JP2022178913A - 緊張材の定着構造 - Google Patents

Abstract

【課題】緊張材の緊張に伴う圧力の集中を避け、ひび割れ等の発生を防止できる緊張材の定着構造等を提供する。【解決手段】定着構造は、鉛直緊張材４ａの通される箱桁橋の下床版１２の下面に配置され、鉛直緊張材４ａの端部が挿通されるUHPFRC製の補強板３と、補強板３の下面に配置され、鉛直緊張材４ａの端部を定着する定着具６と、を有し、鉛直緊張材４ａの緊張に伴う圧力が高強度の補強板３により分散して面的に下床版１２に伝達される。【選択図】図３

Description

本発明は、緊張材の定着構造に関する。

箱桁橋の補強を目的として、外ケーブルの緊張による橋軸方向のプレストレスを箱桁に導入することがある。外ケーブルの緊張に伴う反力は、箱桁の橋軸方向の端部で負担させる場合もあるが、箱桁橋の設置状況等によっては、特許文献１のように箱桁内部にブロックを固定し、このブロックで負担させる場合もある。

特許第3754981号公報

ブロックの固定に関しては、ブロックが上記の反力を負担し得るように、ブロックとその固定対象である箱桁に緊張材を挿通し、緊張材の緊張によるプレストレスをブロックに導入してブロックを箱桁に緊結固定することが考えられる。

ただしこの場合、緊張材に対応する部位で箱桁に圧力が集中するため、箱桁の当該部位が圧力に耐えられず、箱桁にひび割れが生じるおそれがある。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、緊張材の緊張に伴う圧力の集中を避け、ひび割れ等の発生を防止できる緊張材の定着構造等を提供することである。

前述した目的を達成するための本発明は、緊張材の通される対象物の表面に配置され、前記緊張材の端部が挿通されるUHPFRC製の補強板と、前記補強板の表面に配置され、前記緊張材の端部を定着する定着具と、を有することを特徴とする緊張材の定着構造である。

本発明では、UHPFRC（Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete；超高性能繊維補強コンクリート）からなる高強度の補強板を対象物の表面に設け、補強板の表面の定着具によって緊張材の端部を定着することで、緊張材の緊張に伴う圧力が補強板により分散して面的に対象物に伝達される。そのため、圧力集中による対象物のひび割れ等の損傷が防止される。また緊張材は補強板の表面で定着具により定着するので、補強板に定着のための細工を施す必要がなく、補強板の製作が容易である。

前記緊張材の別の端部が、前記対象物の前記補強板と反対側の面に配置された固定物に定着され、前記固定物が前記緊張材により前記対象物に緊結固定されることが望ましい。前記対象物は例えば箱桁橋の箱桁であり、前記固定物は、例えば前記箱桁橋の外ケーブルの緊張に伴う反力を負担するブロックである。
これにより、本発明の定着構造を、固定物にプレストレスを導入して対象物に緊結固定する際に用いることができる。特に、箱桁橋の外ケーブルの緊張に伴う反力を負担するブロックを箱桁に緊結固定する際に用いることで、箱桁のひび割れ等の発生を防止できる。

本発明によれば、緊張材の緊張に伴う圧力の集中を避け、ひび割れ等の発生を防止できる緊張材の定着構造等を提供できる。

箱桁橋１を示す図。 箱桁橋１を示す図。 鉛直緊張材４ａの定着部分を示す図。 定着構造の他の適用例を示す図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る定着構造を有する箱桁橋１について、橋軸直交方向の断面を示す図である。図２は箱桁橋１の橋軸方向の断面を示す図である。

箱桁橋１は、複数の箱桁１０を橋軸方向に接続し、これらの箱桁１０に橋軸方向のプレストレスを導入することで構築されたPC箱桁橋である。箱桁１０は、上床版１１、下床版１２、隔壁１３、側壁１４等を有する。橋軸方向のプレストレスは、図示しないPCケーブル等の緊張材を緊張することで導入される。

本実施形態では、既設の箱桁橋１に橋軸方向の外ケーブルＣを増設して補強を行うものとし、外ケーブルＣの緊張に伴う反力を負担するブロック２が箱桁橋１の下床版１２等に緊結固定される。ブロック２には、外ケーブルＣの一方の端部を緊張したうえで定着する。外ケーブルＣの他方の端部は、横桁（不図示）など箱桁橋１の他の躯体部分に定着される。あるいは、箱桁橋１に上記のブロック２と同様に緊結固定したブロックに定着することも可能である。

ブロック２は、略直方体状の鉄筋コンクリート部材であり、下床版１２の上面に載置して、隔壁１３に当接するように配置される。ブロック２は隔壁１３の両側に一対配置される。ブロック２には、外ケーブルＣを通すためのシース５が橋軸方向に埋設される。

ブロック２（固定物）は、補強板３や緊張材４等を用いて箱桁橋１の下床版１２（対象物）や隔壁１３に緊結固定される。

補強板３は、下床版１２の下面（ブロック２と反対側の面）に当接するように配置される矩形状の板材であり、UHPFRC（Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete；超高性能繊維補強コンクリート）により形成される。UHPFRCは、鋼繊維等の補強繊維を含有することで強度を向上させたコンクリートであり、本実施形態では圧縮強度を60(N/mm^２)以上200(N/mm^２)以下、引張強度を4(N/mm^２)以上15(N/mm^２)以下とする。ただし、圧縮強度や引張強度がこれに限ることはない。

緊張材４は、ブロック２を箱桁橋１の下床版１２や隔壁１３に緊結固定するために用いられる。緊張材４には、鉛直方向に配置されるものと、水平方向に配置されるものがあり、前者を鉛直緊張材４ａ、後者を水平緊張材４ｂと呼ぶ。これらの緊張材４には例えばPC鋼棒が用いられるが、これに限ることはない。

鉛直緊張材４ａは、ブロック２、下床版１２、および補強板３を鉛直方向に貫通するように設けられる。鉛直緊張材４ａの下端部は補強板３の下面に定着され、上端部（別の端部）はブロック２の上面に定着される。

図３は鉛直緊張材４ａの定着部分を示す図である。鉛直緊張材４ａは、ブロック２、下床版１２、および補強板３に形成された挿通孔（不図示）に通して配置される。

鉛直緊張材４ａは、緊張力が導入された状態で、上端部が定着具６によりブロック２の上面に定着され、下端部が定着具６により補強板３の下面に定着される。本実施形態では、隔壁１３の両側のブロック２に通された複数の鉛直緊張材４ａの下端部が、１枚の補強板３の下面で定着される。ブロック２、補強板３、鉛直緊張材４ａおよび定着具６は本実施形態の定着構造を構成する。

定着具６はブロック２や補強板３の表面に配置され、例えばアンカープレート６１、ワッシャ６２、ナット６３等を有する。鉛直緊張材４ａの上下の端部にはネジが設けられ、当該端部をアンカープレート６１の貫通孔（不図示）に貫通させ、アンカープレート６１から突出する鉛直緊張材４ａの突出部分にナット６３を締め込むことで、鉛直緊張材４ａの端部がブロック２や補強板３の表面に定着される。ワッシャ６２はアンカープレート６１とナット６３の間に配置される。

鉛直緊張材４ａの上端部（固定端）を定着具６によりブロック２の上面に定着した状態で、補強板３に挿通された鉛直緊張材４ａの下端部（緊張端）にナット６３を締め込むことで、鉛直緊張材４ａを緊張したうえでその下端部を補強板３の下面に定着することができ、これによりブロック２が下床版１２に緊結固定される。この際、箱桁橋１の下床版１２に関しては、鉛直緊張材４ａの緊張に伴う圧力が補強板３により分散して伝達され、圧力集中による下床版１２のひび割れ等の損傷が防止される。補強板３の厚さ等は、事前の解析により下床版１２に有害な応力（引張応力）が発生しないように設定される。

なお、鉛直緊張材４ａの固定端と緊張端は逆でもよい。また、鉛直緊張材４ａの緊張後には、アンカープレート６１に設けた注入孔（不図示）を介して補強板３、下床版１２、およびブロック２の前記した挿通孔に充填材（不図示）が充填され、定着具６には図示しないグラウトキャップ等も設けられる。

水平緊張材４ｂは、隔壁１３および隔壁１３の両側のブロック２に形成された水平方向の挿通孔に通され、鉛直緊張材４ａと同様、緊張力を導入した状態で、その両端部が定着具によりブロック２の側面に定着される。これによりブロック２に水平方向のプレストレスを導入し、箱桁橋１の下床版１２だけでなく隔壁１３にも緊結固定できる。

このように、本実施形態では、UHPFRC製の高強度の補強板３を箱桁橋１の下床版１２の下面に設け、補強板３の表面の定着具６によって鉛直緊張材４ａの端部を定着することで、鉛直緊張材４ａの緊張に伴う圧力が補強板３により分散して面的に下床版１２に伝達される。そのため、圧力集中による下床版１２のひび割れ等の損傷が防止される。

また本実施形態では、鉛直緊張材４ａを補強板３の表面で定着具６により定着するので、補強板３には鉛直緊張材４ａの定着のため特別な細工を施す必要がなく、補強板３の製作が容易である。またUHPFRC製の補強板３は、鋼製の補強板とは異なり外部に露出しても劣化が少なく、メンテナンスの負担も軽減される。

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば定着具６は前記したものに限らず、既知のくさび式の定着具を用いることも可能である。

また本実施形態の定着構造は、箱桁橋１の下床版１２に鉄筋コンクリート製のブロック２を緊結固定するために用いられるが、固定物やその固定位置はこれに限らず、箱桁橋１の各躯体部分に各種の固定物を緊結固定する際に用いることができる。また、固定物が鉄筋コンクリート製のものに限ることもない。

例えば本実施形態の定着構造は、鋼製の落橋防止装置を箱桁橋１に緊結固定する際にも用いることができ、鉛直緊張材４ａの下端部を下床版１２の下面に設けた落橋防止装置に定着し、上端部を下床版１２の上面に設けた補強板３の表面に定着することも可能である。

また本実施形態の定着構造は、固定物を箱桁橋１に緊結固定するものに限ることもなく、その他の橋梁、あるいは橋梁以外の構造体に固定物を緊結固定する際にも用いることができる。

さらに、本実施形態の定着構造は、固定物を構造体に緊結固定する際に用いるものにも限らず、例えば図４に示すように、地盤２０（対象物）内に通され、一方の端部が地盤２０内に固定されたグラウンドアンカー４’（緊張材）についても適用できる。この場合、グラウンドアンカー４’の他方の端部を緊張し、地表面に配置した補強板３の表面で定着具６により定着すればよい。

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１：箱桁橋
２：ブロック
３：補強板
４：緊張材
４’：グラウンドアンカー
４ａ：鉛直緊張材
４ｂ：水平緊張材
６：定着具
１２：下床版

Claims (3)

1. 緊張材の通される対象物の表面に配置され、前記緊張材の端部が挿通されるUHPFRC製の補強板と、
   前記補強板の表面に配置され、前記緊張材の端部を定着する定着具と、
   を有することを特徴とする緊張材の定着構造。
2. 前記緊張材の別の端部が、前記対象物の前記補強板と反対側の面に配置された固定物に定着され、
   前記固定物が前記緊張材により前記対象物に緊結固定されることを特徴とする請求項１記載の緊張材の定着構造。
3. 前記対象物が箱桁橋の箱桁であり、
   前記固定物が、前記箱桁橋の外ケーブルの緊張に伴う反力を負担するブロックであることを特徴とする請求項２記載の緊張材の定着構造。

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