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

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信彰 櫻井
Shinsuke Yamazaki
伸介 山崎
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新日鉄エンジニアリング株式会社
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    • E01D19/125Grating or flooring for bridges

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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