JP4675915B2 - Continuous structure of bridge joints - Google Patents
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Description
本発明は、道路橋等の橋梁の橋桁中間部や端部におけるジョイント部の連続化構造に関するものである。 The present invention relates to a continuous structure of a joint portion at an intermediate portion or an end portion of a bridge girder of a bridge such as a road bridge.
道路橋等においては、連続する橋桁と橋桁との間、橋桁と橋台との間には、交通荷重による橋桁のたわみや温度変化に伴う伸縮等により生じる動きの違いを吸収し、交通荷重を安全に通過させるための伸縮継手という構造が設けられている。 In road bridges, etc., the difference in movement caused by the deflection of the bridge girder due to traffic load and the expansion and contraction due to temperature change is absorbed between the bridge girder and the bridge girder. There is provided a structure called an expansion joint for passing through.
従来の伸縮継手は、鋼製の爪や鋼板の組合せ、伸縮するゴム系のジョイント構造が用いられてきたが、表面の凹凸や段差が存在することにより、交通荷重の通過に伴って振動や騒音発生の原因となっている。 Conventional expansion joints have used a combination of steel claws and steel plates, and a rubber joint structure that expands and contracts. However, due to the presence of unevenness and steps on the surface, vibration and noise occur as traffic loads pass. It is the cause of the occurrence.
図6は、ゴム系の伸縮ジョイントの一例であり、遊間をおいて対向配置されている橋桁1、1の端部における舗装5を所定範囲にわたって撤去し、橋桁の床版2の上部を所定範囲にわたってはつり、形成された切欠き空間に遊間4を跨いでゴムジョイント70を配置し、隙間空間を超早強コンクリート71で埋めると共に、アンカーボルト72と床版埋込み筋73を用いて定着させている。遊間4にはウレタンフォーム74を配置している。このジョイント構造の場合、車両通過時に騒音・振動が発生する、アスファルト舗装5とコンクリート71の接合部の磨耗・段差が発生する、アンカーボルト72のがたつきが生じる、ゴムジョイント70が損傷する、ジョイント部から漏水するなどの問題がある。
FIG. 6 is an example of a rubber-type expansion joint, and the
この騒音・振動を解消するための対策として、表面舗装を連続化させる埋設ジョイント工法、床版コンクリートを連続化させる床版連結工法、主桁を連結して連続化させる主桁連結工法、端横桁を連結する横桁連結工法等があり、伸縮継手によって区切られていた走行路を一様な路面に改良すること(一般にノージョイント化と呼ばれている)が行われつつある。 Measures to eliminate this noise and vibration include buried joint method for continuous surface pavement, floor slab connection method for continuous floor slab concrete, main girder connection method for continuous main girder, There is a cross girder connecting method for connecting girders, etc., and improvement of a traveling road partitioned by expansion joints to a uniform road surface (generally called no-joint) is being performed.
耐久性を確保できるノージョイント化工法としては、床版コンクリートと鋼桁の一部のみを連続化した床版連結工法が現時点では唯一とされている。図7はそのノージョイント化床版連結構造の例であり、橋桁1、1の端部の舗装5を所定範囲にわたって撤去し、橋桁の床版2を所定範囲にわたって撤去し、床版2の既設鉄筋6に連結鉄筋80を溶接で取付け、床版2、2間の空間に樹脂コンクリート81を打設し、この上にアスファルト等の舗装5を再舗装する。鋼桁3の上部フランジの端部同士は、連結鋼板82、添接板83、フィラープレート84を用いて連結する。連結鋼板82等の上には、発泡スチロールの縁切り材85が桁上に配置される。桁端の鉛直方向の桁回転変位(角変化、角折れ)、温度収縮・膨張に対して、連結鉄筋80・連結鋼板82の弾性ひずみで抵抗する。
As the no-joint construction method that can ensure the durability, the floor slab connection method in which only a part of the floor slab concrete and steel girders is made continuous is considered to be the only one. FIG. 7 shows an example of the no-joint floor slab connection structure. The
また、本発明に関連する先行技術文献としては、特許文献1〜4がある。特許文献1の発明は、伸縮遊間上の両側にわたって骨材を含むアスファルト混合物からなる舗装を連続して施工するものであり、伸縮遊間を挟んで対向する橋体(橋桁や橋台) の端部の上に伸縮遊間を跨いでシート状の滑り層を布設し、この上に網状体を敷設し、その上に基層と表層からなるアスファルト混合物(ゴムアスファルトコンパウンド) を積層し、基層には応力を分散させてひび割れを防止するハニカムやエキスパンドメタル等の応力伝達部材を埋設し、基層と表層との間には、基層から表層に伝えられる応力を分散させてひび割れを防止する、メッシュ状の補強用繊維をアスファルト系材料内に埋設したひずみ分散シートを介挿したものである。
Moreover, there exist patent documents 1-4 as a prior art document relevant to this invention. The invention of
特許文献2の発明は、伸縮遊間上の舗装部に埋設される埋設ジョイント部材であり、伸縮遊間を跨いでゴム製の埋設ジョイント部材を設置し、このゴム製の埋設ジョイント部材にはスチールコードまたは繊維コードを橋軸方向とバイアス方向に配設し、橋軸方向・橋軸直角方向・回転方向のひずみを分散できるようにし、この埋設ジョイント部材の両端部にはテンションバーを埋設し、このテンションバーをテンションボルトで橋体または陸上道路に固定し、この埋設ジョイント部材の中央部下面には埋設ジョイント部材が伸縮遊間に落ち込むのを防止する硬質板からなる荷重支持部材を埋設したものである。
The invention of
特許文献3の発明は、道路橋等の橋面継手部の補修工法であり、床版対向端部間の既設継手部材を除去した部分に、遊間部をバックアップ材で封じた後、その上にシート状物を敷設してから、ジオテキスタイルと弾性樹脂を積層した弾性舗装を形成するものである。
The invention of
特許文献4の発明は、埋設型伸縮継手の構造であり、対向する桁に目地遊間を跨いで中央部が垂下する弛みを有する可撓性の合成樹脂板を取付け、この上に相互摺動面を有するスライドプレート及びカバープレートをそれぞれ対向する桁に固着し、その上に埋戻し舗装材を載せたものである。
The invention of
特許文献2等の埋設ジョイント工法は、桁端の回転角、橋桁の伸縮を舗装直下の柔軟な部材により一定範囲内の一様なひずみとして分散させ、舗装自体のひび割れを一箇所に集中させないような配慮の元に構成されているが、頻繁な交通荷重の通過や制動荷重により、舗装下の柔軟な部材の変形により数年で劣化しており、その耐久性が維持できないことが明らかになってきた。
The buried joint method disclosed in
床版コンクリートと鋼桁の一部のみを連続化した床版連結工法(図7)の場合、既設コンクリートの広くて深い範囲のはつり撤去、鋼桁の上フランジの接合、既設鉄筋同士の溶接、連結床版部分の縁切り、樹脂コンクリートの打設、再舗装など、手間と時間がかかり、一昼夜を越える交通止め作業が不可欠となっており、大々的な展開は困難となっている。 In the case of the floor slab connection method (Fig. 7) in which only a part of the floor slab concrete and steel girders are continuous, removal of the wide and deep areas of existing concrete, joining of the upper flanges of the steel girders, welding of existing reinforcing bars, It takes time and effort, such as cutting the edges of the connecting slabs, placing resin concrete, and re-paving, and it is indispensable to stop traffic for more than a day and night, making large-scale deployment difficult.
本発明は、橋梁の中間部または端部の不連続部に設けられるジョイント部の連続化構造において、交通荷重の載荷に伴う桁端の桁回転変位や温度変化等に伴う伸縮変形の一部を部分連結構造で抑制し、残りをジョイント部材の変形性能で吸収することにより、表層アスファルト舗装の早期劣化を回避しつつ、耐久性の向上により円滑な交通荷重の通過を可能とし、しかも短時間で施工が可能な橋梁ジョイント部の連続化構造を提供することを目的とする。 In the continuous structure of the joint portion provided in the discontinuous portion of the intermediate portion or the end portion of the bridge, the present invention is able to reduce a part of the expansion and contraction deformation caused by the girder rotational displacement or temperature change caused by the loading of the traffic load. By suppressing the partial connection structure and absorbing the rest with the deformation performance of the joint member, while preventing early deterioration of the surface asphalt pavement, it is possible to pass smooth traffic loads by improving durability and in a short time The object is to provide a continuous structure of bridge joints that can be constructed.
本発明の請求項1に係る発明は、橋梁の中間部または端部において橋体(橋桁や橋台)が遊間を挟んで対向配置されている不連続部の橋面を連続化する橋梁ジョイント部の連続化構造であり、遊間を挟んで対向する橋体端部の上部にそれぞれ設けられた切欠きにモルタル類を打設することにより橋体端部同士を部分的に一体化する部分連結構造が形成され、この部分連結構造の上面とその左右の橋体上面とに高靭性繊維補強セメント複合材料(以下、高靭性FRCCと記載)からなる板状のプレキャストジョイント版が遊間を跨いで設置され、このプレキャストジョイント版の上面が舗装材料(アスファルト等)で覆われ、プレキャストジョイント版の橋軸方向の両端部がそれぞれ、ジョイント版本体から橋軸方向に突出する定着鉄筋と、この定着鉄筋が埋設される充填材とにより、橋体上面に定着されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である(図1、図2、図4参照)。既設や新設の橋梁の連続化に適用される。
In the invention according to
従来のノージョイント化床版連結構造のように、隣接する橋梁端部の既設RC床版を連結することにより床版構造を一体化でき、舗装を支持する構造体を提供できるが、周辺床版と同程度の強度を有するがために、連結構造として、常時、地震時の安全性照査が必要となり、この面からの制約事項も出てくる。ジョイント部の床版連結に要求される性能は上載荷重を支持し、これを既設の床版に速やかに伝達できる機能を有するのが第1義であり、現状の構造形式はオーバースペックになっている可能性があることから、本発明は必要最小限の床版連結工法を提供するものである。即ち、本発明は、2次部材として、設計以上の荷重が作用した場合は部分的な損傷を受けることを前提としており、その損傷部をカバーするために、高靭性FRCCからなるプレキャストジョイント版と併用することで、全体としての性能を確保するものである。 Like the conventional no-joint floor slab connection structure, by connecting existing RC floor slabs at adjacent bridge ends, the floor slab structure can be integrated and a structure supporting the pavement can be provided. Therefore, it is necessary to constantly check the safety of earthquakes as a connecting structure, and there are restrictions from this aspect. The performance required for connecting the floor slabs of the joint part is to support the loading load and to have the function of quickly transmitting this to the existing floor slab, and the current structure type is over spec. Therefore, the present invention provides a minimum slab connection method. That is, the present invention is premised on partial damage when a load exceeding the design is applied as a secondary member. In order to cover the damaged portion, a precast joint plate made of high toughness FRCC and By using together, the performance as a whole is ensured.
そして、従来の埋設ジョイントの弱点である柔軟部材を、高靭性FRCCからなるプレキャストジョイント部材に置き換えることにより、交通荷重の載荷に伴う桁端の鉛直方向の桁回転変位(角変化、角折れ)、あるいは温度変化等に伴う伸縮変形を、同部材のひび割れ分散性能で吸収すると共に、同部材にはコンクリートと同程度の鉛直剛性があるため、交通荷重に対して周囲のコンクリート床版と同程度の変形特性を維持することで、表層舗装の局所的な破壊を防止できるようにしたものである。さらに、本構造は、従来の伸縮ジョイント部材と同様、プレキャスト部材で構成されていることから、従来の伸縮ジョイントの取換えが片側交通規制下において一晩で施工できた(既設の橋梁の場合)のと同様、短時間で施工可能なものである。 And by replacing the flexible member, which is a weak point of the conventional buried joint, with a precast joint member made of high-toughness FRCC, the girder's vertical displacement (angular change, corner breakage) in the vertical direction at the end of the traffic load, Or, it absorbs the expansion and contraction caused by temperature changes with the crack dispersion performance of the same member, and the same member has the same vertical rigidity as concrete, so it has the same degree of traffic load as the surrounding concrete floor slab. By maintaining the deformation characteristics, local destruction of the surface pavement can be prevented. Furthermore, because this structure is made up of precast members like conventional expansion joint members, replacement of conventional expansion joints could be performed overnight under one-side traffic restrictions (in the case of existing bridges). Like, it can be constructed in a short time.
高靭性FRCCは、ビニロン繊維やポリエチレン繊維等の非常に細くて強い化学繊維がセメントマトリクス中に3次元方向にランダムに分散配合され、見かけの引張ひずみが数%(2〜3%) に達するような靭性に富む材料である。このような材料で成形したプレキャストジョイント部材は、高い引張変形能力・曲げ変形能力を有し、また鉄筋コンクリートと同等の鉛直剛性を有する。 High-toughness FRCC is such that very thin and strong chemical fibers such as vinylon fibers and polyethylene fibers are randomly dispersed and blended in the cement matrix in a three-dimensional direction, and the apparent tensile strain reaches several percent (2 to 3%). This material is rich in toughness. A precast joint member formed of such a material has high tensile deformation capacity and bending deformation capacity, and has vertical rigidity equivalent to that of reinforced concrete.
本発明の請求項2に係る発明は、請求項1に記載の橋梁ジョイント部の連続化構造において、部分連結構造の内部には、橋軸方向に沿うせん断伝達補強筋が遊間を跨いで配設されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である。
The invention according to
部分連結構造は、せん断伝達補強筋(アンカーバー)と、必要に応じてひび割れ分散を図るメッシュ筋などを配置したコンクリート構造とするのが好ましい。 The partial connection structure is preferably a concrete structure in which shear transmission reinforcing bars (anchor bars) and mesh bars for dispersing cracks are arranged as necessary.
本発明の請求項3は、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の橋梁ジョイント部の連続化構造において、プレキャストジョイント版の下面には、縁切り用シートが配置されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である。
部分連結構造の上面は、橋体上面と同レベルに整形し、かつ、橋体上面を平滑に切削した後、上面不陸調整のための粉体セメント等の粉体あるいは流動体を敷き均し、プレキャストジョイント版を設置し、このプレキャストジョイント版の下面には、セルロイド等の縁切り用シートを配置し、橋体と連結された両端部の相対変位をプレキャストジョイント版の自由長部の平均ひずみ、あるいはひび割れ分散という形で吸収できるようにする。 The upper surface of the partially connected structure is shaped to the same level as the upper surface of the bridge body, and after smoothly cutting the upper surface of the bridge body, powder or fluid such as powder cement for adjusting the upper surface unevenness is spread and leveled. In addition, a precast joint plate is installed, and on the lower surface of this precast joint plate, a sheet for edge cutting such as celluloid is placed, and the relative displacement of both ends connected to the bridge body is determined by the average strain of the free length of the precast joint plate, Alternatively, it can be absorbed in the form of crack dispersion.
本発明の請求項4は、請求項1又は請求項2のいずれかに記載の橋梁ジョイント部の連続化構造において、プレキャストジョイント版の下面には、流動性を有する縁切り材料が配置されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である。 According to a fourth aspect of the present invention, in the continuous structure of the bridge joint portion according to any one of the first or second aspects, an edge cutting material having fluidity is disposed on the lower surface of the precast joint plate. It is the continuous structure of the bridge joint part characterized by this.
縁切り構造として、縁切り用シートを用いずに、流動性のあるアスファルトコーティング等の縁切り材料で、不陸調整と縁切りを兼ねた構造とすることもできる。 As the edge cutting structure, it is also possible to use a structure that combines unevenness adjustment and edge cutting with an edge cutting material such as fluid asphalt coating without using the edge cutting sheet.
本発明の請求項5は、請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の橋梁ジョイント部の連続化構造において、プレキャストジョイント版の橋軸方向の両端部がそれぞれ繊維束アンカーにより橋体上面に定着されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である。 According to a fifth aspect of the present invention, in the continuous structure of the bridge joint portion according to any one of the first to fourth aspects, both ends in the bridge axis direction of the precast joint plate are respectively bridged by fiber bundle anchors. It is a continuous structure of a bridge joint part characterized by being fixed on the upper surface of the body.
図1に示すように、プレキャストジョイント版の橋面への定着に炭素繊維等を束ねた繊維束アンカーを用いる場合であり、プレキャストジョイント版の両端部にそれぞれ繊維束アンカーの一端部を予め埋め込んで固定しておき、突出側の端部の束を広げて橋体上面に接着して固定する。この繊維束アンカーの接着部を保護するため、舗装の基層の厚さ分だけ樹脂モルタルや早強モルタルなどで被覆し整形する。 As shown in FIG. 1, it is a case where the fiber bundle anchor which bundled the carbon fiber etc. is used for fixation to the bridge surface of the precast joint plate, and one end part of the fiber bundle anchor is embedded beforehand in both ends of the precast joint plate. It is fixed, and the bundle at the end on the protruding side is spread and bonded to the upper surface of the bridge body. In order to protect the bonded portion of the fiber bundle anchor, it is covered and shaped with resin mortar or early strong mortar for the thickness of the pavement base layer.
本発明の請求項6は、請求項1から請求項4までのいずれか一つに記載の橋梁ジョイント部の連続化構造において、プレキャストジョイント版の橋軸方向の両端部がそれぞれ繊維シートにより橋体上面に定着されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である。 According to a sixth aspect of the present invention, in the continuous structure of the bridge joint portion according to any one of the first to fourth aspects, both ends in the bridge axis direction of the precast joint plate are each made of a fiber sheet. It is a continuous structure of a bridge joint part characterized by being fixed on the upper surface.
図2に示すように、繊維束アンカーに代えて、高強度繊維シートを用いる場合であり、高強度繊維シートをプレキャストジョイント版の上面と橋体の上面を連結するように貼り付け、接着剤で接着する。この場合も、高強度繊維シートの接着部を保護するため、樹脂モルタルや早強モルタルなどで被覆し整形する。 As shown in FIG. 2, instead of the fiber bundle anchor, a high-strength fiber sheet is used, and the high-strength fiber sheet is attached so as to connect the upper surface of the precast joint plate and the upper surface of the bridge body, Glue. In this case as well, in order to protect the bonded portion of the high-strength fiber sheet, it is coated and shaped with a resin mortar, an early strong mortar, or the like.
図4、図5に示すように、平面形状がU字状のループ鉄筋(高強度異形鉄筋,ステンレス製異形鉄筋など)等の定着鉄筋を用いる場合であり、橋軸直角方向に所定の間隔をおいて多数配置した定着鉄筋のループ部等を充填材(繊維混入超早強モルタル等)内に埋設し、定着鉄筋及び充填材をアンカーボルト等によりRC床版の上面に定着させる。 As shown in FIG. 4 and FIG. 5, it is a case where a fixed reinforcing bar such as a loop reinforcing bar (high strength deformed reinforcing bar, stainless deformed reinforcing bar, etc.) having a U-shaped planar shape is used, and a predetermined interval is provided in a direction perpendicular to the bridge axis. The fixing reinforcement loops and the like arranged in a large number are embedded in a filler (such as fiber-mixed ultra-early strong mortar), and the fixing reinforcement and filler are fixed on the upper surface of the RC floor slab with anchor bolts or the like.
本発明の請求項7は、請求項1から請求項6までのいずれか一つに記載の橋梁ジョイント部の連続化構造において、プレキャストジョイント版の上面が防水シートで覆われていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造である。
According to a seventh aspect of the present invention, in the continuous structure of the bridge joint portion according to any one of the first to sixth aspects, the upper surface of the precast joint plate is covered with a waterproof sheet. It is a continuous structure of the bridge joint part.
運用時にひび割れが入ることを前提としている高靱性FRCCのプレキャストジョイント版内に、雨水等、橋面からの水分が浸透しないように保護層を形成する。図1、図2の場合は、プレキャストジョイント版の上面及び定着部保護部の上面にポリエステル不織布,ガラスクロスなどのアスファルトシート系防水やウレタン,ポリウレタンなどの塗膜系防水等の防水処理を施す。図3の場合は、プレキャストジョイント版の上面に防水処理を施す。 A protective layer is formed in the precast joint plate of high toughness FRCC, which is assumed to crack during operation, so that rainwater and other moisture from the bridge surface do not penetrate. 1 and 2, the top surface of the precast joint plate and the top surface of the fixing portion protection portion are subjected to waterproofing treatment such as asphalt sheet waterproofing such as polyester nonwoven fabric and glass cloth, and coating waterproofing such as urethane and polyurethane. In the case of FIG. 3, the top surface of the precast joint plate is waterproofed.
以上のような構成の本発明において、隣接する橋梁端部の橋体端部の上部同士を接合する部分連結構造は、せん断伝達補強筋、メッシュ筋等、コンクリートで構成されており、交通荷重等の上載荷重に対しては鉄筋コンクリート構造としては橋体の端部に荷重伝達することで、これを支持すると共に、隣接橋体端部の鉛直・橋軸直角方向の相対変位をせん断伝達補強筋が抑制する機能を持たせる。温度変化に伴う隣接橋体同士の橋軸方向相対変位に対しては、温度上昇時は連続橋体のコンクリートの軸圧縮強度で抵抗するが、温度降下時の引張りに対しては、完全に抵抗することなく、制御されたひび割れ発生で変形を吸収することとしている。制御されたひび割れであることから、上載荷重に対する荷重伝達性能と、ある程度の耐久性は確保される。 In the present invention configured as described above, the partial connection structure that joins the upper ends of the bridge body end portions of the adjacent bridge end portions is made of concrete, such as shear transmission reinforcement bars, mesh bars, traffic loads, etc. As for the reinforced concrete structure, the load is transmitted to the end of the bridge body to support this, and at the same time, the shear transmission reinforcing bars are used to support the relative displacement of the adjacent bridge body end in the vertical and perpendicular directions to the bridge axis. Have a function to suppress. The relative axial displacement of adjacent bridges due to temperature changes is resisted by the axial compressive strength of the concrete of the continuous bridge when the temperature rises, but is completely resistant to tension when the temperature drops. Instead, the deformation is absorbed by controlled crack generation. Since it is a controlled crack, load transmission performance with respect to the mounted load and a certain degree of durability are ensured.
プレキャストジョイント版の高靭性FRCCは、適切に配合されたビニロン繊維やポリエチレン繊維等と、セメント、細骨材からなる複合材料であり、従来のセメント材料の常識を超える引張変形能力・曲げ変形能力を有する。例えば、3%の純引張ひずみ(鋼材の降伏ひずみの20倍相当)でも耐力を維持できる。モルタルや既存の繊維補強コンクリート(FRC)では、初期クラックが生じると、このクラックが拡大してそのまま破壊されてしまうが、高靭性FRCCは、繊維によるクラックの架橋能力が高く、増加する引張荷重が繊維により負担されるため、初期ひび割れが破壊につながらず、次のひび割れが生じ、次々とこの連鎖が続き、微小なひび割れが細かく分散され、結果的に非常に大きな引張ひずみが生じて、荷重に耐えることができる。 The high toughness FRCC of the precast joint version is a composite material composed of vinylon fiber, polyethylene fiber, etc., blended with cement and fine aggregates, and has a tensile deformation capacity and bending deformation capacity that exceed the common sense of conventional cement materials. Have. For example, the proof stress can be maintained even at 3% pure tensile strain (equivalent to 20 times the yield strain of steel). In mortar and existing fiber reinforced concrete (FRC), if an initial crack occurs, this crack expands and breaks as it is. However, high-toughness FRCC has a high ability to crosslink cracks due to fibers, and an increased tensile load. Since it is borne by the fiber, the initial crack does not lead to fracture, the next crack is generated, this chain continues one after another, and the minute cracks are finely dispersed, resulting in a very large tensile strain, resulting in a load Can withstand.
本材料により制作されたプレキャストジョイント版で部分連結構造の上面を覆い、これに繋がる橋体上面を遊間を跨いで橋体端部同士を連結し、その上を一般部と同様に舗装することで、見かけは一様な路面を現出させることができる。橋体端の角変化や伸縮変位の一部は、部分連結構造が負担するが、変位量が大きい場合はるが、変位量が大きい場合は上載したプレキャストジョイント版が非常に細かなひび割れに分散して変位を吸収し、さらにその上面に設置する防水シートにより均等に分散されることから、舗装自体の柔軟な追随性の範囲内に局所ひずみを抑制することができ、舗装の破壊を免れるという性能を発揮する。また、高靭性FRCCの部材の鉛直剛性は、RC床版の剛性と殆ど変わりないことから、急激な剛性変化に伴う段差の発生や舗装の劣化、すり減りを発生させる原因とはなり難い。 By covering the upper surface of the partially connected structure with a precast joint plate made of this material, connecting the bridge body end parts across the gap on the upper surface of the bridge body connected to this, and paving the same as the general part The appearance can make a uniform road surface appear. Partially connected structure bears part of the angle change and expansion / contraction displacement of the bridge body end, but the displacement is large, but if the displacement is large, the precast joint plate on top is dispersed into very fine cracks. Since the displacement is absorbed and evenly distributed by the waterproof sheet installed on the upper surface, local strain can be suppressed within the range of the flexible followability of the pavement itself, and the destruction of the pavement is avoided. Demonstrate performance. Further, since the vertical rigidity of the high-toughness FRCC member is almost the same as the rigidity of the RC floor slab, it is difficult to cause a step due to a sudden change in rigidity, pavement deterioration, or abrasion.
本発明は、以上のような構成からなるので、次のような効果が得られる。 Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.
(1)高靭性FRCCからなるプレキャストジョイント版で橋桁の端部同士を連結し、その上を一般部と同様に舗装することで、連続した路面を現出させることができる。 (1) By connecting the ends of the bridge girders with a precast joint plate made of high toughness FRCC and paving the same as the general part, a continuous road surface can be revealed.
(2)桁端の桁回転変位や伸縮変形に関して、温度上昇時の圧縮変形に対しては、部分連結構造のコンクリートが抵抗する。また、鉛直方向並びに橋軸直角方向の相対変位に対しては、部分連結構造に埋設されたせん断伝達補強筋が抵抗する。温度降下時の引張変形に対しては、部分連結構造は抵抗せず、制御されたひび割れレベルの損傷を許容する。 (2) Concerning the girder rotational displacement and expansion / contraction deformation at the end of the girder, concrete with a partially connected structure resists compression deformation when the temperature rises. Further, the shear transmission reinforcing bars embedded in the partially connected structure resist the relative displacement in the vertical direction and in the direction perpendicular to the bridge axis. For tensile deformation during temperature drops, the partially connected structure does not resist and allows controlled crack level damage.
(3)この時の引張り変形は部分連結構造の上に設置した高靭性FRCCのプレキャストジョイント版がその自由長部で均等なひずみ若しくは変位量が大きい場合は非常に細かなひび割れに分散して変位を吸収する。さらに、その上面を覆う防水シートが橋軸方向の引張り変形を分散することから、舗装自体の柔軟な追随性の範囲内に局所ひずみを抑制でき、舗装の破壊を免れるという性能を発揮する。舗装の早期劣化を回避しつつ、耐久性の向上により円滑な交通荷重の通過が可能となる。 (3) Tensile deformation at this time is distributed in very fine cracks when the precast joint plate of high toughness FRCC installed on the partially connected structure has a large amount of uniform strain or displacement at its free length. To absorb. Furthermore, since the waterproof sheet covering the upper surface disperses the tensile deformation in the direction of the bridge axis, the local strain can be suppressed within the range of the flexible followability of the pavement itself, and the performance of avoiding the destruction of the pavement is exhibited. While avoiding early deterioration of the pavement, it is possible to smoothly pass traffic loads by improving durability.
(4)高靭性FRCCのプレキャストジョイント版の橋体の剛性と殆ど変わりがないことから、急激な剛性変化に伴う段差の発生や舗装の劣化、すり減りを発生させる原因とはなり難く、結果的に舗装の長寿命化に貢献する。 (4) Since the rigidity of the bridge body of the high-toughness FRCC precast joint plate is almost the same, it is unlikely to cause steps due to sudden changes in rigidity, pavement deterioration, or abrasion. Contributes to longer pavement life.
(5)ジョイント部材はプレキャスト部材であるため、短時間で施工が可能であり、既設の橋梁の場合には、一晩でノージョイント化が可能となる。 (5) Since the joint member is a precast member, it can be constructed in a short time, and in the case of existing bridges, it can be made overnight without joints.
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。この実施形態は、既設の鋼桁床版構造の橋梁の連続化に適用した例である。新設の橋梁の連続化にも適用することができる。また、鋼桁床版に限らず、その他の型式の橋梁にも適用できる。また、連続する橋桁と橋桁のジョイント部について例示しているが、橋桁と橋台とのジョイント部についても同様である。 Hereinafter, the present invention will be described based on the illustrated embodiments. This embodiment is an example applied to continuation of a bridge having an existing steel girder slab structure. It can also be applied to the continuation of new bridges. Moreover, it is applicable not only to steel girder slabs but also to other types of bridges. Moreover, although illustrated about the joint part of a continuous bridge girder and a bridge girder, it is the same also about the joint part of a bridge girder and an abutment.
図1は、本発明の橋梁ジョイント部の連続化構造の一例を示す平面図と鉛直断面図である。図2は、プレキャストジョイント版の両端部の橋面への定着法が異なる例を示す平面図と鉛直断面図である。図3は参考例として、プレキャストジョイント版の中央定着・橋面接着タイプの例を示す平面図と鉛直断面図である。
FIG. 1 is a plan view and a vertical sectional view showing an example of a continuous structure of a bridge joint portion of the present invention. FIG. 2 is a plan view and a vertical sectional view showing an example in which the fixing method to the bridge surface at both ends of the precast joint plate is different. FIG. 3 is a plan view and a vertical cross-sectional view showing an example of a center fixing / bridge adhesion type of a precast joint plate as a reference example .
図1において、橋桁1は鉄筋コンクリート(RC)床版2と鋼桁3から構成され、RC床版2とRC床版2とが遊間4をおいて対向配置されており、既設のゴム製や鋼製ジョイントを撤去したスペースにより、隣接するRC床版2、2の上部にそれぞれ切欠き10が設けられる。この2つの切欠き10で形成された部分連結空間にRC床版2、2の端部上部同士を部分的に一体化する部分連結構造11が場所打ちで製作される。
In FIG. 1, a
舗装5は遊間4を中心に所定の範囲にわたって撤去されており、部分連結構造11の上面とその左右のRC床版2の上面とに高靭性FRCC(High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites)からなる板状のプレキャストジョイント版(以下、PCaジョイント版と記載)12が遊間4を跨いで設置され、後述する適宜の方法でRC床版2に定着される。PCaジョイント版12の板厚は、舗装5の基層5aの厚さ分程度であり、後述するように、その下面には縁切り用シート13を設け、上面には防水シート14を設け、この防水シート14の上にアスファルト混合物等からなる舗装5の表層5bで覆うことにより、橋面が連続化される。
The
部分連結構造11の内部には、橋軸方向に沿うせん断伝達補強筋(アンカーバー)15と、ひび割れ分散を図るメッシュ筋16が遊間4を跨いで配設され、遊間4をウレタンフォーム等のバックアップ材17で閉塞し、超早強モルタル18等を打設することにより、部分連結構造11が製作される。せん断伝達補強筋15は、活荷重上載、桁端キックアップに対し、桁端の床版2にせん断力を伝達する。変位拘束されているため、軸引張りに対する定着長は不要であり、必要ならばスリップバー的に機能させる。
Inside the
この部分連結構造11は、交通荷重等の上載荷重に対しては鉄筋コンクリート構造として既設のRC床版2の端部に荷重伝達することで、これを支持すると共に、隣接桁端部の鉛直・橋軸直角方向の相対変位をせん断伝達補強筋15が抑制する機能を持たせる。温度変化に伴う隣接桁同士の橋軸方向相対変位に対しては、温度上昇時は連続床版のコンクリートの軸圧縮強度で抵抗するが、温度降下時の引張りに対しては、完全に抵抗することなく、制御されたひび割れ発生で変形を吸収することとしている。制御されたひび割れであることから、上載荷重に対する荷重伝達性能と、ある程度の耐久性は確保されることが規定できる。
This
部分連結構造11の上面は、既設のRC床版2の上面と同レベルに整形し、かつ、既設のRC床版2の上面をコンクリート鉋等を用いて平滑に切削した後、上面不陸調整のための粉体セメント等の粉体あるいは流動体を敷き均し、PCaジョイント版12を設置する。このPCaジョイント版12の下面には、縁切り用シート13が設置され、既設RC床版2と連結された両端部の相対変位をPCaジョイント版12の自由長部の平均ひずみ、あるいはひび割れ分散という形で吸収させる構造とされている。
The upper surface of the
なお、上記の縁切り構造としては、縁切り用シートを用いずに、流動性のあるアスファルトコーティング等の縁切り材料で、不陸調整と縁切りを兼ねた構造とすることもある。 In addition, as said edge cutting structure, without using the sheet for edge cutting, it may be set as the structure which served as unevenness adjustment and edge cutting with edge cutting materials, such as fluid asphalt coating.
PCaジョイント版12の高靱性FRCCは、セメント・水・砂等の通常のモルタルに用いる材料のマトリクスに、ビニロンやポリエチレン等の非常に細くて強い化学繊維を3次元方向にランダムに分散配合したものであり、従来のセメント材料の常識を超える引張変形能力(伸び性能) と曲げ変形能力を有する材料である。例えば、3%の純引張ひずみ(鋼材降伏ひずみの20倍) でも耐力を維持することができる。
PCA
このような高靱性化のメカニズムは以下の通りである。即ち、モルタルや既存のFRC材料では、初期クラックが生じると、このクラックが拡大してそのまま破壊してしまう。しかし、高靱性FRCCでは、繊維によるクラックの架橋能力が高く、増加する引張外力が繊維により負担されるため、初期ひび割れが破壊につながることなく、次のひび割れが発生する。引き続き、次々と新たな微小なひび割れが多数発生し、見かけ上、非常に大きな引張ひずみが生じても荷重に耐えることができる。 Such a toughening mechanism is as follows. That is, in the mortar and the existing FRC material, when an initial crack occurs, the crack expands and is destroyed as it is. However, in the high toughness FRCC, the ability to crosslink cracks by fibers is high, and an increasing tensile external force is borne by the fibers, so that the initial crack does not lead to breakage and the next crack occurs. Subsequently, many new fine cracks are generated one after another, and even if an apparently large tensile strain occurs, it can withstand the load.
応力−ひずみ線図において、通常のモルタルや既存の鋼繊維のFRC材料は、鋼材のような降伏棚がないが、ビニロン繊維等の高靱性FRCCは所定の引張力に対して引張ひずみが増大する降伏棚を有しており、2〜3%の見かけの引張ひずみが得られる。 In the stress-strain diagram, normal mortar and existing steel fiber FRC materials do not have a yield shelf like steel, but high-toughness FRCC such as vinylon fiber increases tensile strain for a given tensile force. It has a yield shelf and an apparent tensile strain of 2-3% is obtained.
PCaジョイント版12の橋面への定着には、図1に示すように、炭素繊維等を束ねた繊維束アンカー20を用いることができる。PCaジョイント版12の両端部にそれぞれ繊維束アンカー20の一端部を予め埋め込んで固定しておき、突出側の端部の束を広げて既設RC床版2の上面に接着して固定する。この繊維束アンカー20の接着部を保護するため、舗装5の基層5aの厚さ分だけ樹脂モルタルや早強モルタル21などで被覆し整形する。
For fixing the PCa
図2に示すように、繊維束アンカーに代えて、高強度繊維シート22を用いることもできる。この場合、PCaジョイント版12の端面を段差調整用の樹脂パテ23で滑らかに整形した後、高強度繊維シート22をPCaジョイント版12の上面とRC床版2の上面を連結するように貼り付け、接着剤で接着する。この場合も、高強度繊維シート22の接着部を保護するため、樹脂モルタルや早強モルタル21などで被覆し整形する。
As shown in FIG. 2, a high-
また、図1、図2において、PCaジョイント版12の中央部は繊維束アンカー20により定着されている。この場合、繊維束アンカー20の一端部をPCaジョイント版12予め埋め込んでおき、他端部を部分連結構造11のモルタル内に埋設する。
1 and 2, the central portion of the PCa
PCaジョイント版12の上面及び樹脂モルタルや早強モルタル21の定着部保護部の上面に防水シート14を施工する。運用時にひび割れが入ることを前提としている高靱性FRCCのPCaジョイント版12内に、雨水等、橋面からの水分が浸透しないように保護層を形成するものである。この防水シート14の上面は、一般部と同様に表層5bの舗装を施工する。
A
図3に示す参考例は、PCaジョイント版の中央定着・橋面接着タイプの場合であり、PCaジョイント版12の中央下面に遊間4に挿入される定着突起30が設けられ、この定着突起30が部分連結構造11に定着され、PCaジョイント版12の下面が樹脂接着剤31によりRC床版2の上面に定着されている。
The reference example shown in FIG. 3 is the case of the PCa joint plate center fixing / bonding type, and a fixing
定着突起30には、せん断伝達補強筋(アンカーバー)15が貫通しており、この定着突起30の左右にモルタル注入孔32から超早強モルタル18等を充填することにより、部分連結構造11が製作され、PCaジョイント版12の中央が部分連結構造11・RC床版2に一体的に定着される。
The fixing
橋面接着は、はつり部を粗整形した後、既設RC床版2の上面をコンクリート鉋等で平滑に切削するか、パテ材等で不陸調整した後、例えば不織布に樹脂を含浸させ、この上にPCaジョイント版12を載せて接着する。
For bridge surface adhesion, after roughly shaping the suspended portion, the upper surface of the existing
図4、図5の実施形態は、PCaジョイント版を定着鉄筋により定着し、施工時間の大幅な短縮が図れる例である。図4において、上から順に、舗装撤去範囲、防水シート貼付範囲、床版はつり範囲、PCaジョイント版範囲、既設伸縮装置撤去範囲が示されている。 The embodiment shown in FIGS. 4 and 5 is an example in which the PCa joint plate is fixed by the fixing reinforcing bar, and the construction time can be greatly shortened. In FIG. 4, the pavement removal range, the waterproof sheet sticking range, the floor slab are the lifting range, the PCa joint plate range, and the existing expansion / contraction device removal range are shown in order from the top.
図4に示すように、遊間4がウレタンフォーム等のバックアップ材17で閉塞され、既設伸縮装置撤去範囲に超早強モルタル18等を打設することにより部分連結構造11が製作される。この部分連結構造11には、橋軸方向に沿うせん断伝達補強筋15が遊間4を跨いで配置されている。
As shown in FIG. 4, the
不陸調整したPCaジョイント版範囲にPCaジョイント版12を設置し、PCaジョイント版12の橋軸方向の両端部をそれぞれ定着鉄筋40と充填材41とアンカーボルト42によりRC床版2の上面に定着させる。図4、図5に示すように、定着鉄筋40は、高強度異形鉄筋からなる平面形状がU字状のループ鉄筋が好ましく、基部をPCaジョイント版12の本体に所定長埋設し、水平配置のループ部を充填空間に所定長突出させる。橋軸直角方向には、所定の間隔をおいて多数配置する。
The PCa
充填材41には繊維混入超早強モルタルを用い、定着鉄筋40のループ部を充填材41内に埋設し、この定着鉄筋40及び充填材41をアンカーボルト42によりRC床版2の上面に定着させる。アンカーボルト42は、RC床版2に穿孔したアンカー孔43に挿入し、アンカー孔43の隙間には樹脂を充填する。また、図4に示すように、定着鉄筋40は橋軸直角方向の鉄筋44で連結し、定着鉄筋40のループ部内に配置する。
The
なお、PCaジョイント版12は、板厚30mm程度であり、図5に示すように、溶接金網45が埋設され、また、複数の長ナット46とパイプによる注入孔47が埋設されている。この長ナット46と注入孔47は、吊治具取付け用の孔を兼用した敷きモルタル充填確認孔またはモルタル注入孔として用いられる。PCaジョイント版12の下面には、後貼りセルロイド板からなる縁切り用シート13が配置され、上面には防水シート14が配置され、その上に舗装5が施工される。
The PCa
施工は、準備工、カッター、既設ジョイント撤去、床版不陸調整工、PCaジョイント版高さ調整、敷きモルタル練混・敷均し、PCaジョイント版設置、アンカー設置工、定着部モルタル充填工、防水工、舗装復旧・片付けの順で行われる。PCaジョイント版を直接アンカーボルトで定着させる方式では、アンカーボルト埋め込み孔の現場削孔において既設鉄筋との干渉もあって、1レーン当たり16時間〜21時間の施工時間を要したが、定着鉄筋による本実施例では、一晩(9時間/1レーン)で施工が可能となる。 Construction includes preparatory work, cutter, removal of existing joint, floor slab unevenness adjustment, PCa joint slab height adjustment, mortar mixing and laying, PCa joint slab installation, anchor installation, anchor mortar filling, It is carried out in the order of waterproofing work, pavement restoration and cleaning up. In the method of fixing the PCa joint plate directly with anchor bolts, it took 16 to 21 hours of construction time per lane due to interference with existing reinforcing bars in the drilling of anchor bolt embedded holes. In this embodiment, construction can be performed overnight (9 hours / lane).
1……橋桁
2……鉄筋コンクリート床版(RC床版)
3……鋼桁
4……遊間
5……舗装
10……切欠き
11……部分連結構造
12……プレキャストジョイント部材(PCaジョイント部材)
13……縁切り用シート
14……防水シート
15……せん断伝達補強筋
16……メッシュ筋
17……バックアップ材
18……モルタル類
20……繊維束アンカー
21……樹脂モルタルや早強モルタル(定着部保護部)
22……高強度繊維シート
23……樹脂パテ
30……定着突起
31……樹脂接着剤
32……モルタル注入孔
40……定着鉄筋
41……充填材
42……アンカーボルト
43……アンカー孔
44……鉄筋
45……溶接金網
46……長ナット
47……注入孔
1 ……
3 ……
13 ... Edge cutting
22 …… High-
Claims (7)
前記プレキャストジョイント版の橋軸方向の両端部がそれぞれ、ジョイント版本体から橋軸方向に突出する定着鉄筋と、この定着鉄筋が埋設される充填材とにより、橋体上面に定着されていることを特徴とする橋梁ジョイント部の連続化構造。 It is a continuous structure of the bridge joint part that makes the bridge surface of the discontinuous part where the bridge body is arranged facing the gap in the middle part or the end part of the bridge. A partial connection structure that partially integrates the ends of the bridge body is formed by placing mortars in notches provided in the upper portions of the bridge, and the upper surface of the partial connection structure and the upper surfaces of the left and right bridge bodies In addition, a plate-shaped precast joint plate made of high tough fiber reinforced cement composite material is installed across the gap, and the upper surface of this precast joint plate is covered with pavement material ,
Both ends in the bridge axis direction of the precast joint plate are fixed on the upper surface of the bridge body by fixing reinforcing bars protruding from the joint plate body in the bridge axis direction and a filler in which the fixing reinforcing bars are embedded. Features a continuous structure of bridge joints.
The continuous structure of the bridge joint part according to any one of claims 1 to 8, wherein an upper surface of the precast joint plate is covered with a waterproof sheet. .
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