JP2022175198A - コンクリート構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】ＰＣ鋼材をＰＣ版の端面側で現場打ちコンクリートの付着に関与させる。【解決手段】Ｌ字状をなす横面４及び縦面５を有するプレキャスト部材２と、ＰＣ鋼材１２が埋設されたＰＣ版１１であって、前記横面４にＰＣ版１１の端部が載置され、前記縦面５にＰＣ版１１の端面が対峙したＰＣ版１１と、ＰＣ版１１の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリート１５とを含むコンクリート構造物１において、ＰＣ版１１の端面からはみ出したＰＣ鋼材１２のはみ出し部１３が、前記縦面５とＰＣ版１１の端面との間に回り込んだ現場打ちコンクリート１５に埋設されている。【選択図】図８

Description

本発明は、ＰＣ鋼材が埋設されたＰＣ版と、ＰＣ版の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリートとを含む、土木構造物、建築構造物等のコンクリート構造物に関するものである。なお、プレキャストコンクリートを単にプレキャストという。また、プレストレストコンクリートをＰＣと記す。

大型のコンクリート構造物（例えば、高盛土条件下で使用されるボックスカルバート等）の完全なプレキャスト化は、運搬の困難性、分割形成した場合の接合性等の点で、困難である。一方、現場打ちコンクリートで構築するには、長い施工期間を要する。そこで、本発明者らは、プレキャスト部材とＰＣ版と現場打ちコンクリートとの組み合わせを検討している。

特許文献１には、図１１（ａ）に示すように、プレキャスト製の側壁部材５１から内側へ突出したハンチ５２の上の間にＰＣ版５３（型枠部材）を架設し、ＰＣ版５３上および隅角部（接合部）に鉄筋を配して現場打ちコンクリート５５を打設し、ＰＣ版５３と現場打ちコンクリート５５とで頂版を形成したボックスカルバート５０が開示されている。ここでいう「隅角部」は、側壁の上端と頂版の側端との間の直方体部位であって、「接合部」ともいわれる（本願では「接合部」の語の方を使用する）。

このボックスカルバート５０では、ＰＣ版５３から突出した連結鉄筋５８及びループ筋５７（部材５１から突出したループ筋５６と重ねる）が現場打ちコンクリート５５に埋設されることにより、ＰＣ版５３と現場打ちコンクリート５５との付着を図っている。しかし、このボックスカルバート５０は、ラーメン構造の最も重要な部位である接合部を現場打ちで構築するため、品質が安定しにくく、日本道路協会「道路橋示方書」に沿わない可能性がある。

そこで、本発明者らは先に、図１１（ｂ）に示すように、壁はプレキャスト壁部材６１からなり、頂版は、２つのプレキャスト壁部材６１から内側へ突出したハンチ６２の上に載置されて架設されているＰＣ版６３と、ＰＣ版６３の上に形成されている現場打ちコンクリート６５とを含み、接合部の全部がプレキャスト壁部材６１の一部であり、該接合部内に鉄筋の重ね継手が無い、ボックスカルバート６０を提案した（特許文献２）。

このボックスカルバート６０では、ＰＣ版６３の粗面仕上げされた上面に現場打ちコンクリート６５が食い込むとともに、ＰＣ版６３から上方へ突設されたジベル鉄筋６６が現場打ちコンクリート６５に埋設されることにより、ＰＣ版６３と現場打ちコンクリート６５との付着を図っている。

特開２００８－２２３３７０号公報（特許第４８７７６５４号） 特開２０２０－１０５７６８号公報

特許文献１，２のボックスカルバートでは、ＰＣ版５３，６３に埋設されたＰＣ鋼材５４，６４は、もっぱら曲げに抵抗できるようにＰＣ版にプレストレスを付与するためのものであって、ＰＣ版５３，６３の端面から突出しておらず、該端面側で現場打ちコンクリート５５，６５との付着に関与していない。

そこで、本発明の目的は、ＰＣ鋼材が埋設されたＰＣ版と、ＰＣ版の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリートとを含むコンクリート構造物において、ＰＣ鋼材をＰＣ版の端面側で現場打ちコンクリートの付着に関与させることにある。

［１］ＰＣ鋼材が埋設されたＰＣ版と、
ＰＣ版の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリートとを含むコンクリート構造物において、
ＰＣ版の端面からはみ出したＰＣ鋼材のはみ出し部が、ＰＣ版の端面側に回り込んだ現場打ちコンクリートに埋設されていることを特徴とするコンクリート構造物。

［２］Ｌ字状をなす横面及び縦面を有するプレキャスト部材と、
ＰＣ鋼材が埋設されたＰＣ版であって、前記横面にＰＣ版の端部が載置され、前記縦面にＰＣ版の端面が対峙したＰＣ版と、
ＰＣ版の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリートとを含むコンクリート構造物において、
ＰＣ版の端面からはみ出したＰＣ鋼材のはみ出し部が、前記縦面とＰＣ版の端面との間に回り込んだ現場打ちコンクリートに埋設されていることを特徴とするコンクリート構造物。

［３］前記［２］において、プレキャスト部材から突出した鉄筋が、現場打ちコンクリートに埋設されていてもよい。

［作用］
ＰＣ版の端面からはみ出したＰＣ鋼材のはみ出し部が、ＰＣ版の端面側に回り込んだ現場打ちコンクリートに埋設されていることにより、該端面側で現場打ちコンクリートに付着し、この付着がＰＣ版と現場打ちコンクリートとの強固な一体化に寄与する。

本発明によれば、ＰＣ鋼材が埋設されたＰＣ版と、ＰＣ版の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリートとを含むコンクリート構造物において、ＰＣ鋼材をＰＣ版の端面側で現場打ちコンクリートの付着に関与させて、ＰＣ版と現場打ちコンクリートとの強固な一体化を図ることができる。

図１は実施例１のボックスカルバートの構成部材を示し、（ａ）はＰＣ版の正面図、（ｂ）はＰＣ版の側面図、（ｃ）はプレキャスト側壁部材の正面図、（ｄ）はプレキャスト側壁部材の側面図である。 図２は２つのプレキャスト側壁部材を設置したときの斜視図である 図３（ａ）はプレキャスト側壁部材にＰＣ版を載置したときの正面図、（ｂ）はIIIb－IIIb断面図である。 図４は図３（ａ）を斜めに見た斜視図である。 図５（ａ）は同プレキャスト部材に連続鉄筋を接続したときの正面図、（ｂ）はＶb－Ｖb断面図である。 図６は図５（ａ）を斜めに見た斜視図である。 図７は図６の部分拡大斜視図である。 図８（ａ）は同ＰＣ版の上に現場打ちコンクリートを打設して構築した１連ボックスカルバートの正面図、（ｂ）はVIIIb－VIIIb断面図である。 図９は図８（ａ）を斜めに見た斜視図である。 図１０は実施例２の２連ボックスカルバートの斜視図である。 図１１（ａ）は従来例（特許文献１）のボックスカルバートの部分断面図、（ｂ）は別の従来例（特許文献２）のボックスカルバートの部分正面図である。

１．コンクリート構造物
コンクリート構造物としては、特に限定されないが、ボックスカルバート、橋梁、貯留槽、舗装版等の土木構造物や、床構造等の建築構造物を例示できる。

２．プレキャスト部材
プレキャスト部材は、コンクリート構造物に応じたものである。
例えば、コンクリート構造物がボックスカルバートである場合には、プレキャスト部材はプレキャスト側壁部材であり、コンクリート構造物が橋梁である場合には、プレキャスト部材はプレキャスト桁である。

３．ＰＣ鋼材
ＰＣ鋼材は、プレテンション方式又はポストテンション方式のいずれによってＰＣ版に埋設されたものでもよい。
プレテンション方式によるＰＣ鋼材は、（通常は脱型後にＰＣ版の端面で切断するところ）ＰＣ版の端面からはみ出した箇所を切断することにより、はみ出し部が形成される。
ポストテンション方式によるＰＣ鋼材は、ＰＣ版の端面からはみ出した箇所を掴んで緊張し、同箇所をナット、くさび等でＰＣ版の端面に定着し、所定の長さに切断することにより、はみ出し部が形成される。

ＰＣ鋼材のはみ出し部のはみ出し長は、特に限定されないが、付着力を大きくする点で３０ｍｍ以上が好ましく、スペースが許す限り長くすることができる（上限はないが、敢えていえば２００ｍｍ以下である）。

次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、実施例の各部の構造、材料、形状及び寸法は例示であり、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更できる。

［実施例１］
図１～図９に示す実施例１は、その完成品を図８及び図９に示すように、大型（例えば縦３０００～１００００ｍｍ、横４０００～１７０００ｍｍ）の１連ボックスカルバートである。このボックスカルバート１は、左右２つのプレキャスト側壁部材２と、該プレキャスト側壁部材２の下部間に接続されたプレキャスト底版部材１０と、該プレキャスト側壁部材２の上部間に架設されたＰＣ版１１と該ＰＣ版１１の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリート１５とからなる頂版とで、構成されている。

（プレキャスト側壁部材２）
上述した側壁と頂版との「接合部」は、その全部がプレキャスト側壁部材２の一部であり、該接合部内には鉄筋の重ね継手が無い。
プレキャスト側壁部材２は内側へ突出したハンチ３を有し、該ハンチ３の上面（横面４）は接合部の下端レベルにある。よって、ハンチ３の横面４と、接合部の内側面である縦面５とは、正面視でＬ字状をなしている。

接合部の縦面５の付近には複数の機械式継手６（例えばネジ継手）が埋設され、機械式継手６はプレキャスト側壁部材２に埋設された補強鉄筋７に接続されている。
また、ハンチ３には複数の定着鉄筋８の基部が埋設され、定着鉄筋８の作用部はハンチ３の横面４から上方へ突設している。定着鉄筋８の上端部には、定着鉄筋８よりも径の大きい拡径部９がナットの螺着等により設けられている。

（プレキャスト底版部材１０）
プレキャスト底版部材１０は、底版の中間部分をなすものであり、プレキャスト側壁部材２の下部と、現場でモルタル充填継手（図示略）により接合されている。なお、底版の中間部分を、プレキャスト底版部材１０に代えて、現場打ちコンクリート１５で形成してもよい。

（ＰＣ版１１）
ＰＣ版１１はプレキャスト製であり、使用時に曲げに抵抗できるように、コンクリート版中にＰＣ鋼材１２を配置・埋設し、プレテンション方式又はポストテンション方式により、下縁にプレストレス（圧縮応力）を導入したものである。ＰＣ鋼材１２は、ＰＣ版１１の両端面から長さ方向にはみ出したはみ出し部１３を有し、はみ出し部１３のはみ出し長は例えば３０～１００ｍｍである。

ＰＣ版１１には複数のジベル鉄筋１４の基部が埋設され、ジベル鉄筋１４の作用部はＰＣ版１１の上面から上方へ突設している。また、ＰＣ版１１の上面及び断面は粗面仕上げされている。
ＰＣ版１１は、その両端部がハンチ３の横面４に載置され、その両端面が接合部の縦面５に例えば５０～１５０ｍｍの間隔をおいて対峙し、同間隔にはみ出し部１３が収まる。また、同載置時に、定着鉄筋８は、ＰＣ版１１に形成されている貫通孔を通ってＰＣ版１１の上に突出する。

（現場打ちコンクリート１５）
現場打ちコンクリート１５は、ＰＣ版１１の上面に接するだけでなく、前記縦面５とＰＣ版１１の端面との間に回り込んで打設形成されている。頂版の厚さは５００～２５００ｍｍであり、そのうち、ＰＣ版１１の厚さは１００～５００ｍｍ、現場打ちコンクリート１５の厚さは４００～２０００ｍｍである。

現場打ちコンクリート１５は、ＰＣ版１１の上方でジベル鉄筋１４の主要部を埋設してこれに付着し、前記回り込んだＰＣ版１１の端面側でＰＣ鋼材１２のはみ出し部１３を埋設してこれに付着し、さらにＰＣ版１１の粗面仕上げされた上面及び端面に食い込むことにより、ＰＣ版１１に対して強固に接合し一体化している。

現場打ちコンクリート１５は、定着鉄筋８及び拡径部９を埋設してこれらに付着し、左右２つのプレキャスト側壁部材２の機械式継手６に接続され架設された連続鉄筋１６を埋設してこれに付着することにより、プレキャスト側壁部材２に対して強固に接合し一体化している。

以上のように構成された実施例のボックスカルバート１は、プレキャスト側壁部材２とプレキャスト底版部材１０とＰＣ版１１とを施工現場に運搬し、施工現場で次のように組み立てられる。なお、複数のボックスカルバートを路長方向に連結して水路、道路等を形成することについては、公知の通りである。

（１）まず、図２に示すように、左右２つのプレキャスト側壁部材２の下部間にプレキャスト底版部材１０を接続する。
（２）次に、図３，４に示すように、ＰＣ版１１をハンチ３に載置して架設する。
（３）次に、図５～７に示すように、機械式継手６に連続鉄筋１６を接続する。このとき、ＰＣ版１１は作業足場代わりとして利用できる。
（４）次に、図８，９に示すように、ＰＣ版１１の上に現場打ちコンクリート１５を打設する。このとき、ＰＣ版１１は型枠の一部として機能し、ＰＣ版１１はハンチ３に支持されているので、型枠支保工が不要である。

本実施例によれば、次の作用効果が得られる。
・ＰＣ鋼材１２をＰＣ版１１の端面側で現場打ちコンクリート１５の付着に関与させて、ＰＣ版１１と現場打ちコンクリート１５との強固な一体化を図ることができる。
・定着鉄筋８により、打設前はＰＣ版１１の抜け・外れを防止することができ、打設後は現場打ちコンクリート１５との強固な一体化を図ることができる。
・ＰＣ版１１の粗面仕上げされた上面及び端面により、現場打ちコンクリート１５との付着性を高めることができる。
・接合部に重ね継手が無いため、品質が安定し、日本道路協会「道路橋示方書」に沿う。
・重ね継手のための複雑な配筋が不要となり、施工性や労働者の安全性が向上する。
・現場作業減少による騒音振動の縮小、型枠廃材物の減少により、環境面への負荷も抑えることができる。
・現場打ちコンクリート１５及び土被り荷重に抵抗できるだけのプレストレスを導入できるＰＣ版１１を使用したことにより、ＲＣ部材に比べてより長いスパンを確保することができ、カルバートの幅規格を広げることも可能となる。また、部材のひび割れ復元性があり、高耐久の構造物となる。

［実施例２］
図１０に示す実施例２は、ハンチを両側に有するプレキャスト中間壁部材２２等を加えて、大型の２連ボックスカルバート２１を構築した点において、実施例１と相違するものであり、その他は実施例１と共通である。実施例２によっても、実施例１の作用効果と同様の作用効果が得られる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、発明の趣旨から逸脱しない範囲で適宜変更して具体化することができる。

１ ボックスカルバート
２ プレキャスト側壁部材
３ ハンチ
４ 横面
５ 縦面
６ 機械式継手
７ 補強鉄筋
８ 定着鉄筋
９ 拡径部
１０ プレキャスト底版部材
１１ ＰＣ版
１２ ＰＣ鋼材
１３ はみ出し部
１４ ジベル鉄筋
１５ 現場打ちコンクリート
１６ 連続鉄筋
２１ ボックスカルバート
２２ プレキャスト中間壁部材

Claims (3)

1. ＰＣ鋼材（１２）が埋設されたＰＣ版（１１）と、
   ＰＣ版（１１）の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリート（１５）とを含むコンクリート構造物において、
   ＰＣ版（１１）の端面からはみ出したＰＣ鋼材（１２）のはみ出し部（１３）が、ＰＣ版（１１）の端面側に回り込んだ現場打ちコンクリート（１５）に埋設されていることを特徴とするコンクリート構造物。
2. Ｌ字状をなす横面（４）及び縦面（５）を有するプレキャスト部材（２）と、
   ＰＣ鋼材（１２）が埋設されたＰＣ版（１１）であって、前記横面（４）にＰＣ版（１１）の端部が載置され、前記縦面（５）にＰＣ版（１１）の端面が対峙したＰＣ版（１１）と、
   ＰＣ版（１１）の上面に接して打設形成された現場打ちコンクリート（１５）とを含むコンクリート構造物において、
   ＰＣ版（１１）の端面からはみ出したＰＣ鋼材（１２）のはみ出し部（１３）が、前記縦面（５）とＰＣ版（１１）の端面との間に回り込んだ現場打ちコンクリート（１５）に埋設されていることを特徴とするコンクリート構造物。
3. プレキャスト部材（２）から突出した鉄筋（８，１６）が、現場打ちコンクリート（１５）に埋設されている請求項２記載のコンクリート構造物。

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