JP2011042985A

JP2011042985A - 鋼床版補強工法及びその工法に用いられる鋼コンクリート合成パネル

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Publication number: JP2011042985A
Application number: JP2009192221A
Authority: JP
Inventors: Hatsumi Iwasaki; 初美岩崎; Ryosuke Shionaga; 亮介塩永; Takayuki Nishido; 隆幸西土; Yoshihiko Nakamura; 善彦中村; Yukihiro Kurata; 幸宏倉田; Masayoshi Yoshida; 昌由吉田; Yoshiro Hanaoka; 善郎花岡
Original assignee: ISMIC KK; IHI Infrastructure Systems Co Ltd
Current assignee: ISMIC KK; IHI Infrastructure Systems Co Ltd
Priority date: 2009-08-21
Filing date: 2009-08-21
Publication date: 2011-03-03
Anticipated expiration: 2029-08-21
Also published as: JP5388753B2

Abstract

【課題】鋼床版のデッキプレートにおける疲労亀裂の進展又は発生を防止することができると共に、鋼コンクリート合成パネルのコストの低減及び薄肉化が図れる鋼床版補強工法及びその工法に用いられる鋼コンクリート合成パネルを提供する。
【解決手段】舗装４が撤去された既設鋼床版又は新設鋼床版のデッキプレート２上に、縞鋼板５の上面に繊維強化コンクリートを打設して一体化してなる鋼コンクリート合成パネル７を敷設し、該鋼コンクリート合成パネル７を前記デッキプレート２に固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、高速道路、高架道路、河川橋等（以下、単に道路という）における既設又は新設の鋼床版のデッキプレートを補強する鋼床版補強工法及びその工法に用いられる鋼コンクリート合成パネルに関するものである。

道路や橋梁の上は多くの自動車が通行する。都市部の高速道路は特に通行量が多い。また、通行量の増大だけでなく、車両が大型化・重量化しているため、長年の使用により道路や橋梁が疲労・損傷しやすい。鋼床版のデッキプレートにおいては、その上面に補強部材を設けずに、下面に縦リブと横リブを溶接して補強し、自動車の荷重に対して異方性の鋼床版構造として設計されている。

特開２００７−１０７１９５号公報

しかしながら、縦リブの構造がＵリブ形式の場合、Ｕリブと横リブの交差部やＵリブの溶接部に疲労亀裂が発生し、Ｕリブの溶接部を起点に発生する疲労亀裂は、進展性が高く、耐荷力の低下が懸念される。デッキプレートに疲労亀裂が進展して貫通した場合、交通荷重の支持機能の低下や舗装の損傷を誘発する虞もある。

このような課題に対して、関連技術例えば鋼床版補強工法とそれに用いられるプレキャスト補強版（特許文献１）が提案されている。これは、鋼床版のデッキプレートの上にプレキャスト補強板を重ねて敷設し、それをデッキプレートに固定するものである。プレキャスト補強板としては、例えばコンクリート製の床版の他、コンクリート製の床版と他の材質の床版（例えば鋼板）とが積層連結されるものが例示されているが、鋼板にコンクリートを一体化することは難しく、接着剤や連結具が必要となり、コストの上昇や厚肉化を招きやすい。

本発明は、前記事情を考慮してなされたものであり、鋼床版のデッキプレートにおける疲労亀裂の進展又は発生を防止することができると共に、鋼コンクリート合成パネルのコストの低減及び薄肉化が図れる鋼床版補強工法及びその工法に用いられる鋼コンクリート合成パネルを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、舗装が撤去された既設鋼床版又は新設鋼床版のデッキプレート上に、縞鋼板の上面に繊維強化コンクリートを打設して一体化してなる鋼コンクリート合成パネルを敷設し、該鋼コンクリート合成パネルを前記デッキプレートに固定することを特徴とする。

前記鋼コンクリート合成パネルの所定箇所に逆円錐状の孔部を設け、該孔部と対応する前記デッキプレートの表面にボルトを立設し、前記孔部に嵌合する逆円錐状の合成樹脂製のナットを前記ボルトに螺合して前記鋼コンクリート合成パネルを固定することが好ましい。

前記デッキプレート及び前記鋼コンクリート合成パネルの所定箇所に孔部を設け、該孔部に上方からワンサイドボルトを取付けて前記鋼コンクリート合成パネルを固定することが好ましい。

前記デッキプレートの表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネルの一方を固定するボルトを立設し、他方の前記鋼コンクリート合成パネルに前記ボルトと連結する連結部材を設け、前記ボルトにナットを螺合して一方の前記鋼コンクリート合成パネルと他方の前記鋼コンクリート合成パネルの前記連結部材を連結することが好ましい。

前記デッキプレートの表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネルの端部をそれぞれ固定するボルトを立設し、これらボルトに前記鋼コンクリート合成パネルのそれぞれの端部の上面に当接される連結部材を掛け渡し、前記両ボルトにナットを螺合して前記連結部材を固定することが好ましい。

舗装が撤去された既設鋼床版又は新設鋼床版のデッキプレート上に敷設固定される鋼コンクリート合成パネルであって、縞鋼板の上面に繊維強化コンクリートを打設して一体化してなることを特徴とする。

本発明によれば、鋼床版のデッキプレートにおける疲労亀裂の進展又は発生を防止することができると共に、鋼コンクリート合成パネルのコストの低減及び薄肉化が図れる。

本発明の実施形態に係る鋼床版補強工法を示す斜視図である。鋼床版に鋼コンクリート合成パネルを取付ける場合の一例を示す斜視図である。図２の取付例の取付手順及び取付後の舗装状態を示す断面図である。鋼床版への鋼コンクリート合成パネルの他の取付例を示す断面図である。鋼床版への鋼コンクリート合成パネルの他の取付例を示す断面図である。鋼床版への鋼コンクリート合成パネルの他の取付例を示す断面図である。隣り合う鋼コンクリート合成パネルを接続する場合の一例を示す断面図である。隣り合う鋼コンクリート合成パネルの他の接続例を示す断面図である。隣り合う鋼コンクリート合成パネルの他の接続例を示す断面図である。隣り合う鋼コンクリート合成パネルの他の接続例を示す断面図である。鋼床版と鋼コンクリート合成パネル間の処理方法を説明する断面図である。

以下に、本発明を実施するための形態を添付図面に基いて詳述する。

図１において、１は例えば既設の高架式の高速道路（又は橋梁）で、既設の鋼床版のデッキプレート２を有している。このデッキプレート２の下面には縦リブである複数のＵリブ３が長手方向に沿って溶接されていると共に図示しない横リブが溶接されている。前記デッキプレート２の上面には舗装（例えばアスファルト舗装）４が施されている。高速道路１の場合、追い越し車線１０５ａ側よりも走行車線１０５ｂ側のデッキプレート２の方が疲労しやすい。そこで、先ず、走行車線１０５ｂ側の舗装４をはつり、撤去してから、鋼床版補強工事を行う。この鋼床版補強工事は夜間に行われ、追い越し車線１０５ａ側は通行可能とされることが好ましい。交通量の増加により追い越し車線１０５ａ側のデッキプレート２に疲労損傷があり、補強が必要な場合には、同様に補強する。

前記デッキプレート２上の舗装を撤去したら、デッキプレート２の上面（表面）を下地処理することが好ましい。そのデッキプレート２の上面に縞鋼板５上に繊維強化コンクリート（ＳＦＲＣ）６を打設して一体化してなる鋼コンクリート合成パネル７を敷設し、該鋼コンクリート合成パネル７を前記デッキプレート２に固定する。鋼コンクリート合成パネル７は、予め工場で縞鋼板５上にＳＦＲＣ６を打設してプレキャスト化しておくことが工期の短縮を図る上で好ましい。なお、鋼コンクリート合成パネル７は、現場で縞鋼板５上にＳＦＲＣ６を打設して製造してもよい。例えば縞鋼板５の厚さは６ｍｍ程度、ＳＦＲＣの厚さは４４ｍｍ程度とされる。鋼コンクリート合成パネル７の大きさとしては、縦ｘが走行車線１０５ｂの幅と略等しい長さとされ、横ｙが縦ｘよりも短い長さとされている。

図２に示すように縞鋼板５の表面には全体に亘って複数の突起部５ａが形成されているため、これらの突起部５ａが摩擦抵抗となり、繊維強化コンクリート６を一体的に強固に固定することができる。しかも、繊維強化コンクリート６は、鋼繊維を含んでいるため、強度が高く、縞鋼板５と相俟って鋼コンクリート合成パネル７の薄肉化が図れる。なお、縞鋼板５と繊維強化コンクリート６の間のずれ止め効果を補強するために、スタッドボルト等のずれ止めを追加してもよい。

前記デッキプレート２の表面に前記鋼コンクリート合成パネル７を固定するために、図２ないし図３の（ａ），（ｂ）に示すように鋼コンクリート合成パネル７の所定箇所（例えば周縁部）に逆円錐状の孔部８を設け、該孔部８と対応する前記デッキプレート２の表面にボルト９を立設し、前記孔部８に嵌合する逆円錐状の合成樹脂製のナット１０を前記ボルト９に螺合して前記鋼コンクリート合成パネル７を固定する。前記ボルト９の下端に円板状の座部９ａを有し、この座部９ａがデッキプレート２の表面に接着剤１１で固定される。

ボルト９を溶接により固定しないため、デッキプレート２に熱影響を与える虞はない。ボルト９にナット１０を螺合してナット１０を孔部８に係合（嵌合）させることにより、デッキプレート２に鋼コンクリート合成パネル７を固定することができる。また、ナット１０が合成樹脂製であるため、鋼コンクリート合成パネル７の取付部周辺の応力集中を軽減でき、クラックの発生を抑えることができる。

前記デッキプレート２の表面に前記鋼コンクリート合成パネル７を密着させて一体化するために、後述するようにデッキプレート２の表面に接着剤１１又はモルタル等を介して鋼コンクリート合成パネル７が貼着されていることが好ましい。

隣り合う鋼コンクリート合成パネル７間の変形及び開きを防止するために、例えば図７に示すように隣り合う鋼コンクリート合成パネル７，７同士が連結されることが好ましい。この場合、前記デッキプレート２の表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネル７の一方の端部（縁部）を固定するボルト１２を立設し、他方の前記鋼コンクリート合成パネル７の端部（縁部）に前記ボルト１２と連結される連結部材（連結プレート）１３を設ける。

連結部材１３は垂直部１３ａと水平部１３ｂを有する断面Ｌ字状に形成され、他方の前記鋼コンクリート合成パネル７の端部に垂直部１３ａを溶接により固定、または縞鋼板を折り曲げして形成する。連結部材１３の水平部１３ｂは一方の鋼コンクリート合成パネル７の上面に当接される。前記水平部１３ｂには前記ボルト１２の先端部を通す孔部１４が設けられ、その孔部１４から突出したボルト１２の先端部にナット１５を螺合することにより、一方の前記鋼コンクリート合成パネル７と他方の前記鋼コンクリート合成パネル７の前記連結部材１３を共締めして隣り合う鋼コンクリート合成パネル７，７同士を連結するようになっている。この場合、図８に示すようにボルト１２、ナット１５及び連結部材１３が鋼コンクリート合成パネル７よりも上方に突出しないように、前記鋼コンクリート合成パネル７の上部に凹部１６を形成することが好ましい。

以上の構成からなる本実施形態の作用を説明する。本実施形態によれば、舗装４が撤去された既設鋼床版又は新設鋼床版のデッキプレート２上に、縞鋼板５上に繊維強化コンクリート６を打設して一体化してなる鋼コンクリート合成パネル７を敷設し、該鋼コンクリート合成パネル７を前記デッキプレート２に固定するため、自動車荷重によるデッキプレート２の応力と変形を小さくでき、鋼床版のデッキプレート２における疲労亀裂の進展又は発生を防止することができると共に、鋼コンクリート合成パネル７のコストの低減及び薄肉化が図れる。

すなわち、前記縞鋼板５の表面には全体に亘って複数の突起部５ａが形成されているため、これらの突起部５ａが摩擦抵抗となり、繊維強化コンクリート６を一体的に強固に固定することができる。しかも、繊維強化コンクリート６は、鋼繊維を含んでいるため、強度が高く、縞鋼板５と相俟って鋼コンクリート合成パネル７の薄肉化が図れる。また、通常の縞鋼板５を利用できるため、コストの低減が図れる。

また、前記鋼コンクリート合成パネル７の所定箇所に逆円錐状の孔部８を設け、該孔部８と対応する前記デッキプレート２の表面にボルト９を立設し、前記孔部８に嵌合する逆円錐状の合成樹脂製のナット１０を前記ボルト９に螺合して前記鋼コンクリート合成パネル７を固定するため、デッキプレート２に鋼コンクリート合成パネル７を確実且つ容易に固定することができる。また、ナット１０が合成樹脂製であるため、鋼コンクリート合成パネル７の取付部周辺の応力集中を軽減でき、クラックの発生を抑えることができる。

さらに、前記デッキプレート２の表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネル７の一方を固定するボルト１２を立設し、他方の前記鋼コンクリート合成パネル７に前記ボルト１２と連結する連結部材１３を設け、前記ボルト１２にナット１５を螺合して一方の前記鋼コンクリート合成パネル７と他方の前記鋼コンクリート合成パネル７の前記連結部材１３を連結するため、鋼コンクリート合成パネル７，７間の変形及び開きを防止することができ、デッキプレート２への影響及び舗装への影響を小さくできる。

前記デッキプレート２上に前記鋼コンクリート合成パネル７を固定して補強が済んだなら、図３(ｃ)に示すようにその鋼コンクリート合成パネル７上に舗装（例えばアスファルト舗装）４０を施せば良い。

なお、デッキプレート２の表面に鋼コンクリート合成パネル７を固定する他の方法としては、図４に示すように前記デッキプレート２及び前記鋼コンクリート合成パネル７の所定箇所に孔部１７を設け、該孔部１７に上方からワンサイドボルト１８を取付けて前記鋼コンクリート合成パネル７を固定することが好ましい。前記ワンサイドボルト１８は、コアピン１９と、このコアピン１９に装着されたバルブスリーブ２０と、グリップスリーブ２１と、ワッシャ２２と、ナット２３とを有し、上方からデッキプレート２に鋼コンクリート合成パネル７を固定することができる。鋼コンクリート合成パネル７の繊維強化コンクリート６部分には前記孔部１７よりも大きな開口部２４が形成され、この開口部２４からワンサイドボルト１８が孔部１７に挿入され、ワッシャ２２が縞鋼板５の上面に当接される。

また、デッキプレート２の表面に鋼コンクリート合成パネル７を固定する他の方法としては、図５に示すようにデッキプレート２の表面にボルト２５を溶接により立設し、このボルト２５に合成樹脂製のナット１０を螺合するようにしてもよい。

さらに、デッキプレート２の表面に鋼コンクリート合成パネル７を固定する他の方法としては、図６に示すようにデッキプレート２の表面にボルト２６を溶接により立設し、このボルト２６にワッシャ２７を介してナット２８を螺合することにより鋼コンクリート合成パネル７を固定するようにしてもよい。

一方、隣り合う鋼コンクリート合成パネルの端部同士を連結する方法としては、図９に示すように前記デッキプレート２の表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネル７，７の向かい合う端部をそれぞれ固定するボルト２９、２９を立設し、これら両ボルト２９，２９に跨って前記鋼コンクリート合成パネル７の向かい合う端部を押圧する共通の平板状の連結部材（連結プレート）３０を介して前記ボルト２９にナット３１を螺合するようにしてもよい。この場合、ボルト２９、ナット３１及び連結部材３０が鋼コンクリート合成パネル７よりも上方に突出しないように、前記鋼コンクリート合成パネル７の上部に凹部３２を形成することが好ましい。また、この場合の凹部３２は、図１０に示すように縞鋼板５の位置まで深く形成されていてもよい。

他方、鋼床版と鋼コンクリート合成パネル間の処理方法としては、図１１（ａ）に示すように鋼床版のデッキプレート２の表面及び鋼コンクリート合成パネル７の下面のいずれか一方又は双方に接着剤１１又は樹脂材を塗布する方法や、図１１（ｂ）に示すように鋼床版のデッキプレート２の表面と鋼コンクリート合成パネル７の下面との間に樹脂材３３を充填する方法や、図１１（ｃ）に示すように鋼床版のデッキプレート２の表面と鋼コンクリート合成パネル７の下面との間にモルタル３４を充填する方法を適用することができる。なお、図１１（ｂ）では、鋼床版のデッキプレート２の表面と鋼コンクリート合成パネル７の下面との間に樹脂材３３を充填するための間詰材（コーキング材）３５が介設されている。

以上、本発明の実施の形態を図面により詳述してきたが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の設計変更が可能である。

２デッキプレート
４舗装
５縞鋼板
６繊維強化コンクリート
７鋼コンクリート合成パネル
８孔部
９ボルト
１０ナット
１２ボルト
１３連結部材
１５ナット
１７孔部
１８ワンサイドボルト
３０連結部材

Claims

舗装が撤去された既設鋼床版又は新設鋼床版のデッキプレート上に、縞鋼板上に繊維強化コンクリートを打設して一体化してなる鋼コンクリート合成パネルを敷設し、該鋼コンクリート合成パネルを前記デッキプレートに固定することを特徴とする鋼床版補強工法。
前記鋼コンクリート合成パネルの所定箇所に逆円錐状の孔部を設け、該孔部と対応する前記デッキプレートの表面にボルトを立設し、前記孔部に嵌合する逆円錐状の合成樹脂製のナットを前記ボルトに螺合して前記鋼コンクリート合成パネルを固定することを特徴とする請求項１記載の鋼床版補強工法。
前記デッキプレート及び前記鋼コンクリート合成パネルの所定箇所に孔部を設け、該孔部に上方からワンサイドボルトを取付けて前記鋼コンクリート合成パネルを固定することを特徴とする請求項１記載の鋼床版補強工法。
前記デッキプレートの表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネルの一方を固定するボルトを立設し、他方の前記鋼コンクリート合成パネルに前記ボルトと連結する連結部材を設け、前記ボルトにナットを螺合して一方の前記鋼コンクリート合成パネルと他方の前記鋼コンクリート合成パネルの前記連結部材を連結することを特徴とする請求項１記載の鋼床版補強工法。
前記デッキプレートの表面に、隣り合う前記鋼コンクリート合成パネルの端部をそれぞれ固定するボルトを立設し、これらボルトに前記鋼コンクリート合成パネルのそれぞれの端部の上面に当接される連結部材を掛け渡し、前記両ボルトにナットを螺合して前記連結部材を固定することを特徴とする請求項１記載の鋼床版補強工法。
舗装が撤去された既設鋼床版又は新設鋼床版のデッキプレート上に敷設固定される鋼コンクリート合成パネルであって、縞鋼板の上面に繊維強化コンクリートを打設して一体化してなることを特徴とする鋼コンクリート合成パネル。