JP4348601B2 - 合成床版桁 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁によって支持して成る合成床版桁に関する。
【0002】
【従来の技術】
橋梁や高架道路の構造の一つに、鋼骨格とコンクリート層が一体化して強度合成された合成床版を鋼桁によって支持して成る合成床版桁が知られている。
【0003】
このような合成床版桁に用いる合成床版として、鋼板製の基板部材の上面に形鋼等による補強材をその延設方向と直交する方向に所定間隔で多数配設固定して成る鋼骨格の上側に、RCコンクリート層を一体に形成したものが提案されており、これによれば、基板部材がコンクリート層を形成するコンクリートを打設する際の型枠として機能するために下面の型枠が不要となると共に、高い剛性によって桁組上で形状を維持し得るために支保工を設ける必要がなく、施工が容易となる。
【0004】
ところで、主桁支間長が10m以上となる場合、非特許文献1に示されるように、床版断面を決定する床版支間に主桁間隔でなく横桁間隔を採用することにより、床版厚を薄くすることができる。つまり、横桁間隔を主桁間隔より狭く設定すると共にその横桁によって床版を支持し、横桁を介して荷重を主桁に伝達するように構成するものである。
【0005】
このように床版支間に横桁間隔を採用する場合、床版内の主筋は橋軸と平行に配設されなければならないため、前述のごとき鋼板製の基板部材の上面に形鋼等による補強材を配設固定して成る鋼骨格を用いる合成床版では、補強材はその長手方向を橋軸方向として配設されることとなる。
【0006】
【非特許文献1】
「第一回鋼橋床版シンポジウム講演論文集」
平成10年11月(Nov.1998)
(社)土木学会 鋼構造委員会 鋼橋床版の調査研究小委員会
P107〜112
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のごとく床版支間に横桁間隔を採用して補強材を橋軸方向に配設した鋼骨格の合成床版では、床版の主桁より側方の張り出し部の支持剛性を高める構造が必要となる。
【0008】
例えば、図6に概念的に示すように、床版60を、主桁61と横桁62とから成る桁組によって床版支間を横桁間隔として支持する場合、主桁61の外側にブラケット63を設け、このブラケット63で張り出し部を支持して張り出し部の荷重を主桁61に伝達するように構成される。また、非特許文献1に開示の構成では、張り出し部のみは主鉄筋を橋軸と直交する方向としたRC床版となっている。
【0009】
しかしながら、ブラケットによって張り出し部を支持する構成では死荷重の増加を招来し、また、張り出し部のみRC床版とする構成では施工時に支保工が必要となって工期が長くなり、何れにしても不合理でコストが高くなるという問題を有するものであった。
【0010】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、床版支間に横桁間隔を採用し、重量増加や長い工期を要することのない合理的で低コストな合成床版桁を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の合成床版桁は、鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁による桁組で支持して成る合成床版桁において、前記桁組は、橋軸方向の主桁と、該主桁の間に架設された横桁とによって構成し、前記主桁と前記横桁とが主桁間隔に対して横桁間隔を狭く設定し当該横桁によって前記床版を支持し、横桁を介して荷重を主桁に伝達する構造とし、前記鋼骨格は、主桁の間の中央部鋼骨格には横補強部材を用いず基板部材の上面に橋軸方向の縦補強部材が配設固定される一方、前記主桁の間の中央部鋼骨格より外側の橋軸と直交する方向の張り出し部を形成する側部鋼骨格には縦補強部材を用いず基板部材の上面に橋軸と直交する横補強部材が配設固定され、該横補強部材が前記縦補強部材に結合されて構成され、前記中央部鋼骨格と前記側部鋼骨格とで補強部材の配設方向を異ならせて構成してあることを特徴とする。
【0012】
これにより、主桁径間では橋軸方向に延設された縦補強部材が横桁に荷重を伝達することで床版支間を横桁間隔とすることができると共に、張り出し部では橋軸と直交する方向に延設された横補強部材によって橋軸直交方向に高い剛性を得ることができる。また、中央部鋼骨格と側部鋼骨格とを桁組上で容易且つ強固に結合することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【0016】
図1は本発明に係る合成床版桁の一例を適用した橋梁の主桁部位の橋軸と直交する横断面図、図2は図1のA−A断面図,図3は図1のB−B断面図,図4は図1の平面図に相当する鋼骨格の平面図である。
【0017】
図示橋梁1は、鋼コンクリート合成床版である床版20を、鋼桁である主桁11と横桁12とから成る桁組10によって一体的に支持して構成されている。
【0018】
桁組10は、当該橋梁1の幅方向左右に配設された一対の主桁11(図2では一方のみ示す)の間に、横桁12が橋軸方向に所定間隔で架設配置されて構成されている。横桁12の配設間隔は主桁間隔より狭く設定されており、床版20はこの横桁間隔を床版支間として設計されている。
【0019】
主桁11及び横桁12は、それぞれ鋼板によって所定高さのI形断面形状に形成されており、横桁12はその端部で主桁11の腹板に結合されている。これら主桁11及び横桁12の上フランジ11A,12Aの上面には多数のスタッドジベル13が立設されており、このスタッドジベル13が床版20の後述するコンクリート層21に没入して主桁11(即ち桁組10)と床版20とを結合している。
【0020】
床版20は、鋼骨格30の上側に所定厚さのコンクリート層21が一体に形成されて構成されている。桁組10による被支持部位は他の部位より厚く、その両側は所定角度のハンチ部22となっている。尚、図中23は鉄筋である。
【0021】
鋼骨格30は、所定板厚の鋼板による基板部材としての底鋼板31の上面に、主筋として機能する補強ビーム32がその延設方向と直交する方向に所定間隔で配設固定されると共に、多数のスタッドジベル33が立設されている。
【0022】
底鋼板31は、桁組10による被支持部(主桁11及び横桁12の上フランジ11A,12Aと対応する部位)を除く床版20の下面全域を形成しており、ハンチ部22の下面を形成する傾斜部の先端縁部で、主桁11又は横桁12の上フランジ11A,12A上に載っている。
【0023】
補強ビーム32は、基板部32aの両側に側板部32bが立設されて成る断面形状U字状の溝形鋼であり、横倒しの状態でその一方の側板部32bで底鋼板31の上面に溶接固定されている。
【0024】
この鋼骨格30は、製作工場において輸送手段等を考慮した適宜大きさの単位ブロックに分割製作され、それらの単位ブロックが桁組10の上で結合されて一体に構築される。図示構成例では、橋軸と直交する方向には、主桁11の間の中央部鋼骨格30Aと、側方の張り出し部を形成する側部鋼骨格30Bとに分割されている。また、橋軸方向には、中央部鋼骨格30Aは横桁12の配設ピッチで、側部鋼骨格30Bは所定長さでそれぞれ分割されている。図3中50で示す部位は側部鋼骨格30Bの橋軸方向の結合部位であり、後述する締結機構40と同様の締結機構40′によって結合されているものである。尚、中央部鋼骨格30Aは橋梁1の幅に応じて橋軸直交方向に更に分割される。
【0025】
ここで、主桁11の間の中央部鋼骨格30Aと、側方の張り出し部を形成する側部鋼骨格30Bとでは、補強ビーム32の配設方向が異なっている。
【0026】
即ち、中央部鋼骨格30Aの補強ビーム32は橋軸と平行に配設固定されて縦補強部材としての縦補強ビーム32Aとなっており、一方、側部鋼骨格30Bの補強ビーム32は橋軸と直交して配設固定されて横補強部材としての横補強ビーム32Bとなっている。このように、中央部鋼骨格30Aでは主筋を横桁12と直交する橋軸方向の縦補強ビーム32Aとすることで橋軸方向の剛性を確保して床版支間を横桁間隔とすることができ、一方、張り出し部を形成する側部鋼骨格30Bでは主筋を橋軸と直交する方向の横補強ビーム32Bとすることで桁組10による片持ち支持が可能な剛性を確保し得るものである。
【0027】
また、中央部鋼骨格30Aの横桁12による被支持部位、及び側部鋼骨格30Bの主桁11による被支持部位は、補強ビーム32(32A,32B)と、ハンチ部22の下面を形成する底鋼板31の部位とが結合支持板34によって連結されており、これによって底鋼板31のハンチ部22を形成する部位での当該鋼骨格30の桁組10上への載置が可能となっている。
【0028】
尚、中央部鋼骨格30Aと側部鋼骨格30Bの結合位置は、動荷重の変化の著しい当該橋梁1を通行する車両の車輪の直下となる位置は避け、更に、橋軸と直交する断面において死荷重の曲げモーメントが略零になる位置に設定することが好ましい。
【0029】
中央部鋼骨格30Aと側部鋼骨格30Bとは、図4のX部拡大図である図5(A),そのY−Y断面図である(B)及び(A)のZ−Z断面図である(C)に示すように、側部鋼骨格30Bの横補強ビーム32Bが中央部鋼骨格30Aの縦補強ビーム32Aに結合されると共に、中央部鋼骨格30Aの底鋼板31Aと側部鋼骨格30Bの底鋼板31Bとが接合線に沿って所定間隔で設けられた締結機構40によって結合されている。
【0030】
側部鋼骨格30Bの横補強ビーム32Bと中央部鋼骨格30Aの縦補強ビーム32Aとは、縦補強ビーム32Aにその板面を直交させて溶接固定された結合板35に、補強ビーム32Bの基板部32aがボルト・ナット36によって締結されることで結合されている。
【0031】
締結機構40は、所定高さ且つ所定幅の締結板部41Aの両縁から所定長さの支持リブ41Bが延設されて成る平面形状U字状の結合金具41が、底鋼板31A,32Bに締結板部41Aを対向させた状態でそれぞれ溶接固定され、これら結合金具41の締結板部41Aをボルト・ナット42によって締結するように構成されている。
【0032】
このような締結機構40が中央部鋼骨格30Aと側部鋼骨格30Bの底鋼板31A,32Bの結合線に沿って所定間隔で間欠的に設けられて成る結合構造では、結合線に沿って結合リブが立設しているものではないため、結合部におけるコンクリート層21の厚さ減少が少なく応力集中による亀裂の発生を抑えることができる。
【0033】
尚、上記構成例は分割形成された中央部鋼骨格30Aと側部鋼骨格30Bとを桁組上で結合する例であるが、本発明は中央部と側部の鋼骨格が一体に形成されたものに適用しても良いものである。また、基板部材に配設される補強部材は溝形鋼に限らず他の断面形状であっても良く、更に、中央部と側部で異なる断面形状としても良いものである。
【0034】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る合成床版桁によれば、鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁による桁組で支持して成る合成床版桁において、前記桁組は、橋軸方向の主桁と、該主桁の間に架設された横桁とによって構成し、前記主桁と前記横桁とが主桁間隔に対して横桁間隔を狭く設定し当該横桁によって前記床版を支持し、横桁を介して荷重を主桁に伝達する構造とし、前記鋼骨格は、主桁の間の中央部鋼骨格には横補強部材を用いず基板部材の上面に橋軸方向の縦補強部材が配設固定される一方、前記主桁の間の中央部鋼骨格より外側の橋軸と直交する方向の張り出し部を形成する側部鋼骨格には縦補強部材を用いず基板部材の上面に橋軸と直交する横補強部材が配設固定され、該横補強部材が前記縦補強部材に結合されて構成され、前記中央部鋼骨格と前記側部鋼骨格とで補強部材の配設方向を異ならせて構成されていることにより、主桁径間では橋軸方向に延設された縦補強部材が横桁に荷重を伝達することで床版支間を横桁間隔とすることができると共に、張り出し部では橋軸と直交する方向に延設された横補強部材によって橋軸直交方向に高い剛性を得ることができる。その結果、張り出し部を支持するブラケット等の支持部材が不要となり、また、支保工を要することなく主桁径間と張り出し部を同一工法で施工することができ、床版支間に横桁間隔を採用し、且つ、重量増加や長い工期を要することのない合理的で低コストな合成床版桁と成し得るものである。
【0035】
また、上記鋼骨格は、上記縦補強部材を備え上記主桁径間を構成する中央部鋼骨格と、上記横補強部材を備え上記張り出し部を構成する側部鋼骨格とから成り、横補強部材が縦補強部材に溶接固定された結合板に締着されて、中央部鋼骨格と側部鋼骨格が結合されて構成されていることにより、中央部鋼骨格と側部鋼骨格とを桁組上で容易且つ強固に結合することができ、作業性の良い合理的な構成と成し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る合成床版桁の一例を適用した橋梁の主桁部位の橋軸と直交する横断面図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】図1の平面図に相当する鋼骨格の平面図である。
【図5】(A)は図4のX部拡大図,(B)は(A)のY−Y断面図及び(C)は(A)のZ−Z断面図である。
【図6】従来例としての床版桁の断面図である。
【符号の説明】
1 橋梁
10 桁組
11 主桁
12 横桁
20 床版(鋼コンクリート合成床版)
21 コンクリート層
30 鋼骨格
30A 中央部鋼骨格
30B 側部鋼骨格
31(31A,31B) 底鋼板(基板部材)
32 補強ビーム(補強部材)
32A 縦補強ビーム(縦補強部材)
32B 横補強ビーム(横補強部材)
35 結合板
Claims (1)
- 鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁による桁組で支持して成る合成床版桁において、
前記桁組は、橋軸方向の主桁と、該主桁の間に架設された横桁とによって構成し、前記主桁と前記横桁とが主桁間隔に対して横桁間隔を狭く設定し当該横桁によって前記床版を支持し、横桁を介して荷重を主桁に伝達する構造とし、
前記鋼骨格は、主桁の間の中央部鋼骨格には横補強部材を用いず基板部材の上面に橋軸方向の縦補強部材が配設固定される一方、前記主桁の間の中央部鋼骨格より外側の橋軸と直交する方向の張り出し部を形成する側部鋼骨格には縦補強部材を用いず基板部材の上面に橋軸と直交する横補強部材が配設固定され、該横補強部材が前記縦補強部材に結合されて構成され、前記中央部鋼骨格と前記側部鋼骨格とで補強部材の配設方向を異ならせて構成してあることを特徴とする合成床版桁。
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