JP2019196599A

JP2019196599A - 合成パネル構造

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Publication number: JP2019196599A
Application number: JP2018089758A
Authority: JP
Inventors: 直以野呂; Tadayuki Noro; 藤川　敬人; Takahito Fujikawa; 敬人藤川; 水上　繁樹; Shigeki Mizukami; 繁樹水上
Original assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-05-08
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2038-05-08
Also published as: WO2019215939A1; PH12019500831A1; JP7206060B2

Abstract

【課題】コンクリート床版と横リブとを容易かつ強固に結合することができる合成パネル構造を提供する。【解決手段】主桁パネル１２と、中間パネル１４と、コンクリート床版１６と、を備え、主桁パネル１２は、第１底鋼板１１の上面に、橋軸方向Ｘに間隔をあけて複数配置されてコンクリート床版１６と一体に結合された第１横リブ１５Ａを有し、中間パネル１４は、第２底鋼板１３の上面に、橋軸方向Ｘに間隔をあけて、かつ、第１横リブ１５Ａに対して橋軸方向Ｘにずらされるように複数配置されてコンクリート床版１６と一体に結合された第２横リブ１５Ｂを更に有し、第２横リブ１５Ｂは、第２底鋼板１３の橋軸直角方向Ｙの端部から、第１底鋼板１１の上面に向けて突出し、第１横リブ１５Ａおよび第２横リブ１５Ｂにはそれぞれ、橋軸方向Ｘに貫かれた貫通孔１８が橋軸直角方向Ｙに間隔をあけて複数形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、合成パネル構造に関する。

従来から、下記特許文献１に示すように、底鋼板の上面にコンクリート床版と一体に結合された横リブが配置された合成パネル構造が知られている。
このような合成パネル構造では、コンクリート部材の付着力ならびに横リブのフランジがコンクリートを把持する力により、コンクリート床版と横リブとが結合されている。

特許第３９０８６４２号公報

しかしながら、前記従来の合成パネル構造では、コンクリート部材の付着力ならびに横リブのフランジがコンクリートを把持する力によりコンクリート床版と横リブとが結合されている。このため、コンクリート床版と横リブとの結合力を得るために、床版コンクリートの打込み作業で施工上の配慮が必要であった。

本発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、コンクリート床版と横リブとを容易かつ強固に結合することができる合成パネル構造を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明に係る合成パネル構造は、橋梁の橋軸方向に延びる複数の主桁の上面に載置された第１底鋼板を有し、橋軸直角方向に間隔をあけて複数配置された主桁パネルと、橋軸直角方向に隣り合う前記主桁パネルの前記第１底鋼板同士の間に配置された第２底鋼板を有する中間パネルと、前記主桁パネル上および前記中間パネル上に設けられたコンクリート床版と、を備え、前記主桁パネルは、前記第１底鋼板の上面に、橋軸方向に間隔をあけて複数配置されて前記コンクリート床版と一体に結合され、橋軸直角方向に前記第１底鋼板の全域に延びる第１横リブを更に有し、前記中間パネルは、前記第２底鋼板の上面に、橋軸方向に間隔をあけて、かつ、前記第１横リブに対して橋軸方向にずらされるように複数配置されて前記コンクリート床版と一体に結合され、橋軸直角方向に延びる第２横リブを更に有し、前記第２横リブは、前記第２底鋼板の橋軸直角方向の端部から、前記第１底鋼板の上面に向けて突出し、前記第１横リブおよび前記第２横リブにはそれぞれ、橋軸方向に貫かれた貫通孔が橋軸直角方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、第１横リブおよび第２横リブにはそれぞれ、貫通孔が複数形成されている。このため、コンクリート床版と、第１横リブおよび第２横リブそれぞれと、の結合をコンクリート部材の付着力ならびに横リブのフランジがコンクリートを把持する力のみならず、貫通孔と、この貫通孔内に進入するコンクリート部材と、の橋軸直角方向の係合力により確保して、コンクリート床版と横リブとを容易かつ強固に結合することができる。

また、中間パネルの第２底鋼板の上面に配置された第２横リブが、主桁パネルの底鋼板の上面に向けて突出し、主桁パネルのコンクリート床版と一体に結合されている。このため、第２横リブの橋軸直角方向の端部が、主桁パネルのコンクリート床版に対して橋軸直角方向に係合する。すなわち、第２横リブの橋軸直角方向の端面からコンクリート床版に橋軸直角方向にせん断応力が加えられたときに、コンクリート床版のうち、第２横リブに橋軸直角方向に重なる部分によって、そのせん断応力を受け止めることができる。
これにより、貫通孔内に進入したコンクリート部材の係合力に加えて、より一層効果的にコンクリート床版と第２横リブとを容易かつ強固に結合することができる。

前記横リブは、Ｉ型鋼であってもよい。
この場合には、横リブがＩ型鋼なので、横リブの橋軸直角方向の端部における断面積を確保して、横リブの橋軸直角方向の端部がコンクリート床版に対して与える面圧を小さくすることで、コンクリート床版が横リブから受ける橋軸直角方向の力により降伏するのを抑えることができる。

また、前記第１横リブの貫通孔は、前記第２横リブにおける橋軸直角方向の端縁と、橋軸方向に重なる位置を回避するように形成されてもよい。
この場合には、第１横リブの貫通孔が、第２横リブにおける橋軸直角方向の端縁と、橋軸方向に重なる位置を回避するように形成されている。このため、第１横リブの貫通孔を、第２横リブの端面を橋軸方向に連ねた線上に位置するように配置した場合と比較して、第１横リブの貫通孔付近のコンクリート床版に発生するせん断応力度を小さくすることができる。

本発明によれば、コンクリート床版と横リブとを容易かつ強固に結合することができる。

本発明の一実施形態に係る合成パネル構造の斜視図である。図１に示す合成パネル構造における上面図である。（ａ）検証試験における実施例に係る合成パネル構造、（ｂ）検証試験における比較例に係る合成パネル構造を示す図である。

（実施形態）
以下、図１および図２を参照し、本発明の一実施形態に係る合成パネル構造１０について説明する。
本実施形態に係る合成パネル構造１０は、橋梁１の路面を構成する。橋梁１は、橋軸Ｏ１に沿う方向に延びる複数の主桁２を備えている。主桁２には、主に圧延材をＩ断面に組み立てたＩ桁鋼が採用されている。
以下の説明において、橋軸Ｏ１に沿う方向を橋軸Ｏ１方向といい、上面視で橋軸方向Ｘと直交する方向を橋軸直角方向Ｙという。

図１に示すように、合成パネル構造１０は、主桁２の上面に載置された第１底鋼板１１を有する複数の主桁パネル１２と、橋軸直角方向Ｙに隣り合う主桁パネル１２の第１底鋼板１１同士の間に配置された第２底鋼板１３を有する中間パネル１４と、を備えている。

主桁パネル１２は、橋軸直角方向Ｙに間隔をあけて複数配置されている。
第１底鋼板１１および第２底鋼板１３それぞれの上面は、互いに面一となっている。図示の例では、６つの主桁２に対して、３つの主桁パネル１２が配置され、これら３つの主桁パネル１２の間に、２つの中間パネル１４が配置されている。

合成パネル構造１０は、主桁パネル１２上および中間パネル１４上に設けられたコンクリート床版１６を更に備えている。コンクリート床版１６は、主桁パネル１２上および中間パネル１４上の全域に一体に設けられている。
コンクリート床版１６は、現場打ちにより施工してもよいし、プレキャストしたコンクリート部材を敷設してもよい。コンクリート床版１６の上面にはアスファルト舗装１７が施工されている。アスファルト舗装１７の上面は、車両が走行する路面となっている。

主桁パネル１２は、第１底鋼板１１の上面に、橋軸方向Ｘに間隔をあけて複数配置されてコンクリート床版１６と一体に結合された第１横リブ１５Ａを更に備えている。
第１横リブ１５Ａは、橋軸直角方向Ｙに第１底鋼板１１の全域に延びている。第１横リブ１５Ａには、圧延材のＩ型鋼が採用されている。

中間パネル１４は、第２底鋼板１３の上面に、橋軸方向Ｘに間隔をあけて、かつ、第１横リブ１５Ａに対して橋軸方向Ｘにずらされるように複数配置された第２横リブ１５Ｂを更に備えている。
第２横リブ１５Ｂは、コンクリート床版１６と一体に結合され、橋軸直角方向Ｙに延びている。第２横リブ１５Ｂには、圧延材のＩ型鋼が採用されている。

第１横リブ１５Ａと第２横リブ１５Ｂとは、橋軸方向Ｘに間隔をあけて交互に配置されている。第１横リブ１５Ａと第２横リブ１５Ｂとの間の橋軸方向Ｘの間隔は、等間隔となっている。第１横リブ１５Ａと第２横リブ１５Ｂとの間の橋軸方向Ｘの間隔は、例えば１５０ｍｍとなっている。

第２横リブ１５Ｂは、第２底鋼板１３の橋軸直角方向Ｙの端部から、第１底鋼板１１の上面に向けて突出している。第２横リブ１５Ｂは、主桁パネル１２の上方に位置するコンクリート床版１６と一体に結合されている。

第１横リブ１５Ａおよび第２横リブ１５Ｂにはそれぞれ、橋軸方向Ｘに貫かれた貫通孔１８が橋軸直角方向Ｙに間隔をあけて複数形成されている。
貫通孔１８は、第１横リブ１５Ａおよび第２横リブ１５Ｂそれぞれに配置されている。貫通孔１８の数量は、任意に変更することができる。

ここで、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８は、第２横リブ１５Ｂにおける橋軸直角方向Ｙの端縁と、橋軸方向Ｘに重なる位置を回避するように形成されている。言い換えると、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８は、第２横リブ１５Ｂの端面を橋軸方向Ｘに連ねた線上には配置されていない。

次に、図２を用いて、合成パネル構造１０に生じる外力について説明する。
図２に示す状態において、例えば路面を車両が走行すると、主桁パネル１２および中間パネル１４には、車両の重量により曲げモーメントおよびせん断力が発生する。
このように発生したせん断力に対向して、図２で矢印Ａ１に示すように、第１横リブ１５Ａおよび第２横リブ１５Ｂそれぞれに形成された貫通孔１８と、貫通孔１８内のコンクリート部材と、の間に橋軸直角方向Ｙの係合力が生じる。
また、図２で矢印Ａ２に示すように、図２横リブ１５の橋軸直角方向Ｙの端部と、コンクリート床版１６と、の間に係合力が生じる。このようにして、コンクリート床版１６が、前述した橋軸直角方向Ｙのせん断力に対抗する。

以上説明したように、本実施形態に係る合成パネル構造１０によれば、第１横リブ１５Ａおよび第２横リブ１５Ｂにはそれぞれ、貫通孔１８が複数形成されている。このため、コンクリート床版１６と、第１横リブ１５Ａおよび第２横リブ１５Ｂそれぞれと、の結合をコンクリート部材の付着力ならびに横リブ１５Ａ、１５Ｂのフランジがコンクリートを把持する力のみならず、貫通孔１８と、この貫通孔１８内に進入するコンクリート部材と、の橋軸直角方向Ｙの係合力により確保して、コンクリート床版１６と横リブ１５とを容易かつ強固に結合することができる。

また、中間パネル１４の第２底鋼板１３の上面に配置された第２横リブ１５Ｂが、主桁パネル１２の底鋼板の上面に向けて突出し、主桁パネル１２のコンクリート床版１６と一体に結合されている。このため、第２横リブ１５Ｂの橋軸直角方向Ｙの端部が、主桁パネル１２のコンクリート床版１６に対して橋軸直角方向Ｙに係合する。

すなわち、第２横リブ１５Ｂの橋軸直角方向の端面からコンクリート床版１６に橋軸直角方向にせん断応力が加えられたときに、コンクリート床版１６のうち、第２横リブ１５Ｂに橋軸直角方向に重なる部分によって、そのせん断応力を受け止めることができる。
これにより、貫通孔内に進入したコンクリート部材の係合力に加えて、より一層効果的にコンクリート床版１６と第２横リブ１５Ｂとを容易かつ強固に結合することができる。

また、横リブ１５がＩ型鋼なので、横リブ１５の橋軸直角方向Ｙの端部における断面積を確保して、横リブ１５の橋軸直角方向Ｙの端部がコンクリート床版１６に対して与える面圧を小さくすることで、コンクリート床版１６が横リブ１５から受ける橋軸直角方向Ｙの力により降伏するのを抑えることができる。

また、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８が、第２横リブ１５Ｂにおける橋軸直角方向Ｙの端縁と、橋軸方向Ｘに重なる位置を回避するように形成されている。このため、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８を、第２横リブ１５Ｂの端面を橋軸方向Ｘに連ねた線上に位置するように配置した場合と比較して、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８付近のコンクリート床版１６に発生するせん断応力度を小さくすることができる。

（検証試験）
以下、図３を用いて本発明の効果を確認するための検証試験について説明する。
この検証試験では、実施例として図３（ａ）に示すような本実施形態に係る合成パネル構造１０を採用した。また、比較例として、図３（ｂ）に示すような第１横リブ１５Ａの貫通孔１８を、第２横リブ１５Ｂの端面を橋軸方向Ｘに連ねた線上に位置するように配置した構成１０Ｂを採用した。
そして、実施例および比較例それぞれについて、内部に発生するせん断応力度を数値解析により評価した。

その結果、実施例に係る合成パネル構造では、第２横リブ１５Ｂの端面を橋軸方向Ｘに連ねた線上に位置する第１横リブ付近のコンクリート床版１６に、約０．２Ｎ／ｍｍ^２のせん断応力度が発生することが数値解析により確認された。
これに対して、比較例に係る合成パネル構造では、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８付近のコンクリート床版１６のうち、図３に示すＳ部に対応する箇所に、約１．０Ｎ／ｍｍ^２のせん断応力度が発生することが確認された。
これらの結果により、第１横リブ１５Ａの貫通孔１８が、第２横リブ１５Ｂにおける橋軸直角方向Ｙの端縁と、橋軸方向Ｘに重なる位置を回避するように形成することで、コンクリート床版１６に発生するせん断応力度を小さくすることができることが確認された。

なお、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることができる。

例えば、上記実施形態においては、３つの主桁パネル１２の間に２つの中間パネル１４が配置された構成を示したが、このような態様に限られない。主桁パネル１２と中間パネル１４の数量は任意に変更することができる。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した変形例を適宜組み合わせてもよい。

１橋梁
２主桁
１０合成パネル構造
１１第１底鋼板
１２主桁パネル
１３第２底鋼板
１４中間パネル
１５Ａ第１横リブ
１５Ｂ第２横リブ
１６コンクリート床版
１８貫通孔

Claims

橋梁の橋軸方向に延びる複数の主桁の上面に載置された第１底鋼板を有し、橋軸直角方向に間隔をあけて複数配置された主桁パネルと、
橋軸直角方向に隣り合う前記主桁パネルの前記第１底鋼板同士の間に配置された第２底鋼板を有する中間パネルと、
前記主桁パネル上および前記中間パネル上に設けられたコンクリート床版と、を備え、
前記主桁パネルは、前記第１底鋼板の上面に、橋軸方向に間隔をあけて複数配置されて前記コンクリート床版と一体に結合され、橋軸直角方向に前記第１底鋼板の全域に延びる第１横リブを更に有し、
前記中間パネルは、前記第２底鋼板の上面に、橋軸方向に間隔をあけて、かつ、前記第１横リブに対して橋軸方向にずらされるように複数配置されて前記コンクリート床版と一体に結合され、橋軸直角方向に延びる第２横リブを更に有し、
前記第２横リブは、前記第２底鋼板の橋軸直角方向の端部から、前記第１底鋼板の上面に向けて突出し、
前記第１横リブおよび前記第２横リブにはそれぞれ、橋軸方向に貫かれた貫通孔が橋軸直角方向に間隔をあけて複数形成されていることを特徴とする合成パネル構造。
前記第１横リブおよび前記第２横リブは、Ｉ型鋼であることを特徴とする請求項１に記載の合成パネル構造。
前記第１横リブの貫通孔は、前記第２横リブにおける橋軸直角方向の端縁と、橋軸方向に重なる位置を回避するように形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の合成パネル構造。