JP4341053B2 - プレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版 - Google Patents

Description

本発明は、空港における大型の航空機の滑走路や通路、埠頭における荷揚げ用ガントリークレーンが走行する通路等、局部的に大荷重を受ける部分の床板として使用できるプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版に関する。

従来、プレキャストコンクリート版（以下ＰＣａＣ版と記す）が、ビルディングや高架道路、桟橋などの床板として使用されている。これらのＰＣａＣ版には、縦横方向に緊張材を配して緊張させた方形状のプレストレストコンクリート版（以下ＰＣ版と記す）が使用されている。

この種の従来のプレストレスを付与したＰＣａＣ版は、構造的には、発生する断面力（主として曲げモーメント）は４辺支持、即ち表面に下向きに掛かる荷重をＰＣａＣ版の４辺で支持させる場合が最も小さくなる。この場合ＰＣａＣ版には上面に下向き荷重が作用した時には、ＸＹ両方向に対して同じ断面力が生じる。このため従来は、ＰＣａＣ版の２つの対向する２辺間方向にそれぞれプレストレスを付与した構造としている（例えば特許文献１及び２）。

また、このようなＰＣａＣ版は、表面に下向きの荷重が作用した際に生じる曲げモーメントは中央部分が最も大きく、周辺部に至るに従って小さくなるが、ＰＣ版の特性として、平面的に配置したＰＣ緊張材の緊張力を部分的に大きくしたとしても、これが全体に影響する為、部分的に大きなプレストレスを導入することができなかった。このため、従来は中央部分に生じる最も大きな曲げモーメントに合わせて全域において均等にプレストレスを導入させていた。
特開昭６４−４３０７号公報 特開昭６３−１０７６３８号公報

上述の如き従来のＰＣａＣ版において、例えば空港の滑走路や航空機通路、更には埠頭におけるガントリークレーンの通路等、局部的に６００ｔもの超大荷重が掛かるような場所に使用するような場合に、十分な耐荷重を得ようとすると、全体の板厚を大きくし、しかも平面全域に亘って大きなプレストレスを導入しなければならず、ＰＣａＣ版自体の重量が極めて大きなものとなって取り扱いに困難が生じ、また製造に高度の技術とＰＣ緊張材やコンクリート等の多くの資材及びプレストレス導入の為の高度の設備を必要とし、高コストとならざるを得ないという問題があり、例えば１０ｍ四方のＰＣａＣ版であって５００ｔ〜８００ｔもの大荷重に耐えるようにしたものは、従来では例をみることがなかった。

また、局部的に大荷重かかかる場所に、広面積のＰＣａＣ版を使用した場合、局部的荷重が中央より偏った部分に作用すると板自体に反りが発生し、隅部が浮き上がる状況が生じ、航空機やクレーンが通過する度に隅部が浮き上がって振動し、隣り合う板との間に段差が生じる事となる為、これを防止する為にＰＣａＣ版の４隅とその下の下部支持構造との連結を強固なものとする必要があり、そのためには高度の技術と高価な資材が必要になるという問題がある。

本発明は上述の如き従来の問題に鑑み、海上において水底に支持させた杭等の下部支持構造の上に載置して滑走路の路盤や埠頭の路盤として使用でき、それ自体の重量が小さく、従来製品に比べて極めて大きい荷重に耐えることができ、しかも低コストで製造できるＰＣ床板を形成できるＰＣａＣ版の提供を目的としてなされたものである。

上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項１に記載の発明の特徴は、方形状をしたプレキャストコンクリート版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きく、かつ、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくした対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材挿通孔を備えてなるプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版にある。

請求項２に記載の発明の特徴は、請求項１の構成に加え、前記対角方向高剛性部は、ＰＣａＣ版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせ、その高さを中央部が最も高く両端に至るに従って徐々に低くした対角方向突条を一体に備えることによって構成したことにある。

請求項３に記載の発明の特徴は前記請求項1又は２の何れか１の請求項の構成に加え、前記ＰＣａＣ版本体の周囲の４辺に、該４辺の剛性を大きくした周辺高剛性部を備えたことにある。

請求項４に記載の発明の特徴は、請求項３の構成に加え、前記周辺高剛性部は、ＰＣａＣ版本体の周囲４辺に沿ってその底面を盛り上がらせた周方向突条を一体に備えることによって構成したことにある。

請求項５に記載の発明の特徴は前記請求項1〜３又は４の何れか1の請求項の構成に加え、ＰＣ緊張材挿通孔にＰＣ緊張材を挿通して緊張することにより、前記対角方向高剛性部両端間にプレストレスを導入させたことにある。

請求項６に記載の発明の特徴は、方形状をしたプレキャストコンクリート版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きく、かつ、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくした対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材を埋め込んで前記両対角線方向にプレストレスを付与してなるプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版にある。

請求項７に記載の発明の特徴は前記請求項６の構成に加え、前記対角方向高剛性部は、プレキャストコンクリート版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせ、その高さを中央部が最も高く両端に至るに従って徐々に低くした対角方向突条を一体に備えることにある。

請求項８に記載の発明の特徴は前記請求項６又は７の何れか1の請求項の構成に加え、前記プレキャストコンクリート版本体の周囲の４辺に、該４辺に沿ってその底面を盛り上がらせた周方向突条を一体に備えることによって剛性を大きくした周辺高剛性部を備えたことにある。

本発明においては、方形状をしたＰＣａＣ版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きい対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材挿通孔を備えることにより、該ＰＣ緊張材挿通孔にＰＣ緊張材を挿通して両対角線方向にプレストレスを付与すると、このＰＣａＣ版の４辺を支持させて床板を構成させることにより発生する曲げモーメントの分布、即ち曲げモーメントは中央部が最も大きく、周辺部に至るに従って小さくなるという特性に応じた、中央部分の耐荷重の大きいＰＣａＣ版を構成することができ、従来のようにＰＣａＣ版全域において均等なプレストレスを導入させたものに比べ、全体の重量が小さく、導入するプレストレスのための緊張力も小さくてよくなる。

尚、上記対角方向高剛性部は後述するように突条を形成することによって設ける他、部分的に高強度コンクリートを使用することによっても形成してもよい。

また、対角方向高剛性部は、ＰＣａＣ版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせた対角方向突条を一体に備えることによって構成することにより、その周辺部より剛性の大きい対角方向高剛性部が容易に形成できる。

更に、対角方向高剛性部は、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくすることにより、ＰＣ緊張材挿通孔にＰＣ緊張材を挿通して両対角線方向にプレストレスを付与した際に、中央部分と周辺部分との耐荷重の差を大きくでき、超重荷重に適応したＰＣａＣ版とすることができる。

更に、対角方向高剛性部は、ＰＣａＣ版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせ、その高さを中央部が最も高く両端に至るに従って徐々に低くした対角方向突条を一体に備えることによって構成することにより、ＰＣ緊張材挿通孔にＰＣ緊張材を挿通して両対角線方向にプレストレスを付与した際に、中央部分と周辺部分との耐荷重の差を大きいＰＣａＣ版を容易に製造できる。

更に、ＰＣａＣ版本体の周囲の４辺に、該４辺の剛性を大きくした周辺高剛性部を備えることにより、ＰＣａＣ版の表面の一部に局部的に大荷重が作用した場合であっても、版自体の反りが発生しにくくなり、安定した超重荷重床板構造を構成させることができる。

更に、周辺剛高剛性部を周方向突条によって構成することにより、その製造が容易となる。

更に、ＰＣ緊張材挿通孔にＰＣ緊張材を挿通して緊張することにより、前記対角方向高剛性部両端間にプレストレスを導入させることにより、ＰＣ床板として使用する以前の状態であっても、大きな耐荷重能力が得られ、支持部に載置したままの状態で、その上を比較的重量の大きい車両や作業機が走行可能になる。

更に、方形状をしたプレキャストコンクリート版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きく、かつ、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくした対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材を埋め込んで前記両対角線方向にプレストレスを付与することにより、予めＰＣ緊張材を緊張した状態でこれを埋め込んでコンクリートの打設を行い、コンクリートの固化後に緊張を解くことによってコンクリートにプレストレスを導入する所謂プレテンショニング方式によっても上記と同様の曲げモーメント分布を有するプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版が得られる。

次に本発明の実施の形態を図面に示した実施例に基づいて説明する。

本発明に係る一実施例を示しており、図中符号１はＰＣａＣ版本体である。このＰＣａＣ版本体１は４辺２，２，……が略等しい正方形であって、その四隅部が面取り状に切り欠かれた形状をしている。尚、図には示されてないが内部に必要な配筋が施されている。このＰＣａＣ版本体１の底面には両対角線に沿って連続した配置に対角方向高剛性部３，３が一体に成形されている。

この対角方向高剛性部３，３は、ＰＣａＣ版本体１の裏面を局部的に肉盛りすることによってその部分の剛性を高めているものであり、両対角線位置に連続して一体成形した対角方向突条３ａ，３ａを一体に形成することによって構成させている。両突条３ａ，３ａは、その中央部分をＰＣａＣ版本体１の中央部分に位置させて互いに交差させ、その交差部分、即ち突条３ａの中央部であってＰＣａＣ版本体１中央部分における高さが最も高く、各対角部に至るに従って低く形成されている。これにより突条３ａ，３ａが一体成形された部分の剛性は中央部分が最も高く、周辺部に至るに従って小さくなる。

ＰＣａＣ版本体１の周囲の４辺部底面には、周辺高剛性部５が設けられている。この各周辺高剛性部５は、ＰＣａＣ版本体１の周辺底面に一体に突設した周方向突条５ａ，５ａ……によって構成されているものであり、ＰＣａＣ版本体１の周辺部に肉盛りを施すことによって断面の剛性を部分的に増強している。４辺の各突条５ａは、前述した対角方向突条３ａの端部を介して互いに連続した配置に成形されている。

また、両対角方向高剛性部３，３内にはＰＣ緊張材挿通孔６，６が形成されている。このＰＣ緊張材挿通孔６，６は、例えば螺旋巻管等の鋼管製シースをＰＣａＣ版本体１及び／又は対角方向突条３ａのコンクリート打設成形時に埋設しておくことによって形成する。

この他、合成樹脂シース内にＰＣ緊張材を軸方向に移動可能に挿通したアンボンドケーブルを同様にして埋設し、その合成樹脂シースによってＰＣ緊張材挿通孔６を構成させてもよい。この場合には、後述するプレストレス導入の際にＰＣ緊張材の挿通作業が不要となる。

各ＰＣ緊張材挿通孔６は、対角方向高剛性部３の底面に沿った位置と、ＰＣａＣ版本体１の表面に沿った位置とに配置されている。

このようにして正方形のＰＣａＣ版本体１に対して対角方向高剛性部３，３を一体に設け、その部分に対角線方向に向けたＰＣ緊張材挿通孔６，６にＰＣ緊張材６ａ，６ａを挿通し、両対角方向高剛性部において同等に緊張することによってプレストレスを導入する。

これにより正方形状いずれの幅方向の向きにおいても導入されたプレストレス力は中央部分で大きく、両側に行くに従って小さい応力分布を有するプレストレストコンクリート造のＰＣａＣ版が形成される。

尚、プレストレスの導入は、ＰＣａＣ版製作ヤードにおいて、ＰＣａＣ版毎の一部又は全てのＰＣ緊張材挿通孔６にＰＣ緊張材６ａを挿通し、緊張定着させることによって行う。

このＰＣａＣ版を用いて例えば海上の滑走路や埠頭等の超重荷重を支持できるＰＣ床板を構築する場合には、図６、図７に示すように、水底地盤に支持させた杭等の下部支持構造１１の上に梁１２を支持させ、その上に床板支持部１３を固定する。

この床板支持部１３は、Ｈ型鋼材或いは場所打ち又はＰＣａＣ材等からなる横材を格子状に配置し、その各格子の４辺１４，１４……を１枚のＰＣａＣ版Ａの４辺のそれぞれを支持する支持部とし、それぞれの格子毎にＰＣａＣ版Ａを載せて、平面方向に広がる床板となす。

そして、使用する各ＰＣａＣ版Ａが、予定された全てのプレストレスが導入されているものである場合には、それらの上に表面部舗装１５を施し、車両や航空機が走行可能な路面を形成する。

また、上述の他、図７に示すように一部又は全部のプレストレスが導入されていないＰＣａＣ版を使用し、対角線方向に隣り合うＰＣａＣ版Ａ，Ａ……に連続させてＰＣ緊張材６ａを挿通し、これを緊張して複数枚のＰＣａＣ版に対して同時にプレストレスを導入するようにしてもよい。この場合、ＰＣ床板施工現場において連続した長いＰＣ緊張材を複数のＰＣａＣ版Ａ，Ａ……に跨らせて挿通してもよく、また、図８に示すように、予めＰＣａＣ版毎に予めＰＣ緊張材６ａを挿通しておき、これらをカプラー８にて連結することによって、対角線方向に隣り合うＰＣａＣ版Ａ，Ａ……のＰＣ緊張材６ａ，６ａ……を連続したものとし、これを緊張して複数枚のＰＣａＣ版に対して同時にプレストレスを導入するようにしてもよい。

図９は、本発明の他の実施例を示している。この実施例は、上述の実施例において対角方向高剛性部３と周辺高剛性部５とを共に有しているのに対し、周辺高剛性部を有していないものであり、四隅部を面取り状に切欠した正方形の平板状をしたＰＣａＣ版本体１の底面に、両対角線に沿って連続した配置に対角方向高剛性部３，３が一体に成形されている。

この対角方向高剛性部３，３は、ＰＣａＣ版本体１の裏面の両対角線位置に連続して一体成形した対角方向突条３ａ，３ａを一体に形成することによって構成させている。両突条３ａ，３ａは、その中央部分をＰＣａＣ版本体１の中央部分に位置させて互いに交差させ、その交差部分、即ち突条３ａの中央部であってＰＣａＣ版本体１中央部分における高さが最も高く、各対角部に至るに従って低く形成されている。この突条３ａ，３ａは両端がＰＣａＣ版本体１の周縁部稍手前に位置しており、ＰＣａＣ版本体１の該周縁部底面を支承面９としている。

ＰＣ緊張材挿通孔６，６は、図１０に示すように、下側のものは、ＰＣａＣ版本体１の周縁部から突条３ａ内を通して形成され、上側のものは、ＰＣａＣ版本体１の表面側に沿って挿通されている。

このＰＣａＣ版によるＰＣ緊張材の挿通及び緊張定着によるプレストレスの導入及びＰＣ床板の構築は前述した実施例と同様である。

尚、上述した実施例では、ＰＣ緊張材挿通孔を対角線方向に向けて形成しておきこれにＰＣ緊張材を挿通してプレストレスを導入する所謂ポストタンショニング方式による場合を示しているが、この他、図には示してないが、方形状をしたプレキャストコンクリート版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きく、かつ、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくした対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材を埋め込んで前記両対角線方向にプレストレスを付与する所謂プレテンショニング方式によって本発明に係るプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版を構成しても良い。

この場合、前述と同様に、対角方向高剛性部は、プレキャストコンクリート版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせ、その高さを中央部が最も高く両端に至るに従って徐々に低くした対角方向突条を一体に備えることによって構成することができ、またプレキャストコンクリート版本体の周囲の４辺に、該４辺に沿ってその底面を盛り上がらせた周方向突条を一体に備えることによって剛性を大きくした周辺高剛性部を備えるようにしても良い。

本発明に係るＰＣａＣ版の実施の一例の正面図である。 同上の底面図である。 図２中のＥ−Ｅ線断面図である。 同Ｆ−Ｆ線断面図である。 図１に示すＰＣａＣ版にプレストレスを付与した状態を示す底面図である。 図１に示すＰＣａＣ版のトの使用状態を示す断面図である。 同上の一部を切り欠いて示す平面図である。 同上のＰＣ緊張材連結状態を示す部分拡大平面図である。 本発明に係るＰＣａＣ版の他の実施例を示す斜視図である。 図９中のＧ−Ｇ線断面図である。

Ａ プレキャストコンクリート版（ＰＣａＣ版）
１ プレキャストコンクリート版本体（ＰＣａＣ版本体）
２ 辺
３ 対角方向高剛性部
３ａ 対角方向突条
５ 周辺高剛性部
５ａ 周方向突条
６ ＰＣ緊張材挿通孔
６ａ，ＰＣ緊張材
１１ 下部支持構造
１２ 梁
１３ 床板支持部
１４ 各格子の辺
１５ 表面部舗装

Claims (8)

1. 方形状をしたプレキャストコンクリート版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きく、かつ、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくした対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材挿通孔を備えてなるプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
2. 前記対角方向高剛性部は、プレキャストコンクリート版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせ、その高さを中央部が最も高く両端に至るに従って徐々に低くした対角方向突条を一体に備えることによって構成してなる請求項１に記載のプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
3. 前記プレキャストコンクリート版本体の周囲の４辺に、該４辺の剛性を大きくした周辺高剛性部を備えてなる請求項１又は２の何れか１に記載のプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
4. 前記周辺高剛性部は、プレキャストコンクリート版本体の周囲４辺に沿ってその底面を盛り上がらせた周方向突条を一体に備えることによって構成してなる請求項３に記載のプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
5. ＰＣ緊張材挿通孔にＰＣ緊張材を挿通して緊張することにより、前記対角方向高剛性部両端間にプレストレスを導入させてなる請求項１〜３又は４に記載のプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
6. 方形状をしたプレキャストコンクリート版本体の両対角間に、剛性が周囲より大きく、かつ、その剛性を対角線の中央部において最も大きく両端に至るに従って徐々に小さくした対角方向高剛性部を連続した配置に設け、該対角方向高剛性部内にＰＣ緊張材を埋め込んで前記両対角線方向にプレストレスを付与してなるプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
7. 前記対角方向高剛性部は、プレキャストコンクリート版本体の底面に対角線方向に連続させて盛り上がらせ、その高さを中央部が最も高く両端に至るに従って徐々に低くした対角方向突条を一体に備えることによって構成してなる請求項６に記載のプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。
8. 前記プレキャストコンクリート版本体の周囲の４辺に、該４辺に沿ってその底面を盛り上がらせた周方向突条を一体に備えることによって剛性を大きくした周辺高剛性部を備えてなる請求項６又は７の何れか１に記載のプレストレストコンクリート床板用プレキャストコンクリート版。

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