JP3418606B2 - Ｐｃ橋における桁部材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明はプレキャストコン
クリート製の桁部材を橋軸方向に連結した主桁の橋軸方
向に架設されるＰＣケーブルによりプレストレスを導入
して構成されるＰＣ橋において、ＰＣケーブルが定着さ
れる横桁を有する桁部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】主桁の
支点間等に架設されるＰＣケーブルにより橋軸方向にプ
レストレスが導入されるＰＣ橋（プレストレストコンク
リート橋）の内、図５に示すようにＰＣ箱桁橋等のよう
に主桁を予めプレキャスト化された複数個の桁部材から
構成し、上下の床版間等、主桁の断面外に配置されるＰ
Ｃケーブルによって桁部材を連結しながらプレストレス
を導入する場合、ＰＣケーブルの端部は橋脚や橋台等の
支点上に位置する桁部材に定着される。

【０００３】桁部材は上下の床版と両床版をつなぐウェ
ブからなり、支点上に位置する桁部材の上下の床版間に
はＰＣケーブルを偏向させて配置し、端部を定着させる
ための横桁が形成されるが、横桁にはＰＣケーブルの張
力を負担するのに十分な強度と剛性を持たせる必要があ
るため、従来は図11に示すように横桁の橋軸方向両端部
分に橋軸に直交する方向にＰＣ鋼材を配置し、プレスト
レスを導入することが行われている。プレストレスを導
入しなければ、横桁が厚くなり、桁部材の重量が極端に
大きくなる。

【０００４】桁部材はプレキャストコンクリートで製作
された後、現場へ搬送されるが、支点上に位置する桁部
材は横桁を有する分、重量が大きいため、搬送効率の面
より、桁部材の少なくとも横桁部分を現場打ちコンクリ
ートで形成することが多く、その場合、ＰＣ鋼材は緊張
後に横桁の周面に定着されることになる。

【０００５】ＰＣ鋼材端部は図11に示すように横桁部分
や上床版部分のコンクリート打設時に予め横桁の周囲に
形成された箱形の空洞部に定着されることから、定着部
の被覆上、定着後に空洞部にコンクリートを充填する必
要が生ずるが、その場合、空洞部形成時に打設されたコ
ンクリートと後から充填されるコンクリートがコールド
ジョイントになり易く、打継ぎ目が水みちとなり易いた
め、雨水の浸入により定着具やＰＣ鋼材への発錆、コン
クリートの剥離等の障害を招き、桁部材の耐久性を低下
させる原因になる。

【０００６】横桁部分を含めて桁部材全体を一括でプレ
キャスト化する場合にも横桁部分が一度に打設されるコ
ンクリートにより形成される以上、ＰＣ鋼材を配置する
場合にはプレテンション式にプレストレスを導入するこ
とが難しく、横桁のコンクリート打設後でなければＰＣ
鋼材端部の定着を行えないことに変わりないため、コン
クリートによる定着部の後埋めは必要となり、コールド
ジョイントによる桁部材の耐久性低下の問題が伴う。

【０００７】またＰＣ鋼材の定着後に定着部を被覆する
ためにコンクリートを充填すれば、桁部材の側面等の表
面にコンクリートの打継ぎ目が露出するため、ＰＣ橋の
外観が低下する。

【０００８】この発明は上記背景より、コールドジョイ
ントの発生を解消し、耐久性と美観の高い桁部材を提案
するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明ではＰＣケーブル
が定着される桁部材の横桁の少なくとも一端に、予めプ
レストレスを与えたプレキャストコンクリート製の横桁
部材を配置し、桁部材の製作時に横桁部材をその周囲に
おいて桁部材本体を構成するコンクリートに定着させる
ことにより、横桁へのプレストレスの導入に伴うコール
ドジョイントの発生をなくし、コールドジョイントによ
る定着具等への発錆、コンクリートの剥離等を防止し、
桁部材の耐久性とＰＣ橋の美観を向上させる。

【００１０】横桁部材はＰＣケーブル挿通用の開口を有
し、プレキャストコンクリートで製作され、ＰＣケーブ
ルの張力に対して曲げ剛性と曲げ強度を確保するために
橋軸直角方向にプレストレスが与えられる。

【００１１】横桁部材は横桁の橋軸方向の少なくとも一
端に配置され、横桁部材の周囲が桁部材の本体を構成す
るコンクリートに定着されることにより横桁を形成す
る。プレストレスが与えられた横桁部材はＰＣケーブル
の定着数やＰＣケーブルへの張力の大きさに応じ、横桁
の橋軸方向に一枚、もしくは複数枚配置される。

【００１２】桁部材が主桁の端部の支点に位置する場合
はその桁部材までに架設されるＰＣケーブルが定着され
ればよいことから、横桁部材は横桁の少なくとも一端に
配置されればよいが、主桁の中間部の支点に位置する場
合は桁部材の両側に架設されるＰＣケーブルが定着され
るため、横桁部材は少なくとも横桁の両端に配置され
る。

【００１３】プレストレスは横桁部材の橋軸直角方向に
配置されるＰＣ鋼材等の緊張材が緊張されることにより
与えられる。緊張材は縦方向や横方向等、開口を外した
任意の方向に配置されるが、請求項２に記載のようにプ
レストレスがプレテンションで与えられれば、横桁部材
の製作時点で緊張材端部の横桁部材周面への露出を回避
できるため、請求項３に記載のように横桁部材の周面
に、桁部材本体のコンクリートとの一体性を確保するた
めのシアコネクタを突設する場合のシアコネクタとの干
渉がなくなる利点がある。この場合、シアコネクタを周
方向に部分的に突設する他、連続的に突設することがで
き、突設上の自由度が増す。

【００１４】桁部材は、緊張材端部がプレキャストコン
クリートの周囲に定着されている横桁部材が横桁の橋軸
方向の端部位置に配置された状態で横桁を含むコンクリ
ートが打設されることにより製作されるため、横桁部材
へのプレストレスの導入方式に関係なく、緊張材端部の
横桁周面への露出は回避される。この結果、緊張材端部
を被覆するためのコンクリートの後埋めが不要になり、
コールドジョイントの発生が解消され、併せてＰＣ橋の
美観も向上する。

【００１５】横桁部材はまた、桁部材の横桁の少なくと
も一端に配置されることで、横桁部分の、または横桁部
分を含む桁部材全体のコンクリート打設時の捨て型枠と
して利用できるため、その部分での型枠の組立と解体が
不要になり、桁部材製作時の省力化が図られる。

【００１６】

【発明の実施の形態】請求項１に記載の発明の桁部材２
は、図１〜図３に示すようにＰＣケーブル３挿通用の開
口７を有し、内部に配置される緊張材６によりプレスト
レスが与えられた状態でプレキャストコンクリート５で
製作された横桁部材４が橋軸方向の少 なくとも一端に配
置され、横桁部材４が周囲において桁部材を構成するコ
ンクリートに定着されたものである。横桁部材４は主桁
１を構成する一ブロックである桁部材２の一部となる。

【００１７】主桁１は図５に示すようにプレキャストコ
ンクリート製の桁部材２を橋軸方向に連結して構成さ
れ、△で示す支点以外に位置する桁部材２は上床版2aと
下床版2b、及び両床版2a，2bをつなぐウェブ2cからな
る。

【００１８】支点上に位置し、ＰＣケーブル３が定着さ
れる桁部材２の上床版2aと下床版2b間にはＰＣケーブル
３の張力を負担するのに十分な厚さを持つ横桁2dが形成
され、横桁部材４は横桁2dの一部となる。

【００１９】横桁部材４は桁部材２の形状に応じ、図示
するような版状、もしくはブロック状等に形成される。
緊張材６は横桁部材４の面内方向等、橋軸直角方向に配
置され、その方向にプレキャストコンクリート５にプレ
ストレスを与える。横桁2dに桁部材２の軽量化のために
橋軸方向に貫通する開口部2eが形成される場合は横桁部
材４にも開口部4aが形成される。開口部2e，4aはＰＣケ
ーブル３と緊張材６の配置位置以外の部分に形成され
る。

【００２０】図１〜図３は横桁部材４の内部に横方向に
のみ緊張材６を配置した場合、図６は二方向に緊張材６
を配置した場合の横桁部材４と桁部材２との関係を示す
が、緊張材６は開口７と開口部4aを外した位置であれ
ば、横桁部材４の必要な剛性と強度を持たせるのに十分
な範囲で、プレキャストコンクリート５内の任意の方向
に配置される。

【００２１】緊張材６はプレストレスの導入による補強
に十分な本数配置され、プレキャストコンクリート５へ
はプレテンション、またはポストテンションによってプ
レストレスが導入される。緊張材６にはＰＣ鋼材や棒鋼
等の鋼材の他、繊維強化プラスチック製の線状材が使用
される。

【００２２】プレテンションでプレストレスを導入する
場合には図１，図２，図６−(a) に示すように横桁部材
４を製作した時点で緊張材６の端部がプレキャストコン
クリート５内に埋設されるため、緊張材６が横桁部材４
の表面に露出することを回避できる利点があるが、横桁
部材４は最終的には後から打設され、横桁部材４と共に
横桁2dを構成するコンクリート中に埋設されるため、ポ
ストテンションでプレストレスを導入する場合にも緊張
材６の端部定着部が桁部材２のいずれかの表面に露出す
ることはなく、ＰＣ橋の美観を低下させることはない。

【００２３】図５に示すように支点間に架設されるＰＣ
ケーブル３は支点上の横桁2dを貫通し、その横桁2dに関
してＰＣケーブル３の中間部の反対側に位置する横桁部
材４に定着される。ＰＣケーブル３の端部は横桁部材４
の開口７を挿通し、プレキャストコンクリート５に定着
される。

【００２４】図面では主桁１の全長の内、中間部の支点
上に位置する桁部材２を示していることから、横桁部材
４，４を横桁2dの橋軸方向の両端に配置しているが、桁
部材２が主桁１の全長の内、端部の支点上に位置する場
合には横桁2dに関して片側にのみＰＣケーブル３が定着
されるため、横桁部材４は横桁2dのＰＣケーブル３を定
着する側の端部にのみ配置されれば足りる。

【００２５】図５の左側の支点上に位置する桁部材２で
言えば、支点の右側に架設されているＰＣケーブル３は
横桁2dの右側の横桁部材４の開口７を貫通し、左側の横
桁部材４の開口７を貫通してその横桁部材４に定着され
る。図５において左側の支点の左側にもＰＣケーブル３
が架設される場合にはそのＰＣケーブル３の端部は左側
の横桁部材４の開口７を貫通し、右側の横桁部材４に定
着される。

【００２６】図１〜図３に示すように横桁部材４のＰＣ
ケーブル３挿通用の開口７は鋼管等の管状の型枠８をプ
レキャストコンクリート５中に埋設することにより形成
され、ＰＣケーブル３が定着される開口７の定着側の面
には開口を有するプレート等の支圧板９が埋め込まれ
る。図１は図３のｘ−ｘ線の矢視図を、図２はｙ−ｙ線
の矢視図を示すが、図１は横桁部材４の一方の面を、図
２は他方の面を示している。図４は横桁部材４の配筋の
様子を示す。

【００２７】図３に示すように横桁2dのコンクリート中
にはＰＣケーブル３の端部が定着される開口７に連続す
るシース10が埋設される。横桁2dの両側に横桁部材４，
４が配置される場合は両横桁部材４，４の開口７，７間
に配置される。

【００２８】図面では図３，図６−(b) に示すように横
桁部材４をその周囲において上床版2aと下床版2b、及び
ウェブ2cに埋め込む形で横桁2dの端部に配置すると共
に、横桁部材４の周囲に桁部材２のコンクリートとの一
体性を確保するためのプレート、または図７に示す孔明
きのプレートや鉄筋等のシアコネクタ11を突設している
が、横桁部材４の周囲のコンクリートへの埋め込み深さ
が大きければ、その埋め込み部分において桁部材２のコ
ンクリートとの一体性が得られるため、一体性を確保す
る上では必ずしもシアコネクタ11を突設する必要はな
い。

【００２９】図１における横桁部材４の外形を示す実線
の内周側にある二点鎖線と、図２における横桁部材４の
外形を示す実線の内周側にある破線は上床版2aと下床版
2b、及びウェブ2cの内周面の位置を示し、横桁部材４の
周囲がその位置まで埋め込まれることを示している。

【００３０】また横桁部材４の周囲にシアコネクタ11を
突設した場合にはシアコネクタ11によって桁部材２のコ
ンクリートとの一体性が確保されるため、必ずしも周囲
を上床版2aと下床版2b、及びウェブ2cに埋め込むように
配置する必要はない。

【００３１】いずれの場合も横桁部材４は横桁2dの橋軸
方向の少なくとも一端に配置されることで、ＰＣケーブ
ル３の張力を負担しながら、横桁2dを構成するコンクリ
ートに接触する面からそのコンクリートに伝達する。

【００３２】図５では支点上に位置する桁部材２とその
両側に隣接する桁部材２，２との間に現場打ちコンクリ
ート15を打設して主桁１を形成していることから、図３
では上下の鉄筋からなるシアコネクタ11，11を現場打ち
コンクリート15，15との間に跨るように突設している。

【００３３】図８−(a) 〜(e) により桁部材２全体をプ
レキャストコンクリートで製作する場合の桁部材２の製
作手順を説明する。 (a) に示すように下床版2bの下とウェブ2cの外側、及び
上床版2aのウェブ2cから張り出す部分の下に型枠12ａ，
12ｂ，12ｃを組み立て、(b) に示すように下床版2bとウ
ェブ2c、及び上床版2aの張り出し部分に鉄筋13を配筋す
る。

【００３４】(b) の時点で(c) に示すように下床版2bの
鉄筋13上に型枠12ａから浮かせた状態で横桁部材４を設
置する。このとき、シアコネクタ11として図７に示す孔
明きのプレートを使用している場合には必要によりプレ
ートの孔に鉄筋が通される。図９は(c) のＡ−Ａ線の断
面を示す。

【００３５】続いて(d) に示すように上床版2aのウェブ
2c，2c間の部分の鉄筋13と、上床版2aに橋軸直角方向に
緊張材14を配置する場合の緊張材14を配置し、下床版2b
の上側とウェブ2cの内側、及び上床版2aのウェブ2c，2c
間の部分の下側に型枠12ｄ，12ｅ，12ｆを設置し、(e)
に示すように型枠12ａ，12ｄ間、12ｂ，12ｅ間、及び12
ｃ，12ｆ上にコンクリートを打設して桁部材２が製作さ
れる。

【００３６】桁部材２のウェブ2cから張り出す両側の上
床版2aの張り出し長さは図７に示すように左右対称とは
限らない。横桁部材４は横桁2d部分の橋軸方向側（妻
側）の型枠として利用されるため、下床版2bの上側の型
枠12ｄとウェブ2cの内側の型枠12ｅ、及び上床版2aのウ
ェブ2c，2c間部分の下側の型枠12ｆは桁部材２の端部か
ら横桁部材４までの間に配置される。図10は(e) のＢ−
Ｂ線の断面を示す。

【００３７】図示するように横桁2dの両端に横桁部材
４，４を配置し、横桁部材４の周囲を上床版2aと下床版
2b、及びウェブ2cに埋め込む場合には上床版2aと下床版
2b、及びウェブ2c部分にコンクリートが打設されれば、
横桁部材４は桁部材２のコンクリートに埋設され、定着
されるため、工場では横桁2dの横桁部材４，４以外の部
分のコンクリートをプレキャストコンクリートとして打
設し、現場へ搬送後に横桁部材４，４間にコンクリート
を打設し、横桁2dを完成させることもできる。

【００３８】

【発明の効果】橋軸直角方向にプレストレスが与えられ
た状態でプレキャストコンクリートで製作された横桁部
材を桁部材の横桁の少なくとも一端に配置し、横桁部材
を周囲において桁部材本体を構成するコンクリートに定
着させるため、横桁全体を一度に打設するコンクリート
で形成する場合のプレストレス導入に伴う緊張材端部の
露出を回避することができ、緊張材端部を被覆するため
のコンクリートの後埋めが不要になる。

【００３９】この結果、横桁へのプレストレスの導入に
伴うコールドジョイントの発生が解消され、定着具等へ
の発錆、コンクリートの剥離等が防止され、桁部材の耐
久性を向上させることができ、併せてＰＣ橋の美観も向
上する。

【００４０】横桁部材は桁部材の横桁の少なくとも一端
に配置されることで、横桁のコンクリート打設時の捨て
型枠として利用できるため、その部分での型枠の組立と
解体が不要になり、桁部材製作時の省力化が図られる。

【００４１】請求項２ではプレストレスをプレテンショ
ンで与えるため、横桁部材の製作時点で緊張材端部の露
出を回避することができ、横桁部材の周面への、桁部材
本体のコンクリートとの一体性を確保するためのシアコ
ネクタ等を突設する場合の突設上の自由度を増すことが
できる。

【００４２】請求項３では横桁部材の周面にシアコネク
タを突設するため、桁部材本体のコンクリートとの一体
性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】横桁部材の製作例を示した図３のｘ−ｘ線矢視
図である。

【図２】図３のｙ−ｙ線矢視図である。

【図３】横桁部材の製作例を示した橋軸方向に平行な縦
断面図である。

【図４】横桁部材内部への配筋の様子を示した立面図で
ある。

【図５】主桁の架設例を示した立面図である。

【図６】(a) は横桁部材の他の製作例を示した縦断面
図、(b) は(a) のＸ−Ｘ線断面図である。

【図７】シアコネクタの他の突設例を示した立面図であ
る。

【図８】(a) 〜(e) は桁部材の製作手順を示した立面図
である。

【図９】図８−(c) のＡ−Ａ線断面図である。

【図１０】図８−(e) のＢ−Ｂ線断面図である。

【図１１】(a) は従来の桁部材におけるプレストレスの
導入例を示した立面図、(b) は(a) のＣ−Ｃ線断面図で
ある。

【符号の説明】

１……主桁、２……桁部材、2a……上床版、2b……下床
版、2c……ウェブ、2d……横桁、2e……開口部、３……
ＰＣケーブル、４……横桁部材、4a……開口部、５……
プレキャストコンクリート、６……緊張材、７……開
口、８……型枠、９……支圧板、10……シース、11……
シアコネクタ、12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ，12ｅ，12ｆ…
…型枠、13……鉄筋、14……緊張材、15……現場打ちコ
ンクリート。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開2000−291205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−69335（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−299513（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−29911（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−166206（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−143928（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E01D 2/00 - 2/04 E01D 1/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プレキャストコンクリート製の桁部材を
   橋軸方向に連結した主桁の橋軸方向に架設されるＰＣケ
   ーブルにより主桁にプレストレスを導入して構成される
   ＰＣ橋において、前記主桁の支点上に位置し、前記ＰＣ
   ケーブルが定着される桁部材であり、上床版と下床版、
   及び両床版をつなぐウェブとＰＣケーブルの端部を定着
   させるための横桁からなり、前記横桁の橋軸方向の少な
   くとも一端に、ＰＣケーブル挿通用の開口を有し、橋軸
   直角方向にプレストレスが与えられた状態で製作された
   プレキャストコンクリート製の横桁部材が配置され、横
   桁部材は周囲において桁部材を構成するコンクリートに
   定着されているＰＣ橋における桁部材。
2. 【請求項２】 横桁部材のプレストレスはプレテンショ
   ンで与えられている請求項１記載のＰＣ橋における桁部
   材。
3. 【請求項３】 横桁部材の周囲に桁部材の本体を構成す
   るコンクリート中に定着されるシアコネクタが突設され
   ている請求項１、もしくは請求項２記載のＰＣ橋におけ
   る桁部材。