JP2021143486A - 接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】従来型のコンクリート硬化体の接続構造に比べ、高い強度と優れた耐久性を有する、コンクリート硬化体とその端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造を提供する。【解決手段】側面視及び上面視において互いに対向して離間するコンクリート硬化体の端部と、該コンクリート硬化体の端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造であって、前記コンクリート硬化体の端部には、接続軸横断方向に上面視で楔型形状の複数の楔型突出部が形成され、前記楔型突出部は、上面視で接続軸方向へ突出するとともに次第に先細りする形状を有し、該楔型突出部の接続軸方向の突出長さ寸法は、該楔型突出部の根元部における接続軸横断方向の突出幅寸法以上であることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート硬化体とその端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造に関する。

従来から、工場生産されるコンクリート製品を打継ぎコンクリートによって接続する際、種々の方法によって接続し、コンクリート製品と打継ぎコンクリートとの剛性を向上させる工夫が成されていた。例えば、道路橋の施工を例に取ると、省力化やコスト低減等を図るためにプレキャストコンクリート床版が多く利用されている。そして、プレキャストコンクリート床版は分割して工場から施工現場に運搬され、桁上に揚重機により配置されるとともに、それぞれのプレキャストコンクリート床版が打継ぎコンクリートによって互いに接続されている。交通荷重を直接支持するプレキャストコンクリート床版には高い強度と耐久性が求められ、それはプレキャストコンクリート床版の接続部においても同様であり、これまで、プレキャストコンクリート床版の接続構造やその方法について、以下に示す種々の提案が成されている。

例えば、特許文献１には、図２１（ａ）に示されるように、プレキャストコンクリート床版の端部に凸型多段せん断キーを形成し、接続部に打設される打継ぎコンクリートとの間に付着抵抗とせん断抵抗を得て接続部における剛性を高めた発明が開示されている。

また、特許文献２には、図２１（ｂ）に示されるように、プレキャストコンクリート床版の端部に、橋軸直角方向に凹凸を形成し、プレキャストコンクリート床版の端部に生じる引張り力に対する抵抗力を向上させる発明が開示されている。

特開２０１９−００２２５０号公報 特開２０１９−１８３４２５号公報

しかしながら、上記した従来技術によって、ある程度、接続部の剛性を高めることはできるものの、接続部の無いプレキャストコンクリート床版と同等の剛性を確保することは難しい。特に、プレキャストコンクリート床版の全体又は一部が、超高強度繊維補強コンクリート（以下単に「ＵＦＣ」と称することがある。）で構成されているような場合、接続部に打設される打継ぎコンクリートと床版との打継ぎ面では、グリーンカットによる処理を施しても、ほとんどＵＦＣ内の繊維が架橋しないため、引張強度は低くなり、接続部における弱点となっている。

そこで、本願発明は、上記した種々の問題点に鑑み、従来型の床版等を含むコンクリート硬化体の接続構造に比べ、高い強度と優れた耐久性を有する、コンクリート硬化体とその端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、側面視及び上面視において互いに対向して離間するコンクリート硬化体の端部と、該コンクリート硬化体の端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造であって、前記コンクリート硬化体の端部には、接続軸横断方向に上面視で楔型形状の複数の楔型突出部が一体に形成され、前記楔型突出部は、上面視で接続軸方向へ突出するとともに次第に先細りする形状を有し、該楔型突出部の接続軸方向の突出長さ寸法は、該楔型突出部の根元部における接続軸横断方向の突出幅寸法以上であることを特徴とする接続構造である。

上記請求項１に係る発明によれば、側面視及び上面視において互いに対向して離間するコンクリート硬化体の端部、例えば、実施例に示したようなコンクリート硬化体であるプレキャストコンクリート床版１の端部（端部１１及び／又は防水層端部２１）において、接続軸横断方向（図１のＸ方向）に複数の楔型突出部（楔型突出部１２１及び／又は楔型突出部２２１）が一体に形成され、当該楔型突出部は上面視で接続軸方向（図１のＹ方向）へ突出するとともに、次第に先細りする形状を有している。そして、上記楔型突出部の接続軸方向の突出長さ寸法（図２のｈ）は、該楔型突出部の根元部における接続軸横断方向の突出幅寸法（図２のｂ）以上であることを特徴としている。このような特徴的な接続構造を有することにより、接続部２に後打ちされる打継ぎコンクリート３と、床版本体１０の端部１１及び／又はＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１との間に、付着抵抗に加えて、せん断抵抗を得ることが可能となり、コンクリート硬化体と打継ぎコンクリートとの間に高い密着性を確保することが可能となる。

請求項２に係る発明は、前記楔型突出部の前記突出長さ寸法と前記突出幅寸法との寸法比は１：１である請求項１に記載の接続構造である。

上記請求項２に係る発明によれば、例えば、図２（ａ）に示される楔型突出部１２１、２２１の高さ（図示ｈ）と幅（図示ｂ）を同程度の寸法とすることで、打継ぎのない一体構成部分と同等の引張強度を得ることが可能となる。

請求項３に係る発明は、さらに、前記コンクリート硬化体の端部には、接続軸方向へ突出する凸型せん断キーが一体に形成され、前記楔型突出部は、前記凸型せん断キーの上方に形成される請求項１又は２に記載の接続構造である。

上記請求項３に係る発明によれば、例えば、図１（ａ）及び（ｃ）に示されるように、コンクリート硬化体であるプレキャストコンクリート床版１の端部に一体に形成された凸型せん断キー１３と、楔型突出部１２１、２２１とによる相乗効果によって、コンクリート硬化体と打継ぎコンクリートとの間に高い密着性を確保し、互いに接続されるコンクリート硬化体の剛性を高めることが可能となる。

請求項４に係る発明は、前記コンクリート硬化体は、床版本体と、該床版本体の上方に形成されるとともにＵＦＣから成るＵＦＣ防水層とから構成され、前記楔型突出部は、前記ＵＦＣ防水層の防水層端部に形成される請求項１乃至３のいずれかに記載の接続構造である。

上記請求項４に係る発明によれば、水密性が要求されるＵＦＣ防水層２０の接続部分に楔型突出部２２１を形成することによって、高い密着性と水密性を確保することが可能となり、接続部における漏水を効果的に抑制することが可能となる。

請求項５に係る発明は、前記打継ぎコンクリートはＵＦＣから成る請求項１乃至４のいずれかに記載のコンクリートの接続構造である。

上記請求項５に係る発明によれば、打継ぎコンクリートを高強度、高耐久のＵＦＣから構成することにより、例えば、複数のコンクリート硬化体であるプレキャストコンクリート床版１が、本発明の接続構造によって複数箇所で連続して接続された場合に、構造物全体の剛性を高めることが可能となる。

請求項６に係る発明は、前記コンクリート硬化体はＵＦＣから成る請求項１乃至５のいずれかに記載の接続構造である。

上記請求項６に係る発明によれば、上記請求項５に係る発明に加えて、例えば、床版本体１０もＵＦＣによって形成しているので、プレキャストコンクリート床版１全体の剛性を高めることが可能となる。

請求項７に係る発明は、前記コンクリート硬化体の少なくとも一部がＵＦＣにより構成される場合は、該コンクリート硬化体の端部から突出する繊維材が、前記打継ぎコンクリートに架橋される請求項１乃至６のいずれかに記載の接続構造である。

上記請求項７に係る発明によれば、例えば、コンクリート硬化体であるプレキャストコンクリート床版１の少なくとも一部をＵＦＣによって構築する場合、未硬化層形成シートを貼り付けるなどして成形後に端部の目粗し処理を行い、当該プレキャストコンクリート床版１の端部（端部１１及び／又は防水層端部２１）でＵＦＣ内の繊維材を打継ぎコンクリート３に架橋させることができる。こうすることで、接続部２の打継ぎコンクリート３との高い密着性を確保して、互いに接続されるコンクリート硬化体全体の剛性を高めることが可能となる。

請求項８に係る発明は、前記楔型突出部には、接続軸方向へ突出する開き止め鉄筋が設けられている請求項１乃至７のいずれかに記載の接続構造である。

上記請求項８に係る発明によれば、楔型突出部１２１、２２１によって得られる前述した各効果に加えて、さらに、図９や図１８に示されるように、開き止め鉄筋が打継ぎ面を横断するようにして設けられるので、コンクリート硬化体と打継ぎコンクリートとがさらに強固に接続され、互いに接続されるコンクリート硬化体全体の剛性を高めることが可能となる。

本発明における実施例として、プレキャストコンクリート床版の端部の構造を示した斜視図が図示されている。なお、（ａ）にはプレキャストコンクリート床版の上面にＵＦＣ防水層が形成された床版の接続構造が、（ｂ）には床版の端部を楔型形状にした接続構造が、（ｃ）にはせん断キーと楔型形状の端部とを組み合わせた床版の端面の接続構造が示されている。 本発明における、楔型形状の接続部に作用する抵抗力等を説明する模式図（ａ）と、短繊維の配置態様の比較図（ｂ）と、寸法形状を導き出した計算式（ｃ）である。 （試験その１）における、基準試験体の側面図と上面図である。 （試験その１）における、接続部にせん断キーを利用した試験体の側面図と上面図である。 （試験その１）における、接続部を楔型形状とした試験体の側面図と上面図である。 （試験その１）における、接続部を楔型形状とした試験体の側面図と上面図である。 （試験その１）における、接続部の上部を楔型形状とし、下部をせん断キーとした試験体の側面図と上面図である。 図３〜図７に示された各試験体の（試験その１）における試験結果であって、（ａ）には荷重とたわみ量の関係を示したグラフが、（ｂ）には（ａ）の一部を拡大したグラフが、（ｃ）は各試験体のひび割れ発生荷重が示されている。 （試験その２）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部に開き止め鉄筋が配置された試験体の側面図と上面図である。 （試験その２）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部を楔型形状とし、下部をせん断キーとした試験体の側面図と上面図である。 （試験その２）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部を凹凸形状とし、下部をせん断キーとした試験体の側面図と上面図である。 （試験その２）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部にせん断キーを追加した試験体の側面図と上面図である。 図９〜図１２に示された各試験体の（試験その２）における試験結果であって、（ａ）には荷重とたわみ量の関係を示したグラフが、（ｂ）には（ａ）の一部を拡大したグラフが示され、（ｃ）には荷重と目開き量の関係を示したグラフが示されている。 （試験その３）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、接続部の無い基準試験体の側面図と上面図である。 （試験その３）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、床版本体にせん断キーを設けた試験体の側面図と上面図である。 （試験その３）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部を楔型形状とし、床版本体にせん断キーを設けた試験体の側面図と上面図である。 （試験その３）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部を楔型形状（増厚）とし、床版本体にせん断キーを設けた試験体の側面図と上面図である。 （試験その３）における、上面にＵＦＣ防水層が形成された試験体であって、ＵＦＣ防水層の接続部を楔型形状とし、さらに開き止め鉄筋を配置して、床版本体にせん断キーを設けた試験体の側面図と上面図である。 （試験その２）及び（試験その３）における載荷試験条件（ａ）と、使用材料の特性（ｂ）が示されている。 図１４〜図１７に示された各試験体の（試験その３）における試験結果であって、（ａ）には荷重とたわみ量の関係を示したグラフが、（ｂ）には（ａ）の一部を拡大したグラフが示され、（ｃ）には試験時のひび割れ発生荷重が示されている。 床版の継手構造における従来技術（特許文献１及び特許文献２）を示す図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の接続構造の一実施形態について説明する。なお、本発明の接続構造は、道路橋のほか、鉄道施設や港湾施設、トンネル内に設置される床版、建築物におけるプレキャストコンクリート床版の接続構造、その他各種構造材の接続構造を含む、コンクリート硬化体とその端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造において適用することが可能である。

［超高強度繊維補強コンクリート］
以下に説明する本実施形態のプレキャストコンクリート床版１をコンクリート硬化体の一例として使用した接続構造においては、接続部２に打設される打継ぎコンクリート３として、超高強度繊維補強コンクリート（以下単に「ＵＦＣ」と称することがある。）を好適な材料として使用している。ＵＦＣは鋼繊維等を配合した軽量で高強度かつ高耐久のコンクリート材料である。

ＵＦＣは従来型の接続部２に使用されていた高強度コンクリートよりも引張強度が４〜５倍程度高く、付着強度も１．５〜２倍程度高い。したがって、当該ＵＦＣを打継ぎコンクリート３として使用することにより、打継ぎ部の目開き抑制効果と、ＵＦＣが有する高い引張り耐力及び高いせん断耐力との相乗効果により、高い剛性、曲げ耐力を得ることが可能となる。

また、本実施形態では、優れた水密性・気密性、さらに、優れた流動性や充填性を有し、現場において打設、養生が可能な常温硬化型のＵＦＣを一例として使用している。このようなＵＦＣ特有の性質を利用して、普通コンクリート等から構築された床版本体１０の上面にＵＦＣ防水層２０を形成することも可能である。なお、使用されるＵＦＣは上記した常温硬化型のものに限らず、様々な仕様、配合によるＵＦＣを使用することが可能であり、本発明の接続構造による顕著な効果を得ることができる。

［実施形態の概要］
本発明の接続構造の一例として、図１にはコンクリート硬化体であるプレキャストコンクリート床版１の接続軸方向（図示Ｙ方向）における、床版本体１０の端部１１及びＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１の斜視図が示されている。

より詳細に説明すると、図１（ａ）に示される実施形態では、普通コンクリートから成る床版本体１０の上面にＵＦＣ防水層２０が形成されたプレキャストコンクリート床版１において、床版本体１０の接続軸方向（図示Ｙ方向）の端部１１に、特許文献１に示されるような凸型せん断キー１３が形成されている。

さらに、ＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１には、接続軸横断方向（図示Ｘ方向）に、上面視で楔型形状を有する楔型端部２２が形成され、当該楔型端部２２には複数の楔型突出部２２１が形成されている。この実施形態では床版本体１０の凸型せん断キー１３と、ＵＦＣ防水層２０の楔型突出部２２１とによる相乗効果によって、接続されるプレキャストコンクリート床版１全体の剛性を高めている。

続いて、図１（ｂ）に示される実施形態では、床版本体１０のみから成るプレキャストコンクリート床版１において、床版本体１０の接続軸方向（図示Ｙ方向）の端部１１に、接続軸横断方向（図示Ｘ方向）に上面視で楔型形状を有する楔型端部１２が形成され、当該楔型端部１２には複数の楔型突出部１２１が、床版本体１０の全断面にわたって形成されている。なお、床版本体１０を構成する材料は、普通コンクリートとしてもよいし、床版本体１０をＵＦＣによって構成してもよい。

また、図１（ｃ）に示される実施形態では、床版本体１０のみから成るプレキャストコンクリート床版１において、床版本体１０の接続軸方向（図示Ｙ方向）の端部１１に、特許文献１に示されるような凸型せん断キー１３が形成されている。

さらに、床版本体１０の端部１１の上部には、接続軸横断方向（図示Ｘ方向）に上面視で楔型形状を有する楔型端部１２が形成され、当該楔型端部１２には楔型突出部１２１が複数形成されている。この実施形態では床版本体１０の凸型せん断キー１３と、楔型突出部１２１とによる相乗効果によって、接続されるプレキャストコンクリート床版１全体の剛性を高めている。なお、床版本体１０を構成する材料は、普通コンクリートとしてもよいし、床版本体１０をＵＦＣによって構成してもよい。

［接続構造］
以下に、本発明における特徴的な接続構造について説明する。側面視及び上面視において互いに接続軸方向（図示Ｙ方向）に対向して離間するプレキャストコンクリート床版１の接続部２は、どうしても打継ぎ接合となるために、接続部２のない一体的なプレキャストコンクリート床版１と比較すると剛性が低下してしまう。

特に、床版本体１０の上面にＵＦＣ防水層２０を備えたプレキャストコンクリート床版１や、床版本体１０自体がＵＦＣから成るプレキャストコンクリート床版１を接続するような場合、床版本体１０の端部１１や、ＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１と、打継ぎコンクリート３との間で、繊維の架橋効果があまり見込めない。したがって、接続部２における剛性の低下が顕著となる。そこで本実施形態では、接続部２のない一体的なプレキャストコンクリート床版１と遜色ない剛性を確保しつつ、互いに対向するプレキャストコンクリート床版１を接続するものである。

図２（ａ）には、本発明の実施形態における楔型端部１２、２２の概略形状が図示されている。本実施形態では、床版本体１０及び／又はＵＦＣ防水層２０の接続軸方向（図示Ｙ方向）の端部１１及び／又は防水層端部２１に、接続軸横断方向（図示Ｘ方向）に上面視で楔型形状を有する楔型端部１２、２２を形成し、当該楔型端部１２、２２には略三角形状の楔型突出部１２１、２２１が形成されている。

略三角形状の複数の楔型突出部１２１、２２１を形成することにより、接続部２に打設される打継ぎコンクリート３と、床版本体１０の端部１１及び／又はＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１との間に付着抵抗に加えて、せん断抵抗を得ることが可能となり、プレキャストコンクリート床版１と接続部２との高い密着性を確保することが可能となる。

特にＵＦＣによって楔型突出部１２１、２２１が形成される場合は、上記した付着抵抗及びせん断抵抗をさらに向上させることができる。例えば、図２（ｂ）には、楔型の接続構造と、平面的な接続構造における短繊維の配置態様が模式的に示されている。図示されるように、ＵＦＣを型枠内に打設すると、ＵＦＣ中の短繊維が、壁面効果によって型枠面に対して平行方向を向きやすくなる。したがって、図示された平面的な接続構造から判るように、端面の目粗しを行っても、後に打設される打継ぎコンクリート３との間で架橋する短繊維が少なく、またその長さも短くなってしまう。

一方、図示された楔型の接続構造から判るように、打ち継ぎ面となる端部に楔型突出部１２１、２２１を設けたことにより、ＵＦＣ中の短繊維が接続軸方向に向きやすくなる。したがって、端部の目粗しを行うことによって、後に打設される打継ぎコンクリート３との間で架橋する短繊維が多くなり、またその長さも長めに確保することが可能となる。このような効果によって、間詰め硬化材３との付着抵抗及びせん断抵抗をさらに向上させて、ひび割れの抑制や、打ち継ぎ目における目開きの抑制、さらに接続部２の剛性を高めることができる。

続いて、図２（ｃ）には、ＵＦＣにより形成された楔型突出部１２１、２２１を例に、その寸法・形状についての検討内容が示されている。式（１）には、ＵＦＣの引張強度の特性値８．８Ｎ／ｍｍ^２から求められる楔型突出部１２１、２２１の根元に作用する引張力の最大値が示され、式（２）には、実験によって得たＵＦＣの打継ぎ部のせん断強度平均値５．３Ｎ／ｍｍ^２から求められる楔型突出部１２１、２２１がせん断で抵抗する力が示されている。そして（３）、（４）式の関係から、図２（ａ）に示される楔型突出部１２１、２２１の高さ（図示ｈ）と幅（図示ｂ）を同程度の寸法とすることで、打継ぎのない一体構成部分と同等の引張強度を得ることができることを示している。

［静的曲げ試験結果］
本発明の接続構造を提案するにあたり、各種試験体を作成し、以下に示す３パターンの静的曲げ試験による比較試験を行って、楔型突出部１２１、２２１による効果を検証している。

（試験その１）では、プレキャストコンクリート床版１の床版本体１０自体をＵＦＣにより構築し、厚さ１００ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの試験体を作製して各種接続構造における比較試験を行っている。

また、（試験その２）及び（試験その３）では、プレキャストコンクリート床版１の床版本体１０を普通コンクリートで構築し、その上面に厚さ２０ｍｍのＵＦＣ防水層２０を構築している。そして、厚さ１７０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの試験体によって各種接続構造における比較試験を行っている。

（試験その１）
図３には、基準試験体（Ｎｏ，１）として接続部２の無い、ＵＦＣによって一体に形成された試験体が示されており、厚さ１００ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの試験体の側面図と上面図が示されている。また、いずれの試験体も共通であるが、載荷には万能試験機を使用し、図示されるように支点間距離８００ｍｍ、載荷点間距離１５０ｍｍの４点曲げ載荷としている。載荷は単調載荷とし、破壊とみられる兆候、又は、たわみ３０ｍｍまで載荷するものとした。

図４には、互い対向して離間する床版本体１０の端部１１に、凸型せん断キー１３が形成された接続部２を有する試験体（Ｎｏ，２）が示されている。そして、接続部２にはＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３が打設されている。また、試験体Ｎｏ，２〜５に共通して、床版本体１０に上下２段の継手鉄筋が図示されるように突出して設けられており、一方の床版本体１０には異形鉄筋Ｄ１０が、他方の床版本体１０には異形鉄筋Ｄ６が配筋されている。

図５には、互い対向して離間する床版本体１０の端部１１に、上面視で楔型形状を有する楔型端部１２が形成され、当該楔型端部１２に、略三角形状の連続する楔型突出部１２１が形成されて接続された試験体（Ｎｏ，３）が示されている。これは図１（ｂ）の斜視図に示されるような接続構造を有する試験体となる。接続部２にはＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３が打設されている。また、床版本体１０には打継ぎ部分の目開きを抑制するための上下２段の継手鉄筋が端部１１から３５ｍｍほど突出して設けられており、一方の床版本体１０には異形鉄筋Ｄ１０が、他方の床版本体１０には異形鉄筋Ｄ６が配筋されている。

図６には、図５に示された試験体（Ｎｏ，３）と少々異なり、互いに対向して離間する床版本体１０の楔型突出部１２１が互い違いに配置された試験体（Ｎｏ，４）が示されている。

図７に示される試験体（Ｎｏ，５）は、図４に示された凸型せん断キー１３が形成された接続部２を有する試験体（Ｎｏ，２）と、図５に示された楔型突出部１２１が形成された接続部２を有する試験体（Ｎｏ，３）との複合型の接続部２を有し、図１（ｃ）の斜視図に示されるような接続構造を有する試験体である。

図８には、図３〜７に示された試験体（Ｎｏ，１〜５）の載荷試験の結果が示されている。図８（ａ）には、荷重（ｋＮ）とたわみ量（ｍｍ）の関係が示され、図８（ｂ）には、図８（ａ）に示したグラフの一部（たわみ量０〜０．６ｍｍまで。）を拡大したグラフが示されている。荷重とたわみ量の関係から、特に、楔型突出部１２１が形成された楔型端部１２によって接続された試験体（Ｎｏ，３〜５）は、接続部２のない基準試験体（Ｎｏ，１）とほぼ同等の剛性を有していることが判る。

また、図８（ｃ）には、目視確認による各試験体のひび割れ発生荷重（ｋＮ）が示されているが、この結果からも、楔型突出部１２１が形成された楔型端部１２によって接続された試験体（Ｎｏ，３〜５）は、接続部２の無い基準試験体（Ｎｏ，１）とほぼ同等の剛性を有していることが判る。

（試験その２）
図９〜１２には、プレキャストコンクリート床版１の床版本体１０を普通コンクリートにより構築し、その上面に厚さ２０ｍｍのＵＦＣによるＵＦＣ防水層２０を構築した各試験体（Ｎｏ，１〜４）の側面図及び上面図が記載されている。試験体の寸法は、厚さ１７０ｍｍ（ＵＦＣ防水層２０の厚さ２０ｍｍを含む。）、幅１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍである。また、各試験体ともに、互いに対向する床版本体１０の端面１１には凸型せん断キー１３が形成されている。なお、各試験体の内部には共通して鉄筋が配筋されているが、本発明では接続部２の継手構造による効果を明らかにする趣旨から、配筋態様についての説明は省略する。

図９には、互いに対向して離間するＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１に、打継ぎ部分の目開きを抑制するための異形鉄筋Ｄ６が図示されるように設置された試験体（Ｎｏ，１）が示されている。接続部２にはＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３が打設されている。

図１０には、互いに対向して離間するＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１に、楔型端部２２が形成され、当該楔型端部２２に連続する楔型突出部２２１が形成された試験体（Ｎｏ，２）が示されている。本試験体の楔型突出部２２１は、幅２０ｍｍ、突出長さ４０ｍｍの略三角形状を有し、先端部には１０ｍｍの平坦部が形成されている。そして、接続部２にはＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３が打設されている。

図１１には、互いに対向して離間するＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１に、凹凸端部２３が形成され、当該凹凸端部２３に連続する逆台形突出部２３１が形成された試験体（Ｎｏ，３）が示されている。本試験体の逆台形突出部２３１は、端部幅４５ｍｍ、根元幅３５ｍｍ、突出長さ３０ｍｍの逆台形形状を有している。そして、接続部２にはＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３が打設されている。

図１２には、互いに対向して離間する床版本体１０の接続部２の上面に、図示されるようなせん断キーを追加して設けた試験体（Ｎｏ，４）が示されている。また併せて異形鉄筋Ｄ１０から成る補強筋を設けている。そして、接続部２にはＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３が打設されている。

図１９（ａ）には、上記試験体Ｎｏ，１〜４の試験体に対する載荷試験条件が図示され、いずれの試験体も共通であるが、載荷には万能試験機を使用し、支点間距離８００ｍｍ、載荷点間距離１５０ｍｍの４点曲げ載荷としている。載荷は単調載荷とし、破壊とみられる兆候、又は、たわみ３０ｍｍまで載荷するものとした。また、図１９（ｂ）には、試験体材料の特性が示されており、普通コンクリートのほか、ＵＦＣ防水層２０を構成する材料である「ＵＦＣ（床版部）」の特性と、接続部２に打設されるＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３「ＵＦＣ（接合部）」の特性が示されている。

図１３には、図９〜１２に示された試験体（Ｎｏ，１〜４）の載荷試験の結果が示されている。図１３（ａ）には、荷重（ｋＮ）とたわみ量（ｍｍ）の関係が示され、図１３（ｂ）には、図１３（ａ）に示したグラフの一部（たわみ量０〜０．５ｍｍまで。）を拡大したグラフが示されている。加えて、図１３（ｃ）には、荷重と打継ぎ部の目開き量（ｍｍ）との関係が示されている。これらの結果から、他の接続構造に比べて楔型突出部２２１が形成された試験体（Ｎｏ，２）の剛性が高く、打継ぎ部の目開き量も最も抑えられていることが判る。

（試験その３）
図１４〜１６には、プレキャストコンクリート床版１の床版本体１０を普通コンクリートにより構築し、その上面に厚さ２０ｍｍのＵＦＣによるＵＦＣ防水層２０を構築した各試験体（Ｎｏ，１〜５）の側面図及び上面図が示されている。試験体の寸法は、厚さ１７０ｍｍ（ＵＦＣ防水層２０の厚さ２０ｍｍを含む。）、幅１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍである。また、接続部２を有する各試験体は、互いに対向して離間する床版本体１０の端部１１に凸型せん断キー１３が形成されている。なお、各試験体の内部には共通して鉄筋が配筋されているが、本発明では接続部２の接続構造による効果を明らかにする趣旨から、配筋態様についての説明は省略する。

図１４には、基準試験体（Ｎｏ，１）として接続部２の無い、厚さ１７０ｍｍ（ＵＦＣ防水層２０の厚さ２０ｍｍを含む。）、幅１５０ｍｍ、長さ１０００ｍｍの試験体の側面図と上面図が示されている。試験体の上面には厚さ２０ｍｍのＵＦＣ防水層２０が形成されている。

図１５には、接続部２の打継ぎコンクリート３と、ＵＦＣから成るＵＦＣ防水層２０とを一体にして打設した試験体（Ｎｏ，２）が図示され、互いに対向して離間する床版本体１０の端部１１には凸型せん断キー１３が形成されている。

図１６には、互いに対向して離間するＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１に、楔型端部２２が形成され、当該楔型端部２２に連続する楔型突出部２２１が形成された試験体（Ｎｏ，３）が示されている。本試験体の楔型突出部２２１は、幅５０ｍｍ、突出長さ５０ｍｍの略三角形状となっている。また、互いに対向して離間する床版本体１０の端部１１には凸型せん断キー１３が形成されている。

図１７には、互いに対向するＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１に、厚さ３０ｍｍの楔型端部２２が形成され、当該楔型端部２２に連続する楔型突出部２２１が連続して形成された試験体（Ｎｏ，４）が記載されている。本試験体の楔型突出部２２１は、幅５０ｍｍ、突出長さ５０ｍｍの略三角形状となっている。

図１８には、互いに対向して離間するＵＦＣ防水層２０の防水層端部２１に、楔型端部２２が形成され、当該楔型端部２２に連続する楔型突出部２２１が連続して形成された試験体（Ｎｏ，５）が記載されている。本試験体の楔型突出部２２１は、幅５０ｍｍ、突出長さ５０ｍｍの略三角形状となっているとともに、開き止め鉄筋Ｄ６が各楔型突出部２２１に配置されている。また、互いに対向する床版本体１０の端部１１には凸型せん断キー１３が形成されている。

試験その３は、前述した試験その２と同様、図１９（ａ）に示されるように、上記試験体Ｎｏ，１〜５の試験体に対して万能試験機を使用して、支点間距離８００ｍｍ、載荷点間距離１５０ｍｍの４点曲げ載荷としている。載荷は単調載荷とし、破壊とみられる兆候、又は、たわみ３０ｍｍまで載荷するものとした。また、図１９（ｂ）には、試験体材料に特性が示されており、普通コンクリートのほか、ＵＦＣ防水層２０を構成する材料である「ＵＦＣ（床版部）」の特性と、接続部２に打設されるＵＦＣから成る打継ぎコンクリート３「ＵＦＣ（接合部）」の特性が示されている。

図２０には、図１４〜１８に示された試験体（Ｎｏ，１〜５）の載荷試験の結果が示されている。図２０（ａ）には、荷重（ｋＮ）とたわみ量（ｍｍ）の関係が示され、図２０（ｂ）には、図２０（ａ）に示したグラフの一部（たわみ量０〜３ｍｍまで。）を拡大したグラフが示されている。荷重とたわみ量の関係から、楔型突出部２２１が形成された楔型端部２２によって接続された試験体（Ｎｏ，３〜５）は、いずれも基準試験体（Ｎｏ，１）と遜色のない剛性を有している。また、図２０（ｃ）に示された、ひび割れ発生荷重や全断面有効で計算した引張縁応力度からも、接続部２に楔型突出部２２１を形成することによって、接続部のない基準試験体と同等レベルの性能を発揮することが判る。

［コンクリート硬化体の端部の形成方法］
前述したように、本実施形態の各種接続部２におけるコンクリート硬化体の端部の形状は複雑であるので、発泡スチロールによって形成された発泡型枠を好適に使用することができる。当然ながら、鋼製、木製、ゴム製など種々の材料からなる型枠材の使用を否定するものではない。

また、コンクリート硬化体の端部と打継ぎコンクリート３との付着力を確保するために、端部に目粗しを施すが、上記発泡型枠の表面に未硬化層形成シートを貼り付けることが好ましい。このようにすることで、脱型後の端面に未硬化層が形成され、ウォータージェットやブラシを使用することによって、端部の目粗しを素早く行うことが可能となる。なお、必ずしも上記未硬化層形成シートを使用することに限定されるものではなく、硬化遅延シートのほか、硬化遅延剤を塗布することによって、端部の目粗しを行うようにすることも可能である。

ＵＦＣから成る床版本体１０やＵＦＣ防水層２０を接続する場合は、端部の目粗しの際に、ＵＦＣ中の鋼繊維を曲げたり切除したりしないように配慮し、鋼繊維が打継ぎ目を架橋するようにすることが好ましく、これにより打継ぎコンクリート３との一体性を高めることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態について図面にもとづいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。

例えば、前述の打継ぎコンクリート３やＵＦＣ防水層２０、床版本体１０にＵＦＣ（超高強度繊維補強コンクリート）を使用した実施例を記載したが、本発明の範囲は使用材料によって限定されるものではない。すなわち、普通コンクリートから成るプレキャストコンクリート床版１の端部に、楔型突出部１２１、２２１を形成することにより、打継ぎコンクリート３との高い密着性を確保し、剛性を高めることができる接続構造を提案したものである。

また、本実施形態では、プレキャストコンクリート床版の接続構造を例に実施の態様を説明したが、必ずしも本発明の接続構造は、プレキャストコンクリート床版にのみ有効なものではない。例えば、柱や梁、壁などを含む各種コンクリート硬化体の端部と打継ぎコンクリート３との接続構造に適用することができることは言うまでもない。さらに、プレキャストコンクリートに限定されるものではなく、現場打ちされたコンクリート硬化体を打継ぎコンクリート３によって打ち継ぐ場合も本発明の接続構造によって顕著な効果を得ることが可能である。

また、本発明の楔型突出部は、図１等に示されるような、先端部に鋭角な角部が形成されるものに限らず、例えば、図１０に示されるような先端部にフラットな面を有するものも含まれ、本発明の効果を得ることができるものである。加えて、本発明の楔型突出部は接続軸横断方向に連続して形成してもよく、また、所定間隔をあけて複数配置することも可能である。

また、本発明の楔型突出部は、各実施形態で示された寸法値や設置間隔に限定されるものではなく、任意の寸法及び設置個数を設定することが可能である。

また、本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。また、上記実施例に記載された具体的な材質、寸法形状等は本発明の課題を解決する範囲において、変更が可能である。

１ プレキャストコンクリート床版
２ 接続部
３ 打継ぎコンクリート
１０ 床版本体
１１ 端部
１２、２２ 楔型端部
１３ 凸型せん断キー
２０ ＵＦＣ防水層
２１ 防水層端部
２３ 凹凸端部
１２１、２２１ 楔型突出部
２３１ 逆台形突出部

Claims (8)

1. 側面視及び上面視において互いに対向して離間するコンクリート硬化体の端部と、該コンクリート硬化体の端部に後打ちされる打継ぎコンクリートとの接続構造であって、
   前記コンクリート硬化体の端部には、接続軸横断方向に上面視で楔型形状の複数の楔型突出部が一体に形成され、
   前記楔型突出部は、上面視で接続軸方向へ突出するとともに次第に先細りする形状を有し、該楔型突出部の接続軸方向の突出長さ寸法は、該楔型突出部の根元部における接続軸横断方向の突出幅寸法以上である
   ことを特徴とする接続構造。
2. 前記楔型突出部の前記突出長さ寸法と前記突出幅寸法との寸法比は１：１である
   請求項１に記載の接続構造。
3. さらに、前記コンクリート硬化体の端部には、接続軸方向へ突出する凸型せん断キーが一体に形成され、
   前記楔型突出部は、前記凸型せん断キーの上方に形成される
   請求項１又は２に記載の接続構造。
4. 前記コンクリート硬化体は、床版本体と、該床版本体の上方に形成されるとともにＵＦＣから成るＵＦＣ防水層とから構成され、
   前記楔型突出部は、前記ＵＦＣ防水層の防水層端部に形成される
   請求項１乃至３のいずれかに記載の接続構造。
5. 前記打継ぎコンクリートはＵＦＣから成る
   請求項１乃至４のいずれかに記載のコンクリートの接続構造。
6. 前記コンクリート硬化体はＵＦＣから成る
   請求項１乃至５のいずれかに記載の接続構造。
7. 前記コンクリート硬化体の少なくとも一部がＵＦＣにより構成される場合は、該コンクリート硬化体の端部から突出する繊維材が、前記打継ぎコンクリートに架橋される
   請求項１乃至６のいずれかに記載の接続構造。
8. 前記楔型突出部には、接続軸方向へ突出する開き止め鉄筋が設けられている
   請求項１乃至７のいずれかに記載の接続構造。

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