JP2020105792A - 斜ケーブルの定着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】斜張橋の主塔上部に設けらる平断面が閉じた形状の鋼殻内のコンクリートブロックに斜ケーブルを定着する構造において、斜ケーブルから主塔に伝達される引張力の水平方向成分に対しては鋼殻とコンクリートブロックとの間に相対的な変位を許容し、鉛直方向の成分に対しては湾曲部鋼板とコンクリートブロックとの間でずれが生じないように拘束する斜ケーブルの定着構造を提供する。【解決手段】平面形状が長円形となる鋼殻１３を主塔４の上部に設け、該鋼殻の橋軸方向における両端部付近で滑らかに湾曲した鋼殻の内面と密着するように２つのコンクリートブロック１１，１２を設ける。斜ケーブル５，６は鋼殻を貫通し、コンクリートブロックに定着する。鋼殻のコンクリートブロックと接触する部分には、水平方向に連続する凸部又は凹部を形成しておき、コンクリートブロックとの間で水平方向のずれを許容するとともに、鉛直方向には相対的な変位を拘束する。【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁の一形式である斜張橋の主塔上部に形成され、橋桁を吊り支持するための斜ケーブルを定着する構造に関するものである。

斜張橋は、橋脚上に立設された主塔の上部から橋桁の軸線方向（以下、橋軸方向）における斜め下方に斜ケーブルを張架し、この斜ケーブルによって橋桁を吊り支持するものである。そして、大規模な斜張橋の多くは、主塔から橋軸方向の前後双方に複数の斜ケーブルを張架して橋脚の両側に伸びた橋桁を支持する。このような斜張橋では、主塔の上部に橋軸方向の双方からのケーブルが定着されるとともに、複数の斜ケーブルが上下方向に配列して定着される。特に、図９（ａ）に示すような一般にエクストラドーズド形式と称される斜張橋では主塔４の高さが小さく、複数のケーブル５，６の上下方向における間隔が小さくなっている。このため、主塔４の上部では多くの斜ケーブルが小さな間隔で定着される。そして、主塔４の両側に張架された斜ケーブル５，６の引張力は、双方の斜ケーブル間で互いに伝達され、水平方向成分が相殺される。したがって、斜ケーブルの定着部では橋軸方向の双方に張架された斜ケーブルから伝達される大きな引張力を確実に伝達することができる強固な構造が求められている。
また、斜ケーブル５，６の引張力の鉛直方向成分は定着部から主塔４に伝達され、橋脚２によって支持される。

主塔上部に設けられる斜ケーブルの定着構造としては、例えば特許文献１に開示されるものがある。
特許文献１に記載されている斜ケーブルの定着構造は、図９（ａ）に示すエクストラドーズド形式の斜張橋に適用されたものであり、図９（ｂ）に平断面図を示すように、閉じた形状の鋼殻１０１を備えている。そして、この鋼殻内で該鋼殻の内周面と密接するように２つのコンクリートブロック１０２，１０３が形成され、これらのコンクリートブロックに斜ケーブル５，６を定着するものとなっている。

上記鋼殻１０１は、橋軸方向の双方の両端部に円筒曲面を形成するように加工された湾曲部鋼板１０１ａと、これらを連結するように設けられた２枚の鉛直方向の連結部鋼板１０１ｂとを有し、これらによって平断面の形状が長円形となるものである。上記コンクリートブロック１０２，１０３は鋼殻１０１の橋軸方向における両端部に設けられ、湾曲部鋼板１０１ａの内周面と密接するものとなっている。橋軸方向の双方に張架される斜ケーブル５，６は上端部がこれらのコンクリートブロック１０２，１０３にそれぞれ定着されている。したがって、斜ケーブル５，６の引張力の水平方向成分はコンクリートブロック１０２，１０３と鋼殻１０１の湾曲部鋼板１０１ａとの接触面から湾曲部鋼板の周方向の引張力となって連結部鋼板１０１ｂに伝達される。そして、双方の斜ケーブル５，６から連結部鋼板に伝達された水平力はほぼ相殺され、主塔の上部には大きな水平力が作用しないものとなっている。

一方、斜ケーブル５，６の引張力の鉛直方向成分は、コンクリートブロック１０２，１０３と鋼殻１０１との接触面から鋼殻に伝達され、さらに鋼殻１０１の外周面と密接するように打設された外側コンクリート部１０４に伝達される。そして、主塔４の脚部を介して橋脚２に支持される。

特開２０１６−２０４９９６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されている斜ケーブルの定着構造では、次のような改良が望まれる課題がある。
斜ケーブル５，６に作用する引張力の鉛直方向成分は、湾曲部鋼板１０１ａとこれに圧接されるコンクリートブロック１０２，１０３との摩擦によって鋼殻１０１に伝えられ、さらに鋼殻１０１から外側コンクリート部１０４に伝達される。このとき湾曲部鋼板１０１ａとコンクリートブロック１０２，１０３との間にずれが生じるおそれがある。
つまり、コンクリートブロック１０２，１０３と鋼板１０１との間に相対的な変位が生じ、コンクリートブロック１０２，１０３から鋼殻１０１に鉛直方向の力が十分に伝達されないことが考えられる。このように鋼殻１０１及び外側コンクリート部１０４に斜ケーブル５，６の引張力の鉛直方向成分が適切に伝達されないと、コンクリートブロック１０２，１０３に過度の鉛直方向の圧縮応力度が生じることになる。

これに対し、鋼殻の湾曲部鋼板１０１ａの内周面にスタッドやアングル材等のずれ止め部材を固着することによって鋼殻１０１とコンクリートブロック１０２，１０３との間のずれを抑止することは可能である。しかし、鋼殻の湾曲部鋼板１０１ａは斜ケーブル５，６から伝達される引張力の水平方向成分によって周方向に伸びが生じる。この伸びが湾曲部鋼板１０１ａの内周面に設けられたずれ止め部材によって拘束されると、湾曲部鋼板１０１ａのずれ止め部材が取り付けられた部分の近辺で応力が集中することになる。これにともないコンクリートブロック１０２，１０３にはひび割れが生じるおそれがある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、斜張橋の主塔上部に設けられ、平断面が閉じた形状の鋼殻と、この鋼殻内のコンクリートブロックとを有し、該コンクリートブロックに斜ケーブルが定着されるケーブルの定着構造において、斜ケーブルの引張力を鋼殻に円滑に伝達し、鋼殻に大きな応力度が局部的に集中して生じること及びコンクリートブロックのひび割れもしくは大きな圧縮応力度の発生を抑制することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 斜張橋の主塔上部から橋桁の軸線方向（以下、橋軸方向）における一方側及び他方側の斜め下方に張架されて前記橋桁を吊り支持する複数の斜ケーブルを、前記主塔上部に定着する斜ケーブルの定着構造であって、 板面が橋軸方向となるように配置され、前記橋桁の軸線と直角方向（以下、橋軸直角方向）に間隔を開けて互いに対向するように配置された２つの連結部鋼板と、これらの連結部鋼板の橋軸方向における端縁を連結するように設けられ、なめらかに湾曲した曲面を形成する湾曲部鋼板とを備え、平断面が閉じた形状となった鋼殻と、 該鋼殻の内側の橋軸方向における一方側の端部付近及び他方側の端部付近でそれぞれが該鋼殻の湾曲部鋼板と密着するように形成された第１のコンクリートブロック及び第２のコンクリートブロックと、を有し、 前記斜ケーブルの上端部は、前記湾曲部鋼板に設けられた挿通孔を貫通し、 前記主塔上部から橋軸方向における一方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第1のコンクリートブロックに定着され、 前記主塔上部から橋軸方向における他方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第２のコンクリートブロックに定着されており、 前記鋼殻の前記第１のコンクリートブロック又は第２のコンクリートブロックと密接する部分には、水平方向に連続する凸部又は凹部が形成されている斜ケーブルの定着構造を提供する。

この斜ケーブルの定着構造では、斜ケーブルの引張力は第１のコンクリートブロック及び第２のコンクリートブロックにそれぞれ伝達される。そして、引張力の水平方向成分はそれぞれのコンクリートブロックに巻きまわすように湾曲した湾曲部鋼板に周方向の引張力となって伝達される。湾曲部鋼板に生じた周方向の引張力は連結部鋼板に伝達され、橋軸方向の双方からの水平方向成分は互いに反対方向に作用し、その多くが連結部鋼板を介して相殺される。このように斜ケーブルの引張力の水平方向成分がコンクリートブロックから鋼殻の湾曲部鋼板に引張力として円滑に伝達されることにより、鋼殻は少ない鋼材使用量で斜ケーブルを確実に定着することが可能となる。

また、鋼殻の内周面に設けられた凸部又は凹部は水平方向に連続するものであり、斜ケーブルの引張力の水平方向成分が鋼殻の周方向の引張力として伝達されるときに、鋼殻の周方向への伸びを許容する。これにより、鋼殻に応力の集中が生じることが少なく、コンクリートブロックから鋼殻に水平方向成分が円滑に伝達される。一方、斜ケーブルの引張力の鉛直方向成分は、鋼殻に設けられた水平方向の凸部又は凹部がコンクリートブロックと噛み合って確実に鋼殻に伝達される。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の斜ケーブルの定着構造において、 前記鋼殻の湾曲部鋼板は、圧延時に筋状の凸部が所定の間隔で形成されたたてじま鋼板を用いたものとする。

この斜ケーブルの定着構造では、湾曲部鋼板にたてじま鋼板が用いられており、たてじま鋼板は圧延時に連続する凸部が形成されたものである。したがって、均等な断面で連続する凸部を容易に安価で形成することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の斜ケーブルの定着構造において、 前記鋼殻の湾曲部鋼板は、内面に水平方向の切削溝が所定の間隔で形成されたものとする。

この斜ケーブルの定着構造では、周方向に連続する凹部を簡単な工程で形成することができ、鋼殻を簡単に安価で製作することが可能となる。

請求項４に係る発明は、請求項１から請求項３までのいずれかに記載の斜ケーブルの定着構造において、 前記鋼殻の外側に密着する外側コンクリート部を有し、 前記鋼殻の湾曲部鋼板は、外面に水平方向に連続する凸部又は凹部が形成されているものとする。

この斜ケーブルの定着構造では、鋼殻の外面に形成された凸部又は凹部によって斜ケーブルの引張力の鉛直方向成分が鋼殻から外側コンクリート部に確実に伝達される。これとともに、鋼殻の周方向への伸びが外側コンクリート部によって拘束されるのが抑えられる。したがって、斜ケーブルの引張力の水平方向成分は円滑に鋼殻に伝達され、橋軸方向の双方に作用する力が相殺される。また、鉛直方向成分に対しては、コンクリートブロック、鋼殻及び外側コンクリート部の一体性が良好になり、外側コンクリート部が鉛直方向の力を負担することになってコンクリートブロックに過大な鉛直方向の応力度が発生するのが抑えられる。

請求項５に係る発明は、 斜張橋の主塔上部から橋桁の軸線方向（以下、橋軸方向）における一方側及び他方側の斜め下方に張架されて前記橋桁を吊り支持する複数の斜ケーブルを、前記主塔上部に定着する斜ケーブルの定着構造であって、 板面が橋軸方向となるように配置され、前記橋桁の軸線と直角方向（以下、橋軸直角方向）に間隔を開けて互いに対向するように配置された２つの連結部鋼板と、これらの連結部鋼板の橋軸方向における端縁を連結するように設けられ、なめらかに湾曲した曲面を形成する湾曲部鋼板とを備え、平断面が閉じた形状となった鋼殻と、 該鋼殻の内側の橋軸方向における一方側の端部付近及び他方側の端部付近でそれぞれが該鋼殻の湾曲部鋼板と密着するように形成された第１のコンクリートブロック及び第２のコンクリートブロックと、を有し、 前記主塔上部から橋軸方向における一方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第1のコンクリートブロックに定着され、 前記主塔上部から橋軸方向における他方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第２のコンクリートブロックに定着されており、 前記鋼殻の前記第１のコンクリートブロック又は第２のコンクリートブロックと密接する部分には、水平方向に連続して該鋼殻を貫通するスリットが形成されている斜ケーブルの定着構造を提供するものである。

この斜ケーブルの定着構造では、橋軸方向の双方に張架された斜ケーブルの引張力は、水平方向成分が鋼殻の湾曲部鋼板に周方向の引張力として伝達される。これらの引張力は連結部鋼板に互いに反対方向の力として作用し、多くが連結部鋼板を介して相殺される。そして、斜ケーブルの引張力が鋼殻の周方向の引張力として伝達されるときに、スリットが周方向に連続していることによって鋼殻の周方向への伸びを許容する。これにより、鋼殻に応力の集中が生じるのを回避して円滑に水平方向成分が鋼殻に伝達される。一方、斜ケーブルに作用する引張力の鉛直方向成分は、鋼殻に設けられたスリットにコンクリートが入り込むことによって互いに噛み合い、確実に鋼殻に伝達される。これにより、外側コンクリート部にも鉛直方向の成分が伝達され、主塔の断面の全体で鉛直方向の力を支持するものとなる。
さらに、外側コンクリート部と鋼殻の内側のコンクリートブロックとがスリットを介して連続するものとなり、一体性が良好になるとともに、スリットに鉄筋等を挿通してさらに一体性を高めることも可能となる。

請求項６に係る発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載の斜ケーブルの定着構造において、 前記湾曲部鋼板と前記第１のコンクリートブロック又は前記第２のコンクリートブロックとの間に摩擦を低減する滑り層を有するものとする。

この斜ケーブルの定着構造では、コンクリートブロックと鋼殻との間で鋼殻の周方向の相対的な変位すなわち双方間のずれが円滑に生じ、斜ケーブルの引張力の水平方向成分は湾曲部鋼板の周方向の引張力として円滑に伝達される。

以上説明したように、本発明に係る斜ケーブルの定着構造では、主塔から橋軸方向の双方に張架される斜ケーブルによって主塔に作用する引張力の水平方向成分を、双方の斜ケーブル間で円滑に伝達して相殺することができるとともに、鉛直方向成分は鋼殻に伝達し、コンクリートブロックに過大な鉛直方向の圧縮応力度が発生するのを抑えることが可能となる。

本発明の第１の実施形態である斜ケーブルの定着構造を示す立断面図である。 図１に示す斜ケーブルの定着構造の平断面図である。 図２に示すＣ−Ｃ線における拡大した立断面図である。 図１及び図２に示す斜ケーブルの定着構造に用いられる湾曲部鋼板の拡大した立断面図及び正面図である。 図１及び図２に示す斜ケーブルの定着構造で用いることができる湾曲部鋼板の他の例を示す拡大した立断面図及び正面図である。 図１及び図２に示す斜ケーブルの定着構造で用いることができる湾曲部鋼板の他の例を示す拡大した立断面図及び正面図である。 本発明の第２の実施形態である斜ケーブルの定着構造の立断面図である。 図７に示す斜ケーブルの定着構造の平断面図である。 本発明の実施形態である斜ケーブルの定着構造を好適に採用することができるエクストラドーズド形式の斜張橋の概略側面図及び主塔上部に設けられた従来の斜ケーブルの定着構造を示す平断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態である斜ケーブルの定着構造を示す立断面図であり、図２は平断面図である。
この斜ケーブルの定着構造は、図９（ａ）に示すようなエクストラドーズド形式の斜張橋の主塔に適用されたものである。
図９（ａ）に示すエクストラドーズド形式の斜張橋は、橋台１及び橋脚２の上に架け渡された橋桁３と、橋脚２上に立ち上げられた主塔４と、この主塔４の上部から橋桁３の軸線方向における双方の斜め下方に張架され、橋桁３を斜め方向に吊り支持する複数の斜ケーブル５，６とを有するものである。
エクストラドーズド形式の斜張橋は橋桁３の曲げ剛性を比較的大きくするとともに、主塔４の高さを小さく抑えたものであり、斜ケーブル５，６の傾斜角は小さくなっている。

上記橋桁３は、橋脚２の直上に柱頭部横桁（図示しない）を有し、橋桁３と橋脚２とは一体に連続してラーメン構造を形成するものとなっている。そして、上記主塔４は、橋桁３の柱頭部横桁が設けられた位置の上に、一体に連続して立ち上げられたものである。
なお、上記橋桁３はプレストレストコンクリートからなる箱型断面となっているが、橋桁３の構造はこのような構造に限定されるものではなく、コンクリートと鋼との合成構造となっているもの、ウエブにプレキャスト板を用いたもの、トラス構造となったもの等、他の形態の橋桁であってもよい。また、鋼によって形成された箱桁等であってもよい。

図１及び図２に示す斜ケーブルの定着構造が適用された主塔４は、橋脚２と一体となった橋桁３から連続して立ち上げられた脚部７と、この脚部上に設けられたケーブル定着部８とを備えている。
上記脚部７は、鉄筋コンクリート構造となっており、斜ケーブル５，６から作用する鉛直方向の力を、橋桁３を介して橋脚２に伝達するものである。

ケーブル定着部８は、斜ケーブル５，６が定着される第１のコンクリートブロック１１及び第２のコンクリートブロック１２と、これらのコンクリートブロックを囲むように設けられた鋼殻１３と、この鋼殻１３の周囲を覆うように形成された外側コンクリート部１４と、を有するものである。これらは上記脚部７の上に支持され、鋼殻１３はアンカーボルト１５によって脚部７に固定されている。

上記鋼殻１３は、平断面の形状が半円状に湾曲するように加工された２つの湾曲部鋼板１３ａと、これらを連結する２つの連結部鋼板１３ｂとで主要部が構成されており、これらの湾曲部鋼板１３ａと連結部鋼板１３ｂとで、平断面の形状が橋軸方向に長軸を有する長円形となっている。つまり、橋軸方向の両端部にある湾曲部鋼板１３ａは、鉛直方向に軸線を有する円筒形を軸線に沿って２分割した円筒曲面を有するものであり、周方向の両端がそれぞれ連結部鋼板１３ｂに連続して、平断面が閉じた形状となるものである。
上記鋼殻を形成する湾曲部鋼板１３ａ及び連結部鋼板１３ｂは、図３に示すように閉じた形状の内側に、水平方向に連続した等断面の凸部１３ｃを複数有するものである。これらの凸部１３ｃは、図４に拡大図を示すようにそれぞれが台形状の断面を有し、上下に所定の間隔をおいて、上下方向のほぼ全域に設けられている。このような鋼殻１３を形成する鋼板は圧延時に凸部１３ｃが形成されたものであり、一般にたてじま鋼板と称されるものを用いることができる。圧延によって形成された筋状の凸部の軸線が水平方向となるように用いるものである。
なお、鋼殻に設けられる凸部は他の手段によって形成されたもの、例えば溶接によって帯状又は棒状の部材を接合したもの等であってもよい。

上記鋼殻の湾曲部鋼板１３ａと連結部鋼板１３ｂとは、それぞれ別途に加工し、溶接又はボルトによって接合するものであってもよいが、一体に連続するものとして製作するものであってもよい。また、本実施の形態では上記水平方向に連続する凸部１３ｃは、湾曲部鋼板１３ａと連結部鋼板１３ｂとの双方にわたり、鋼殻１３の全周に形成されているが、湾曲部鋼板１３ａと連結部鋼板１３ｂとを分割して加工する時には凸部１３ｃを鋼殻の湾曲部又はコンクリートブロックとの接触部に限定して設けるものであってもよい。

上記湾曲部鋼板１３ａ及び連結部鋼板１３ｂの厚さは、斜ケーブル５，６に作用する引張力、斜ケーブルを張架する角度、斜ケーブルの本数等によって適宜に設定することができ、例えば厚さが４０ｍｍ〜５０ｍｍ程度の鋼板を用いることができる。これらの鋼板の厚さや材質については、ケーブルから伝達される引張力に応じて適宜に設定することができるものであり、４０ｍｍより薄い鋼板、５０ｍｍより厚い鋼板を用いることもできる。

上記ケーブル定着部８が備える２つのコンクリートブロック１１，１２は、上記鋼殻１３の内側における橋軸方向の両端部で該鋼殻１３の内面と密着するように形成されている。つまり、鋼殻１３が所定の位置に設置された後、湾曲部鋼板１３ａ及び連結部鋼板１３ｂの一部に密着するようにコンクリートを打設して形成されたものである。
鋼殻１３のコンクリートブロック１１，１２が接触する範囲には、摩擦を低減する滑り層（図示しない）を設けておくことができる。この滑り層は、コンクリートブロック１１，１２を形成するコンクリートの打設前に鋼殻の内面に設けるものであり、例えば合成樹脂を塗布又は吹き付け等の手段によって薄い層状にしたものであってもよいし、油脂等の液状又はペースト状の材料を塗布するものであってもよい。

２つのコンクリートブロック１１，１２には、橋軸方向の双方に張架された斜ケーブル１１，１２がそれぞれ定着されており、一方側へ張架される斜ケーブル５が第１のコンクリートブロック１１に定着され、他方側へ張架される斜ケーブル６が第２のコンクリートブロック１２に定着されている。第１のコンクリートブロックと第２のコンクリートブロックとの間は、斜ケーブル５，６をそれぞれ第１のコンクリートブロック又は第２のコンクリートブロックに定着する作業及び引張力を調整する作業等を可能とする空間１６が形成されており、この空間１６の両側で、斜ケーブル５，６の定着部が対向するものとなっている。

それぞれのコンクリートブロック１１，１２の平断面の形状は、斜ケーブル５，６の定着位置の後方側では湾曲部鋼板１３ａの形状に倣って湾曲した形状となっており、斜ケーブル５，６の定着側では、斜ケーブル５，６の軸線とほぼ直角となるように定着面が形成されている。そして、２つのコンクリートブロック１１，１２の対向する面は斜ケーブル５，６を張架する傾斜角にしたがって傾斜しており、複数の斜ケーブル５，６を上下に配列するために斜ケーブル毎に段差を設けて定着面が形成されている。
なお、コンクリートブロック１１，１２内には鉄筋を配置し、斜ケーブル５，６から作用する支圧力等に対してひび割れが生じないようにするのが望ましい。

斜ケーブル５，６は、上記湾曲部鋼板１３ａ及び第１のコンクリートブロック１１又は第２のコンクリートブロック１２を貫通し、２つのコンクリートブロック１１，１２と２つの連結部鋼板１３ｂとで囲まれた空間１６内で、コンクリートブロック１１，１２に定着されている。鋼殻１３の斜ケーブル５，６が貫通する位置には挿通孔が設けられ、コンクリートブロック１１，１２には管部材１９が埋め込まれており、斜ケーブル５，６の上方の端部は上記鋼殻１３の挿通孔から上記管部材１９に挿通され、所定の緊張力を導入した状態で定着具２０により定着されたものである。

第１のコンクリートブロック１１及び第２のコンクリートブロック１２にはそれぞれ複数で同数の斜ケーブルが定着されており、最上段に定着された斜ケーブルから最下段に定着されたケーブルにかけて徐々に傾斜角が増大するように張架される。第１のコンクリートブロック１１に定着される斜ケーブル５と第２のコンクリートブロック１２に定着される斜ケーブル６とは、それぞれが対となっており、これらの対となる斜ケーブルはほぼ同じ高さに定着されている。

上記斜ケーブル５，６が上下方向に配列して定着されるのに対応して、上記鋼殻１３は、図１に示すように、分割線２１によって複数の部分に分割され、これらの分割部分が上下方向に積み重ねるように配置されている。それぞれの分割部分には１対又は２対以上の斜ケーブル５，６から引張力が伝達され、その水平成分をほぼ分割部分ごとに相殺するものとなっている。鉛直方向には分割された部分間の境界で、上段の分割部分の下端縁と下段の分割部分の上端縁とが突き合わされるように対向しているが連続するものではなく、鉛直方向の力が伝達されることを期待するものとはなっていない。したがって、対向する下端縁と上端縁とは精密な加工は施されていない。
なお、分割部分のそれぞれを所定の位置に配置した後、上段の分割部分の下端縁と下段の分割部分の上端縁とを溶接等によって接合してもよい。

上記外側コンクリート部１４は、鋼殻１３を所定の位置に配置した後に、この鋼殻１３と密着するようにコンクリートを打設して形成されたものである。鋼殻１３の外周面には、ずれ止め部材２２が溶接によって固定されており、これを埋め込むようにコンクリートが打設されている。これにより外側コンクリート部１４は鋼殻１３と一体となって挙動するものである。したがって、外側コンクリート部１４は、斜ケーブル５，６から作用する鉛直方向の成分を、鋼殻１３の内側のコンクリートブロック１１，１２とともに負担することができ、主塔４の脚部７に鉛直方向の力が円滑に伝達される。また、外側コンクリート部１４によって主塔４の曲げ剛性が増大し、主塔４の曲げによる応力度が低減される。特に、両側に張架される斜ケーブルが平面視において同一直線上にないときには、主塔に橋軸直角方向の曲げモーメントが生じるが、外側コンクリート部が曲げモーメントに対して有効に抵抗するものとなる。

上記外側コンクリート部１４には鉄筋（図示しない）が配置されており、鋼殻１３の外周面に沿って水平方向の鉄筋を配置することにより、鋼殻１３の周方向に生じる引張力の一部を負担させることもできる。
また、鋼殻１３の外周面に設ける上記ずれ止め部材２２は、例えば、棒状の鋼部材を溶接等によって取り付けたスタッドジベルとすることができる。また、鋼プレートを溶接によって接合するものであってもよい。この鋼プレートには鉄筋挿通孔を設けておき、鋼殻１３の外側に配置した鉄筋を、上記鋼プレートに設けられた鉄筋挿通孔に挿通して配置することもできる。

外側コンクリート部１４を形成するために行うコンクリートの打設は、鋼殻１３を上下に積み重ねるように配置し、内側にコンクリートブロック１１，１２を形成した後であって、斜ケーブル５，６に引張力が導入される前に行うのが望ましい。このとき橋軸方向の中央部１４ａは、後打ち部としてコンクリートの打設を行わず、橋軸方向に２つに分割された部分１４ｂを先行してコンクリートの打設を行う。そして、斜ケーブル５，６の引張力が導入された後に、中央部１４ａのコンクリートを打設する。これにより、斜ケーブル５，６の引張力で鋼殻１３が変形して外側コンクリート部１４にひび割れが生じるのを抑制することができる。

このような斜ケーブルの定着構造では、斜ケーブル５，６が定着されたコンクリートブロック１１，１２は、これらを囲むように形成された鋼殻１３によって連結され、斜ケーブル５，６から互いに反対方向へ作用する力が鋼殻１３を介して相互間に伝達される。このとき、斜ケーブルの引張力の水平方向成分は、コンクリートブロック１１，１２と鋼殻１３との接触面が湾曲していることにより、鋼殻１３の周方向の引張力として伝達される。そして、鋼殻１３には周方向に引張力が作用して伸びが生じるが、鋼殻１３の内面に形成された凸部１３ｃは等断面で水平方向に連続するものであり、鋼殻１３の周方向への伸びがコンクリートブロック１１，１２によって拘束されるのを緩和するものとなっている。したがって、鋼殻１３に周方向への伸びが生じても鋼殻１３に応力が集中すること及びコンクリートブロック１１，１２にひび割れが生じるのを回避することが可能となる。

このように斜ケーブル５，６から主塔４の上部に作用する引張力の水平方向の成分は、鋼殻に伝達されることによって両側に張架された斜ケーブル５，６の相互間で相殺され、主塔４に大きな水平力が一方向に作用することが回避される。
一方、斜ケーブル５，６から伝達される引張力の鉛直方向の成分は、上下方向に連続するコンクリートブロック１１，１２から鋼殻１３に作用し、さらに外側コンクリート部１４に作用して下方に伝達され、主塔の脚部７から橋桁３を介して橋脚２に支持される。このとき、コンクリートブロック１１，１２に作用した鉛直方向の成分は、鋼殻１３に設けられた水平方向に連続する凸部１３ｃがコンクリートブロック１１，１２と噛み合っていることにより確実に鋼殻１３に伝達される。したがって、コンクリートブロック１１，１２と鋼殻１３の間に相対的な変位が生じてコンクリートブロック１１，１２に鉛直方向の過大な圧縮応力度が生じるのが回避され、主塔４は安定して鉛直方向の成分を支持することが可能となる。

以上に説明した実施の形態では、鋼殻１３の周囲を覆うように外側コンクリート部１４が設けられているが、外側コンクリート部を設けることなく、鋼殻１３が露出する構造であってもよい。このような定着構造では、鋼殻は分割部分のそれぞれが互いに連結されて上下方向の力が伝達される構造とするのが望ましい。例えば、上下方向に分割された部分の分割線は、それぞれの分割部分を所定の位置に配置した後に溶接によって接合するか、もしくは分割線において突き合わされる端面をメタルタッチとし、ほとんど隙間を生じることなく接触して上下方向の力が均等に近い状態で伝達されるものとするのがよい。

なお、外側コンクリート部を設けないときにも、コンクリートブロック１１，１２は同じものを用いることができ、斜ケーブル５，６を同様に定着することができる。
ただし、外側コンクリート部を設けないので、鋼殻１３の外側にはずれ止め部材は設けることなく、防錆等の処理を行う必要がある。

また、上記の実施の形態では、鋼殻１３の内面に水平方向に連続する等断面の凸部１３ｃが設けられているが、図５に示すように、鋼殻を形成する鋼板５１に、水平方向に連続する等断面の凹部５１ａが形成されているものであってもよい。このような凹部５１ａは、例えば平鋼板に溝状の凹部を切削することによって形成することができる。
さらに、鋼殻に設けられる凸部又は凹部は内面のみではなく、図６に示すように、両面に凸部５２ａ，５２ｂが形成された鋼板５２を用いて、外面にも水平方向に連続した凸部を設けることができる。このときには外面に形成した凸部５２ｂによって斜ケーブルの引張力の鉛直方向成分を鋼殻から外側コンクリート部に有効に伝達することができる。したがって、このときには鋼殻の外面にずれ止め部材を設けるのを省略することができる。
なお、鋼板の両面に形成された凸部に代えて、両面に凹部が形成された鋼板を用いることもできる。

図７は、本発明の第２の実施形態である斜ケーブルの定着構造を示す立断面図であり、図８は、同じ定着構造の平断面図である。
この斜ケーブルの定着構造は、図１及び図２に示す定着構造と同様に、斜張橋の主塔４の上部に設けられたものであり、平断面が閉じた形状の鋼殻３３を備えている。この鋼殻３３は、橋軸方向の両端部で円筒曲面を形成する湾曲部鋼板３３ａと、２つの湾曲部鋼板３３ａを連結する連結部鋼板３３ｂとで、平断面が長円形となっている。そして、この鋼殻３３の内側の橋軸方向における両端部に２つのコンクリートブロック３１，３２が設けられ、鋼殻３３の外側には、該鋼殻３３と密接するように外側コンクリート部３４が形成されている。

上記鋼殻３３は、図７に示すように、２つのコンクリートブロック３１，３２と接する部分に、水平方向に連続する複数のスリット３５が設けられている。これらのスリット３５は、コンクリートブロック３１，３２と接触する範囲に設けられ、スリット３５の断面は水平方向に均等なものとなっている。
なお、この鋼殻３３の外面にずれ止め部材は設けられていない。

斜ケーブル４５，４６は、図１及び図２に示す定着構造と同様のものであってもよいし、その他の形態のケーブルを斜ケーブルとして用いるものであってもよい。また、主塔の他の部分の構造、主桁の構造等についても様々な形態のものであってもよい。

複数の上記スリット３５のうち、コンクリートブロック３１，３２に定着される斜ケーブル４５，４６の配置位置に対応した高さに設けられたスリット３５ａが、複数の他のスリット３５ｂより幅が大きくなっている。この鉛直方向の寸法が大きいスリット３５ａを斜ケーブル４５，４６が通過する。そして、他のスリット３５ｂの幅は、コンクリートブロック３１，３２を構成するコンクリートが入り込み、コンクリートブロック３１，３２と鋼殻３３との間で上下方向に相対的変位が生じるのを拘束することができる程度の大きさとすることができる。また、コンクリートブロック３１，３２又は外側コンクリート部３４に配置される鉄筋（図示しない）を通過させることができる程度の幅とすることもできる。これらのスリット３５ｂ内を通過するように鉄筋を配置することにより、コンクリートブロック３１，３２と外側コンクリート部３４の一体性が強化される。

このような斜ケーブルの定着構造では、コンクリートブロック３１，３２に定着された斜ケーブル４５，４６の引張力の水平方向成分は、鋼殻３３とコンクリートブロック３１，３２との湾曲した接触面から鋼殻３３の周方向の引張力として伝達される。そして、周方向の引張力によって鋼殻３３に周方向の伸びが生じる。このとき、スリット３５ａ，３５ｂは周方向に均等な断面形状であり、コンクリートブロック３１，３２又は外側コンクリート部３４によって鋼殻３３の周方向の伸びが局部的に強く拘束されることはなく、鋼殻３３には周方向に分布した伸びが生じる。

一方、斜ケーブルの引張力の鉛直方向成分は、コンクリートブロック３１，３２から鋼殻３３及び外側コンクリート部３４に伝達され、主塔４の断面のほぼ全域で負担される。コンクリートブロック３１，３２及び外側コンクリート部３４は、これらを構成するコンクリートが鋼殻３３のスリット３５ａ，３５ｂ内に入り込み、双方が連続して一体性が高められている。したがって、コンクリートブロック３１，３２に作用する力の鉛直方向成分は円滑に外側コンクリート部３４に作用する。また、スリット３５ａ，３５ｂを通過するように鉄筋を配置することによって、より一体性を高めることができる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の形態として実施することができる。
例えば、本実施の形態では、エクストラドーズド形式の斜張橋に適用したが、エクストラドーズド形式の斜張橋に限定されるものではなく、高い主塔と剛性の小さい橋桁を有する斜張橋に適用することもできる。また、斜ケーブルの本数、配置する角度等は適宜に決定することができ、これに対応して主塔の形状及び寸法は適宜に設計することができる。さらに、以上に説明した実施の形態では主塔から両側に張架されるケーブルの本数が同数となっているが、必ずしも同数でなくてもよく、双方へ作用する引張力の差に対して主塔が抵抗することができる範囲であれば異なる本数であってもよい。

１：橋台、 ２：橋脚、 ３：橋桁、 ４：主塔、 ５，６：斜ケーブル、 ７：主塔の脚部、 ８：主塔のケーブル定着部、
１１：第１のコンクリートブロック、 １２：第２のコンクリートブロック、 １３：鋼殻、 １３ａ：鋼殻の湾曲部鋼板、 １３ｂ：鋼殻の連結部鋼板、 １３ｃ：鋼殻に設けられた凸部、 １４：外側コンクリート部、 １５：アンカーボルト、 １６：２つのコンクリートブロックと鋼殻とで囲まれた空間、 １９：管部材、 ２０：斜ケーブルの定着具、 ２１：鋼殻の分割線、 ２２：ずれ止め部材、
３１：第１のコンクリートブロック、 ３２：第２のコンクリートブロック、 ３３：鋼殻、 ３３ａ：鋼殻の湾曲部鋼板、 ３３ｂ：鋼殻の連結部鋼板、 ３４：外側コンクリート部、 ３５ａ：幅の広い、斜ケーブルが通すことができるスリット、 ３５ｂ：幅の狭いスリット、
４５，４６：斜ケーブル、
５１：凹部を有する鋼板、 ５１ａ：鋼板に設けられた凹部、 ５２：両面に凸部を有する鋼板、 ５２ａ，５２ｂ：鋼板に設けられた凸部

Claims (6)

1. 斜張橋の主塔上部から橋桁の軸線方向（以下、橋軸方向）における一方側及び他方側の斜め下方に張架されて前記橋桁を吊り支持する複数の斜ケーブルを、前記主塔上部に定着する斜ケーブルの定着構造であって、
   板面が橋軸方向となるように配置され、前記橋桁の軸線と直角方向（以下、橋軸直角方向）に間隔を開けて互いに対向するように配置された２つの連結部鋼板と、これらの連結部鋼板の橋軸方向における端縁を連結するように設けられ、なめらかに湾曲した曲面を形成する湾曲部鋼板とを備え、平断面が閉じた形状となった鋼殻と、
   該鋼殻の内側の橋軸方向における一方側の端部付近及び他方側の端部付近でそれぞれが該鋼殻の湾曲部鋼板と密着するように形成された第１のコンクリートブロック及び第２のコンクリートブロックと、を有し、
   前記斜ケーブルの上端部は、前記湾曲部鋼板に設けられた挿通孔を貫通し、
   前記主塔上部から橋軸方向における一方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第1のコンクリートブロックに定着され、
   前記主塔上部から橋軸方向における他方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第２のコンクリートブロックに定着されており、
   前記鋼殻の前記第１のコンクリートブロック又は第２のコンクリートブロックと密接する部分には、水平方向に連続する凸部又は凹部が形成されていることを特徴とする斜ケーブルの定着構造。
2. 前記鋼殻の湾曲部鋼板は、圧延時に筋状の凸部が所定の間隔で形成されたたてじま鋼板であり、前記凸部の方向が水平となるように用いられていることを特徴とする請求項１に記載の斜ケーブルの定着構造。
3. 前記鋼殻の湾曲部鋼板は、内面に水平方向の切削溝が所定の間隔で形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の斜ケーブルの定着構造。
4. 前記鋼殻の外側に密着する外側コンクリート部を有し、
   前記鋼殻の湾曲部鋼板は、外面に水平方向に連続する凸部又は凹部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の斜ケーブルの定着構造。
5. 斜張橋の主塔上部から橋桁の軸線方向（以下、橋軸方向）における一方側及び他方側の斜め下方に張架されて前記橋桁を吊り支持する複数の斜ケーブルを、前記主塔上部に定着する斜ケーブルの定着構造であって、
   板面が橋軸方向となるように配置され、前記橋桁の軸線と直角方向（以下、橋軸直角方向）に間隔を開けて互いに対向するように配置された２つの連結部鋼板と、これらの連結部鋼板の橋軸方向における端縁を連結するように設けられ、なめらかに湾曲した曲面を形成する湾曲部鋼板とを備え、平断面が閉じた形状となった鋼殻と、
   該鋼殻の内側の橋軸方向における一方側の端部付近及び他方側の端部付近でそれぞれが該鋼殻の湾曲部鋼板と密着するように形成された第１のコンクリートブロック及び第２のコンクリートブロックと、を有し、
   前記主塔上部から橋軸方向における一方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第1のコンクリートブロックに定着され、
   前記主塔上部から橋軸方向における他方側に張架された斜ケーブルの上端部が前記第２のコンクリートブロックに定着されており、
   前記鋼殻の前記第１のコンクリートブロック又は第２のコンクリートブロックと密接する部分には、水平方向に連続して該鋼殻を貫通するスリットが形成されていることを特徴とする斜ケーブルの定着構造。
6. 前記湾曲部鋼板と前記第１のコンクリートブロック又は前記第２のコンクリートブロックとの間に摩擦を低減する滑り層を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の斜ケーブルの定着構造。

Images