JP2024037286A - 合成床版の接合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】各合成床版間の間詰め部に曲げモーメントが生じても間詰めコンクリートのひび割れの発生を抑制することのできる合成床版の接合構造を提供する。【解決手段】各合成床版１０間の間詰めコンクリート２０に、第１の鉄筋１２の端部側の上方への移動を規制するように間詰めコンクリート２０との間に抵抗力を生ずる補強部材１９を埋設したので、間詰めコンクリート２０に曲げモーメントが生じた場合でも、第１の鉄筋１２の端部側の立ち上がりを抑えることができる。これにより、第１の鉄筋１２の上方における間詰めコンクリート２０のひび割れの発生を効果的に抑制することができ、合成床版の接合部の耐久性を向上させることができる。【選択図】図９

Description

本発明は、例えば一般道や高速道路等の橋梁に用いられる合成床版の接合構造に関するものである。

従来、例えば橋梁の架設に用いられる合成床版として、工場で製作した鋼製の底板を現場で主桁上に固定し、底板上に鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより床版を構築するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような合成床版を用いた施工では、底板上に直接コンクリートを打設することができるので、型枠を用いる必要がなく、現場作業の効率化を図ることができる。しかしながら、現場で床版全体のコンクリートを打設する工法では、現場でのコンクリートの打設及び長い養生期間を必要とするため、工期の短縮を十分に図ることができなかった。

また、予め工場でコンクリートと一体に製作したプレキャスト合成床版を用いることにより、現場施工の効率化及び工期の短縮化を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この工法では、主桁上に合成床版を設置するとともに、互いに隣り合う合成床版の端面間に間詰めコンクリートを打設するようにしているが、合成床版間における荷重の伝達力を確保するために、合成床版の端面から間詰め部内に複数の鉄筋を延出させ、各鉄筋により合成床版と間詰めコンクリートとの結合強度を高めるようにしている。

特許第４１０６３１７号公報 特開２０２０－６３６１７号公報

ところで、前記プレキャスト合成床版の接合構造においては、各合成床版間の間詰め部に曲げモーメントが生ずると、各合成床版の端面から延出する鉄筋の重ね部においては、それぞれの鉄筋の端部側が水平状態から鋏のように立ち上がろうとする力が加わり、鉄筋の上方の間詰めコンクリートに水平方向に沿ったひび割れが発生するおそれがあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、各合成床版間の間詰め部に曲げモーメントが生じても間詰めコンクリートのひび割れの発生を抑制することのできる合成床版の接合構造を提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、鋼製の底板上に所定方向に延びる鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより形成される合成床版の底板の端部同士を連結するとともに、互いに隣り合う合成床版のコンクリートの端面間に前記鉄筋の端部側を配置し、前記コンクリートの端面間に間詰め材を充填することにより、合成床版同士を所定方向に接合する合成床版の接合構造において、前記間詰め材に埋設され、前記鉄筋の端部側の上方への移動を規制するように間詰め材との間に抵抗力を生ずる補強部材を備えている。

これにより、各合成床版間の間詰め材に鉄筋の端部側の上方への移動を規制するように間詰め材との間に抵抗力を生ずる補強部材が埋設されることから、間詰め材に曲げモーメントが生じた場合でも、鉄筋の端部側の立ち上がりが抑制される。

本発明によれば、間詰め材に曲げモーメントが生じた場合でも、間詰め材内の鉄筋の端部側の立ち上がりを抑えることができるので、鉄筋の上方における間詰め材のひび割れの発生を効果的に抑制することができ、合成床版の接合部の耐久性を向上させることができる。

本発明の第１の実施形態を示す合成床版の平面図 合成床版の要部平面図 合成床版の要部側面断面図 合成床版の接合工程を示す側面断面図 合成床版の接合工程を示す側面断面図 合成床版の接合工程を示す側面断面図 合成床版の接合工程を示す側面断面図 合成床版の接合状態を示す側面断面図 Ｘ－Ｘ線矢視方向断面図 第１の実施形態の変形例を示すＸ－Ｘ線矢視方向断面図 本発明の第２の実施形態を示す合成床版の接合部の側面断面図 Ｙ－Ｙ線矢視方向断面図 第２の実施形態の変形例を示すＹ－Ｙ線矢視方向断面図

図１乃至図９は本発明の第１の実施形態を示すもので、例えば一般道や高速道路等の橋梁に用いられる合成床版を示すものである。

同図に示す合成床版１０は、主桁１上に設置されるとともに、他の合成床版１０と橋軸方向に接合されることにより架設される。

合成床版１０は、床版本体の底面をなす鋼製の底板１１と、橋軸方向に延びる配力筋としての複数の第１の鉄筋１２と、橋軸直角方向に延びる主鉄筋としての複数の第２の鉄筋１３と、底板１１上に固定された複数の補剛材１４と、底板１１上に打設されたコンクリート部１５とから構成され、底板１１は他の合成床版１０の底板１１とボルト１６及び添接板１７によって連結される。

底板１１は、平板状の鋼板からなり、その橋軸方向両端側にはボルト１６を挿通する複数のボルト挿通孔１１ａが設けられている。各ボルト挿通孔１１ａは互いに橋軸直角方向に間隔をおいて配置され、それぞれ底板１１を厚さ方向に貫通するように設けられている。また、底板１１上には、コンクリート部１５内または後述する間詰めコンクリート２０内に埋設される複数のスタッド１１ｂが設けられている。

各第１の鉄筋１２は、底板１１の上方に位置するように橋軸直角方向に配列され、その両端側はコンクリート部１５の外部に延出している。各第１の鉄筋１２の端部には、後述する間詰めコンクリートに定着させるための定着部１２ａが設けられ、定着部１２ａは第１の鉄筋１２の径方向に拡大するように形成されている。各第１の鉄筋１２は、図２に示すように隣り合う他の合成床版１０の各第１の鉄筋１２と橋軸直角方向に一本ずつ交互に配列されるように設けられている。この場合、各第１の鉄筋１２は、一方の合成床版１０の第１の鉄筋１２と他方の合成床版１０の第１の鉄筋１２が互いに一つおきに広い間隔Ａ1 と狭い間隔Ａ2 になるように配置されるとともに、広い間隔Ａ1 の下方にボルト１６が位置するように配置されている。

各第２の鉄筋１３は、底板１１の上方に位置するように橋軸方向に配列され、各第１の鉄筋１２の上方に配置されている。

各補剛材１４は、橋軸直角方向に延びる鋼材（例えば、溝形鋼）からなり、互いに橋軸方向に間隔をおいて配置されている。

コンクリート部１５は、工場等で型枠を用いて底板１１に打設され、底板１１上に底板１１の全幅に亘る床版部分を形成している。コンクリート部１５には、第１の鉄筋１２、第２の鉄筋１３、補剛材１４及びスタッド１１ｂが埋設され、底板１１の端部側及び第１の鉄筋１２の端部側はコンクリート部１５の端面１５ａから外部に水平方向に延出している。この場合、各第１の鉄筋１２は、コンクリート部１５の上下方向中央よりも上方に配置されている。また、コンクリート部１５には、主桁２０のずれ止め部材を挿通する複数の孔１５ｂが設けられている。

ボルト１６は、高力ボルトからなり、合成床版１０を施工現場に搬入する前に予め底板１１に仮固定される。その際、ボルト１６は、図３に示すように底板１１のボルト挿通孔１１ａに下方から挿入されるとともに、底板１１の上方から仮固定ナット１６ａを螺着することにより底板１１に仮固定される。仮固定ナット１６ａには、例えば添接板１７よりも厚さ寸法の小さい合成樹脂製のリング状部材が用いられる。

添接板１７は、橋軸直角方向に延びる鋼板からなり、互いに隣り合う合成床版１０の底板１１に亘って各底板１１の端部側の上面に載置されるように形成されている。添接板１７にはボルト１６を挿通する複数のボルト挿通孔１７ａが設けられ、ボルト挿通孔１７ａは仮固定ナット１６ａの外径よりも大きい内径に形成されている。

以上のように構成された合成床版１０は、工場等で製作された後、施工現場に搬送される。その際、合成床版１０の底板１１には予め高力ボルト１６が仮固定されている。

以下、図４乃至図８を参照して合成床版１０の接合工程を説明する。

まず、現場に搬入された合成床版１０は、図４に示すように主桁２０上に先行して設置されている合成床版１０に対し、図５に示すように橋軸方向一方に位置するように主桁２０上に設置される。その際、合成床版１０の底板１１同士が僅かな間隔をおいて橋軸方向に突き合わされるとともに、各合成床版１０のコンクリート部１５の間に間詰め領域が形成される。また、コンクリート部１５の孔１５ｂ内には主桁２０のずれ止め部材（図示せず）が配置される。

次に、図６に示すように各合成床版１０の底板１１の端部上面に添接板１７を配置し、底板１１に予め仮固定されているボルト１６にナット１６ｂを螺合して仮締めする。その際、仮固定ナット１６ａは添接板１７のボルト挿通孔１７ａ内に配置されることから、仮固定ナット１６ａがナット１６ｂに干渉することがない。

ここで、互いに隣り合う合成床版１０においては、図２に示すように各第１の鉄筋１２の広い間隔Ａ1 の下方にボルト１６が位置しているので、図７に示すように各第１の鉄筋１２の上方から広い間隔Ａ1 を挿通可能な締め付け工具３０（例えば、ロングソケット付きシャーレンチ）を用いてナット１６ｂをボルト１６に本締めする。

この後、図８に示すように、各コンクリート部１５間の間詰め領域に位置する第１の鉄筋１２上に、橋軸直角方向に延びる主鉄筋としての複数の補強鉄筋１８を互いに橋軸方向に間隔をおいて配置するとともに、橋軸直角方向に延びる複数の補強部材１９を配置し、各コンクリート部１５間の間詰め領域に高強度コンクリートからなる間詰め材としての間詰めコンクリート２０を打設する。これにより、間詰め領域の各第１の鉄筋１２が間詰めコンクリート２０と一体化し、各第１の鉄筋１２と間詰めコンクリート２０との間に生ずる付着力と支圧力（水平方向のせん断力に抗する力）によって各合成床版１０同士の結合強度が高められる。その際、各第１の鉄筋１２の端部に設けられた定着部１２ａによって付着力と支圧力が更に高められることから、図３に示すように、各合成床版１０の第１の鉄筋１２同士の橋軸方向における重なり部分の長さＬは、定着部１２ａを有しない鉄筋を用いた場合よりも短くすることができる。

補強部材１９は、長手方向（橋軸直角方向）の両端側がそれぞれ下方に向かって延びるように屈曲した屈曲部１９ａを有するコ字状の部材からなり、図９に示すように複数の第１の鉄筋１２に跨がるように配置される。補強部材１９は、間詰めコンクリート２０に対して屈曲部１９ａによる上下方向への抵抗力が得られれば、異形棒鋼、丸鋼、ＦＲＰ、ワイヤー、ケーブル、金網、繊維メッシュ等、各種の材料によって形成することができる。また、各補強部材１９は、屈曲部１９ａ同士が近接するように橋軸直角方向に配列されるとともに、橋軸方向に間隔をおいて複数列をなすように設けられている。この場合、各補強部材１９は、屈曲部１９ａが第１の鉄筋１２の広い間隔Ａ1 の間に位置するように配置されている。また、各補強部材１９には、橋軸直角方向の長さが異なる複数種類の部材が用いられるが、全て同一長さの部材であってもよい。

また、コンクリート部１５の孔１５ｂ内に無収縮モルタルを充填することにより、主桁１のずれ止め部材（図示せず）とコンクリート部１５が一体化される。

ここで、各合成床版１０への荷重により間詰めコンクリート２０に曲げモーメントが生ずると、各合成床版１０の端面１５ａから延出する第１の鉄筋１２の重ね部においては、それぞれの第１の鉄筋１２の端部側が水平状態から鋏のように立ち上がろうとする力が加わる。その際、間詰めコンクリート２０に埋設された補強部材１９と間詰めコンクリート２０との間の抵抗力により、第１の鉄筋１２の端部側の上方への移動が規制される。

このように、本実施形態によれば、各合成床版１０間の間詰めコンクリート２０に、第１の鉄筋１２の端部側の上方への移動を規制するように間詰めコンクリート２０との間に抵抗力を生ずる補強部材１９を埋設したので、間詰めコンクリート２０に曲げモーメントが生じた場合でも、第１の鉄筋１２の端部側の立ち上がりを抑えることができる。これにより、第１の鉄筋１２の上方における間詰めコンクリート２０のひび割れの発生を効果的に抑制することができ、合成床版の接合部の耐久性を向上させることができる。

また、補強部材１９は、その一部が前記鉄筋の上方に位置するとともに、他の部分が第１の鉄筋１２の下方に位置するように形成されているので、第１の鉄筋１２の下方に位置する部分によって間詰めコンクリート２０との間に十分な抵抗力を生じさせることができる。

この場合、補強部材１９は、第１の鉄筋１２と直交する方向に延びるとともに、長手方向両端側に下方に向かって屈曲する屈曲部１９ａを有するように形成されているので、第１の鉄筋１２を跨ぐように補強部材１９を第１の鉄筋１２上に配置することができ、現場での補強部材１９の配置作業を容易に行うことができる。

また、間詰めコンクリート２０には、高強度コンクリート以外にも、短繊維補強コンクリート、超高強度繊維補強コンクリート、ラテックス改質速硬コンクリート、無孔性コンクリート、ジオポリマーコンクリート、ジオポリマーセメントコンクリート等、各種高性能コンクリートを用いることができ、これにより間詰めコンクリート２０のひび割れ防止効果をより一層高めることができる。

尚、前記第１の実施形態では、補強部材１９の屈曲部１９ａを下方のみに延びるように形成したものを示したが、図１０の変形例に示す屈曲部１９ｂのように、下方に向かって屈曲し且つその下端側が水平方向（第１の鉄筋１２と直交する方向）に屈曲するように略ロ字状に形成してもよい。これにより、屈曲部１９ｂの下方に延びる部分のみならず、水平方向に延びる部分によっても間詰めコンクリート２０との間の抵抗力を得ることができ、第１の鉄筋１２の端部側の上方への移動をより効果的に規制することができる。

図１１及び図１２は本発明の第２の実施形態を示すもので、前記実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

本実施形態では、間詰めコンクリート２０に埋設される主鉄筋としての補強鉄筋１８に代えて、主鉄筋と同等の鉄筋（異形棒鋼）からなる補強部材２１を備えたものである。

補強部材２１は、長手方向（橋軸直角方向）の両端側がそれぞれ下方に向かって延びるように屈曲した屈曲部２１ａを有するコ字状の部材からなり、図１２に示すように複数の第１の鉄筋１２に跨がるように配置される。各補強部材２１は、橋軸直角方向に配列されるとともに、橋軸方向に間隔をおいて複数列をなすように設けられている。この場合、各補強部材２１は、屈曲部２１ａが第１の鉄筋１２の広い間隔Ａ1 の間に位置するように配置されている。また、各列の補強部材２１は橋軸直角方向に互いに位置がずれるように配置されている。

本実施形態によれば、前記第１の実施形態と同様、各合成床版１０間の間詰めコンクリート２０に、第１の鉄筋１２の端部側の上方への移動を規制するように間詰めコンクリート２０との間に抵抗力を生ずる補強部材２１を埋設したので、間詰めコンクリート２０に曲げモーメントが生じた場合でも、第１の鉄筋１２の端部側の立ち上がりを抑えることができる。これにより、第１の鉄筋１２の上方における間詰めコンクリート２０のひび割れの発生を効果的に抑制することができ、合成床版の接合部の耐久性を向上させることができる。

また、間詰めコンクリート２０に埋設される主鉄筋と補強部材２１とを兼用することができるので、主鉄筋用の補強鉄筋を別途設ける必要がなく、配筋作業の効率化を図ることができる。

尚、前記第２の実施形態では、補強部材２１の屈曲部２１ａを下方のみに延びるように形成したものを示したが、図１３の変形例に示す屈曲部２１ｂのように、下方に向かって屈曲し且つその下端側が水平方向（第１の鉄筋１２と直交する方向）に屈曲するように略ロ字状に形成してもよい。これにより、前記第１の実施形態と同様、屈曲部２１ｂの下方に延びる部分のみならず、水平方向に延びる部分によっても間詰めコンクリート２０との間の抵抗力を得ることができ、第１の鉄筋１２の端部側の上方への移動をより効果的に規制することができる。

尚、前記各実施形態は本発明の一実施例であり、本発明は前記各実施形態に記載されたものに限定されない。

１０…合成床版、１１…底板、１２…第１の鉄筋、１５…コンクリート部、１５ａ…端面、１９…補強部材、１９ａ，１９ｂ…屈曲部、２０…間詰めコンクリート、２１…補強部材、２１ａ，２１ｂ…屈曲部。

Claims (4)

1. 鋼製の底板上に所定方向に延びる鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより形成される合成床版の底板の端部同士を連結するとともに、互いに隣り合う合成床版のコンクリートの端面間に前記鉄筋の端部側を配置し、前記コンクリートの端面間に間詰め材を充填することにより、合成床版同士を所定方向に接合する合成床版の接合構造において、
   前記間詰め材に埋設され、前記鉄筋の端部側の上方への移動を規制するように間詰め材との間に抵抗力を生ずる補強部材を備えた
   ことを特徴とする合成床版の接合構造。
2. 前記補強部材は、その一部が前記鉄筋の上方に位置するとともに、他の部分が前記鉄筋の下方に位置し且つ間詰め材との間に上下方向の抵抗力を生ずるように形成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の合成床版の接合構造。
3. 前記補強部材は、前記鉄筋と直交する水平方向に延びるとともに、長手方向両端側が下方に向かって屈曲するように形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の合成床版の接合構造。
4. 前記補強部材は、前記鉄筋と直交する水平方向に延びるとともに、長手方向両端側が下方に向かって屈曲し且つ前記鉄筋と直交する水平方向に屈曲するように形成されている
   ことを特徴とする請求項２記載の合成床版の接合構造。

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