JP2013174076A - 角形鋼管を用いた床版橋とその施工方法。 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】床版橋1は、橋脚2の上に、角形鋼管8を複数本敷き並べてこれら角形鋼管8の側面に横桁鋼管10を挿入して一体化した床版3を設置した。角形鋼管8内には横桁鋼管10の両側に仕切り板12を設置して区画を形成した。橋脚2の橋台6に固定したアンカーボルト17の上部を角形鋼管8の区画内に挿入し、区画内をコンクリートで充填しアンカーボルト17の上部を埋設した。橋脚2と床版3はアンカーボルト17で剛結結合した。
【選択図】図1
Description
また、複数の角形鋼管の接合時にプレストレスを導入して結合することで角形鋼管の変形を矯正でき、これによって角形鋼管を相互に面接触で摩擦接合できて荷重を水平方向に伝達できると共に強度を向上できるとしている。
このように角形鋼管を用いた床版橋は、溶接や穴あけ、添接板等の加工が必要なボルト継手を使用しないため、加工の省力化が可能となっている。
上述した角形鋼管を用いた床版橋においても床版とRC橋脚とが分離してなり、床版は支承で受ける構造を有している。
また、一般的な橋梁においては、支承に代えて床版と橋脚を剛結構造(ラーメン形式)で構築したものも一部で実施されており、床版と橋脚を剛結したため地震による橋脚の変形を抑制できると共に過大な変形によって支承から床版が落橋することを抑えることができるため耐震性に優れているが、従来の剛結構造では角形鋼管を用いた上部工とコンクリート構造であるRC橋脚とを剛結すると構造が複雑になり、施工性と角形鋼管内へのコンクリートの充填性に難点があった。
本発明によれば、橋脚に固定したアンカーボルトを床版の角形鋼管内に挿入した状態でコンクリート等の経時硬化性材料を充填して埋め殺すことで、アンカーボルトによって橋脚と床版を剛結することができるため、アンカーボルトが角形鋼管の上方に突出しない上に経時硬化性材料の充填によって施工誤差を吸収することができて、位置合わせや固定構造等を含む剛結構造の施工が容易になる。
角形鋼管内で棒状部材とアンカーボルトは直接結合されていないため、アンカーボルトと角形鋼管との位置合わせや固定構造等を含む施工が容易になる。
角形鋼管内の一部の区画内に、棒状部材と共にアンカーボルトを挿入してコンクリート等の経時硬化性材料によって埋設するため容易且つ効率的に剛結構造を施工できる。
本発明によれば、橋脚の上に角形鋼管を敷き並べた床版を設置して、橋脚に設けたアンカーボルトの上部を角形鋼管内に挿入してコンクリート等の経時硬化性材料で埋設することで、橋脚と角形鋼管とをアンカーボルトで剛結結合することができ、位置合わせや固定構造等を含む剛結構造の施工が容易になる。
本発明によれば、橋脚の上に床版を設置した状態で、角形鋼管の挿入孔を通して橋脚に形成した凹部にまで落ち込むようにアンカーボルトを挿入することで、アンカーボルトは橋脚の凹部と角形鋼管内に配置させられ、そして角形鋼管と橋脚の凹部内にコンクリート等の経時硬化性材料を充填することでアンカーボルトを橋脚と角形鋼管とで剛結結合することができる。
或いは、床版は、橋脚の上に複数本の角形鋼管を敷き並べた後にこれら角形鋼管の側面に棒状部材を挿入して一体化して設置するようにしてもよい。
角形鋼管内の一部分をなす区画内にアンカーボルトを挿入してコンクリート等の経時硬化性材料によって埋設することで床版と橋脚を容易且つ効率的に剛結構造を施工できる。
また、アンカーボルトによる剛結構造(ラーメン構造)を採用したため、耐震性が向上し、床版と橋脚の間に支承や伸縮装置を設けず、アンカーボルトが角形鋼管の上方に突出しないためナット等で固定することなく低桁高に施工できる。更に、床版等の上部工の断面力が軽減され、橋脚においてもコンクリート量や掘削量の低減、杭の本数減等を達成できるために、施工コストを低減できる。また、橋梁の維持管理に問題となる支承や伸縮装置を省略することができるため、この点からも施工コストやランニングコストを低減できる。
図1乃至図7は第一実施形態による角形鋼管を用いた床版橋とその施工方法を示す図である。
図1及び図2に示す床板橋1は、地中に埋設された橋脚2と橋脚2に固定された床版3とを備えている。橋脚2は基礎杭として例えば鋼管杭5が地中に埋設され、その上部に鉄筋コンクリートからなる橋台6が設けられている。本実施形態では、鋼管杭5は後述する橋軸方向Aに略直交する方向に一列に配列されている。
図2に示す床版3は棒状の角形鋼管8が複数本平行に配列されて構成されており、角形鋼管8は例えば図3に示すように断面略四角形に形成されている。角形鋼管8の延在する方向が橋軸方向Aであり、複数の角形鋼管8は橋軸方向Aに直交する方向に平行に配列されている。
複数の角形鋼管8は横桁鋼管10によって相互にずれないように強固に締結して床版3を形成する。この床版3は、上からの荷重に対して横桁鋼管10がせん断キーとして機能するため、複数の角形鋼管8相互に作用するずれを防止して上面に段差ができないように構成され、角形鋼管8の耐荷重を増大することができる。そのため、角形鋼管8に作用する荷重による鋼管の疲労破壊のおそれを少なくして施工管理を容易にできる。
コンクリート14は仕切り板12によって必要な区画13内のみに充填されるから、角形鋼管8の重量を比較的軽量化できると共にコンクリート14の使用量を軽減できる。
弾性材料によって複数の角形鋼管8の上面をフラットに形成できると共に上面に打設されるコンクリートやアスファルト等の舗装を介して角形鋼管8に荷重が作用するとき角形鋼管8のたわみ差による舗装の割れを防止できる。
また、床版橋1における角形鋼管8は、通常は塗装或いは対候性鋼材の裸使用等となるが、潮風や雨水等の錆の発生し易い環境で使用される場合には角形鋼管8の表面は、チタン、ステンレス、亜鉛鉄板、アルミニウム等の金属系の防食材料で被覆する。
なお、床版3において、橋脚2のない位置に設けた区画13内では横桁鋼管10と角形鋼管8とをコンクリート14で固着させている。
なお、図4(a)において、角形鋼管8の下面8bにはアンカーボルト17の上部を挿通するための挿入孔19が形成されており、下面8bに対向する上面8cにはコンクリート14を区画13内に充填するための充填孔20が形成されている。充填孔20の位置は角形鋼管8の区画13内であれば任意の位置に形成できる。
なお、図4に示すように、角形鋼管8内に挿入されたアンカーボルト17の上部は横桁鋼管10とは非接触にコンクリート14中に埋設されている。
本実施形態による床版橋1は、図1に示すように、その両端支点部において床版3と橋台6とがアンカーボルト17によって連結されて剛結構造を構成し、ラーメン構造を有している。
図5(a)に示す下部工施工工程において、床版橋1の両端支点部で地中に鋼管杭5を打設する。そして、鋼管杭5の上部に形成した型枠内に予め鉄筋を配設すると共に所定位置にアンカーボルト17を配設しておき、型枠内にコンクリートを床版3の下面まで打設して橋台6を形成する。こうして鋼管杭5と橋台6からなるRC橋脚2を構築する。
この状態で、図5(b)に示すように、橋台6に埋め込んだアンカーボルト17の上部は橋台6の上面から突出している。
或いは、角形鋼管8の両端を個別に橋台6上に対向させ、下面8bの挿入孔19にそれぞれアンカーボルト17の上部を挿入して橋台6上に載置し、それぞれ設置した複数の角形鋼管8の側面8aに設けた開口部9に横桁鋼管10を挿入して一体化させて床版3を形成してもよい。
こうしてRC橋脚2と床版3をアンカーボルト17によって剛結することができて剛結接合してラーメン構造を構築できる。アンカーボルト17はその上部を角形鋼管8の区画13内でコンクリート14によって埋め殺しすることで、施工誤差を吸収して剛結結合することができる。
通常、アンカーボルト17によって床版3と連結する場合、アンカーボルト17の上部を角形鋼管8の上側に突出させてナット止め等するが、本実施形態ではアンカーボルト17の上部が角形鋼管8内に収容されるため桁高を低くできると共に定着が容易になる。
また、床版橋1はアンカーボルト17によってRC橋脚2と床版3を剛結結合させた複合ラーメン構造の橋梁であるから、高価で維持管理コストのかかる支承や伸縮装置等が必要なく、床版3を含む上部工の断面力が軽減されて角形鋼管8のサイズダウンを達成できて、従来の剛結構造や支承構造と比較して桁高を低く形成できると共に、上部工や下部工の施工コストを低減できる。また、ラーメン構造としたことで耐震性の向上を図ることができる。
しかも、アンカーボルト17の上部が角形鋼管8から突出することなく角形鋼管8内に収容されるため、この点からも桁高を低くできると共に定着が容易で施工性が向上する。
図8(a)に示す下部工施工工程において、床版橋1の両端支点部で地中に鋼管杭5を打設し、鋼管杭5の上部に形成した型枠内に予め鉄筋を配設して、コンクリートを床版3の下面まで打設してRC橋台6を形成する。なお、橋台6の上面には図8(b)に示すようにアンカーボルト17を埋め込むための箱抜きを行い、凹部22を予め形成しておく。
こうして鋼管杭5と箱抜きされた橋台6からなるRC橋脚2を構築する。
この床版3の両端を橋台6上に設置する。床版3の設置に際し、各角形鋼管8の下面8bに形成した各挿入孔19を橋台6の凹部22にそれぞれ位置合わせして、橋台6上に載置するものとする。
こうしてRC橋脚2と床版3をアンカーボルト17によって剛結結合することができてラーメン構造を構築できる。
なお、橋台6の凹部22内にアンカーボルト17を定着する際、角形鋼管8の充填孔20からコンクリート14を区画13内と橋台6の凹部22に充填して各区画13内で角形鋼管8と横桁鋼管10とアンカーボルト17を一体化させるようにしてもよい。
上述した各実施形態では、角形鋼管8の区画13内に横桁鋼管10とアンカーボルト17の上部を配設してコンクリート14で埋設するようにしたが、横桁鋼管10とアンカーボルト17は別の区画内に別個に配設して個々にコンクリート14で埋設するようにしてもよい。或いは、各角形鋼管8内に区画13を設けずに内部にコンクリート14を充填させてアンカーボルト17を横型鋼管10と共に、または別個に固着させてもよい。
また、上述した実施形態において、アンカーボルト17について、軸部17aのネジテーパー、定着部17cの定着ナット18bや定着板18aや固定バンド18c、頭部17b等の具体的形状を説明したが、これらは一例にすぎず、上記形状に代えて例えば丸鋼や異形棒鋼等の適宜の形状、構成を採用してもよいことはいうまでもない。本発明は、アンカーボルト17やその他の構成に関し、上述した構成を採用することなく、或いは上述した構成に限らず、適宜の形状や構成を採用できることはいうまでもない。
また、上述した各実施形態では、床版橋1の両端支点部において各角形鋼管8内に設置するアンカーボルト17はそれぞれ2本としたが、剛結結合のためのアンカーボルト17の本数は任意に設定できる。
2 橋脚
3 床版
5 鋼管杭
6 橋台
8 角形鋼管
9 開口
10 横桁鋼管
12 仕切り板
13 区画
14 コンクリート
17 アンカーボルト
19 挿入孔
20 充填孔
22 凹部
23 上部挿入孔
Claims (8)
- 橋脚の上に、角形鋼管を複数本敷き並べてこれら角形鋼管の側面に棒状部材を挿入してなる床版を設置し、前記橋脚の上部に固定したアンカーボルトの端部を前記角形鋼管内に挿入すると共に、該角形鋼管内にコンクリート等の経時硬化性材料を充填することによって前記アンカーボルトを固定して、前記橋脚と床版とを剛結するようにしたことを特徴とする角形鋼管を用いた床版橋。
- 前記角形鋼管内で、アンカーボルトと棒状部材はコンクリート等の経時硬化性材料を介して結合されている請求項1に記載された床版橋。
- 前記角形鋼管内には棒状部材の両側に仕切り部材を設置してコンクリート等の経時硬化性材料充填用の区画を形成し、該区画内に前記アンカーボルトの上部が埋設されている請求項1または2に記載された床版橋。
- アンカーボルトの下部を埋め込んだ橋脚を施工する工程と、角形鋼管を複数本敷き並べてこれら角形鋼管の側面に棒状部材を挿入した床版を前記橋脚の上に設置して前記角形鋼管内に前記アンカーボルトの上部を挿入する工程と、前記角形鋼管内にコンクリート等の経時性硬化材料を充填することでアンカーボルトを埋設して前記橋脚と角形鋼管とを剛結結合する工程と、を備えたことを特徴とする角形鋼管を用いた床版橋の施工方法。
- アンカーボルト用の凹部を形成した橋脚を施工する工程と、角形鋼管を複数本敷き並べてこれら角形鋼管の側面に棒状部材を挿入した床版を前記橋脚の上に設置する工程と、前記角形鋼管に設けた挿入孔を通して前記橋脚の凹部内に到達するようにアンカーボルトを挿入する工程と、前記角形鋼管と橋脚の凹部内にコンクリート等の経時硬化性材料を充填してアンカーボルトを埋設して前記橋脚と角形鋼管とを剛結結合する工程と、を備えたことを特徴とする角形鋼管を用いた床版橋の施工方法。
- 前記床版は、予め角形鋼管を複数本敷き並べてこれら角形鋼管の側面に棒状部材を挿入して形成したものを、前記橋脚に設置するようにした請求項4または5に記載された床版橋の施工方法。
- 前記床版は、前記橋脚の上に複数本の角形鋼管を敷き並べた後にこれら角形鋼管の側面に棒状部材を挿入して形成するようにした請求項4または5に記載された床版橋の施工方法。
- 前記角形鋼管内には仕切り部材を設置してコンクリート等の経時硬化性材料充填用の区画を形成し、該区画内に前記棒状部材とアンカーボルトの上部を挿入するようにした請求項4乃至7のいずれか1項に記載された床版橋の施工方法。
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