JP3678951B2 - 格子状床版を備えた構造物とその施工方法 - Google Patents

格子状床版を備えた構造物とその施工方法 Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、格子状床版が本来備える特性を損なうことなく、構造物が新設であるか既設であるかを問わずに適用可能な格子状床版を備えた構造物とその施工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
つり橋、一般橋、高架橋、桟橋、仮設橋などの構造物の床版には、大きく分けて、鉄筋コンクリート床版(RC 床版、PC床版) 、底鋼板上にコンクリートを設けた合成床版、鋼床版が用いられる。この中でも、鉄筋コンクリート床版が、従来から、最も汎用されている。
【0003】
しかし、このような鉄筋コンクリート床版の場合、その床版全面をコンクリートやアスファルトで覆っているので、床版自体の重量が重くなる。このため、構造物の構造部材の強度が必要となり、構造物の重量も重くなる。また、その施工に時間がかかるため、施工期間が長くなり、コストが高くなる。更に、既設構造物の床版の架け替え工事などで、周辺の交通規制をする必要がでてくるため、交通渋滞を招くなどの問題があった。そして、降雨時や降雪時の排水性も十分でないなどの問題もあった。
【0004】
これに対し、最近では、特開昭63-63801号公報や特開平07-189225 号公報などに開示されている鋼床版の中でも、特に格子状床版が、排水性などの面から注目されている。この格子状床版は、図7 に示すように、基本的な構造として、互いに平行に間隔を設けて配置された主部材2aと、この主部材2aに対して直角方向に互いに平行に間隔を設けられた横部材3aと、主部材2a間に設置され主部材2aに平行な補助部材4aとからなり、車両走行面5 を垂直方向に貫通する空間をもつ格子状の構造を備えている。
【0005】
このような構造を有する格子状床版は、鉄筋コンクリート床版に比べて軽量であり、通気性、通風性、排水性等が良い等の特性を備えている。このため、施工期間が短くなり、コストも低下するなどの利点がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、これまでは、格子状床版を構造物の床版の一部に使った例はあるものの、ほとんど使用されていなかった。この理由は、主として、格子状床版の構造物への従来の配置方法にある。即ち、図8 に示すように、従来の格子状床版の配置方法は、格子状床版1aの主部材2aを、車両の進行方向 (図8 の矢印方向) であり、構造物の長手方向の構造部材である主桁6 と直角な方向に設置し、主桁6 に支持させていたものである。このため、この配置方法では、瞬間的には、1 個乃至2 個の主部材2aで走行車両の重量を支える構造とならざるを得ない。したがって、この配置方法では、主部材2aの強度を高くする必要があるので、主桁間隔を狭くするか、主部材2aの上下方向の厚さが厚くする必要があり、結果的に床版の重量が増し、結果として、格子状床版の特性を損なうこととなっていたためである。この点は、床版を支えるための横桁がなく、覆工板が用いられる工事用桟橋や仮設橋に格子状床版を用いる場合でも同様である。
【0007】
また、格子状床版1aの主部材2aを、車両の進行方向であり、構造物の長手方向にさせようとすると、格子状床版1aの横部材3a支持することとなるので、強度的に設置が難しく、格子状床版を支持するための余分な支持桁を設置する必要が出てくる。このため、格子状床版自体や構造物の重量が増えることになり、このような設置は非常に難しく、現実的ではなくなる。
【0008】
更に、格子状床版を、主桁6 ではなく、構造物の幅方向の構造部材である横桁7 に支持させる場合も考えられる。しかし、この場合でも、横桁7 と主桁6 の高さを同じにしなければ、格子状床版の高さに段差が生じてしまう。このため、横桁7 と主桁6 の高さを同じにするといった、極めて設計しにくいものになる。
【0009】
特に、既設の構造物の架け替えの場合、一般に、主桁に対して横桁は本数が少なく、横桁の間隔が格子状床版に対応していない。また、横桁は強度や剛性の確保の点から主桁の高さ方向の中位部分に設置されることが多い。このため、格子状床版の支持に横桁の使用は困難であった。
【0010】
そして、格子状床版そのものには、構造物の伸縮を吸収する機能がないため、従来の鉄筋コンクリート床板を使用したときと同様に、高架橋などでは、図6 に示すように、橋台9 上あるいは橋脚12上に (橋台9 と橋梁11間、橋梁11と橋梁11の間に) 、夏季と冬季との気温差による伸縮を吸収する伸縮部10を設置する必要がある。この伸縮部は複雑な構造で高価な伸縮装置を使用せざるを得ないため、伸縮装置により、車両走行中に騒音が発生する、車両走行性が低下する、コストアップとなる等の問題を招来していた。
【0011】
以上は、主に、新設の構造物の問題として説明したが、これらの問題は、既設の構造物の床版の架け替えや、床版を支えるための横桁がなく、覆工板が用いられる工事用桟橋や仮設橋に格子状床版を採用する場合でも同様である。特に、既設の構造物の横桁は格子状床版に対応しておらず、格子状床版の支持として使用できない場合が多いため、格子状床版が広く採用されることを妨げてきた。
【0012】
本発明の目的は、上記の様な問題を解決し、格子状床版が本来備える特性を損なうことなく、新設のみではなく、既設の構造物にも適用可能な格子状床版を備えた構造物とその施工方法を提供しようとするものである。
【0013】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、本発明構造物の要旨は、構造物の長手方向に配置された複数の主桁と、該複数の主桁上にまたがって載置される格子状床版とを備え、前記格子状床版を前記構造物の長手方向に連続して配置した構造物であって、前記格子状床版が、前記主桁に対しほぼ平行に配置される複数の主部材と、該主部材に対しほぼ直角に配置される複数の横部材とからなり、この格子状床版を前記主桁に支持するための支持部材が、前記主部材の両端近傍でかつ前記主部材に対しほぼ直角に、格子状床版に予め一体に組み込まれてなり、前記構造物の長手方向に相対する前記格子状床版の前記主部材が互いに前記構造物の長手方向に重なり合うように配置されて、前記構造物の伸縮を吸収する伸縮部を構成することである (請求項1 に対応) 。
【0015】
そして、前記伸縮部において、前記格子状床版の前記主部材の上下方向の厚さが、その端部に向かうに従って減少していることが好ましい (請求項に対応) 。
【0016】
また、前記目的を達成するために、本発明構造物の施工方法の要旨は、構造物の長手方向に配置された複数の主桁と、該複数の主桁上に載置される格子状床版とを備え、前記格子状床版が、互いに平行に配置される複数の主部材と、該主部材に対しほぼ直角に配置される複数の横部材と、前記主部材の両端近傍でかつ前記主部材に対しほぼ直角に設置される支持部材とからなる構造物の施工方法であって、前記支持部材を予め一体的に設けた前記格子状床版を前記主桁上に該主桁に対し前記主部材がほぼ平行になるように、かつ前記構造物の長手方向に載置し、前記構造物の長手方向に相対する前記格子状床版の一方の格子状床版が設置された後で、他方の前記主部材が一方の格子状床版の前記主部材に重なり合うように配置することである (請求項に対応) 。
【0019】
【本発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明の具体的な実施の形態を説明する。図1 は本発明の前提となる実施の形態を示し、図1(a)は本発明の格子状床版を備えた構造物の幅方向の断面図であり、図1(b)は本発明の格子状床版を備えた構造物を上側からみた平面図である。
【0020】
図1(a)、(b) において、格子状床版1bは、互いに平行に間隔を設けて配置された主部材2bと、この主部材2bに対して直角方向に、互いに平行に間隔を設けて配置された横部材3bとからなる格子状構造をしている。そして、格子状床版1bは、主部材2bの方向が車両走行方向で、かつ構造物の主桁6 の長手方向に沿うように、支持部材8 を介して、構造物の主桁6 上に設置されている。
【0021】
この格子状床版1bの主部材2b方向の両端には、格子状床版1bを構造物の主桁6 に支持するための支持部材8 が、格子状床版1bの主部材2bと直角方向に予め設けられている。
【0022】
そして、この支持部材8 は、図2 に示すように、主桁6 に支持される部分である係止部8bとその中央部8aからなっており、係止部8bに対し、中央部8aが上下方向に厚い構造となっている。
【0023】
このような構造とすることによって、格子状床版1bの主部材2bを主桁6 に平行に配置させても、支持部材8 と主部材2bで、走行車両方向等の荷重を受けることが可能であり、強度上問題はない。また、格子状床版1bを、横桁7 で支持せず、主桁6 で支持しており、格子状床版1bの厚さが厚くならないので、重量の増加につながらない。
【0024】
次に、前記実施の形態を施工する方法について説明する。本発明の前記実施の形態を施工する場合には、以下のような手順で施工する。
(1) まず、構造物の主桁6 および横桁7 を設置する。
(2) 次に、主部材2bと横部材3bとからなる格子状床版に、予め支持部材8 を取り付けた一体構造の格子状床版1bを用意する。
(3) そして、この格子状床版1bを構造物の主桁6 に載置していくとともに、構造物の長手方向に連続して主桁6 に載置していく。
【0025】
このような施工方法とすることで、極めて容易に設置が可能であり、施工期間が短縮可能となる。また、格子状床版1bは軽量であるので、高所作業車などでの施工が可能であり、周辺の交通規制を最小限に止めることができる。
【0026】
そして、更に、格子状床版を構造物の主桁に支持するための支持部材8 を、格子状床版1bの側に予め一体に設けておけば、構造物の側に、新たに、格子状床版を構造物の主桁に支持するための支持桁を設ける工事の必要がなくなり、コストダウンや、工期の短縮、あるいは工事の安全性向上等、新設或いは既設の構造物を問わず、あるいは、前記構造物の横桁の有無に拘らず、格子状床版を広く適用することが可能となる。
【0027】
なお、格子状床版1bの側に予め支持部材8 を設けるのは、構造物に格子状床版を取り付ける前であり、格子状床版の制作時や、構造物の施工現場において、格子状床版の側に予め支持部材を設けておくことが適宜選択される。例えば、工場での格子状床版の制作時に支持部材も同時に組み込む、或いは格子状床版と支持部材とを別々に制作しておいて、工場乃至施工現場にて一体に組み立てる等の態様が適宜選択される。
【0028】
次に、本発明に係わる実施の形態を図3 を用いて説明する。図3(a)は本発明の格子状床版を備えた構造物、特にその伸縮部を上側からみた平面図であり、図3(b)は本発明の格子状床版を備えた構造物、特にその伸縮部の側面図である。
【0029】
本実施の形態は、前記図6 で示した、橋台9 上 (橋台9 と橋梁11間) の伸縮部10に格子状床板を設置した場合を示す。なお、本実施形態においても、格子状床版1bは、図1 と同様に、互いに平行に間隔を設けて配置された主部材2bと、この主部材2bに対して直角方向に、互いに平行に間隔を設けて配置された横部材3bとからなる格子状構造をしている。そして、格子状床版1bの主部材2bの方向が車両走行方向となるよう、格子状床版1bは、構造物の主桁6 の長手方向に沿うように、橋台9 上や主桁6 上に設置されている。
【0030】
格子状床版1c、1dの主部材2b方向の両端部には、格子状床版1bを構造物の主桁6 に支持するための支持部材8 が、格子状床版1bの主部材2bと直角方向に設けられている。更に、主部材2b間には、補助部材4bが主部材2bと平行に複数配置されている。
【0031】
そして、車両走行方向であり、構造物の長手方向に相対する格子状床版1b同士を、それぞれ横部材3bの方向にずらすとともに、支持部材8 から主部材2bと補助部材4bとを外方に突出させることにより、相対する格子状床版1b同士が互いに重なり合うように配置されている。
【0032】
ここで、図3(b)に示すように、主部材2bと補助部材4bの重なり合う部分は、徐々に、その上下方向の厚さが、端部に向かうにしたがって減少している。
【0033】
このようにすることによって、構造物全体の伸縮を吸収するとともに、格子状床版間に過大な隙間ができることがないので、車両の伸縮部走行時の騒音を減少することができる。また、構造が複雑で高価な伸縮装置を用いることがないので、施工期間の短縮、施工コストの低減を実現できる。
【0034】
なお、このような配置としては、上記に限らず、図4 に示すように、補助部材4bを支持部材8 から突出させず、主部材2bのみで重なり合わせるものや、図5 に示すように、横部材3bの方向にずらさずとも、相対する格子状床版1bの主部材2bや補助部材4bを、交互に支持部材8 から突出させることによって、重なり合わせるようにしてもよい。
【0035】
また、格子状床版1bが互いに重なり合うように配置する場合に、前記図3(b)で示すように、主部材2bと補助部材4bの重なり合う部分は、徐々に、その上下方向の厚さが、端部に向かうにしたがって減少しているものがよく、上記実施の形態に示すような直線状に限らず、曲線状でもよい。これにより、格子状床版1b同士に段差が生じることがなく、車両の走行性が悪化することがない。
【0036】
次に、前記本発明に係わる実施の形態を施工する方法について説明する。本発明を施工する場合には、以下のような手順で施工する。
(1) まず、構造物の主桁6 および横桁7(図3 、4 では図示せず) を設置する。
(2) 次に、主部材2bと横部材3bと補助部材4bとからなる格子状床版に、予め支持部材8 を取り付けた一体構造の格子状床版1bを用意する。
(3) そして、この格子状床版1bを構造物の主桁6 に載置する。
(4) 引き続き、格子状床版1bを構造物へ載置していく場合に、橋台上乃至橋脚上の伸縮部では、既に橋梁の主桁6 設置されている格子状床版( 図の右側) と、次に橋台9 と主桁6 間の伸縮部に設置する格子状床版 (図の左側) との主部材の端部が重なり合うように載置する。
【0037】
また、このような施工方法とすることで、格子状床版で構造物全体の伸縮を吸収することができるので、構造が複雑で高価な伸縮装置を用いる必要がなく、極めて簡易に設置が可能であり、施工期間の短縮、施工コストの低減を実現できる。また、格子状床版間に過大な隙間ができることがないので、車両の伸縮部走行時の騒音を減少することができる。
【0038】
ここにおいて、構造物の伸縮部に設置した格子状床版は、必ずしも、格子状である (開空間を有している) 必要はない。この点、格子状床版下の橋脚や橋台への雨水等の落下を防止する観点からは、格子状床版の開空間にコンクリートやアスファルトなどを充填することが好ましい。
【0039】
また、構造物の伸縮部に設置した格子状床版と構造物の主桁に設置した格子状床版の設置順序は、上記のように、格子状床版を主桁に設置した後、構造物の伸縮部 (橋台上や橋脚上) に格子状床版を設置しても良く、あるいは格子状床版を構造物の伸縮部に予め設置した後、主桁に格子状床版を設置しても良い。
さらに、上記の実施の形態では、構造物の橋台上 (橋台と橋梁との間) の伸縮部へ適用した例を示したが、構造物の橋脚上 (橋梁と橋梁との間) の伸縮部へも同様に適用できる。
【0040】
なお、上記実施の形態では、格子状床版の格子形状は、四角形のものを説明したが、これに限らず、3 角形や多角形、あるいは不定形など種々の形状をもつ格子であって良い。また、上記実施の形態では、支持部材の設置位置は、格子状床版の主部材の両端の2 ケ所に設置したものを例示したが、両端のみではなく、必要に応じて、両端と中央の3 ケ所や、それ以外の部分に設置しても良い。更に、格子状床版の補助部材は必須ではなく、必要に応じて、主部材間または横部材間に設置すれば良い。
【0041】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、格子状床版の主部材が、構造物の主桁の長手方向に沿って設置されており、この格子状床版の主部材方向の両端部に、格子状床版を構造物の主桁に支持するための支持部材が設けられているので、支持部材と複数の主部材とで、走行車両等の荷重を受けることが可能であり、強度上問題はない。
そして、予め一体化とした支持部材で格子状床版を支持するので、主桁間隔が広がっても、格子状床版の厚さが厚くならないので、重量の増加につながらない。このため、新設、既設の構造物や床版を支持するための横桁がなく、覆工板が用いられる工事用桟橋や仮設橋においても格子状床版の使用が可能となる。
また、格子状床版に予め支持部材を取り付けた一体構造の格子状床版を、構造物の主桁に載置していくとともに、構造物の長手方向に連続して主桁に配置していくことで、極めて簡易に設置が可能であり、施工期間が短縮可能となる。また、格子状床版は軽量であるので、高所作業車などでの施工が可能であり、周辺の交通規制を最小限に止めることができる。
さらに、構造物である橋梁や高架橋などでは、その伸縮部で車両走行方向であり、構造物の長手方向に相対する格子状床版同士を、互いに重なり合うように配置しているので、極めて簡易に設置が可能であり、構造物全体の伸縮を吸収するとともに、過大な隙間ができることがないので、騒音の問題を減少することができる。また、構造が複雑で高価な伸縮装置を用いることがないので、施工期間の短縮、施工コストの低減を実現できる。
またさらに、構造物である橋梁や高架橋などでは、その伸縮部の格子状床版同士の重なり合う部分の主部材と補助部材が、その上下方向の厚さを、端部に向かうにしたがって徐々に減少しているので、構造物の長手方向に上り下りの勾配や傾斜があったとしても、段差や隙間を作ることなく、車両の走行性が悪化することがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1 の実施形態を示す図であり、(a )は本発明の格子状床版を備えた構造物の幅方向の断面図であり、(b) は本発明の格子状床版を備えた構造物を上側からみた平面図である。
【図2】本発明の支持部材の1例を示す図である。
【図3】本発明の第2 の実施形態を示す図であり、(a) は本発明の格子状床版を備えた構造物を上側からみた平面図であり、(b) はその側面図である。
【図4】本発明の第2 の実施形態の変形例を示す図である。
【図5】本発明の第2 の実施形態の別の変形例を示す図である。
【図6】高架橋の伸縮部を示す図である。
【図7】従来の格子状床版を示す図である。
【図8】従来の格子状床版を主桁に設置した場合を示す図である。
【符号の説明】
1a、1b: 格子状床版、2a、2b: 主部材、3a、3b: 横部材、4a、4b: 補助部材、 5: 車両走行面、6:主桁、7:横桁、8:支持部材、8a: 支持部材の係止部、8b: 支持部材の中央部、9:橋台、10: 伸縮部、11: 橋梁、12: 橋脚

Claims (3)

  1. 構造物の長手方向に配置された複数の主桁と、該複数の主桁上にまたがって載置される格子状床版とを備え、前記格子状床版を前記構造物の長手方向に連続して配置した構造物であって、前記格子状床版が、前記主桁に対しほぼ平行に配置される複数の主部材と、該主部材に対しほぼ直角に配置される複数の横部材とからなり、この格子状床版を前記主桁に支持するための支持部材が、前記主部材の両端近傍でかつ前記主部材に対しほぼ直角に、格子状床版に予め一体に組み込まれてなり、前記構造物の長手方向に相対する前記格子状床版の前記主部材が互いに前記構造物の長手方向に重なり合うように配置されて、前記構造物の伸縮を吸収する伸縮部を構成することを特徴とする構造物。
  2. 前記伸縮部において、前記格子状床版の前記主部材の上下方向の厚さが、その端部に向かうに従って減少していることを特徴とする請求項1に記載の構造物。
  3. 構造物の長手方向に配置された複数の主桁と、該複数の主桁上に載置される格子状床版とを備え、前記格子状床版が、互いに平行に配置される複数の主部材と、該主部材に対しほぼ直角に配置される複数の横部材と、前記主部材の両端近傍でかつ前記主部材に対しほぼ直角に設置される支持部材とからなる構造物の施工方法であって、前記支持部材を予め一体的に設けた前記格子状床版を前記主桁上に該主桁に対し前記主部材がほぼ平行になるように、かつ前記構造物の長手方向に載置し、前記構造物の長手方向に相対する前記格子状床版の一方の格子状床版が設置された後で、他方の前記主部材が一方の格子状床版の前記主部材に重なり合うように配置することを特徴とする構造物の施工方法。
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