JP3752999B2 - Upper and lower integrated bridge and its construction method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋脚と鋼桁とが一体に剛結合された上下部一体構造の橋梁及びその施工方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、橋梁の低コスト化の目的で、橋梁の様々な構造形式が提案されている。この中で、鋼材で製作された橋梁の上部構造(橋桁部分)と、鉄筋コンクリートで製作された橋脚とを剛結合した構造の橋梁(以下、上下部一体構造の橋梁という)は、橋梁の支承及び伸縮継手装置を省略することにより、維持管理費用が低減できる構造であること、橋梁架設後に張出し架設工法が可能である構造上の優位性があることなどの特長を有する。
【0003】
この種上下部一体構造の橋梁の一例として、特開平8−302619号公報に記載された発明がある。この発明に係る複合部材の接合方法は、鋼構造梁部材と鉄筋コンクリート構造柱脚とを接合した複合部材の接合構造において、鋼構造部材の接合端を形成する鋼製主桁と、鉄筋コンクリート構造柱脚の頂部から鋼製主桁内に延在するように設けた鉄筋コンクリート構造梁の接合端とを直接相互に一体的に接合したものである。
【0004】
そして、このように構成したことにより、強固、安全な合成構造を得ることができ、常時荷重に対しても、また地震時荷重に対しても充分に耐え、鋼構造部材と鉄筋コンクリート構造梁部材間で円滑な力の伝達をはかることができるとしている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように構成した複合部材の接合構造、すなわち、上下部一体構造の橋梁においては、鉄筋を配筋してコンクリートを打設した鉄筋コンクリート構造柱部の一部を建設したのち、その頂部に仮受け材を設置してさらにこの仮受け材上に鋼製主桁を設置し、仮受け材の下端より上方の部分に鉄筋を配筋し、コンクリートを打設して鉄筋コンクリート構造柱脚を完成すると共に、この鉄筋コンクリート構造柱脚と鋼製主桁とを一体化しなければならない。
【0006】
このため、仮受け材及び鋼製主桁を回避して鉄筋を配筋するのがきわめて面倒であり、その上、鉄筋を現場で組み、かつ鉄筋コンクリート構造柱脚のコンクリート打設が2段階となるため、工期が長期化する。さらに、鋼製主桁に形鋼を用いる場合、桁高が低いため鋼製主桁と鉄筋コンクリート構造柱脚との間に作用するせん断力に抵抗するに足るずれ止部材を鋼製主桁に設置することができず、桁の合理化が困難になるなど、多くの問題がある。
【0007】
本発明は、上記の課題を解決するめたになされたもので、橋脚柱と鋼桁との接合部近傍に発生する大きな断面力に抵抗でき、その上低コストで急速施工が可能な上下部一体構造の橋梁及びその施工方法を提供することを目的としたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る上下部一体構造の橋梁は、地盤上に立設された橋脚柱と、床版を含み前記橋脚柱の上に設けられる上部構造と、前記橋脚柱と上部構造を一体化する剛結部とからなり、前記剛結部は、前記橋脚柱の頂部に橋軸と直交して一体に接合された張出し部と、上面にコンクリート充填穴を有し前記張出し部と直交して上面及び両側壁の一部を除く大部分が該張出し部に埋込まれた鋼管と、該鋼管に挿通された長尺の鋼桁とを有し、コンクリートを打設して前記床版を造成することにより、前記鋼管内にコンクリートが充填されると共に該鋼管の上面及び両側壁の一部が床版内に取り込まれて該床版、前記鋼管及び鋼桁を一体化したものである。
【0009】
また、本発明に係る上下部一体構造の橋梁の施工方法は、橋脚柱を地盤に設置された杭に接合し、前記橋脚柱の頂部に橋軸と直交して、上面にコンクリート充填穴を有し橋軸方向に上面及び両側壁の一部を除く大部分が埋設された鋼管を有する張出し部を接合して前記鋼管内に長尺の鋼桁を挿通し、前記鋼桁上に床版を造成するためにコンクリートを打設することにより前記コンクリート充填穴から鋼管内にコンクリートを充填して前記鋼管の上面および両側壁の一部を前記床版内に取込み、該コンクリートが硬化することにより前記鋼管、鋼桁及び床版を一体化したものである。
【0010】
【発明の実施の形態】
[実施の形態1]
図1は本発明の実施の形態1に係る上下一体構造の橋梁の縦断面図、図2は図1の要部の斜視図、図3は図1の床版用コンクリートを打設する前のA−A断面図、図4は本実施の形態に係る橋梁の全体構成を示す正面図である。
【0011】
先ず、図4により本実施の形態に係る橋梁の全体構造について説明する。図4において、1は本実施の形態に係る上下部一体構造の橋梁で、地盤G上に立設された鋼管にコンクリートが充填された橋脚柱2と、この橋脚柱2上に設けられた橋梁1の上部構造21とによって構成されており、橋脚柱2と上部構造21とにより剛結部11が形成されている。なお、4は橋脚柱2の上部に橋軸と直交して一体に結合された橋脚柱2の張出し部、12は剛結部11を構成する鋼管、14は鋼管12内を貫通して橋軸方向に設置された鋼桁、5は剛結部11を構成する橋脚柱2以外の橋脚柱2aと上部構造21との間に介装された支承である。以下、各部の構造について説明する。
【0012】
図1、図2及び図3において、橋脚柱2は鋼管内にコンクリート5を充填してなり、地盤Gに埋設された杭3の上部に建て込まれて一体に接合されている。
次に、剛結部11において、4は橋脚柱2の頂部に一体に接合された橋脚の張出し部、12はこの張出し部4の桁位置に、張出し部4と直交してその大部分が張出し部4に埋設され、かつ前後に突出した複数本の鋼管(図には2本の場合が示してある)で、図3に示すように、その上面には複数のコンクリート充填穴13が設けられている。14は鋼管12内に挿通されて橋軸方向に設置された例えばH形鋼からなる長尺の鋼桁で、鋼管12内には上部構造21の床版22と一体にコンクリート6が打設されている。
【0013】
上部構造21において、22は鋼管12内と一体に打設されたコンクリート6によって形成された床版、23は橋面を形成する舗装、24は地覆、25は高欄である。
なお、図5は剛結部11を設けた以外の区間における橋梁1の上部を示す断面図で、橋脚柱2の上部に設けた張出し部4と鋼桁14との間には支承5が介装されており、上部構造21の床版22は鋼桁14により支持されている。
【0014】
次に、上記のように構成した本実施の形態に係る上下部一体構造の橋梁の施工手順について説明する。
先ず、あらかじめ工場等で、桁位置となる部分に、コンクリート充填穴13を上面にして、鋼管12の上面及び両側壁の一部を除く大部分が埋込まれた張出し部4を製作しておき、工事現場に輸送する。
一方、工事現場では、地盤Gに杭3を打込んでその上部に橋脚柱2を建て込み、杭3の上部にコンクリート6を打設して、杭3と橋脚柱2を一体に接合する。そして、橋脚柱2の上部に、連結リング15を利用して張出し部4を一体に接合する。
【0015】
次に、張出し部4に埋め込まれた鋼管12内に長尺の鋼桁14を挿通し、床版22のためのコンクリート6を打設する。これにより、床版22が形成されると共に、鋼管12の上面に設けたコンクリート充填穴13から鋼桁14が挿通された鋼管12内にコンクリート6が流入し、充填される。
このとき、鋼管12の上部は床版22内に取り込まれ、鋼管12内の鋼桁14の上面は、床版22の下面とほぼ同一平面上に位置する。したがって、剛結部11が設けられていない区間は、前述のように、床版22は鋼桁14によって支持される。
コンクリート6が硬化したのちは、鋼管12、鋼桁14及び床版22は一体化して剛結合11が構成される。
【0016】
[実施の形態2]
図6は本発明の実施の形態2に係る上下一体構造の橋梁の全体構成を示す正面図である。なお、実施の形態1と同じ部分にはこれと同じ符号を付し、説明を省略する。
本実施の形態は、剛結部11を例えば橋梁の橋軸方向のほぼ中央部に設け、その両側の区間には剛結部11を設けずに、上部構造21を張出し部4と鋼桁14との間に介装された支承5によって支持するようにしたものである。
【0017】
なお、本実施の形態においては、剛結部11を、2本の橋脚柱2を近接して設け、両橋脚柱2の上部にそれぞれ設けた張出し部4を連通して鋼管12を設置し、この鋼管12に長尺の鋼桁14を挿通した。
図6では、橋梁の橋軸方向の1か所に剛結部11を設けた場合を示したが、2か所以上に剛結部11を設けてもよい。
【0018】
上記の説明では、橋脚柱2として、鋼管にコンクリートを充填した合成橋脚柱を用いた場合を示したが、鋼製橋脚を用いてもよい。
また、橋脚の張出し部4に2本の鋼管12を設置した場合を示したが、3本以上であってもよい。
さらに、実施の形態1においては、連続して設置された複数本の橋脚柱2と上部構造21との間にそれぞれ剛結部11を設け、その間に剛結部11が設けられていない区間を設けた場合を示し、実施の形態2においては、橋梁の橋軸方向のほぼ中間部に剛結部11を設け、その他の区間には剛結部11が設けられていない場合を示したが、現場の状況等に応じて、適宜剛結部11を設け又は剛結部11を省略することができる。
【0019】
【実施例】
次に、本発明の実施の形態1の実施例について説明する。なお、具体的な諸元については、適用対象となる橋梁の種類、規模等に応じて種々な設計が可能であるが、寸法の一例を挙げれば、次の通りである。
先ず、外径2m、長さ15m、板厚14mmの翼付きねじ込み式鋼管杭3を地盤中に貫入し、杭頭部から3m下方に仕切り板を設けた。
【0020】
そして、この鋼管杭3の上部の空間部に、内径1.5m、板厚25mm、長さ10mの鋼管内にコンクリート6を充填した橋脚柱2の下部を3m挿入し、鋼管杭3の上部の空間部にコンクリート6を充填し、一体化した。
また、橋脚の張出し部4は、長さ(幅)4m、最大高さ1.5mの鋼製のもので、その両側の桁位置に、内径0.8m、板厚12mm、長さ6mで、上面に直径150mmのコンクリート充填穴13が4個設けられた角形鋼管12を、橋脚の張出し部4内にその上面から15cm露出させて接合したもので、これらはあらかじめ工場で製作した。そして、この張出し部4を工事現場に輸送し、連結リング15を利用して橋脚柱2の上部に接合した。
【0021】
ついで、この鋼管12内に、ウェブ高さ0.5m、フランジ幅0.3m、長さ10mのH形鋼からなる鋼桁14を挿通した。このときの鋼桁14の間隔は6mであった。
次に、鋼管12の上部を含めて、幅8mの範囲にコンクリート6を打設して床版22を形成した。このとき、コンクリート充填穴13から鋼管12内にコンクリート6が流入し、床版22、鋼管12及び鋼桁14が一体化され、コンクリート6の硬化により剛結部11が構成された。なお、床版22の表面に厚み5cmの舗装を施した。完成した橋梁の径間長は20m、有効幅員は7mであった。
【0022】
上記のように構成した本発明によれば、橋脚柱2と鋼桁14とを上下部一体構造としたので、地震時に橋脚柱2の基部及び頂部だけでなく、橋脚柱2の近傍の鋼桁14にも過大な断面力が作用する。しかしながら、橋脚柱2の近傍の鋼桁14の断面を、鋼管12及び鋼管12内に充填したコンクリート6により増加しているので、過大な断面力にも耐えることができる。
また、橋脚柱2と鋼桁14とを上下部一体構造としたので、橋脚柱2の基部に発生する曲げモーメントを鋼桁14が分担するため、橋脚柱2の基部の断面を縮小することができる。
【0023】
さらに、鋼管12が設置された張出し部4等の主部材は、あらかじめ工場等で製作できるため、現場作業工数を減らすことができ、これにより、工期を短縮することができる。
また、橋脚柱2に鉄筋を配筋する必要がないので、現場作業工数を低減することができる。
さらに、鋼材どうしの接合にコンクリート6を用いたので、接合部の設計が容易であり、その上多少の鋼材の製造誤差を許容することができる。
また、鋼桁14にH形鋼の如き形鋼を用いたので、経済性が高い。
【0024】
【発明の効果】
本発明に係る上下部一体構造の橋梁は、地盤上に立設された橋脚柱と、床版を含み前記橋脚柱の上に設けられる上部構造と、前記橋脚柱と上部構造を一体化する剛結部とからなり、前記剛結部は、前記橋脚柱の頂部に橋軸と直交して一体に接合された張り出し部と、上面にコンクリート充填穴を有し前記張出し部と直交して上面及び両側壁の一部を除く大部分が該張出し部に埋込まれた鋼管と、該鋼管に挿通された長尺の鋼桁とを有し、コンクリートを打設して前記床版を造成することにより、前記鋼管内にコンクリートが充填されると共に該鋼管の上面および両側壁の一部が床版内に取り込まれて該床版、前記鋼管及び鋼桁を一体化して剛結部を構成したので、橋脚柱と鋼桁との接合部近傍に発生する大きな断面力に抵抗でき、その上低コストで工期を短縮することができる。
【0025】
また、本発明に係る上下部一体構造の橋梁の施工方法は、橋脚柱を地盤に設置された杭に接合し、前記橋脚柱の頂部に橋軸と直交して、上面にコンクリート充填穴を有し橋軸方向に上面及び両側壁の一部を除く大部分が埋設された鋼管を有する張出し部を接合して前記鋼管内に長尺の鋼桁を挿通し、前記鋼桁上に床版を造成するためにコンクリートを打設することにより前記コンクリート充填穴から鋼管内にコンクリートを充填して前記鋼管の上面及び両側壁の一部を前記床版内に取込み、該コンクリートが硬化することにより前記鋼管、鋼桁及び床版を一体化するようにしたので、上記と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1の縦断面図である。
【図2】図1の要部の斜視図である。
【図3】図1の床版用のコンクリートを打設する前のA−A断面図である。
【図4】実施の形態1の全体構成を示す正面図である。
【図5】図4の剛結部が設けられていない部分の縦断面図である。
【図6】本発明の実施の形態2の全体構成を示す正面図である。
【符号の説明】
1 上下部一体構造の橋梁
2,2a 橋脚柱
3 杭
4 橋脚の張出し部
5 支承
6 コンクリート
11 剛結部
12 鋼管
13 コンクリート充填穴
14 鋼桁
21 上部構造
22 床版[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a bridge having an upper and lower integrated structure in which a bridge pier and a steel girder are integrally rigidly connected, and a construction method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, various structural types of bridges have been proposed for the purpose of reducing the cost of the bridges. Among these, the bridge structure (hereinafter referred to as the upper and lower unit integrated bridge) with a rigid connection between the superstructure of the bridge made of steel (bridge girder) and the pier made of reinforced concrete is the bridge support and By omitting the expansion joint device, there are features such as a structure that can reduce the maintenance cost, and a structural advantage that the extension construction method is possible after the bridge construction.
[0003]
As an example of this type of upper and lower unit integrated bridge, there is an invention described in JP-A-8-302619. A method for joining composite members according to the present invention includes a steel main girder that forms a joint end of a steel structural member, a steel main beam that forms a joint end of the steel structural member, and a reinforced concrete structural column base. The joint ends of reinforced concrete structural beams provided so as to extend from the top of the steel main girder are directly and integrally joined to each other.
[0004]
With this configuration, it is possible to obtain a strong and safe composite structure, which can withstand both normal loads and earthquake loads, and between steel structural members and reinforced concrete structural beam members. It is said that smooth transmission of force can be achieved.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the joint structure of composite members constructed as described above, that is, a bridge with an upper and lower integrated structure, after constructing a part of a reinforced concrete structural column with reinforcing bars and placing concrete, a temporary structure is placed on the top. Install the receiving material, install a steel main girder on the temporary receiving material, place reinforcing bars in the upper part of the temporary receiving material, and place concrete to complete the reinforced concrete structural column base. At the same time, this reinforced concrete column base and the steel main girder must be integrated.
[0006]
For this reason, it is very troublesome to arrange the reinforcing bars while avoiding the temporary support members and the steel main girders. In addition, the reinforcing bars are assembled in the field, and the concrete placement of the reinforced concrete structure column base is in two stages. Therefore, the construction period is prolonged. In addition, when using shaped steel for the steel main girder, the girder height is low, so a detent member is installed in the steel main girder that resists the shearing force acting between the steel main girder and the reinforced concrete structure column base. There are many problems, such as being unable to do so and making it difficult to rationalize digits.
[0007]
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can resist a large cross-sectional force generated in the vicinity of the joint between the pier column and the steel girder, and can be rapidly integrated at a low cost. The purpose is to provide a structural bridge and its construction method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Bridge the upper and lower integrated structure according to the present invention, the erected pier pillars on the ground, an upper structure provided on the abutment pillar comprises a floor slab, Tsuyoshi integrating the pier pillar and superstructure The rigid connection portion includes an overhang portion integrally joined to the top of the bridge pier column perpendicularly to the bridge axis, a concrete filling hole on the upper surface, and an upper surface orthogonal to the overhang portion. A steel pipe in which most of the side walls except for a part thereof are embedded in the projecting portion, and a long steel girder inserted into the steel pipe, and concrete is cast to form the floor slab. Thus, the steel pipe is filled with concrete, and the upper surface and part of both side walls of the steel pipe are taken into the floor slab and the floor slab, the steel pipe and the steel girder are integrated.
[0009]
Moreover, the construction method of the bridge of the upper and lower portions integral structure according to the present invention, the abutment pillar bonded to pile installed in the ground, perpendicular to the bridge axis at the top of the pier pillars have a concrete filled hole in an upper surface Join the overhanging part that has a steel pipe with most of the upper surface and part of both side walls embedded in the direction of the bridge axis, insert a long steel girder into the steel pipe, and place a floor slab on the steel girder The concrete is poured into the steel pipe through the concrete filling hole to form the concrete, the upper surface and part of both side walls of the steel pipe are taken into the floor slab, and the concrete is hardened to A steel pipe, steel girder and floor slab are integrated.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
1 is a longitudinal sectional view of a bridge having a vertically integrated structure according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram before placing the concrete for floor slab of FIG. AA sectional view and
[0011]
First, the overall structure of the bridge according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, reference numeral 1 denotes a bridge having an upper and lower unit integrated structure according to the present embodiment, a
[0012]
1, 2, and 3, a
Next, in the
[0013]
In the
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the upper part of the bridge 1 in a section other than where the rigid connection part 11 is provided, and a
[0014]
Next, the construction procedure of the bridge having the upper and lower unit integrated structure according to the present embodiment configured as described above will be described.
First, in the factory or the like, the overhanging
On the other hand, at the construction site, the
[0015]
Next, the
At this time, the upper part of the
After the
[0016]
[Embodiment 2]
FIG. 6 is a front view showing an overall configuration of a bridge having a vertically integrated structure according to
In the present embodiment, for example, the rigid portion 11 is provided at substantially the central portion in the bridge axis direction of the bridge, and the
[0017]
In this embodiment, the rigid connection portion 11 is provided with the two
Although FIG. 6 shows the case where the rigid connection part 11 is provided at one place in the bridge axis direction of the bridge, the rigid connection part 11 may be provided at two or more places.
[0018]
In the above description, a case where a synthetic pier column in which a steel pipe is filled with concrete is used as the
Moreover, although the case where the two
Furthermore, in Embodiment 1, the rigid connection part 11 is provided between the plurality of
[0019]
【Example】
Next, an example of the first embodiment of the present invention will be described. In addition, about a specific specification, although various designs are possible according to the kind, scale, etc. of the bridge used as application object, if an example of a dimension is given, it will be as follows.
First, a winged screwed
[0020]
Then, 3 m of the lower part of the
The overhanging
[0021]
Next, a
Next, including the upper part of the
[0022]
According to the present invention configured as described above, since the
In addition, since the
[0023]
Furthermore, since main members, such as the overhang |
Moreover, since it is not necessary to arrange a reinforcing bar in the
Further, since the
Moreover, since the
[0024]
【The invention's effect】
Bridge the upper and lower integrated structure according to the present invention, the erected pier pillars on the ground, an upper structure provided on the abutment pillar comprises a floor slab, Tsuyoshi integrating the pier pillar and superstructure The rigid connection portion includes an overhang portion integrally joined to the top of the bridge pier column perpendicular to the bridge axis, a concrete filling hole on the upper surface, and an upper surface orthogonal to the overhang portion. A steel pipe in which most of the side walls except for a part thereof are embedded in the projecting portion and a long steel girder inserted through the steel pipe, and concrete is cast to form the floor slab. As a result, the concrete is filled in the steel pipe, and the upper surface of the steel pipe and a part of both side walls are taken into the floor slab, and the floor slab, the steel pipe and the steel girder are integrated to form a rigid connection portion. It can resist the large cross-sectional force generated in the vicinity of the joint between the pier column and the steel girder. It is possible to shorten the construction period at the door.
[0025]
Moreover, the construction method of the bridge of the upper and lower portions integral structure according to the present invention, the abutment pillar bonded to pile installed in the ground, perpendicular to the bridge axis at the top of the pier pillars have a concrete filled hole in an upper surface Join the overhanging part that has a steel pipe with most of the upper surface and part of both side walls embedded in the direction of the bridge axis, insert a long steel girder into the steel pipe, and place a floor slab on the steel girder Concrete is poured into the steel pipe from the concrete filling hole by placing concrete to form, and the upper surface and part of both side walls of the steel pipe are taken into the floor slab, and the concrete is hardened to Since the steel pipe, the steel girder, and the floor slab are integrated, the same effect as described above can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of a main part of FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA before placing the concrete for the floor slab of FIG. 1;
4 is a front view showing an overall configuration of the first embodiment. FIG.
5 is a longitudinal sectional view of a portion where the rigid connection portion of FIG. 4 is not provided.
FIG. 6 is a front view showing an overall configuration of a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記剛結部は、前記橋脚柱の頂部に橋軸と直交して一体に接合された張出し部と、上面にコンクリート充填穴を有し前記張出し部と直交して上面及び両側壁の一部を除く大部分が該張出し部に埋込まれた鋼管と、該鋼管に挿通された長尺の鋼桁とを有し、
コンクリートを打設して前記床版を造成することにより、前記鋼管内にコンクリートが充填されると共に該鋼管の上面及び両側壁の一部が床版内に取り込まれて該床版、前記鋼管及び鋼桁を一体化したことを特徴とする上下部一体構造の橋梁。Consists of a erected pier pillars on the ground, an upper structure provided on the abutment pillar comprises a slab, a rigid connection part for integrating the pier pillar and superstructure,
The rigid portion includes an overhang portion integrally joined to the top of the bridge pier column perpendicular to the bridge axis, a concrete filling hole on the upper surface, and a part of the upper surface and both side walls perpendicular to the overhang portion. Most of the steel pipe except the steel pipe embedded in the overhang, and a long steel girder inserted through the steel pipe,
By placing concrete and creating the floor slab, the steel pipe is filled with concrete and the upper surface and part of both side walls of the steel pipe are taken into the floor slab and the floor slab, the steel pipe, and A bridge with an integrated upper and lower part, characterized by integrating steel girders.
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