JP3825769B2

JP3825769B2 - ループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造

Info

Publication number: JP3825769B2
Application number: JP2003281413A
Authority: JP
Inventors: 琢也近藤; 明夫正司; 馨坂西; 与助小嶋
Original assignee: オリエンタル建設株式会社; 株式会社橋梁コンサルタント
Priority date: 2003-07-29
Filing date: 2003-07-29
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2023-07-29
Also published as: JP2005048456A

Description

本発明は、アーチ橋等のアーチ構造体を構築する場合に適用されるループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造に関する。

プレキャストセグメントを用いたコンクリートアーチ橋において、従来、アーチリブ（アーチ構造体）を構成する各プレキャストセグメントの接合方法には、（１）接合キーを用いた方法が用いられている。この方法は、セグメントの接合面に凹凸部を設けておき、この凹凸部の噛み合わせで接合面のずれを防止する方法である。そして更にアーチリブ内には、ＰＣ鋼材を挿通しプレストレスを導入し使用時および地震時の曲げに対して抵抗する構造となっている。

また、従来、（２）プレキャストセグメント等の部材の端部から継ぎ手鉄筋を張り出しておき、隣り合う継ぎ手鉄筋相互をラップさせて接合する方法も考えられる（例えば、特許文献１参照。）。
実公昭４６−３４号公報

アーチ構造は、基本的に軸力（圧縮力）が卓越する構造であり、アーチリブへのプレストレスの導入は不要となる場合が多い。しかしながら、特に地震時においては、大きな曲げが発生する場合があり、接合面にも鋼材を配置する必要が生じてくる。これに対して、前記（１）のＰＣ鋼材を配置しプレストレスを導入することは、施工性および経済性を低下させることになる。また前記（２）においては構造物の性能を満足するために、鉄筋のラップ長さが定められており、継ぎ目の長さが長くなり場所打ち部が大きくなるという問題がある。

本発明者は、アーチ構造体の施工性および経済性を向上するため、接合部に配置する鋼材にＰＣ鋼材を用いず鉄筋を配置する場合、接合部で確実に応力伝達が可能なループ継ぎ手を用いることにより、従来のようにＰＣ鋼材を用いる場合に比べ、施工性および経済性が向上し、直線状鉄筋による重ね継ぎ手を用いる場合に比べ、継手部間隙を狭くし接合部の場所打ちコンクリート量を少なくできるため、アーチ構造物の品質の向上が図れる点に着目し、本発明を完成させた。

本発明は、プレキャストコンクリートセグメントの接合部にプレストレスを導入することなく、継手部間隙を狭くし接合部の場所打ちコンクリート量を少なくできると共に、アーチ構造体の施工性および経済性の向上が可能なループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造を提供することを目的とする。

前記の従来の問題点を有利に解決するために、第１発明のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造においては、プレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造において、間隔をおいて対向する各下部工の傾斜支承面から突出するように多数のループ継手が設けられ、アーチに沿う周方向の端部にアーチ方向に突出する多数のループ継手を間隔をおいて多数有するプレキャストコンクリートセグメントを用いて、これを直列に間隔をおいてアーチ状に下部工間にわたって多数並べると共に、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互のループ継ぎ手およびプレキャストコンクリートセグメントのループ継ぎ手と下部工のループ継ぎ手が重合されるように配置され、かつ前記ループ継手部に補強筋が配置され、前記ループ継手および補強筋を埋め込むように場所打ちコンクリートが打設されて、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互およびプレキャストコンクリートセグメントと下部工とが接合されていることを特徴とする。

また、第２発明のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造においては、請求項１に記載のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造において、アーチに沿う周方向の両端部にループ継手を有し、かつループ継手を両端部の外形形状に沿った縁部近傍に横方向に縦向きに間隔をおいて平行に多数有すると共に縦方向に横向きに間隔をおいて平行に多数設けたプレストレストコンクリートセグメントを用いて、これを直列にアーチに添って並べると共に、アーチに添って直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互の対向するループ継ぎ手が重合するように配置され、かつ前記ループ継手部に補強筋が配置されると共に、ループ継手および補強筋を埋め込むように場所打ちコンクリートが打設されて、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互が接合されていることを特徴とする。

さらに第３発明のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造では、第１または第２発明において、間隔をおいて対向する下部工にわたって、基端側に中実のプレキャストコンクリートセグメントが配置され、中間部に中空筒状のプレキャストコンクリートセグメントが配置されていることを特徴とする。

さらにまた、第４発明のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造では、第１発明〜第３発明のいずれかの発明において、基端側の各プレキャストコンクリートセグメントにおける基端面側のループ継手に対向するように、多数のループ継手が下部工から突出するように間隔をおいて対向する各下部工に設けられ、前記基端部の各プレキャストコンクリートセグメントにおける基端面側のループ継手と各下部工のループ継手が重合するように配置されると共に補強筋が配置されて、ループ継手および補強筋を埋め込むように場所打ちコンクリートが打設されて、基端側のプレキャストコンクリートセグメントと下部工とが接合されていることを特徴とする。

本発明は以上の構成であるので次のような効果を有している。

第１発明によると、従来のようにプレキャストコンクリートセグメントの接合部にプレストレスを導入するためのＰＣ鋼材を配置する必要がないため、接合部にプレストレスを導入することなく、また、アーチ方向の端部にループ継手を多数有するプレキャストコンクリートセグメントおよび傾斜支承面から突出するように多数のループ継手を有する各下部工を使用するため、直列に隣合うプレキャストコンクリートセグメントの継手部間隙およびプレキャストコンクリートセグメントと各下部工の継手部間隙を狭くでき、かつ接合部の場所打ちコンクリート量を少なくできると共に、地震時の性能を満たす強固な経済的な継手接合部とすることができるため、従来の場合よりさらにアーチ構造体の施工性および経済性の向上が可能になる。

また、第２発明によると、プレキャストコンクリートセグメントの端部の上下部が、縦向きのループ継手による接合部とされ、プレキャストコンクリートセグメントの端部の両側部が横向きのループ継手による接合部とされると共に補強筋および場所打ちコンクリートにより埋め込み固定されてた矩形状の接合部とすることができるため、強固な接合部を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造とすることができる。

また、第３発明によると、アーチ構造体を軽量にすることができると共に下部工に応力を分散させて伝達させることができる。

第４発明によると、プレキャストコンクリートセグメントの端部の上下部および下部工の上下部が、縦向きのループ継手による接合部とされ、プレキャストコンクリートセグメントの端部の両側部および下部工側が横向きのループ継手による接合部とされると共に補強筋および場所打ちコンクリートにより埋め込み固定されてた矩形状の接合部とすることができるため、プレキャストコンクリートセグメントと下部工を強固に接合できるため、下部工を含めて強固な接合部を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造とすることができる。

次に、この発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

先ず、本発明において使用するプレキャストコンクリートセグメント１の構成について図５〜図７を参照して説明する。

プレキャストコンクリートセグメント１は、図示の形態では、アーチ構造体を構成するためのユニット化されたセグメントで、側面ほぼアーチ形状に添った円弧状に彎曲したプレキャストコンクリート製のブロックで構成され、アーチ方向となる周方向の端面外形形状は矩形状の形状とされている。

プレキャストコンクリートセグメント１の本体は、中空筒状体でもよく、または中実のほぼ直方体状のブロックでもよく、あるいは一部中空で一部中実のセグメントでもよく、アーチを構成する基端側のプレキャストコンクリートセグメント１を中実のものに、中間部のプレキャストコンクリートセグメント１を中空のものに、基端側に接近するにしたがって、基端側より部分が中実で、中央側より部分が中空のセグメントを使用することもでき、また、アーチ中央部のセグメントを中実のセグメントを使用することができ、このようなセグメント配置にすると、強度が高く、下部工への応力分散が可能で軽量のアーチ構造物とすることができる。

プレキャストコンクリートセグメント１本体には、上縁部付近（または上版部内）１ａおよび下縁部付近（または下版部内）１ｂに長円環状鉄筋（又はほぼ長円環状鉄筋）２が円弧状に左右方向に延長するように縦向きに配置されていると共に前後方向に間隔をおいて多数並行に配置され、かつ前記長円環状鉄筋２の両端部のループ部を除く中間部が本体コンクリート３に埋め込み固定され、円弧状のプレキャストコンクリートセグメント１本体の両端部から突出した縦向きのループ部により縦ループ継手４が構成されている。

また、前後の側縁部付近（または側壁部内）１ｃ，１ｄには、前記長円環状鉄筋（又はほぼ長円環状鉄筋）２と同様な長円環状鉄筋５が円弧状に左右方向に延長するように前後方向（幅方向）の横向きに配置されていると共に上下方向に間隔をおいて円弧に添ったほぼ同心状に並行に多数配置され、かつ前記長円環状鉄筋５の両端部を除く中間部が本体コンクリート３に埋め込み固定され、円弧状のプレキャストコンクリートセグメント１本体の両端部から突出した横向きのループ部により横ループ継手６が構成されている。

前記上縁部付近（または上版部内）１ａおよび下縁部付近（または上版部内）１ｂに埋め込み配置された各長円環状鉄筋２と、前後の側縁部付近（または側壁部内）１ｃ，１ｄに埋め込み配置された各長円環状鉄筋５により、全体として矩形筒状籠形の鉄筋配置とされ、これらの各円環状鉄筋鉄２，５の内側に内接するように番線等により各円環状鉄筋鉄２，５の内側部分に結束された矩形環状のスターラップ筋としての内側環状鉄筋７が左右方向に間隔をおいて多数埋め込み配置され、前記内側環状鉄筋７に対向するように、かつ前記各円環状鉄筋鉄２，５の外側に外接するように番線等により各円環状鉄筋鉄２，５の外側部分に結束された矩形環状のスターラップ筋としての外側環状鉄筋８が左右方向に間隔をおいて多数埋め込み配置され、さらに、前記内側環状鉄筋７とこれに間隔をおいて対向する外側環状鉄筋８には、両端部にレの字状の係止部２９を有する拘束筋３０が矩形環状形状に沿って間隔をおいて多数配置されると共に、その両端部の係止爪部がそれぞれ内側環状鉄筋７および外側環状鉄筋８に係止されて、これら内外環状鉄筋７，８の内外への変形が拘束されている。

また、前記プレキャストコンクリートセグメント１における縦ループ継手４および横ループ継手６に重合可能なように、予め間隔をおいて対向する各下部工９，１０には、多数の円環状鉄筋１３が間隔をおいてほぼ矩形環状に配置されると共にそれらの基端部が基礎コンクリート１１に埋め込み固定され、かつ各下部工９，１０の傾斜支承面１２から突出するようにされて、多数の縦ループ継手１４および横ループ継手１５が設けられている。

前記のように構成されたプレキャストコンクリートセグメント１が間隔をおいて対抗する前記下部工９，１０間に、図示省略の支保工上に直列に継手間隔をおいて配置されると共に、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント１相互継手間またはプレキャストコンクリートセグメント１と下部工との継手間の各縦ループ継手４と横ループ継手６が前後方向に重なるようにされて環状部１６を形成するように配置される。

また、前記環状部１６内には、図３および図４に示すように、各縦ループ継手４の外側部分に内接するように横方向補強筋１７が複数アーチ方向に間隔をおいて並行に埋め込み配置されると共に、横ループ継手６の外側部分に内接するように縦方向補強筋１８が複数アーチ方向に間隔をおいて埋め込み配置され、前記横方向補強筋１７と縦方向補強筋１８は適宜一体化される。また、各縦ループ継手４の内側部分に内接するように横方向補強筋１７ｂが配置されると共に、横ループ継手６の外側部分に内接するように縦方向補強筋１８ｂが配置され、前記横方向補強筋１７ｂと縦方向補強筋１８ｂは前記と同様に適宜一体化され、前記横方向補強筋１７，１７ｂと縦方向補強筋１８，１８ｂとは、場所打ちコンクリート１９により埋め込み固定されている。

また、前記環状部１６の外側に、図２および図３に示すように、各縦ループ継手４，および横ループ継手６に外接するように囲むスターラップ筋としての外側矩形環状鉄筋２０がアーチ方向に間隔をおいて並行に複数配置され、場所打ちコンクリート１９により埋め込み固定されている。

本発明を実施する場合、下部工９，１０側の円環状鉄筋に代えて、Ｕ字状の鉄筋としてもよい。

本発明の一実施形態に係るループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造を示す概略側面図である。下部工と基端側および中間部のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントの接合部を拡大して示す一部縦断側面図である。ループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメント相互または下部工との継手接合部を示す横断平面図である。ループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメント相互の継手接合部を示す縦断側面図である。本発明で使用するループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントの一形態の縦断側面図である。図５に示すループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントのループ継手の配置を示す正面図または背面図である。図５のＡ−Ａ線断面図である。

符号の説明

１プレキャストコンクリートセグメント
１ａ上縁部付近（または上版部内）
１ｂ
２長円環状鉄筋
３コンクリート
４縦ループ継手
５長円環状鉄筋
６横ループ継手
７内側環状鉄筋
８外側環状鉄筋
９下部工
１０下部工
１１円環状鉄筋
１２傾斜支承面
１３円環状鉄筋
１４縦ループ継手
１５横ループ継手
１６環状部
１７横方向補強筋
１７ｂ横方向補強筋
１８縦方向補強筋
１８ｂ縦方向補強筋
１９場所打ちコンクリート
２０外側矩形環状鉄筋
２９係止部
３０拘束筋

Claims

プレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造において、間隔をおいて対向する各下部工の傾斜支承面から突出するように多数のループ継手が設けられ、アーチに沿う周方向の端部にアーチ方向に突出する多数のループ継手を間隔をおいて多数有するプレキャストコンクリートセグメントを用いて、これを直列に間隔をおいてアーチ状に下部工間にわたって多数並べると共に、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互のループ継ぎ手およびプレキャストコンクリートセグメントのループ継ぎ手と下部工のループ継ぎ手が重合されるように配置され、かつ前記ループ継手部に補強筋が配置され、前記ループ継手および補強筋を埋め込むように場所打ちコンクリートが打設されて、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互およびプレキャストコンクリートセグメントと下部工とが接合されていることを特徴とするループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造。
請求項１に記載のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造において、アーチに沿う周方向の両端部にループ継手を有し、かつループ継手を両端部の外形形状に沿った縁部近傍に横方向に縦向きに間隔をおいて平行に多数有すると共に縦方向に横向きに間隔をおいて平行に多数設けたプレストレストコンクリートセグメントを用いて、これを直列にアーチに添って並べると共に、アーチに添って直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互の対向するループ継ぎ手が重合するように配置され、かつ前記ループ継手部に補強筋が配置されると共に、ループ継手および補強筋を埋め込むように場所打ちコンクリートが打設されて、直列に隣り合うプレキャストコンクリートセグメント相互が接合されていることを特徴とするループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造。
間隔をおいて対向する下部工にわたって、基端側に中実のプレキャストコンクリートセグメントが配置され、中間部に中空筒状のプレキャストコンクリートセグメントが配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造。
基端側の各プレキャストコンクリートセグメントにおける基端面側のループ継手に対向するように、多数のループ継手が下部工から突出するように間隔をおいて対向する各下部工に設けられ、前記基端部の各プレキャストコンクリートセグメントにおける基端面側のループ継手と各下部工のループ継手が重合するように配置されると共に補強筋が配置されて、ループ継手および補強筋を埋め込むように場所打ちコンクリートが打設されて、基端側のプレキャストコンクリートセグメントと下部工とが接合されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のループ継手を有するプレキャストコンクリートセグメントを用いたアーチ構造。