JP2014105547A - プレキャスト床版の固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】施工完了までの時間を短縮させるプレキャスト床版の固定構造を提供すること。
【解決手段】断面がＩ型又はＨ型の鋼桁１上に複数のプレキャスト床版２が橋軸方向に並べて架設され、その隣り合うプレキャスト床版２同士が接続された橋梁において、プレキャスト床版２を鋼桁１に固定し、隣り合うプレキャスト床版２同士を接続するための固定構造であり、プレキャスト床版２は、鋼桁１の位置に合わせて形成された増厚部であるハンチ２ａの下面に、断面がＩ型又はＨ型のハンチ鋼材３１が一体に形成され、当該ハンチ鋼材３１を鋼桁１に重ねてボルトとナットの締結によりプレキャスト床版２が鋼桁１に固定され、断面がＩ型又はＨ型の継手用鋼材３２が鋼桁１に対して橋軸方向に直交して配置され、隣り合うプレキャスト床版２の各端部が一の継手用鋼材３２を介して接続されるようにしたプレキャスト床版の固定構造。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数のプレキャスト床版を橋軸方向に並べて鋼桁に架設及び接続する際の固定構造に関し、特に作業工程を減らしたプレキャスト床版の固定構造に関する。

図９は、プレキャスト床版を鋼桁に設置した状態を示した第１従来例の斜視図である。プレキャスト床版１０１を架設する橋梁では、橋脚や橋台の間にＩ形鋼の鋼桁１０２が掛け渡され、その上には複数のプレキャスト床版１０１が橋軸方向に連続して設置される。プレキャスト床版１０１には位置決孔１１１が複数形成され、その中へ鋼桁１０２に突設されたスタッドジベル１２１が設置される。その位置決孔１１１には、セメントモルタルなどが打設され、プレキャスト床版１０１が鋼桁１０２に固定される。

短冊形状のプレキャスト床版１０１は、橋軸方向に隣り合うもの同士が継手（下記特許文献１参照）を介して接続される。隣り合うプレキャスト床版１０１の間には、継手を構成する継手溝１１２が形成され、そこには両方のプレキャスト床版１０１から鉄筋１１３が複数突き出している。そして、継手溝１１２内には、その長手方向（橋軸方向に直交する方向）に直線状や螺旋形状などの鉄筋が組み込まれ、コンクリートを打設することによりプレキャスト床版１０１同士が接続される。

一方、こうした第１従来例の固定構造の他に、例えば第２従来例として下記特許文献２に記載されている図１０の固定構造を示すことができる。図１０は、同文献に開示されたプレキャスト床版の固定構造を示した一部断面斜視図である。このプレキャスト床版２０１は、予め工場にて断面がＩ型あるいはＨ型の鋼材２０２が一体に形成されたものである。そのため、施工現場では、架設されている鋼桁２０３の上に鋼材２０２が重ねられ、フランジ同士がボルトとナットの締結によって固定される。

特開２００１−０４９６２１号公報 特開２０００−０４５２２７号公報

第１従来例のプレキャスト床版の固定構造では、スタッドジベル１２１へ位置決孔１１１を合わせてプレキャスト床版１０１を位置決めし、その後にコンクリートの打設を行う鋼桁１０２への架設工程と、鋼桁１０２へ架設した複数のプレキャスト床版１０１同士を継手を介して接続する接続工程とがある。こうした第１従来例のような構造では、工数が多いため作業負担が大きく、特に接続工程では継手溝１１２内に鉄筋を入れるため、高所作業の場合に足場を組んだり、鉄筋をつり下げ搬送するなどの作業が大変であった。また、いずれの工程もコンクリート打設が必要であり、固まる迄に時間を要するため、施工完了までの時間も長くなってしまっていた。

これに対して第２従来例の固定構造は、予め工場でプレキャスト床版２０１と鋼材２０２とを一体にしたものであるため、架設工程においてコンクリートの打設作業が無い点で第１従来例よりも時間を短縮することができる。しかし、特許文献２にはプレキャスト床版２０１同士の接続について記載はないものの、第１従来例と同様にプレキャスト床版間の継手溝に鉄筋を組みコンクリートを打設する接続工程が行われていると考えられる。そうであるならば、この第２従来例に関してもプレキャスト床版２０１同士の接続工程にかかる作業負担は大きく、施工完了までの時間が長くなってしまっていた。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、施工完了までの時間を短縮させるプレキャスト床版の固定構造を提供することを目的とする。

本発明に係るプレキャスト床版の固定構造は、断面がＩ型又はＨ型の鋼桁上に複数のプレキャスト床版が橋軸方向に並べて架設され、その隣り合うプレキャスト床版同士が接続された橋梁において、前記プレキャスト床版を前記鋼桁に固定し、隣り合う前記プレキャスト床版同士を接続するものであり、前記プレキャスト床版は、前記鋼桁の位置に合わせて形成された増厚部であるハンチの下面に、断面がＩ型又はＨ型のハンチ鋼材が一体に形成され、当該ハンチ鋼材を前記鋼桁に重ねてボルトとナットの締結により前記プレキャスト床版が前記鋼桁に固定され、断面がＩ型又はＨ型の継手用鋼材が前記鋼桁に対して橋軸方向に直交して配置され、隣り合う前記プレキャスト床版の各端部が一の前記継手用鋼材を介して接続されるものであることを特徴とする。

また、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造は、前記ハンチ鋼材と前記継手用鋼材とは接合された一の鋼材であり、当該鋼材の上フランジに設置されたスタッドジベルを介して前記プレキャスト床版の下面に一体に形成され、前記継手用鋼材は、幅方向の片側が前記プレキャスト床版の一方の端部から張り出して受部を形成し、前記ハンチ鋼材は、前記プレキャスト床版よりも橋軸方向に短く形成され、前記プレキャスト床版の他方の端部に前記受部のボルト孔を通したボルトを螺合させる袋ナットが埋設されているものであることが好ましい。

また、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造は、前記ハンチ鋼材が、前記プレキャスト床版よりも橋軸方向に短く形成され、前記プレキャスト床版は、橋軸方向の両端部に前記継手用鋼材に形成されたボルト孔を通したボルトを螺合させる袋ナットが埋設されたものであることが好ましい。
また、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造は、前記長ナットに対してスタッドボルトが螺合し、一体となって前記プレキャスト床版に埋設されたものであることが好ましい。
また、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造は、鋼桁上に固定された隣り合う前記プレキャスト床版の間には隙間が存在し、その隙間には無収縮モルタルが打設されたものであることが好ましい。
また、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造は、前記プレキャスト床版の橋軸方向上面端部に段差が形成され、隣り合う前記プレキャスト床版の間に形成された隙間を塞ぐように前記段差部分に鋼繊維補強モルタルが打設されたものであることが好ましい。

よって、本発明によれば、プレキャスト床版の架設工程では、鋼桁に対して設置した鋼材をボルト締めすることで完了させることができ、プレキャスト床版同士の接続工程では、継手用鋼材に対しプレキャスト床版の端部を重ねてボルト締めすることで完了させることができる。そのため、従来のように、鋼桁のスタッドジベルが設置された位置決孔に対して行うコンクリートを打設したり、プレキャスト床版間の継手溝に鉄筋を組んでコンクリートを打設する必要がなくなり、作業工数を減らし、施工完了までの時間を短くすることが可能になる。

鋼桁にプレキャスト床版を架設した状態を示した側面図であり、図３のI−I断面を示したものである。 鋼桁にプレキャスト床版を架設した状態を示した橋軸方向に見た断面図であり、右半分は図１のII−II断面を示し、左半分は図１のIII−III断面を示している。 鋼桁にプレキャスト床版を架設した状態を示した橋軸方向に見た断面図であり、図１のIV−IV断面を示している。 プレキャスト床版と鋼材とを示した平面図である。 鋼桁に架設された状態のプレキャスト床版と鋼材とを簡略化して示した斜視図である。 隣り合うプレキャスト床版の接続部を示した断面図である。 隣り合うプレキャスト床版の接続部を示した断面図である。 隣り合うプレキャスト床版の接続部を示した断面図であり、図６に示す形態の変形例である。 プレキャスト床版を鋼桁に設置した状態を示した第１従来例の斜視図である。 プレキャスト床版を鋼桁に設置した状態を示した第２従来例の斜視図である。

次に、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造について、その実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。図１は、鋼桁にプレキャスト床版を架設した状態を示した側面図であり、図３のI−I断面を示したものである。図２は、鋼桁にプレキャスト床版を架設した状態を示した橋軸方向に見た断面図であり、右半分は図１のII−II断面を示し、左半分は図１のIII−III断面を示している。更に、図３は、同じく鋼桁にプレキャスト床版を架設した状態を示した橋軸方向に見た断面図であり、図１のIV−IV断面を示している。

本実施形態のプレキャスト床版の固定構造（以下、単に「固定構造」とする）は、鋼桁１上にプレキャスト床版２を架設する鋼橋に使用されるものである。鋼桁１は（図５参照）、垂直なウェブ１ａに上下のフランジ１ｂ，１ｃを有する断面がＩ型又はＨ型のものであり、図示しない支承を介して橋脚や橋台の間に掛け渡されている。鋼桁１は、橋軸方向（図１の左右方向）に直交する橋軸直角方向に２本が配置され、その上にプレキャスト床版２が架設される。ただし、このプレキャスト床版２は、図１０に示す第２従来例と同様に、鋼材が一体になって構成されたものである。従って、プレキャスト床版２は、鋼材３（ハンチ鋼材３１、継手用鋼材３２）とともに予め工場にて一体に製造される。

ここで、図４は、プレキャスト床版２と鋼材３とを示した平面図であり、図５は鋼桁１に架設された状態のプレキャスト床版２と鋼材３とを簡略化して示した斜視図である。プレキャスト床版２の製造は、先ず鉄筋の加工及び組み立てが行われる。そして、型枠内に鉄筋をセットした後、その型枠内にはコンクリートが流し込まれてプレキャスト床版２が製造される。その際、型枠の底面には鋼材３がセットされ、プレキャスト床版２と鋼材３とが一体に形成される。

鋼材３は、１本の継手用鋼材３２に対し２本のハンチ鋼材３１が直交方向から端部を突き当てられ、溶接によって一体に接合されたものである。ハンチ鋼材３１及び継手用鋼材３２は、鋼桁１と同様に、垂直方向のウェブと上下フランジとからなる断面がＩ型又はＨ型の部材であり、その上フランジには複数のスタッドジベル４１が設置されている。従って、型枠の底面に配置された鋼材３は、その型枠内にコンクリートが流し込まれるとスタッドジベル４１が埋設されるため、固まることでプレキャスト床版２の下面に一体に形成される。

プレキャスト床版２は、鋼桁１に合わせて増厚部となるハンチ２ａが形成されており、ハンチ鋼材３１は、そのハンチ２ａの位置に重ねて配置されている。一方、継手用鋼材３２は、プレキャスト床版２の一辺に沿って配置されている。プレキャスト床版２は、平面視において、鋼桁１に沿った橋軸方向の辺が短辺で、橋軸直角方向が長辺の矩形形状をしている。継手用鋼材３２は、そうした一方の長辺上に配置されたものであり、図５に示すように、継手用鋼材３２の幅方向の片側がプレキャスト床版２の一端部からはみ出すようにして張り出している。

プレキャスト床版２の下面には台形形状にハンチ２ａ部分が凸状に形成されているため、継手用鋼材３２は、そのハンチ２ａの形状に従って２カ所に凹状部分が形成されている。２本のハンチ鋼材３１は、この凹状部分に突き当てられている。継手用鋼材３２は、その幅方向の半分が予めプレキャスト床版２の下面に重ねられ、前述したように、上方に突き立てられたスタッドジベル４１を介してプレキャスト床版２と一体になっている。一方、プレキャスト床版２から突き出している継手用鋼材３２の幅方向の約半分は、受部３２ａとして隣に配置されるプレキャスト床版２の端部が重ねられる。

複数のプレキャスト床版２が鋼桁１に架設される場合、先ず、図４に示すように、隣同士の鋼材３は、一方のハンチ鋼材３１の端部が他方の継手用鋼材３２に突き当てられるような位置に配置され、橋軸方向に連続することになる。プレキャスト床版２は、隣り合う一方の端部が他方の受部３２ａに重ねられる。そのため、ハンチ鋼材３１は、一方のプレキャスト床版２の端部が直接受部３２ａに重なるように、当該端部側が短く形成されている。そして、一方のプレキャスト床版２の端部は、重ねられた他方のプレキャスト床版２側の継手用鋼材３２の受部３２ａに対してボルト締めによって固定される。

ここで、図６は隣り合うプレキャスト床版２（２Ａ，２Ｂ）の接続部を示した断面図である。プレキャスト床版２Ａの一端部には、前述したように継手用鋼材３２が受部３２ａの分だけ突き出し、隣のプレキャスト床版２Ｂに示す他端部は、ハンチ鋼材３１が短く形成されている。プレキャスト床版２Ｂに示す他端部には複数の袋ナット４２が埋設され、プレキャスト床版２Ａの受部３２ａには袋ナット４２の位置に合わせてボルト孔４３（図４参照）が複数形成されている。従って、プレキャスト床版２Ａ，２Ｂは、ボルト４５と袋ナット４２との締結によって接続される。

ところで、本実施形態の固定構造では、隣り合うプレキャスト床版２Ａ，２Ｂの間に隙間が生じないように、そのプレキャスト床版２自体を製造し、施工することが困難である。そのため、プレキャスト床版２Ａ，２Ｂの間にできる隙間１１（図４参照）には、図６（ｂ）に示すように、無収縮モルタル１２が打設される。ただし、無収縮モルタル１２を設けたとしても、車両が通過することによりコンクリートが多少は収縮してしまい、隙間を完全に埋めることが出来ない場合がある。

そこで、プレキャスト床版２の表面側には、必要に応じてモルタルに鋼繊維を混練してなる引張に強い鋼繊維補強モルタル１３が打設されている。プレキャスト床版２の橋軸方向端部には、図５に示すように段差部２ｂが形成されている。これにより、プレキャスト床版２Ａ，２Ｂを連結した際、無収縮モルタル１２を充填した隙間１１の上に浅い凹溝が形成されるため、そこに鋼繊維補強モルタル１３が打設され、プレキャスト床版２Ａ，２Ｂの上面が面一に形成される。

以上のような本実施形態の固定構造によれば、工場において鋼材３と一体になったプレキャスト床版２が製造され、施工現場へと搬送される。施工現場では、クレーンなどを使用して吊り上げられ、鋼桁１の上に設置される。そして、架設工程では、プレキャスト床版２は、鋼材３のうちハンチ鋼材３１の下フランジが鋼桁１の上フランジに重ね合わされ、両者に形成されたボルト孔を通した不図示のボルトとナットの締結によって固定され。こうして鋼桁１にプレキャスト床版２を固定した架設が行われる。なお、継手用鋼材３２と鋼桁１との間でもボルトとナットによる締結が行われる。

次に、接続工程では、図６に示すように、プレキャスト床版２Ｂを鋼桁１に固定する際、先に固定されているプレキャスト床版２Ａの継手用鋼材３２に端部を重ね合わせ、継手用鋼材３２とプレキャスト床版２Ｂをボルト４５と袋ナット４２の締結によって固定する。そして、隣り合うプレキャスト床版２同士がこうして橋軸方向に接続された後、隙間１１が無収縮モルタル１２によって埋められ、その上に設けられた鋼繊維補強モルタル１３によって蓋がされる。

よって、本実施形態の固定構造によれば、プレキャスト床版２の架設工程は、鋼桁１に対して設置した鋼材３をボルトとナットの締結によって固定させることができる。そのため、従来のように、鋼桁のスタッドジベルが設置された位置決孔に対するコンクリート打設を無くすことができ、作業時間を短縮することが可能になる。

また、本実施形態の固定構造によれば、プレキャスト床版２同士の接続工程は、先に架設されたプレキャスト床版２の継手用鋼材３２に対し、後から架設するプレキャスト床版２の端部を重ね、ボルト４５と袋ナット４２の締結によって接続を完了させることができる。そのため、従来のようにプレキャスト床版間の継手溝に鉄筋を組みコンクリートを打設する作業を無くすことができ、接続工程での作業を簡略化して作業時間を短縮することが可能になる。

このように、本実施形態の固定構造では作業を簡略化することで施工現地での施工量を少なくすることができたので、作業負担の大きい狭小部での急速施工に効果を発揮することが可能になる。特に、こうした施工現地での施工量が少ないことは、災害時の応急復旧橋梁などに有効である。

ところで、前記実施形態では、鋼材３としてハンチ鋼材３１と継手用鋼材３２を一体にしたものを示したが、次に、ハンチ鋼材と継手用鋼材が分離されたプレキャスト床版の固定構造を示す。図７は、隣り合うプレキャスト床版の接続部を示した断面図である。ここでは、前記実施形態と同じ構成は同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施形態のプレキャスト床版２０（２０Ａ，２０Ｂ）は、ハンチ鋼材３１だけが一体に製造され、継手用鋼材３４は別物として施工現場へと搬送される。施工現場では、先ず鋼桁１の所定位置に継手用鋼材３４が重ねられ、ボルトとナットの締結によって固定される。そして、一の継手用鋼材３４に対してプレキャスト床版２０Ａ，２０Ｂの端部がそれぞれ重ねられ、そのプレキャスト床版２０Ａ，２０Ｂは、ハンチ鋼材３１が鋼桁１に対してボルトとナットの締結によって固定される。また、プレキャスト床版２０Ａ，２０Ｂの端部には袋ナット４２が埋め込まれているため、ボルト４５と袋ナット４２の締結により、継手用鋼材３４を介してプレキャスト床版２０Ａ，２０Ｂが接続される。

よって、本実施形態のプレキャスト床版の固定構造によれば、継手用鋼材３４が別部材になっているため、ハンチ鋼材３１だけが一体に製造されたプレキャスト床版２０の搬送がし易くなることが考えられる。また、継手用鋼材３４が別部材であると、前記実施形態のプレキャスト床版２Ａ，２Ｂのような架設の順番や方向を考慮する必要がなく、架設作業の自由度が増すことになる。そして、第１実施形態と同様に、作業を簡略化することで施工現地での施工量を少なくすることができ、作業負担の大きい狭小部での急速施工に効果を発揮することが可能になる。

次に、図６及び図７に示したプレキャスト床版の固定構造は、プレキャスト床版２０Ａ，２０Ｂの端部に袋ナット４２が埋め込まれた構成であったが、これを長ナット（高ナット）に換えた構成のものについて説明する。図８は、隣り合うプレキャスト床版の接続部を示した断面図であり、図６に示す形態の変形例である。ここでも、前記実施形態と同じ構成は同じ符号を付して詳しい説明は省略する。

先ず、プレキャスト床版２１Ａの一端部には継手用鋼材３２が受部３２ａの分だけ突き出し、隣のプレキャスト床版２１Ｂに示す他端部はハンチ鋼材３１が短く形成されている。そして、プレキャスト床版２１Ｂに示す他端部には複数の長ナット４７が埋設されているが、特に長ナット４７にはスタッドボルト４８が螺合され、一体になって埋設されている。プレキャスト床版２１Ａの受部３２ａには長ナット４７の位置に合わせてボルト孔４３（図４参照）が複数形成されている。

そこで、プレキャスト床版２１Ａ，２１Ｂは、図示するようにボルト４５と長ナット４７との締結によって接続される。このような実施形態の固定構造によれば、接続部であるプレキャスト床版２１Ｂの端部側であっても、スタッドボルト４８を介して一体にすることができる。また、こうした長ナット４７とスタッドボルト４８は、図７に示すプレキャスト床版２０Ａ，２０Ｂの袋ナット４２に換えて構成するようにしてもよい。

以上、本発明に係るプレキャスト床版の固定構造について実施形態を説明したが、本発明はこれに限定される訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、断面がＩ型又はＨ型の部材である継手用鋼材３２，３４は、上下のフランジが同じ幅で形成されているが、下フランジの幅を狭くして袋ナット４２に螺合させるボルト４５の締結作業を行い易くするようにしてもよい。

１ 鋼桁
２ プレキャスト床版
３ 鋼材
１２ 無収縮モルタル
１３ 鋼繊維補強モルタル
３１ ハンチ鋼材
３２ 継手用鋼材
４１ スタッドジベル
４２ 袋ナット
４５ ボルト

Claims (6)

1. 断面がＩ型又はＨ型の鋼桁上に複数のプレキャスト床版が橋軸方向に並べて架設され、その隣り合うプレキャスト床版同士が接続された橋梁であり、前記プレキャスト床版を前記鋼桁に固定し、隣り合う前記プレキャスト床版同士を接続するプレキャスト床版の固定構造において、
   前記プレキャスト床版は、前記鋼桁の位置に合わせて形成された増厚部であるハンチの下面に、断面がＩ型又はＨ型のハンチ鋼材が一体に形成され、当該ハンチ鋼材を前記鋼桁に重ねてボルトとナットの締結により前記プレキャスト床版が前記鋼桁に固定され、
   断面がＩ型又はＨ型の継手用鋼材が前記鋼桁に対して橋軸方向に直交して配置され、隣り合う前記プレキャスト床版の各端部が一の前記継手用鋼材を介して接続されるものであることを特徴とするプレキャスト床版の固定構造。
2. 請求項１に記載するプレキャスト床版の固定構造において、
   前記ハンチ鋼材と前記継手用鋼材とは接合された一の鋼材であり、当該鋼材の上フランジに設置されたスタッドジベルを介して前記プレキャスト床版の下面に一体に形成され、
   前記継手用鋼材は、幅方向の片側が前記プレキャスト床版の一方の端部から張り出して受部を形成し、前記ハンチ鋼材は、前記プレキャスト床版よりも橋軸方向に短く形成され、前記プレキャスト床版の他方の端部に前記受部のボルト孔を通したボルトを螺合させる袋ナット又は長ナットが埋設されているものであることを特徴とするプレキャスト床版の固定構造。
3. 請求項１に記載するプレキャスト床版の固定構造において、
   前記ハンチ鋼材は、前記プレキャスト床版よりも橋軸方向に短く形成され、
   前記プレキャスト床版は、橋軸方向の両端部に前記継手用鋼材に形成されたボルト孔を通したボルトを螺合させる袋ナット又は長ナットが埋設されたものであることを特徴とするプレキャスト床版の固定構造。
4. 請求項２又は請求項３に記載するプレキャスト床版の固定構造において、
   前記長ナットに対してスタッドボルトが螺合し、一体となって前記プレキャスト床版に埋設されたものであることを特徴とするプレキャスト床版の固定構造。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載するプレキャスト床版の固定構造において、
   鋼桁上に固定された隣り合う前記プレキャスト床版の間には隙間が存在し、その隙間には無収縮モルタルが打設されたものであることを特徴とするプレキャスト床版の固定構造。
6. 請求項５に記載するプレキャスト床版の固定構造において、
   前記プレキャスト床版の橋軸方向上面端部に段差が形成され、隣り合う前記プレキャスト床版の間に形成された隙間を塞ぐように前記段差部分に鋼繊維補強モルタルが打設されたものであることを特徴とするプレキャスト床版の固定構造。

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