JP3603085B2

JP3603085B2 - 橋桁の構築方法

Info

Publication number: JP3603085B2
Application number: JP2001333962A
Authority: JP
Inventors: 榮一鈴木; 素浅沼; 聖一柳田
Original assignee: 常磐興産ピーシー株式会社
Priority date: 2001-10-31
Filing date: 2001-10-31
Publication date: 2004-12-15
Anticipated expiration: 2021-10-31
Also published as: JP2003138520A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、桁橋の橋桁構造の技術分野に属し、特に、鋼材、ＰＣ鋼線、コンクリートを合成して形成する橋桁の構築方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
一般に桁橋は、橋台および橋脚上に橋桁を架設し、その上に床版を形成し、さらにその上にアスファルト等を敷設して橋床を形成して成る。従来の桁橋の橋桁構造には、鋼材（鋼板）のみで構築した鋼桁橋や型枠成形によるコンクリート桁橋がある。かかるコンクリート桁橋には、コンクリートの引張耐力不足を補完する意味で、鉄筋の配設に加えて、高張力鋼線（以下、「ＰＣ鋼線」と略称する。）の内包によるプレストレスの導入が一般的に行われている。
【０００３】
鋼桁橋は、予め工場等で所定形の橋桁を製作し、現地に運搬して組み付け施行していくので、コンクリート桁橋と比較すると、現場での型枠組みと鉄筋の加工・組立やＰＣ鋼線の配設等が省略でき、また高強度の鋼材を用いることから、また、比較的軽量に構築することが可能であることからも工期短縮が図れる。しかし一方、鋼桁橋は鋼材の材料費が嵩み製作コストが高価なものとなることに加え、大型工作物の移動と言う運搬上の問題があった。
【０００４】
一方、コンクリート桁橋は、現場施行であるため運搬上の困難性は無く、コンクリート材を用いていることからも安価に構築することができるが、型枠組み、鉄筋の加工・配設やＰＣ鋼線によるプレストレスの導入、さらには型枠の撤収等の作業が必要となるため、工期の長期化とそれによるコスト上昇が問題となっていた。加えて、コンクリート製の高重量性と引張強度確保の困難性から長いスパンの桁橋には対応し難いと言う課題もあった。
【０００５】
【目的】
そこで、本願発明は上記課題の解決を目的として為されたものであり、軽量で運搬性に優れ、高強度でありながら現場での施工作業が簡易で工期短縮を図れ、かつ長いスパンの桁橋にも対応することができる構造を有する橋桁の構築方法を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明の橋桁の構築方法は、以下のように施工している。
【０００７】
先ず、鋼材により閉断面形または上方開放断面形の箱桁（２）を形成し、該箱桁（２）の内部空間（２３）に１または２以上のＰＣ鋼線（３）を、両端部で支持してスパン中央付近に向かうに従って底板（２０）に近接させるようにしてスパン方向へ張り渡たす。
次に、該箱桁（２）の内部空間（２３）に対向配置した１対または２対以上の内部反力壁（４１）間で支持したＰＣ鋼線（３）により箱桁（２）へプレストレスを導入する。
最後に、箱桁（２）の内部空間（２３）にコンクリート（４）を打設すると共に、該コンクリート（４）へＰＣ鋼線（３）によりプレストレスを導入する。
【０００８】
また、上記各構成におけるＰＣ鋼線（３）の張り渡しにおいて、箱桁（２）の内部空間（２３）にシース（２５）を所望の設定で配置し、その内部にＰＣ鋼線（３）を挿通するようにしてもよい。
【０００９】
なお、上記の特許請求の範囲及び課題を解決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付記したもので、この図面上の形態に限定するものでないことはもちろんである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本願発明に係る橋桁の構築方法の具体的な実施形態例について、図面に基づき詳細に説明する。
【００１１】
【実施形態例】
図１は本実施形態例の橋桁で構築する桁橋を示す概観図であり、図２は本実施形態例の橋桁の構造を示す斜視図及び一部拡大図であり、図３は本実施形態例の橋桁の構造を示す縦断面図（Ａ）及び一部拡大図（Ｂ）であり、図４は図３のＡＡ線、ＢＢ線、ＣＣ線の端面図であり、図５は本実施形態例の橋桁の構造における箱桁の一部を示す縦断面図（Ａ）及びＡＡ線端面図（Ｂ）であり、図６は本実施形態の橋桁の構造へ対する作用図（Ａ）と横断面の応力図（Ｂ）である。
【００１２】
本実施形態例の対象となる桁橋Ｂは、一般に、図１に示すように、橋台Ａや橋脚Ｐに単一または複数個の橋桁１を並設または横桁Ｃで連結状に架設し、その上部に床版Ｄを形成した後、その上面にアスファルト等を敷設して橋床を構築している。
【００１３】
本実施形態例の主要な構成要素である箱桁２は、鋼板等の鋼材から殻体状に形成され、スパン方向に延びる長尺矩形状の底板２０と、その両側に対向させて立設形成したウェブ２１とで上方開放断面形である略コ字状の長尺箱体状を成すものである。上記の両ウェブ２１の内側面（対向面）には、剛性向上のために上下方向と水平スパン方向に延びた板状のリブ２１ａを適宜間隔で配置し、かつ打設したコンクリートと箱桁２との滑りを防止するために突起状のズレ止２１ｂを適宜の位置に配設している。両ウェブ２１のそれぞれ上端からは床版Ｄを支えるための長尺帯状のフランジ２２を外側水平方向かつスパン方向へ連続して形成している。
【００１４】
該箱桁２の内部空間２３には、スパン方向に延びる５本の被覆管（「シース」）２５を配設しており、各シース２５はウェブ２１の内側面に適宜の間隔で配設したフラットバー状のラック２４により支持している。なお、シース２５の材質は主に、ポリエチレン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネイト樹脂等の樹脂製品から選択される。これらシース群２５、２５、・・・の配設仕様は、両端支持梁に分布する断面力を考慮して設定されるものであり、図４（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）で示すように、その両端部は箱桁２の端部側２３ａでは内部空間の中央上下一列状に配列して支持し、スパン中央付近に向かうに従って底板２０に近接しかつ収束し、スパン中央部を挟んで対向配設した屈曲部２３ｂを介して底板２０付近で水平状態となるように配置している。このように配置した各々のシース２５、２５内には、高張力鋼線材（通称「ＰＣ鋼線」）３を挿通させて配設し、両端部側２３ａにおいてこれを支持している。
【００１５】
次に、該シース２５にＰＣ鋼線３を挿入した後において、図５に示すように、コンクリートにより箱桁２の両端部に端部反力壁４０、４０を、およびスパン中程の底板２０上に所定間隔をもって対向させた一対の内部反力壁４１、４１をそれぞれ形成する。該内部反力壁４１は、屈曲部２３ｂを兼ねると共に最下端列に配置したシース２５のみを取り込み支持する構成である。
【００１６】
このように構成した箱桁２をクレーン等で橋台Ａ又は橋脚Ｐに架設固定した後、内部空間２３内へのコンクリート打設前に、内部反力壁４１間で支持したＰＣ鋼線３を張引し、その反力で箱桁２自体にプレストレスを導入する。このプレストレスは、箱桁２の底板２０の断面方向へ予め圧縮力を導入しておくものであり、この後のコンクリート打設時のコンクリート自重による底板２０の延び（下凸状の撓み）に対抗させるためのものである。
【００１７】
なお、箱桁２へのプレストレスの導入は施工時に現場において行ってもよく、また工場等での箱桁２製造時に併せて行ってもよく、いずれでもよい。さらに、内部反力壁４１は１対に限らず、２対以上としてもよい。
【００１８】
次に、上記のように予めＰＣ鋼線３を配設した箱桁２の内部空間２３に、コンクリート４を所定高さまで打設し硬化させる。硬化後には前記のシース２５内を挿通させた鋼線３を、その両端で張引して張力を付加し、その反力により打設し硬化したコンクリート４へプレストレス（圧縮力）を導入している。このＰＣ鋼線３によるプレストレスの導入により、図６に示すように、断面力は直線状に変化し、底板２０には許容圧縮応力σ１が、コンクリート４の上面には最大引張応力σ２が作用する。このため、この最大引張応力σ２がコンクリート４の許容引張応力σ内に収まるように、コンクリート４の打設高さ、及びプレストレスの付加力を最適に設定している。さらに、スパン中程の所定間隔において、ＰＣ鋼線３の配置を底板２０に近接して水平配置することにより、ＰＣ鋼線３の引張力が側面視で橋桁１を上に凸湾曲させる力を生じさせ（矢印ａ）、橋桁１への荷重付加時の対向力として作用する。
【００１９】
本実施例形態例の橋桁の構築方法は、上述したように、箱桁２にプレストレスを導入した後に、内部空間２３にコンクリート４を所定の高さまで打設し、ＰＣ鋼線３によりコンクリートにプレストレスを導入している。この構築方法により、内部空間２３へのコンクリート４の打設前における、箱桁２の撓みを解消し、橋桁１の構築への施行精度を向上させている。
【００２０】
本実施形態例で示した方法により構築した橋桁は、特に、ロングスパン、例えば５０ｍを超えるスパンの橋桁に採用することが望ましいものである。
【００２１】
なお、上記の打設したコンクリート４へのプレストレスの導入は、コンクリート４の硬化前にＰＣ鋼線３に張力を与えて行うプレテンション方式、およびコンクリート４の硬化後に行うポストテンション方式のいずれでもよい。
【００２２】
【効果】
本願発明にかかる橋桁は以上のような構築方法を採っているため、次の効果を奏する。
すなわち、橋桁を鋼板材からなる箱桁とこれに充填したコンクリートとで構成しているため、鋼桁橋の有する高強度性とコンクリート桁橋が有する経済性を享有し、かつコンクリート桁橋の現場作業の煩雑性を解消すると共に、ロングスパンへの適用を高めることができる。
【００２３】
また、本願構成要素の箱桁は、簡易構造であるためユニット組立式とすることも可能であり、かつ鋼桁橋用の骨材より比較的軽量であるため運搬性に優れ、作業性の向上および工期短縮につながる。また、コンクリート打設は橋桁の一部となる箱桁の内部に充填するため、従来のように型枠組み付け、および型枠解体の煩雑な作業を必要とせず、これによっても工期の短縮を図ることができる。
【００２４】
さらに、内部空間に内部反力壁を設置して箱桁自体にも予めプレストレスを導入するようにしているため、コンクリート打設時の箱桁の撓みを解消することができ、従来のコンクリート桁橋以上のロングスパンの橋桁にも対応させることができる効果を有する。
【００２５】
上記したように本願発明は、従来の鋼桁橋とコンクリート桁橋との欠点を解消して、利点のみを残した顕著な効果を備えたものであり、当該技術分野への貢献度は大きなものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態例の橋桁で構築する桁橋を示す概観図である。
【図２】本実施形態例の橋桁の構造を示す斜視図及び一部拡大図である。
【図３】本実施形態例の橋桁の構造を示す縦断面図（Ａ）、及び一部拡大図（Ｂ）である。
【図４】図３のＡＡ線、ＢＢ線、ＣＣ線の端面図である。
【図５】本実施形態例の橋桁の構造における箱桁の一部を示す縦断面図（Ａ）及びＡＡ線端面図（Ｂ）である。
【図６】本実施形態の橋桁の構造へ対する作用図（Ａ）と横断面の応力図（Ｂ）である。
【符号の説明】
１橋桁
２箱桁
２０底板
２１ウェブ
２１ａリブ
２１ｂズレ止
２２フランジ
２３内部空間
２３ａ端部側
２３ｂ屈曲部
２４ラック
２５シース
３ＰＣ鋼線
４コンクリート
４０端部反力壁
４１内部反力壁
Ａ橋台
Ｂ桁橋
Ｃ横桁
Ｄ床版
Ｐ橋脚

Claims

鋼材により閉断面形または上方開放断面形の箱桁（２）を形成し、
箱桁（２）の内部空間（２３）に１または２以上のＰＣ鋼線（３）を、両端部で支持してスパン中央付近に向かうに従って底板（２０）に近接させるようにしてスパン方向へ張り渡し、
箱桁（２）の内部空間（２３）に対向配置した１対または２対以上の内部反力壁（４１）間で支持したＰＣ鋼線（３）により箱桁（２）へプレストレスを導入した後に、
箱桁（２）の内部空間（２３）にコンクリート（４）を打設すると共に、該コンクリート（４）へＰＣ鋼線（３）によるプレストレスを導入したことを特徴とした橋桁の構築方法。
ＰＣ鋼線（３）の張り渡しを、箱桁（２）の内部空間（２３）に配設したシース（２５）内への挿通により行うことを特徴とした請求項１記載の橋桁の構築方法。