JP2014043752A - 橋桁と下部構造との接合部構造 - Google Patents

Abstract

【課題】隣接する橋台間等、隣接する下部構造間に架設されるプレキャストコンクリート製の橋桁（主桁）の端部が下部構造に剛に接合されるラーメン橋において、橋桁自体の薄肉化を可能にしながらも、単純な構造で橋桁の端部を下部構造に剛に接合することを可能にする。
【解決手段】橋桁３が床版部３１と、床版部３１の幅方向両側の少なくとも下側に、床版部３１の橋軸方向を向いて突設された両側リブ３２、３２からなり、下部構造１の天端からは縦筋２が突出し、橋桁３を両側リブ３２、３２において下部構造１の天端上に載置し、下部構造１の縦筋２を両側リブ３２、３２間に配筋すると共に、両側リブ３２、３２間に、縦筋２を埋設するコンクリート４、もしくはモルタルを一体化させて橋桁２を下部構造１に接合する。
【選択図】図１

Description

本発明は隣接する橋台間、もしくは橋脚間等、隣接する下部構造間に架設されるプレキャストコンクリート製の橋桁の端部を各下部構造に剛に接合する橋桁と下部構造との接合部構造に関するものである。

例えば歩道橋、車道橋等のように橋桁（主桁）の両端が橋台等の下部構造に剛に接合される１径間のラーメン橋では、橋桁の端部に生ずる曲げモーメントとせん断力が下部構造に集中して伝達されることから、多径間連続橋の場合より下部構造の負担が大きくなるため、橋桁と下部構造との接合部には両者間での力の伝達が確実に行われるだけの能力を持たせる必要がある。

この場合、橋桁から接合部を経て下部構造に曲げモーメントを伝達させる上では、接合部における引張力に対する耐力を確保することが不可欠になるため、耐力を鋼材に依存し、鋼材を橋桁と下部構造の双方に跨るように接合部に配置することが多い（特許文献１〜３参照）。

但し、特許文献１〜３のように例えば鋼材を橋桁の端部に埋設しておき、鋼材を橋台に接合する方法では橋桁と橋台との接合時に鋼材周辺に存在するコンクリートに対する補強のための鉄筋を配筋する必要もあり、施工が煩雑化する他、橋桁への鋼材の埋設がある分、橋桁の製作も複雑化する。

これに対し、橋桁と橋台間に跨ってＰＣ鋼材を配置し、橋桁端部と橋台上部に生ずる曲げモーメントに伴う引張力を相殺するプレストレスを導入することにより接合部を単純化させる方法もある（特許文献４参照）。

特開２００７−１３２０４６号公報（請求項１、段落００３１、図２〜図５） 特開２００７−２８４９１４号公報（請求項１、段落００３４〜００３８、００４５、図２、図８） 特開２０１０−１０１０９４号公報（請求項１、段落００２０〜００３２、００４５〜００７１、図１６〜図８） 特開２００２−２６６５０３号公報（請求項１、２、段落０００７〜００１４、図１〜図３）

しかしながら、プレストレスの導入によって接合部に生ずる曲げモーメントに抵抗させる方法では、１本のＰＣ鋼材によってプレストレスを橋桁と下部構造の軸方向に同時に作用させることが難しいため、接合部を経由させてＰＣ鋼材を橋桁と下部構造間に連続的に配置することができず、橋桁に添って配置されるＰＣ鋼材と、橋台に添って配置されるＰＣ鋼材を必要とする（特許文献４の段落００１６、図１、図５）。１本のＰＣ鋼材を、接合部を経由させて橋桁と下部構造間に連続的に配置した場合、ＰＣ鋼材配置上の隅角部である接合部に外周側から内部へ向けて不必要な圧縮力（腹圧力）を加えることになり、合理的な補強ができないことによる。

一方、特許文献４において橋桁自体の曲げ変形抑制のために、あるいは曲げ変形抑制効果に伴う薄肉化のために、橋桁の内部に橋軸直角方向（幅方向）に並列するＰＣ鋼材を配置しようとする場合には、接合部に役割の異なる２種類のＰＣ鋼材を混在させて定着することになるため、橋桁と橋台の双方に、ＰＣ鋼材の配置と定着に十分な断面を持たせることが必要になり、薄肉化の要請に反する結果を招く。

本発明は上記背景より、橋桁自体の薄肉化を可能にしながらも、単純な構造で橋桁の端部を下部構造に剛に接合することを可能にするプレキャストコンクリート製の橋桁と下部構造との接合部構造を提案するものである。

請求項１に記載の発明の橋桁と下部構造との接合部構造は、隣接する下部構造上に架設され、両端において前記下部構造に剛に接合されるプレキャストコンクリート製の橋桁と前記下部構造との接合部構造であり、
前記橋桁は床版部と、この床版部の幅方向両側の少なくとも下側に、前記床版部の橋軸方向を向いて突設された両側リブとを備え、前記下部構造の天端からは縦筋が突出し、
前記橋桁は前記両側リブにおいて前記下部構造の天端上に載置され、前記下部構造の縦筋が前記両側リブ間に配筋されると共に、前記両側リブ間に、前記縦筋を埋設するコンクリート、もしくはモルタルが一体化して前記橋桁が前記下部構造に接合されていることを構成要件とする。

橋桁は下部構造と共に１径間、もしくは多径間のラーメン橋を構成するため、橋の形態としては橋桁が歩道橋、車道橋等のように橋台間に架設される形式と、橋桁が隣接する橋台と橋脚間、及び隣接する橋脚間に架設され、同一の橋脚上に隣接する橋桁が支持される形式がある。よって橋桁は橋台と橋脚間、または橋脚間に架設される場合があるため、下部構造には橋台と橋脚が含まれる。多径間のラーメン橋は橋軸方向中間の橋脚がシュー構造（滑り支承）の場合を含む。

「床版部の幅方向両側の少なくとも下側に突設された両側リブ」とは、床版部の幅方向両側の下側（下面側）にのみ両側リブが突設される場合と、図１等に示すように下側と上側（上面側）に突設される場合があることを言う。「床版部の橋軸方向を向く」とは、両側リブが床版部の橋軸方向に沿って形成されることを言う。「床版部の幅方向」は主に橋軸直角方向を指すが、床版部が例えば平行四辺形状の場合には短辺方向を指す。

橋桁は床版部の幅方向両側に両側リブを有することで、橋軸方向に見たときに溝形（逆溝形）、もしくはＨ形の断面形状をし、橋桁が受ける曲げモーメントを両側リブが床版部と共に負担しながら、下部構造に伝達する働きをする。橋桁は両側リブが床版部の下側にのみ形成される場合に、溝形の断面形状をし、上側にも形成される場合にＨ形の断面形状をするが、両側リブの形状は後述のように基本的には床版部上の荷重による橋桁の曲げモーメント分布に対応して決められる。両側リブは床版部の橋軸方向の全長に亘って形成される場合と、床版部の端部寄りの区間に形成される場合がある。「床版部の端部寄りの区間」は橋桁の橋軸方向中間部（中央部）の位置から下部構造上の端部にかけての区間であり、下部構造の天端上の領域を含む場合と含まない場合がある。

橋桁の両側リブは床版部と共に橋桁の曲げモーメントを負担しながら、下部構造に伝達することで、床版部のみが曲げモーメントを負担することから解放させ、床版部を薄肉化することに寄与する。床版部の薄肉化は図２、図５、図７に示す、床版部３１の内部に橋軸方向に配置されるＰＣ鋼材等の緊張材３５によるプレストレスの導入によっても可能になっている。

両側リブは橋軸方向の曲げモーメントに対する剛性を橋桁に付与し、橋桁の曲げ変形を抑制する働きもする。両側リブ３２は図８に示すように橋桁３に生ずる曲げモーメントの分布に対応し、橋桁３の橋軸方向中間部側から端部へかけて次第に高さ（成）が大きくなる形状に形成されることで、橋桁３の端部の桁高を増し、橋桁３端部における剛性と耐力を高める。

床版部３１下側の両側リブ３２、３２間の、少なくとも床版部３１の端部寄りの区間には、両側リブ３２、３２に平行に、中間部リブ３３が突設されることもある（請求項２）。中間部リブ３３は両側リブ３２、３２の役割を補い、床版部３１及び両側リブ３２、３２と共に床版部３１に作用する曲げモーメントを負担しながら、下部構造１に伝達する働きをする。

中間部リブ３３は床版部３１の橋軸方向を向き、両側リブ３２に平行に１枚、もしくは複数枚、突設される。中間部リブ３３は両側リブ３２と同様、橋桁３に生ずる橋軸方向の曲げモーメントに対する抵抗要素でもあるため、少なくとも床版部３１の端部寄りの区間に突設される（請求項２）。少なくとも端部寄りの区間であるから、中間部リブ３３は下部構造１の天端上の領域を含めて、あるいは含まずに端部寄りの区間に形成される他、床版部３１の全長に形成されることもある。中間部リブ３３の高さは図１、図４に示すように曲げモーメント分布に対応し、橋桁３の端部から中間部側へかけて次第に小さくなる形に形成されることが合理的である。床版部３１に中間部リブ３３が形成される場合、下部構造１の縦筋２は図２、図５に示すように中間部リブ３３以外のコンクリート４等中に配筋される。

床版部３１下側の両側リブ３２、３２間に中間部リブ３３が突設される場合（請求項２）にはまた、前記のように床版部３１下側の、下部構造１の天端上の領域（接合部３０）に、図４、図５に示すように横桁部３４としてのコンクリート４等が床版部３１の一部として一体的に形成されている場合（請求項３）と、図１、図２に示すように中間部リブ３３が床版部３１の中間部寄りの位置から下部構造１の天端上の領域（接合部３０）を含む区間にまで連続して形成されている場合（請求項４）がある。

また橋桁３に一体化するコンクリート４等の一体化の方法で分類すれば、コンクリート４等は図４、図５に示すように橋桁３の一部の横桁部３４として橋桁３の製作時に予め形成されている場合（請求項３）と、図１、図２、及び図６、図７に示すように下部構造１との接合時に現場で充填（打設）されることにより一体化する場合（請求項４、５）がある。現場で一体化する場合（請求項４、５）には、コンクリート４等が下部構造１上の接合部３０にのみ充填される場合（請求項４）と、接合部３０を含め、請求項２〜４の中間部リブ３３の形成区間に充填される場合（請求項５）がある。

図４、図５に示す例の場合（請求項３）、コンクリート４等からなる横桁部３４が床版部３１下側の両側リブ３２、３２間の、下部構造１の天端上の領域（接合部３０）に、床版部３１の幅方向を向いて橋桁３の一部として形成され、床版部３１と両側リブ３２、３２間に一体化する。「床版部３１の幅方向を向く」とは、横桁部３４の長さ方向が床版部３１の幅方向を向くことを言う。この場合、下部構造１の縦筋２は図５に示すように中間部リブ３３以外の横桁部３４中に配筋され、埋設される。中間部リブ３３は横桁部３４の、床版部３１中間部寄りの側面から形成されることになるため、床版部３１の中間部寄りの位置から下部構造１の天端上の領域（接合部３０）の手前までの区間に形成される。

図４、図５に示す例では横桁部３４の、縦筋２の挿入部分には挿通孔３４ａが形成され、挿通孔３４ａ内に縦筋２が挿入され、現場でモルタル等の充填材が充填されることにより縦筋２がコンクリート４等の横桁部３４に埋設され、定着される。横桁部３４は下部構造１の厚さ方向には下部構造１の天端部分の厚さと同等の厚さを持ち、下部構造１の幅方向（橋桁３の幅方向（幅方向））に床版部３１の幅と同等の長さを持つ。

図１、図２に示す例の場合（請求項４）は、中間部リブ３３が床版部３１の中間部寄りの位置から下部構造１の天端上の領域（接合部３０）を含む区間にまで連続することで、床版部３１の幅方向に隣接する両側リブ３２と中間部リブ３３間、及び中間部リブ３３、３３間にコンクリート４等が充填される。この中間部リブ３３で区画された領域毎に充填されるコンクリート４等が中間部リブ３３の下部構造１の天端上の部分（端部３３ａ）と共に、図４、図５に示す例の横桁部３４を構成する。下部構造１の縦筋２は図２に示すように中間部リブ３３で区画された領域毎のコンクリート４等中に埋設され、定着される。

図１、図２に示す例における中間部リブ３３は下部構造１の天端上の領域にまで連続することで、両側リブ３２と中間部リブ３３間に充填されるコンクリート４等の打設時の型枠を兼ねるため、コンクリート４等の充填領域が区画され、限られた領域に効率的にコンクリート４等を充填することを可能にする。

図６、図７に示す例の場合（請求項５）、コンクリート４等は床版部３１下側の両側リブ３２、３２間の、少なくとも下部構造１の天端上の領域を含む床版部３１の端部寄りの区間に充填され、下部構造１の天端上のコンクリート４等中に下部構造１の縦筋２が埋設される。「下部構造１の天端上の領域（区間）」は橋桁３の内、下部構造１との接合部３０を指し、この領域に充填されるコンクリート４等が図４、図５に示す例の横桁部３４を構成する。「少なくとも」とは、図６に示すように下部構造１の天端上の領域（接合部３０）から床版部３１の橋軸方向中間部寄りの区間にかけて充填されることがある趣旨である。

図６、図７に示す例では、コンクリート４等は橋桁３との一体化により床版部３１の全幅に亘る幅を持ち、結果として、橋桁３の少なくとも端部寄りの区間においてコンクリート４等が床版部３１の厚さを増す形になるため、橋桁３の少なくとも端部寄りの区間における剛性と耐力を上昇させることが可能になる。この場合、橋桁３には現場でコンクリート４等が一体化するため、横桁部３４が予め一体化している請求項３の場合より橋桁３自体の軽量化が図られる。

下部構造１の天端上の接合部３０上で両側リブ３２、３２に一体化するコンクリート４等は、中間部リブ３３の一部が下部構造１上の接合部３０にまで連続する場合（図１、図２）に、その中間部リブ３３の一部と共に横桁部３４を構成する。中間部リブ３３が下部構造１上の接合部３０にまで連続しない場合（図４、図５）には、下部構造１上に充填（打設）される接合部３０の部分のコンクリート４等が横桁部３４になる。中間部リブ３３が形成されない場合（図６、図７）には、コンクリート４等の全体の内、下部構造１上の接合部３０の部分が横桁部３４になる。

換言すれば、横桁部３４を含め、「両側リブ３２、３２間に一体化するコンクリート４等」は図４、図５に示すように床版部３１の両側リブ３２、３２間に、橋桁３の一部として予め一体化している場合（請求項３）と、図１、図２、及び図６、図７に示すように現場で両側リブ３２、３２間に打設（充填）されて橋桁３に一体化する場合（請求項４、５）がある。コンクリート４等が現場で打設される場合（請求項４、５）には、コンクリート４等は少なくとも下部構造１の厚さ（橋桁３の橋軸方向の距離）の範囲で（下部構造１の天端上の接合部３０上で）、橋桁３の対向する両側リブ３２、３２間に一体化するため、下部構造１の天端上の部分が横桁部３４として橋桁３の一部になる。

図６、図７に示す請求項５におけるコンクリート４等は下部構造１の天端上の領域から床版部３１の橋軸方向中間部寄りの区間にまで充填（打設）されることで、橋桁３の橋軸方向には請求項３、４における横桁部３４を含む中間部リブ３３の区間に亘り、幅方向には床版部３１の全幅に亘って床版部３１に一体化するため、橋桁３の少なくとも端部寄りの区間における剛性と耐力を上昇させる。この場合もコンクリート４等が橋桁３の剛性と耐力を増す働きをするため、橋桁３の端部から中間部にかけ、橋桁３を幅方向に見たときに図６、図８に示すように曲げモーメント分布に対応した断面形状が与えられることが合理的である。

橋桁３と下部構造１からなる構造体を１径間のラーメン橋として見れば、橋桁３上の荷重による曲げモーメントは橋桁３の端部寄りで上側に引張応力が生じ、中間部では下側に引張応力が生ずる分布になる。このことから、図８に示すように床版部３１に一体化する両側リブ３２、３２を床版部３１の軸方向中間部寄りで床版部３１に関して上側に形成し、軸方向端部寄りで床版部３１に関して下側に形成することで、曲げモーメントによる引張応力を床版部３１に負担させることが可能になる。この場合、上部構造としての橋桁３は、橋桁３に生ずる橋軸方向の曲げモーメントの引張応力を図２に示すように床版部３１内に挿通している緊張材３５によるプレストレスで相殺させることに適した構造になる。

図８に示すように上部構造としての橋桁３を側面（立面）で見たとき、両側リブ３２が全体として上に凸に湾曲した形状をし、水平版である床版部３１が両側リブ３２の端部寄りでは両側リブ３２の上側に位置し、中間部寄りで両側リブ３２の下側に位置することで、橋桁３は中路形式になっている。このように床版部３１が両側リブ３２の端部寄りでは両側リブ３２の上側に位置することで、橋桁３を両側リブ３２において下部構造１上に載置したときに、下部構造１の縦筋２を床版部３１下のコンクリート４等中に深く配筋することと、横筋５を高さ方向に多く配筋することが可能になり、下部構造１と橋桁３との一体性を確保することが容易になっている。

請求項４ではまた、中間部リブ３３の、下部構造１の天端上に位置する部分（端部３３ａ）が幅方向に、下部構造１の縦筋２に直交して配筋される横筋５（配力筋）を挿通させ、係合させるために利用される。横筋５を、中間部リブ３３（端部３３ａ）を貫通させて床版部３１に幅方向に配筋することで、橋桁３に作用する曲げモーメントを幅方向に分散させて下部構造１の縦筋２に伝達することができるため、下部構造１の負担を幅方向に分散させる効果が向上する。また横筋５を中間部リブ３３に係合させることができることで、縦筋２が負担する引張力を橋桁３に伝達する効果と、橋桁３が負担する引張力を下部構造１の縦筋２に伝達する効果も向上する。

床版部３１の横桁部３４となるコンクリート４等が橋桁３と下部構造１との接合時に現場で充填（打設）される、図１、図２、及び図６、図７に示す場合（請求項３、４）にはこの他、床版部３１の両側リブ３２、３２間に幅方向にＰＣ鋼材等の緊張材を挿通させてこれに緊張力を与え、コンクリート４等にプレストレスを与えることで、両側リブ３２、３２とコンクリート４等との一体性を強化させることも可能である。その場合、図１、図２、図６等に示す横筋５を緊張材として利用することも可能である。

横筋５を配筋することは、図４、図５の例（請求項３）においても横桁部３４内に予め埋設しておくことで可能であり、図６、図７の例（請求項５）においても現場でのコンクリート４等の打設時に縦筋２に交差させて配筋しておくことで可能である。

図４、図５に示す請求項３では下部構造１天端上の横桁部３４が図１、図２に示す請求項４における中間部リブ３３の下部構造１上の部分（端部３３ａ）と、現場打ちのコンクリート４等によって形成され、横桁部３４は現場で橋桁３の一部として完成するため、プレキャストコンクリート製の橋桁３としては、図１、図２の例における中間部リブ３３の下部構造１上の部分（端部３３ａ）が不在である分、橋桁３自体の質量が請求項３の橋桁３より軽量化される。

以上のように橋桁３は少なくとも両側リブ３２、３２の形成によって自重と活荷重による曲げモーメントに対する一定の抵抗力を確保した上で、両側リブ３２、３２間に充填（打設）、もしくは形成され、一体化するコンクリート４等と両側リブ３２、３２とによって高い剛性と耐力を確保するため、橋桁３自身が曲げモーメントに対する抵抗力と、下部構造１との間での曲げモーメントの伝達能力を保有することになる。橋桁３自身が曲げモーメントに対する抵抗力と、曲げモーメントの伝達能力を持つことで、橋桁３に対しては鋼材の埋設、曲げモーメント用のＰＣ鋼材の配置等、曲げモーメントに抵抗させるための格別な補強を施すことが必要ではなくなる。

橋桁３に対する格別な補強が不要になることで、橋桁３は基本的に、両側リブ３２、３２において下部構造１の天端上に載置され、下部構造１の天端から突出した縦筋２が両側リブ３２、３２間に配筋されることと、両側リブ間３２、３２に、縦筋２を埋設するコンクリート４等が一体化することのみによって下部構造１に剛に接合されることになる。両側リブ３２、３２間に一体化するコンクリート４等は橋桁３と下部構造１との間で圧縮力を伝達し、橋桁３と下部構造１との間の引張力は下部構造１から突出する縦筋２がコンクリート４等内に埋設され、定着されることにより伝達する。

図１〜図７に示すいずれの例（請求項１〜５）においても、橋桁３が両側リブ３２、３２を持ち、橋桁３の両側リブ３２、３２間にコンクリート４等の横桁部３４が一体化する結果として橋桁３に対する格別な補強が不要になることで、下部構造１の天端上の、両側リブ３２、３２に挟まれた空間（領域）に、下部構造１から突出する縦筋２の配筋の障害になり得る、何らかの補強要素（部材）を配置する必要性が解消される。

この結果、図１、図２の例を含むいずれの例（請求項１〜５）においても、実質的に縦筋２を橋桁３の両側リブ３２、３２に挟まれた領域（空間）内の全体に配筋することが可能になるため、橋桁３と下部構造１との接合部３０の引張抵抗要素としての十分な数の縦筋２を配筋することが可能になり、下部構造１に対しても格別な補強材を配置（付加）する必要がなくなる。

結局、請求項１〜５のいずれの場合も、下部構造１の天端上の領域の、両側リブ３２、３２間に下部構造１の縦筋２を埋設するコンクリート４等が一体化することの結果として、橋桁３の下部構造１との接合部３０は補強要素を要しない鉄筋コンクリート造でありながらも高い剛性を確保し、コンクリート４等内に下部構造１の縦筋２が密に配筋可能であることと併せ、曲げモーメントによる引張力と圧縮力に対する高い耐力を保有する。

橋桁３は基本的にプレキャストコンクリート（鉄筋コンクリート造（プレストレストコンクリート造を含む））で製作されるが、コンクリートに代わり、引張強度を増すための補強繊維が混入されたモルタルが使用されることもある。その場合も橋桁３はプレキャスト化されるため、実質的にはプレキャストコンクリートと同等である。補強繊維が混入されたモルタルが使用される場合には、床版部３１の一層の薄肉化が図られる。図示する橋桁３は前記のように床版部３１の軸方向に緊張材３５が配置されたプレストレストコンクリート造になっている。

コンクリートと並列的な関係にあるモルタルはコンクリート中に混入される粗骨材が不在であることで、図４、図５に示すように縦筋２が埋設されるコンクリート４等が床版部３１に一体化している場合の挿通孔３４ａ内に充填される充填材としても使用される。またモルタルへの繊維混入等によりコンクリートに劣らない程度の高い圧縮強度、並びに引張強度を得ることができることからも、コンクリートに代わる材料として使用される。繊維混入モルタルはコンクリートの引張強度以上の引張強度を持つこともある。

下部構造に剛に接合されるべきプレキャストコンクリート製の橋桁が幅方向両側の少なくとも下側に床版部の橋軸方向を向いて突設された両側リブを備えることで、橋桁が受ける曲げモーメントを両側リブが負担しながら、下部構造に伝達する働きをするため、橋桁に対し、曲げモーメントに抵抗させるための格別な補強を施すことが不要になる。従って下部構造の天端上の、橋桁の両側リブに挟まれた空間（領域）から何らかの補強要素（部材）を不在にすることができるため、両側リブに挟まれた空間内の全体に、橋桁と下部構造間の引張抵抗要素としての十分な数の縦筋を配筋することができる。

この結果、橋桁を両側リブにおいて下部構造の天端上に載置し、下部構造の天端から突出した縦筋が両側リブ間に配筋されることと、両側リブ間に、縦筋を埋設するコンクリート、もしくはモルタルが一体化することのみにより下部構造に剛に接合することが可能になる。

中間部リブが床版部の端部寄りの区間から下部構造の天端上の領域にまで連続して形成された橋桁と下部構造との接合部を示した、幅方向に見た縦断面図であり、図２−（ａ）のｚ−ｚ線断面図である。 （ａ）は図１のｘ−ｘ線断面図、（ｂ）は図１のｙ−ｙ線断面図である。 図１に示す橋桁の中間部リブにおける挿通孔の形成例を示した縦断面図である。 両側リブ間の、下部構造の天端上の領域に、幅方向を向くコンクリート等からなる横桁部が形成された橋桁と下部構造との接合部を示した、幅方向に見た縦断面図であり、図５−（ａ）のｚ−ｚ線断面図である。 （ａ）は図４のｘ−ｘ線断面図、（ｂ）は図４のｙ−ｙ線断面図である。 両側リブ間の、下部構造の天端上の領域を含む床版部の端部寄りの区間に、横桁部を有するコンクリート等が充填された橋桁と下部構造との接合部を示した、幅方向に見た縦断面図であり、図７−（ａ）のｚ−ｚ線断面図である。 （ａ）は図６のｘ−ｘ線断面図、（ｂ）は図６のｙ−ｙ線断面図である。 ラーメン橋の例としての歩道橋の全体を示した立面図である。 （ａ）〜（ｄ）は図１、図２に示す接合方法により橋桁を下部構造としての橋台に接合する施工手順を示した斜視図である。 図９に示す施工手順を経て完成したラーメン橋としての歩道橋の完成状態を示した斜視図である。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１、図４、図６は隣接する下部構造１、１上に架設され、両端において下部構造１、１に剛に接合される、図８に示すラーメン橋を構成するプレキャストコンクリート製の橋桁３と下部構造１との接合部の例を示す。

本発明が対象とするラーメン橋は形式的には１径間のラーメン橋とそれが連続的に配置された形態のラーメン橋が含まれ、下部構造１は橋台の場合と橋脚の場合がある。図８は歩道橋の例を示しているが、用途上は車道橋、鉄道橋等も含まれる。図示する例での下部構造１は橋台を表している。橋桁３は主に鉄筋コンクリート造で製作されるが、コンクリートに代わり、補強繊維が混入されたモルタルを使用した超強度繊維補強コンクリート造で製作されることもある。

図１のｘ−ｘ線の断面とｙ−ｙ線の断面を図２−（ａ）、（ｂ）に示す。同様に図４のｘ−ｘ線の断面とｙ−ｙ線の断面を図５−（ａ）、（ｂ）に、図６のｘ−ｘ線の断面とｙ−ｙ線の断面を図７−（ａ）、（ｂ）に示す。図３は図１における橋桁３の単体を示している。図１は図２−（ａ）のｚ−ｚ線の断面を示しており、図４は図５−（ａ）のｚ−ｚ線の断面を、図６は図７−（ａ）のｚ−ｚ線の断面を示している。図２−（ａ）、（ｂ）、図５−（ａ）、（ｂ）、図７−（ａ）、（ｂ）中、橋桁３の床版部３１内にある○の印は床版部３１中に橋軸方向に添って配置され、床版部３１にプレストレスを導入するためのＰＣ鋼材等の緊張材３５を表している。

橋桁３は図２−（ａ）、（ｂ）に示すように床版部３１と、床版部３１の幅方向両側の少なくとも下側に、床版部３１の橋軸方向を向いて突設された両側リブ３２、３２とを備え、下部構造１とは下部構造１の天端上に位置し、橋桁３の橋軸方向端部の両側リブ３２、３２に挟まれた区間において接合される。下部構造１の天端上に位置し、下部構造１に接合される橋桁３の橋軸方向端部の区間を以下、接合部３０と言う。

橋桁３は図９−（ｂ）に示すように両側リブ３２、３２において下部構造１の天端上に載置されるため、下部構造１上の接合部３０を区画する橋桁３橋軸方向端部の区間（接合部３０）の長さは下部構造１の天端の厚さ（橋桁３の橋軸方向の距離）に等しいか、それ以下の範囲内にある。

両側リブ３２、３２が接合部３０の区間において下部構造１の天端上に載置されることで、両側リブ３２、３２の全長の内、接合部３０を区画する端部３２ａの下端面は下部構造１の天端の上面に合わせた面を持ち、例えば下部構造１の天端面が平坦な水平面であれば、両側リブ３２、３２の端部３２ａの下端面も平坦な水平面に形成され、天端面が水平に対して傾斜した平面、もしくは曲面をなしている場合には、端部３２ａの下端面もそれに応じた平面、もしくは曲面に形成される。図１では下部構造１の天端と床版部３１に挟まれた領域が両側リブ３２を表し、その内、下部構造１の厚さを示す線の延長線上の破線に挟まれた範囲が端部３２ａである。

図面では両側リブ３２、３２を図８に示すように橋桁３に自重を含む長期荷重により生じる曲げモーメント分布に対応させ、高さが床版部３１の橋軸方向中央部から端部にかけて次第に大きくなるように形成し、橋軸方向の各断面での曲げモーメントに対する抵抗力（曲げ応力度）が一様になるようにしている。図面ではまた、両側リブ３２、３２を床版部３１の上側にも形成し、両側リブ３２、３２の下側への突出量が大きくならないようにしている。両側リブ３２、３２の床版部３１の上側に突出した部分は高欄として利用される。

橋桁３が接合される下部構造１の天端からは、両側リブ３２、３２の端部３２ａ、３２ａ間の接合部３０の範囲内に配筋される縦筋２が突出し、この端部３２ａ、３２ａ間の接合部３０の範囲内にコンクリート４、もしくはモルタル（以下、コンクリート４等）が予め、もしくは現場で一体化することにより橋桁３が下部構造１に接合される。橋桁３の接合部３０に一体化するコンクリート４等は図１、図６に示す例のように橋桁３の下部構造１上への載置後に現場で充填（打設）される場合と、図４に示す例のように予め橋桁３の一部を構成する横桁部３４として後述の中間部リブ３３と共に橋桁３に一体的に形成されている場合がある。

図１、図４は橋桁３の両側リブ３２、３２間の、少なくとも接合部３０を含む床版部３１の端部寄りの区間に、床版部３１の橋軸方向を向く中間部リブ３３が突設されている場合の例であり、図６は橋桁３の両側リブ３２、３２間の、少なくとも接合部３０を含む床版部３１の端部寄りの区間にコンクリート４等が充填される場合の例である。「床版部３１の端部寄りの区間」は接合部３０から、または接合部３０付近から橋桁３の橋軸方向中間部、あるいは中央部側へかけての区間を指し、中間部リブ３３は床版部３１の橋軸方向中間部（中央部）側から端部側へかけて形成される。「少なくとも」であるから、中間部リブ３３は橋桁３の全長に亘って形成されることもある。

中間部リブ３３は床版部３１の橋軸方向の中央部側から端部にまで連続して形成されるが、図１に示すように下部構造１上の接合部３０を含む範囲にまで連続する場合と、図４に示すように接合部３０の手前まで形成され、接合部３０に横桁部３４が形成される場合がある。

「床版部３１の端部寄りの区間」は下部構造１との接合部３０を含め、あるいは接合部３０を除き、床版部３１の端部側から床版部３１の橋軸方向中間部、あるいは橋軸方向中央部までに移行する区間であり、橋桁３の全長に亘る場合と、図１等に示すように橋軸方向中央部に至る手前の区間までに亘る場合がある。中間部リブ３３は両側リブ３２と共に橋桁３の曲げ剛性を上昇させる役目を持つが、中間部リブ３３の形状と区間、高さは両側リブ３２の形状と高さ等に応じ、自由に決められる。

図１、図２は特に中間部リブ３３が床版部３１の橋軸方向中間部側から下部構造１の天端上の領域（接合部３０）にまで連続して形成され、中間部リブ３３に、下部構造１の天端上に位置し、接合部３０を区画する端部３３ａが連続して形成されている場合の例を示している。中間部リブ３３の端部３３ａは両側リブ３２の端部３２ａに幅方向に対向する。図１では中間部リブ３３の橋軸方向端部側の端面（端部３３ａの端面）が両側リブ３２の端面（端部３２ａの端面）に揃えられているが、必ずしもその必要はない。

図１、図２の例では中間部リブ３３が両側リブ３２の端部３２ａに対向する端部３３ａを持つことで、中間部リブ３３は下部構造１上の接合部３０の領域（空間）を幅方向に区分するため、コンクリート４等は区分された領域毎に、すなわち床版部３１の幅方向に隣接する両側リブ３２の端部３２ａと中間部リブ３３の端部３３ａ間、及び中間部リブ３３、３３の端部３３ａ、３３ａ間単位で充填（打設）される。

この場合、中間部リブ３３の端部３３ａが両側リブ３２の端部３２ａと共に下部構造１の天端上に配置されることで、各端部３３ａ、３２ａは下部構造１の天端上に打設されるコンクリート４等の打設領域と縦筋２の配筋領域を幅方向に区画し、コンクリート４等の充填時の幅方向の堰板（型枠）を兼ねるため、コンクリート４等は下部構造１の厚さ方向両側（橋桁３橋軸方向）に堰板（型枠）を配置した状態で充填される。

下部構造１の縦筋２は両側リブ３２の端部３２ａと中間部リブ３３の端部３３ａとで区画された領域のコンクリート４等中に埋設され、定着される。下部構造１上の接合部３０の領域に充填されたコンクリート４等は両側リブ３２の端部３２ａと中間部リブ３３の端部３３ａと共に、図４の例における横桁部３４に相当する部分となる。

中間部リブ３３の端部３３ａが下部構造１の天端面から浮く等、天端面上に直接、載置されないような場合には、中間部リブ３３の下端面が下部構造１の天端面に合わせた形状をする必要はないが、下部構造１の天端面上に載置される場合には、中間部リブ３３の端部３３ａの下端面も両側リブ３２の端部３２ａの下端面と同じく、天端面に合わせた平面状、もしくは曲面状に形成される。

中間部リブ３３は接合部３０の領域を幅方向に区画することで、橋桁３に生じる曲げモーメントを幅方向に分散させて下部構造１に伝達させる横筋（配力筋）５を配筋する場合に、横筋５を保持し、横筋５が負担する縦筋２からの力を受けるためにも利用される。図１、図２では両側リブ３２、３２間に中間部リブ３３を貫通させて床版部３１の幅方向に横筋５を配筋している。

図１における接合部３０の橋桁３の橋軸方向に見たときの断面を示す図２−（ａ）では、下部構造１の縦筋２を省略しているが、縦筋２は図９−（ａ）に示すように中間部リブ３３（端部３３ａ）で区画された領域単位で配筋される。縦筋２は橋桁３からの曲げモーメントによる引張力を下部構造１に伝達する働きをするため、下部構造１の厚さ方向には２列以上、配列し、それに合わせ、中間部リブ３３の端部３３ａを挿通する横筋５も下部構造１の厚さ方向には２列以上、配列する。横筋５は縦筋２との間でコンクリート４等による付着力により、または係合により両者間での引張力の伝達が可能なように、直接、あるいはコンクリート４等を介して互いに交差するように配筋される。

図２−（ａ）では代表的な横筋５のみを示しているが、中間部リブ３３の端部３３ａには図３に示すように横筋５を挿通させるための挿通孔３３ｂが高さ方向と下部構造１の厚さ方向（橋桁３の橋軸方向）にそれぞれ複数個、形成される。図３では挿通孔３３ｂを縦筋２の配列数に合わせ、下部構造１の厚さ方向に２列、配列させ、高さ方向に複数段、形成しているが、下部構造１の厚さ方向に３列以上、配列させることもある。

図１、図２に示す例では橋桁３から伝達される曲げモーメントにより縦筋２が負担する引張力を横筋５がその橋軸方向である下部構造１の幅方向に分散させるため、中間部リブ３３で区画されたいずれかの領域に引張力（応力）が集中する事態が回避され、応力の分散により接合部３０の耐力が上昇することが期待される。

図１、図２に示す橋桁３と下部構造１の接合部の施工工程を示す図９−（ａ）〜（ｄ）により施工手順を説明する。図９に示す工程を経て完成した図８に示す、ラーメン橋としての歩道橋の完成状態を図１０に示す。下部構造１は前記のように橋台である。

下部構造１の天端からは、図９−（ａ）に示すように下部構造１の天端上における、橋桁３の両側リブ３２の端部３２ａと中間部リブ３３の端部３３ａが載る部分以外の、両側リブ３２と中間部リブ３３で区画された領域毎に縦筋２が突出している。下部構造１の天端からの縦筋２の突出長さは、下部構造１の天端から橋桁３の床版部３１の底面までの距離以下である。この下部構造１、１間に、予め製作されている橋桁３が吊り込まれて図８に示すように架設され、図９−（ｂ）に示すように各下部構造１の天端上に橋桁３の端部が両側リブ３２の端部３２ａと中間部リブ３３の端部３３ａにおいて載置される。

橋桁３の載置後、図９−（ｃ）に示すように中間部リブ３３の端部３３ａの挿通孔３３ｂを挿通させ、縦筋２と互いに交差するように横筋５が配筋される。横筋５の両側の端部は両側リブ３２の端部３２ａに定着させられる。

横筋５の端部は例えば両側リブ３２の端部３２ａの、中間部リブ３３側から穿設された、または端部３２ａを貫通して形成された定着孔３２ｂに挿入させられ、定着孔３２ｂにモルタル、接着剤等の充填材が充填されることにより定着孔３２ｂ内に定着される。床版部３１両側の両側リブ３２、３２の定着孔３２ｂ、３２ｂの内、少なくとも一方が端部３２ａを貫通して形成されることで、横筋５を両側リブ３２の厚さ方向外側から定着孔３２ｂに差し込み、配筋することができる。

横筋５の配筋後、下部構造１の厚さ方向両側に堰板が配置された状態で、両側リブ３２の端部３２ａと中間部リブ３３の端部３３ａとで区画された領域毎にコンクリート４等が充填（打設）され、縦筋２と横筋５がコンクリート４等中に埋設される。コンクリート４等の充填によって橋桁３と下部構造１の接合が完了し、図１０に示すラーメン橋（歩道橋）が完成する。

図４、図５は図１における中間部リブ３３が橋桁３の橋軸方向中間部側から下部構造１上の接合部３０の手前まで形成され、下部構造１の天端上、すなわち接合部３０の領域の両側リブ３２、３２間に床版部３１の幅方向を向く横桁部３４が形成され、横桁部３４が床版部３１と両側リブ３２、３２、及び中間部リブ３３に一体化した橋桁３の下部構造１との接合例を示す。中間部リブ３３は横桁部３４の、橋桁３の橋軸方向中間部側の側面から張り出すように形成され、横桁部３４に一体化する。

横桁部３４は橋桁３の製作時に床版部３１、両側リブ３２、中間部リブ３３と共に形成され、床版部３１に一体化するため、横桁部３４の、縦筋２に対応した位置には縦筋２が挿入される挿入孔３４ａが形成されており、橋桁３の下部構造１上への載置時に挿入孔３４ａ内に縦筋２が挿入される。挿入孔３４ａ内には橋桁３の載置後にモルタル、接着剤等の充填材が充填されることにより縦筋２が横桁部３４に定着される。挿入孔３４ａは橋桁３の製作時に例えば横桁部３４を構成するコンクリート４等中にスリーブ３４ｂ等の筒状の部品を埋設しておくことで形成される。

図４の例では横桁部３４に埋設され、挿入孔３４ａを構成するスリーブ３４ｂ等の床版部３１側に縦筋３４ｃを溶接等により固定しておくことで、挿入孔３４ａ内に下部構造１の縦筋２が挿入されたときに、スリーブ３４ｂを介して双方の縦筋２、３４ｃが連結（接続）される状態にしている。この場合、スリーブ３４ｂの長さ（挿入孔３４ａの深さ）と、下部構造１から突出する縦筋２の突出長さを小さくし、縦筋３４ｃの長さを相対的に大きくしておくことで、下部構造１上への橋桁３の落とし込み時に、挿入孔３４ａ内への縦筋２の挿入をし易くすることが可能である。

図４の例においては、縦筋２の挿入位置、すなわち挿入孔３４ａの形成位置に合わせ、横桁部３４の内部に図１、図２の例における横筋５を予め埋設しておくことができ、横筋５の埋設により橋桁３に生じる曲げモーメントを、横筋５を通じて幅方向に分散させる効果を得ることができる。

図６は橋桁３の両側リブ３２、３２間の、少なくとも下部構造１上の接合部３０を含む床版部３１の端部寄りの区間にコンクリート４等が橋桁３の設置後に充填（打設）されることにより橋桁３が下部構造１に接合される場合の接合例を示す。この例ではコンクリート４等は橋桁３を幅方向に見たときの断面上、図６に示すように図１に示す例における中間部リブ３３の形成区間に亘り、両側リブ３２、３２に挟まれた区間に現場で打設される。コンクリート４等の全体の内、接合部３０に存在する部分は図４に示す例における横桁部３４に相当する。

図６の例では、両側リブ３２、３２のみがコンクリート４等の打設時の型枠（堰板）になるため、下部構造１上には厚さ方向片側と、それと対になる橋桁３橋軸方向中間部側に堰板が配置され、その状態でコンクリート４等が打設される。この例ではコンクリート４等が橋桁３の全幅に亘って橋桁３に一体化し、橋桁３を補剛するため、下部構造１への接合後の橋桁３の剛性と耐力が図１、図４に示す例より向上する利点がある。

図６の例においても、コンクリート４等の内、接合部３０（横桁部３４）に相当する部分内に図１、図２の例における横筋５を配筋することで、橋桁３に生じる曲げモーメントを橋桁３の幅方向に分散させる効果を得ることができる。

１……下部構造、２……縦筋、
３……橋桁、３０……接合部、３１……床版部、
３２……両側リブ、３２ａ……端部、３２ｂ……定着孔、
３３……中間部リブ、３３ａ……端部、３３ｂ……挿通孔、
３４……横桁部、３４ａ……挿入孔、３４ｂ……スリーブ、３４ｃ……縦筋、３５……緊張材、
４……コンクリート、もしくはモルタル、
５……横筋。

Claims (5)

1. 隣接する下部構造上に架設され、両端において前記下部構造に剛に接合されるプレキャストコンクリート製の橋桁と前記下部構造との接合部構造であり、
   前記橋桁は床版部と、この床版部の幅方向両側の少なくとも下側に、前記床版部の橋軸方向を向いて突設された両側リブとを備え、前記下部構造の天端からは縦筋が突出し、
   前記橋桁は前記両側リブにおいて前記下部構造の天端上に載置され、前記下部構造の縦筋が前記両側リブ間に配筋されると共に、前記両側リブ間に、前記縦筋を埋設するコンクリート、もしくはモルタルが一体化して前記橋桁が前記下部構造に接合されていることを特徴とする橋桁と下部構造との接合部構造。
2. 前記床版部下側の前記両側リブ間の、少なくとも前記床版部の端部寄りの区間に、前記床版部の橋軸方向を向く中間部リブが突設され、前記下部構造の前記縦筋は前記中間部リブ以外の前記コンクリート、もしくはモルタル中に配筋されていることを特徴とする請求項１に記載の橋桁と下部構造との接合部構造。
3. 前記床版部下側の前記両側リブ間の、前記下部構造の天端上の領域に、前記床版部の幅方向を向き、前記両側リブ間に一体化するコンクリート、もしくはモルタルからなる横桁部が形成され、この横桁部内に前記下部構造の前記縦筋が挿入され、埋設されていることを特徴とする請求項２に記載の橋桁と下部構造との接合部構造。
4. 前記中間部リブは前記下部構造の天端上の領域を含む区間にまで連続して形成され、前記床版部の幅方向に隣接する前記両側リブと前記中間部リブ間、及び前記中間部リブ間にコンクリート、もしくはモルタルが充填され、このコンクリート、もしくはモルタル中に前記下部構造の前記縦筋が埋設されていることを特徴とする請求項２に記載の橋桁と下部構造との接合部構造。
5. 前記床版部下側の前記両側リブ間の、少なくとも前記下部構造の天端上の領域を含む前記床版部の端部寄りの区間にコンクリート、もしくはモルタルが充填され、このコンクリート、もしくはモルタル中に前記下部構造の前記縦筋が埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の橋桁と下部構造との接合部構造。
   

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