JP2019007203A

JP2019007203A - 伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法

Info

Publication number: JP2019007203A
Application number: JP2017122891A
Authority: JP
Inventors: 勝藤代; Masaru Fujishiro; 一宮　利通; Toshimichi Ichinomiya; 利通一宮; 林　大介; Daisuke Hayashi; 大介林
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2017-06-23
Publication date: 2019-01-17

Abstract

【課題】伸縮目地及び遊間への圧縮力に対する耐久性を向上させることができる伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法を提供する。【解決手段】複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材１において、伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡される前に塑性変形させられることにより引張ひずみが付与されているため、伸縮目地及び遊間への圧縮力Ｐに対する耐久性を向上させることができる。【選択図】図２

Description

本発明は、伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法に関する。

交通による荷重や温度変化による膨張及び収縮を吸収するために、橋梁の床版と床版との間等の複数の構造物の間の伸縮目地又は遊間には、セメント系材料から形成された伸縮部材が架け渡される。例えば、特許文献１には、伸び性能に優れ、引張力に対する耐久性が高い繊維補強セメント複合材料からなる板状のプレキャストジョイント版が橋梁の床版同士の遊間を跨いで設置されている構造が開示されている。

特許第４６７５９１５号公報

ところで、繊維補強セメント複合材料の圧縮性能は通常のコンクリートと同様である。そのため、例えば、伸縮目地や遊間が大きくなる冬季に伸縮目地や遊間に伸縮部材が架け渡され、桁が高温により伸びる夏季に伸縮目地や遊間に圧縮力が作用した場合における耐久力に改善の余地がある。

そこで本発明は、伸縮目地及び遊間への圧縮力に対する耐久性を向上させることができる伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材であって、伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される前に塑性変形させられることにより引張ひずみが付与されている伸縮部材である。

この構成によれば、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材において、伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される前に塑性変形させられることにより引張ひずみが付与されているため、伸縮目地及び遊間への圧縮力に対する耐久性を向上させることができる。

この場合。引張ひずみが付与されることにより分散したひび割れが付与されていることが好適である。

この構成によれば、伸縮部材は引張ひずみが付与されることにより分散したひび割れが付与されているため、伸縮目地や遊間に圧縮力が作用した場合でも、分散したひび割れが閉じることにより、圧縮力に対応することができる。

この場合、ひび割れの割れ目が伸縮目地及び遊間が伸縮する方向に交差するようにひび割れが付与されていることが好適である。

この構成によれば、ひび割れの割れ目が伸縮目地及び遊間が伸縮する方向に交差するようにひび割れが付与されているため、伸縮目地や遊間に圧縮力が作用した場合でも、分散したひび割れがより閉じ易くなり、圧縮力により対応することができる。

また、構造物は橋梁の床版であることが好適である。

この構成によれば、伸縮部材が架け渡される構造物は温度変化により遊間に圧縮力が生じ易い橋梁の床版であるため、本発明の伸縮部材を適用した場合により効果を発揮する。

また、引張ひずみが付与される方向における引張ひずみが付与される前の長さに対して、引張ひずみが付与された方向における伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％であることが好適である。

この構成によれば、引張ひずみが付与される方向における引張ひずみが付与される前の長さに対して、引張ひずみが付与された方向における伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％であるため、圧縮力により対応することができる。

また、セメント系材料は繊維補強セメント複合材料であることが好適である。

この構成によれば、セメント系材料は伸び性能に優れる繊維補強セメント複合材料であるため、塑性変形させることにより引張歪みを付与し易い。

また、本発明は、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材の設置方法であって、伸縮目地及び遊間のいずれかに伸縮部材を架け渡す前に伸縮部材を塑性変形させることにより引張ひずみを付与し、伸縮目地及び遊間のいずれかに引張ひずみが付与された伸縮部材を架け渡す伸縮部材の設置方法である。

この場合、引張ひずみを付与することにより伸縮部材に分散したひび割れを付与することが好適である。

この場合、ひび割れの割れ目が伸縮目地及び遊間が伸縮する方向に交差するようにひび割れを付与することが好適である。

また、構造物は橋梁の床版であることが好適である。

また、引張ひずみを付与する方向における引張ひずみを付与する前の長さに対して、引張ひずみを付与した方向における伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％であることが好適である。

また、本発明は、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材の製造方法であって、伸縮目地及び遊間のいずれかに伸縮部材を架け渡す前に伸縮部材を塑性変形させることにより引張ひずみを付与する伸縮部材の製造方法である。

また、構造物は橋梁の床版であることが好適である。

本発明の伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法によれば、伸縮目地及び遊間への圧縮力に対する耐久性を向上させることができる。

（Ａ）は実施形態の伸縮部材の平面図であり、（Ｂ）は実施形態の伸縮部材の側面図である。（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、伸縮部材を塑性変形させることにより引張ひずみを付与する方法を示す図である。橋梁の床版の間の遊間に架け渡された実施形態の伸縮部材を示す縦断面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る伸縮部材、伸縮部材の設置方法及び伸縮部材の製造方法について詳細に説明する。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す本実施形態の伸縮部材１は、橋梁の床版等の複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材１である。図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、伸縮部材１は、高靭性繊維補強セメント複合材料（高靭性ＦＲＣＣ：HighPerformance Fiber Reinforced Cementitious Composites）により形成されたプレキャスト連結版２を備える。

高靭性繊維補強セメント複合材料は、例えば、材令２８日の硬化体の引張試験において引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型の繊維補強セメント複合材料であって、繊維強度：１０００〜１５００Ｍｐａ未満、見かけの繊維強度：７００〜１０００Ｍｐａ未満、繊維直径：４０〜５０μｍ、繊維長さ：５〜２０ｍｍのＰＶＡ（polyvinylalcohol）短繊維を水セメント比（Ｗ／Ｃ×１００）４０％以上で且つ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１.０以下（０を含む）の調合のマトリクスに、１.５超え〜３体積％の配合量で、３次元方向にランダムに分散配合してなる繊維補強セメント複合材料である。

あるいは、高靭性繊維補強セメント複合材料は、材令２８日の硬化体の引張試験において引張ひずみが１％以上を示すクラック分散型の繊維補強セメント複合材料であって、繊維強度：１５００ＭＰａ以上で２４００ＭＰａ以下、見かけの繊維強度：１０００ＭＰａ以上で１８００ＭＰａ以下、繊維直径：５０μｍ以下、繊維長さ：５〜２０ｍｍのＰＶＡ短繊維を、水セメント比（Ｗ／Ｃ×１００）が３０％以上で且つ砂セメント比（Ｓ／Ｃ）が１.０以下（０を含む）の調合のマトリクスに，１〜３体積％の配合量で、３次元方向にランダムに分散配合してなる繊維補強セメント複合材料である。

伸縮部材１のプレキャスト連結版２は上面７及び下面８を含み、例えば、長さ１４００［ｍｍ］×幅８５０［ｍｍ］×厚さ３０［ｍｍ］の板状の形状を有する。伸縮部材１のプレキャスト連結版２は、橋梁の床版等の複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される方向の両端部に、複数のループ状高強度異形鉄筋３を備えている。図１（Ａ）に破線で示すように、伸縮部材１のプレキャスト連結版２は、その上面７の直下に溶接金網４が配筋されている。なお、伸縮部材１のプレキャスト連結版２は、溶接金網４の代替として、繊維補強材や弾性材等により補強されていてもよい。

伸縮部材１は、伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される前に塑性変形させられることにより引張ひずみが付与されている。図２（Ａ）に示すように、伸縮部材１は、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される方向の両端部のループ状高強度異形鉄筋３にフックや棒状鋼材が差し込まれ、力Ｆが付与されることにより、塑性変形させられ、引張ひずみが付与されている。

伸縮部材１には、引張ひずみが付与されることにより分散したひび割れ５が付与されている。伸縮部材１には、ひび割れ５の割れ目が伸縮目地及び遊間が伸縮する方向に交差するようにひび割れ５が付与されている。伸縮部材１は、例えば、引張ひずみが付与される方向における引張ひずみが付与される前の長さに対して、引張ひずみが付与された方向における引張ひずみが付与された後の長さが０．２％長くなっている。引張ひずみの量は、伸縮部材１が設置される時期に応じて調整される。例えば、伸縮部材１が設置される時期が冬季の場合は引張ひずみの量が夏季よりも大きくされ、伸縮部材１が設置される時期が夏季の場合は引張ひずみの量が冬季よりも小さくされる。

また、図２（Ｂ）に示すように、伸縮部材１は、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される方向の両端部に穿設された孔部６にフックや棒状鋼材が差し込まれ、力Ｆが付与されることにより、塑性変形させられ、引張ひずみが付与されている。

あるいは、図２（Ｃ）に示すように、伸縮部材１は、円弧状架台１０に伸縮部材１がその上面７を上に向けつつ載置され、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される方向の両端部に上面７から下面８へと向かう方向に力Ｆが付与されることにより、塑性変形させられ、上面７に引張ひずみが付与される。上面７に引張ひずみが付与された後、伸縮部材１は、円弧状架台１０に伸縮部材１がその下面８を上に向けつつ載置され、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡される方向の両端部に下面８から上面７へと向かう方向に力Ｆが付与されることにより、塑性変形させられ、下面８に引張ひずみが付与される。

図３に示すように、本実施形態の伸縮部材１は、例えば、橋梁１００の床版２１及び床版２２の間の遊間２３に架け渡される。伸縮部材１には、ひび割れ５の割れ目が、交通による荷重や温度変化による膨張及び収縮による圧縮力Ｐ等によって遊間２３が伸縮する方向に交差するようにひび割れ５が付与されている。伸縮部材１は床版２１，２２にアンカーボルト２５により固定されている。伸縮部材１が遊間２３に架け渡された後に、伸縮部材１の上面７に舗装部２４が積層される。

本実施形態の伸縮部材１では、引張ひずみが付与される方向における引張ひずみが付与される前の長さに対して、引張ひずみが付与された方向における伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％である。

本実施形態によれば、複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材１において、伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡される前に塑性変形させられることにより引張ひずみが付与されているため、伸縮目地及び遊間への圧縮力Ｐに対する耐久性を向上させることができる。

特に本実施形態によれば、工場等において、伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡される前に伸縮部材１に引張ひずみが付与されているため、伸縮部材１の品質が安定する。また、本実施形態によれば、季節に応じたひずみ量に調整することで、繊維補強セメント複合材料の性能を十分に発揮させることができる。また、本実施形態によれば、伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡される前に伸縮部材１が伸びているため、伸縮目地及び遊間２３等の定着部に大きな力が作用しない。また、本実施形態によれば、定着部の簡略化により施工時間が短縮する。また、本実施形態によれば、ひび割れ５が安定して分散しているため、舗装部２４への引張ひずみの局所化を抑制することができる。

また、本実施形態によれば、伸縮部材１は引張ひずみが付与されることにより分散したひび割れ５が付与されているため、伸縮目地や遊間２３に圧縮力Ｐが作用した場合でも、分散したひび割れ５が閉じることにより、圧縮力Ｐに対応することができる。

また、本実施形態によれば、ひび割れ５の割れ目が伸縮目地及び遊間２３が伸縮する方向に交差するようにひび割れ５が付与されているため、伸縮目地や遊間２３に圧縮力Ｐが作用した場合でも、分散したひび割れ５がより閉じ易くなり、圧縮力Ｐにより対応することができる。

また、本実施形態によれば、伸縮部材１が架け渡される構造物は温度変化により遊間２３に圧縮力が生じ易い橋梁１００の床版２１，２２であるため、本実施形態の伸縮部材１を適用した場合により効果を発揮する。

また、本実施形態によれば、引張ひずみが付与される方向における引張ひずみが付与される前の長さに対して、引張ひずみが付与された方向における伸縮目地及び遊間２３のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％であるため、圧縮力Ｐにより対応することができる。

また、本実施形態によれば、セメント系材料は伸び性能に優れる繊維補強セメント複合材料であるため、塑性変形させることにより引張歪みを付与し易い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態では、橋梁１００の床版２１，２２の遊間２３に伸縮部材１が架け渡される態様を中心に説明したが、本発明の伸縮部材１は、空港の滑走路、駐車場及びビルディングの屋上の床版同士の間の伸縮目地や遊間や、壁高欄などの壁部材同士の伸縮目地や遊間にも適用可能である。また、上記実施形態では、架け渡された伸縮部材１が舗装部２４等により覆われる態様を中心に説明したが、架け渡された伸縮部材１は構造物の表面に露出していてもよい。あるいは、架け渡された伸縮部材１が構造物の表面に露出せずに、構造物の内側に埋設されていたり、構造物の表面に設置された後にコーティングが施されたり、ビルディングの屋上において防水シートにより覆われてもよい。

１…伸縮部材、２…プレキャスト連結版、３…ループ状高強度異形鉄筋、４…溶接金網、５…ひび割れ、６…孔部、７…上面、８…下面、１０…円弧状架台、２１，２２…床版、２３…遊間、２４…舗装部、２５…アンカーボルト、１００…橋梁、Ｆ…力、Ｐ…圧縮力。

Claims

複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材であって、
前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに架け渡される前に塑性変形させられることにより引張ひずみが付与されている、伸縮部材。
前記引張ひずみが付与されることにより分散したひび割れが付与されている、請求項１に記載の伸縮部材。
前記ひび割れの割れ目が前記伸縮目地及び前記遊間が伸縮する方向に交差するように前記ひび割れが付与されている、請求項２に記載の伸縮部材。
前記構造物は橋梁の床版である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の伸縮部材。
前記引張ひずみが付与される方向における前記引張ひずみが付与される前の長さに対して、前記引張ひずみが付与された方向における前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の伸縮部材。
前記セメント系材料は繊維補強セメント複合材料である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の伸縮部材。
複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材の設置方法であって、
前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに前記伸縮部材を架け渡す前に前記伸縮部材を塑性変形させることにより引張ひずみを付与し、前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに前記引張ひずみが付与された前記伸縮部材を架け渡す、伸縮部材の設置方法。
前記引張ひずみを付与することにより前記伸縮部材に分散したひび割れを付与する、請求項７に記載の伸縮部材の設置方法。
前記ひび割れの割れ目が前記伸縮目地及び前記遊間が伸縮する方向に交差するように前記ひび割れを付与する、請求項８に記載の伸縮部材の設置方法。
前記構造物は橋梁の床版である、請求項７〜９のいずれか１項に記載の伸縮部材の設置方法。
前記引張ひずみを付与する方向における前記引張ひずみを付与する前の長さに対して、前記引張ひずみを付与した方向における前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の伸縮部材の設置方法。
前記セメント系材料は繊維補強セメント複合材料である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載の伸縮部材の設置方法。
複数の構造物の間の伸縮目地及び遊間のいずれかに架け渡されるセメント系材料から形成された伸縮部材の製造方法であって、
前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに前記伸縮部材を架け渡す前に前記伸縮部材を塑性変形させることにより引張ひずみを付与する、伸縮部材の製造方法。
前記引張ひずみを付与することにより前記伸縮部材に分散したひび割れを付与する、請求項１３に記載の伸縮部材の製造方法。
前記ひび割れの割れ目が前記伸縮目地及び前記遊間が伸縮する方向に交差するように前記ひび割れを付与する、請求項１４に記載の伸縮部材の製造方法。
前記構造物は橋梁の床版である、請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の伸縮部材の製造方法。
前記引張ひずみを付与する方向における前記引張ひずみを付与する前の長さに対して、前記引張ひずみを付与した方向における前記伸縮目地及び前記遊間のいずれかに架け渡された後の長さが−０．０１３％〜＋２．０％である、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の伸縮部材の製造方法。
前記セメント系材料は繊維補強セメント複合材料である、請求項１３〜１７のいずれか１項に記載の伸縮部材の製造方法。