JP2011214221A - 吊橋の補剛桁および吊橋の補剛桁の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】吊橋の補剛桁を簡易な構成にできると共に、施工時、施工後共に耐風安定性を確保できる。
【解決手段】補剛桁（吊橋の補剛桁）１は、橋軸方向Ｃに延在する２つの主桁２と、主桁２と直交する方向に延在する横桁３と、主桁２の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版４とから概略構成される。コンクリート系高耐久性床版４は、橋軸方向Ｃおよび橋軸方向Ｃに直交する方向に配列された複数のコンクリート系高耐久性床版パネルから構成されている。コンクリート系高耐久性床版パネルは、コンクリートに底鋼板８や鉄筋、リブなどの鋼材が埋設されたパネルで、予め工場等で製作されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、道路・鉄道に適用される吊橋の補剛桁の構造に関し、特に、少数主桁とコンクリート系高耐久性床版とからなる吊橋の補剛桁および吊橋の補剛桁の施工方法に関する。

従来、吊橋の補剛桁には、鋼箱桁やトラス構造が採用されている。これは、空力安定性を確保するために、補剛桁に剛性、特にねじれ剛性が要求されるからである。
また、特許文献１には、プレキャストコンクリート製の下床版と現場打ちコンクリートの上床版とからなる二重コンクリート床版と、上床版と一体的に連結された補剛桁ウェブと、下床版の下方に配設された横構とが擬似ボックスを構成し、この擬似ボックスがねじれ剛性を有する吊橋の補剛桁が開示されている。

特許第２６３５７５７号公報

しかしながら、従来の鋼箱桁やトラス構造の補剛桁は、多くの鋼材で構成され複雑な構造であるため、製作や施工に時間を要すると共にコストがかかるという問題があった。
また、特許文献１の補剛桁では、床版が、下床版の上に現場打ちコンクリートを打設するという二重構造であり施工性が良くなかった。また、特許文献１の補剛桁の施工方法では、プレートガーダーからなる鋼桁と下床版とを架設した後に、上床版のコンクリートを打設しているため、二重コンクリート床版が仕上がるまでの期間の施工中は、補剛桁の耐風安定性に問題があった。また、特許文献１の補剛桁の施工方法では、二重コンクリート床版からなるので床版厚が増大するとともに重量が大幅に増大した。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡易な構成であると共に、施工時および施工後の耐風安定性を確保できる吊橋の補剛桁および吊橋の補剛桁の施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る吊橋の補剛桁は、道路・鉄道に用いる吊橋において、橋軸方向に延在し前記橋軸方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配設された少数主桁と、隣り合う前記主桁間に配設され前記橋軸方向に直交する方向に延在する複数の横桁と、前記主桁の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版とを備えることを特徴とする。
本発明では、橋軸方向に延在し橋軸方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配設された複数の主桁と、隣り合う主桁間に配設され橋軸方向に直交する方向に延在する複数の横桁と、主桁の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版とから構成されることにより、吊橋の補剛桁を簡易な構成とすることができ、製作や施工が行いやすく、コストを低減させることができる。
また、吊橋の補剛桁にコンクリート系高耐久性床版を備えることにより、従来の鋼箱桁やトラス構造の補剛桁と比べて補剛桁の重量が増大するので、耐風安定性を向上させることができると共に、補剛桁に圧縮剛性を付与することができる。
本発明に係る補剛桁は、２つの主桁でコンクリート系高耐久性床版を支持しているものを主とし、ほかに３つや４つ程度の数の主桁でコンクリート系高耐久性床版を支持しているものも含む。
また、本発明に係るコンクリート系高耐久性床版には、鋼・コンクリート合成床版、場所打ちＰＣ床版、プレキャストＰＣ床版がある。

また、主桁間には橋軸方向に直交する方向に延在する複数の横桁が配設され、床版を直接支持していることにより、補剛桁の剛性を高めることができる。そして、コンクリート系高耐久性床版の厚さを薄くしても補剛桁の剛性を確保できるので、補剛桁の重量を調整することができる。

また、本発明に係る吊橋の補剛桁では、前記コンクリート系高耐久性床版は、下端面には底鋼板が配設されて合成床版を構成していることが好ましい。
本発明では、コンクリート系高耐久性床版は、下端面には底鋼板が配設されて合成床版を構成していることにより、施工性を高め重量を軽減することができる。

また、本発明に係る吊橋の補剛桁の施工方法では、橋軸方向に延在し前記橋軸方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配設された少数主桁と、隣り合う前記主桁間に前記橋軸方向に直交する方向に延在する複数の横桁と、前記主桁の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版とを備える吊橋の補剛桁の施工方法であって、前記橋軸方向の架設単位長さ毎に前記主桁と前記横桁と前記コンクリート系高耐久性床版とを一体化させて補剛桁ブロックを形成し、複数の前記補剛桁ブロックを橋軸方向に配列して架設することを特徴とすることを特徴とする。
本発明では、橋軸方向の架設単位長さ毎に主桁と横桁とコンクリート系高耐久性床版とを一体化させた補剛桁ブロックを形成し、この補剛桁ブロックを架設することにより、従来の主桁が架設された後に床版が設置される施工方法のように、施工中に耐風安定性のない鋼桁部のみが架設された状態がなく、施工が行いやすい。
また、予め主桁と横桁とコンクリート系高耐久性床版とを一体化させておくことにより、現場での作業が軽減し、工期を短縮させることができる。

また、本発明に係る吊橋の補剛桁の施工方法では、隣り合う前記補剛桁ブロックのコンクリート系高耐久性床版どうしは、引張ボルト接合により接合されていることが好ましい。
本発明では、隣り合う補剛桁ブロックのコンクリート系高耐久性床版どうしは、引張ボルト接合により接合されていることにより、接合にかかる工期を短縮させることができる。

本発明によれば、吊橋の補剛桁は主桁と横桁とコンクリート系高耐久性床版とを備える構成であることにより、製作や施工にかかる時間を短縮できて、コストを軽減させることができると共に、コンクリート系高耐久性床版を備えることにより、補剛桁の重量が増大して耐風安定性を向上させることができ、補剛桁に圧縮剛性を付与することができる。
また、本発明によれば、主桁と横桁とコンクリート系高耐久性床版とを架設前に一体化することにより、施工時の耐風安定性を高めることができると共に、現場での作業が軽減し、工期を短縮させることができる。

本発明の実施の形態による吊橋の補剛桁の一例を示す斜視図である。 （ａ）は図１に示す吊橋の補剛桁の平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は補剛桁ブロックの接合部を示す上面図、（ｂ）は（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態による吊橋の補剛桁について、図１および図２に基づいて説明する。
図１および図２に示すように、本実施の形態による吊橋は、道路・鉄道に用いる吊橋で、吊橋の補剛桁１（以下、補剛桁１と記載する）は、橋軸方向Ｃに延在する２つの主桁２と、主桁２と直交する方向に延在する横桁３と、主桁２の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版４とから概略構成される。この補剛桁１はハンガー５（図１参照）を介して図示しない主ケーブルに吊るされている。
補剛桁１は、橋軸方向Ｃの架設単位長さ毎に主桁２と横桁３とコンクリート系高耐久性床版４とを一体化させた複数の補剛桁ブロック１ａから構成されている。各補剛桁ブロック１ａは補剛桁１の構成を備えている。

主桁２は、例えば、Ｈ形鋼などの鋼材で、２つの主桁２は橋軸方向Ｃに直交する方向に所定の間隔をあけて設けられている。
横桁３は、例えば、Ｈ形鋼などの鋼材で、２つの主桁２間に橋軸方向Ｃに所定の間隔をあけて設けられている。横桁３が配設されるピッチＤは、２〜６ｍとし、好ましくは３〜５ｍとする。
主桁２の側方には、ケーブル定着用ブラケット７が接合されていて、ハンガー５の下端が固定されている。ケーブル定着用ブラケット７は、横桁３の側方に位置している。

コンクリート系高耐久性床版４は、コンクリートと、コンクリート内に埋設された鉄筋やリブおよび底鋼板８などの鋼とで構成された合成床版９を構成している。
コンクリート系高耐久性床版４は、橋軸方向Ｃおよび橋軸方向Ｃに直交する方向に配列された複数のコンクリート系高耐久性床版パネル４ａから構成されていてもよいし、架設単位で一体化されていてもよい。本実施の形態では、複数のコンクリート系高耐久性床版パネル４ａから構成されたコンクリート系高耐久性床版４を採用している。
コンクリート系高耐久性床版パネル４ａは、コンクリート内に鉄筋やリブおよび底鋼板８などの鋼材が埋設されたパネルで、これらのパネルは予め工場等で製作されてもよいし、架設現場で架設前に製作されてもよい。
コンクリート系高耐久性床版４を構成する合成床版９は、両端部または両端部付近を主桁２に支持され、主桁２間を横桁３で支持されていて、主桁２および横桁３と一体化している。

補剛桁１には、補剛桁１に作用する空気の流れを安定させる整流板が設けられている。整流板には、例えば、補剛桁１の上部に設置されたフラップ１１（図２（ｂ）参照）などで、他に補剛桁１の側方にその面が鉛直となるように設けられた鉛直板や、補剛桁１の下部に取り付けられたデフレクタ、補剛桁１の下部や、主桁２や横桁３に取り付けられたスタビライザーなどである。
主桁２や横桁３の設置間隔や、整流板の取り付け位置を調整することで、補剛桁１に作用する空気の流れを調整することができる。

次に、上述した補剛桁１の製作・施工方法について説明する。
まず、図１および図２に示す補剛桁ブロック１ａを製作する。
所定スパンの主桁２間に横桁３を溶接などにより接合し、主桁２および横桁３とからなる鋼桁部１０を形成する。このとき、鋼桁部１０へケーブル定着用ブラケット７や整流板の取付けを行う。なお、鋼桁部１０へケーブル定着用ブラケット７や整流板の取付けは、コンクリート系高耐久性床版パネル４ａの設置後に行ってもよい。

次に、鋼桁部１０の上部に、コンクリート系高耐久性床版パネル４ａを配列して鋼桁部１０とコンクリート系高耐久性床版パネル４ａとをボルトなどで一体化させる。
このようにして、補剛桁ブロック１ａが形成される。
なお、本実施の形態では、鋼桁部１０の上部にコンクリート系高耐久性床版パネル４ａを配列しているが、鋼桁部１０の上部にコンクリート系高耐久性床版４の鋼材を配設し、これにコンクリートを打設して、補剛桁ブロック１ａを形成してもよい。

次に、補剛桁ブロック１ａを架設する。
補剛桁ブロック１ａを橋軸方向Ｃに連なるように架設し、ハンガー５（図１参照）を介して主ケーブルから吊り下げる。続いて、隣り合う補剛桁ブロック１ａを接合する。
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、隣り合う補剛桁ブロック１ａの接合は、合成床版９を引張ボルト１２などで接合し、鋼桁部１０（図３（ｂ）参照）をボルト接合や溶接などで接合する。
このようにして、補剛桁ブロック１ａが接合され、補剛桁１が施工される。

次に、上述した補剛桁１の作用効果について図面を用いて説明する。
本実施の形態による補剛桁１では、主桁２の上部にコンクリート系高耐久性床版４を配設した簡易な構成とすることができ、鋼材の設置量を減らすことができるので、製造や施工が行いやすく、工期が短縮できると共に、コストを低減させることができる作用効果を奏する。
また、コンクリート系高耐久性床版４を備えることにより、従来の鋼箱桁やトラス構造の補剛桁と比べて、補剛桁１の重量が増大し、耐風安定性を向上させることができると共に、圧縮剛性を付与することができ、構造形式の合理化につなげることができる。
また、横桁３が配設されることにより、補剛桁１のねじれ剛性を高めることができる。
また、底鋼板８と共に合成床版とする構成の場合、ねじれ剛性および曲げ剛性を高くでき、補剛桁１の簡素化と耐久性を高めることができる。
また、補剛桁１は、鋼桁部１０とコンクリート系高耐久性床版４とが予め一体化された補剛桁ブロック１ａを現場架設後に隣接する補剛桁ブロック１ａと接合するので、鋼桁部１０のみが架設されることがなく施工中の耐風安定性が確保されると共に、施工性が良く品質管理を行いやすい。

以上、本発明による補剛桁１の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上述した実施の形態では、コンクリート系高耐久性床版４は合成床版９で形成されているが、プレストレストコンクリートで形成された床版としてもよい。

１ 補剛桁（吊橋の補剛桁）
１ａ 補剛桁ブロック
２ 主桁
３ 横桁
４ コンクリート系高耐久性床版
８ 底鋼板
９ 合成床版
Ｄ ピッチ

Claims (4)

1. 道路・鉄道に用いる吊橋において、橋軸方向に延在し前記橋軸方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配設された少数主桁と、隣り合う前記主桁間に配設され前記橋軸方向に直交する方向に延在する複数の横桁と、前記主桁の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版とを備えることを特徴とする吊橋の補剛桁。
2. 前記コンクリート系高耐久性床版は、下端面には底鋼板が配設されて合成床版を構成していることを特徴とする請求項１に記載の吊橋の補剛桁。
3. 橋軸方向に延在し前記橋軸方向と直交する方向に互いに間隔をあけて配設された複数の少数主桁と、隣り合う前記主桁間に前記橋軸方向に直交する方向に延在する複数の横桁と、前記主桁の上部に配設されたコンクリート系高耐久性床版とを備える吊橋の補剛桁の施工方法であって、
   前記橋軸方向の架設単位長さ毎に前記主桁と前記横桁と前記コンクリート系高耐久性床版とを一体化させて補剛桁ブロックを形成し、複数の前記補剛桁ブロックを橋軸方向に配列して架設することを特徴とする吊橋の補剛桁の施工方法。
4. 隣り合う前記補剛桁ブロックのコンクリート系高耐久性床版どうしは、引張ボルト接合により接合されていることを特徴とする請求項３に記載の吊橋の補剛桁の施工方法。

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