JP4040533B2

JP4040533B2 - Continuous girder structure of bridge and continuous girder stiffening method

Info

Publication number: JP4040533B2
Application number: JP2003159186A
Authority: JP
Inventors: 健治林
Original assignee: Topy Industries Ltd
Current assignee: Topy Industries Ltd
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2003-06-04
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2023-06-04
Also published as: JP2004360275A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、鋼連続桁橋梁に関し、特に鋼連続桁の中間支点周辺部を補剛する構造及び補剛方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
出願人は、特許文献１において、橋梁用鋼連続桁の中間支点周辺部にコンクリートを充填してなるコンクリート部分充填鋼桁構造を提案した。すなわち、例えば鋼Ｉ桁の中間支点周辺部における隣り合う垂直補剛材と上下フランジとウエブで画成された四角形の凹部に鉄筋を配筋し、コンクリートを打設する。このコンクリート部分充填鋼Ｉ桁構造の耐荷性能について、モデルを用いた載荷実験やＦＥＭによる数値解析などを行なった結果、曲げ耐荷力及びせん断耐荷力を大きく向上できることが明らかとなった。また、試設計から、鋼橋のコスト低減に大きく寄与することも明らかとなった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２６６３１７（第１頁、第１図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
発明者は、コンクリートの鋼Ｉ桁への充填方法を鋭意検討した。桁が架設前であれば、これを横に倒すことによりコンクリートを容易に打設・充填することができる。その一方で、桁を横倒しにしておけるだけのスペースが必要である。また、ウエブの片面側が十分に硬化するのを待ってひっくり返し、反対側への打設充填を行なわなければならず、長時間を要する。
【０００５】
したがって、桁を架設後に行なう場合は当然であるが、架設前においても、桁を立てた状態でコンクリートを充填可能な施工法が望まれる。図１０および図１１は、そのような施工法の一案を示したものである。図１０に示すように、立てた状態の鋼Ｉ桁１の両側の凹部１ａに鉄筋２，３をそれぞれ配筋した後、ウエブ１ｗに孔１ｂを明けてボルト４を通し、このボルト４で一対の型枠５を固定する。型枠５の上端部には、開閉板５ａを設けておく。この開閉板５ａを開けた状態で、凹部１ａの内部にコンクリートを打設・充填する。そして、図１１に示すように、開閉板５ａを閉じ、養生する。コンクリート６の硬化後、型枠５を撤去する。ボルト４を抜いた孔１ｂはモルタルで埋める。
【０００６】
しかし、型枠５を製作し現場に設置するのは煩雑で、工期短縮を図りにくい。また、コンクリート打設時には棒形内部振動機などを用いてコンクリート６を凹部１ａの隅々まで行き渡らせる必要があるが、空間的な制約から作業が容易でない。したがって、締め固めが容易でない。また、上端の開閉板５ａの部分までコンクリートが充填されるようにしながら開閉板５ａを閉じるのは容易でなく、この開閉板５ａの部分でコンクリートが不連続になることも考えられ、品質の確保が容易でない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、中間支点周辺部にコンクリートを充填してなる橋梁連続桁構造を簡便かつ短期に施工できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
コンクリート部分充填鋼Ｉ桁構造によれば、圧縮力をコンクリートに分担させ、桁の座屈に対する抵抗力を増大させ、桁の変形を拘束することができる。この変形拘束により耐荷力が増大するものと考えられる。したがって、変形拘束さえ確保されていればよく、コンクリートが桁に付着していることは問題とならない。よって、現場でコンクリートを桁に直接打設することは必須ではない。発明者は、かかる考察の結果、本発明をなすに至った。
【０００９】
すなわち、本発明に係る橋梁の連続桁構造は、橋梁の鋼連続桁における中間支点周辺部のウエブに、内部に鉄筋を埋設したプレキャストコンクリートパネルを、固定手段によって該鋼連続桁の変形を拘束可能に取り付けてなることを特徴とする。
また、本発明に係る橋梁の連続桁補剛方法は、内部に鉄筋を埋設したプレキャストコンクリートパネルを製作し、このプレキャストコンクリートパネルを、固定手段によって、橋梁の鋼連続桁における中間支点周辺部のウエブに、該鋼連続桁の変形を拘束可能に取り付けることを特徴とする。
【００１０】
これによって、プレキャストコンクリートパネルの製作に際しては、コンクリートを型枠の隅々まで容易に行き渡らせることができ、締め固めを容易に行なうことができる。また、コンクリートが不連続になるおそれもない。よって、高品質のプレキャストコンクリートパネルを容易に製作することができる。また、架設現場においては型枠の設置作業や締め固め作業を行なう必要がなく、現場作業の簡素化を図ることができる。この結果、工期の短縮やコスト削減を図ることができる。
プレキャストコンクリートパネルのコンクリートは、桁に付着されていない。しかし、固定手段で桁に固定されることにより、圧縮力を分担できるとともに、桁の変形を十分に拘束することができる。これによって、中間支点周辺部における曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を十分に高めることができる。なお、プレキャストコンクリートパネルの鉄筋が桁の上下フランジと連結されていなくても、固定手段による固定で十分な変形拘束効果を得ることができる。
【００１１】
ここで、前記固定手段は、少なくともその配置箇所において前記プレキャストコンクリートパネルと鋼連続桁との相対変位を阻止する。
これによって、圧縮力をプレキャストコンクリートパネルに確実に分担させることができるとともに、桁を確実に変形拘束でき、中間支点周辺部における曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を確実に高めることができる。
【００１２】
前記固定手段は、前記プレキャストコンクリートパネルを前記ウエブに押し当て可能であることが望ましい。
これによって、プレキャストコンクリートパネルとウエブとの間に大きな摩擦が作用し得るようにでき、圧縮力をプレキャストコンクリートパネルに確実に分担させることができるとともに、桁を確実に変形拘束でき、中間支点周辺部における曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を確実に高めることができる。
【００１３】
前記固定手段は、プレキャストコンクリートパネル内に分散して複数配置されていることが望ましい。
これによって、圧縮力をプレキャストコンクリートパネルに一層確実に分担させることができるとともに、桁を一層確実に変形拘束することができ、中間支点周辺部における曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を一層確実に高めることができる。
【００１４】
前記プレキャストコンクリートパネルが、前記鋼連続桁の隣り合う垂直補剛材と上下のフランジとウエブとで画成された凹部に収容され、この凹部の内周面とプレキャストコンクリートパネルの周側面との間の隙間に充填剤が充填されていることが望ましい。
これによって、桁の変形をより確実に拘束でき、中間支点周辺部における曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を一層高めることができる。
【００１５】
前記固定手段が、前記ウエブに溶植されるとともに前記プレキャストコンクリートパネルを貫通するスタッドボルトと、このスタッドボルトにねじ込まれるナットを含み、前記プレキャストコンクリートパネルには、前記スタッドボルトのための透孔が形成されていてもよい。または、前記固定手段が、前記ウエブおよびプレキャストコンクリートパネルを貫通するボルトと、このボルトにねじ込まれるナットとを含み、前記ウエブとプレキャストコンクリートパネルには、前記ボルトのための透孔がそれぞれ形成されていてもよい。
これによって、プレキャストコンクリートパネルの桁への取り付け作業を容易に行なうことができる。また、プレキャストコンクリートパネルをウエブに確実に押し当てることができ、圧縮力の分担効果および桁の変形拘束効果を確実に得ることができる。
【００１６】
前記ウエブの高さ方向（橋軸および厚さ方向と直交する方向）が垂直をなす状態で、前記プレキャストコンクリートパネルの取り付けを行なうことが望ましい。
これによって、スペースに余裕があまり無くても、取り付け作業を容易に行なうことができる。それだけでなく、ウエブの両側面へのプレキャストコンクリートパネルの取り付けをほぼ併行して行なうことができ、極めて効率的に作業を行なうことができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図１〜図３は、連続桁橋梁の上部構造を示したものである。連続桁橋梁は、橋軸方向に延びるとともに互いに橋幅方向に離れて並設された複数本（例えば２本）の鋼連続桁１０を有している。これら鋼連続桁１０は、１または複数（図１では１つだけ図示）の中間支点１０ａと両側の端支点１０ｅとにおいて、それぞれ支承２０を介し、図示しない橋脚または橋台により支持されている。これら桁１０上に床版３０が敷設されている。
【００１８】
鋼連続桁１０は、上下のフランジ１２，１３とウエブ１４とを有するＩ形鋼で構成されている。ウエブ１４の両側面には、垂直補剛材１５が長手方向に間隔を置いて設けられている。隣り合う垂直補剛材１５と上下のフランジ１２，１３とウエブ１４とによって四角形状の凹部（パネル）１１が画成されている。
【００１９】
図１および図２に示すように、鋼連続桁１０の中間支点１０ａを含むその周辺部１０Ａにおける凹部１１には、プレキャストコンクリートパネル４０が収容されている。
なお、中間支点周辺部１０Ａは、負の曲げモーメントの作用する領域とほぼ一致している（一部、正の曲げモーメントの作用する領域を含むこともある）。プレキャストコンクリートパネル４０は、この中間支点周辺部１０Ａにのみ設けられており、中間支点周辺部１０Ａ以外の部分（支間部および端支点１０ｅの周辺部）には設けられていない（図１、図３参照）。
【００２０】
図４および図５（ａ）に示すように、プレキャストコンクリートパネル４０は、桁１０の凹部１１に合わせた四角形状をなしている。図５（ｂ）に示すように、プレキャストコンクリートパネル４０の厚さ（橋幅方向に沿う寸法）は、凹部１１の深さと同じになっており、表側の面がフランジ１２，１３の縁と面一をなしているが、これに限定されるものではなく、フランジ１２，１３より突出していてもよく引込んでいてもよい。
なお、プレキャストコンクリートパネル４０を工場から現場まで搬送する際の道路等の制約によっては、１つの凹部１１に収容されるプレキャストコンクリートパネル４０を複数に分割し、個々のプレキャストコンクリートパネル４０の大きさを小さくしてもよい。
【００２１】
図５（ａ），（ｂ）に示すように、プレキャストコンクリートパネル４０のコンクリート４１内には、複数の鉄筋４２，４３が格子状に埋設されている。複数の垂直鉄筋４２（第１鉄筋）は、上下（ウエブ１４の高さ方向）に延びるとともに互いに橋軸方向に離間して配置されている。垂直鉄筋４２の上下端は、コンクリート４１の上下端面より引込んでコンクリート４１内に埋まっている。但し、これに限定されるものではなく、垂直鉄筋４２の上下端をコンクリート４１の上下端面から突出（または露出）させ、上下のフランジ１２，１３に溶接等の連結手段にて連結するようにしてもよい。複数の水平鉄筋４３（第２鉄筋）は、橋軸に沿って水平に延びるとともに互いに上下に離間して配置されている。水平鉄筋４３は、垂直鉄筋４２にウエブ１４の側から宛がわれている。
【００２２】
プレキャストコンクリートパネル４０のコンクリート４１には、これを厚さ方向に貫く複数の透孔４０ａが形成されている。図５（ａ）に示すように、これら透孔４０ａ（ひいてはそれに挿入される後記スタッドボルト５０）は、プレキャストコンクリートパネル４０内に均等に分散して配置されている。図５（ｂ）に示すように、各透孔４０ａは、パネル４０の裏面（ウエブ１４側の面）から延びる細長い主孔部４０ｂと、この主孔部４０ｂに連なるとともにパネル４０の表側面に開口する太く短いナット用孔部４０ｃとを有している。
【００２３】
一方、図７に示すように、中間支点周辺部１０Ａにおけるウエブ１４には、複数本のスタッドボルト５０（固定手段）が溶植にて突き立てられている。これらスタッドボルト５０は、前記透孔４０ａに対応するように分散配置されている。そして、図６に示すように、各スタッドボルト５０が、透孔４０ａの主孔部４０ｂに挿入されている。スタッドボルト５０の長さは、プレキャストコンクリートパネル４０の厚さより少し小さい。これにより、スタッドボルト５０の先端は、プレキャストコンクリートパネル４０の表側面より引込み、ナット用孔部４０ｃ内に位置している。このスタッドボルト５０の先端部の雄ねじ５０ａにナット５１（固定手段）がねじ込まれている。ナット５１は、孔部４０ｃに収容されるとともに、孔部４０ｂ，４０ｃどうしの段差４０ｄに強く押し当てられている。
【００２４】
これにより、プレキャストコンクリートパネル４０が、ウエブ１４に強固に固定されている。そして、スタッドボルト５０の配置箇所では、プレキャストコンクリートパネル４０とウエブ１４が確実に相対変位不能になっている。しかも、プレキャストコンクリートパネル４０の全体がウエブ１４に強く押し当てられている。
【００２５】
図４および図６に示すように、鋼連続桁１０の凹部１１の内周面（フランジ１２，１３および垂直補剛材１５の凹部画成面）とプレキャストコンクリートパネル４０の周側面との間の隙間には、モルタル６０（充填剤）が充填されている。また、孔部４０ｃにも、モルタル６０が、ナット５１を埋めるようにして充填されている。なお、充填剤として、モルタル６０に代えて、エポキシ樹脂を用いることにしてもよい。
【００２６】
プレキャストコンクリートパネル４０の鋼連続桁１０への取り付け施工方法を説明する。
桁製作工場において、桁１０のウエブ１４にスタッドボルト５０を溶植する。この時、桁１０を立てた状態（ウエブ１４の高さ方向を上下に向けた状態）にすれば、所要スペースを削減できるだけでなく、ウエブ１４の両側面への溶植作業を併行して行なうこともできる。また、桁１０を横に寝かせて行なう場合でも、ウエブ１４の片面に溶植後、すぐに桁１０をひっくり返してウエブ１４の反対側の面に溶植を行なうことができる。
なお、スタッドボルト５０の溶植作業は、工場ではなく、橋梁の架設現場で行なうことにしてもよい。
【００２７】
また、プレキャスト工場においてプレキャストコンクリートパネル４０を製作する。この時、型枠は、横にした状態（パネル４０の高さ方向が水平になる状態）でコンクリートを打設することができる。これによって、コンクリートを型枠の隅々まで容易に行き渡らせることができ、締め固めを容易に行なうことができる。また、コンクリートが不連続になるおそれがなく、不連続面でのひび割れや形状的応力集中の問題が生じることもない。これによって、高品質のプレキャストコンクリートパネル４０を容易に製作することができる。
【００２８】
上記のようにして製作した桁１０とプレキャストコンクリートパネル４０を、橋梁の架設現場に搬入する。そして、図７に示すように、プレキャストコンクリートパネル４０を桁１０の中間支点周辺部１１Ａの凹部１１に収容するとともに、孔４０ａにスタッドボルト５０を挿入し、ナット５１を締め付ける。その後、モルタル６０の充填を行なう。これによって、プレキャストコンクリートパネル４０の桁１０への取り付けが完了する。この取り付け作業は、桁１０を立てた状態で行なうことができる。したがって、現場にスペース的な余裕があまり無くても十分に作業を行なうことができる。それだけでなく、プレキャストコンクリートパネル４０のウエブ１４の片側への取り付けと、反対側への取り付けをほぼ併行して行なうことができる。よって、桁１０を横倒しにした場合における、片側が終わった後ひっくり返して反対側を行なわなければならないのと比べて、極めて効率的に作業を行なうことができる。また、架設現場においては型枠の設置作業や締め固め作業を行なう必要がなく、現場作業の簡素化を図ることができる。この結果、大幅な工期の短縮やコスト削減を図ることができる。
【００２９】
現場におけるプレキャストコンクリートパネル４０の桁１０への取り付け作業は、桁１０を橋脚上に架設する前に行なうこともでき、架設した後に行なうこともできる。架設した後に行なうことにすれば、桁の架設時の重量を減らすことができ、架設作業の容易化を図ることができる。
なお、取り付け作業は、クレーンなどの重機でプレキャストコンクリートパネル４０を吊りながら行なうことになるので、重機を乗り入れ可能にしておくべきことは言うまでもない。
【００３０】
上記のようにして構築された連続桁橋梁によれば、スタッドボルト５０の配置箇所においては、ナット５１のねじ込みによって、プレキャストコンクリートパネル４０とウエブ１４の相対変位を確実に阻止できる。また、プレキャストコンクリートパネル４０全体をウエブ１４に強く押し当てることができ、両者間に大きな摩擦（ずれ抵抗）が作用し得るようにできる。これによって、圧縮力をプレキャストコンクリートパネル４０に分担させるとともに、桁１０の変形を拘束することができる。しかも、凹部１１の隙間にモルタル６０が充填されることにより、桁１０を一層確実に変形拘束することができる。これによって、中間支点周辺部１１Ａにおける曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を確実に高めることができる。（コンクリート４１がウエブ１４やフランジ１２，１３に付着されている必要はない。）
【００３１】
図８および図９は、プレキャストコンクリートパネル４０の桁１０に対する固定手段の変形例を示したものである。
当該変形例の固定手段は、複数組みの長締めボルト７０とナット７１で構成されている。桁１０のウエブ１４には、ボルト７０のための透孔１４ａが複数形成されている。プレキャストコンクリートパネル４０にも、ボルト７０のための透孔４０ａが複数形成されているが、これは前記スタッドボルト５０用と同様のものを用いることができる。ひいては、プレキャストコンクリートパネル４０自体を、前記スタッドボルト５０を用いた実施形態と同様のものを用いることができる。
【００３２】
ウエブ１４の透孔１４ａを介して、ウエブ１４の両側のプレキャストコンクリートパネル４０の透孔４０ａが一直線に連通するようになっている。この透孔４０ａ，１４ａ，４０ａに、長締めボルト７０が通され、この長締めボルト７０の先端部にナット７１がねじ込まれることにより、両側のプレキャストコンクリートパネル４０が、ウエブ１４に押し付けられ、強固に固定されている。
この変形例によれば、１つの固定手段によって、ウエブ１４の両側のプレキャストコンクリートパネル４０を固定することができる。また、スタッド溶植の作業が不要となる。
【００３３】
なお、一方（図８において右）のプレキャストコンクリートパネル４０の孔部４０ｃには、ナット７１が収容されるのに対し、他方（図８において左）のプレキャストコンクリートパネル４０の孔部４０ｃには、長締めボルト７０の頭部が収容される。
ナット７１または長締めボルト７０の頭部を収容後の孔部４０ｃ、およびプレキャストコンクリートパネル４０の周側面と凹部１１の内周面との間の隙間に、それぞれモルタル６０が充填される点は、前記スタッドボルト５０を用いた実施形態と同様である。
【００３４】
本発明は、前記実施形態に限定されず、種々の形態を採用可能である。
例えば、新設の場合だけでなく、既設の連続桁橋梁の中間支点周辺部を補強・補修する場合にも適用できる。
鋼連続桁は、鋼Ｉ桁だけでなく、鋼箱桁も含まれる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プレキャストコンクリートパネルの製作に際しては、コンクリートを型枠の隅々まで容易に行き渡らせることができ、締め固めを容易に行なうことができる。また、コンクリートが不連続になるおそれもない。よって、高品質のプレキャストコンクリートパネルを容易に製作することができる。また、架設現場においては型枠の設置作業や締め固め作業を行なう必要がなく、現場作業の簡素化を図ることができる。この結果、工期の短縮やコスト削減を図ることができる。
プレキャストコンクリートパネルのコンクリートは、桁に付着してなくても、固定手段で桁のウエブに固定されることにより、圧縮力を分担できるとともに、桁の変形を十分に拘束することができる。これによって、中間支点周辺部における曲げ耐荷力や剪断耐荷力などの負の曲げモーメントに対する耐荷力を十分に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る連続桁橋梁の上部構造の正面図である。
【図２】図１のII−II線に沿う連続桁橋梁の中間支点周辺部における断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う連続桁橋梁の支間部における断面図である。
【図４】連続桁橋梁の中間支点周辺部の正面図である。
【図５】（ａ）プレキャストコンクリートパネルの正面図である。
（ｂ）前記（ａ）のVIB−VIB線に沿うプレキャストコンクリートパネルの縦断面図である。
【図６】図４のVI−VI線に沿う連続桁橋梁の中間支点周辺部の断面図である。
【図７】鋼連続桁にプレキャストコンクリートパネルを設置する状況を示す分解断面図である。
【図８】本発明の変形例に係る連続桁橋梁の中間支点周辺部の断面図である。
【図９】前記変形例の連続桁橋梁においてプレキャストコンクリートパネルを設置する状況を示す分解断面図である。
【図１０】鋼連続桁にコンクリートを現場で打設充填する参考施工例を示し、型枠設置後コンクリート打設前の状態の断面図である。
【図１１】前記参考施工例において、コンクリート打設後養生中の状態の断面図である。
【符号の説明】
１０鋼連続桁
１０Ａ中間支点周辺部
１０ａ中間支点
１０ｅ端支点
１１凹部
１２上フランジ
１３下フランジ
１４ウエブ
１４ａ透孔
１５垂直補剛材
２０支承
３０床版
４０プレキャストコンクリートパネル
４１コンクリート
４０ａ透孔
４０ｂ主孔部
４０ｃナット用孔部
４０ｄ段差
４２垂直鉄筋
４３水平鉄筋
５０スタッドボルト（固定手段）
５０ａ雄ねじ
５１ナット（固定手段）
６０モルタル（充填剤）
７０長締めボルト（固定手段）
７１ナット（固定手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a steel continuous girder bridge, and more particularly to a structure and a stiffening method for stiffening the periphery of an intermediate fulcrum of a steel continuous girder.
[0002]
[Prior art]
In the patent document 1, the applicant proposed a concrete partially filled steel girder structure in which concrete is filled around the intermediate fulcrum of the bridge steel continuous girder. That is, for example, a reinforcing bar is placed in a rectangular concave portion defined by adjacent vertical stiffeners, upper and lower flanges, and webs in the periphery of the intermediate fulcrum of steel I girder, and concrete is placed. As for the load bearing performance of this concrete partially filled steel I girder structure, as a result of loading experiments using models and numerical analysis by FEM, it became clear that bending load resistance and shear load resistance can be greatly improved. From the trial design, it was also revealed that it greatly contributes to the cost reduction of the steel bridge.
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2002-266317 (first page, FIG. 1)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The inventor diligently studied a method of filling concrete I steel girders. If the girder is before erection, concrete can be easily placed and filled by tilting it sideways. On the other hand, there must be enough space for the digits to lie down. In addition, it is necessary to turn over after waiting for one side of the web to be sufficiently cured, and to perform casting and filling on the opposite side, which takes a long time.
[0005]
Therefore, it is natural to carry out the girder after erection, but a construction method capable of filling concrete with the girder upright before erection is desired. 10 and 11 show one proposal for such a construction method. As shown in FIG. 10, after reinforcing bars 2 and 3 are arranged in the recesses 1a on both sides of the steel I girder 1 in the upright state, holes 1b are drilled in the web 1w and bolts 4 are passed through. The mold 5 is fixed. An opening / closing plate 5 a is provided at the upper end of the mold 5. With the opening / closing plate 5a opened, concrete is placed and filled in the recess 1a. Then, as shown in FIG. 11, the opening / closing plate 5a is closed and cured. After the concrete 6 is cured, the mold 5 is removed. The hole 1b from which the bolt 4 has been removed is filled with mortar.
[0006]
However, it is complicated to manufacture the mold 5 and install it on the site, and it is difficult to shorten the construction period. Further, when placing concrete, it is necessary to spread the concrete 6 to every corner of the concave portion 1a using a rod-shaped internal vibrator or the like, but the work is not easy due to space limitations. Therefore, compaction is not easy. In addition, it is not easy to close the opening / closing plate 5a while filling the concrete up to the opening / closing plate 5a at the upper end, and it is possible that the concrete becomes discontinuous at the opening / closing plate 5a portion, thereby ensuring the quality. Is not easy.
[0007]
This invention is made | formed in view of the said situation, and it aims at enabling it to construct the bridge continuous girder structure formed by filling concrete around a middle fulcrum easily and in a short period of time.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
According to the concrete partially filled steel I girder structure, the compressive force can be shared with the concrete, the resistance against the buckling of the girder can be increased, and the deformation of the girder can be restrained. It is considered that the load bearing capacity increases due to this deformation constraint. Therefore, it is only necessary to secure deformation restraint, and it does not matter that the concrete adheres to the girders. Therefore, it is not essential to place concrete directly on the girder at the site. As a result of such consideration, the inventor has made the present invention.
[0009]
In other words, the continuous girder structure of the bridge according to the present invention can restrain the deformation of the steel continuous girder by fixing means with a precast concrete panel embedded with reinforcing bars inside the web around the intermediate fulcrum of the steel continuous girder of the bridge. It is characterized by being attached to.
Also, the method for stiffening a continuous girder of a bridge according to the present invention is to manufacture a precast concrete panel in which a reinforcing bar is embedded, and the precast concrete panel is fixed to the web around the intermediate fulcrum of the steel continuous girder of the bridge. The deformation of the steel continuous girder is attached so as to be restrained.
[0010]
As a result, when the precast concrete panel is manufactured, the concrete can be easily distributed to every corner of the formwork, and compaction can be easily performed. Moreover, there is no possibility that the concrete becomes discontinuous. Therefore, a high-quality precast concrete panel can be easily manufactured. In addition, it is not necessary to perform the work for setting up the mold and the work for compaction at the construction site, and the work at the site can be simplified. As a result, the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
Precast concrete panel concrete is not attached to the girders. However, by being fixed to the girder by the fixing means, it is possible to share the compressive force and to sufficiently restrain the girder deformation. As a result, it is possible to sufficiently increase the load bearing capacity against a negative bending moment such as a bending load bearing capacity and a shear load bearing capacity around the intermediate fulcrum. Even if the reinforcing bars of the precast concrete panel are not connected to the upper and lower flanges of the girders, a sufficient deformation restraining effect can be obtained by fixing with the fixing means.
[0011]
Here, the fixing means prevents relative displacement between the precast concrete panel and the steel continuous girder at least at the location of the fixing means.
As a result, the compressive force can be reliably shared with the precast concrete panel, and the girder can be reliably deformed and restrained against negative bending moments such as bending load resistance and shear load resistance around the intermediate fulcrum. Can be increased.
[0012]
The fixing means is preferably capable of pressing the precast concrete panel against the web.
As a result, large friction can be applied between the precast concrete panel and the web, the compressive force can be surely assigned to the precast concrete panel, and the girder can be reliably deformed and restrained. It is possible to reliably increase the load bearing capacity against negative bending moments such as bending load capacity and shear load resistance.
[0013]
It is desirable that a plurality of the fixing means are arranged in a dispersed manner in the precast concrete panel.
As a result, the compressive force can be more reliably distributed to the precast concrete panel, and the girder can be more reliably restrained from deformation. Negative bending moments such as bending load resistance and shear load resistance around the intermediate fulcrum It is possible to further increase the load bearing capacity against.
[0014]
The precast concrete panel is accommodated in a recess defined by adjacent vertical stiffeners, upper and lower flanges and a web of the steel continuous girder, and between the inner peripheral surface of the recess and the peripheral side surface of the precast concrete panel. It is desirable that the gap is filled with a filler.
As a result, the deformation of the girders can be more reliably restrained, and the load resistance against negative bending moments such as bending load resistance and shear load resistance around the intermediate fulcrum can be further increased.
[0015]
The fixing means includes a stud bolt that is fused to the web and penetrates the precast concrete panel, and a nut that is screwed into the stud bolt, and the precast concrete panel has a through hole for the stud bolt. It may be formed. Alternatively, the fixing means includes a bolt penetrating the web and the precast concrete panel, and a nut screwed into the bolt, and the web and the precast concrete panel are each formed with a through hole for the bolt. May be.
This makes it easy to attach the precast concrete panel to the beam. Moreover, the precast concrete panel can be reliably pressed against the web, and the effect of sharing the compressive force and the effect of restraining deformation of the girder can be obtained with certainty.
[0016]
It is desirable to attach the precast concrete panel in a state where the height direction of the web (direction orthogonal to the bridge axis and thickness direction) is perpendicular.
As a result, the mounting operation can be easily performed even when there is not much room in the space. In addition, the precast concrete panels can be attached to both sides of the web almost in parallel, and the work can be performed very efficiently.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
1-3 show the superstructure of a continuous girder bridge. The continuous girder bridge has a plurality of (for example, two) steel continuous girders 10 that extend in the bridge axis direction and are arranged side by side in the bridge width direction. These steel continuous girders 10 are supported by a bridge pier or abutment (not shown) via a support 20 at one or a plurality of intermediate fulcrums 10a (only one is shown in FIG. 1) and end fulcrums 10e on both sides. A floor slab 30 is laid on these girders 10.
[0018]
The steel continuous girder 10 is made of I-shaped steel having upper and lower flanges 12 and 13 and a web 14. Vertical stiffeners 15 are provided on both sides of the web 14 at intervals in the longitudinal direction. A rectangular recess (panel) 11 is defined by the adjacent vertical stiffener 15, the upper and lower flanges 12 and 13, and the web 14.
[0019]
As shown in FIGS. 1 and 2, a precast concrete panel 40 is accommodated in the recess 11 in the peripheral portion 10 </ b> A including the intermediate fulcrum 10 a of the steel continuous girder 10.
Note that the intermediate fulcrum peripheral portion 10A substantially coincides with a region where a negative bending moment acts (some regions may include a region where a positive bending moment acts). The precast concrete panel 40 is provided only in the intermediate fulcrum peripheral part 10A, and is not provided in any part other than the intermediate fulcrum peripheral part 10A (the peripheral part and the peripheral part of the end fulcrum 10e) (FIGS. 1 and 3). reference).
[0020]
As shown in FIGS. 4 and 5A, the precast concrete panel 40 has a quadrangular shape that matches the recess 11 of the girder 10. As shown in FIG. 5 (b), the thickness of the precast concrete panel 40 (dimension along the bridge width direction) is the same as the depth of the recess 11, and the surface on the front side is the edge and surface of the flanges 12,13. However, the present invention is not limited to this, and may protrude from the flanges 12 and 13 or may be retracted.
Depending on the restrictions of the road and the like when the precast concrete panel 40 is transported from the factory to the site, the precast concrete panel 40 accommodated in one recess 11 is divided into a plurality of parts, and the size of each precast concrete panel 40 is increased. It may be small.
[0021]
As shown in FIGS. 5A and 5B, a plurality of reinforcing bars 42 and 43 are embedded in the concrete 41 of the precast concrete panel 40 in a lattice shape. The plurality of vertical reinforcing bars 42 (first reinforcing bars) extend vertically (in the height direction of the web 14) and are spaced apart from each other in the bridge axis direction. The upper and lower ends of the vertical reinforcing bar 42 are drawn in from the upper and lower end surfaces of the concrete 41 and embedded in the concrete 41. However, the upper and lower ends of the vertical reinforcing bars 42 are projected (or exposed) from the upper and lower ends of the concrete 41 and connected to the upper and lower flanges 12 and 13 by connecting means such as welding. Also good. The plurality of horizontal reinforcing bars 43 (second reinforcing bars) extend horizontally along the bridge axis and are spaced apart from each other in the vertical direction. The horizontal reinforcing bar 43 is addressed to the vertical reinforcing bar 42 from the web 14 side.
[0022]
The concrete 41 of the precast concrete panel 40 is formed with a plurality of through holes 40a penetrating the concrete 41 in the thickness direction. As shown in FIG. 5 (a), these through holes 40 a (and thus the stud bolts 50 to be described later) are uniformly distributed in the precast concrete panel 40. As shown in FIG. 5 (b), each through hole 40a includes a main elongated hole 40b extending from the rear surface of the panel 40 (the surface of the web 14 side), the front surface of the panel 40 with connected to the main hole portion 40b It has a thick and short nut hole 40c that opens.
[0023]
On the other hand, as shown in FIG. 7, a plurality of stud bolts 50 (fixing means) are protruded from the web 14 in the peripheral portion 10 </ b> A of the intermediate fulcrum by fusion. These stud bolts 50 are dispersedly arranged so as to correspond to the through holes 40a . And as shown in FIG. 6, each stud bolt 50 is inserted in the main hole part 40b of the through-hole 40a . The length of the stud bolt 50 is slightly smaller than the thickness of the precast concrete panel 40. Thereby, the front-end | tip of the stud bolt 50 is drawn in from the front side surface of the precast concrete panel 40, and is located in the hole 40c for nuts. A nut 51 (fixing means) is screwed into the male screw 50 a at the tip of the stud bolt 50. The nut 51 is housed in the hole 40c and is strongly pressed against the step 40d between the holes 40b and 40c .
[0024]
Thereby, the precast concrete panel 40 is firmly fixed to the web 14. And in the arrangement | positioning location of the stud bolt 50, the precast concrete panel 40 and the web 14 are reliably made impossible to displace. Moreover, the entire precast concrete panel 40 is strongly pressed against the web 14.
[0025]
As shown in FIGS. 4 and 6, the gap between the inner peripheral surface of the recess 11 of the steel continuous girder 10 (the recess defining surface of the flanges 12, 13 and the vertical stiffener 15) and the peripheral side surface of the precast concrete panel 40. The gap is filled with mortar 60 (filler). Also, the mortar 60 is filled in the hole 40 c so as to fill the nut 51. Note that an epoxy resin may be used instead of the mortar 60 as the filler.
[0026]
A method for attaching the precast concrete panel 40 to the steel continuous girder 10 will be described.
In the girder manufacturing plant, stud bolts 50 are melted on the web 14 of the girder 10. At this time, if the girder 10 is in a standing state (the height direction of the web 14 is directed up and down), not only can the required space be reduced, but also the fusion work on both sides of the web 14 is performed in parallel. You can also. Further, even when the girder 10 is laid sideways, the girder 10 can be turned over immediately after the vegetation on one side of the web 14 and the vegetation can be carried out on the opposite side of the web 14.
Note that the stud bolt 50 may be fused not at the factory but at the bridge construction site.
[0027]
Moreover, the precast concrete panel 40 is manufactured in a precast factory. At this time, the concrete can be placed in a state in which the mold is in a horizontal state (a state in which the height direction of the panel 40 is horizontal). As a result, the concrete can be easily distributed to every corner of the formwork, and compaction can be easily performed. Moreover, there is no possibility that the concrete will be discontinuous, and there will be no problem of cracks and geometric stress concentration on the discontinuous surface. As a result, the high-quality precast concrete panel 40 can be easily manufactured.
[0028]
The girder 10 and the precast concrete panel 40 manufactured as described above are carried into the bridge construction site. Then, as shown in FIG. 7, the precast concrete panel 40 is accommodated in the recess 11 of the intermediate fulcrum peripheral portion 11 </ b> A of the girder 10, the stud bolt 50 is inserted into the hole 40 a, and the nut 51 is tightened. Thereafter, mortar 60 is filled. This completes the attachment of the precast concrete panel 40 to the beam 10. This attaching operation can be performed with the beam 10 in a standing state. Therefore, the work can be sufficiently performed even if there is not much space in the field. In addition, the attachment of the precast concrete panel 40 to one side of the web 14 and the attachment to the opposite side can be performed substantially in parallel. Therefore, when the girder 10 is laid down, the work can be carried out very efficiently as compared with the case where the opposite side has to be turned over after one side is over. In addition, it is not necessary to perform the work for setting up the mold and the work for compaction at the construction site, and the work at the site can be simplified. As a result, the construction period can be greatly shortened and costs can be reduced.
[0029]
The work of attaching the precast concrete panel 40 to the beam 10 on site can be performed before the beam 10 is installed on the pier, or after the installation. If it is performed after erection, the weight at the time of erection of the girder can be reduced, and the erection work can be facilitated.
In addition, since attachment work will be performed while suspending the precast concrete panel 40 with heavy machines, such as a crane, it cannot be overemphasized that a heavy machine should be able to enter.
[0030]
According to the continuous girder bridge constructed as described above, the relative displacement between the precast concrete panel 40 and the web 14 can be reliably prevented by screwing the nut 51 at the place where the stud bolt 50 is disposed. Further, the entire precast concrete panel 40 can be strongly pressed against the web 14, and a large friction (displacement resistance) can act between them. Thereby, the compressive force can be shared by the precast concrete panel 40 and the deformation of the girder 10 can be restrained. Moreover, by filling the gap between the recesses 11 with the mortar 60, the beam 10 can be deformed and restrained more reliably. As a result, the load bearing capacity against negative bending moments such as the bending load bearing capacity and the shear load bearing capacity at the intermediate fulcrum peripheral portion 11A can be reliably increased. (Concrete 41 does not have to be attached to web 14 or flanges 12 and 13)
[0031]
8 and 9 show a modification of the fixing means for the beam 10 of the precast concrete panel 40. FIG.
The fixing means of the modified example includes a plurality of sets of long fastening bolts 70 and nuts 71. A plurality of through holes 14 a for bolts 70 are formed in the web 14 of the beam 10. The precast concrete panel 40 is also formed with a plurality of through holes 40a for the bolts 70, which can be the same as those for the stud bolts 50. As a result, the same thing as the embodiment using the stud bolt 50 can be used for the precast concrete panel 40 itself.
[0032]
Through holes 14 a of the web 14, the through holes 40 a of the precast concrete panel 40 on both sides of the web 14 communicate with each other in a straight line. The long fastening bolts 70 are passed through the through holes 40a, 14a, 40a, and the nuts 71 are screwed into the leading ends of the long fastening bolts 70, whereby the precast concrete panels 40 on both sides are pressed against the web 14 and firmly It is fixed to.
According to this modification, the precast concrete panels 40 on both sides of the web 14 can be fixed by one fixing means. In addition, stud welding is not necessary.
[0033]
Note that the nuts 71 are accommodated in the holes 40c of one (right in FIG. 8) of the precast concrete panel 40, whereas the holes 40c of the other (left in FIG. 8) precast concrete panel 40 have The head of the long bolt 70 is accommodated.
The point that the mortar 60 is filled in the gap between the hole 40c after accommodating the head of the nut 71 or the long bolt 70 and the peripheral side surface of the precast concrete panel 40 and the inner peripheral surface of the recess 11, This is the same as the embodiment using the stud bolt 50.
[0034]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various forms can be adopted.
For example, the present invention can be applied not only to the case of a new construction but also to the case of reinforcing and repairing the periphery of an intermediate fulcrum of an existing continuous girder bridge.
Steel continuous girders include not only steel I girders but also steel box girders.
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when the precast concrete panel is manufactured, the concrete can be easily spread to every corner of the formwork, and compaction can be easily performed. Moreover, there is no possibility that the concrete becomes discontinuous. Therefore, a high-quality precast concrete panel can be easily manufactured. In addition, it is not necessary to perform the work for setting up the mold and the work for compaction at the construction site, and the work at the site can be simplified. As a result, the construction period can be shortened and the cost can be reduced.
Even if the concrete of the precast concrete panel is not attached to the girder, it is possible to share the compressive force and to sufficiently restrain the deformation of the girder by being secured to the web of the girder by the fixing means. As a result, it is possible to sufficiently increase the load bearing capacity against a negative bending moment such as a bending load bearing capacity and a shear load bearing capacity around the intermediate fulcrum.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an upper structure of a continuous girder bridge according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of an intermediate fulcrum peripheral portion of a continuous girder bridge along the line II-II in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view at a span portion of a continuous girder bridge taken along line III-III in FIG. 1;
FIG. 4 is a front view of the periphery of an intermediate fulcrum of a continuous girder bridge.
FIG. 5A is a front view of a precast concrete panel.
(B) It is a longitudinal cross-sectional view of the precast concrete panel which follows the VIB-VIB line of said (a).
6 is a cross-sectional view of the periphery of an intermediate fulcrum of a continuous girder bridge taken along line VI-VI in FIG.
FIG. 7 is an exploded cross-sectional view showing a situation where a precast concrete panel is installed on a steel continuous girder.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the periphery of an intermediate fulcrum of a continuous girder bridge according to a modification of the present invention.
FIG. 9 is an exploded cross-sectional view showing a state in which a precast concrete panel is installed in the continuous girder bridge of the modified example.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a reference construction example in which concrete is cast and filled in a steel continuous girder on-site, and after concrete is placed and before concrete is placed.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state during curing after placing concrete in the reference construction example.
[Explanation of symbols]
10 Steel continuous girder 10A Middle fulcrum peripheral part 10a Intermediate fulcrum 10e End fulcrum 11 Recess 12 Upper flange 13 Lower flange 14 Web 14a Through hole 15 Stiffener 20 Bearing 30 Floor slab 40 Precast concrete panel 41 Concrete
40a through hole
40b main hole
40c nut hole
40d step 42 Vertical rebar 43 Horizontal rebar 50 Stud bolt (fixing means)
50a Male thread 51 Nut (fixing means)
60 mortar (filler)
70 Long bolt (fixing means)
71 Nut (fixing means)

Claims

The upper and lower flanges, the web, and vertical stiffeners that are spaced apart in the longitudinal direction are provided. The vertical stiffeners that are adjacent to the upper and lower flanges and the web form a rectangular recess that is released to the outside. In the vicinity of the intermediate fulcrum of the steel continuous girder of the bridge that is defined,
A precast concrete panel for stiffening with a reinforcing bar embedded therein is housed in the recess of the web and is attached so as to restrain deformation of the steel continuous girder ,
In the precast concrete panel, a plurality of through holes penetrating the precast concrete panel in the thickness direction are formed in a dotted shape, and a plurality of stud bolts penetrating through the through holes are formed on the side surface of the web. A continuous girder structure of a bridge , wherein the precast concrete panel is fixed so as to press against the web by screwing a nut into a tip portion of the stud bolt .

The I-shaped steel is constituted by the upper and lower flanges and the web, the recesses are formed on both sides of the web, the stud bolts are welded on both sides of the web, and the precast concrete panels are placed on both sides of the web. The bridge continuous girder structure according to claim 1, wherein the bridge is continuous.

With I-shaped steel consisting of upper and lower flanges and webs, and vertical stiffeners provided on both sides of the web at longitudinal intervals, these vertical flanges and vertical stiffeners adjacent to the webs, In the periphery of the intermediate fulcrum of the steel continuous girder of the bridge that defines a rectangular recess released to the outside,
A precast concrete panel for stiffening in which reinforcing bars are embedded is housed in the recesses on both sides of the web, and is attached so as to restrain deformation of the steel continuous girder,
In the precast concrete panel, a plurality of through holes penetrating the precast concrete panel in the thickness direction are formed in a dotted shape, and a plurality of bolts pass through the web, and these bolts are precast concrete panels on both sides of the web. The precast concrete panel is fixed so as to press against both side surfaces of the web by nuts screwed into the heads of the bolts and the tip of the bolts. Bridge continuous girder structure.

Continuous girder structure of a bridge according to claim 1 the filler in the gap is characterized in that it is filled between the peripheral side surface of the precast concrete panels and the inner peripheral surface of the recess.

The bridge continuous girder structure according to any one of claims 1 to 4, wherein a thickness of the precast concrete panel is equal to a depth of the recess.

In the stiffening method in the continuous girder structure of the bridge according to any one of claims 1 to 5,
A continuous girder stiffening method for a bridge, wherein the precast concrete panel is fixed to the web in a state where the web is vertical.