JP4897643B2 - 鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋 - Google Patents

Description

本発明は、鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋に関する。

従来、鋼橋の橋梁形式として、床版を鋼板で形成し、死荷重の低減および桁高の低減を図った鋼床版桁がある。しかしながら、近年の交通量の増加や過積載車などの影響により溶接部に疲労亀裂が発生する問題がある。

また、鋼床版桁を用いた鋼床版桁橋は、桁高制限を受ける都市内高架橋や地盤条件の悪い個所で採用されることが多い。都市内高架橋において、桁高制限のある個所で鋼床版桁橋を採用した場合、経済的な桁断面よりも更に桁断面が低くなるので、鋼重が増加してコストがアップする。また、断面剛性が低いことから、完成後の車両通行による騒音や振動が問題となる。

そこで、本発明者等は、鋼床版にコンクリートを合成させて疲労亀裂の発生を抑制する一方、縦リブと横リブの交差部を無くして施工性の向上が可能である合成鋼床版桁を開発中である。

他方、Ｉ桁鋼桁をコンクリートと合成させた橋梁形式の出願がある。この出願は、少数主桁Ｉ桁橋の中間支点付近の下フランジ間に型枠を兼ねる鋼板を設けるとともに、この鋼板上にコンクリートを打ち込んで下部コンクリート床版を形成することにより、中間支点周辺部の剛性を高めて少数主桁Ｉ桁橋の長支間化を図っている（例えば、特許文献１参照。）。

しかしながら、特許文献１の橋梁は、Ｉ型に形成した一対の主桁を橋脚上に設置する作業、一対の主桁の上フランジ上に上コンクリート床版を設置する作業以外に、主桁の下側フランジ同士間にわたって鋼板を架着する作業、および鋼板を型枠として鋼板上面にコンクリートを打ち込んで下コンクリート床版を形成する作業などが現場作業になるため、現場作業の割合が高くなるばかりでなく、天候に左右され易くなることから、工期が長期化し易くなる。また、主桁がＩ断面のために桁高が高く、桁高制限のある都市内高架橋などでは適用できない問題がある。
特開２００６−２８３４１４号公報

本発明は、このような問題を解消するためになされたものであり、その目的とするところは、桁高の低減、車両通行による橋の騒音や振動の低減が図れる鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋を提供することにある。

請求項１に記載の発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋は、鋼板からなるデッキプレートの上面に橋軸方向の多数の縦リブを溶接固着して鋼床版を形成すると共に、デッキプレートの下面に鋼板で形成された橋軸方向の箱桁を溶接固着し、更に、前記縦リブと交差する方向に多数の鉄筋を配筋すると共に前記鋼床版上にコンクリートを打ち込んで上部鉄筋コンクリート合成鋼床版を形成し、かつ、前記箱桁の下フランジの上面に橋軸方向の多数の縦リブを溶接固着し、更に、橋脚によって支持されている箱桁の中間支点の両側の一定範囲にわたって前記縦リブと交差する方向に多数の鉄筋を配筋すると共に前記箱桁の下フランジ上にコンクリートを打ち込んで下部鉄筋コンクリート合成鋼床版を形成することを特徴とする。

請求項２に記載の発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋は、請求項１において、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版の設置範囲Ｌ’を、橋脚の設置間隔Ｌｎに対して０．１５Ｌｎ〜０．２Ｌｎ（但し、ｎは１，２，３，〜）の範囲とすることを特徴とする。

請求項３に記載の発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋は、請求項１において、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版形成用の型枠として、箱桁内のダイアフラム及び横リブを有効利用することを特徴とする。

請求項４に記載の発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋は、請求項１において、デッキプレートの上面に溶接固着した縦リブとして孔あき鋼板を用い、他方、箱桁の底板上に溶接固着した縦リブとしては、箱桁の中間支点の両側の一定範囲にわたる区域に孔あき鋼板を用い、それ以外の区域には孔なし鋼板を用いたことを特徴とする。

請求項１に係る発明は、鋼板からなるデッキプレートの上面に橋軸方向の多数の縦リブを溶接固着して鋼床版を形成すると共に、デッキプレートの下面に鋼板で形成された橋軸方向の箱桁を溶接固着し、更に、前記縦リブと交差する方向に多数の鉄筋を配筋すると共に前記鋼床版上にコンクリートを打ち込んで上部鉄筋コンクリート合成鋼床版を形成し、かつ、前記箱桁の下フランジの上面に橋軸方向の多数の縦リブを溶接固着し、更に、橋脚によって支持されている箱桁の中間支点の両側の一定範囲にわたって前記縦リブと交差する方向に多数の鉄筋を配筋すると共に前記箱桁の下フランジ上にコンクリートを打ち込んで下部鉄筋コンクリート合成鋼床版を形成するため、鋼重を増加させることなく、桁高の低減が可能となり、従来の鋼床版桁橋や鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋よりも断面剛性が高くなるため、車両通行による橋の騒音や振動の低減が可能である。

請求項２に係る発明は、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版の設置範囲Ｌ’を、橋脚の設置間隔Ｌｎに対して０．１５Ｌｎ〜０．２Ｌｎ（但し、ｎは１，２，３，〜）の範囲とすることで、正曲げモーメント区間で引張力が作用する範囲で下フランジ側にコンクリートを打ち込むことなく、また、不必要に自重を増加させることなく合成断面を確保し、工費の縮減が可能な鉄筋コンクリート合成鋼床版橋を施工することができる。

請求項３に係る発明は、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版形成用の型枠として、箱桁内のダイアフラム及び横リブを有効利用するため、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版形成用の型枠を現場で構築する必要がなく、現場作業の低減を図ることができた。

請求項４に係る発明は、デッキプレートの上面に溶接固着した縦リブとして孔あき鋼板を用い、他方、箱桁の底板上に溶接固着した縦リブとしては、箱桁の中間支点の両側の一定範囲にわたる区域に孔あき鋼板を用い、それ以外の区域には孔なし鋼板を用いたため、鋼とコンクリートの合成を確保するために、スタッドなどの新たなずれ止め部材が不要であり、鋼桁の製作コストを大幅に増加させることなく、鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋を施工することができる。

以下、本発明に係る実施の形態を図面を用いて説明する。

図１に示すように、この発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋１は、鉄筋コンクリート合成鋼床版桁２を多数の橋脚３によって支持する構造になっている。鉄筋コンクリート合成鋼床版桁２は、橋脚３の上端に固定されている負曲げモーメント区間（「二重剛性区間」とも云う。）Ａと、負曲げモーメント区間Ａに隣接している正曲げモーメント区間Ｂとを有している。

図２（ａ）に示すように、正曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースＸは、鋼板からなるデッキプレート１１の上面に橋軸方向の多数の第１縦リブ１２を溶接固着して鋼床版１３を形成すると共に、デッキプレート１１の下面に鋼板で形成された橋軸方向の一つの箱桁１４を溶接固着し、更に、箱桁１４の底板１５の上面に橋軸方向の多数の第２縦リブ１６を溶接固着することにより形成されている。

正曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースＸは、第１縦リブ１２の上に多数の鉄筋（図示せず）を橋軸と交差する方向に配筋した後、鋼床版１３上にコンクリート３０を打ち込んで上部鉄筋コンクリート合成鋼床版１７を形成している（図２（ｂ）参照。）。

図３（ａ）に示すように、負曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースＹは、鋼板からなるデッキプレート１１の上面に橋軸方向の多数の第１縦リブ１２を溶接固着して鋼床版１３を形成すると共に、デッキプレート１１の下面に鋼板で形成された橋軸方向の一つの箱桁１４を溶接固着し、更に、箱桁１４の底板１５の上面に橋軸方向の多数の第３縦リブ１８を溶接固着することにより形成されている。

負曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースＹは、第１縦リブ１２の上に多数の鉄筋（図示せず）を橋軸と交差する方向に配筋した後、鋼床版１３上にコンクリート３０を打ち込んで上部鉄筋コンクリート合成鋼床版１７を形成し（図３（ｂ）参照。）、更に、第３縦リブ１８の上に多数の鉄筋（図示せず）を橋軸と交差する方向に配筋した後、箱桁１４の底板１５上にコンクリート３０を打ち込んで下部鉄筋コンクリート合成鋼床版１９を形成している（図３（ｂ）参照。）。

すなわち、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版１９は、図４に示すように、橋脚３によって支持されている箱桁１４の中間支点Ｏの両側の一定範囲Ｌ’にわたって箱桁１４の下フランジ１５上にコンクリート３０を打ち込んでことによって形成されている。

ここで、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版１９の設置範囲Ｌ’は、橋脚３の設置間隔Ｌｎに対して０．１５Ｌｎ〜０．２Ｌｎ（但し、ｎは１，２，３，〜）の範囲とすることが望ましい。

下部鉄筋コンクリート合成鋼床版１９の設置範囲Ｌ’が０．１５Ｌｎ未満の場合は、鉄筋コンクリート合成鋼床版桁２の剛性が不足し、鉄筋コンクリート合成鋼床版桁２の桁高を低くすることやスパンを大きく取ることが難しくなる。他方、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版１９の設置範囲Ｌ’が０．２Ｌｎを越えると、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版には引張力が作用し、下部コンクリートは断面二次モーメントに寄与しないため、０．２Ｌｎ以下の場合と比較して不経済である。

デッキプレート１１の上面に設けた第１縦リブ１２および負曲げモーメント区間Ａに適用する第３縦リブ１８としては、帯状又は短冊状の鋼板に所定間隔で孔２１を設けた孔あき鋼板２２が好ましい。他方、正曲げモーメント区間Ｂに適用する第２縦リブ１６としては、帯状又は短冊状の孔なし鋼板２３が好ましい。

また、図４に示すように、下部コンクリート合成鋼床版形成用の横枠としては、箱桁８内のダイアフラム２４および横リブ２５を有効利用することにより経費節減を図ることができる。ダイアフラム２４は、その孔周辺部分に補強リブ２６を有している。

次に、鉄筋コンクリート合成鋼床版橋の建設方法について説明する。

長さ０．１５Ｌｎ〜０．２Ｌｎの負曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースＹと、所定長の正曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースＸとを含む桁ブロックは、工場で製造され、その後、重量物運搬車両によって鉄筋コンクリート合成鋼床版橋建設現場に搬送される。

各桁ブロックは、輸送長を考慮して事前に桁長が検討されており、合成鋼床版ケースＸのみの場合、合成鋼床版ケースＹのみの場合、合成鋼床版ケースＸと合成鋼床版ケースＹの両方を含む場合がある。これらの各桁ブロックは、所定の位置で現場溶接若しくはボルトで接合され、所定長の合成鋼床版ユニットＵとなる（図５参照。）。この合成鋼床版桁ユニットＵは、図示しないクレーンを用いて複数の橋脚３上に設置される（図５参照。）。

そして、箱桁１４の第３縦リブ１８上に鉄筋（図示せず）を横手方向に配筋した後、箱桁１４の底板１５上にコンクリート３０を打ち込み、下部鉄筋コンクリート合成鋼床版１９を形成する（図３（ｂ）参照。）。次に、鋼床版１３の第１縦リブ１２上に鉄筋（図示せず）を横手方向に配筋した後、鋼床版１３上にコンクリート３０を打ち込んで上部鉄筋コンクリート合成鋼床版１７を形成する（図２（ｂ）及び図３（ｂ）参照。）。

上記の説明では、箱桁が単独の場合について説明したが、本発明は、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、箱桁が複数の場合も包含するものである。なお、図６（ａ）は負曲げモーメント区間の断面図、図６（ｂ）は正曲げモーメント区間の断面図である。

本発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版橋の一実施形態を示す側面図である。 （ａ）正曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースの斜視図、（ｂ）正曲げモーメント区間の鉄筋コンクリート合成鋼床版桁の斜視図である。 （ａ）負曲げモーメント区間用の合成鋼床版桁ケースの斜視図、（ｂ）負曲げモーメント区間の鉄筋コンクリート合成鋼床版桁の斜視図である。 負曲げモーメント区間の鉄筋コンクリート合成鋼床版桁の拡大断面図である。 合成鋼床版桁ユニットの拡大断面図兼合成鋼床版桁ユニット設置説明図である。 本発明に係る鉄筋コンクリート合成鋼床版橋の他の実施形態を示す断面図であり、（ａ）は負曲げモーメント区間の断面図、（ｂ）正曲げモーメント区間の断面図である。

符号の説明

１１ デッキプレート
１２，１６，１８ 縦リブ
１３ 鋼床版
１４ 箱桁
１５ 箱桁の下フランジ
１７ 上部鉄筋コンクリート合成鋼床版
１９ 下部鉄筋コンクリート合成鋼床版
３０ コンクリート

Claims (4)

1. 鋼板からなるデッキプレートの上面に橋軸方向の多数の縦リブを溶接固着して鋼床版を形成すると共に、デッキプレートの下面に鋼板で形成された橋軸方向の箱桁を溶接固着し、更に、前記縦リブと交差する方向に多数の鉄筋を配筋すると共に前記鋼床版上にコンクリートを打ち込んで上部鉄筋コンクリート合成鋼床版を形成し、かつ、前記箱桁の下フランジの上面に橋軸方向の多数の縦リブを溶接固着し、更に、橋脚によって支持されている箱桁の中間支点の両側の一定範囲にわたって前記縦リブと交差する方向に多数の鉄筋を配筋すると共に前記箱桁の下フランジ上にコンクリートを打ち込んで下部鉄筋コンクリート合成鋼床版を形成することを特徴とする鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋。
2. 下部鉄筋コンクリート合成鋼床版の設置範囲Ｌ’を、橋脚の設置間隔Ｌｎに対して０．１５Ｌｎ〜０．２Ｌｎ（但し、ｎは１，２，３，〜）の範囲とすることを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋。
3. 下部鉄筋コンクリート合成鋼床版形成用の型枠として、箱桁内のダイアフラム及び横リブを有効利用することを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋。
4. デッキプレートの上面に溶接固着した縦リブとして孔あき鋼板を用い、他方、箱桁の底板上に溶接固着した縦リブとしては、箱桁の中間支点の両側の一定範囲にわたる区域に孔あき鋼板を用い、それ以外の区域には孔なし鋼板を用いたことを特徴とする請求項１記載の鉄筋コンクリート合成鋼床版桁橋。