JP3996043B2 - 橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋の波形鋼板ウェブ合成桁に係り、特にその接合部の構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、山岳地域などの複数径間連続に施工される橋長の本橋にはPC(プレストレストコンクリート)合成橋が構築される。この本橋は、PC合成橋のウェブに波形鋼板を使用した鋼コンクリート合成桁構造である。
【0003】
かかる波形鋼板ウェブ鉄道箱桁橋の面外繰り返し曲げ作用による耐疲労性状に関する静的載荷試験および疲労試験についての報告が下記〔非特許文献1〕になされている。
【0004】
また、波形鋼板ウェブを有するI形断面合成桁の埋込み接合部の疲労実験の報告が下記〔非特許文献2〕になされている。
【0005】
さらに、波形鋼板ウェブを持つ合成桁の簡易曲げ解析法に関する研究が下記〔非特許文献3〕になされている。
【0006】
図7はかかるPC合成橋の模式図、図8は合成橋の支間断面図、図9はその波形鋼板ウェブ合成桁の模式図である。
【0007】
図7および図8に示すように、この橋は三径間連続橋であり、1は脚部、2は波形鋼板ウェブ、3はコンクリート上床版、4はコンクリート下床版、5は波形鋼板ウェブ合成桁の接合部である。
【0008】
かかる波形鋼板ウェブ2は、(1)主桁自重の20%〜30%を占めるウェブに軽量な波形鋼板を用いることにより、主桁自重を軽減でき、スパンの長大化、コストの低減が可能となる。(2)鋼板を波形とすることにより、高いせん断座屈耐力が得られ、補鋼材(スティフナー)が不要となる。(3)軸力に抵抗しない波形鋼板のアコーディオン効果によって、コンクリート床版のみに効率よくプレストレスを導入できる。(4)コンクリートウェブが不要になるため、施工の合理化、工期の短縮を図ることができる。(5)主桁自重が軽量化され、下部工への荷重負担が軽減されることにより、下部構造をよりスレンダーにすることが可能になるなどの利点があり、よく用いられている。
【0009】
その波形鋼板ウェブ合成桁の接合部5には、一例として図9に示すような構造のものがある。かかる波形鋼板ウェブ合成桁の接合部5の波形鋼板ウェブ2には鋼板孔6が形成されており、その鋼板孔6を貫通して貫通横鉄筋7が配置されるとともに、波形鋼板ウェブ2に平行に2本の接合棒鋼8が配置されるようになっている。
【0010】
【非特許文献1】
鉄道総研報告;RTRI REPORT Vol.16,No.9,P.5−10,2002.9
【0011】
【非特許文献2】
土木学会論文集 No.668/I−54,P.55−64,2001.1
【0012】
【非特許文献3】
土木学会論文集 No.577/I−41,P.107−120,1997.10
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
このように、従来の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部5の貫通横鉄筋7は、橋軸方向に対して直角方向のみの配置であったので、破壊時の変形挙動に対する耐力が十分であるとは言えなかった。
【0014】
本発明は、かかる状況に鑑みて、波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の変形挙動に対する耐力を増強することができる橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔1〕橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、橋の波形鋼板ウェブの橋軸方向に対して直交するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される貫通横鉄筋と、前記波形鋼板ウェブの橋軸方向に対して傾斜するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される斜め貫通鉄筋とを具備することを特徴とする。
【0016】
〔2〕上記〔1〕記載の橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、前記斜め貫通鉄筋は橋軸方向に対して傾斜する波形鋼板部に設けた貫通孔を貫通するように施工することを特徴とする。
【0017】
〔3〕橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、橋の波形鋼板ウェブに橋軸方向に対して直交するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される貫通横鉄筋と、この貫通横鉄筋のうち橋軸方向に対して傾斜する波形鋼板部に対応した位置にある貫通横鉄筋上に橋軸方向に平行に配置される補強拘束鉄筋とを具備することを特徴とする。
【0018】
〔4〕上記〔3〕記載の橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、前記貫通横鉄筋のうち橋軸方向に対して傾斜する波形鋼板部に対応した位置にある貫通横鉄筋に固着するように前記補強拘束鉄筋を施工することを特徴とする。
【0019】
〔5〕橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、橋の波形鋼板ウェブに橋軸方向に対して直交するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される貫通横鉄筋と、この貫通横鉄筋の両側に配置される接合部コンクリートと、この接合部コンクリート側面間に配置され、前記波形鋼板ウェブの形状に合わせて、前記貫通横鉄筋と平行に配置される横締めPCケーブルとを具備することを特徴とする。
【0020】
〔6〕上記〔5〕記載の橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、前記接合部コンクリート側面間に配置される前記横締めPCケーブルを前記接合部コンクリート側面に配置される締結具により締め付けるように施工することを特徴とする。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0022】
図1は本発明の第1実施例を示す斜め貫通鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の構成を示す斜視図、図2はその斜め貫通鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の模式図である。
【0023】
図1において、101は波形鋼板ウェブであり、101Aは波形鋼板ウェブ101において、橋軸方向に平行な鋼板部、101Bは橋軸方向に対して傾斜する鋼板部である。102はその波形鋼板ウェブ101に形成される鋼板孔であり、102Aはその橋軸に対して平行な鋼板部101Aに形成される鋼板孔、102Bはその橋軸に対して傾斜する鋼板部101Bに形成される鋼板孔である。
【0024】
また、103はその鋼板孔102Aに貫通される貫通横鉄筋、更に、104は鋼板孔102Bに貫通される斜め貫通鉄筋、105は波形鋼板ウェブ101上に橋軸方向に平行に配置される接合棒鋼(溶接固着)である。
【0025】
図2においては、波形鋼板ウェブ101および貫通横鉄筋103は破線で示されており、斜め貫通鉄筋104は実線で示されている。なお、106は接合部コンクリート側面、107はコンクリートの変形挙動を示している。
【0026】
このように第1実施例によれば、貫通横鉄筋103に加えて、斜め貫通鉄筋104が施工されるようにしたので、コンクリートの変形挙動107に対して耐力が向上した波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を構築することができる。
【0027】
更に、斜め貫通鉄筋104を有する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造にしたので、橋の破壊時に生じる、床版の波形変形の抑制効果を奏することができる。
【0028】
次に、本発明の第2実施例について説明する。
【0029】
図3は本発明の第2実施例を示す補強拘束鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の構成を示す斜視図、図4はその補強拘束鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の平面模式図、図5はその補強拘束鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の側面模式図である。
【0030】
図3において、101は波形鋼板ウェブであり、101Aは橋軸方向に平行な鋼板部、101Bは橋軸方向に対して傾斜する鋼板部である。102はその波形鋼板ウェブに形成される鋼板孔、103はその鋼板孔102に貫通される貫通横鉄筋、111は傾斜する鋼板部101Bに対応した位置で、かつ橋軸方向に平行に配置される補強拘束鉄筋、105は波形鋼板ウェブ101上に橋軸方向に平行に配置される接合棒鋼(溶接固着)である。
【0031】
図4においては、波形鋼板ウェブ101および貫通横鉄筋103は破線で示されており、補強拘束鉄筋111は実線で示されている。
【0032】
また、図5においては、傾斜する鋼板部101Bに対応した位置の貫通横鉄筋103の鉄筋上部に鉄筋の貫通方向に対して直交方向(橋軸方向)に配置されるフックを設けた補強拘束鉄筋111が示されている。
【0033】
このように第2実施例においても、貫通横鉄筋103に加えて、補強拘束鉄筋111が施工されるようにしたので、コンクリートの変形挙動107に対して耐力が向上した波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を構築することができる。
【0034】
また、波形鋼板ウェブ合成桁のウェブ、フランジ接合部において、フックを設けた補強拘束鉄筋111を用い、貫通鉄筋を利用して橋軸方向に配置する。
【0035】
したがって、波形鋼板の、斜めパネル部の引張挙動によるのび変形を拘束するすることができ、その変形を抑制することによって、床版の破壊を防止することができる。
【0036】
次に、本発明の第3実施例について説明する。
【0037】
図6は本発明の第3実施例を示す横締めPCケーブルを施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の平面模式図である。
【0038】
図6においては、波形鋼板ウェブ101および貫通横鉄筋103は破線で示されており、横締めPCケーブル121を接合部コンクリート側面106間に施工するようにしている。横締めPCケーブル121は貫通横鉄筋103と平行に配置される。
【0039】
このように第3実施例においても、貫通横鉄筋103に加えて、横締めPCケーブル121を接合部コンクリート側面106間に施工するようにしたので、コンクリートの変形挙動107に対して耐力が向上した波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を構築することができる。
【0040】
また、波形鋼板ウェブ合成桁のウェブ、フランジ接合部において、床版横締めPCケーブルを波形の形状に合わせて配置する。配置個所は、波形鋼板の変形挙動により床版が広がる部分であり、この広がる挙動を拘束する。
【0041】
したがって、破壊時に生じる、床版の波形変形の抑制効果を奏することができる。
【0042】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【0043】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下のような効果を奏することができる。
【0044】
(A)貫通横鉄筋に加えて、斜め貫通鉄筋が施工されるようにしたので、コンクリートの変形挙動に対して耐力が向上した波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を構築することができる。
【0045】
(B)貫通横鉄筋に加えて、補強拘束鉄筋が施工されるようにしたので、コンクリートの変形挙動に対して耐力が向上した波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を構築することができる。
【0046】
(C)貫通横鉄筋に加えて、横締めPCケーブルを接合部コンクリート側面間に施工するようにしたので、コンクリートの変形挙動に対して耐力が向上した波形鋼板ウェブ合成桁の接合構造を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施例を示す斜め貫通鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の構成を示す斜視図である。
【図2】 本発明の第1実施例を示す斜め貫通鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の模式図である。
【図3】 本発明の第2実施例を示す補強拘束鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の構成を示す斜視図である。
【図4】 本発明の第2実施例を示す補強拘束鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の平面模式図である。
【図5】 本発明の第2実施例を示す補強拘束鉄筋を施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の側面模式図である。
【図6】 本発明の第3実施例を示す横締めPCケーブルを施工する波形鋼板ウェブ合成桁の接合部の平面模式図である。
【図7】 従来のPC連続橋の模式図である。
【図8】 従来の合成橋の支間断面図である。
【図9】 従来の波形鋼板ウェブ合成桁の模式図である。
【符号の説明】
101 波形鋼板ウェブ
101A 橋軸方向に平行な鋼板部
101B 橋軸方向に対して傾斜する鋼板部
102 波形鋼板ウェブに形成される鋼板孔
102A 橋軸方向に平行な鋼板部に形成される鋼板孔
102B 橋軸方向に対して傾斜する鋼板部に形成される鋼板孔
103 鋼板孔に貫通される貫通横鉄筋
104 橋軸方向に対して傾斜する鋼板部の鋼板孔に貫通される斜め貫通鉄筋
105 波形鋼板ウェブ上に橋軸方向に平行に配置される接合棒鋼
106 接合部コンクリート側面
107 コンクリートの変形挙動
111 傾斜する鋼板部に対応した位置で、かつ橋軸方向に平行に配置される補強拘束鉄筋
121 横締めPCケーブル
122 締結具
Claims (6)
- (a)橋の波形鋼板ウェブの橋軸方向に対して直交するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される貫通横鉄筋と、
(b)前記波形鋼板ウェブの橋軸方向に対して傾斜するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される斜め貫通鉄筋とを具備することを特徴とする橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造。 - 請求項1記載の橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、前記斜め貫通鉄筋は橋軸方向に対して傾斜する波形鋼板部に設けた貫通孔を貫通するように施工することを特徴とする橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造。
- (a)橋の波形鋼板ウェブに橋軸方向に対して直交するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される貫通横鉄筋と、
(b)該貫通横鉄筋のうち橋軸方向に対して傾斜する波形鋼板部に対応した位置にある貫通横鉄筋上に橋軸方向に平行に配置される補強拘束鉄筋とを具備することを特徴とする橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造。 - 請求項3記載の橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、前記貫通横鉄筋のうち橋軸方向に対して傾斜する波形鋼板部に対応した位置にある貫通横鉄筋に固着するように前記補強拘束鉄筋を施工することを特徴とする橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造。
- (a)橋の波形鋼板ウェブに橋軸方向に対して直交するように前記波形鋼板ウェブを貫通して配置される貫通横鉄筋と、
(b)該貫通横鉄筋の両側に配置される接合部コンクリートと、
(c)該接合部コンクリート側面間に配置され、前記波形鋼板ウェブの形状に合わせて、前記貫通横鉄筋と平行に配置される横締めPCケーブルとを具備することを特徴とする橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造。 - 請求項5記載の橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造において、前記接合部コンクリート側面間に配置される前記横締めPCケーブルを前記接合部コンクリート側面に配置される締結具により締め付けるように施工することを特徴とする橋の波形鋼板ウェブ合成桁の接合部構造。
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