JP4970060B2 - 形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルおよびその製造方法 - Google Patents
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また、(b)合成床版橋では、鋼殻の製作過程で溶接が必要となるため、加工コスト、疲労強度の面で問題がある。
(e)プレストレストコンクリート床版では、鉄筋コンクリート床版の場合と同様、桁の上に型枠を組み、鉄筋を組み立ててからコンクリートを打設し、コンクリートが硬化した後にさらにセンターホールジャッキなどの軸力導入器具を用いてPC鋼材を緊張して床版にプレストレスを導入する工程が加わるため、工期が長くなるとともに作業が煩雑になる問題がある。
(f)合成床版は、鋼殻の製作過程で溶接が必要となるため、加工コスト、疲労強度の面で問題がある。
(g)さらに、現場での工期を短縮するため、コンクリートを工場にてあらかじめ打設するプレキャスト床版も開発されているが、床版橋の場合と同様、1ブロックあたりの重量が大きいために輸送できるプレキャスト床版ブロックの大きさが限られ、輸送効率が悪いという問題がある。
特に本発明は、平行に配列したフランジおよびウェブを有する複数の形鋼を、溶接を用いないで接合一体化する形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルおよびその製造方法を提供することを目的とする。
第2発明では、第1発明の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルにおいて、棒状部材の一端側を、並列に配置された幅方向一端側の形鋼の端部のウェブに定着し、棒状部材の他端側を並列に配置された幅方向他端側の形鋼のウェブに定着する際、棒状部材に軸力を導入し、その反力により弾性材料が弾性的に押し潰されて形鋼に圧着することで形鋼間からのコンクリートなどの経時硬化性材料の打設漏れを防止するようにされていることを特徴とする。
第3発明では、第1発明の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルにおいて、前記形鋼の側面から荷重を付与し、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブに定着した状態で、荷重を開放することにより前記棒状部材に引張力が導入され、その引張力が導入された棒状部材により弾性材料が弾性的に押し潰されることで形鋼間からのコンクリートなどの経時硬化性材料の打設漏れを防止するようにされていることを特徴とする。
第4発明では、第1発明〜第3発明の何れかの形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルにおいて、フランジ部とウェブ部を有する形鋼におけるフランジとウェブにより形成される溝の内側面で、前記棒状部材を挟んでその両側に仕切り板を設け、該仕切り板がせん断力を伝達するように配設し、該仕切り板で区画される内側に前記コンクリートなどの経時硬化性材料を充填したことを特徴とする。
第5発明では、第1発明〜第4発明の何れかの形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルにおいて、並列して隣合う一方の形鋼の一部分に切り込み部を設け、他方の形鋼の一部を前記切り込み部に嵌合させることで、せん断力の伝達を図るようにしたことを特徴とする。
第6発明の床版では、第1発明〜第5発明の何れかの複数の形鋼を備えた版状パネルによって床版ユニットを構成し、この床版ユニットと平行に、これと同様な床版ユニットを配設し、棒状部材相互を連結する棒状部材接続具および形鋼間に介在される弾性材料を介して複数の床版ユニット相互を接合することを特徴とする床版。
第7発明の形鋼を用いた覆工板においては、第1発明〜第5発明の何れかの複数の形鋼を備えた版状パネルによって覆工板ユニットを構成し、この覆工板ユニットと平行に、これと同様な覆工板ユニットを配設し、棒状部材相互を連結する棒状部材接続具および形鋼間に介在される弾性材料を介して複数の覆工板ユニット相互を接合することを特徴とする。
第8発明では、第1発明〜第7発明の何れかの形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルにおいては、前記形鋼が、H形鋼またはI形鋼であることを特徴とする。
第9発明では、第1発明〜第5発明の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルの製造方法において、前記の複数本敷き並べた形鋼の側面をワイヤ牽引装置などの締め付け器具を用いて中央部に向けて引き寄せて締め付け、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブ面に定着した後に前記締め付けによる締め付け力を開放して棒状部材に引張力を導入し、棒状部材の定着部に作用する反力によって、隣接する形鋼の接触面にプレストレスを導入することを特徴とする。
第10発明の形鋼を用いた床版の製造方法においては、第6発明の床版とするにあたり、複数敷き並べた床版ユニットの側面をワイヤ牽引装置などの締め付け器具を用いて中央部に向けて引き寄せて締め付け、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブ面に定着した後に、前記締め付け器具を用いた締め付けによる締め付け力を開放して棒状部材に引張力を導入し、棒状部材の定着部に作用する反力によって、隣接する床版ユニット端部相互の形鋼の接触面にプレストレスを導入することを特徴とする。
第11発明の形鋼を用いた覆工板の製造方法においては、第7発明の覆工板とするにあたり、複数敷き並べた覆工板ユニットの側面をワイヤ牽引装置などの締め付け器具を用いて中央部に向けて引き寄せて締め付け、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブ面に定着した後に、前記締め付け器具を用いた締め付けによる締め付け力を開放して棒状部材に引張力を導入し、棒状部材の定着部に作用する反力によって、隣接する覆工板ユニット端部相互の形鋼の接触面にプレストレスを導入することを特徴とする。
第12発明の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルの製造方法においては、フランジならびにウェブ部を有する形鋼をその長手方向と直交する方向に複数本敷き並べ、形鋼のウェブ面に開口部を設け、該開口部から片側又は両側に棒状部材接続具を備える1本又は複数本の棒状部材を挿通した後に、前記棒状部材に引張力を与えながら、前記棒状部材の両端部を該形鋼の側面に定着し、該定着部に作用する反力により、隣接する形鋼にプレストレスを導入するとともに、前記棒状部材接続具を備える側を除く形鋼間によって形成される溝内部にコンクリートなどの経時硬化性材料を充填し、経時硬化性材料が硬化することによって全体が一体化される床版ユニットAを製造し、
更に、当該床版ユニットAにおいて、棒状部材に棒状部材接続具を具備せず、複数本敷き並べた全ての形鋼間によって形成される溝内部に経時硬化性材料が充填されている床版ユニットBを製造して、
前記床版ユニットAを1個又は複数個平行に配置すると共に、その片側又は両側に前記床版ユニットBを平行に配置し、隣り合う前記床版ユニットAおよびBの前記棒状部材同士を、前記棒状部材接続具を用いて連結し、前記床版ユニットAの棒状部材接続具を備える側の形鋼間によって形成される溝内部にコンクリートなどの経時硬化性材料を充填して一体化することで床版ユニット同士を連結することを特徴とする。
第2発明によると、棒状部材に導入される軸力を利用して、形鋼間に介在させる弾性材料を簡単に押し潰し変形して、隣合う形鋼間からコンクリートなどの経時硬化性材料の打設時の漏れを確実に防止することができる。
第3発明によると、形鋼の側面から付与される荷重を利用して、棒状部材を形鋼のウェブに定着し、定着した棒状部材により、形鋼側面に付与した荷重を開放して、棒状部材に引張力を導入して弾性材料を簡単に押し潰し変形して、隣合う形鋼間からコンクリートなどの経時硬化性材料の打設時の漏れを確実に防止することができる。
第4発明によると、形鋼におけるフランジとウェブとにより形成された切り込み部分に仕切り板を設けることにより容易にせん断力を伝達することができる。また、仕切り板により区画された部分にのみ棒状部材を埋め込むようにコンクリートなどの経時硬化性材料を部分的に充填するので、経時硬化性材料を少なくしても複数の形鋼を一体化した床版または覆工板用の版状パネルとすることができ、床版および覆工板用の版状パネルの軽量化を図ることができる。
第5発明によると、並列して隣合う一方の形鋼の一部分に切り込み部を設けて、他方の形鋼の一部を前記切り込み部に嵌合させることで、切り込み部の嵌合により隣接する形鋼にわたってせん断力を分散して伝達することができる床版または覆工板用の版状パネルとすることができる。
第6発明によると、複数の床版ユニットを、棒状部材相互を連結する棒状部材接続具および形鋼間に介在される弾性材料を介して接合するので、床版ユニット相互を確実に連結し、隣合う床版ユニットの端部形鋼間に充填されるコンクリートなどの経時硬化性材料の漏れを防止した広幅の床版とすることができる。
第7発明によると、複数の覆工板ユニットを、棒状部材相互を連結する棒状部材接続具および形鋼間に介在される弾性材料を介して接合するので、床版ユニット相互を確実に連結し、隣合う覆工板ユニット端部の形鋼間に充填されるコンクリートなどの経時硬化性材料の漏れを防止した広幅の覆工板とすることができる。
第8発明によると、形鋼がH形鋼またはI形鋼であるので、下部フランジおよび上部フランジを有する安定性のよい市販の安価な形鋼を使用することができるので、安価な床版または覆工板用の版状パネルとすることができ、また、床版または覆工板用版状パネルの製作も容易である等の効果が得られる。
第9発明によると、締め付け器具により隣接する形鋼相互を締め付けた状態で棒状部材を定着し、かつ弾性材料を各形鋼に密着させて一体化することができる。
第10発明によると、締め付け器具を用いて、簡単に隣合う床版ユニット端部相互の形鋼の接触面にプレストレスを導入して一体化させることができる。
第11発明によると、締め付け器具を用いて、簡単に隣合う覆工板ユニット端部相互の形鋼の接触面にプレストレスを導入して一体化させることができ、溶接を用いないので、耐久性のある覆工板を製造することができる。
また、図示は省略するが、道路橋において桁の上に設置され、路面を構成する床版においても上記の床版橋4と同様の形態、性能が求められる。
棒状部材7の定着金具は、棒状部材7に導入されたプレストレスを保持することができればよく、ナット22、クサビ24(図4参照)などいかなる形状であってもよい。なお、形鋼1の断面が大きくなると重量も重く(数トン程度)なるので、所定の位置に形鋼を設置することにより、形鋼1とその設置支承部との横方向の摩擦抵抗力が、前記プレストレス力よりも勝るようになるので、形鋼1を設置するだけで、その自重を利用して、前記プレストレスを付与することができる。
(1)図2(b)において、棒状部材7の両端に取り付けたナット22を回転させて棒状部材7に引張力を作用させ、端部の形鋼1のウェブ12側面に定着するようにして、形鋼1相互にプレストレスを導入して結合する方法。
(2)図2(a)において、ナット22を一端側に装着した棒状鋼材7を、並列して設置された形鋼1の開口部6から挿入して、前記ナット22を開口部6周囲の形鋼1の外面に装着した状態で、予め並列配置された形鋼1の横方向からジャッキ等により押圧し、棒状部材7の両端をナット22、またはクサビなどの定着具を用いて定着し、ジャッキ等による押圧荷重を開放して、形鋼1床版相互に渡ってプレストレスを導入する方法。
前記のいずれの方法の場合も、開口部6より棒状部材7の外径は小さく、ナット22の外径よりもウェブ12の側面5に設ける開口部6の内径が小さく設定されている。なお、棒状部材7は必要に応じ、上下方向にも配置して、例えば1箇所当たり間隔をおいて4本配置するようにしてもよい。
棒状部材7の直上部付近において形鋼1の上フランジ33aの上面には、独立した経時硬化性材料充填孔または、上フランジ33aの側端部に設けられた側方開口溝33c相互が合わさることよって充填孔11が形成されていて、この経時硬化性材料充填孔11からコンクリートなどの経時硬化性材料8を隣合う形鋼1相互によって形成される溝25内に充填する。
経時硬化性材料8は、隣合う形鋼1相互によって形成される溝25内において棒状部材7と一体化していれば、隣合う形鋼1相互によって形成される溝25内の部材全長の溝25を埋め尽くさなくてもよく、棒状部材7の周囲の一部領域のみであって構わない。また、横つなぎ部材となる棒状部材7は、長手方向全長にわたって設ける必要はなく、一群の棒状部材7の中心間の間隔が3m以下となるように配置すればよい。各位置での配置本数、段数は、横つなぎ位置に作用するせん断力、ならびに曲げモーメントに対して、棒状部材7のみでせん断力に抵抗できる断面を確保し、なおかつ曲げモーメントに対しては隣合う形鋼1相互間の溝25内部に充填されたコンクリートなどの経時硬化性材料8と棒状部材7で、圧縮力は経時硬化性材料8で、引張力は棒状部材7で分担し、それぞれが十分な強度を確保できるように数量、配置を決定すればよい。
この場合、一方の床版ユニット14を、その棒状部材7の片側または両側に、両端部に雌ねじ孔を有する棒状部材接続具15の一端側をねじ込み連結した床版ユニットAとしておき、前記一方の床版ユニットA14に隣接して配置される他方の床版ユニット14を、片側または両側に棒状部材接続具15を備えていない床版ユニットBとして、床版ユニットAを1つまたは複数個平行に配置すると共に、その棒状部材接続具15を、棒状部材接続具15を備えていない床版ユニットBにおける棒状部材7の雄ねじ部に連結することにより、床版ユニット14相互を確実に連結することができる。床版ユニット相互の連結にあたっては、平面視で、形鋼1相互によって形成される経時硬化性材料充填孔11またはその近傍に棒状部材接続具15を配置することにより、床版ユニット相互を確実に連結することができる。また、前記の棒状部材接続具15により連結した後、棒状部材接続具15の部分における隣合う床版ユニットA、B端部相互の形鋼1相互により形成される溝25内に、コンクリート等の経時硬化性材料8を充填孔11から充填し、一体化を図る。
なお、長ナットあるいはカプラーなどにより構成される棒状部材接続具は、内径側に棒状部材の端部に設けられる雄ネジ、あるいは雄のネジ節に螺合する雌ネジ、あるいは雌のネジ節が設けられており、これを2本の棒状部材端部の雄ネジ、あるいは雄のネジ節に螺合させて、棒状部材相互を強固に結合する役目を有するものである。
なお、図7(a)には代表形態として、図6(a)(b)に示す形態の形鋼1を使用して床版用または覆工板用の版状パネルの一部縦断正面図が示されている。
なお、前記の棒状部材接続具15による接続作業は、経時硬化性材料充填孔11を利用して接続すればよい。
なお、複数本の形鋼1を現場で結合した後、所定長の複数本の棒状部材7を用いて多数の形鋼1を幅方向に結合することができる。
なお、その後、形鋼1の上面の材料充填孔11から棒状部材7が埋るように経時硬化性材料8を充填し、経時硬化性材料8が硬化することによって形鋼1と経時硬化性材料8、棒状部材7が一体化され、構造全体が一体化される。
2 床版
3 舗装
4 床版橋
5 形鋼のウェブの側面
6 開口部
7 棒状部材
8 経時硬化性材料
9 凹部
10 仕切板
11 経時硬化性材料充填孔
12 ウェブ
14 床版ユニット
15 棒状部材接続具
17 弾性材料
17a 上フランジ係合部
17b 下フランジ係合部
17c ウェブ係合部
17d 水平部
17e 立ち上がり部
17f 降下部
19 地覆
20 高欄
21 ネジ節
22 ナット
23 ワイヤ牽引装置
24 クサビ
25 側方開口溝
26 ネジ
27 帯状連結条体
28 床版ユニットA
29 床版ユニットB
30 吊金具
32 H形鋼
33 フランジ
33a 上フランジ
33b 下フランジ
33c 側方開口溝
34 覆工板
34a 覆工板
36 縦壁面
37 支承面
38 支承段部
39 被支承段部
40 縦面
41 係合用下面
42 被支承凹部
43 断面く字状の凹部
44 断面く字状の凸部
45 傾斜面
46 傾斜面
47 着座フランジ
48 係合部
Claims (12)
- フランジおよびウェブ部分を有する形鋼をその長手方向と直交する方向に複数本平行に並列に配設し、該形鋼のウェブ部分に開口部を設け、該各開口部に渡って、鋼管、鉄筋、棒鋼などの棒状部材を挿通し、該形鋼同士の接触する面にはコンクリート打設時の漏れを防止する弾性材料が配置され、該弾性材料は該形鋼におけるフランジの幅方向端部の上下面および側面に係合する断面倒H形状の弾性材料であり、コンクリートなどの経時硬化性材料を該形鋼により囲まれた空間に充填して全体を一体化したことを特徴とする形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネル。
- 棒状部材の一端側を、並列に配置された幅方向一端側の形鋼の端部のウェブに定着し、棒状部材の他端側を並列に配置された幅方向他端側の形鋼のウェブに定着する際、棒状部材に軸力を導入し、その反力により弾性材料が弾性的に押し潰されて形鋼に圧着することで形鋼間からのコンクリートなどの経時硬化性材料の打設漏れを防止するようにされていることを特徴とする請求項1に記載の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネル。
- 前記形鋼の側面から荷重を付与し、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブに定着した状態で、荷重を開放することにより前記棒状部材に引張力が導入され、その引張力が導入された棒状部材により弾性材料が弾性的に押し潰されることで形鋼間からのコンクリートなどの経時硬化性材料の打設漏れを防止するようにされていることを特徴とする請求項1に記載の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネル。
- フランジ部とウェブ部を有する形鋼におけるフランジとウェブにより形成される溝の内側面で、前記棒状部材を挟んでその両側に仕切り板を設け、該仕切り板がせん断力を伝達するように配設し、該仕切り板で区画される内側に前記コンクリートなどの経時硬化性材料を充填したことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネル。
- 並列して隣合う一方の形鋼の一部分に切り込み部を設け、他方の形鋼の一部を前記切り込み部に嵌合させることで、せん断力の伝達を図るようにしたことを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネル。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の複数の形鋼によって床版ユニットを構成し、この床版ユニットと平行に、これと同様な床版ユニットを配設し、棒状部材相互を連結する棒状部材接続具および形鋼間に介在される弾性材料を介して複数の床版ユニット相互を接合したことを特徴とする形鋼を用いた床版。
- 請求項1〜5の何れか1項に記載の複数の形鋼を備えた版状パネルによって覆工板ユニットを構成し、この覆工板ユニットと平行に、これと同様な覆工板ユニットを配設し、棒状部材相互を連結する棒状部材接続具および形鋼間に介在される弾性材料を介して複数の覆工板ユニット相互を接合したことを特徴とする形鋼を用いた覆工板。
- 前記形鋼がH形鋼またはI形鋼であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネル。
- 前記の複数本敷き並べた形鋼の側面をワイヤ牽引装置などの締め付け器具を用いて中央部に向けて引き寄せて締め付け、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブ面に定着した後に前記締め付けによる締め付け力を開放して棒状部材に引張力を導入し、棒状部材の定着部に作用する反力によって、隣接する形鋼の接触面にプレストレスを導入することを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルの製造方法。
- 請求項6の床版とするにあたり、複数敷き並べた床版ユニットの側面をワイヤ牽引装置などの締め付け器具を用いて中央部に向けて引き寄せて締め付け、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブ面に定着した後に、前記締め付け器具を用いた締め付けによる締め付け力を開放して棒状部材に引張力を導入し、棒状部材の定着部に作用する反力によって、隣接する床版ユニット端部相互の形鋼の接触面にプレストレスを導入することを特徴とする形鋼を用いた床版製造方法。
- 請求項7の覆工板とするにあたり、複数敷き並べた覆工板ユニットの側面をワイヤ牽引装置などの締め付け器具を用いて中央部に向けて引き寄せて締め付け、前記棒状部材の両端部を形鋼のウェブ面に定着した後に、前記締め付け器具を用いた締め付けによる締め付け力を開放して棒状部材に引張力を導入し、棒状部材の定着部に作用する反力によって、隣接する覆工板ユニット端部相互の形鋼の接触面にプレストレスを導入することを特徴とする形鋼を用いた覆工板の製造方法。
- フランジならびにウェブ部を有する形鋼をその長手方向と直交する方向に複数本敷き並べ、形鋼のウェブ面に開口部を設け、該開口部から片側又は両側に棒状部材接続具を備える1本又は複数本の棒状部材を挿通した後に、前記棒状部材に引張力を与えながら、前記棒状部材の両端部を該形鋼の側面に定着し、該定着部に作用する反力により、隣接する形鋼にプレストレスを導入するとともに、前記棒状部材接続具を備える側を除く形鋼間によって形成される溝内部にコンクリートなどの経時硬化性材料を充填し、経時硬化性材料が硬化することによって全体が一体化される床版ユニットAを製造し、
更に、当該床版ユニットAにおいて、棒状部材に棒状部材接続具を具備せず、複数本敷き並べた全ての形鋼間によって形成される溝内部に経時硬化性材料が充填されている床版ユニットBを製造して、
前記床版ユニットAを1個又は複数個平行に配置すると共に、その片側又は両側に前記床版ユニットBを平行に配置し、隣り合う前記床版ユニットAおよびBの前記棒状部材同士を、前記棒状部材接続具を用いて連結し、前記床版ユニットAの棒状部材接続具を備える側の形鋼間によって形成される溝内部にコンクリートなどの経時硬化性材料を充填して一体化することで床版ユニット同士を連結することを特徴とする形鋼を用いた床版または覆工板用の版状パネルの製造方法。
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