JP2023118410A - 上下接合部の剛結構造、橋脚、上下接合部の剛結構造構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】過密鉄筋とならず、短期間で施工ができ、品質や構造上の弱点とならず、橋梁の上部構造と下部構造とを剛結することができる上下接合部の剛結構造、それに用いる橋脚、及び上下接合部の剛結構造構築方法を提供する。【解決手段】橋梁Ｂ１の上部構造３と下部構造２とを剛結する上下接合部の剛結構造１において、上部構造３は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁３０と、プレキャスト鉄筋コンクリート製又は現場打ちの定着ブロック３１と、を備え、下部構造２は、主桁３０の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった頂部２１と、側面から橋軸方向Ｘに突設されて前記主桁を載置する主桁受け台２２と、を備え、定着ブロック３１と頂部２１とを、橋軸方向Ｘに沿った橋軸方向緊張材７でプレストレスを掛けて緊結するとともに、定着ブロック３１と主桁３０とを、橋軸直角方向Ｙに沿った横締め緊張材８でプレストレスを掛けて緊結する。【選択図】図１

Description

本発明は、橋梁の上部構造と下部構造とを剛結する上下接合部の剛結構造、その橋脚、及び上下接合部の剛結構造構築方法に関する。

従来の２点支承の連結桁構造に対しては、出願人は、特許文献１に記載のプレキャスト横桁とプレキャスト縦桁とを備えた橋梁を提案した。

特許文献１に記載の橋梁は、下部構造物４上に橋軸直角方向視で１点の支承装置５を介して橋軸直角方向に延長するようにプレキャスト横桁１を設け、プレキャスト横桁１は、橋軸直角方向に連続すると共に橋軸方向に張り出す縦桁支承フランジ６を備え、間隔をおいて対抗する前記プレキャスト横桁１の縦桁支承フランジ６の上に渡って、プレキャスト縦桁２が並列に複数架設され、各プレキャスト縦桁２の端部に亘って打設されたコンクリート８により、プレキャスト横桁１と各プレキャスト縦桁２の端部とが一体化されている（特許文献１の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１２］～［００１６］、図面の図１等参照）。

このように、特許文献１に記載の橋梁は、プレキャスト横桁１を設けることで橋桁と橋脚との間の高価な支承の数を削減して、コストを削減するとともに、工期を短縮することができるものであった。しかし、橋梁の上部構造と下部構造を剛結してラーメン構造化することで、さらなる支承数の低減を達成するとともに、橋梁全体での耐震性能の向上、及び維持管理性の向上を図ることが求められている。

しかし、連結桁のラーメン構造化においては、橋梁の上部構造と下部構造を剛結する上下接合部に対して次のような問題があった。（１）剛結部となる上下接合部は、過密配筋となるため、橋脚の鉛直方向鉄筋と主桁の橋軸方向鉄筋の接合構造が複雑となるという問題。（２）上下接合部が過密配筋で施工方法も煩雑となり、施工に時間を要するという問題。（３）従来の上下接合部の構造では、主桁と橋脚の水平打継面と主桁同士の鉛直打継面とが、ともに鉄筋継手となり、品質や構造上の弱点となるおそれが高いという問題があった。

また、プレストレスをかけてＰＣａＰＣ桁と橋脚を接合する技術としては、例えば、特許文献２に、ＰＣａ橋脚（プレキャストコンクリート柱３）の頭部に、梁載置用顎８を備えたプレキャスト鉄筋コンクリート製の橋脚頂部部材（橋台梁４）が緊結され、梁載置用顎８間にはプレキャストコンクリート桁５、６が支承１０を介して架設され、前記橋台梁４の梁載置用顎８に載置されたプレキャストコンクリート桁５、６の端部が、梁載置用顎８を貫通した下部緊張材１１と上部緊張材１２とにより橋脚頂部部材（橋台梁４）に緊結された橋脚が開示されている（特許文献２の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１２］～［００１４］、図面の図１～図５等参照）。

さらに、特許文献３には、多径間に設置された複数の橋脚１上に架設された橋桁（桁橋４）を連結する構造であって、橋脚１上に凸型柱頭３が一体的に設けられ、凸型柱頭３の両側に設置された橋桁（桁橋４）を、凸型柱頭３を貫通したＰＣ鋼材８で連結し、ＰＣ鋼材８を緊張定着することによってプレストレスを付与して凸型柱頭３と桁橋４とを一体的に剛結した橋梁が開示されている（特許文献３の特許請求の範囲の請求項１、明細書の段落［００１２］～［００１４］、図面の図１～図５等参照）。

しかし、特許文献２に記載の橋梁は、硬質ゴムなどからなる支承１０を橋桁と橋脚の橋脚頂部部材（橋台梁４）との間に介装するものであり、特許文献３に記載の橋梁は、橋脚１上に支承７を介して橋桁（桁橋４）を載置するものであった。このため、特許文献２及び３に記載の橋梁は、いずれも支承の数が減るものでもなく、それらの支承を定期的に点検したり交換したりする必要があり、維持管理性の向上につながるものではなかった。また、支承を介して剛結するものであり、橋梁全体での耐震性能の向上に資するものでもなかった。

さらに、特許文献３に記載の橋梁は、橋脚１の上部が凸型柱頭３となっており、鉛直方向に延びる主筋の定着処理が煩雑となり、上下接合部のさらなる過密配筋が予想され、実現するのが困難であるという問題もあった。

特許第５３６７２９７号公報 特開２００１－１７２９１３号公報 特許第５５３９５５４号公報

そこで、本発明は、前述した問題に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、過密鉄筋とならず、短期間で施工ができ、品質や構造上の弱点とならず、橋梁の上部構造と下部構造とを剛結することができる上下接合部の剛結構造、それに用いる橋脚、及び上下接合部の剛結構造構築方法を提供することにある。

請求項１に係る上下接合部の剛結構造は、橋梁の上部構造と下部構造とを剛結する上下接合部の剛結構造であって、前記上部構造は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁と、プレキャスト鉄筋コンクリート製又は現場打ちの定着ブロックと、を備え、前記下部構造は、前記主桁の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった頂部と、側面から橋軸方向に突設されて前記主桁を載置する主桁受け台と、を備え、前記定着ブロックと前記頂部とが、橋軸方向に沿った橋軸方向緊張材でプレストレスを掛けて緊結されるとともに、前記定着ブロックと前記主桁とが、橋軸直角方向に沿った横締め緊張材でプレストレスを掛けて緊結され、上下接合部が緊張材で２方向にプレストレスを掛けて一体化されて剛結されていることを特徴とする。

請求項２に係る上下接合部の剛結構造は、請求項１に係る上下接合部の剛結構造において、前記定着ブロックと前記頂部との接合面には、いずれか一方に凸部が形成され、他方にこの凸部と嵌合する凹部が形成されて橋軸方向せん断キーが形成されていることを特徴とする。

請求項３に係る上下接合部の剛結構造は、請求項１又は２に係る上下接合部の剛結構造において、前記定着ブロックと前記主桁との接合面及び／又は前記定着ブロック同士の接合面には、一方に凸部が形成され、他方にこの凸部と嵌合する凹部が形成されて橋軸直角方向せん断キーが形成されていることを特徴とする。

請求項４に係る上下接合部の剛結構造は、請求項１ないし３のいずれかに係る上下接合部の剛結構造において、前記定着ブロックと前記頂部とは、橋軸方向に沿った前記橋軸方向緊張材が上下複数段に亘って設けられ、上段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスが付与され、下段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスが付与されていないことを特徴とする。

請求項５に係る上下接合部の剛結構造は、請求項１ないし４のいずれかに係る上下接合部の剛結構造において、前記桁受け台の上面には、上方に突出する接合鋼材が設けられ、前記桁受け台と前記定着ブロックとが、前記接合鋼材を介して一体化されていることを特徴とする。

請求項６に係る橋脚は、請求項１ないし５のいずれかに係る上下接合部の剛結構造を構成する橋脚であって、水平断面の断面積が減少せずに前記主桁の上面の高さまでそのまま立ち上がった頂部と、側面から突設され前記主桁を載置する主桁受け台と、を備えることを特徴とする。

請求項７に係る上下接合部の剛結構造構築方法は、橋梁のプレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁を有する上部構造と、橋脚を有する下部構造とを剛結する上下接合部の剛結構造を構築する上下接合部の剛結構造構築方法であって、前記主桁の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった頂部と、側面から橋軸方向に突設されて前記主桁を載置する主桁受け台と、を備える前記橋脚を複数構築する橋脚構築工程と、複数の前記主桁受け台同士に前記主桁を架け渡して架設する主桁架設工程と、プレキャスト鉄筋コンクリート製の定着ブロックを前記主桁受け台上に載置又は前記主桁受け台上の型枠内に現場打ちでコンクリートを打設して定着ブロックを構築する定着ブロック設置工程と、前記定着ブロックと前記頂部とを、橋軸方向に沿った橋軸方向緊張材でプレストレスを掛けて緊結するとともに、前記定着ブロックと前記主桁とを、橋軸直角方向に沿った横締め緊張材でプレストレスを掛けて緊結する緊結工程と、を備えることを特徴とする。

請求項８に係る上下接合部の剛結構造構築方法は、請求項７に係る上下接合部の剛結構造構築方法において、前記緊結工程では、前記定着ブロックと前記頂部との接合面に、いずれか一方に凸部を形成し、他方にこの凸部と嵌合する凹部を形成して橋軸方向せん断キーを形成して緊結することを特徴とする。

請求項９に係る上下接合部の剛結構造構築方法は、請求項７又は８に係る上下接合部の剛結構造構築方法において、前記緊結工程では、前記定着ブロックと前記主桁との接合面に、いずれか一方に凸部を形成し、他方にこの凸部と嵌合する凹部を形成し、橋軸直角方向せん断キーを形成して緊結することを特徴とする。

請求項１０に係る上下接合部の剛結構造構築方法は、請求項７ないし９のいずれかに係る上下接合部の剛結構造構築方法において、前記緊結工程では、前記定着ブロックと前記頂部とを、橋軸方向に沿った上下複数段の橋軸方向緊張材で緊結し、上段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスを付与し、下段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスを付与しないことを特徴とする。

請求項１１に係る上下接合部の剛結構造構築方法は、請求項７ないし１０のいずれかに係る上下接合部の剛結構造構築方法において、前記桁受け台の上面に、上方に突出する接合鋼材を設け、前記定着ブロック設置工程では、前記桁受け台と前記定着ブロックを前記接合鋼材で連結して一体化することを特徴とする。

請求項１～１１に係る発明によれば、従来の連結桁の構造では、過密鉄筋となっていた上下接合部が過密鉄筋とならない。また、現場外で製造したプレキャスト部材を緊結するだけで接合できるので、現場での施工が短時間で完了することができる。さらに、過密鉄筋とならず、従来の鉄筋継手で接合するのと相違して天候に左右されない工場内でコンクリートを適切に締固めして充填することができるので、上下接合部が橋梁の品質や構造上の弱点とならず、極めて高品質なものとすることができる。

特に、請求項２及び請求項８に係る発明によれば、橋軸方向せん断キーを設けるので、上下接合部及び橋梁全体の橋軸方向のせん断力対抗力が向上する。

特に、請求項３及び請求項９に係る発明によれば、橋軸直角方向せん断キーを設けるので、上下接合部及び橋梁全体の橋軸直角方向のせん断力対抗力が向上する。

特に、請求項４及び請求項１０に係る発明によれば、下段の橋軸方向緊張材にはプレストレスを付与しないので、常時の負曲げ応力を作用させるような無駄なプレストレスをかけずに上下接合部と下部構造の頂部を緊結して剛結することができる。

特に、請求項５及び請求項１１に係る発明によれば、桁受け台と定着ブロックを接合鋼材で連結して一体化するので、上下接合部をさらに耐久性の高いものとすることができる。

本発明の第１実施形態に係る上下接合部の剛結構造を、主桁を鉛直に切断して示す部分拡大斜視図ある。 同上の剛結構造を橋軸直角方向Ｙに沿って見た側面図である。 図２のＡ－Ａ線切断鉛直断面図である。 図２のＢ－Ｂ線切断水平断面図である。 本実施形態に係る剛結構造の橋脚のみを示す斜視図である。 図３のＡ－Ａ線切断鉛直断面図に相当する第２実施形態に係る剛結構造を示す鉛直断面図である。 図３のＡ－Ａ線切断鉛直断面図に相当する第３実施形態に係る剛結構造を示す鉛直断面図である。 本実施形態に係る剛結構造構築方法の主桁架設工程を示す工程説明図である。 同上の剛結構造構築方法の定着ブロック設置工程を示す工程説明図である。

以下、本発明に係る上下接合部の剛結構造及び上下接合部の剛結構造構築方法の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

＜上下接合部の剛結構造＞
［第１実施形態］
図１～図５を用いて、本発明の第１実施形態に係る橋梁の上部構造と下部構造とを剛結する上下接合部の剛結構造１（以下、単に剛結構造１ともいう）について説明する。本実施形態では、上部構造３の主桁３０としてＴ桁のＰＣａＰＣ桁を例示し、下部構造２として橋脚２０を例示して説明する。図１は、本発明の実施形態に係る上下接合部の剛結構造１を、主桁３０を鉛直に切断して示す部分拡大斜視図であり、図２は、本実施形態に係る上下接合部の剛結構造１を橋軸直角方向Ｙに沿って見た側面図である。また、図３は、図２のＡ－Ａ線切断鉛直断面図であり、図４は、図２のＢ－Ｂ線切断水平断面図である。なお、図中のＸ方向は、橋軸方向Ｘであり、Ｙ方向は、橋軸直角方向Ｙであり、Ｚ方向は、上下方向を示している。

図１～図４に示すように、上下接合部の剛結構造１を備えた橋梁Ｂ１は、下部構造である現場打ちの鉄筋コンクリート製の複数の橋脚２０と、これらの橋脚２０同士の間に架設された上部構造３である主桁３０と、を備えている。そして、橋脚２０と主桁３０との接合部が上下接合部４（上下部接合部）であり、この上下接合部４は、設計強度の範囲内の応力では直交する主桁３０と橋脚２０との接合角度が角度変形しないように剛結（剛接合）された剛結構造１となっている。

（下部構造）
下部構造２は、現場打ちの鉄筋コンクリート製のＲＣ橋脚２０からなる。勿論、下部構造２は、図示しない橋台であってもよいことは云うまでない。

図５は、本実施形態に係る橋脚２０のみを示す斜視図である。図５，図２に示すように、ＲＣ橋脚２０は、主桁３０の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった頂部２１と、両側面から橋軸方向Ｘに張り出して突設されて主桁３０を載置する主桁受け台２２と、を備えている。

図５に示すように、頂部２１は、橋脚２０の本体部分と橋軸方向Ｘに沿った奥行Ｄ１及び橋軸直角方向Ｙに沿った幅Ｗ１が変化せずにそのまま立ち上がっている。このため、橋脚２０の鉛直方向に沿って配置される主筋が、折り曲げることなくそのまま頂部２１まで延長して配筋することができる。

また、頂部２１の橋軸方向Ｘの端部となる両側面には、側面から橋軸方向Ｘに突出する台形状の凸部２３が形成されている。この凸部２３は、後述の定着ブロック３１の凹部３３と協働して、定着ブロック３１と頂部２１との接合面（境界面）に形成された橋軸方向せん断キー５として機能する。

そして、頂部２１には、後述の橋軸方向緊張材７を挿通するための橋軸方向Ｘに貫通する図示しない上下２段の貫通孔が形成されている（図２等参照）。

それに加え、主桁受け台２２には、主桁受け台２２の上面から上方に突出する接合鋼材２４が突設されている。この接合鋼材２４は、定着ブロック３１のコンクリート内に埋設されることにより、定着ブロック３１と橋脚２０とを接合して一体化する機能を有している。

（上部構造）
上部構造３は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁３０と、現場打ちの鉄筋コンクリート製の定着ブロック３１と、を備えている。後述のように、定着ブロック３１は、プレキャスト鉄筋コンクリート製とすることもできる。

主桁３０は、図１，図３に示すように、鉛直断面がＴ字形状を呈したＴ桁のＰＣａＰＣ桁（プレキャスト・プレストレストコンクリート製の桁）である。この主桁３０には、定着ブロック３１と接する境界面に断面台形状の凸部３２が形成されている。

定着ブロック３１は、図１～図４に示すように、直方体状の鉄筋コンクリート製のブロック体である。また、図２～図４に示すように、頂部２１と接する接合面（境界面）には、前述の凸部２３と係合する形状の凹部３３が形成され、主桁３０と接する接合面には、前述の凸部３２と係合する形状の凹部３４が形成されている。

図２～図４に示すように、頂部２１の凸部２３と定着ブロック３１の凹部３３とは、定着ブロック３１と頂部２１との接合面に形成された橋軸方向せん断キー５を構成する。凸部２３と凹部３３は、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、図２～図４に示すように、主桁３０の側面に突設された凸部３２と、定着ブロック３１の側面に形成された凹部３４とは、定着ブロック３１と主桁３０との接合面（境界面）に形成された橋軸直角方向せん断キー６として機能する。この凸部３２と凹部３４も、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、定着ブロック３１には、上下複数段（図示形態では、二段）に亘って後述の橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８を挿通するシース管３８が埋設されている（図９参照）。

なお、図１，図３に示すように、主桁３０と主桁３０との間には、両者を繋いで一体化する間詰めコンクリート３５が打設されている。

（橋軸方向緊張材）
前述の定着ブロック３１と橋脚２０の頂部２１とは、図２～図４に示すように、橋軸方向Ｘに沿った上下複数段（図示形態では、二段）に亘る複数本の橋軸方向緊張材７でプレストレスを掛けて緊結されて両端部の定着具７３で止め付けられている。本実施形態に係る橋軸方向緊張材７は、ＰＣ鋼材からなる。但し、本発明に係る橋軸方向緊張材は、ＰＣ鋼材に限られず、炭素繊維複合材ケーブルなど所定のプレストレスを導入することができる引張力を有した他の素材からなる緊張材とすることができる。

ここで、図２に示すように、上段の橋軸方向緊張材７１には、主桁３０と橋脚２０とを剛結できる所定のプレストレスが付与され、下段の橋軸方向緊張材７２にはプレストレスが付与されていない。常時の負曲げ応力を作用させるような無駄なプレストレスをかけずに上下接合部である主桁３０と緊結された定着ブロック３１と下部構造２の頂部２１を緊結して剛結することができるからである。但し、本発明に係る橋軸方向緊張材には、上下複数段全てにプレストレスをかけても構わない。なお、プレストレスが付与されていないとは、定着ブロック３１と頂部２１とが隙間なく密着する程度の緊張力はかけるが、それ以上のプレストレスとなる緊張力は付与しないことを指している。

（横締め緊張材）
また、主桁３０と定着ブロック３１とは、橋軸直角方向Ｙに沿った横締め緊張材８でプレストレスを掛けて互いにズレないように緊結されて両端部の定着具８３で止め付けられている。このため、前述のように、定着ブロック３１と頂部２１とが、橋軸方向緊張材７でプレストレスを掛けて緊結されていることにより、主桁３０と橋脚２０との接合角度が角度変形しないように剛結（剛接合）された剛結構造１となっている。

この横締め緊張材８も、図３に示すように、橋軸方向緊張材７と同様に上下複数段（図示形態では、二段）に亘って複数本設けられている。但し、横締め緊張材８は、上段の横締め緊張材８１にも、主桁３０と定着ブロック３１とを一体化するのに必要な所定のプレストレスが付与され、下段の横締め緊張材８２にも、同様のプレストレスが付与されている。主桁３０と定着ブロック３１とが、確実にズレないように一体化するためである。

このように、剛結構造１は、主桁３０の両端部、定着ブロック３１、及び頂部２１を含む上下接合部が、橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８により、２方向にプレストレスを掛けて一体化されて剛結されている。

［第２実施形態］
次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係る上下接合部の剛結構造１’（以下、単に剛結構造１’ともいう）について説明する。前述の第１実施形態に係る剛結構造１と相違する点は、主に、前述の定着ブロック３１と相違して、定着ブロック３１’がプレキャスト鉄筋コンクリート製であり、ＰＣａＰＣ製のＴ桁である主桁３０と一体となっている点である。よって、その点について説明し、同一構成は、同一符号を付し、説明を省略する。図７は、図３のＡ－Ａ線切断鉛直断面図に相当する第３実施形態の剛結構造１”を示す鉛直断面図である。

（上部構造）
第２実施形態に係る上部構造３’は、前述のプレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁３０と、プレキャスト鉄筋コンクリート製の定着ブロック３１’と、を備えており、これらがＰＣａＰＣ桁として一体成形されている。但し、主桁３０と定着ブロック３１’を一体とすると重量オーバーで運搬や揚重機で揚重できない場合は、後述の第３実施形態のように、主桁３０と定着ブロック３１’を別体のプレキャスト部材として現地で組み立てる構成としても構わない。

定着ブロック３１’は、前述の主桁３０と一体成形された直方体状の鉄筋コンクリート製のブロック体である。また、図６に示すように、定着ブロック３１’も、定着ブロック３１と同様に、前述の頂部２１と接する接合面（境界面）には、前述の凸部２３と係合する形状の凹部３３’が形成され、主桁３０と接する接合面には、前述の凸部３２と係合する形状の凹部３４’が形成されている。

図６に示すように、頂部２１の凸部２３と定着ブロック３１’の凹部３３’とは、定着ブロック３１’と頂部２１との接合面に形成された橋軸方向せん断キーを構成する。凸部２３と凹部３３’は、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、隣接する定着ブロック３１’同士を連結するために、定着ブロック３１’同士の接合面には、橋軸直角方向せん断キーが設けられている。この橋軸直角方向せん断キーは、図６に示すように、定着ブロック３１’の側面に設けられた凸部３６’と、この凸部３６’と係合する凹部３７’と、から構成されている。勿論、これらの凸部３６’と凹部３７’とも、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、定着ブロック３１’及び主桁３０には、上下二段に亘って前述の橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８を挿通するシース管３８が埋設されている（図９参照）。勿論、これらのシース管３８も、図示形態に限られず、前述の橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８の本数に併せて複数設けられていてもよ

［第３実施形態］
次に、図７を用いて、本発明の第３実施形態に係る上下接合部の剛結構造１”（以下、単に剛結構造１”ともいう）について説明する。前述の第２実施形態に係る剛結構造１’と相違する点は、主に、前述の定着ブロック３１’と相違して、ＰＣａＰＣ製のＴ桁である主桁３０と別体となっている点である。よって、その点について説明し、同一構成は、同一符号を付し、説明を省略する。図７は、図３のＡ－Ａ線切断鉛直断面図に相当する第３実施形態の剛結構造１”を示す鉛直断面図である。

（上部構造）
第３実施形態に係る上部構造３”は、前述のプレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁３０と、この主桁３０と別体となっているプレキャスト鉄筋コンクリート製の定着ブロック３１’と、を備えている。

定着ブロック３１”は、直方体状の鉄筋コンクリート製のブロック体である。また、図７に示すように、定着ブロック３１”も、定着ブロック３１と同様に、頂部２１と接する接合面（境界面）には、前述の凸部２３と係合する形状の凹部３３”が形成され、主桁３０と接する接合面には、前述の凸部３２と係合する形状の凹部３４”が形成されている。

図７に示すように、頂部２１の凸部２３と定着ブロック３１”の凹部３３”とは、定着ブロック３１”と頂部２１との接合面に形成された橋軸方向せん断キーを構成する。凸部２３と凹部３３”は、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、図７に示すように、主桁３０の側面に突設された凸部３２と、定着ブロック３１”の側面に形成された凹部３４”とは、定着ブロック３１”と主桁３０との接合面（境界面）に形成された橋軸直角方向せん断キーとして機能する。この凸部３２と凹部３４”も、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、第２実施形態に係る定着ブロック３１’と同様に、隣接する定着ブロック３１”同士を連結するために、定着ブロック３１”同士の接合面には、橋軸直角方向せん断キーが設けられている。この橋軸直角方向せん断キーは、図７に示すように、定着ブロック３１”の側面に設けられた凸部３６”と、この凸部３６”と係合する凹部３７”と、から構成されている。勿論、これらの凸部３６”と凹部３７”とも、凹凸が入れ替わっても成立することは云うまでもない。

また、定着ブロック３１”及び主桁３０には、上下二段に亘って前述の橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８を挿通するシース管３８が埋設されている（図９参照）。勿論、これらのシース管３８”も、図示形態に限られず、前述の橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８の本数に併せて複数設けられていてもよい。

＜上下接合部の剛結構造構築方法＞
次に、図５，図８，図９，図２を用いて、本発明の実施形態に係る上下接合部の剛結構造構築方法（以下、単に剛結構造構築方法ともいう）について説明する。前述の第１実施形態に係る剛結構造１を構築する場合で説明する。

（１．橋脚構築工程）
図５に示すように、先ず、本実施形態に係る剛結構造構築方法では、前述の本発明の実施形態に係る橋脚２０を構築する橋脚構築工程を行う。

本橋脚構築工程では、従来の橋脚と相違して主桁３０の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった前述の頂部２１を構築する。また、頂部２１の橋軸方向Ｘの端部となる両側面には、頂部２１の側面から橋軸方向Ｘに突出する台形状の凸部２３も構築する。そして、頂部２１には、前述の橋軸方向緊張材７を挿通する頂部２１を橋軸方向Ｘに貫通するシース管も設置する。

このとき、頂部２１は、橋脚２０の本体部分と奥行Ｄ１及び幅Ｗ１が変化せずにそのまま立ち上がっているため、橋脚２０の本体部分の鉛直方向の主筋をそのまま延長して立ち上げればよい。このため、従来の橋梁の上下接合部と相違して、頂部２１は、橋脚２０の主筋を曲げ加工する必要がなくなり、構造上の弱点とならない。

また、頂部２１は、従来の橋梁の上下接合部と相違して、主桁３０の主筋を延長して設ける必要がないため、構造が簡略化され過密配筋とならないため、その点でも構造上の弱点とならないだけでなく、配筋が容易で施工時間を短縮することができる。

それに加え、本橋脚構築工程では、従来の橋脚と相違して橋脚２０の本体部分の両側面から橋軸方向Ｘに張り出す主桁受け台２２も構築する。そして、主桁受け台２２には、その上面から上方に向け定着ブロック３１となる部分に突出する接合鋼材２４も突設する。

（２．主桁架設工程）
次に、図８に示すように、本実施形態に係る剛結構造構築方法では、前工程で構築した橋脚２０の複数の主桁受け台２２間に、前述の主桁３０を架設する主桁架設工程を行う。図８は、本実施形態に係る剛結構造構築方法の主桁架設工程を示す工程説明図である。

（３．定着ブロック設置工程）
次に、図９に示すように、本実施形態に係る剛結構造構築方法では、前述の定着ブロック３１を構築する定着ブロック設置工程を行う。図９は、本実施形態に係る剛結構造構築方法の定着ブロック設置工程を示す工程説明図である。

具体的には、前工程で架設した主桁３０の端部付近の前述の定着ブロック３１となる位置に、型枠を組み立て、その内部に所定の配筋を行って、現場打ちでコンクリートを打設する。このとき、前述の接合鋼材２４を埋設するように、定着ブロック３１の型枠を組み立てるとともに、主桁３０の凸部３２を埋設するように型枠を組み立て凹部３４を構築する。

また、橋軸方向緊張材７を挿通する上下複数段のシース管３８（図示せず）及び横締め緊張材８を挿通する上下複数段のシース管３８も設置する。

（４．緊結工程）
次に、本実施形態に係る剛結構造構築方法では、定着ブロック３１の型枠等を撤去して、打設したコンクリートが所定の強度が発現した後、前述の橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８を定着ブロック３１のシース管に挿通して配置する。そして、橋軸方向緊張材７及び横締め緊張材８に剛結に必要な緊張力を掛けて定着具７３及び定着具８３で止め付け、主桁３０と橋脚２０間及び主桁３０と定着ブロック３１間にポストテンション方式で所望のプレストレスを付与する（図２参照）。

但し、前述のように、上段の橋軸方向緊張材７１には、主桁３０と橋脚２０とを剛結できる所定のプレストレスを付与し、下段の橋軸方向緊張材７２には、主桁３０と橋脚２０とが密着する程度の緊張力しか付与しない。常時の負曲げ応力を作用させるような無駄なプレストレスをかけないためである。

本緊結工程が終了すると、本実施形態に係る剛結構造構築方法が完了し、剛結構造１が完成する（図１～図４参照）。

以上説明した本実施形態に係る剛結構造１～１”及び本実施形態に係る剛結構造構築方法によれば、従来過密鉄筋となっていた連結桁の上下接合部が過密鉄筋とならないだけでなく、現場外で製造したプレキャスト部材を緊結するだけで接合できるので、現場での施工が短時間で完了することができる。さらに、過密鉄筋とならず、従来の鉄筋継手で接合するのと相違して天候に左右されない工場内でコンクリートを適切に締固めして充填することができるので、上下接合部である頂部２１付近が橋梁Ｂ１の品質や構造上の弱点とならず、極めて高品質なものとすることができる。

また、剛結構造１～１”及びその剛結構造構築方法によれば、橋軸方向せん断キー５及び橋軸直角方向せん断キー６を設けるので、頂部２１付近の上下接合部及び橋梁Ｂ１全体のせん断力対抗力が向上する。

その上、剛結構造１～１”及びその剛結構造構築方法によれば、上段の橋軸方向緊張材７１には、主桁３０と橋脚２０とを剛結できる所定のプレストレスを付与し、下段の橋軸方向緊張材７２には、主桁３０と橋脚２０とが密着する程度の緊張力しか付与しないので、常時の負曲げ応力を作用させるような無駄なプレストレスを掛けないで済む。

以上、本発明の実施形態に係る、剛結構造１～１”及びその剛結構造構築方法について詳細に説明したが、前述した又は図示した実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたって具体化した一実施形態を示したものに過ぎない。よって、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。

１，１’，１”：剛結構造（上下接合部の剛結構造）
２：下部構造
２０：橋脚（下部構造）
２１：頂部
２２：主桁受け部
２３：凸部（橋軸方向せん断キー）
２４：接合鋼材
３：上部構造
３０：主桁
３１，３１’：定着ブロック
３２：凸部（橋軸直角方向せん断キー）
３３，３３’：凹部（橋軸方向せん断キー）
３４，３４’：凹部（橋軸直角方向せん断キー）
３５：間詰めコンクリート
３６’，３６”：凸部（橋軸直角方向せん断キー）
３７’，３７”：凹部（橋軸直角方向せん断キー）
３８：シース管
４：上下接合部
５：橋軸方向せん断キー
６：橋軸直角方向せん断キー
７：橋軸方向緊張材
７１：上段の橋軸方向緊張材（橋軸方向緊張材）
７２：下段の橋軸方向緊張材（橋軸方向緊張材）
７３：定着具
８：横締め緊張材
８１：上段の横締め緊張材（横締め緊張材）
８２：下段の横締め緊張材（横締め緊張材）
８３：定着具

Claims (11)

1. 橋梁の上部構造と下部構造とを剛結する上下接合部の剛結構造であって、
   前記上部構造は、プレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁と、プレキャスト鉄筋コンクリート製又は現場打ちの定着ブロックと、を備え、
   前記下部構造は、前記主桁の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった頂部と、側面から橋軸方向に突設されて前記主桁を載置する主桁受け台と、を備え、
   前記定着ブロックと前記頂部とが、橋軸方向に沿った橋軸方向緊張材でプレストレスを掛けて緊結されるとともに、前記定着ブロックと前記主桁とが、橋軸直角方向に沿った横締め緊張材でプレストレスを掛けて緊結され、上下接合部が緊張材で２方向にプレストレスを掛けて一体化されて剛結されていること
   を特徴とする上下接合部の剛結構造。
2. 前記定着ブロックと前記頂部との接合面には、いずれか一方に凸部が形成され、他方にこの凸部と嵌合する凹部が形成されて橋軸方向せん断キーが形成されていること
   を特徴とする請求項１に記載の上下接合部の剛結構造。
3. 前記定着ブロックと前記主桁との接合面及び／又は前記定着ブロック同士の接合面には、一方に凸部が形成され、他方にこの凸部と嵌合する凹部が形成されて橋軸直角方向せん断キーが形成されていること
   を特徴とする請求項１又は２に記載の上下接合部の剛結構造。
4. 前記定着ブロックと前記頂部とは、橋軸方向に沿った前記橋軸方向緊張材が上下複数段に亘って設けられ、上段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスが付与され、下段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスが付与されていないこと
   を特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の上下接合部の剛結構造。
5. 前記桁受け台の上面には、上方に突出する接合鋼材が設けられ、
   前記桁受け台と前記定着ブロックとが、前記接合鋼材を介して一体化されていること
   を特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の上下接合部の剛結構造。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の上下接合部の剛結構造を構成する橋脚であって、
   水平断面の断面積が減少せずに前記主桁の上面の高さまでそのまま立ち上がった頂部と、側面から突設され前記主桁を載置する主桁受け台と、を備えること
   を特徴とする橋脚。
7. 橋梁のプレキャスト鉄筋コンクリート製の主桁を有する上部構造と、橋脚を有する下部構造とを剛結する上下接合部の剛結構造を構築する上下接合部の剛結構造構築方法であって、
   前記主桁の上面の高さまで水平断面の断面積が上方でも減少せずにそのまま立ち上がった頂部と、側面から橋軸方向に突設されて前記主桁を載置する主桁受け台と、を備える前記橋脚を複数構築する橋脚構築工程と、
   複数の前記主桁受け台同士に前記主桁を架け渡して架設する主桁架設工程と、
   プレキャスト鉄筋コンクリート製の定着ブロックを前記主桁受け台上に載置又は前記主桁受け台上の型枠内に現場打ちでコンクリートを打設して定着ブロックを構築する定着ブロック設置工程と、
   前記定着ブロックと前記頂部とを、橋軸方向に沿った橋軸方向緊張材でプレストレスを掛けて緊結するとともに、前記定着ブロックと前記主桁とを、橋軸直角方向に沿った横締め緊張材でプレストレスを掛けて緊結する緊結工程と、を備えること
   を特徴とする上下接合部の剛結構造構築方法。
8. 前記緊結工程では、前記定着ブロックと前記頂部との接合面に、いずれか一方に凸部を形成し、他方にこの凸部と嵌合する凹部を形成して橋軸方向せん断キーを形成して緊結すること
   を特徴とする請求項７に記載の上下接合部の剛結構造構築方法。
9. 前記緊結工程では、前記定着ブロックと前記主桁との接合面に、いずれか一方に凸部を形成し、他方にこの凸部と嵌合する凹部を形成し、橋軸直角方向せん断キーを形成して緊結すること
   を特徴とする請求項７又は８に記載の上下接合部の剛結構造構築方法。
10. 前記緊結工程では、前記定着ブロックと前記頂部とを、橋軸方向に沿った上下複数段の橋軸方向緊張材で緊結し、上段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスを付与し、下段の前記橋軸方向緊張材にはプレストレスを付与しないこと
    を特徴とする請求項７ないし９のいずれかに記載の上下接合部の剛結構造構築方法。
11. 前記桁受け台の上面に、上方に突出する接合鋼材を設け、
    前記定着ブロック設置工程では、前記桁受け台と前記定着ブロックを前記接合鋼材で連結して一体化すること
    を特徴とする請求項７ないし１０のいずれかに記載の上下接合部の剛結構造構築方法。

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