版コンクリートとの接合部において、コンクリートにおける引張強度と同等もしくはその引張強度以上の付着力が確保される。その結果、その接合部において波形鋼板と下床版コンクリートとの付着切れが防止され、その接合部に肌隙が発生することが防止される。また、このような付着力が確保されることによって、その接合部における遮水効果が得られるため、上述した要因によってその接合部に水が浸透することが阻止され、防食性が向上する。

また、本発明のストラット付ＰＣ箱桁は、上記肌隙防止構造が、上記波形鋼板のストラット側の面のうちの、上記ストラットに対向する波形鋼板の谷部の面およびこの谷部両側の山部の面に接着された粉粒体であることも好ましい形態である。

このような好ましい形態によれば、上記粉粒体によって、上記谷部の面およびこの谷部両側の山部の面における接着表面積が増大すると共に、粉粒体と下床版コンクリートとの噛み合いにより付着力が増大する。このため、それらの面と下床版コンクリートとの接合部において、コンクリートにおける引張強度と同等もしくはその引張強度以上の付着力が確保される。その結果、その接合部において波形鋼板と下床版コンクリートとの付着切れが防止され、その接合部に肌隙が発生することが防止される。また、このような付着力が確保されることによって、その接合部における遮水効果が得られるため、上述した要因によってその接合部に水が浸透することが阻止され、防食性が向上する。

また、本発明のストラット付ＰＣ箱桁は、上記粉粒体が、強度が高く、噛み込み性に優れた珪砂あるいは細砂であると、さらに好ましい。

本発明のストラット付ＰＣ箱桁によれば、波形鋼板のストラット側の面と下床版コンクリートとの接合部に肌隙が発生することが防止され、ストラット付ＰＣ箱桁の耐久性が確保される。

本発明の第１実施例であるストラット付ＰＣ箱桁の縦断面図である。図１に示すＡ部の拡大図である。図１に示すストラット付ＰＣ箱桁における下方部分の側面図である。図３に示す線Ｂ−Ｂに沿った横断面図である。溶植前のスタッドの側面図である。溶植後のスタッドの側面図である。本発明の第２実施例であるストラット付ＰＣ箱桁における、図１に示すＡ部に相当する部分の拡大図である。本発明の第２実施例であるストラット付ＰＣ箱桁における下方部分の側面図である。図８に示す線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施例であるストラット付ＰＣ箱桁１００の縦断面図である。また、図２は、図１に示すＡ部の拡大図である。

図１に示すストラット付ＰＣ箱桁１００は、長い張出し上床版１１０を、下床版１２０のコンクリートに下端を埋め込まれた斜めの支柱を橋軸方向に等間隔に配してなるストラット１３０によって支持するものである。また、このストラット付ＰＣ箱桁１００は、橋軸方向に波形が繰り返されるように折り曲げた波形鋼板１４０を腹板（ウエブ）として使用し、上下床版１１０，１２０をコンクリートで形成し１室箱形断面桁としたものである。

図３は、図１に示すストラット付ＰＣ箱桁１００における下方部分の側面図であり、図４は、図３に示す線Ｂ−Ｂに沿った横断面図である。尚、図３にはストラット１３０の図示が省略されている。

図１〜図４に示す波形鋼板１４０からなるウエブは、例えば、波形鋼板１４０の上下端部近傍に複数の貫通孔１４１をあけ、それら複数の貫通孔１４１それぞれに図示しない鉄筋を挿通し、複数の貫通孔１４１それぞれに鉄筋が挿通された波形鋼板１４０を上下床版１１０，１２０のコンクリート中に埋設することによって波形鋼板１４０と上下床版１１０，１２０のコンクリートとを埋め込み接合してなるものである。従って、波形鋼板１４０の上下床版１１０，１２０のコンクリート中に埋設される部分の鋼板側面と上下床版１１０，１２０のコンクリートとの接合部分に、波形鋼板１４０を引き抜く方向に作用する剪断力が作用しても、複数の貫通孔１４１それぞれに挿通された鉄筋によって、接合部分における付着切れが防止される。

ここで、ストラットの埋め込み位置に波形鋼板の山部を対向させて配置したストラット付ＰＣ箱桁では、長い張出し床版（上床版）からストラットを介して下床版に伝達される力により、波形鋼板のストラット側の面と下床版のコンクリートとの接合部に作用する引張力が、その山部に集中する。これに対し、本実施形態のストラット付ＰＣ箱桁１００では、図４に示すように、ストラット１３０の埋め込み位置に波形鋼板１４０の谷部１４３を対向させて配置している。このストラット付ＰＣ箱桁１００によれば、長い張出し床版（上床版）１１０からストラット１３０を介して下床版１２０に伝達される力により、波形鋼板１４０のストラット１３０側の面と下床版１２０のコンクリートとの接合部に作用する引張力が、その谷部１４３両側の山部１４２に分散される。

しかしながら、長い張出し床版（上床版）１１０からストラット１３０を介して下床版１２０に伝達される力によって、波形鋼板１４０のストラット１３０側の面と下床版１２０のコンクリートとの接合部により大きな引張力が作用すると、その接合部において付着切れが引き起こされて肌隙が発生するおそれがある。そして、その接合部に肌隙が発生すると、ストラット付ＰＣ箱桁１００の耐久性に問題を生ずるおそれがある。

このような問題に対処するために、このストラット付ＰＣ箱桁１００には、図４に示すように、下床版１２０のコンクリートに埋め込まれている波形鋼板１４０のストラット１３０側の面のうちの、ストラット１３０に対向する波形鋼板１４０の谷部１４３の面およびその谷部１４３両側の山部１４２の面に、溶植され下床版１２０のコンクリート中に埋設されたスタッド１５０が備えられている。このスタッド１５０は、本発明にいう肌隙防止構造の実施例である。

図５は、溶植前のスタッド１５０の側面図であり、図６は、溶植後のスタッド１５０の側面図である。

このスタッド１５０としては、下床版１２０のコンクリートとの噛合効果等を考慮して各種のものを用いることができるが、ここでは、例えば、「降伏点または０．２％耐力が２３５Ｎ／ｍｍ^２、引張強さが４００〜５００Ｎｍｍ^２、伸びが２０％以上」といった機械的性質を有するスタッドを用いる。また、このスタッド１５０は、図５，図６に示すように、例えば軸１５１と頭部１５２とを有するものであって、「軸経が１３ｍｍ、頭部直径が２２ｍｍ、頭部厚が１０ｍｍ、波形鋼板１４０への溶植後の長さが８０ｍｍ」といった寸法を有するものである。

このように、第１実施例のストラット付ＰＣ箱桁１００には、複数の貫通孔１４１それぞれに挿通された鉄筋に加えて、上述したようなスタッド１５０が備えられており、そのスタッド１５０によって、下床版１２０のコンクリートに埋め込まれている波形鋼板１４０のストラット１３０側の面における接着表面積が増大すると共に、スタッド１５０と下床版１２０のコンクリートとの噛み合いにより付着力が増大する。このため、その面と下床版１２０のコンクリートとの接合部において、コンクリートにおける引張強度と同等もしくはその引張強度以上の付着力が確保される。

その結果、長い張出し床版（上床版）１１０からストラット１３０を介して下床版１２０に伝達される力によって、波形鋼板１４０のストラット１３０側の面と下床版１２０のコンクリートとの接合部に大きな引張力が作用しても、その接合部において波形鋼板１４０と下床版１２０のコンクリートとの付着切れが防止され、その接合部に肌隙が発生することが防止される。また、このような付着力が確保されることによって、その接合部における遮水効果が得られるため、例えば結露によって波形鋼板１４０に付着する水滴や雨水などといった水がその接合部に流れ込んで浸透することが阻止され、防食性が向上する。従って、ストラット付ＰＣ箱桁１００の耐久性が確保される。

以上で、本発明の第１実施例の説明を終了し、本発明の第２実施例について説明する。

尚、以下説明する第２実施例のストラット付ＰＣ箱桁には、上述した第１実施例のストラット付ＰＣ箱桁１００に備えられたスタッド１５０に代えて珪砂１６０が備えられている。

以下、第１実施例における要素と同じ要素については同じ符号を付して説明を省略し、第１実施例との相違点についてのみ説明する。

図７は、本発明の第２実施例であるストラット付ＰＣ箱桁における、図１に示すＡ部に相当する部分の拡大図である。また、図８は、本発明の第２実施例であるストラット付ＰＣ箱桁における下方部分の側面図であり、図９は、図８に示す線Ｃ−Ｃに沿った横断面図である。尚、図８にはストラット１３０の図示が省略されている。

第２実施例のストラット付ＰＣ箱桁に備えられた珪砂１６０は、図７〜図９に示すように、下床版１２０のコンクリートに埋め込まれている波形鋼板１４０のストラット１３０側の面のうちの、ストラット１３０に対向する波形鋼板１４０の谷部１４３の面およびその谷部１４３両側の山部１４２の面にかけて接着されている。この珪砂１６０は、本発明にいう粉粒体の実施例であり、本発明にいう肌隙防止構造の実施例でもある。尚、ここでは、本発明にいう粉粒体が珪砂である例について説明したが、本発明にいう粉粒体は、これに限られるものではなく、例えば、強度が高く、噛み込み性に優れた細砂などであってもよく、コンクリートと粉粒体との接着表面積が増大しかつ施工時に落下するおそれのない粒径を有する粉粒体であればいかなる粉粒体であってもよい。

この珪砂１６０としては、波形鋼板１４０との接着性や下床版１２０のコンクリートとの噛合効果等を考慮して各種の粒径を有するものを用いることができるが、例えば、０．３ｍｍ〜０．６ｍｍ程度の粒径を有する、いわゆる５号珪砂が好ましい。また、珪砂１６０の塗布量は、例えば０．５ｋｇ／ｍ^２〜１．０ｋｇ／ｍ^２程度とする。また、一般に、珪砂は強度が高く、粒度が一定しており、コンクリートへの噛み込み性や再現性に優れているため好ましい。

また、珪砂１６０を接着する接着剤としては、鋼板および珪砂１６０の双方に対して強い接着性を有する各種のものを用いることができるが、特にエポキシ樹脂系接着剤が好ましい。また、エポキシ樹脂系接着剤の塗布量や塗布方法は、使用するエポキシ樹脂系接着剤の規定による。

第２実施例のストラット付ＰＣ箱桁には、複数の貫通孔１４１それぞれに挿通された鉄筋に加えて、上述したような珪砂１６０が備えられており、その珪砂１６０によって、下床版１２０のコンクリートに埋め込まれている波形鋼板１４０のストラット１３０側の面における接着表面積が増大すると共に、珪砂１６０と下床版１２０のコンクリートとの噛み合いにより付着力が増大する。このため、第１実施例と同様に、その面と下床版１２０のコンクリートとの接合部において、コンクリートにおける引張強度と同等もしくはその引張強度以上の付着力が確保される。

その結果、長い張出し床版（上床版）１１０からストラット１３０を介して下床版１２０に伝達される力によって、波形鋼板１４０のストラット１３０側の面と下床版１２０のコンクリートとの接合部に大きな引張力が作用しても、第１実施例と同様に、その接合部において波形鋼板１４０と下床版１２０のコンクリートとの付着切れが防止され、その接合部に肌隙が発生することが防止される。また、このような付着力が確保されることによって、その接合部における遮水効果が得られるため、上述した要因によってその接合部に水が浸透することが阻止され、防食性が向上する。従って、ストラット付ＰＣ箱桁の耐久性が確保される。

１００ストラット付ＰＣ箱桁
１１０上床版
１２０下床版
１３０ストラット
１４０波形鋼板
１４１貫通孔
１４２山部
１４３谷部
１５０スタッド
１５１軸
１５２頭部
１６０珪砂

Claims

波形鋼板からなるウエブと、下床版コンクリートに下端を埋め込まれ床版構造を支持するストラットとを備えたストラット付ＰＣ箱桁において、前記ストラットの埋め込み位置に前記波形鋼板の谷部を対向させて配置し、下床版コンクリートに埋め込まれている前記波形鋼板のストラット側の面のうちの、前記ストラットに対向する波形鋼板の谷部の面および該谷部両側の山部の面に肌隙防止構造を備えたことを特徴とするストラット付ＰＣ箱桁。
前記肌隙防止構造が、前記波形鋼板のストラット側の面のうちの、前記ストラットに対向する波形鋼板の谷部の面および該谷部両側の山部の面に溶植され下床版コンクリート中に埋設されたスタッドであることを特徴とする請求項１記載のストラット付ＰＣ箱桁。
前記肌隙防止構造が、前記波形鋼板のストラット側の面のうちの、前記ストラットに対向する波形鋼板の谷部の面および該谷部両側の山部の面に接着された粉粒体であることを特徴とする請求項１記載のストラット付ＰＣ箱桁。
前記粉粒体が珪砂あるいは細砂であることを特徴とする請求項３記載のストラット付ＰＣ箱桁。