JP4716218B2

JP4716218B2 - 構造物の桁・スラブ構造及び増設構造物

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Publication number: JP4716218B2
Application number: JP2005329881A
Authority: JP
Inventors: 英実柳; 裕子関根
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2005-11-15
Filing date: 2005-11-15
Publication date: 2011-07-06
Anticipated expiration: 2025-11-15
Also published as: JP2007138412A

Description

本発明は、構造物の桁・スラブ構造、及び既設構造物の側方に隣接して増設される増設構造物に関する。

例えば、近年、都市の再開発計画の中で、地下鉄関係の施設である地下通路を拡幅する計画が増加している。地下通路は例えばボックスカルバート等によって構築される場合が多く、地下通路を拡幅する場合には、既設ボックスカルバート（既設構造物）の内部空間に連続する新たな空間を形成する新たなボックスカルバート（増設構造物）を、既設ボックスカルバートの側方に隣接させて構築することになる。

ところで、幅が広い地下通路（ボックスカルバート）では、その内部に柱を建てる必要があり、この柱の下方には、柱からの荷重を受ける床桁が形成される。床桁には柱から大きな荷重がかかるため、従来の床桁は、所定の強度を確保するべく、例えば、下床スラブの下方に突出させて断面を大きくするとともに下側にハンチをつけた形状になっていたり、或いは、Ｈ形鋼を埋設してＳＲＣ（鉄骨鉄筋コンクリート）造になっている。

一方、従来より、スタッド付きの鋼板の上に鉄筋コンクリートスラブが形成された構成からなる鋼構造のスラブが提供されている。この鋼構造のスラブをボックスカルバートの下床版に適用すれば、当該スラブで柱からの荷重を適正に受けることができ、床桁を設ける必要がない（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−９７９２９号公報

しかしながら、下側にハンチをつけた形状の床桁を有する従来の増設構造物では、増設構造物の直下に既設物がある場合には、床桁の底面がその既設物の上に載置されることになり、増設構造物の床面が既設構造物の床面よりも高くなるという問題がある。例えば、既設の地下通路（既設ボックスカルバート）が、ボックスカルバート等によって構築された既設の鉄道構造物（既設物）の上に載せられた状態で構築されており、新設ボックスカルバートの全部又は一部をその既設の鉄道構造物の上に載せた状態で構築しなければならない場合、床桁の高さを確保するため、床桁のスラブ下突出分だけ新設ボックスカルバートの内空高さ寸法を小さくしなければならず、新設ボックスカルバートの床面と既設ボックスカルバートの床面との間に段差が生じるか、或いは、内空高さを確保しようとすると床桁がスラブから突出することになってしまう。

また、ＳＲＣ造の床桁を有する従来の増設構造物では、既設構造物と増設構造物との主筋を継手することが困難であり、また、桁方向のＨ形鋼の溶接は、溶接箇所がフランジで塞がれた状態になるため、溶接者の手が入り難くて溶接作業が困難になる。

さらに、鋼構造のスラブを有する従来の増設構造物では、既設構造物のスラブ全体にスタッド付き鋼板を敷設することになるため、作業手間やコストが著しく増大することになる。

本発明は、上記した従来の問題が考慮されたものであり、基本的には桁とスラブの高さに段差を小さくするか或いはつけないことを目的とし、さらに、増設構造物の床面と既設構造物の床面にあっては、その間に段差を小さくするか或いは段差をつけずに、柱等からの荷重を適正に受ける床桁を形成し、さらに、高い作業性を確保するとともに、作業手間およびコストの増大を抑えることができる増設構造物を提供することを目的としている。

請求項１記載の発明は、鉄筋コンクリートからなる床桁と該床桁に接合するスラブとからなる構造物の桁・スラブ構造であって、前記床桁の上面又は底面にのみ、前記床桁のコンクリート内に定着するずれ止め部材が突設された鋼板が設けられ、前記床桁は前記鋼板が設置された状態でコンクリート打設され、前記鋼板を含めた前記床桁と前記スラブとの上面同士及び底面同士がそれぞれ面一になっていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、既設構造物の側方に隣接して増設され、鉄筋コンクリートからなる床桁と該床桁に接合するスラブとを有する増設構造物であって、前記床桁の上面又は底面にのみ、前記床桁のコンクリート内に定着するずれ止め部材が突設された鋼板が設けられ、前記床桁は前記鋼板が設置された状態でコンクリート打設され、前記鋼板を含めた前記床桁と前記スラブとの上面同士及び底面同士がそれぞれ面一になっていることを特徴としている。

このような特徴により、床桁がずれ止め部材付きの鋼板によって補強されるため、床桁の高さ寸法を高くすることなく、また、床桁の内部に鉄骨を埋設することなく、高い強度を確保することが可能である。

本発明に係る構造物の桁・スラブ構造によれば、床桁がずれ止め付きの鋼板によって補強され、床桁の高さ寸法を高くせずに床桁に高い強度を確保させることが可能であるため、桁とスラブの高さに段差を小さくするか或いはつけずに形成することができる。また、鋼板を床桁外側に配設した構成からなるため、桁方向の鋼板の継手作業は容易に行うことができる。さらに、ずれ止め付きの鋼板が床桁にのみ設けられていることで、作業手間およびコストの増大を抑えることができる。

また、本発明に係る増設構造物によれば、床桁がずれ止め付きの鋼板によって補強され、床桁の高さ寸法を高くせずに床桁に高い強度を確保させることが可能であるため、床桁の高さ寸法を既設構造物のスラブ厚さにほぼ合わせることができ、これによって、増設構造物の床面と既設構造物の床面との間に段差を小さくするか或いはつけずに増設構造物を設置することができる。また、床桁の内部に鉄骨を埋設せずに床桁に高い強度を確保させることが可能であるため、増設構造物と既設構造物との鉄筋を容易に継手することができ、作業を容易にすることができ、また、桁方向の鋼板の継手作業は容易に行うことができる。さらに、ずれ止め付きの鋼板が床桁にのみ設けられていることで、作業手間およびコストの増大を抑えることができる。

以下、本発明に係る構造物の桁・スラブ構造、及び増設構造物の実施の形態について、図面に基いて説明する。

図１は増設構造物１を表した断面図である。
図１に示すように、増設構造物１は、既存の地下通路２を拡幅（拡張）して幅広の新設地下通路３を新たに形成するボックスカルバート構造の矩形筒状地下構造物であり、既存の地下通路２を形成する既設構造物４の側方に隣接して設けられている。既設構造物４は、増設構造物１と同様にボックスカルバート構造の矩形筒状地下構造物であり、増設構造物１及び既設構造物４の内部空間は互いに連通され、一つの大きな内部空間を形成している。また、増設構造物１の下スラブ１０が既設構造物４の下スラブ１２とは同じレベルに設置され、増設構造物１内の床面レベルが既設構造物４の床面レベルと一致するように、増設構造物１は構築されている。また、増設構造物１の外形高さ寸法および内法高さ寸法は、既設構造物４のそれよりもそれぞれ大きくなっており、増設構造物１の上スラブ９と既設構造物４の上スラブ１１とは段差スラブ状になっている。なお、増設構造物１および既設構造物４は鉄筋コンクリート造の構造物であり、上スラブ９，１１および下スラブ１０，１２は、それぞれ鉄筋コンクリート造の構造体である。

既設構造物４の下方には、既設の鉄道（地下鉄）を形成する他の既設構造物５が構築されており、増設構造物１は、既設構造物４に接合された端部が前記他の既設構造物５の上に載置された状態で構築されている。この他の既設構造物５は、増設構造物１や既設構造物４と同様にボックスカルバート構造の矩形筒状の構造物であり、その上面に既設構造物４が直接載置された状態になっている。

増設構造物１および既設構造物４の内部には、複数の柱６…が建てられている。これらの柱６…は、増設構造物１の中央位置、既設構造物４に接合される増設構造物１の端部位置（接合位置）、および既設構造物４の中央位置の各々において、地下通路２，３の軸線方向に沿って間隔をあけてそれぞれ並列されている。増設構造物１の中央位置および増設構造物１の端部位置に配設された柱６…は新設の柱であるのに対し、既設構造物４の中央位置に配設された柱６…は既設の柱である。また、増設構造物１の端部位置に配設された柱６…は、前記他の既設構造物５の真上に位置している。

増設構造物１の中央位置に配設された柱６…の上方には、増設構造物１の上床桁７が形成されており、増設構造物１の中央位置に配設された柱６…の下方には、増設構造物１の下床桁８が形成されている。これら上床桁７および下床桁８は、新設の地下通路３の軸線方向に延在してそれぞれ形成されており、各々外側に張り出されているとともに外側にハンチをつけた形状、つまり、上床桁７は増設構造物１の上スラブ９の上方に張り出されて上側にハンチをつけた形状になっており、下床桁８は増設構造物１の下スラブ１０の下方に張り出されて下側にハンチをつけた形状になっている。また、これら上床桁７および下床桁８は、それぞれ鉄筋コンクリート造の構造体である。

一方、増設構造物１の端部位置に配設された柱６…の上方には、段差スラブ状の上スラブ９，１１の段差部１３が形成されており、増設構造物１の端部位置に配設された柱６…の下方には、増設構造物１の下床桁１４が形成されている。段差部１３は、増設構造物１の一部を構成する部位であり、新設の地下通路３の軸線方向に延在して形成されている。下床桁１４は、新設の地下通路３の軸線方向に延在して形成されており、前記他の既設構造物５の上に載置された状態で形成されている。

図２は他の既設構造物５上に載置された下床桁１４を表した拡大断面図であり、図３は下床桁１４の下部を表した平面図である。図２，図３に示すように、下床桁１４は、桁鉄筋１８がコンクリート１７内に埋設され、その外側底面に鋼板１５…が設けられた構成からなる鉄筋コンクリート造の構造体である。下床桁１４は、増設構造物１の下スラブ１０の厚さ寸法と同じ高さ寸法で形成されており、その上面および底面は、下スラブ１０の上面や底面と面一になっている。

桁鉄筋１８は、各一段で配筋された複数の上主筋２０…および下主筋２１…を所定間隔で配筋された複数のスタラップ筋２２…で囲う構成からなり、籠状（梁鉄筋状）に組まれた構成からなっている。
コンクリート１７は、下スラブ１０のコンクリートと一体に形成されたコンクリート体である。

鋼板１５は、下床桁１４の幅寸法（図２，図３における左右方向）に相当する幅の鋼板からなり、下スラブ１０の底面と面一に配設されている。鋼板１５…の上面には、複数のずれ止め部材としてのスタッド１６…が上向きに突設されている。スタッド１６…は、桁行方向および梁行方向（桁行方向に直交する方向）に間隔をあけて並列されており、例えば図２，図３では梁行方向に３列、桁行方向に所定ピッチで配設されている。また、スタッド１６…は、その頭部（上端部）が桁鉄筋１８の内側に入り込んだ状態になっており、下床桁１４のコンクリート１７内に定着されている。なお、スタッド１６…付きの鋼板１５…は、下スラブ１０の底面には設けられてなく、下床桁１４の底面にのみ設けられており、複数の鋼板１５…は下床桁１４に沿って桁行方向（新設の地下通路３の軸線方向）に連続的に一列に並べられ、隣接する鋼板１５，１５同士は互いに溶接接合されている。

次に、上記した構成からなる増設構造物１の施工方法について説明する。

まず、図１に示すように、増設構造物１が構築される範囲の地盤Ｇを掘削し、増設構造物１を構築する箇所の床付けを行う。このとき、既設構造物４の拡幅側の端部（壁部）４ａと、増設構造物１の端部が載置される前記他の既設構造物５の端部上面をそれぞれ露出させる。
次に、既設構造物４の拡幅側の端部４ａを斫って取り除く。このとき、既設構造物４の上スラブ１１および下スラブ１２の図示せぬスラブ鉄筋は切断せずに露出させておく。

次に、図２，図３に示すように、前記他の既設構造物５の露出された上面のうち、増設構造物１の下床桁１４を載置させる箇所に、複数の鋼板１５…を一列に敷設するとともに、隣接する鋼板１５，１５同士を溶接接合する。このとき、予め複数のスタッド１６…を鋼板１５…上面の所定位置に溶接しておく。
次に、増設構造物１の下スラブ１０の図示せぬスラブ鉄筋、および下床桁１４の桁鉄筋１８をそれぞれ配筋する。このとき、増設構造物１の下スラブ１０の図示せぬスラブ鉄筋と、露出された既設構造物４の下スラブ１２の図示せぬスラブ鉄筋とを継手する。そして、図示せぬ止め型枠等を建て込んだ後、下スラブ１０のコンクリート打設を行い、下スラブ１０を形成する。

次に、図１に示すように、増設構造物１の柱６…、側壁１９、上床桁７、段差部１３および上スラブ９について鉄筋配筋、型枠建て込み、コンクリート打設をそれぞれ行って、増設構造物１を構築する。その後、増設構造物１の埋め戻しを行い、地下通路拡幅工事を完了する。

なお、筒状の既製ボックスカルバート部材を用いて増設構造物１を構築してもよい。この場合には、地盤Ｇを掘削し、既設構造物４の拡幅側の端部４ａを取り壊した後、当該既製ボックスカルバート部材を所定位置に据えていき、そして、その既製ボックスカルバート部材と既設構造物４との接合箇所、および隣接する既製ボックスカルバート部材間の接合箇所を施工した後、埋め戻しを行えばよい。この場合、工場等で既製ボックスカルバート部材を製作する際に、スタッド１６…付きの鋼板１５…を予め既製ボックスカルバート部材の所定箇所に埋め込ませておく。
また、他の既設構造物５上に載置される下床桁１４と、その下床桁１４に隣接する既設構造物４側の下スラブ１０とを現場打ちとし、その他の増設構造物１の部位を既製ボックスカルバート部材で形成してもよい。この場合には、既製ボックスカルバート部材を所定位置に据えていき、その後、上記した実施の形態と同様に、他の既設構造物５上にスタッド１６…付き鋼板１５…を敷設した後、既設構造物４側の下スラブ１０の図示せぬスラブ鉄筋、および下床桁１４の桁鉄筋１８をそれぞれ配筋し、その部分のコンクリート打設を行う。

上記した構成からなる増設構造物１の桁・スラブ構造、及び増設構造物１によれば、下床桁１４の底面にはスタッド１６…付きの鋼板１５…が設けられていることにより、下床桁１４がスタッド１６…付きの鋼板１５…によって補強されているため、下床桁１４は、その高さ寸法を高くすることなく、高い強度を確保することが可能である。これによって、下床桁１４の高さ寸法を既設構造物４の下スラブ１２の厚さに合わせることができ、増設構造物１の床面と既設構造物４の床面との間に段差をつけずに増設構造物１を構築することができる。

また、下床桁１４がスタッド１６…付きの鋼板１５…によって補強されているため、下床桁１４は、その内部に鉄骨等を埋設することなく、高い強度を確保することが可能である。これによって、増設構造物１と既設構造物４との図示せぬスラブ鉄筋を容易に継手することができ、作業を容易にすることができる。また、下床桁１４が密な状態にならないため、桁行方向の鋼板１５…の継手溶接作業を容易に行うことができる。
また、スタッド１６…付きの鋼板１５…が、他の既設構造物５上に載置される下床桁１４にのみ設けられていることで、作業手間およびコストの増大を抑えることができる。
さらに、下床桁１４がスタッド１６…付きの鋼板１５…によって補強され、下床桁１４の高さが抑えられているため、下床桁１４の上主筋２０…や下主筋２１…を一段にすることができ、下床桁１４が過密配筋にならない。これによって、構造上有利になるだけでなく、コンクリートの打設が容易となり、作業性を向上させることができる。

以上、本発明に係る構造物の桁・スラブ構造、及び増設構造物の実施の形態について説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、上記した実施の形態では、地下構造物である既存の地下通路２を拡幅する増設構造物１について説明しているが、本発明は、地下に構築される増設構造物に限定されるものではなく、地上に構築される増設構造物であってもよい。

また、上記した実施の形態では、スタッド１６…が予め溶接された鋼板１５…を所定位置に敷設しているが、本発明は、鋼板を敷設した後に、その鋼板の上面にスタッドを突設させてもよい。

また、上記した実施の形態では、下床桁１４上に柱６…が建てられており、この柱６…から下床桁１４に荷重が伝達される構成になっているが、本発明は、床桁上に壁が形成されており、この壁から床桁に荷重が伝達される構成になっていてもよく、さらには、床桁の上に柱や壁等が形成されていなくてもよい。

また、上記した実施の形態では、増設構造物１の下側に設けられた下床桁１４の底面に、スタッド１６…付きの鋼板１５が設けられているが、本発明は、増設構造物の上側に設けられた上床桁が、スタッド付きの鋼板が設けられた構成になっていてもよく、この場合、上床桁の上面にスタッド付きの鋼板（この場合、鋼板下面にスタッドが下方に向けて突設されている）が設けられる。

さらに、上記した実施の形態では、増設構造物１の桁・スラブ構造について説明したが、本発明は、増設に限らず単独の構造物でもよく、例えば、本発明に係る構造物の桁・スラブ構造を単独で既設構造物の上に構築してもよく、また、本発明に係る構造物の桁・スラブ構造を新設の構造体の上に形成してもよく、また、下方に何もないところに本発明に係る構造物の桁・スラブ構造を構築してもよい。それから、上記した実施の形態では、床桁とスラブは同じ高さでその上面と底面とを面一としたが、一方の面或いは双方の面に少しの段差が生じたとしても、本発明の効果の範囲である。なお、本発明における「桁」は、梁を含む意味とする。

本発明に係る構造物の桁・スラブ構造及び増設構造物の実施の形態を説明するための断面図である。本発明に係る構造物の桁・スラブ構造及び増設構造物の実施の形態における床桁を表した断面図である。本発明に係る構造物の桁・スラブ構造及び増設構造物の実施の形態における床桁を表した平面図である。

符号の説明

１増設構造物
４既設構造物
１０下スラブ（スラブ）
１４下床桁（床桁）
１５鋼板
１６スタッド（ずれ止め部材）
１７コンクリート

Claims

鉄筋コンクリートからなる床桁と該床桁に接合するスラブとからなる構造物の桁・スラブ構造であって、
前記床桁の上面又は底面にのみ、前記床桁のコンクリート内に定着するずれ止め部材が突設された鋼板が設けられ、
前記床桁は前記鋼板が設置された状態でコンクリート打設され、前記鋼板を含めた前記床桁と前記スラブとの上面同士及び底面同士がそれぞれ面一になっていることを特徴とする構造物の桁・スラブ構造。
既設構造物の側方に隣接して増設され、鉄筋コンクリートからなる床桁と該床桁に接合するスラブとを有する増設構造物であって、
前記床桁の上面又は底面にのみ、前記床桁のコンクリート内に定着するずれ止め部材が突設された鋼板が設けられ、
前記床桁は前記鋼板が設置された状態でコンクリート打設され、前記鋼板を含めた前記床桁と前記スラブとの上面同士及び底面同士がそれぞれ面一になっていることを特徴とする増設構造物。