JP5295332B2

JP5295332B2 - 桁橋

Info

Publication number: JP5295332B2
Application number: JP2011181301A
Authority: JP
Inventors: 慶雲王
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-09-18
Anticipated expiration: 2031-08-23
Also published as: JP2013044121A

Description

本発明は、主桁と合成床版とを備えて構成される桁橋に関し、特にハンチやブラケットをなくした構造に関する。

主桁と合成床版とを備えて構成される桁橋は、ハンチ構造を採用する場合、ハンチプレートや底鋼板の加工など現場での取付作業が煩雑であり、そのためコストを十分に削減することができない。この点について、下記特許文献１にはハンチ構造を省略して建設コストを削減することを目的とした桁橋が提案されている。図７は、同文献に記載された図であり、桁橋を橋軸方向（長手方向）に直交する断面を示した図である。

この桁橋１１０は、底鋼板１２１の上面にコンクリートが打設された合成床版１１２が幅方向の中央部に位置する主桁１１３よって支持されている。合成床版１１２の幅方向両端部は、主桁１１３との間に連結されたブラケット１１４によって支持されている。橋軸方向に直交する橋幅方向に見た場合、ブラケット１１４によって合成床版１１２の端部側が片持ち構造とはならず、主桁１１３の支持部に発生する曲げモーメントが小さくなる。そのため、合成床版１１２の厚さ増大を防ぐことができ、ハンチプレートの取付作業も省略することができる。

特開２００７−１９８０５５号公報

従来の桁橋１１０は、ハンチ構造を省略することが可能な構成ではあるが、その一方でブラケット１１４による支持構造は、合成床版１１２を主桁１１３に設置する作業の他に、ブラケット１１４の取り付け作業が必要になるため、コストや作業性の点で有効なものではなかった。また、ブラケット１１４は、桁橋１１０に橋幅方向の傾き、すなわち横断勾配が存在する場合における対応が困難であり、その点でも有効な構造とはいえない。

本発明は、かかる課題を解決すべく、ハンチやブラケットをなくした構造の桁橋を提供することを目的とする。

本発明に係る桁橋は、支承で支えられる主桁の上に、底鋼板とコンクリートとを一体にした合成床版を設置し、前記合成床版の上を舗装したものであり、前記合成床版は、橋幅方向に配置され前記底鋼板に対して接合された締結部材を複数備え、前記主桁に対して前記締結部材をボルトとナットによって締結するものであり、締結された前記締結部材は、前記主桁の位置から橋軸方向に延び、その橋幅方向に片持ち支持された前記合成床版の剛性を確保するものであることを特徴とする。

また、本発明に係る桁橋は、前記合成床版が、橋軸方向に分割された複数の床版ブロックからなるものであり、前記床版ブロックは、それぞれに備える前記締結部材を介して前記主桁に締結され、橋軸方向に隣り合う前記床版ブロックの間には隙間があることが好ましい。
また、本発明に係る桁橋の主桁は、前記合成床版を設置する設置面が橋幅方向に傾斜したものであることが好ましい。
また、本発明に係る桁橋は、前記主桁がＩ型鋼であり、前記設置面をなす上フランジが橋幅方向に傾斜したものであることが好ましい。

また、本発明に係る桁橋は、前記締結部材が、前記底鋼板に直交するように起立して接合された起立板と、前記起立板の頂部に前記底鋼板とほぼ平行に接合された横板とから形成され、前記ボルトは、前記合成床版にあけられた貫通孔を通して前記横板と前記主桁とを締結するものであることが好ましい。
また、本発明に係る桁橋は、前記ボルトが前記主桁に固定さたスタッドボルトであり、そのスタッドボルトが前記貫通孔を通り、前記横板上面でナットが締め付けられるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る桁橋は、前記スタッドボルトがボルトヘッドを備えた高力ボルトであり、その高力ボルトが前記貫通孔を通り、前記横板上面で、又は前記合成床版を設置する前記主桁の設置面の裏側でナットが締め付けられるようにしたものであることが好ましい。
また、本発明に係る桁橋は、前記合成床版の底鋼板と前記主桁の設置面との間にフィラープレートを挟み込んだものであることが好ましい。

本発明によれば、主桁に対してボルトとナットで締結した締結部材により、橋幅方向に片持ち支持された合成床版の剛性を十分に高めることができるため、従来のようにハンチやブラケットを設ける必要がなくなる。これは、橋幅方向に傾斜して横断勾配が存在する箇所でも対応することが可能になる。そして、このような簡素な構成にしたことにより、工期の短縮や建設コストの削減が可能になる。また、合成床版を床版ブロックによって構成することにより、完全なプレキャスト工法によって施工することができ、こうした観点からも建設コストの削減が可能となる。

桁橋の第１実施形態を示した幅方向の概略断面図である。図１に示す桁橋の構成のうち二つの床版ブロックを取り出して示した断面図である。図１に示す桁橋の構成のうち二つの床版ブロックについて図２のＡ−Ａ矢視で示した平面図である。橋軸方向に直交する図１のＢ−Ｂ断面で床版ブロックを示した図である。桁橋の第２実施形態について二つの床版ブロックを取り出して示した断面図である。桁橋の第２実施形態について橋軸方向に直交する断面で床版ブロックを示した図である。従来の桁橋を橋軸方向に直交する断面で示した図である。

次に、本発明に係る桁橋の実施形態について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、第１実施形態の桁橋を示した幅方向の概略断面図である。この桁橋１は、主桁２を三箇所以上の支点で支える連続桁橋である。桁橋１は、橋脚３の上に二本の主桁２（図３参照）が支承４（支点）を介して橋軸方向に架け渡され、そうした主桁２の上に合成床版５が橋幅方向に跨いで設置される。なお、図１では、本発明の特徴である合成床版５を主桁２と比べて拡大して示している。

合成床版５は、鋼板とコンクリートとを組み合わせた構成からなるものであり、圧縮力に強いコンクリート材を引張力に強い鋼で補強している。そうした合成床版５の上には、アスファルトによる舗装部６が舗装される。また、主桁２はＩ型鋼であり、合成床版５および舗装部６を支持するように橋軸方向に連続して延び、橋幅方向には複数本（本実施形態では２本）が設けられている。そして、本実施形態の合成床版５は特に、橋軸方向に分割した複数の床版ブロック１０を主桁２上に並べられている。

図２は、図１に示す桁橋の構成のうち二つの床版ブロック１０を取り出して示した断面図であり、図３は、その二つの床版ブロック１０について図２のＡ−Ａ矢視で示した平面図である。床版ブロック１０は、例えば橋軸方向の長さが１０００〜３０００ｍｍであり、橋幅方向の寸法が８０００〜１２０００ｍｍである。こうした寸法は桁橋１の大きさによって異なるが、このような大きさに設定することで、工場で製造した床版ブロック１０をトラックに搭載して施工現場に輸送することが可能であり、施工現場での搬送にも適した大きさである。また、桁橋１は、図３に示すように橋幅方向には二本の主桁２が橋脚間に架かっており、その主桁２間の軸中心間距離（床版支間）は、６０００〜１００００ｍｍである。

床版ブロック１０は、矩形の底鋼板１１に対し、その橋幅方向および橋軸方向の辺に沿って鉛直補強材１２と側鋼板１３とが直交方向に起立した状態で接合され、四辺を囲むようにして型枠が形成されている。底鋼板１１、鉛直補強材１２及び側鋼板１３は、床版ブロック１０の剛性を高めるためのものである。また、鉛直補強材１２の上端には、橋幅方向両側の側鋼板１３に架け渡すように配置された水平補強材１４が接合されている。そして、底鋼板１１、鉛直補強材１２および側鋼板１３に囲まれた型枠内には、コンクリート１８が流し込まれて打設される。

コンクリート１８が打設された型枠内には、底鋼板１１に対し橋幅方向に沿って断面をＴ形にした部分をもった締結部材１５が接合されている。締結部材１５は、鋼板によって形成され、底鋼板１１に直交して接合された起立板１５１に対し、その頂部に底鋼板１１とほぼ平行になるように横板１５２が接合されている。図３に示すように、起立板１５１は橋幅方向全体に渡って設けられ、横板１５２は主桁２に対応するように橋幅方向両側に設けられている。そうした締結部材１５は、床版ブロック１０に二つずつ設けられ、橋軸方向に所定距離離れている。更に、床版ブロック１０には、橋幅方向に沿って配置された複数本の鉄筋１６が橋軸方向に所定の間隔をあけて並べられている。

次に図４は、橋軸方向に直交する図１のＢ−Ｂ断面で床版ブロック１０を示した図であり、橋幅方向の半分を示している。なお、この図には図１乃至図３には図示していない防護壁１９が示されているが、この部分も含めて床版ブロック１０は工場で製造される。桁橋１は、図示する箇所が左側に傾いており、横断勾配が存在している。しかし、本実施形態では、こうした箇所でも従来例のようにハンチやブラケット有することなく構成されている。主桁２に固定された締結部材１５が、橋幅方向に片持ち支持された床版ブロック１０の剛性を確保するための構成になっているからである。

主桁２は、合成床版５を設置する設置面をなす上フランジ２１が横断勾配に合わせた傾斜をもって形成され、その上フランジ２１には複数本のスタッドボルト２２が直交方向に突き出すようにして固定されている。スタッドボルト２２は、締結部材１５の横板１５２を貫通し、その上面でナット２３によって締結される。そのため、床版ブロック１０には、横板１５２の他にも底鋼板１１及びコンクリート１８を通した貫通孔２４が形成されている。また、床版ブロック１０の上面には、ナット２３による締結作業ができるように凹部１８１が形成され、締結部材１５の横板１５２が上面に現れている。

床版ブロック１０は、主桁２の上に設置するに際して、主桁２から突設されたスタッドボルト２２が貫通孔２４を貫通する。このとき、底鋼板１１と上フランジ２１との間には、適宜、フィラープレート２５が挟み込まれる。従って、フィラープレート２５にも所定箇所にスタッドボルト２２が通る貫通孔が形成されている。このフィラープレート２５は、施工誤差を補うための高さ調節に使用するものであり、また横断勾配を調節するために使用されるものでもある。

本実施形態では、床版ブロック１０は工場で製造され、現場に輸送された後、組み付け作業によって桁橋１の施工が行われる。橋脚３の上には支承４を介して主桁２が架け渡されており、その上に複数の床版ブロック１０が設置される。前述したように、主桁２の上フランジ２１には複数本のスタッドボルト２２が突き出しているため、そのスタッドボルト２２が貫通孔２４を通るようにして床版ブロック１０が設置される。その際、横断勾配によって調節が必要な場合などにはフィラープレート２５が挟み込まれる。主桁２の上に設置された床版ブロック１０は、凹部１８１の位置で上方に突き出しているスタッドボルト２２にナット２３を螺合して締結させる。

合成床版５は、主桁２に沿って複数の床版ブロック１０が設置されたものであるが、床版ブロック１０同士は直接連結されず、橋軸方向に隙間７が設けられている。隙間７の大きさは、鉛直補強材１２同士での間隔が１５ｍｍ程度であり、底鋼板１１同士や水平補強材１４同士の間隔は５ｍｍ程度である。合成床版５は、工場で製造された床版ブロック１０を施工現場で設置するプレキャスト工法によって施工するものであり、隙間７などにコンクリートを流し込んで打設するようなことはしない。合成床版５の設置後は隙間７が受板２６によって塞がれ、合成床版５の上にアスファルトによる舗装部６が舗装される。なお、受板２６は床版ブロック１０同士を連結するためのものではない。

このように構成された桁橋１によれば、主桁２に対してスタッドボルト２２で締結した締結部材１５により、橋幅方向に片持ち支持された床版ブロック１０の剛性を十分に高めることができる。そのため、従来のようにハンチやブラケットを設ける必要がなくなり、構造の簡素化や工期の短縮により大幅に建設コストを削減することができる。特に、橋幅方向に傾斜して横断勾配が存在する箇所でも、ハンチを造ることなく対応することができるため、床版ブロック１０からなる合成床版５を完全なプレキャスト工法によって施工することができ、こうした観点からも建設コストの削減が可能となる。

また、桁橋１では、隙間７をあけて設置された複数の床版ブロック１０によって合成床版５が構成されている。そのため、合成床版５に対する撓みによる変形は、床版ブロック１０間の隙間７によって吸収される。特に、連続桁橋では支承４の位置で最も曲げモーメントが大きくなるが、本実施形態ではその位置に隙間７が重ねられているため、合成床版５に対して引張力が作用してもその変形は隙間７が吸収し、床版ブロック１０のコンクリートに生じるひび割れを防止することができる。鋼橋の架け替え理由の３分の２はコンクリートのひび割れ等であるが、本実施形態では床版ブロック１０自体に破損が生じ難く、生じたとしても該当する床版ブロック１０のみを替えればよく、作業が極めて容易に、しかも低コストで行うことができる。

（第２実施形態）
次に、桁橋の第２実施形態について説明する。本実施形態の桁橋は、前記第１実施形態と同様に、橋脚の上に二本の主桁が支承を介して架け渡され、主桁の上に合成床版が設置され、その上にアスファルトによる舗装が行われるものである。そして合成床版は、橋軸方向に分割した複数の床版ブロックによって構成されたものである。図５は、二つの床版ブロックを橋幅方向に直交する断面で示した図であり、図６は、橋軸方向に直交する断面で床版ブロックを示した図であり、橋幅方向の半分を示している。両図において第１実施形態と同じ符号は同じ構成であり、詳細な説明は省略する。

本実施形態の床版ブロック３０は、底鋼板１１、鉛直補強材１２および側鋼板１３によって型枠が形成され、コンクリート１８が流し込まれて打設されたものである。コンクリート１８が打設された型枠内には、底鋼板１１に対し橋幅方向に沿って締結部材１５が接合されている。締結部材１５は、底鋼板１１に直交して接合された起立板１５１と、その頂部に接合された横板１５２とから構成されている。また、橋幅方向に配置された複数本の鉄筋１６を備えている。

締結部材１５は、主桁２への締結と共に、橋幅方向に片持ち支持された床版ブロック３０の剛性を高めるための構成である。床版ブロック３０は、傾斜した主桁２の上フランジ２１に対し、高力ボルト３２とナット３３によって締結される。本実施形態では、ボルトヘッド３２１を有する高力ボルト３２を使用し、その先端を上フランジ２１の下側に突き出し、設置面である上フランジ２１の裏側でナット３３を締結させる構成である。これは、横板１５２上面からコンクリート１８上面までの距離ｈが小さい場合に対応させたものである。距離ｈが小さい場合に第１実施形態のように横板１５２上側で締結させたのでは、時間の経過によって舗装部６が削られてスタッドボルト２２の先端が路面から現れ、走行車両のタイヤをパンクさせる原因になることが考えられるからである。

床版ブロック３０は、その上面に凹部１８１が形成され、その位置には高力ボルト３２を通すための貫通孔３４が、横板１５２、コンクリート１８および底鋼板１１を通して形成されている。また、本実施形態では、フィラープレート２５の他に主桁２の上フランジ２１にも貫通孔３４を構成する孔があけられている。

本実施形態でも、床版ブロック３０は、防護壁１９を含めて工場で製造され、現場に輸送された後、組み付け作業によって桁橋の施工が行われる。すなわち、高力ボルト３２が貫通孔３４を通るようにして床版ブロック３０が設置され、横断勾配によって調節が必要な場合などにはフィラープレート２５が挟み込まれる。主桁２の上に設置された床版ブロック３０は、凹部１８１から高力ボルト３２が貫通孔３４に挿入され、上フランジ２１から下方に突き出した先端部分にナット３３を螺合して締結させる。

本実施形態でも、桁橋の合成床版は主桁２に沿って複数の床版ブロック３０が設置されたものであるが、床版ブロック３０同士は直接連結されず、橋軸方向に隙間７が設けられている。合成床版の設置後は隙間７が受板２６によって塞がれ、そうした合成床版の上にアスファルトが舗装されて舗装部６が施工される。

よって、本実施形態では、高力ボルト３２を上フランジ２１側でナット３３と締結させるため、距離ｈが小さい場合に時間の経過によって舗装部６が削られ、スタッドボルト３２のボルトヘッド３２１が路面に現れたとしても、突起とはならず平面を保つためパンクを引き起こす原因になることはない。また、本実施形態の床版ブロック３０でも、締結部材１５が橋幅方向の剛性を確保し、従来のようにハンチやブラケットを設ける必要がないため、構造の簡素化や工期の短縮により大幅に建設コストを削減することができる。また、第１実施形態と同様に、撓みによる変形は床版ブロック３０間の隙間７によって吸収し、コンクリートに生じるひび割れを防止することができる。床版ブロック３０自体に破損が生じ難く、生じたとしても交換による補修作業が極めて容易に、しかも低コストで行うことができる。

以上、本発明に係る桁橋の実施形態について説明したが、本発明はこれら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様々な変更が可能である。
前記実施形態では、床版ブロック１０や３０からなる合成床版を示したが、横断勾配に対応する構成を考慮すれば、橋軸方向に連続した合成床版であってもよい。すなわち、橋軸方向に連続し、施工現場でコンクリート打ちを行う従来の合成床版であってもよい。
また、前記第１実施形態ではスタッドボルト２２を上フランジ２１に固定した構成としたが、第２実施形態と同様に上フランジ２１に孔をあけボルトヘッドを有する高力ボルトを使用して締結してもよい。
また、前記実施形態では、図１に示すように床版ブロック１０同士の隙間７に支承４の位置を合わせた構成を示したが、支承４が床版ブロック１０の下に位置していてもよい。床版ブロック１０によって合成床版５が橋軸方向に分割された構成であるため、支承４の位置での合成床版に作用する曲げモーメントを小さくすることができるからである。

１桁橋
３橋脚
４支承
５合成床版
７隙間
１０床版ブロック
１１底鋼板
１５締結部材
１８コンクリート
２１上フランジ
２２スタッドボルト
２３ナット
２５フィラープレート
１５１起立板
１５２横板

Claims

支承で支えられる主桁の上に、底鋼板とコンクリートとを一体にした合成床版を設置し、前記合成床版の上を舗装した桁橋において、
前記合成床版は、橋幅方向に配置され前記底鋼板に対して接合された締結部材を複数備え、前記主桁に対して前記締結部材をボルトとナットによって締結するものであり、締結された前記締結部材は、前記主桁の位置から橋幅方向に延び、その橋幅方向に片持ち支持された前記合成床版の剛性を確保するものであることを特徴とする桁橋。
請求項１に記載する桁橋において、
前記合成床版は、橋軸方向に分割された複数の床版ブロックからなるものであり、前記床版ブロックは、それぞれに備える前記締結部材を介して前記主桁に締結され、橋軸方向に隣り合う前記床版ブロックの間には隙間があることを特徴とする桁橋。
請求項１又は請求項２に記載する桁橋において、
前記主桁は、前記合成床版を設置する設置面が橋幅方向に傾斜したものであることを特徴とする桁橋。
請求項３に記載する桁橋において、
前記主桁はＩ型鋼であり、前記設置面をなす上フランジが橋幅方向に傾斜したものであることを特徴とする桁橋。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載する桁橋において、
前記締結部材は、前記底鋼板に直交するように起立して接合された起立板と、前記起立板の頂部に前記底鋼板とほぼ平行に接合された横板とから形成され、前記ボルトは、前記合成床版にあけられた貫通孔を通して前記横板と前記主桁とを締結するものであることを特徴とする桁橋。
請求項５に記載する桁橋において、
前記ボルトは前記主桁に固定されたスタッドボルトであり、そのスタッドボルトが前記貫通孔を通り、前記横板上面でナットが締め付けられるようにしたものであることを特徴とする桁橋。
請求項５に記載する桁橋において、
前記ボルトはボルトヘッドを備えた高力ボルトであり、その高力ボルトが前記貫通孔を通り、前記横板上面で、又は前記合成床版を設置する前記主桁の設置面の裏側でナットが締め付けられるようにしたものであることを特徴とする桁橋。
請求項１乃至請求項７のいずれかに記載する桁橋において、
前記合成床版の底鋼板と前記主桁の設置面との間にフィラープレートを挟み込んだものであることを特徴とする桁橋。