JP4905862B2

JP4905862B2 - コンクリート組立構造体

Info

Publication number: JP4905862B2
Application number: JP2008033712A
Authority: JP
Inventors: 則雄浅見; 伴行後藤
Original assignee: 羽田コンクリート工業株式会社
Priority date: 2008-02-14
Filing date: 2008-02-14
Publication date: 2012-03-28
Anticipated expiration: 2028-02-14
Also published as: JP2009191523A

Description

本発明は、幅方向両側に設けられた側壁部と、これら側壁部の上面間に掛け渡されるプレキャストコンクリート製の頂版部とを備えたコンクリート組立構造体に関するものである。

従来、この種のものとして、側壁部の上部を分割して頂壁部の隅角部に垂下し、前記側壁部の上部と前記側壁部の下部とを連結するボックスカルバートがあり、前記頂壁部と前記側壁部とを結合用ボルトにより連結している（例えば特許文献１及び特許文献２）。

また、両側の外壁の上面間に頂部を掛け渡し、外壁と頂部との接合部に、鋼棒や鉄筋などのせん断伝達部材を貫入配置したボックスカルバート（例えば特許文献３）がある。
特開２００２−１９４８０３号公報特開２００５−１３９８６７号公報特開２００２−３３２６８３号公報

上記のように側壁部と頂壁部とをボルトや鉄筋などにより連結したものでは、設計条件により側壁部と頂壁部とを高強度で接合するためには、主鉄筋や連結鉄筋の配筋量が大となり、接合作業が複雑になる問題がある。

また、上記のボックスカルバートのように、側壁部間に、プレキャストコンクリート製の頂壁部を掛け渡すものでは、現場施工で、両側の側壁部の据付位置に誤差が生じると、側壁部の外面と頂壁部と外端面とが位置ずれを生じるため、側壁部の位置合わせに精度が必要となり、位置あわせに時間を要するという問題がある。

ところで、側壁部間のスパンが長い条件では、頂壁部の強度を向上するために、該頂壁部に横締め用ＰＣ鋼材を構造体幅方向に挿通することが知られているが、側壁部と頂壁部との接合箇所に鉄筋などが密集すると、横締め用ＰＣ鋼材を定着するためのスペースを確保することが難しく、あるいは制約を受け、配筋作業の自由度が低下する問題もある。

そこで、本発明は、側壁部と頂版部との連結強度を確保することができるコンクリート組立構造体を提供することを目的とし、また、側壁部の据付作業を容易に行うことができるコンクリート組立構造体を提供することを目的とし、さらに、頂版部の強度を向上することができるコンクリート組立構造体を提供することを目的とする。

請求項１の発明は、幅方向両側に設けられた側壁部と、これら側壁部の上面間に掛け渡されたプレキャストコンクリート製の頂版部と、前記側壁部と前記頂版部とを連結する連結手段とを備えたコンクリート組立構造体において、前記連結手段は、基端側が前記側壁部に固定され先端を前記頂版部に挿通した縦締め用ＰＣ鋼材であり、前記側壁部の上面と前記頂版部の下面との間にヒンジ部を設け、このヒンジ部は、前記上面の前記幅方向中央側に支持部を設け、この支持部の前記幅方向に１つの前記縦締め用ＰＣ鋼材を挿通してなるものである。

また、請求項２の発明は、前記頂版部の前記幅方向の端部が、前記側壁部の前記幅方向の上面外側より外側に位置するものである。

また、請求項３の発明は、前記頂版部の前記幅方向の外側面に、該頂版部の前記幅方向に設けたＰＣ鋼材の定着部を設けたものである。

また、請求項４の発明は、前記頂版部に中空部を設けたものである。

請求項１の構成によれば、縦締め用ＰＣ鋼材を緊張して定着することにより、側壁部に頂版部を強固に連結することができる。

また、請求項１の構成によれば、ヒンジ部により、側壁部と頂版部との角度を変える外力が加わり、該外力が一定以上を超えると、支持部の縦締め用ＰＣ鋼材をほぼ中心として、側壁部に対する頂版部の傾動が許容される。

また、請求項２の構成によれば、頂版部が側壁部間より長いため、頂版部の端部を側壁部の幅方向外側に合わせる必要がなく、頂版部の端部を外側に突出して設ければよく、施工性が向上する。

また、請求項３の構成によれば、連結手段の位置が制約を受けることなく、ＰＣ鋼材の定着部のスペースを確保することができる。

また、請求項４の構成によれば、頂版部の軽量化を図り、側壁部間のスパンの長い構造体に適したものになる。

本発明における好適な実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下に説明される構成の全てが、本発明の必須要件であるとは限らない。各実施例では、従来とは異なる新規な構成を採用することにより、従来にない機能を付加したコンクリート組立構造体が得られ、そのコンクリート組立構造体を夫々記述する。
参考例１
以下、本発明の参考例を添付図面を参照して説明する。図１〜図５は本発明の実施例１を示し、同図に示すように、コンクリート組立構造体１は、幅方向左右に設けられた対をなすプレキャストコンクリート製の側壁部２，２と、これら側壁部２，２の上面４，４間に掛け渡された頂版部３とを備える。

前記側壁部２は、縦壁部11の下部に横方向の自立脚部12を一体に備え、この自立脚部12は縦壁部11の内面側に突出形成された内側突出部12Ｕを有し、両側の内側突出部12Ｕ，12Ｕの間に現場打ちコンクリートにより底版部７を形成している。尚、以下の説明では、側壁部２を、底板部７と同様に現場打ちコンクリートにより構築してもよし、後述する底版部をプレキャストコンクリート製にしてもよい。

前記頂版部３は、側壁部２，２の上面４，４に複数のプレキャストコンクリート製の中間頂版部材５と端部頂版部材６を掛け渡してなる。この例では、幅方向中央に中間頂版部材５を配置し、これらの両側に端部頂版部材６，６を配置し、接合してなる。尚、図中５Ｔは、中間頂版部材５の端部である。

前記縦壁部11には、第１の連結手段を構成する縦締め用ＰＣ鋼棒21の基端側を埋設し、この縦締め用ＰＣ鋼棒21の下端に定着部たる定着板22を設け、この定着部22を、頂版部２の縦壁部11内に埋設固定して定着し、その縦締め用ＰＣ鋼棒21の先端を前記上面４から上方に突出する。

また、これに対して、前記縦締め用ＰＣ鋼材21を挿通する挿通孔23を、前記端部頂版部材６に貫通形成し、前記貫通孔23の上部は径大に形成されて定着部24が形成されている。そして、定着部24において、前記縦締め用ＰＣ鋼棒21に定着具25が定着される。尚、貫通孔23はＰＣ鋼材21より大きく、貫通孔23との隙間により、ＰＣ鋼材21の位置を調整することができる。

前記縦壁部11には、側壁部側連結筋たる異形鉄筋26が埋設固定され、この異形鉄筋26の先端たる上端26Ｔを前記上面４から上方に突出する。尚、前記異形鉄筋26の下部も前記縦締め用ＰＣ鋼材21と同様に定着板により頂版部２の縦壁部11内に定着してもよい。

また、これに対して、前記端部頂版部材６の端部側には、硬質な筒体たるスプライススリーブ31を埋設固定する。このスプライススリーブ31は、金属製のスリーブ本体32の内面に凹凸部33が設けられ、前記端部頂版部材６に頂版部側連結筋たる異形鉄筋34を埋設固定し、この異形鉄筋34の先端たる下端34Ｔを前記スプライススリープ31の上部開口に挿入配置し、挿入状態でスリーブ本体32の上部開口と異形鉄筋34との隙間をシール材35によりシールしている。このシール部材35により、スプライススリーブ31のインサート成型時に、その内部にコンクリートが侵入することを防止しており、スプライススリーブ31の下部開口は、前記端部頂版部材６の下面に開口する。また、前記異形鉄筋34は屈曲部34Ａにより屈曲されて基端が横方向を向いている。尚、スリーブ本体32は異形鉄筋26より大きく、スリーブ本体32の隙間により、異形鉄筋26の位置を調整することができる。

また、スリーブ本体32の中央には仕切り部35が設けられ、さらに、スリーブ本体32には、複数の充填孔37，37が設けられており、前記充填孔37と端部頂版部材６の外面とを連通する連通充填孔37Ａが形成されている。

そして、前記スプライススリーブ31及び異形鉄筋26，34により、第２の連結手段38を構成している。

また、図３に示すように、構造体１の幅方向において、複数の前記縦締め用ＰＣ鋼材21が並んで設けられ、これらを挟んだ両側に、前記スプライススリーブ31，31が配置され、１箇所の連結箇所に、複数の第１の連結手段たる縦締め用ＰＣ鋼材21と複数の第２の連結手段38が設けられている。尚、ＰＣ鋼材21としては、ＰＣ鋼棒が例示される。また、縦締め用ＰＣ鋼材21は、他の連結手段でもある。

そして、施工においては、端部頂版部材６の下面に開口するスプライススリーブ31の下部開口に、異形鉄筋26の上端26Ｔを合わせ、端部頂版部材６の挿通孔23に、縦締め用ＰＣ鋼材21の上端を合わせ、端部頂版部材６を吊り下ろして上面４に設置する。尚、頂版部材６と上面４との間には、無収縮系モルタル，樹脂系モルタルや接着材などの接合材層39を配置している。この後、第１の連結手段である縦締め用ＰＣ鋼材21に張力を与えて緊張し、緊張状態で、その端部を定着具25により定着する。尚、ＰＣ鋼材21と挿通孔23との隙間には、必要に応じて、グラウト材などの充填材を充填する。

また、第２の連結手段においては、下方の充填孔37からモルタルなどの硬化性を有する充填材40を充填し、上方の充填孔37を空気抜きとして、スリーブ本体32内に充填材40を充填し、該充填材40が硬化することにより、スリーブ本体32を介して、両異形鉄筋26，34が連結される。

次に、頂版部３の特徴構成について説明すると、前記頂版部３の構造体幅方向の長さは、前記側壁部３，３の上面４，４の外側間の長さＬより長く、前記頂版部３の端部が上面４より外側に突出するように構成されており、外端面11Ｇから突出する部分が余長部３Ｙであり、頂版部３の端部の垂直方向の外側面３Ｍに、横締め用のＰＣ鋼材41の定着部たる凹部42を形成し、構造体幅方向両側の凹部42，42との間において、頂版部３にダクト43を形成している。

そして、横締め用のＰＣ鋼材41の一端側を構造体幅方向一側の端部頂版部材６に固定し、そのＰＣ鋼材41の他端側を引張って緊張した状態で、凹部42において、定着具44により、ＰＣ鋼材41の他端を定着し、これにより、複数の頂版部材６，５，６を一体化して頂版部３を構成し、上述したように、頂版部３の両端側を両側の側壁部２，２に連結し、この際、側壁部２２間の据付け位置などに僅かな施工誤差が合っても、外側面３Ｍが上面４上に位置することなく、外側に突出するため、誤差を吸収することができるから、施工性に優れたものになる。

また、頂版部３の両端が側壁部３の上面４より外側に突出するから、第１及び第２の連結手段を構成する部品が埋設されていても、外側面３Ｍに定着部たる凹部42を設けるスペースを確保することができる。

図１及び図２に示すように、構造体１の長さ方向に複数並設した前記頂版部３には、前記構造体１の長さ方向に複数のＰＣ鋼材45が挿通され、このＰＣ鋼材45を挿通するダクト46が頂版部材５，６に形成され、複数の頂版部材５，６がＰＣ鋼材45により構造体長さ方向に緊張一体化されている。

このように本参考例では、構造体の幅方向両側に設けられた側壁部２，２と、これら側壁部２，２の上面間に掛け渡されたプレキャストコンクリート製の頂版部３と、側壁部２と頂版部３とを連結する連結手段とを備えたコンクリート組立構造体において、連結手段は、基端側が側壁部２に固定され先端を頂版部３に挿通した縦締め用ＰＣ鋼材21であるから、縦締め用ＰＣ鋼材21を緊張して定着することにより、側壁部２に頂版部３を強固に連結することができる。

このように本参考例では、構造体の幅方向両側に設けられた側壁部２，２と、これら側壁部２，２の上面間に掛け渡されたプレキャストコンクリート製の頂版部３と、側壁部２と頂版部３とを連結する連結手段とを備えたコンクリート組立構造体において、連結手段38は、側壁部２と頂版部３の少なくとも一方に埋設固定された硬質な筒体たるスリーブ本体32と、基端川が頂版部３に固定され先端たる下端34Ｔをスリーブ本体32の上部側に挿入した頂版部側連結筋たる異形鉄筋34と、基端側が側壁部２に固定され先端たる上端26Ｔをスリーブ本体32の下部側に挿入した側壁部側連結筋たる異形鉄筋26と、異形鉄筋26と異形鉄筋34とを挿入したスリーブ本体32内に充填した充填材40とを備えるから、両異形鉄筋34，26をスリーブ本体32に挿入し、このスリーブ本体32内に充填材40を充填することにより、両異形鉄筋34，26同士を一体化し、これにより側壁部２に頂版部３を強固に連結することができる。

また、このように本参考例では、構造体の幅方向両側に設けられた側壁部２，２と、これら側壁部２，２の上面間に掛け渡されたプレキャストコンクリート製の頂版部３と、側壁部２と頂版部３とを連結する連結手段とを備えたコンクリート組立構造体において、他の連結手段である第１の連結手段は、基端側が側壁部２に固定され先端を頂版部３に挿通した縦締め用ＰＣ鋼材21であり、第２の連結手段38は、側壁部２と頂版部３の少なくとも一方に埋設固定された硬質な筒体たるスリーブ本体32と、基端側が頂版部３に固定され先端たる下端34Ｔをスリーブ本体32の上部側に挿入した頂版部側連結筋たる異形鉄筋34と、基端側が側壁部２に固定され先端たる上端26Ｔをスリーブ本体32の下部側に挿入した側壁部側連結筋たる異形鉄筋26と、異形鉄筋26と異形鉄筋34とを挿入したスリーブ本体32内に充填した充填材40とを備えるから、縦締め用ＰＣ鋼材21による連結に加えて、スリーブ本体32と異形鉄筋26，34とによる連結により、複雑な配筋を用いることなく、信頼性が高く、高い強度の連結構造が得られる。

また、このように本参考例では、頂版部３の構造体幅方向の端部が、側壁部２の構造体幅方向の上面４外側より外側に位置するから、頂版部３が側壁部２，２間より長いため、頂版部３の端部を側壁部２の幅方向外側に合わせる必要がなく、頂版部２の端部を外側に突出して設ければよく、施工性が向上する。

また、このように本参考例では、頂版部３の構造体幅方向の外側面３Ｍに、該頂版部３の構造体幅方向に設けたＰＣ鋼材41の定着部44を設けたから、隅角部における連結手段の位置が制約を受けることなく、ＰＣ鋼材41の定着部44のスペースを確保することができる。この例では、定着部44内に定着具44を収納している。

また、実施例上の効果として、頂版部３は複数の頂版部材５，６からなるから、長いスパンに対応可能である。
参考例２
図６及び図７は本発明の参考例２を示し、上記参考例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、前記頂版部３に中空部を設けた例であり、中間頂版部材５は、長さ方向両側に中空部51，51を設け、これら中空部51，51はそれぞれ長さ方向端面にて開口している。また、端部頂版部材６は、長さ方向中央側端面に開口する中空部52と、中央から端部側に向って縮小する中空部53とを備える。

この場合、端部に開口する中空部51，52は抜き型などを用いて成型することができ、または、中空部51，52，53を形成する中空部材54を埋め込むことにより形成してもよい。前記中空部材54は、図７に示すように鋼製などにより形成したものが例示される。

このように本実施例では、上記参考例と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本参考例では、頂版部３に中空部51，52，53を設けたから、頂版部３の軽量化を図り、側壁部２，２間のスパンの長い構造体に適したものになる。尚、中空部内に発泡材などの軽量部材を入れても、コンクリートのない中空部に代わりはない。
参考例３
図８及び図９は本発明の参考例３を示し、上記実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例の組立構造体１は、道路61の下部に埋設されるボックスカルバートであって、側壁部３，３が道路61と直交しておらず、側壁部２，２が道路61に対して斜めに設置される。尚、図中62は道路61のセンターラインである。

一方、プレキャストコンクリート製の頂版部３は、その長さ方向を道路の長さ方向に略沿って、上面４，４間に掛け渡されている。そして、図８に示すように、頂版部３の長さ方向に対する側壁部２，２の上面４，４の外側間の長さＬより、頂版部３の長さを長く形成し、上面４から外側に突出する余長部３Ｙを、頂版部３の長さ方向端部に形成している。

このように本参考例では、上記参考例と同様な作用・効果を奏する。

また、このように側壁部２，２の最短幅方向に対して、頂版部３を斜めに架設する場合にも適用が可能であり、頂版部３を構成する頂版部材５，６はその端部を斜めに形成する必要がなく、平面矩形で構成できるため、製造が容易となる。

図１０及び図１１は本発明の実施例１を示し、上記参考例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を省略して詳述すると、この例では、側壁部２と頂版部３とをヒンジ部71によるヒンジ構造により連結している。

前記ヒンジ71は、前記頂版部材６と上面４との間において、前記幅方向の中央側に支持部たる支持層72を設け、この支持層72は、前記接合材層39と同一材料からなる硬質な層である。また、必要に応じて、前記支持層72の両側で頂版部材６と上面４との間には、弾性変形可能な弾性層73を設け、この弾性層73はゴムなどからなる。尚、この例では、上面４の前記幅方向の３分の１を幅を前記支持層72とし、この支持層72の両側を前記弾性層73，73としている。したがって、これら弾性層73も上面４の３分の１の幅を有する。尚、これらの幅寸法に限定されることなく、少なくとも、支持層72の両側に弾性層73があればよい。

また、この例では、第２の連結手段を用いることなく、縦締め用ＰＣ鋼材21のみを用い、かつこの縦締め用ＰＣ鋼材21を前記支持層72に挿通し、かつ前記上面４の幅方向において、１箇所のみに設けている。尚、図１１に示すように、一組の側壁部２と頂版部３においては、長さ方向に複数（図では２本）の縦締め用ＰＣ鋼材21を用いている。後述するように回転を許容するヒンジ部71とするため、縦締め用ＰＣ鋼材21の前記幅方向両側には連結手段は設けられていない。

したがって、側壁部２と頂版部３との角度を変える外力が加わり、縦締め用ＰＣ鋼材21の設定などに対して、該外力が一定以上を超えると、縦締め用ＰＣ鋼材21を挿通した支持層72を備えたヒンジ部71を中心に、側壁部２に対して頂版部３が傾動可能となり、このように一定未満の外力に対しては、側壁部２と頂版部３との間は剛結構造であり、一定以上の外力を受けると僅かな回転を許容するヒンジ構造となるため、一定以上の大きな外力を受けても、側壁部２と頂版部３との連結箇所に無理か力が集中して加わることがない。

このように本実施例では、上記実施例と同様な作用・効果を奏する。

また、このように本実施例では、側壁部２の上面４と頂版部３の下面との間にヒンジ部71を設け、このヒンジ部71は、上面４の前記幅方向中央側に支持部たる支持層72を設け、この支持層72の前記幅方向に１つの縦締め用ＰＣ鋼材21を挿通してなるから、ヒンジ部71により、側壁部２と頂版部３との角度を変える外力が加わり、該外力が一定以上を超えると、支持層72の縦締め用ＰＣ鋼材21をほぼ中心として、側壁部２に対する頂版部３の傾動が許容される。したがって、大きな荷重が加わっても、ヒンジ構造により側壁部２と頂版部３との連結箇所に無理な力が加わることがない。

なお、本発明は、前記参考例及び実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、参考例及び実施例では、複数の頂版部材から構成した頂版部を示したが、1つの頂版部材から構成してもよい。また、筒体を側壁部に埋設してもよい。また、ヒンジ部において、弾性層を設けることなく、その部分の上面と下面との間に間隙を設けても、一定以上の荷重が加わると、ヒンジ部を中心に頂版部が傾動可能となる。

本発明の参考例１を示す一部を断面にした正面図である。同上、側面図である。同上、側壁部と頂版部の連結構造を示す断面図である。同上、連結前の第２の連結手段の断面図である。同上、連結後の第２の連結手段の断面図である。本発明の参考例２を示す一部を断面にした正面図である。同上、図６のＡ−Ａ線断面図である。本発明の参考例３を示す平面図である。同上、側壁部と頂版部の連結箇所の平面図である。本発明の実施例１を示す側壁部と頂版部の連結構造を示す断面図である。同上、側面図である。

１コンクリート組立構造体
２側壁部
３頂版部
３Ｍ外側面
３Ｙ余長部
４上面
５中間頂版部材
６端部頂版部材
11G 外端面
21 縦締め用ＰＣ鋼材（第１の連結手段、他の連結手段）
22 定着板（定着部）
26 異形鉄筋（側壁部側連結筋）
26Ｔ上端（先端）
32 スリーブ本体（筒体）
34 異形鉄筋（頂版部側連結筋）
34Ｔ下端（先端）
40 充填材
41 ＰＣ鋼材
42 凹部（定着部）
44 定着具
51 中空部
52 中空部
53 中空部
71 ヒンジ部
72 支持層（支持部）

Claims

幅方向両側に設けられた側壁部と、これら側壁部の上面間に掛け渡されたプレキャストコンクリート製の頂版部と、前記側壁部と前記頂版部とを連結する連結手段とを備えたコンクリート組立構造体において、前記連結手段は、基端側が前記側壁部に固定され先端を前記頂版部に挿通した縦締め用ＰＣ鋼材であり、前記側壁部の上面と前記頂版部の下面との間にヒンジ部を設け、このヒンジ部は、前記上面の前記幅方向中央側に支持部を設け、この支持部の前記幅方向に１つの前記縦締め用ＰＣ鋼材を挿通してなることを特徴とするコンクリート組立構造体。
前記頂版部の前記幅方向の端部が、前記側壁部の前記幅方向の上面外側より外側に位置することを特徴とする請求項１記載のコンクリート組立構造体。
前記頂版部の前記幅方向の外側面に、該頂版部の前記幅方向に設けたＰＣ鋼材の定着部を設けたことを特徴とする請求項２記載のコンクリート組立構造体。
前記頂版部に中空部を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート組立構造体。