JP5385842B2 - 鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置 - Google Patents

Description

本発明は、合成床版を構築すべく底鋼板上にコンクリート層を一体に接合する等、鋼部材にコンクリート部材を一体に接合するために用いる鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置に関するものである。

橋梁や高架道路を構成する床版の１つとして、鋼製型枠となる底鋼板と、該底鋼板にコンクリートを打設して形成したコンクリート層（コンクリートスラブ）とからなる構成を有する合成床版が用いられている。

この種の合成床版では、上記底鋼板と、形成するコンクリート層との強度合成を図るために、上記底鋼板のコンクリート打設個所の表面に、ずれ防止を図るためのジベルを予め突設しておき、この状態で該個所にコンクリートを打設してコンクリート層を形成することにより、底鋼板とコンクリート層とのずれを防止して、両者を一体化するようにしてある。

上記のように、鋼部材としての底鋼板におけるコンクリート打設個所にコンクリート部材としてのコンクリート層を一体に接合するために設けるジベルの１つとしては、図９に示す如く、底鋼板１の上面に直角に設置するリブ３と、該各リブ３の長手方向所要間隔個所に設けた孔４とからなる孔あき鋼板ジベル（孔あき鋼板型ジベル）２が従来知られている。

上記構成としてある孔あき鋼板ジベル２を使用する場合は、先ず、上記底鋼板１のコンクリート層接合個所の表面に、上記孔あき鋼板ジベル２を、所定間隔で平行に且つリブ３に設けてある孔４同士の位置がそれぞれ横方向に揃うように配列して設置し、次いで、上記各孔あき鋼板ジベル２同士の横方向に位置が揃えてある各孔４に、リブ３と直角方向に延びる貫通鉄筋（棒鋼）５をそれぞれ挿通させて配置した後、上記底鋼板１上にコンクリートを打設して、上記孔あき鋼板ジベル２と貫通鉄筋５とを埋設してなるコンクリート層６を形成させることで、上記底鋼板１の上側に、該コンクリート層６を、上記各孔あき鋼板ジベル２を介し一体に接合して合成床版Ｉを製作させるようにしてある。

又、鋼部材としての底鋼板におけるコンクリート打設個所にコンクリート部材としてのコンクリート層を一体に接合するために設ける別の形式のものとしては、図１０に示す如き鋼材とコンクリートのずれ止め構造も従来提案されている。

上記図１０の鋼材とコンクリートのずれ止め構造は、長手方向の所要間隔個所に長手方向に沿う長円形の孔７を設けてなる構成のリブ３を、上記図９の孔あき鋼板ジベル２のリブ３と同様に、底鋼板１のコンクリート打設個所の表面に所定間隔で平行に且つ各リブ３の長円形の孔７同士の位置がそれぞれ横方向に揃うように配列して設置し、上記各リブ３同士の横方向に位置が揃えてある各長円形の孔７に、リブ３と直角方向に延びる一連の鋼パイプ８を挿通して配置し、更に、上記底鋼板１上にコンクリートを打設して、図９に示したと同様のコンクリート層６（図示せず）を上記各リブ３と鋼パイプ８を埋設した状態で形成させることで、上記底鋼板１の上側に、上記各リブ３と鋼パイプ８を介して上記コンクリート層６を一体に接合した構成としてある（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００４−３２９０号公報

ところが、上記図９に示した如き孔あき鋼板ジベル２では、底鋼板１の表面に多数のリブ３が配設されていると、該各リブ３に設けてある孔４に一連の貫通鉄筋５を順次通す作業が必要になるため、作業が繁雑になり、該作業に多くの手間及び時間を要するというのが実状である。

又、上記孔あき鋼板ジベル２のリブ３の長手方向に関する上記底鋼板１とコンクリート層６との相対変位を拘束するずれ止め効果は、主として、図１１（イ）（ロ）に示す如き（なお、図１１（イ）（ロ）では孔４に挿通配置する貫通鉄筋５の記載を省略してある。）上記コンクリート層６における上記リブ３の孔４の内側を貫通している部分の孔貫通部コンクリート６ａが、該リブ３の孔４の内周面によって変位の拘束を受けることで発揮されるようにしてあるが、この際、上記コンクリート層６では、孔貫通部コンクリート６ａに大きな応力集中が生じてしまうというのが実状である。

すなわち、上記底鋼板１とコンクリート層６との間に、孔あき鋼板ジベル２のリブ３の長手方向に沿う方向へ相対変位させようとする力として、たとえば、上記底鋼板１の位置を基準として、上記コンクリート層６を図１１（イ）（ロ）に矢印ｘで示すようなリブ３の長手方向の一端側（図上左方向）へ相対的に変位させようとする力が作用すると、上記孔貫通部コンクリート６ａも、周りのコンクリート層６と一体に上記矢印ｘ方向へ上記底鋼板１に対して相対変位しようとする。このために、上記孔貫通部分のコンクリート６ａは、上記リブ３の孔４の内周面における上記矢印ｘの先端寄りの側部となるリブ長手方向一端寄り側部４ａに対して内側から押し付けられるようになる。

この際、上記コンクリート層６では、孔貫通部コンクリート６ａが、上記リブ３の孔４の内周面のリブ長手方向一端寄り側部４ａと直接接しているため、上記孔貫通部コンクリート６ａがリブ３の孔４の内周面のリブ長手方向一端寄り側部４ａに対し内側から押し付けられるときの反力が、図１２に矢印ｒで示すように、該孔４の内周面のリブ長手方向一端寄り側部４ａより孔貫通部コンクリート６ａ、すなわち、リブ３の厚み寸法の領域にのみ集中して作用してしまい、該部分に大きな応力集中が生じることから、該孔貫通部コンクリート６ａにおける上記孔４の内周面のリブ長手方向一端寄り側部４ａと接する領域が、局部的に圧縮されるようになってしまっているのが実状である。

そのために、上記底鋼板１の位置を基準として、上記コンクリート層６を図１２の矢印ｘ方向へ相対変位させようとする力が大きく作用すると、上記孔貫通部コンクリート６ａにて上記リブ３の孔４の内周面のリブ長手方向一端寄り側部４ａに接している部分に集中する応力が大きくなり、この集中した大きな応力によって上記孔貫通部コンクリート６ａにおける上記リブ３の孔４の内周面のリブ長手方向一端寄り側部４ａに接している領域が過度に圧縮されるようになると、コンクリート層６内に、たとえば、図１２に示すような上記孔貫通部コンクリート６ａの過度に圧縮された部分を起点とする割れ９が生じる等、コンクリート層６の損傷が発生することにより、孔あき鋼板ジベル２のずれ止め効果が失われる虞が懸念されるというのが実状である。

上記図１０に示した鋼材とコンクリートのずれ止め構造では、底鋼板１の表面に所要の間隔で配列して設けた各リブ３の長円形の孔７に、リブ３と直角方向に延びる一連の鋼パイプ８を通す作業が必要になるが、上記リブ３の長円形の孔７の短径方向となる上下方向寸法と、該長円形の孔７に通すべき鋼パイプ８の直径との寸法差が小さく、しかも、上記鋼パイプ８は、図９に示した孔あき鋼板ジベル２のリブ３の各孔４に挿通させる貫通鉄筋５よりも柔軟性が低いため、上記各リブ３の長円形の孔７に上記鋼パイプ８を通す作業が困難で、該作業に要する手間及び時間が嵩むという問題がある。しかも、底鋼板１が撓んだ場合は、上記各リブ３の長円形の孔７に鋼パイプ８を通す作業ができなくなる虞もあるため、上記鋼パイプ８を通す作業は工場で行う必要が生じる等の問題もある。

又、上記リブ３の長円形の孔７の上下両端部と、上記鋼パイプ８との上下方向の隙間が狭いために、該隙間にコンクリートが充填され難いと云う問題や、上記鋼パイプ８の内側にはコンクリートを充填できないため、該鋼パイプ８が潰れ易いと云う問題もある。

更には、図１０の鋼材とコンクリートのずれ止め構造においても、上記底鋼板１とコンクリート層６（図示せず）との間にリブ長手方向に沿う方向へ相対変位させようとする力が作用するときのずれ止め効果は、上記リブ３の長円形の孔７の内側を貫通する部分のコンクリートが、該リブ３の長円形の孔７の内周面におけるリブ長手方向に位置する各側部に内側から直接押し付けられて拘束されることで得られるものであるため、上記リブ３の長円形の孔７の内周面に接している孔貫通部分のコンクリートに対して、図１１（イ）（ロ）に示したと同様の応力集中が生じることが明らかである。よって、上記図１０に示した鋼材とコンクリートのずれ止め構造においても、図１２に示したと同様の割れ９等のコンクリート層６（図示せず）の損傷の発生によってずれ止め効果が失われる虞が懸念される。

そこで、本発明者等は、コンクリート層６の損傷の発生によりずれ止め効果が失われる虞を抑制できるようにするための工夫、研究を重ねた結果、リブ３に設けた孔４の内側に位置する孔貫通部コンクリート６ａが該孔４の内周面に対して内側から押し付けられ、これにより、鋼部材としての底鋼板１とコンクリート部材としてのコンクリート層６との相対変位が拘束されてずれ止め効果が生じるときに、上記リブ３の孔４の内周面よりコンクリート層６が受ける反力が、該コンクリート層６における上記リブ３の板厚に相当する寸法の部分に応力集中することを緩和できれば、上記コンクリート層６の損傷を抑制できて、該コンクリート層６の損傷に対する耐性を高めて、より確実なずれ止め効果を得ることができることを見出して本発明をなした。

したがって、本発明の目的とするところは、鋼部材とコンクリート部材とを一体に接合でき、且つ上記コンクリート部材に応力集中に起因する損傷が発生する虞を抑制できて、より確実なずれ止め効果を得ることができ、しかも、上記鋼部材とコンクリート部材を接合する作業の作業性を高めることができる鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、鋼部材のコンクリート部材接合面に設けたリブと、該リブに設けた孔と、該孔に取り付けた局部応力緩和部材とを備え、且つ上記局部応力緩和部材を、上記リブの孔の径寸法よりも所要寸法大きい外径寸法で軸心方向に延びる円筒状の係止用円筒部の軸心方向の少なくとも一端側に、軸心方向の外向きに上記リブの孔の径寸法よりもやや小さい外径寸法となるまで徐々に細径となるテーパ部を設け、更に、周方向の１個所に軸心方向の全長に亘るスリットを備えてなる構成とした鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置とする。

又、上記構成において、局部応力緩和部材を、テーパ部の軸心方向の外側に、リブの孔の径寸法よりもやや小さい外径寸法を有する円筒状とした孔挿通用円筒部を一体に設けてなるものとした構成とする。

更に、上記構成において、局部応力緩和部材を、テーパ部と孔挿通用円筒部との間に、該孔挿通用円筒部よりも小径となる絞り部を設けてなるものとした構成とする。

本発明によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）鋼部材のコンクリート部材接合面に設けたリブと、該リブに設けた孔と、該孔に取り付けた局部応力緩和部材とを備え、且つ上記局部応力緩和部材を、上記リブの孔の径寸法よりも所要寸法大きい外径寸法で軸心方向に延びる円筒状の係止用円筒部の軸心方向の少なくとも一端側に、軸心方向の外向きに上記リブの孔の径寸法よりもやや小さい外径寸法となるまで徐々に細径となるテーパ部を設け、更に、周方向の１個所に軸心方向の全長に亘るスリットを備えてなる構成としてあるので、鋼部材とコンクリート部材との間にリブの長手方向に沿う方向へ相対変位させようとする力が作用しても、局部応力緩和部材の内部の充填コンクリートや、コンクリート部材の或る部分に応力集中が生じる虞を未然に防止できて、コンクリート部材に損傷が生じる虞を抑制することができることから、鋼部材とコンクリート部材とのずれ止め効果をより確実なものとすることができる。
（２）上記リブの孔に対する局部応力緩和部材の取り付けを容易に実施できるため、上記鋼部材とコンクリート部材とを接合する作業の作業性を高めることができる。
（３）局部応力緩和部材を、テーパ部の軸心方向の外側に、リブの孔の径寸法よりもやや小さい外径寸法を有する円筒状とした孔挿通用円筒部を一体に設けてなるものとした構成とすることにより、局部応力緩和部材の軸心方向の一端側の孔挿通用円筒部を、リブの孔に特に力を入れることなく容易に挿通させて配置でき、この状態で、局部応力緩和部材の軸心方向を、上記リブの孔の軸心方向に沿わせて容易に配置することができるため、その後の局部応力緩和部材のリブの孔への押込による取付作業をより容易に実施することができる。
（４）局部応力緩和部材を、テーパ部と孔挿通用円筒部との間に、該孔挿通用円筒部よりも小径となる絞り部を設けてなるものとした構成とすることにより、上記局部応力緩和部材の内部に充填された充填コンクリートに上記絞り部の内面形状に沿って形成される周方向に延びる溝状の凹部により、上記局部応力緩和部材の絞り部を軸心方向の両側から拘束させることができる。よって、リブより作用する力によって局部応力緩和部材に曲げモーメントが生じるときの該局部応力緩和部材における中立面以外の部分に作用する軸心方向に伸縮する応力を、上記絞り部より上記充填コンクリートの凹部に受けさせることができるため、局部応力緩和部材と充填コンクリートとのずれ止め効果をより高めることができて、鋼部材とコンクリート部材とのずれ止め効果を更に確実なものとすることが可能になる。

本発明の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置の実施の一形態として、該ジベル装置を介して底鋼板の上側にコンクリート層を一体に接合して製作した合成床版を示す一部切断概略斜視図である。 図１のジベル装置におけるリブの孔に取り付けるための局部応力緩和部材を拡大して示すもので、（イ）は概略平面図、（ロ）は概略側面図である。 図１のジベル装置におけるリブの孔に局部応力緩和部材を取り付けた部分を拡大して示す切断平面図である。 図３のＡ−Ａ方向矢視図である。 局部応力緩和部材の剛性について比較を述べるために例示した円筒にスリットを設けたものを示すもので、（イ）は初期状態を、（ロ）は径を縮めるように変形させた状態を示す概略斜視図である。 本発明の実施の更に他の形態として、リブの孔に取り付けるための局部応力緩和部材の別の例を示す概略平面図である。 図６の局部応力緩和部材をリブの孔に取り付けた部分を示す切断平面図である。 本発明の実施の更に他の形態として、リブの孔に取り付けるための局部応力緩和部材の更に別の例を示す概略平面図である。 底鋼板とコンクリート層とからなる合成床版を製作する際に用いられている従来の孔あき鋼板ジベルを示す一部切断概略斜視図である。 従来提案されている鋼材とコンクリートのずれ止め構造の要部を示す斜視図である。 図９の合成床版における孔あき鋼板ジベルの孔の部分を拡大して示すもので、（イ）は概略側面図、（ロ）は切断概略平面図である。 図９の合成床版にて底鋼板とコンクリート層との間にリブの長手方向に沿う方向の荷重が作用した状態を示す図１１（ロ）に対応する図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１乃至図４は本発明の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置の実施の一形態として、図９に示したと同様の鋼部材としての底鋼板１と、コンクリート部材としてのコンクリート層６の接合により合成床版を製作する場合に適用する例を示すもので、以下のような構成としてある。

すなわち、本発明の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置は、上記底鋼板１の上面における上記コンクリート層６の接合個所に設けたリブ３と、該リブ３の長手方向所要間隔個所に設けた孔４を備え、更に、上記リブ３の各孔４の内側に、略円筒形状の周壁の周方向の１個所に軸心方向の全長に亘るスリット１１を備え且つ端部に小径に絞った孔挿通用円筒部１４を備えてなる筒状の局部応力緩和部材１０を個別に取り付けて、上記各孔４の内周面に、対応する局部応力緩和部材１０の軸心方向中間部の外周面を密着させると共に、該各局部応力緩和部材１０の軸心方向の両端部を、上記リブ３の両側へ所要寸法ずつ突出させてなる構成とする。

詳述すると、上記局部応力緩和部材１０は、所要の弾性力を備えた金属又は樹脂製としてある。

又、上記局部応力緩和部材１０は、図２（イ）（ロ）に示すように、上記リブ３の孔４の径寸法Ｄ（図４参照）よりも所要寸法大きい外径寸法Ｄ１（Ｄ１＝Ｄ＋α）で軸心方向に所要寸法延びる円筒状の係止用円筒部１２の軸心方向の両側に、上記係止用円筒部１２と同様の外径寸法Ｄ１から軸心方向の外向きに徐々に細径となるテーパ部１３と、上記リブ３の孔４の径寸法Ｄ（図４参照）よりもやや小さい外径寸法Ｄ２（Ｄ２＝Ｄ−β）を有する短い円筒状の孔挿通用円筒部１４を一体に備えた構成としてある。

なお、上記スリット１１は、所要の幅寸法、たとえば、後述するようにコンクリート層６を形成させるために打設するコンクリート（生コンクリート）中に含まれる骨材が通過可能となる幅寸法で、上記係止用円筒部１２と、その軸心方向両側の各テーパ部１３及び各孔挿通用円筒部１４に、一連に設けてあるものとする。

これにより、上記局部応力緩和部材１０は、その軸心方向の一方（片方）の端部側の孔挿通用円筒部１４を、取付対象（取付先）となるリブ３の孔４に容易に挿通させて配置できるようにしてあり、このように、軸心方向の一方の孔挿通用円筒部１４を、上記リブ３の孔４に挿通させて配置することにより、局部応力緩和部材１０の軸心方向を、上記リブ３の孔４の軸心方向に沿わせて容易に配置できるようにしてある。

更に、上記のように軸心方向の一方の孔挿通用円筒部１４を上記リブ３の孔４に挿通させて配置した状態の局部応力緩和部材１０を、軸心方向の他方の端部側から軸心方向に沿って押すことにより、上記リブ３の孔４に、上記局部応力緩和部材１０の軸心方向一端寄りのテーパ部１３を細径側から押し込み、このテーパ部１３を、上記リブ３の孔４に細径側から太径側まで通すことにより、上記局部応力緩和部材１０全体を、スリット１１の幅が狭くなるように弾性変形させて（撓ませて）、該テーパ部１３の太径側の外径と一緒に上記係止用円筒部１２の外径を、上記リブ３の孔４の径寸法に応じた寸法に自動的に縮ませることができるようにしてある。よって、上記局部応力緩和部材１０のテーパ部１３に続けて、上記係止用円筒部１２を、上記リブ３の孔４に容易に挿入することができるようにしてある。

この際、上記局部応力緩和部材１０では、径が縮むように変形される上記係止用円筒部１２の軸心方向の両側に、該係止用円筒部１２とは径寸法が相違するテーパ部１３及び孔挿通用円筒部１４が一体に設けてあることから、図５（イ）に示すような単なる円筒の周壁の周方向１個所にスリットを設けた構成のものに比して、捩れに対する剛性を高めることができる。すなわち、図５（イ）に示したものでは、径を縮めるように変形させようとすると、図５（ロ）に示すように、スリットの両側に位置する部分が互いに軸心方向へずれるような捩れ変形を生じる虞があり、このために、変形に対する抵抗が弱くなり、結果として、ずれ止めとしての強度が落ちる可能性がある。これに対し、上記局部応力緩和部材１０では、上記したように、捩れに対する剛性が高いものとしてあるため、リブ３の各孔４に挿入して取り付ける個々の局部応力緩和部材１０を均一に変形させることができるようにしてあり、よって、リブ３の各孔４に取り付けた個々の局部応力緩和部材１０により、ずれ止めとしての強度を高めることができるようにしてある。

又、上記のようにして局部応力緩和部材１０の係止用円筒部１２をリブ３の孔４に挿入した状態では、径を縮ませた該係止用円筒部１２の復元力により、該係止用円筒部１２の外周面を、上記リブ３の孔４の内周面に密着させることができるようにしてある。したがって、上記局部応力緩和部材１０の係止用円筒部１２を上記リブ３の孔４に挿入して取り付けた状態で、底鋼板１におけるコンクリート層６の接合個所に該コンクリート層６を形成させるためのコンクリートを打設する際にも、上記係止用円筒部１２をリブ３の孔４に確実に保持させて、脱落を防止できるようにしてある。

しかも、上記リブ３の孔４に上記局部応力緩和部材１０を取り付けるときに、該局部応力緩和部材１０に設けてある上記スリット１１が周壁の上端側に位置するように、局部応力緩和部材１０の姿勢を定めることにより、上記底鋼板１上にコンクリート層６を形成するために打設されるコンクリートが上記局部応力緩和部材１０の内部空間に進入する際に、該内部空間に当初存在していた空気を上記スリット１１を通して上方へ円滑に押し出すことができるようにしてある。よって、上記打設されるコンクリートを、上記局部応力緩和部材１０の内部空間に隙間なく充填することができるようにしてある。

上記局部応力緩和部材１０の軸心方向の全長は、上記底鋼板１の上面のコンクリート層６の接合個所に所要間隔で複数のリブ３を設ける場合には、該各リブ３の設置ピッチよりも短くなるように設定してあるものとする。これにより、それぞれのリブ３の各孔４に、個別の局部応力緩和部材１０を、隣接するリブ３と干渉することなく取り付けることができるようにしてある。

以上の構成としてある本発明の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置を用いて底鋼板１にコンクリート層６を一体に接合する場合は、先ず、工場等にて、底鋼板１におけるコンクリート層６の接合個所の表面に、上記孔４を設けてなるリブ３を、所定間隔で平行に配列して設ける。

次に、コンクリート打設作業現場か、又は、予め工場等にて、上記各リブ３の各孔４に、上記局部応力緩和部材１０を挿入して、係止用円筒部１２の軸心方向中間部の外周面を上記孔４の内周面に密着させるようにしてそれぞれ取り付ける。

上記各リブ３の各孔４に対する個別の局部応力緩和部材１０の取付作業を行う場合は、局部応力緩和部材１０のスリット１１が周壁の上端側に位置するようにした状態で、該局部応力緩和部材１０の軸心方向の一方の孔挿通用円筒部１４を、取付対象となる孔４に挿通させて配置した後、該局部応力緩和部材１０を、軸心方向の他方の端部側から軸心方向に沿って押し込むようにすればよい。なお、押し込みに力が必要な場合は上記局部応力緩和部材１０を軸心方向の他方の端部側から叩き込むようにしてもよい。これにより、上記リブ３の孔４に、上記局部応力緩和部材１０の軸心方向一端寄りのテーパ部１３を経て上記係止用円筒部１２が、外径を自動的に縮ませながら容易に挿入されるようになるため、その後、上記リブ３の孔４に上記係止用円筒部１２が軸心方向の中間部まで押し込まれた時点で、上記押し込み、又は、叩き込み作業を終了するようにする。

この際、上記局部応力緩和部材１０は、軸心方向の全長が上記各リブ３の配列ピッチよりも短く設定してあるため、各リブ３の孔４への局部応力緩和部材１０の取り付けを個別に行うことができ、しかも、この際、或るリブ３の孔４への局部応力緩和部材１０の取り付けは、隣接するリブ３の存在によって支障を受ける虞がないため、このことによっても、取付作業を容易に行うことができるようになる。

上記のようにして各リブ３の各孔４への個別の局部応力緩和部材１０の取り付けが終了した後は、上記底鋼板１におけるコンクリート層６の接合個所にコンクリートの打設を行い、上記各局部応力緩和部材１０の内部空間に隙間なくコンクリートを充填させるようにすると共に、上記各リブ３及び各局部応力緩和部材１０を埋設したコンクリート層６を形成させる。

これにより、上記各リブ３の各孔４に取り付けられた状態の各局部応力緩和部材１０の内部に充填されたコンクリートが、上記コンクリート層６と一体化した状態で硬化するようになる。よって、上記各リブ３と、該各リブ３の各孔４と、該各孔４にそれぞれ取り付けた局部応力緩和部材１０からなる本発明の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置を介して、上記底鋼板１の上側にコンクリート層６を一体に接合した構成の合成床版Ｉａが製作されるようになる。

上記構成としてある合成床版Ｉａにて、上記底鋼板１とコンクリート層６との間に、上記リブ３の長手方向に沿う方向へ相対変位させようとする力として、たとえば、上記底鋼板１の位置を基準として、上記コンクリート層６を図３に矢印ｘで示す如きリブ３の長手方向の一端側（図上左方向）へ相対的に変位させようとする力が作用すると、上記リブ３の孔４に取り付けてある局部応力緩和部材１０では、内部に充填されているコンクリート（以下、充填コンクリートと云う）６ｂがその両端部で上記コンクリート層６と一体化されているため、該充填コンクリート６ｂも、上記コンクリート層６と一体に矢印ｘ方向へ相対変位しようとする。このために、上記充填コンクリート６ｂと、その周りに位置する局部応力緩和部材１０の係止用円筒部１２が、上記リブ３の孔４の内周面におけるリブ長手方向一端寄り側部４ａに対して内側から押し付けられるようになる。

この際、上記充填コンクリート６ｂは、上記局部応力緩和部材１０の内部に充填されることで該局部応力緩和部材１０による拘束を周囲より受けて三軸圧縮状態となっていることに起因して、該局部応力緩和部材１０及び上記充填コンクリート６ｂ全体では、コンクリート層６と同様のコンクリートによる同サイズ（同形状）のものに比して、軸心方向と直角方向に作用する荷重に対する剛性が強化されている。よって、上記局部応力緩和部材１０及び充填コンクリート６ｂは、軸心方向と直角方向に荷重が作用する場合に、より大きな荷重を負担することができるようになることから、上記したように局部応力緩和部材１０の軸心方向中央部が上記リブ３の孔４の内周面におけるリブ長手方向一端寄り側部４ａに対して内側から押し付けられるときに、上記リブ３の孔４の内周面より上記局部応力緩和部材１０が受ける反力は、該局部応力緩和部材１０の軸心方向に拡散された状態で局部応力緩和部材１０の周壁を経て内部の充填コンクリート６ｂへ伝えられるようになるため、上記局部応力緩和部材１０の軸心方向中央部、及び、その内側の充填コンクリート６ｂに作用する応力が低減される。

更に、上記リブ３の孔４の内周面より上記局部応力緩和部材１０へ反力として伝えられた荷重は、該局部応力緩和部材１０におけるリブ３の両側へ突出している部分から、矢印ｘ方向と反対側の半円部分の外周面に接しているコンクリート層６へ伝えられるようになることから、該荷重の伝達面積が、上記局部応力緩和部材１０のリブ３の両側へ突出している部分を軸心に平行な平面へ投影したときの面積に拡大される。このため、上記コンクリート層６における上記局部応力緩和部材１０の周囲のコンクリートは、特に補強されていないため該局部応力緩和部材１０の内部に充填された充填コンクリート６ｂに比して強度が弱いとしても、荷重に抵抗する面積が大きく拡大されるため、局部的な応力集中が生じる虞が低減される。

以上により、上記局部応力緩和部材１０の軸心方向中央部が上記リブ３の孔４の内周面におけるリブ長手方向一端寄り側部４ａに対して内側から押し付けられるときに、上記リブ３の孔４の内周面より上記局部応力緩和部材１０が受ける反力の荷重は、軸心方向に分散された状態で該局部応力緩和部材１０の内部の充填コンクリート６ｂへ伝えられ、更に、該局部応力緩和部材１０よりコンクリート層６へ更に荷重が分散された状態で伝えられるようになる。

このように、本発明の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置によれば、上記合成床版Ｉａにて、上記底鋼板１とコンクリート層６との間に、上記リブ３の長手方向に沿う方向へ相対変位させようとする力が作用しても、上記局部応力緩和部材１０の内部の充填コンクリート６ｂや、コンクリート層６の或る部分に応力集中が生じる虞を未然に防止できることから、上記底鋼板１とコンクリート層６とからなる合成床版Ｉａにて、コンクリート層６に損傷が生じる虞を抑制することができて、合成床版Ｉａ全体での底鋼板１とコンクリート層６とのずれ止め効果をより確実なものとすることができる。

更に、上記リブ３の孔４に対する局部応力緩和部材１０の取り付けを容易に実施できるようにしてあることから、上記鋼部材としての底鋼板１と、コンクリート部材としてのコンクリート層６を接合する作業の作業性を高めることができる。

次に、図６及び図７は本発明の実施の他の形態として、図１乃至図４の実施の形態の応用例として、図１乃至図４と同様の構成におけるリブ３の孔４に取り付けるための局部応力緩和部材の別の例を示すもので、以下のようにしてある。

すなわち、本実施の形態における局部応力緩和部材１０ａは、図２（イ）（ロ）に示した局部応力緩和部材１０と同様の構成において、係止用円筒部１２の軸心方向の両側に設けた軸心方向外向きに徐々に細径となるテーパ部１３と、その軸心方向の外側のリブ３の孔４の径寸法Ｄ（図４参照）よりもやや小さい外径寸法Ｄ２（Ｄ２＝Ｄ−β）を有する孔挿通用円筒部１４との間に、該孔挿通用円筒部１４よりも小径となる絞り部１５を設けた構成としてある。

その他、図１乃至図４に示したものと同一のものには同一符号が付してある。

以上の構成としてある本実施の形態の局部応力緩和部材１０ａは、リブ３の孔４への取付作業を行うときには、図２（イ）（ロ）に示した局部応力緩和部材１０と同様に、局部応力緩和部材１０ａのスリット１１が周壁の上端側に位置するようにした状態で、該局部応力緩和部材１０ａの軸心方向の一方の孔挿通用円筒部１４を、取付対象となる孔４に挿通させて配置した後、該局部応力緩和部材１０ａを、軸心方向の他方の端部側から軸心方向に沿って押し込むか、又は、叩き込むようにする。これにより、上記リブ３の孔４に、上記局部応力緩和部材１０ａの軸心方向一端寄りのテーパ部１３を経て上記係止用円筒部１２が、外径を自動的に縮ませながら容易に挿入されるようになる。

よって、本実施の形態の局部応力緩和部材１０ａを用いる場合にも、上記リブ３の孔４への取付作業を容易なものとすることで、図２（イ）（ロ）に示した局部応力緩和部材１０と同様に、上記鋼部材としての底鋼板１と、コンクリート部材としてのコンクリート層６（図１参照）を接合する作業の作業性を高めることができる。

しかも、本実施の形態の局部応力緩和部材１０ａは、テーパ部１３と、その軸心方向の外側の孔挿通用円筒部１４との間に、該孔挿通用円筒部１４よりも小径として内向きに突出している絞り部１５が設けてあるため、図７に示すように、上記局部応力緩和部材１０ａの内側に充填された充填コンクリート６ｂが硬化すると、該充填コンクリート６ｂの上記絞り部１５の内側に位置する部分には、該絞り部１５の内面形状に沿って周方向に延びる溝状の凹部１６が形成されることになり、この充填コンクリート６ｂに形成された凹部１６には、上記局部応力緩和部材１０ａの絞り部１５の内径部が嵌合している関係にある。したがって、上記充填コンクリート６ｂの凹部１６に係合する上記局部応力緩和部材１０ａの絞り部１５が、軸心方向の両側から拘束されるようになる。

ところで、底鋼板１に設けたリブ３の孔４に上記局部応力緩和部材１０ａを取り付け、コンクリート層６の形成と共に充填コンクリート６ｂを硬化させた状態では、上記底鋼板１とコンクリート層６との間に、上記リブ３の長手方向に沿う方向へ相対変位させようとする力が作用すると、上記局部応力緩和部材１０ａに対しては上記リブ３より軸心方向と直交する方向の力が作用するため、該局部応力緩和部材１０ａに曲げモーメントが生じる。そのため、上記局部応力緩和部材１０ａでは、中立面以外の部分に軸心方向に伸縮する応力が作用するようになるが、上記したように、本実施の形態の局部応力緩和部材１０ａでは、その軸心方向の両端寄りに設けてある各絞り部１５が、上記充填コンクリート６ｂの凹部１６に係合して軸心方向の両側から拘束されているため、上記局部応力緩和部材１０ａの中立面以外の部分に作用する軸心方向に伸縮する応力は、上記絞り部１５より上記充填コンクリート６ｂの凹部１６により受けられるようになる。

よって、上記局部応力緩和部材１０ａと充填コンクリート６ｂとのずれ止め効果をより高めることができるようになるため、上記底鋼板１とコンクリート層６とのずれ止め効果を更に確実なものとすることができる。

次いで、図８は本発明の実施の更に他の形態として、図１乃至図４の実施の形態の応用例として、図１乃至図４と同様の構成におけるリブ３の孔４に取り付けるための局部応力緩和部材の更に別の例を示すものである。

すなわち、本実施の形態における局部応力緩和部材１０ｂは、図２（イ）（ロ）に示した局部応力緩和部材１０と同様の構成における係止用円筒部１２の軸心方向の両側に、軸心方向外向きにリブ３の孔４の径寸法Ｄ（図４参照）よりもやや小さい外径寸法まで徐々に細径となるテーパ部１３ａを設けた構成としてある。

その他の構成は図１乃至図４に示したものと同様であり、同一のものには同一の符号が付してある。

以上の構成としてある本実施の形態の局部応力緩和部材１０ｂを用いて、リブ３の孔４への取付作業を行うときには、図２（イ）（ロ）に示した局部応力緩和部材１０と同様に、該局部応力緩和部材１０ｂのスリット１１が周壁の上端側に位置する状態とした後、該局部応力緩和部材１０ｂの軸心方向の一方のテーパ部１３ａの小径側の端部を、取付対象となる孔４に挿通させるように配置した後、該局部応力緩和部材１０ｂを、軸心方向の他方の端部側から軸心方向に沿って押し込むか、又は、叩き込むようにする。これにより、上記リブ３の孔４に、上記局部応力緩和部材１０ｂの軸心方向一端寄りのテーパ部１３ａを経て上記係止用円筒部１２が、外径を自動的に縮ませながら容易に挿入されるようになる。

よって、本実施の形態の局部応力緩和部材１０ｂを用いる場合にも、上記リブ３の孔４への取付作業を容易なものとすることで、図２（イ）（ロ）に示した局部応力緩和部材１０と同様に、上記鋼部材としての底鋼板１と、コンクリート部材としてのコンクリート層６（図１参照）を接合する作業の作業性を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂのテーパ部１３，１３ａの傾斜角度は、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂをリブ３の孔４に向けて押すか又は叩き込む操作によって該テーパ部１３，１３ａを小径側から太径側まで押し込むことができるように設定してあれば、図示した以外の傾斜角度としてもよい。

局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの捩れ変形に対する剛性を高めるという観点、及び、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂを軸心方向のいずれの端部側からでもリブ３の孔４に取り付けることができるようにして、取付作業を行うときの作業効率を高いものとするという観点から考えると、係止用円筒部１２とは径寸法が変化するようにしてあるテーパ部１３と孔挿通用円筒部１４、又は、テーパ部１３と絞り部１５と孔挿通用円筒部１４、又は、テーパ部１３ａは、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの軸心方向の両端寄りに設けることが望ましいが、軸心方向の一方の端部寄りのみに設けるようにしてもよい。この場合は、リブ３の孔４に対する局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの取付を行うときには、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂを、テーパ部１３と孔挿通用円筒部１４、又は、テーパ部１３と絞り部１５と孔挿通用円筒部１４、又は、テーパ部１３ａが設けてある軸心方向の一端部側から押し込むようにすれば、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの上記リブ３の孔４への取付作業を容易なものとするという効果を得ることができる。

局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの軸心方向寸法をリブ３の配列ピッチよりも小さくなる範囲で適宜変更して、該局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの軸心方向両端部がリブ３の両側へ突出する寸法を適宜変更してもよい。

局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの肉厚や、内部空間のサイズは、該内部空間に充填される充填コンクリート６ｂを拘束して三軸圧縮状態とすることで、局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂとその内部の充填コンクリート６ｂとからなる構造全体で、軸心方向と直角方向に作用する荷重に対する剛性を、合成床版Ｉａのコンクリート層６と同様のコンクリートによる同サイズ（同形状）のものと比較して大きくすることができれば、用いる材料の強度等に応じて上記肉厚や内部空間のサイズを適宜変更してもよい。

鋼部材の表面にコンクリートを打設して形成する鋼部材におけるコンクリート部材との接合個所であれば、底鋼板１以外の任意の鋼部材に適用してもよい。

鋼部材のコンクリート部材接合面に設けるリブ３の長手方向に直角な幅寸法が大きい場合は、上記リブ３に幅方向複数列で孔４を並べて設けるようにしてもよい。この場合、隣接する列の孔４の配置は、リブ３の長手方向に揃っていてもよいし、あるいは、千鳥配置のように各列同士で互いにずれていてもよい。

リブ３の孔４に対する局部応力緩和部材１０，１０ａ，１０ｂの取り付けは、リブ３の鋼部材に対する取り付けの前に行うようにしてもよい。

鋼部材としての底鋼板１の上面にコンクリート部材としてのコンクリート層６を接合する場合について示したが、鋼部材のコンクリート部材との接合個所であれば、鋼部材の側面や下面にコンクリート部材を接合する個所に適用してもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

Ｉ，Ｉａ 合成床版
１ 底鋼板（鋼部材）
３ リブ
４ 孔
６ コンクリート層（コンクリート部材）
１０，１０ａ，１０ｂ 局部応力緩和部材
１１ スリット
１２ 係止用円筒部
１３，１３ａ テーパ部
１４ 孔挿通用円筒部
１５ 絞り部

Claims (3)

1. 鋼部材のコンクリート部材接合面に設けたリブと、該リブに設けた孔と、該孔に取り付けた局部応力緩和部材とを備え、且つ上記局部応力緩和部材を、上記リブの孔の径寸法よりも所要寸法大きい外径寸法で軸心方向に延びる円筒状の係止用円筒部の軸心方向の少なくとも一端側に、軸心方向の外向きに上記リブの孔の径寸法よりもやや小さい外径寸法となるまで徐々に細径となるテーパ部を設け、更に、周方向の１個所に軸心方向の全長に亘るスリットを備えてなる構成としたことを特徴とする鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置。
2. 局部応力緩和部材を、テーパ部の軸心方向の外側に、リブの孔の径寸法よりもやや小さい外径寸法を有する円筒状とした孔挿通用円筒部を一体に設けてなるものとした請求項１記載の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置。
3. 局部応力緩和部材を、テーパ部と孔挿通用円筒部との間に、該孔挿通用円筒部よりも小径となる絞り部を設けてなるものとした請求項２記載の鋼部材へのコンクリート部材接合用ジベル装置。

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