JP2018172893A - Precast floor slab system and bridge structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、プレキャスト床版システム及び橋構造に関する。 The present invention relates to a precast slab system and a bridge structure.
従来、複数枚のプレキャスト床版を互いに接続して構成したプレキャスト床版システム（以下、床版システムとも略称する）が知られている。例えば、特許文献１の床版システムは、一対のプレキャスト床版と、一対のプレキャスト床版の間に設けられた接続部（充填部材）と、を備えている。接続部の引張強度等を所定の値にすることで、プレキャスト床版に生じる曲げモーメントを調節している。これにより、床版システムにおけるプレキャスト床版の厚さの増加を抑えつつ、疲労耐久性を向上させることができる。 Conventionally, a precast floor slab system (hereinafter also referred to as a floor slab system) configured by connecting a plurality of precast floor slabs to each other is known. For example, the floor slab system of Patent Document 1 includes a pair of precast floor slabs and a connecting portion (filling member) provided between the pair of precast floor slabs. The bending moment generated in the precast slab is adjusted by setting the tensile strength of the connecting portion to a predetermined value. Thereby, fatigue durability can be improved, suppressing the increase in the thickness of the precast floor slab in a floor slab system.
しかしながら、特許文献１のプレキャスト床版システムでは、接続部の引張強度は一対のプレキャスト床版の引張強度以上である。このため、発明者は、プレキャスト床版システムがプレキャスト床版と接続部との界面で剥離することを見出した。 However, in the precast floor slab system of Patent Document 1, the tensile strength of the connecting portion is equal to or higher than the tensile strength of the pair of precast floor slabs. For this reason, the inventor has found that the precast floor slab system peels at the interface between the precast floor slab and the connection portion.
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、プレキャスト床版と充填部材との界面で剥離するのを抑えたプレキャスト床版システム、及びこのプレキャスト床版システムを備える橋構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and a precast floor slab system that suppresses peeling at an interface between the precast floor slab and a filling member, and a bridge structure including the precast floor slab system. The purpose is to provide.
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のプレキャスト床版システムは、板状に形成され、厚さ方向に交差する方向に並べて配置された一対のプレキャスト床版と、前記一対のプレキャスト床版のうち、一方の前記プレキャスト床版における他方の前記プレキャスト床版に対向する側面から前記他方のプレキャスト床版に向かって突出する第１棒状部材と、前記一対のプレキャスト床版の間に前記第１棒状部材を覆った状態で充填されるとともに前記一対のプレキャスト床版にそれぞれ付着され、前記一対のプレキャスト床版の間で曲げモーメントを伝達することで前記一対のプレキャスト床版を一体化する充填部材と、を備え、前記充填部材の引張強度は、前記一対のプレキャスト床版の引張強度以上であることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention proposes the following means.
The precast floor slab system of the present invention includes a pair of precast floor slabs formed in a plate shape and arranged side by side in a direction crossing the thickness direction, and one of the pair of precast floor slabs. The first rod-shaped member protruding toward the other precast floor slab from the side facing the other precast floor slab, and the first rod-shaped member covered between the pair of precast floor slabs are filled. And a filling member that is attached to each of the pair of precast slabs and that integrates the pair of precast slabs by transmitting a bending moment between the pair of precast slabs, and tensioning the filling member The strength is not less than the tensile strength of the pair of precast slabs.
この発明によれば、一方のプレキャスト床版の側面から突出する第１棒状部材が、充填部材内に配置されている。このため、充填部材を介して一対のプレキャスト床版間で伝達される曲げモーメントが一方のプレキャスト床版と充填部材との界面だけでなく、第１棒状部材を介して一方のプレキャスト床版と充填部材との間で伝達される。 According to this invention, the 1st rod-shaped member which protrudes from the side surface of one precast floor slab is arrange | positioned in the filling member. For this reason, the bending moment transmitted between the pair of precast slabs via the filling member is not only filled with the interface between the one precast slab and the filling member but also with the one precast slab via the first rod-like member. It is transmitted to and from the member.
また、上記のプレキャスト床版システムにおいて、前記第１棒状部材が突出する先端部に設けられ、前記第１棒状部材よりも外径が大きい大径部材を備えてもよい。
また、上記のプレキャスト床版システムにおいて、前記第１棒状部材は、前記他方のプレキャスト床版に接触していてもよい。
The precast slab system may include a large-diameter member that is provided at a tip portion from which the first rod-shaped member protrudes and has an outer diameter larger than that of the first rod-shaped member.
In the precast slab system, the first rod-shaped member may be in contact with the other precast slab.
また、上記のプレキャスト床版システムにおいて、前記他方のプレキャスト床版における前記一方のプレキャスト床版に対向する側面から前記一方のプレキャスト床版に向かって突出し、前記充填部材で覆われる第２棒状部材を備え、前記一対のプレキャスト床版が並ぶ方向に見たときに、前記第１棒状部材と前記第２棒状部材とは位置をずらして配置されていてもよい。
この発明によれば、例えば、第１棒状部材と第２棒状部材とが配置されている位置が重なっていると、両棒状部材の先端部同士が突き当たる。
In the precast floor slab system, a second rod-shaped member that protrudes from the side surface of the other precast floor slab facing the one precast floor slab toward the one precast floor slab and is covered with the filling member is provided. And when viewed in the direction in which the pair of precast slabs are lined up, the first bar-shaped member and the second bar-shaped member may be arranged at a shifted position.
According to this invention, for example, when the positions where the first rod-shaped member and the second rod-shaped member are arranged overlap, the tip portions of both the rod-shaped members abut against each other.
また、上記のプレキャスト床版システムにおいて、前記充填部材の弾性率は、前記一対のプレキャスト床版の弾性率よりも小さく、前記充填部材が前記一対のプレキャスト床版に付着する付着強度は、前記一対のプレキャスト床版の引張強度以上であってもよい。
また、本発明の橋構造は、上記のいずれかに記載のプレキャスト床版システムを備えることを特徴としている。
Further, in the precast slab system, the elastic modulus of the filling member is smaller than the elastic modulus of the pair of precast slabs, and the adhesion strength at which the filling member adheres to the pair of precast slabs is the pair of precast slabs. It may be higher than the tensile strength of the precast slab.
Moreover, the bridge structure of this invention is provided with the precast slab system in any one of said.
本発明において、請求項１に記載のプレキャスト床版システムによれば、プレキャスト床版と充填部材との界面で伝達される曲げモーメントが抑制され、プレキャスト床版と充填部材との界面で剥離するのを抑えることができる。
請求項２に記載のプレキャスト床版システムによれば、第１棒状部材と大径部材との接続部分に形成される段差により、一対のプレキャスト床版間で曲げモーメントをより確実に伝達することができる。
請求項３に記載のプレキャスト床版システムによれば、第１棒状部材が充填部材内に突出する長さを維持しつつ、充填部材における一対のプレキャスト床版が並ぶ方向の長さを短くすることができる。
In the present invention, according to the precast floor slab system according to claim 1, the bending moment transmitted at the interface between the precast floor slab and the filling member is suppressed, and peeling occurs at the interface between the precast floor slab and the filling member. Can be suppressed.
According to the precast slab system according to claim 2, it is possible to more reliably transmit the bending moment between the pair of precast slabs by the step formed at the connection portion between the first rod-shaped member and the large-diameter member. it can.
According to the precast slab system according to claim 3, the length of the filling member in the direction in which the pair of precast slabs are arranged is shortened while maintaining the length in which the first rod-like member protrudes into the filling member. Can do.
請求項４に記載のプレキャスト床版システムによれば、他方のプレキャスト床版が第２棒状部材を備える場合であっても、充填部材における一対のプレキャスト床版が並ぶ方向の長さを短くすることができる。
請求項５に記載のプレキャスト床版システムによれば、プレキャスト床版から容易に構成でき、プレキャスト床版の厚さの増加を抑えつつ疲労耐久性を向上させることができる。
請求項６に記載の橋構造によれば、プレキャスト床版と充填部材との界面で剥離するのを抑えたプレキャスト床版システムを用いて橋構造を構成することができる。
According to the precast floor slab system of claim 4, even if the other precast floor slab is provided with the second bar-shaped member, the length of the filling member in the direction in which the pair of precast floor slabs are arranged is shortened. Can do.
According to the precast floor slab system of the fifth aspect, it can be easily configured from the precast floor slab, and the fatigue durability can be improved while suppressing an increase in the thickness of the precast floor slab.
According to the bridge structure of the sixth aspect, the bridge structure can be configured by using the precast floor slab system that suppresses peeling at the interface between the precast floor slab and the filling member.
以下、本発明に係る橋構造の一実施形態を、橋構造が道路橋である場合を例にとって図１から図１５を参照しながら説明する。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の厚さや寸法の比率を調整している。
図１及び図２に示すように、本実施形態の道路橋１は、例えば自動車が走行する高速道路用の橋である。本道路橋１は、橋軸方向Ｘに間隔を開けて配置された橋脚１０（図１では橋脚１０を１本のみ示す）と、橋脚１０により下方から支持された複数の橋桁１５と、複数の橋桁１５で下方から支持された本実施形態の床版システム２１と、を備えている。
なお、図１では、床版システム２１を構成する複数枚のプレキャスト床版２２のうちの一部のみを示している。
Hereinafter, an embodiment of a bridge structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 15 by taking the case where the bridge structure is a road bridge as an example. In all the drawings below, the thicknesses and dimensions of the components are adjusted to make the drawings easy to see.
As shown in FIG.1 and FIG.2, the road bridge 1 of this embodiment is a bridge for highways which a motor vehicle drive | works, for example. The road bridge 1 includes a bridge pier 10 (only one pier 10 is shown in FIG. 1) arranged at intervals in the bridge axis direction X, a plurality of bridge girders 15 supported from below by a pier 10, The floor slab system 21 of this embodiment supported by the bridge girder 15 from below.
In FIG. 1, only a part of the plurality of precast floor slabs 22 constituting the floor slab system 21 is shown.
橋脚１０には、ＲＣ（Reinforced Concrete:鉄筋コンクリート）又はＰＣ（Prestressed Concrete)等を用いることができる。
橋桁１５は、橋軸方向Ｘに延びるとともに橋軸方向Ｘに直交する橋軸直角方向Ｙに互いに間隔を開けて配置されている。例えば、これら橋軸方向Ｘ及び橋軸直角方向Ｙは、水平面に沿う方向である。
橋桁１５には、例えばＨ形鋼等を用いることができる。橋桁１５は、ウェブ１６の上方及び下方にそれぞれフランジ１７が位置するように配置されている。上方のフランジ１７は、床版システム２１に図示しないずれ止めで固定されている。ここで、ずれ止めとは、頭付きスタッドや孔あき鋼板ジベル等のことを意味する。下方のフランジ１７は、図示はしないが、橋脚１０上に設置された支承にずれ止めボルトや溶接で固定されている。
RC (Reinforced Concrete) or PC (Prestressed Concrete) or the like can be used for the pier 10.
The bridge girder 15 extends in the bridge axis direction X and is arranged at a distance from each other in the bridge axis perpendicular direction Y orthogonal to the bridge axis direction X. For example, the bridge axis direction X and the bridge axis perpendicular direction Y are directions along the horizontal plane.
For the bridge girder 15, for example, H-section steel can be used. The bridge girder 15 is arranged so that the flange 17 is located above and below the web 16. The upper flange 17 is fixed to the floor slab system 21 with a stopper (not shown). Here, slip stopper means a headed stud, a perforated steel plate gibber, or the like. Although not shown, the lower flange 17 is fixed to a support installed on the pier 10 by a locking bolt or welding.
以下では、床版システム２１が備えるプレキャスト床版２２が２枚（一対）である場合を例にとって説明するが、床版システム２１が備えるプレキャスト床版２２の数は特に限定されず、３枚以上でもよい。
図２及び図３に示すように、床版システム２１は、板状に形成され、橋軸方向Ｘに並べて配置された一対のプレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂと、プレキャスト床版２２Ａから突出する第１配力鉄筋（第１棒状部材）２３Ａと、プレキャスト床版２２Ｂから突出する第２配力鉄筋（第２棒状部材）２３Ｂと、プレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂの間に充填される充填部材２４と、を備えている。
なお、一対のプレキャスト床版２２（もしくは、３枚以上のプレキャスト床版２２）のそれぞれを区別して呼ぶときはプレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂと呼び、プレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂを区別しないで呼ぶときは、プレキャスト床版２２と総称する。
Hereinafter, a case where the precast floor slab 22 provided in the floor slab system 21 is two (a pair) will be described as an example, but the number of the precast floor slabs 22 provided in the floor slab system 21 is not particularly limited, and is three or more. But you can.
As shown in FIGS. 2 and 3, the floor slab system 21 is formed in a plate shape and arranged in the bridge axis direction X, and a pair of precast floor slabs 22A and 22B, and a first protruding from the precast floor slab 22A. A distribution bar (first bar-shaped member) 23A, a second distribution bar (second bar-shaped member) 23B protruding from the precast floor slab 22B, and a filling member 24 filled between the precast floor slabs 22A and 22B, It has.
When a pair of precast floor slabs 22 (or three or more precast floor slabs 22) are called separately, they are called precast floor slabs 22A and 22B, and when precast floor slabs 22A and 22B are called without being distinguished from each other. , Collectively referred to as precast floor slab 22;
本実施形態では、プレキャスト床版２２Ａとプレキャスト床版２２Ｂとの構成は同一である。このため、プレキャスト床版２２Ａの構成については数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ａ」を付加することで示す。プレキャスト床版２２Ｂのうちプレキャスト床版２２Ａと対応する構成については、プレキャスト床版２２Ａと同一の数字、又は数字及び英小文字に英大文字「Ｂ」を付加することで示す。これにより、重複する説明を省略する。プレキャスト床版２２Ｃ等についても同様とする。
例えば、第１配力鉄筋２３Ａと第２配力鉄筋２３Ｂとは同一の構成である。
In the present embodiment, the configurations of the precast floor slab 22A and the precast floor slab 22B are the same. For this reason, the configuration of the precast floor slab 22A is indicated by adding an uppercase letter “A” to a number or a number and a lowercase letter. The configuration corresponding to the precast floor slab 22A in the precast floor slab 22B is indicated by adding the same number as the precast floor slab 22A, or adding an uppercase letter “B” to the numerals and lowercase letters. Thereby, the overlapping description is omitted. The same applies to the precast floor slab 22C and the like.
For example, the first distribution reinforcing bar 23A and the second distribution reinforcing bar 23B have the same configuration.
プレキャスト床版２２の厚さ方向Ｚに直交（交差）する方向は、橋軸方向Ｘ及び橋軸直角方向Ｙとなる。
プレキャスト床版２２Ａは、一対のプレキャスト床版のうちの一方のプレキャスト床版に該当する。プレキャスト床版２２Ｂは、一対のプレキャスト床版のうちの他方のプレキャスト床版に該当する。
The directions orthogonal (crossing) to the thickness direction Z of the precast slab 22 are the bridge axis direction X and the bridge axis perpendicular direction Y.
The precast floor slab 22A corresponds to one of the pair of precast floor slabs. The precast floor slab 22B corresponds to the other precast floor slab of the pair of precast floor slabs.
プレキャスト床版２２Ａは、コンクリート等で板状に形成された本体２７Ａ内に第１主鉄筋（不図示）及び第１配力鉄筋２３Ａ等が埋設されて構成されている。プレキャスト床版２２Ａが有する複数の配力鉄筋の一部は、本体２７Ａ内に埋設されている。プレキャスト床版２２Ａが有する複数の配力鉄筋の残部は、第１配力鉄筋２３Ａとして一部が本体２７Ａ内に埋設されるとともに、残部がプレキャスト床版２２Ａから突出する。
第１配力鉄筋２３Ａは、プレキャスト床版２２Ａにおけるプレキャスト床版２２Ｂに対向する側面２２ａＡからプレキャスト床版２２Ｂに向かって橋軸方向Ｘに突出している。第１配力鉄筋２３Ａを含む配力鉄筋は、鉄製の丸棒等で形成されている。
The precast floor slab 22A is configured by embedding a first main reinforcing bar (not shown), a first distribution reinforcing bar 23A, and the like in a main body 27A formed in a plate shape with concrete or the like. A part of the plurality of power distribution reinforcing bars of the precast floor slab 22A is embedded in the main body 27A. The remaining portions of the plurality of power distribution reinforcing bars of the precast floor slab 22A are partially embedded in the main body 27A as the first power distribution reinforcing bars 23A, and the remaining portions protrude from the precast floor slab 22A.
The first distribution reinforcing bar 23A protrudes in the bridge axis direction X from the side surface 22aA facing the precast floor slab 22B in the precast floor slab 22A toward the precast floor slab 22B. The distribution reinforcing bar including the first distribution reinforcing bar 23A is formed of an iron round bar or the like.
第１配力鉄筋２３Ａが突出する先端部には、第１大径部材（大径部材）２８Ａが溶接等により固定されている。第１大径部材２８Ａの外径は、第１配力鉄筋２３Ａの外径よりも大きい。第１大径部材２８Ａは鉄製の板材等で環状に形成され、第１配力鉄筋２３Ａの端部の外周面から全周にわたり第１配力鉄筋２３Ａの径方向外側に突出している。第１配力鉄筋２３Ａと第１大径部材２８Ａとの接続部分には、段差２８ａＡが形成される。
第１配力鉄筋２３Ａは、プレキャスト床版２２Ｂに接触している。なお、第１配力鉄筋２３Ａとプレキャスト床版２２Ｂとの間に隙間が形成されるように構成してもよい。
A first large-diameter member (large-diameter member) 28A is fixed by welding or the like to the tip portion from which the first distribution reinforcing bar 23A protrudes. The outer diameter of the first large-diameter member 28A is larger than the outer diameter of the first distribution reinforcing bar 23A. The first large-diameter member 28A is formed in an annular shape with an iron plate or the like, and protrudes outward in the radial direction of the first distribution reinforcing bar 23A from the outer peripheral surface of the end portion of the first distribution reinforcing bar 23A over the entire circumference. A step 28aA is formed at a connection portion between the first distribution reinforcing bar 23A and the first large-diameter member 28A.
The first distribution reinforcing bar 23A is in contact with the precast floor slab 22B. In addition, you may comprise so that a clearance gap may be formed between the 1st distribution bar 23A and the precast floor slab 22B.
同様に、プレキャスト床版２２Ｂは、一部が本体２７Ｂ内に埋設された第２配力鉄筋２３Ｂを有している。第２配力鉄筋２３Ｂは、プレキャスト床版２２Ｂにおけるプレキャスト床版２２Ａに対向する側面２２ｂＢからプレキャスト床版２２Ａに向かって橋軸方向Ｘに突出している。第２配力鉄筋２３Ｂが突出する先端部には、第２大径部材２８Ｂが溶接等により固定されている。
第２配力鉄筋２３Ｂは、プレキャスト床版２２Ａに接触している。
配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂは、床版システム２１に引張応力が作用する部分に設けることが好ましい。
Similarly, the precast floor slab 22B has a second distribution reinforcing bar 23B partially embedded in the main body 27B. The second distribution reinforcing bar 23B protrudes in the bridge axis direction X from the side surface 22bB facing the precast floor slab 22A in the precast floor slab 22B toward the precast floor slab 22A. A second large-diameter member 28B is fixed by welding or the like to the tip portion from which the second distribution reinforcing bar 23B protrudes.
The second distribution reinforcing bar 23B is in contact with the precast floor slab 22A.
The distribution reinforcing bars 23 </ b> A and 23 </ b> B are preferably provided in a portion where tensile stress acts on the floor slab system 21.
プレキャスト床版２２が並ぶ橋軸方向Ｘに見たときに、第１配力鉄筋２３Ａと第２配力鉄筋２３Ｂとは位置をずらして配置されている。すなわち、第１配力鉄筋２３Ａと第２配力鉄筋２３Ｂとは、橋軸直角方向Ｙに互い違いに充填部材２４内に突出する千鳥状に配置されている。 When viewed in the bridge axis direction X in which the precast floor slabs 22 are arranged, the first distribution reinforcing bar 23A and the second distribution reinforcing bar 23B are arranged at different positions. In other words, the first distribution reinforcing bars 23A and the second distribution reinforcing bars 23B are arranged in a staggered pattern protruding in the filling member 24 alternately in the direction Y perpendicular to the bridge axis.
プレキャスト床版２２の橋軸方向Ｘの長さは、例えば２〜３ｍである。プレキャスト床版２２がＰＣで形成されている場合には、プレキャスト床版２２の弾性率（弾性係数）は、例えば２×１０４〜４×１０４Ｎ／ｍｍ２（ニュートン毎平方ミリメートル）（２×１０４〜４×１０４ＭＰａ（メガパスカル））である。 The length of the precast floor slab 22 in the bridge axis direction X is, for example, 2 to 3 m. When the precast floor slab 22 is formed of PC, the elastic modulus (elastic coefficient) of the precast floor slab 22 is, for example, 2 × 10 4 to 4 × 10 4 N / mm 2 (Newton per square millimeter) (2 × 10 4 to 4 × 10 4 MPa (megapascal)).
充填部材２４は、プレキャスト床版２２にそれぞれ付着されるとともに、配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂ及び大径部材２８Ａ、２８Ｂを覆っている。
例えば、充填部材２４としては、エポキシ樹脂やゴムを用いることができる。
充填部材２４の弾性率の下限値は、充填部材２４がプレキャスト床版２２間で曲げモーメントを伝達する範囲内、又は、橋軸方向Ｘに隣り合うプレキャスト床版２２の上面の厚さ方向Ｚの段差Ｄ（図２参照。ただし、段差Ｄの寸法を誇張して示している）が所定の値よりも大きくならない範囲内で設定される。
充填部材２４の弾性率の下限値は、例えば１×１０Ｎ／ｍｍ２である。この理由の１つとして、ゴムの弾性率が１×１０〜１０×１０Ｎ／ｍｍ２程度であり、土木の分野においてゴムよりも弾性率が小さい材料を使うことは考えにくいためである。
この理由の他の１つとして、ゴムよりも弾性率が小さい材料を使った場合に、前記段差Ｄが大きくなるためである。
The filling member 24 is attached to the precast floor slab 22 and covers the distribution reinforcing bars 23A and 23B and the large-diameter members 28A and 28B.
For example, as the filling member 24, epoxy resin or rubber can be used.
The lower limit value of the elastic modulus of the filling member 24 is within a range in which the filling member 24 transmits a bending moment between the precast slabs 22 or in the thickness direction Z of the upper surface of the precast slab 22 adjacent to the bridge axis direction X. The step D (see FIG. 2, where the dimension of the step D is exaggerated) is set within a range that does not become larger than a predetermined value.
The lower limit value of the elastic modulus of the filling member 24 is, for example, 1 × 10 N / mm 2 . One reason for this is that the elastic modulus of rubber is about 1 × 10 to 10 × 10 N / mm 2 , and it is difficult to consider using a material having a smaller elastic modulus than rubber in the field of civil engineering.
Another reason for this is that the step D becomes large when a material having a smaller elastic modulus than rubber is used.
ただし、充填部材２４は、以下の条件を満たすように選定されることが好ましい。
すなわち、充填部材２４の弾性率は、プレキャスト床版２２の弾性率よりも小さい。充填部材２４の引張強度（引張強さ）は、プレキャスト床版２２の引張強度以上である。ここで言う引張強度は、材料の耐え得る最大張力を、材料の（初期の）断面積で割った値のことを意味する。
充填部材２４がプレキャスト床版２２に付着する付着強度は、プレキャスト床版２２の引張強度以上である。ここで言う第一の材料と第二の材料との付着強度は、第一の材料と第二の材料との接触面に沿って第一の材料に対して第二の材料を相対的に移動させたときの引抜き力又は押抜き力の最大値を、前記接触面の面積で除した値のことを意味する。
However, the filling member 24 is preferably selected so as to satisfy the following conditions.
That is, the elastic modulus of the filling member 24 is smaller than the elastic modulus of the precast floor slab 22. The tensile strength (tensile strength) of the filling member 24 is equal to or higher than the tensile strength of the precast slab 22. The tensile strength mentioned here means a value obtained by dividing the maximum tension that the material can withstand by the (initial) cross-sectional area of the material.
The adhesion strength at which the filling member 24 adheres to the precast floor slab 22 is equal to or higher than the tensile strength of the precast floor slab 22. The adhesion strength between the first material and the second material here refers to the movement of the second material relative to the first material along the contact surface between the first material and the second material. It means a value obtained by dividing the maximum value of the pulling force or the punching force when it is made by the area of the contact surface.
充填部材２４の橋軸方向Ｘの長さ（厚さ）、すなわち、配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂがプレキャスト床版２２から突出する長さは、例えば４０ｍｍ程度である。
充填部材２４の厚さを配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂの外径に等しくしてもよい。例えば、配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂの外径が１６ｍｍの場合に、充填部材２４の厚さを１６ｍｍにする。
充填部材２４は、床版システム２１の施工現場で、型枠等を用いてプレキャスト床版２２の間に形成される。
The length (thickness) of the filling member 24 in the bridge axis direction X, that is, the length by which the distribution reinforcing bars 23A and 23B protrude from the precast floor slab 22 is, for example, about 40 mm.
The thickness of the filling member 24 may be equal to the outer diameter of the distribution reinforcing bars 23A and 23B. For example, when the outer diameter of the distribution reinforcing bars 23A and 23B is 16 mm, the thickness of the filling member 24 is set to 16 mm.
The filling member 24 is formed between the precast floor slabs 22 using a formwork or the like at the construction site of the floor slab system 21.
次に、本実施形態の実施例の床版システム、及び比較例の床版システムの構成及び２種類の曲げモーメントの分布について説明する。
図４には、３枚のプレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃを備える本実施例の床版システム２１ａの構成と２種類の曲げモーメントの分布を示す。図４（ａ）は床版システム２１ａの平面図、図４（ｂ）は床版システム２１ａの側面の断面図、図４（ｃ）は床版システム２１ａの正面の断面図である。なお、図４（ａ）から図４（ｃ）に示す床版システム２１ａの構造は、模式的なものである。
図４（ｄ）には、床版システム２１ａに作用する橋軸直角方向Ｙに平行な軸線周りの曲げモーメントＭｙの分布を示す。そして、図４（ｅ）には、床版システム２１ａに作用する橋軸方向Ｘに平行な軸線周りの曲げモーメントＭｘの分布を示す。
Next, the configurations of the floor slab system of the example of this embodiment and the floor slab system of the comparative example and the distribution of two types of bending moments will be described.
FIG. 4 shows a configuration of a floor slab system 21a of this embodiment including three precast floor slabs 22A, 22B, and 22C and distributions of two types of bending moments. 4A is a plan view of the floor slab system 21a, FIG. 4B is a cross-sectional view of the side surface of the floor slab system 21a, and FIG. 4C is a front cross-sectional view of the floor slab system 21a. The structure of the floor slab system 21a shown in FIGS. 4 (a) to 4 (c) is schematic.
FIG. 4D shows the distribution of the bending moment My around the axis parallel to the direction Y perpendicular to the bridge axis acting on the slab system 21a. FIG. 4E shows the distribution of the bending moment Mx around the axis parallel to the bridge axis direction X acting on the floor slab system 21a.
床版システム２１ａは、橋軸直角方向Ｙの両端部を橋桁１５で下方から支持されている。
プレキャスト床版２２Ｂの上面における橋軸方向Ｘの中心であって橋軸直角方向Ｙの中心となる位置Ｐ１に、荷重Ｆ１を下向きに作用させる。すなわち、３枚のプレキャスト床版２２のうち中央のプレキャスト床版２２Ｂの中心となる位置Ｐ１に、荷重Ｆ１を下向きに作用させる。
この場合、床版システム２１ａの橋軸方向Ｘの各位置における曲げモーメントＭｙは、図４（ｄ）において実線で示す線Ｌ１のようになる。床版システム２１ａのプレキャスト床版２２Ｂにおいて橋軸直角方向Ｙの各位置における曲げモーメントＭｘは図４（ｅ）において実線で示す線Ｌ２のようになる。
The floor slab system 21a is supported by bridge girders 15 at both ends in the direction Y perpendicular to the bridge axis from below.
A load F1 is applied downward to a position P1 that is the center of the bridge axis direction X and the center of the bridge axis perpendicular direction Y on the upper surface of the precast slab 22B. That is, the load F1 is applied downward to the position P1 that is the center of the central precast floor slab 22B among the three precast floor slabs 22.
In this case, the bending moment My at each position in the bridge axis direction X of the floor slab system 21a is as shown by a line L1 indicated by a solid line in FIG. In the precast floor slab 22B of the floor slab system 21a, the bending moment Mx at each position in the direction Y perpendicular to the bridge axis is as indicated by a line L2 indicated by a solid line in FIG.
床版システム２１ａが荷重Ｆ１を受けると、図５に示すように、プレキャスト床版２２の上面側には充填部材２４を橋軸方向Ｘに圧縮させる力Ｆ１１が作用する。プレキャスト床版２２の下面側には充填部材２４を橋軸方向Ｘに引張る力Ｆ１２が作用する。
充填部材２４の弾性率はプレキャスト床版２２の弾性率よりも小さいため、橋軸方向Ｘにおいて充填部材２４の歪の方がプレキャスト床版２２の歪よりも大きくなる。プレキャスト床版２２よりも充填部材２４の方が大きく変形するため、橋軸方向Ｘにおいてプレキャスト床版２２内に発生する応力度（応力）σ１よりも、充填部材２４内に発生する応力度σ２の方が小さくなる。すなわち、充填部材２４により橋軸方向Ｘの応力度が緩和される。
When slab system 21a receives a load F1, as shown in FIG. 5, the upper surface of the precast slab 22 is force F 11 for compressing the filling member 24 in Hashijiku direction X acts. A force F 12 that pulls the filling member 24 in the bridge axis direction X acts on the lower surface side of the precast slab 22.
Since the elastic modulus of the filling member 24 is smaller than the elastic modulus of the precast floor slab 22, the strain of the filling member 24 in the bridge axis direction X is larger than the strain of the precast floor slab 22. Since the filling member 24 is deformed more greatly than the precast slab 22, the stress degree σ generated in the filling member 24 is higher than the stress degree σ 1 generated in the precast floor slab 22 in the bridge axis direction X. 2 is smaller. That is, the stress in the bridge axis direction X is relaxed by the filling member 24.
充填部材２４はプレキャスト床版２２よりも大きく変形するが、充填部材２４の引張強度はプレキャスト床版２２の引張強度以上であり、充填部材２４がプレキャスト床版２２に付着する付着強度は、プレキャスト床版２２の引張強度以上である。このため、プレキャスト床版２２よりも充填部材２４の方が破断しにくく、プレキャスト床版２２よりもプレキャスト床版２２と充填部材２４との界面２２ｃＡ、２２ｄＢの方が破断しにくい。
なお、本実施例の床版システム２１ａにおける曲げモーメントＭｘ、Ｍｙを比較例の床版システムにおける曲げモーメントＭｘ、Ｍｙと比較させた説明は、比較例の床版システムの構成及び２種類の曲げモーメントの分布の説明の後で行う。
The filling member 24 is deformed more greatly than the precast floor slab 22, but the tensile strength of the filling member 24 is equal to or higher than the tensile strength of the precast floor slab 22, and the adhesion strength at which the filling member 24 adheres to the precast floor slab 22 is It is equal to or higher than the tensile strength of the plate 22. For this reason, the filling member 24 is less likely to break than the precast floor slab 22, and the interfaces 22cA and 22dB between the precast floor slab 22 and the filling member 24 are less likely to break than the precast floor slab 22.
In addition, the description which compared the bending moments Mx and My in the floor slab system 21a of a present Example with the bending moments Mx and My in the floor slab system of a comparative example is the structure of the floor slab system of a comparative example, and two types of bending moments. This will be done after explanation of the distribution.
一方で、前述の特許文献１の明細書で示した特許文献１（特開２０１２−２２５１４４号公報）として、継手端部及び間詰め材を用いてプレキャスト床版同士を確実に固定した床版システムが開示されている。以下では、このような床版システムの接続構造を連続構造と称する。連続構造の床版システムでは、プレキャスト床版同士を確実に固定するため、床版システムを構成（施工）するのに比較的時間がかかる。
以下で説明する連続構造の床版システムは、構成を図示はしないが、本実施例の床版システム２１ａと同様に３枚のプレキャスト床版を備える。連続構造の床版システムは、本実施例の床版システム２１ａとはプレキャスト床版同士の接続構造のみが異なる。
連続構造の床版システムにおいて、本実施例の床版システム２１ａと同様に、３枚のプレキャスト床版のうち中央のプレキャスト床版の中心となる位置Ｐ１に、荷重Ｆ１を下向きに作用させる。
この場合、連続構造の床版システムの橋軸方向Ｘの各位置における曲げモーメントＭｙは、図４（ｄ）において点線で示す線Ｌ３のようになる。連続構造の床版システムの橋軸方向Ｘの中央のプレキャスト床版において、橋軸直角方向Ｙの各位置における曲げモーメントＭｘは、図４（ｅ）において点線で示す線Ｌ４のようになる。
On the other hand, as Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-225144) shown in the specification of Patent Document 1 described above, a floor slab system in which precast floor slabs are securely fixed to each other using joint end portions and padding materials. Is disclosed. Hereinafter, the connection structure of such a floor slab system is referred to as a continuous structure. In the continuous structure floor slab system, it takes a relatively long time to construct (construct) the floor slab system in order to securely fix the precast floor slabs to each other.
The continuous structure floor slab system described below includes three precast floor slabs, similar to the floor slab system 21a of the present embodiment, although the configuration is not illustrated. The continuous structure floor slab system differs from the floor slab system 21a of this embodiment only in the connection structure between the precast floor slabs.
In the floor slab system having a continuous structure, the load F1 is applied downward to the position P1 that is the center of the central precast slab among the three precast slabs, as in the floor slab system 21a of the present embodiment.
In this case, the bending moment My at each position in the bridge axis direction X of the floor slab system having a continuous structure is as indicated by a line L3 indicated by a dotted line in FIG. In the precast slab in the center of the bridge axis direction X of the floor slab system of the continuous structure, the bending moment Mx at each position in the bridge axis perpendicular direction Y is as shown by a line L4 indicated by a dotted line in FIG.
連続構造の床版システムでは、プレキャスト床版同士が確実に固定される。このため、図４（ｄ）に示すように、連続構造の床版システムの線Ｌ３で示す曲げモーメントＭｙは、本実施例の床版システム２１ａの線Ｌ１で示す曲げモーメントＭｙよりも大きい。 In the continuous structure slab system, the precast slabs are securely fixed to each other. For this reason, as shown in FIG. 4D, the bending moment My indicated by the line L3 of the floor slab system of the continuous structure is larger than the bending moment My indicated by the line L1 of the floor slab system 21a of the present embodiment.
すなわち、本実施例の床版システム２１ａでは、比較例の連続構造の床版システムに比べて曲げモーメントＭｙが小さくなる。このため、本実施例の床版システム２１ａは、比較例の連続構造の床版システムに比べて橋軸直角方向Ｙに延びるひび割れが形成されにくくなる。以下では、このような本実施例の床版システム２１ａの充填部材２４による接続構造を半連続構造と称する。
なお、連続構造の床版システムでは、半連続構造の床版システム２１ａに比べて曲げモーメントＭｙが増加する分、半連続構造の床版システム２１ａに比べて曲げモーメントＭｘが減少する（図４（ｅ）の線Ｌ２、Ｌ４参照）。
That is, in the floor slab system 21a of the present embodiment, the bending moment My is smaller than that of the continuous structure floor slab system of the comparative example. For this reason, in the floor slab system 21a of the present embodiment, cracks extending in the direction Y perpendicular to the bridge axis are less likely to be formed as compared with the continuous slab system of the comparative example. Hereinafter, such a connection structure by the filling member 24 of the floor slab system 21a of the present embodiment is referred to as a semi-continuous structure.
Note that in the continuous structure floor slab system, the bending moment My decreases as compared with the semi-continuous structure floor slab system 21a because the bending moment My increases as compared to the semi-continuous structure floor slab system 21a (FIG. 4 ( e) See lines L2 and L4).
また、前述の特許文献１の明細書で示した非特許文献１（川田工業株式会社・富山技術部、“プレキャスト床版を用いた歩道橋の設計”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２年１月、川田技報 Ｖｏｌ．９、［平成２９年２月２０日検索］、インターネット〈URL:http://www.kawada.co.jp/technology/gihou/vol_09.html〉）として、プレキャスト床版同士をＭＭＡ樹脂である間詰め材で接続した床版システムが開示されている。
この非特許文献１では、ＭＭＡ樹脂の引張強度や弾性率、プレキャスト床版とＭＭＡ樹脂の付着強度・付着せん断強度等については特に配慮されていない。非特許文献１では、設計概要に床版の連続を期待すると記載されている。この記載は床版間のせん断力の伝達を意図して記述されたものであり、曲げモーメントの伝達を意図するものではないことが確認されている。すなわち、非特許文献１の床版システムでは、ＭＭＡ樹脂が引張破断したり、プレキャスト床版とＭＭＡ樹脂の間で剥離が生じたとしても支障の無い構成になっていると考えられる。この床版システムでは、一対のプレキャスト床版の継手部には、せん断力は発生するが曲げモーメントは発生しない。以下では、このような床版システムの接続構造を非連続構造と称する。
Non-Patent Document 1 (Kawada Industrial Co., Ltd., Toyama Engineering Department, “Design of a pedestrian bridge using a precast floor slab”, [online], January 1990, Kawada Technical Report Vol.9, [Search February 20, 2017], Internet <URL: http://www.kawada.co.jp/technology/gihou/vol_09.html>) A floor slab system connected with a filling material which is a resin is disclosed.
In this non-patent document 1, no particular consideration is given to the tensile strength and elastic modulus of the MMA resin, the adhesive strength / adhesive shear strength between the precast floor slab and the MMA resin, and the like. In Non-Patent Document 1, it is described that the slab is expected to be continuous in the design outline. This description is described with the intention of transmitting the shearing force between the slabs, and it is confirmed that it is not intended to transmit the bending moment. That is, in the floor slab system of Non-Patent Document 1, it is considered that the MMA resin has a configuration that does not hinder even if the MMA resin is pulled and fractured or peeling occurs between the precast floor slab and the MMA resin. In this slab system, a shearing force is generated but no bending moment is generated in the joint portion of the pair of precast slabs. Hereinafter, the connection structure of such a floor slab system is referred to as a discontinuous structure.
非連続構造の床版システムでは、プレキャスト床版同士を接続するのに、プレキャスト床版に取付けた型枠内にＭＭＡ樹脂を流し込んで固める等するだけである。このため、床版システムを構成するのに比較的時間がかからない。
非連続構造の床版システムの橋軸方向Ｘの各位置における曲げモーメントＭｙは、図４（ｄ）において一点鎖線で示す線Ｌ５のようになる。非連続構造の床版システムの橋軸方向Ｘの中央のプレキャスト床版において、橋軸直角方向Ｙの各位置における曲げモーメントＭｘは、図４（ｅ）において一点鎖線で示す線Ｌ６のようになる。
In a discontinuous structure slab system, in order to connect the precast slabs, MMA resin is simply poured into a mold attached to the precast slab and hardened. For this reason, it does not take a relatively long time to configure the floor slab system.
The bending moment My at each position in the bridge axis direction X of the floor slab system having a discontinuous structure is as shown by a line L5 indicated by a one-dot chain line in FIG. In the precast slab in the center of the bridge axis direction X of the floor slab system of the discontinuous structure, the bending moment Mx at each position in the direction perpendicular to the bridge axis Y is as shown by a line L6 indicated by a one-dot chain line in FIG. .
非連続構造の床版システムでは、プレキャスト床版同士がＭＭＡ樹脂である間詰め材で接続される。この間詰め材は、間詰め材自身に生じる引張力やプレキャスト床版との剥離力に対して十分な強度を持つことを保証したものではない。このため、間詰め材が引張破壊したり、プレキャスト床版と間詰め材との間で剥離が生じたりする可能性がある。そうすると、図４（ｄ）に線Ｌ５で示すように、荷重Ｆ１が作用しても継手部には曲げモーメントＭｙが発生しない状態となる。
非連続構造の床版システムの曲げモーメントＭｙは、連続構造の床版システムの曲げモーメントＭｙに比べて大きく減少する（図４（ｄ）の線Ｌ３、Ｌ５参照）。
In the floor slab system having a discontinuous structure, the precast floor slabs are connected to each other with a filling material made of MMA resin. This interlining material does not guarantee that it has sufficient strength against the tensile force generated in the interim material itself or the peeling force from the precast floor slab. For this reason, there is a possibility that the interlining material may be tensile-destructed or peeling may occur between the precast floor slab and the interlining material. Then, as shown by a line L5 in FIG. 4D, even when the load F1 is applied, a bending moment My is not generated in the joint portion.
The bending moment My of the discontinuous structure slab system is greatly reduced as compared to the bending moment My of the continuous structure slab system (see lines L3 and L5 in FIG. 4D).
本実施例の半連続構造の床版システム２１ａでは、充填部材２４の引張強度はプレキャスト床版２２の引張強度以上であり、充填部材２４の付着強度はプレキャスト床版２２の引張強度以上である。充填部材２４が破断することなく曲げモーメントＭｙを伝達することで、半連続構造の床版システム２１ａの一対のプレキャスト床版２２間で伝達される曲げモーメントＭｙは、非連続構造の床版システムの一対のプレキャスト床版間で伝達される曲げモーメントＭｙに比べて増加する（図４（ｄ）の線Ｌ１、Ｌ５参照）。
このように、本実施例の半連続構造の床版システム２１ａでは、充填部材２４により、プレキャスト床版２２の間で曲げモーメントＭｙを伝達することでプレキャスト床版２２を一体化する。ここで言う一体化とは、自動車程度の荷重が床版システム２１ａの厚さ方向Ｚに作用したときに、プレキャスト床版２２よりも先に充填部材２４が破断しない程度に、充填部材２４がプレキャスト床版２２を１つにつなげて分けられない関係にすることを意味する。さらに、一体化とは、自動車程度の荷重が床版システム２１ａの厚さ方向Ｚに作用したときに、充填部材２４に作用する応力が充填部材２４の引張強度よりも小さく、かつ充填部材２４がプレキャスト床版２２に付着する付着強度よりも小さいことを意味する。
In the semi-continuous floor slab system 21a of this embodiment, the tensile strength of the filling member 24 is equal to or higher than the tensile strength of the precast floor slab 22, and the adhesion strength of the filling member 24 is equal to or higher than the tensile strength of the precast floor slab 22. By transmitting the bending moment My without breaking the filling member 24, the bending moment My transmitted between the pair of precast floor slabs 22 of the semi-continuous structure slab system 21a is the same as that of the non-continuous structure slab system. The bending moment My transmitted between the pair of precast slabs increases (see lines L1 and L5 in FIG. 4D).
As described above, in the semi-continuous floor slab system 21a of this embodiment, the precast floor slab 22 is integrated by transmitting the bending moment My between the precast floor slabs 22 by the filling member 24. The term “integration” as used herein means that the filling member 24 is precast to the extent that the filling member 24 does not break before the precast slab 22 when a load of an automobile level is applied in the thickness direction Z of the slab system 21a. This means that the floor slabs 22 are connected together so that they cannot be separated. Further, the term “integrated” means that when a load of the level of an automobile acts in the thickness direction Z of the slab system 21a, the stress acting on the filling member 24 is smaller than the tensile strength of the filling member 24, and the filling member 24 is It means that it is smaller than the adhesion strength adhering to the precast floor slab 22.
非連続構造の床版システムでは、半連続構造の床版システム２１ａに比べて曲げモーメントＭｙが減少する分、半連続構造の床版システム２１ａに比べて曲げモーメントＭｘが増加する（図４（ｅ）の線Ｌ２、Ｌ６参照）。
本実施例の半連続構造の床版システム２１ａでは、非連続構造の床版システムに比べて曲げモーメントＭｘを抑えられる。したがって、床版システム２１ａは、非連続構造の床版システムに比べてプレキャスト床版２２の厚さ（厚さ方向Ｚの長さ）の増加が抑えられる。
In the floor slab system with a non-continuous structure, the bending moment My increases as compared with the floor slab system 21a with a semi-continuous structure because the bending moment My decreases as compared with the floor slab system 21a with a semi-continuous structure (FIG. 4 (e)). ) (See lines L2 and L6).
In the semi-continuous floor slab system 21a of this embodiment, the bending moment Mx can be suppressed as compared with the non-continuous floor slab system. Therefore, in the floor slab system 21a, an increase in the thickness of the precast floor slab 22 (length in the thickness direction Z) is suppressed as compared with a floor slab system having a discontinuous structure.
本実施例の半連続構造の床版システム２１ａでは、充填部材２４はプレキャスト床版２２を一体化していて、充填部材２４はプレキャスト床版２２よりも破断しにくい。非特許文献１の床版システムとは異なり、本実施例の床版システム２１ａでは、充填部材２４が破断せずにプレキャスト床版２２を一体化していることを前提とした構成になっている。 In the floor slab system 21a of the semi-continuous structure of the present embodiment, the filling member 24 is integrated with the precast floor slab 22, and the filling member 24 is less likely to break than the precast floor slab 22. Unlike the floor slab system of Non-Patent Document 1, the floor slab system 21a of the present embodiment is configured on the assumption that the precast floor slab 22 is integrated without breaking the filling member 24.
次に、本実施形態の実施例の床版システム、及び比較例の床版システムの構成及び解析結果について説明する。なお、図６に示すように、実施例（実施例１とも呼ぶ）の床版システム２１ｂの解析モデルは、橋軸直角方向Ｙの長さが短く、梁のように形成されたモデルとした。 Next, the structure and analysis result of the floor slab system of the Example of this embodiment and the floor slab system of a comparative example are demonstrated. As shown in FIG. 6, the analysis model of the floor slab system 21b of the example (also referred to as Example 1) is a model that has a short length in the direction Y perpendicular to the bridge axis and is formed like a beam.
図７を用いて、床版システム２１ｂの解析モデルにおける配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂ及び大径部材２８Ａ、２８Ｂの規定の仕方について説明する。橋軸方向Ｘの４つのセルで充填部材２４を表した。第１大径部材２８Ａを、充填部材２４中のセルにおけるプレキャスト床版２２Ｂに隣り合う１つのセルに、鉄の物性値を与えることで表した。充填部材２４中のセルであって第１大径部材２８Ａとプレキャスト床版２２Ａとを接続する３つのセルで第１配力鉄筋２３Ａを表した。第１配力鉄筋２３Ａは、鉄筋コンクリートであるとして、鉄筋比（鉄筋の混入率）の値を調節して表した。すなわち、第１配力鉄筋２３Ａを表す３つの各セルは、鉄筋比に応じて鉄筋の物性値とコンクリートの物性値との影響を受ける。
このように第１大径部材２８Ａ及び第１配力鉄筋２３Ａに対応するセルを規定することで、第１配力鉄筋２３Ａと第１大径部材２８Ａとの接続部分に、前述の段差２８ａＡ（不図示）が規定される。
With reference to FIG. 7, a method of defining the distribution reinforcing bars 23A and 23B and the large-diameter members 28A and 28B in the analysis model of the floor slab system 21b will be described. The filling member 24 is represented by four cells in the bridge axis direction X. The first large-diameter member 28 </ b> A is represented by giving iron physical property values to one cell adjacent to the precast slab 22 </ b> B in the cell in the filling member 24. The first reinforcing bar 23A is represented by three cells in the filling member 24 that connect the first large-diameter member 28A and the precast floor slab 22A. Assuming that the first distribution reinforcing bar 23A is reinforced concrete, the value of the reinforcing bar ratio (rebar mixture rate) was adjusted. That is, each of the three cells representing the first distribution bar 23A is affected by the physical property value of the reinforcing bar and the physical property value of the concrete according to the reinforcing bar ratio.
By defining the cells corresponding to the first large-diameter member 28A and the first distribution bar 23A in this way, the above-described step 28aA (in the connecting portion between the first distribution bar 23A and the first large-diameter member 28A is provided. (Not shown) is defined.
第２大径部材２８Ｂ、第２配力鉄筋２３Ｂは、第１大径部材２８Ａ、第１配力鉄筋２３Ａと同様に表した。第２大径部材２８Ｂ及び第２配力鉄筋２３Ｂは、プレキャスト床版２２Ｂに接続される。第１配力鉄筋２３Ａと第２配力鉄筋２３Ｂとは、橋軸直角方向Ｙに互い違いに充填部材２４内に突出する千鳥状に配置されている。 The second large-diameter member 28B and the second distribution bar 23B are represented in the same manner as the first large-diameter member 28A and the first distribution bar 23A. The second large-diameter member 28B and the second force distribution reinforcing bar 23B are connected to the precast floor slab 22B. The first distribution reinforcing bar 23 </ b> A and the second distribution reinforcing bar 23 </ b> B are arranged in a staggered pattern protruding alternately in the filling member 24 in the direction Y perpendicular to the bridge axis.
プレキャスト床版２２単体が破壊する荷重の大きさは、８０ｋＮである。
図６に示すように、プレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂは、橋軸方向Ｘの長さが８８７．５ｍｍで、橋軸直角方向Ｙの長さが１７５ｍｍで、厚さ方向Ｚの長さが２５０ｍｍである。充填部材２４は、橋軸方向Ｘの長さが４０ｍｍで、橋軸直角方向Ｙの長さが１７５ｍｍで、厚さ方向Ｚの長さが２５０ｍｍである。なお、プレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂ、及び充填部材２４全体としての橋軸方向Ｘの長さは、１８１５ｍｍである。
The magnitude of the load that the precast slab 22 alone breaks is 80 kN.
As shown in FIG. 6, the precast slabs 22A and 22B have a length in the bridge axis direction X of 887.5 mm, a length in the bridge axis perpendicular direction Y of 175 mm, and a length in the thickness direction Z of 250 mm. is there. The filling member 24 has a length in the bridge axis direction X of 40 mm, a length in the bridge axis perpendicular direction Y of 175 mm, and a length in the thickness direction Z of 250 mm. The length of the precast floor slabs 22A and 22B and the filling member 24 as a whole in the bridge axis direction X is 1815 mm.
床版システム２１ｂの構成及び境界条件は、橋軸直角方向Ｙに直交する基準面Ｓ１に対して面対称であるとする。
プレキャスト床版２２Ａの下面におけるプレキャスト床版２２Ｂとは反対側の端から橋軸方向Ｘに４００ｍｍの位置は、支点２９ａにより回転可能に支持されている。プレキャスト床版２２Ｂの下面におけるプレキャスト床版２２Ａとは反対側の端から橋軸方向Ｘに１５０ｍｍの位置は、支点２９ａにより回転可能に支持されている。
これら一対の支点２９ａ間の橋軸方向Ｘの距離は、１２６５ｍｍである。
プレキャスト床版２２Ｂの上面におけるプレキャスト床版２２Ａ側の端から１０５ｍｍの位置に、荷重Ｆ３を下向きに作用させる。
It is assumed that the configuration and boundary conditions of the floor slab system 21b are plane symmetric with respect to the reference plane S1 orthogonal to the bridge axis perpendicular direction Y.
A position of 400 mm in the bridge axis direction X from the end opposite to the precast floor slab 22B on the lower surface of the precast floor slab 22A is rotatably supported by a fulcrum 29a. A position 150 mm in the bridge axis direction X from the end opposite to the precast floor slab 22A on the lower surface of the precast floor slab 22B is rotatably supported by a fulcrum 29a.
The distance in the bridge axis direction X between the pair of fulcrums 29a is 1265 mm.
A load F3 is applied downward at a position 105 mm from the end on the precast floor slab 22A side on the upper surface of the precast floor slab 22B.
解析結果で示す荷重Ｆ３が作用したときの変位は、プレキャスト床版２２Ｂの上面であって、プレキャスト床版２２Ｂと充填部材２４との境界の位置Ｐ３（以下、評価対象位置と呼ぶ）における変位を示す。
後で、解析結果をコンター図で示す範囲を説明する。線Ｌ８で示す、床版システム２１ｂの下方から３つ目のセルにおける厚さ方向Ｚの中心の位置での断面をとる。図８に示す床版システム２１ｂのこの断面における充填部材２４近傍の要部である範囲Ｒ１を、コンター図で示す範囲をとする。実施例１の床版システム２１ｂにおいて、この断面上にモデル化した配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂ及び大径部材２８Ａ、２８Ｂが配置されている。
The displacement when the load F3 indicated by the analysis result is applied is the displacement at the upper surface of the precast floor slab 22B and at the boundary position P3 between the precast floor slab 22B and the filling member 24 (hereinafter referred to as an evaluation target position). Show.
Later, the range in which the analysis result is shown in a contour diagram will be described. A cross section at the center position in the thickness direction Z of the third cell from the lower side of the floor slab system 21b indicated by a line L8 is taken. A range R1 that is a main part in the vicinity of the filling member 24 in this cross section of the floor slab system 21b shown in FIG. In the floor slab system 21b of the first embodiment, modeled distribution reinforcing bars 23A and 23B and large-diameter members 28A and 28B are arranged on this cross section.
実施例１の床版システム２１ｂの解析モデルに対して、図９には、大径部材２８Ａ、２８Ｂを備えない実施例２の床版システム２１ｃの解析モデルを示す。橋軸方向Ｘに並ぶ４つのセルが、全て第１配力鉄筋２３Ａや第２配力鉄筋２３Ｂとなる。
また、実施例１の床版システム２１ｂの解析モデルに対して、配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂ及び大径部材２８Ａ、２８Ｂを備えないものを、比較例の床版システム２１ｄ（図６参照）と規定する。
実施例２の床版システム２１ｃ及び比較例の床版システム２１ｄの荷重等の境界条件は、実施例１の床版システム２１ｂと同一である。
In contrast to the analysis model of the floor slab system 21b of the first embodiment, FIG. 9 shows an analysis model of the floor slab system 21c of the second embodiment that does not include the large-diameter members 28A and 28B. All four cells arranged in the bridge axis direction X become the first distribution reinforcing bar 23A and the second distribution reinforcing bar 23B.
Further, the analysis model of the floor slab system 21b of the first embodiment is defined as a floor slab system 21d (see FIG. 6) of a comparative example that does not include the distribution reinforcing bars 23A and 23B and the large diameter members 28A and 28B. To do.
Boundary conditions such as loads of the floor slab system 21c of the second embodiment and the floor slab system 21d of the comparative example are the same as those of the floor slab system 21b of the first embodiment.
図１０及び図１１に、実施例１の床版システム２１ｂの解析結果を示す。
図１０の縦軸は荷重Ｆ３を表し、横軸は評価対象位置の変位を表す。評価対象位置は、荷重Ｆ３が５７．０ｋＮのときに約１．５ｍｍ変位し、このときに床版システム２１ｂが破壊したことが分かった。
図１１に、床版システム２１ｂが破壊する直前の歪εＸＸ（橋軸方向Ｘに垂直な面において橋軸方向Ｘに生じる歪）のコンター図を示す。歪εＸＸは、引張り歪を正の値で表し、圧縮歪を負の値で表した。後述するように床版システム２１ｂが配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂ及び大径部材２８Ａ、２８Ｂを備えていなければ、引張り歪しか生じないはずであるが、大径部材２８Ａ、２８Ｂにより範囲Ｒ３に圧縮歪が生じていることが分かった。これは、第１配力鉄筋２３Ａや前述の段差２８ａＡによりプレキャスト床版２２間で曲げモーメントＭｙが効率的に伝達されるためである。
In FIG.10 and FIG.11, the analysis result of the floor slab system 21b of Example 1 is shown.
The vertical axis in FIG. 10 represents the load F3, and the horizontal axis represents the displacement of the evaluation target position. The evaluation target position was displaced about 1.5 mm when the load F3 was 57.0 kN, and it was found that the floor slab system 21b was destroyed at this time.
FIG. 11 shows a contour diagram of the strain ε XX (strain generated in the bridge axis direction X in a plane perpendicular to the bridge axis direction X) immediately before the floor slab system 21b breaks. The strain ε XX represents tensile strain as a positive value and compressive strain as a negative value. As will be described later, if the floor slab system 21b does not include the distribution reinforcing bars 23A and 23B and the large-diameter members 28A and 28B, only tensile strain should occur. However, the large-diameter members 28A and 28B cause the compression strain in the range R3. It was found that occurred. This is because the bending moment My is efficiently transmitted between the precast slabs 22 by the first distribution reinforcing bar 23A and the above-described step 28aA.
図１２及び図１３に、実施例２の床版システム２１ｃの解析結果を示す。図１２の縦軸及び横軸は、図１０と同一である。評価対象位置は、荷重Ｆ３が５３．２ｋＮのときに約０．９ｍｍ変位し、このときに床版システム２１ｃが破壊したことが分かった。
図１３に、床版システム２１ｃが破壊する直前の歪εＸＸのコンター図を示す。図１１に比べて、充填部材２４において歪εＸＸが引張り側になっていることが分かった。
12 and 13 show the analysis results of the floor slab system 21c of the second embodiment. The vertical and horizontal axes in FIG. 12 are the same as those in FIG. The evaluation target position was displaced by about 0.9 mm when the load F3 was 53.2 kN, and it was found that the floor slab system 21c was destroyed at this time.
FIG. 13 shows a contour diagram of the strain ε XX immediately before the floor slab system 21c breaks. Compared to FIG. 11, it was found that the strain ε XX is on the tension side in the filling member 24.
図１４及び図１５に、比較例の床版システム２１ｄの解析結果を示す。図１４の縦軸及び横軸は、図１０と同一である。評価対象位置は、荷重Ｆ３が４３．７ｋＮのときに約０．３ｍｍ変位し、このときに床版システム２１ｄが破壊したことが分かった。
図１５に、床版システム２１ｄが破壊する直前の歪εＸＸのコンター図を示す。図１３に比べて、充填部材２４において歪εＸＸがさらに引張り側になり、引張り歪しか生じないことが分かった。
14 and 15 show the analysis results of the floor slab system 21d of the comparative example. The vertical and horizontal axes in FIG. 14 are the same as those in FIG. The evaluation target position was displaced by about 0.3 mm when the load F3 was 43.7 kN, and it was found that the floor slab system 21d was destroyed at this time.
FIG. 15 shows a contour diagram of the strain ε XX immediately before the floor slab system 21d breaks. Compared to FIG. 13, it was found that the strain ε XX is further on the tension side in the filling member 24, and only tensile strain occurs.
このように、プレキャスト床版２２の継手近傍で曲げ引張り破壊又は剥離破壊が発生する恐れがある場合においても、配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂと充填部材２４との界面で生じる抵抗が期待できるため、床版システム２１の脆性的な破壊形態を回避することで、床版システム２１の安全性が向上する。 Thus, even when there is a possibility that bending tensile fracture or peeling fracture may occur in the vicinity of the joint of the precast floor slab 22, resistance generated at the interface between the distribution reinforcing bars 23A, 23B and the filling member 24 can be expected. By avoiding a brittle fracture mode of the plate system 21, the safety of the floor slab system 21 is improved.
以上説明したように、本実施形態の床版システム２１によれば、プレキャスト床版２２Ａの側面２２ａＡから突出する第１配力鉄筋２３Ａが、充填部材２４内に配置されている。このため、充填部材２４を介してプレキャスト床版２２Ａ、２２Ｂ間で伝達される曲げモーメントがプレキャスト床版２２Ａと充填部材２４との界面だけでなく、第１配力鉄筋２３Ａを介してプレキャスト床版２２Ａと充填部材２４との間で伝達される。したがって、プレキャスト床版２２Ａと充填部材２４との界面で伝達される曲げモーメントが抑制され、プレキャスト床版２２Ａと充填部材２４との界面で剥離するのを抑えることができる。 As described above, according to the floor slab system 21 of the present embodiment, the first distribution reinforcing bar 23A protruding from the side surface 22aA of the precast floor slab 22A is arranged in the filling member 24. For this reason, the bending moment transmitted between the precast floor slabs 22A and 22B via the filling member 24 is not only the interface between the precast floor slab 22A and the filling member 24, but also the first cast reinforcing bar 23A. It is transmitted between 22A and the filling member 24. Therefore, the bending moment transmitted at the interface between the precast floor slab 22A and the filling member 24 is suppressed, and peeling at the interface between the precast floor slab 22A and the filling member 24 can be suppressed.
プレキャスト床版２２Ａと充填部材２４との界面だけでなく、第１配力鉄筋２３Ａを介して断面力を伝達させることで、床版システム２１の最大耐力及び疲労耐久性を向上させることができる。
プレキャスト床版２２Ａとプレキャスト床版２２Ｂとを充填部材２４で一体化するだけで、床版システム２１を構成できる。このため、床版システム２１の施工に要する時間を短縮する（急速施工）とともに、床版システム２１の施工に高度な技能を必要としない（脱技能化）。
By transmitting the cross-sectional force not only through the interface between the precast floor slab 22A and the filling member 24 but also through the first distribution bar 23A, the maximum proof stress and fatigue durability of the floor slab system 21 can be improved.
By simply integrating the precast floor slab 22A and the precast floor slab 22B with the filling member 24, the floor slab system 21 can be configured. For this reason, the time required for the construction of the floor slab system 21 is shortened (rapid construction), and advanced skills are not required for the construction of the floor slab system 21 (detechnification).
第１配力鉄筋２３Ａの先端部に、第１大径部材２８Ａが固定されている。このため、第１配力鉄筋２３Ａと第１大径部材２８Ａとの接続部分に形成される段差２８ａＡにより、プレキャスト床版２２間で曲げモーメントＭｙをより確実に伝達することができる。
第１配力鉄筋２３Ａがプレキャスト床版２２Ｂに接触していることで、第１配力鉄筋２３Ａが充填部材２４内に突出する長さを維持しつつ、充填部材２４の橋軸方向Ｘの長さを短くすることができる。充填部材２４が比較的高価な材料であっても、床版システム２１の製造コストを低減させることができる。
A first large-diameter member 28A is fixed to the tip of the first distribution reinforcing bar 23A. For this reason, the bending moment My can be more reliably transmitted between the precast slabs 22 by the step 28aA formed at the connection portion between the first distribution reinforcing bar 23A and the first large-diameter member 28A.
Since the first distribution reinforcing bar 23A is in contact with the precast floor slab 22B, the length of the filling member 24 in the bridge axis direction X is maintained while maintaining the length in which the first distribution reinforcing bar 23A protrudes into the filling member 24. The length can be shortened. Even if the filling member 24 is a relatively expensive material, the manufacturing cost of the floor slab system 21 can be reduced.
橋軸方向Ｘに見たときに、第１配力鉄筋２３Ａと第２配力鉄筋２３Ｂとは位置をずらして配置されている。例えば、第１配力鉄筋２３Ａと第２配力鉄筋２３Ｂとが配置されている位置が重なっていると、配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂの先端部同士が突き当たる。プレキャスト床版２２Ｂが第２配力鉄筋２３Ｂを備える場合であっても、充填部材２４の橋軸方向Ｘの長さを短くすることができる。 When viewed in the bridge axis direction X, the first distribution reinforcing bar 23A and the second distribution reinforcing bar 23B are arranged at different positions. For example, if the positions where the first distribution reinforcing bar 23A and the second distribution reinforcing bar 23B are arranged overlap, the tips of the distribution reinforcing bars 23A and 23B abut each other. Even when the precast slab 22B includes the second distribution reinforcing bar 23B, the length of the filling member 24 in the bridge axis direction X can be shortened.
充填部材２４の弾性率はプレキャスト床版２２の弾性率よりも小さく、充填部材２４がプレキャスト床版２２に付着する付着強度はプレキャスト床版２２の引張強度以上である。
これにより、プレキャスト床版２２間で伝達される曲げモーメントＭｙは連続構造の床版システムの曲げモーメントＭｙに比べて減少する。連続構造の床版システムに比べて半連続構造の床版システム２１では、プレキャスト床版２２に橋軸直角方向Ｙに延びるひび割れが形成されにくくなるとともに、一対のプレキャスト床版２２間で一定量の曲げモーメントＭｙが伝達される。一定量の曲げモーメントＭｙが伝達されるため、プレキャスト床版２２の厚さが抑えられる。プレキャスト床版２２に橋軸直角方向Ｙに延びるひび割れが形成されにくいと、プレキャスト床版２２の疲労耐久性が向上する。
したがって、床版システム２１をプレキャスト床版２２から容易に構成でき、プレキャスト床版２２の厚さの増加を抑えつつ疲労耐久性を向上させることができる。
The elastic modulus of the filling member 24 is smaller than the elastic modulus of the precast floor slab 22, and the adhesion strength at which the filling member 24 adheres to the precast floor slab 22 is equal to or higher than the tensile strength of the precast floor slab 22.
As a result, the bending moment My transmitted between the precast slabs 22 is reduced compared to the bending moment My of the continuous structure slab system. In the semi-continuous floor slab system 21, cracks extending in the direction perpendicular to the bridge axis Y are less likely to be formed in the semi-continuous floor slab system 21, and a certain amount between the pair of pre-cast floor slabs 22. The bending moment My is transmitted. Since a certain amount of bending moment My is transmitted, the thickness of the precast floor slab 22 is suppressed. If the precast floor slab 22 is difficult to form a crack extending in the direction Y perpendicular to the bridge axis, the fatigue durability of the precast floor slab 22 is improved.
Therefore, the floor slab system 21 can be easily configured from the precast floor slab 22, and fatigue durability can be improved while suppressing an increase in the thickness of the precast floor slab 22.
また、本実施形態の道路橋１によれば、プレキャスト床版２２Ａと充填部材２４との界面で剥離するのを抑えた床版システム２１を用いて道路橋１を構成することができる。 Moreover, according to the road bridge 1 of the present embodiment, the road bridge 1 can be configured using the floor slab system 21 in which peeling at the interface between the precast floor slab 22A and the filling member 24 is suppressed.
以上、本発明の一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。
例えば、前記実施形態では、床版システム２１に作用する曲げモーメントＭｙが比較的小さい場合等には、床版システム２１は第１大径部材２８Ａ、第２配力鉄筋２３Ｂ、及び第２大径部材２８Ｂを備えなくてもよい。
配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂがプレキャスト床版２２から突出する長さが短い場合等には、橋軸方向Ｘに見たときに配力鉄筋２３Ａ、２３Ｂが同じ位置に配置されていてもよい。
As mentioned above, although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and modifications, combinations, and deletions within a scope that does not depart from the gist of the present invention. Etc. are also included.
For example, in the above-described embodiment, when the bending moment My acting on the floor slab system 21 is relatively small, the floor slab system 21 includes the first large-diameter member 28A, the second distribution reinforcing bar 23B, and the second large diameter. The member 28B may not be provided.
For example, when the length of the reinforcing bars 23A and 23B protruding from the precast slab 22 is short, the reinforcing bars 23A and 23B may be arranged at the same position when viewed in the bridge axis direction X.
第１棒状部材が第１配力鉄筋２３Ａであるとした。しかし、第１棒状部材はこれに限定されず、第１主鉄筋や他の鉄筋等でもよい。第２配力鉄筋２３Ｂも同様である。
橋構造は道路橋１であるとしたが、橋構造は鉄道橋等であるとしてもよい。
The first rod-shaped member is assumed to be the first distribution reinforcing bar 23A. However, the first rod-shaped member is not limited to this, and may be a first main reinforcing bar, another reinforcing bar, or the like. The same applies to the second distribution reinforcing bar 23B.
Although the bridge structure is the road bridge 1, the bridge structure may be a railway bridge or the like.
１ 道路橋（橋構造）
２１ 床版システム（プレキャスト床版システム）
２２ プレキャスト床版
２２Ａ プレキャスト床版（一方のプレキャスト床版）
２２Ｂ プレキャスト床版（他方のプレキャスト床版）
２２Ｃ プレキャスト床版
２２ａＡ、２２ｂＢ 側面
２３Ａ 第１配力鉄筋（第１棒状部材）
２３Ｂ 第２配力鉄筋（第２棒状部材）
２４ 充填部材
２８Ａ 第１大径部材（大径部材）
Ｚ 厚さ方向
1 road bridge (bridge structure)
21 Slab System (Precast Slab System)
22 Precast floor slab 22A Precast floor slab (one precast floor slab)
22B Precast floor slab (the other precast slab)
22C Precast floor slab 22aA, 22bB Side surface 23A First distribution reinforcing bar (first bar-shaped member)
23B Second distribution reinforcing bar (second rod-shaped member)
24 Filling member 28A First large diameter member (large diameter member)
Z Thickness direction
Claims (6)
前記一対のプレキャスト床版のうち、一方の前記プレキャスト床版における他方の前記プレキャスト床版に対向する側面から前記他方のプレキャスト床版に向かって突出する第１棒状部材と、
前記一対のプレキャスト床版の間に前記第１棒状部材を覆った状態で充填されるとともに前記一対のプレキャスト床版にそれぞれ付着され、前記一対のプレキャスト床版の間で曲げモーメントを伝達することで前記一対のプレキャスト床版を一体化する充填部材と、
を備え、
前記充填部材の引張強度は、前記一対のプレキャスト床版の引張強度以上であることを特徴とするプレキャスト床版システム。 A pair of precast floor slabs formed in a plate shape and arranged side by side in a direction intersecting the thickness direction;
Of the pair of precast floor slabs, a first rod-shaped member protruding toward the other precast floor slab from the side facing the other precast floor slab in one of the precast floor slabs,
The first rod-shaped member is filled between the pair of precast slabs and is attached to the pair of precast slabs, and a bending moment is transmitted between the pair of precast slabs. A filling member for integrating the pair of precast slabs;
With
The precast slab system characterized in that the tensile strength of the filling member is equal to or higher than the tensile strength of the pair of precast slabs.
前記一対のプレキャスト床版が並ぶ方向に見たときに、前記第１棒状部材と前記第２棒状部材とは位置をずらして配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプレキャスト床版システム。 A second rod-like member that protrudes from the side surface facing the one precast floor slab in the other precast floor slab toward the one precast floor slab and is covered with the filling member;
The first bar-shaped member and the second bar-shaped member are arranged so as to be displaced from each other when viewed in the direction in which the pair of precast slabs are arranged. The precast slab system according to the item.
前記充填部材が前記一対のプレキャスト床版に付着する付着強度は、前記一対のプレキャスト床版の引張強度以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のプレキャスト床版システム。 The elastic modulus of the filling member is smaller than the elastic modulus of the pair of precast slabs,
The precast slab according to any one of claims 1 to 4, wherein an adhesion strength at which the filling member adheres to the pair of precast slabs is equal to or higher than a tensile strength of the pair of precast slabs. system.
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