JP5503265B2

JP5503265B2 - 桁橋の連結構造

Info

Publication number: JP5503265B2
Application number: JP2009269141A
Authority: JP
Inventors: 勉渡辺; 正道曽我部
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2009-11-26
Filing date: 2009-11-26
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2029-11-26
Also published as: JP2011111802A

Description

本発明は、主として鉄道用の桁橋に適用される桁橋の連結構造に関する。

鉄道用の橋梁に採用される構造形式には、ラーメン高架橋や桁橋があるが、これらのうち、鉄道用の桁橋は、橋脚や橋台に主桁を架け渡して該主桁を横桁で橋軸直交方向に相互連結するとともに該主桁及び横桁の上にスラブを載せ、該スラブ上に列車軌道を敷設してなる。

かかる桁橋は、列車運用の面から見ると、複数の軌道を敷設して該複数の軌道を複線として運用する、単一の軌道を敷設して単線として運用する、複数の軌道を敷設して単線並列として運用するなどさまざまであるが、このような運用上の違いとは別に、同一スラブ上に軌道を敷設するのか、相異なる別のスラブ上に軌道を敷設するのかという構造上の違いがある。

すなわち、一般的には、主桁、横桁及びスラブからなる上部工本体を橋台や橋脚上に架け渡し、該スラブ上に単一の軌道を敷設して単線として運用したり、複数の軌道を敷設して複線、複々線あるいは単線並列として運用することが多いが、周辺地形その他の事情により、上述した上部工本体を複数並列させて橋台や橋脚に架け渡すことも少なくない。

特開２００７−０３２１６５号公報特開２０００−１６０５１０号公報

前者の場合、軌道上を走行する列車の荷重は、同一の上部工本体を介して橋脚や橋台に作用するため、列車の走行荷重は、橋軸直交方向に沿って概ね均等に橋台や橋脚の頂部に作用し、あるいは均等とは言えずとも、大きな偏心がない状態で橋台や橋脚の頂部に作用する。

しかしながら、後者の場合、すなわち、複数の上部工本体が並列に架け渡されている場合、列車の走行荷重は、上部工本体の架設位置に応じて橋台や橋脚に作用し、橋台や橋脚は、列車からの走行荷重を偏心鉛直荷重として受けることとなる。

そのため、橋台や橋脚が橋軸廻りにロッキング振動を起こするとともに、該ロッキング振動による地盤振動が周辺に伝播し、不測の環境被害を招く懸念があった。

また、新幹線等の鉄道車両が桁橋を通過する際、列車周辺の空気の乱れによる空力音、列車の駆動音、軌道の振動による転動音といった様々な音が発生するが、かかる音は、近隣に伝播して騒音被害を招く原因となる。

これらのうち、桁橋を構成する構造部材に伝達した振動に起因する音は構造物音と呼ばれており、鋼製の鉄道桁橋については従来からさまざまな騒音対策がとられてきたが、昨今の新幹線の速度向上に伴い、鋼製の桁橋よりも構造物音が小さいとされてきた鉄筋コンクリート製（以下、ＲＣ）の桁橋についても、騒音被害の拡大が懸念されるようになってきた。

かかる状況下、本出願人の研究により、ＲＣ桁橋においては、中間スラブや張出スラブあるいは主桁が構造物音の主たる発生源であり、かかる構造部材の板振動が騒音の原因となることがわかってきたが、どのような対策を施せばよいのか、有効かつ合理的な対策が未だ提案されていないのが現状であり、周辺への騒音低減を含めた環境対策として、ＲＣ桁橋の構造物音対策が急務となっていた。

本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、複数の上部工本体が並列に架設されていることに起因する橋台や橋脚のロッキング振動を防止することが可能な桁橋の連結構造を提供することを目的とする。

また、本発明は、ＲＣ桁橋から発生する構造物音を低減可能な桁橋の連結構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る桁橋の連結構造は請求項１に記載したように、互いに平行に配置された複数の主桁、該複数の主桁をそれらの直交方向に沿って相互連結する横桁及び前記複数の主桁及び前記横桁で支持されたスラブを備えたＲＣ上部工本体を橋脚又は橋台の頂部に複数組並列に架け渡してなる桁橋の連結構造において、
前記各ＲＣ上部工本体のうち、互いに隣り合う２つのＲＣ上部工本体を所定の連結材を介して相互に連結することにより、該２つのＲＣ上部工本体を一体化したものである。

また、本発明に係る桁橋の連結構造は、前記２つのＲＣ上部工本体の一方に属する主桁と他方に属し該主桁に対向する主桁の間に前記連結材を配置し、該連結材の各端を前記２つの主桁のウェブにそれぞれ固着するとともに、前記２つのＲＣ上部工本体の一方に属するスラブと他方に属し該スラブに隣り合うスラブに前記連結材の上面をそれぞれ固着したものである。

また、本発明に係る桁橋の連結構造は、前記２つのＲＣ上部工本体の一方に属するスラブと他方に属し該スラブに隣り合うスラブとに跨設されるように前記連結材を配置し、該連結材の下面を前記各スラブの上面にそれぞれに固着するとともに、前記連結材の各端を前記各スラブの上面に設けられた路盤コンクリートの側面にそれぞれ固着したものである。

また、本発明に係る桁橋の連結構造は、前記各ＲＣ上部工本体のうち、同一のＲＣ上部工本体に属する２つの主桁の間に補剛材をそれぞれ配置し、該各補剛材の上面を前記スラブの下面に固着することで前記スラブの面外曲げ剛性を補剛するとともに、各端を前記主桁のウェブにそれぞれ固着することで該ウェブの面外曲げ剛性を補剛したものである。
また、本発明に係る桁橋の連結構造は、前記各ＲＣ上部工本体のうち、同一のＲＣ上部工本体に属するスラブの上面であって前記路盤コンクリートと高欄下方に設けられたダクトとの間に補剛材をそれぞれ配置し、該各補剛材の下面を前記スラブの上面にそれぞれ固着するとともに、該補剛材の一端を前記路盤コンクリートの反対側側面に、他端を前記ダクトの側面にそれぞれ固着することで前記スラブの面外曲げ剛性を補剛したものである。

また、本発明に係る桁橋の連結構造は、前記連結材及び前記各補剛材を橋軸直交方向に沿った共通軸線上にそれぞれ配置し、該連結材及び各補剛材と前記各ウェブに貫通ボルトを挿通して締め付けることにより、前記連結材及び前記各補剛材を相互に連結したものである。

また、本発明に係る桁橋の連結構造は、前記横桁の配置スパン長をＬ₁、前記主桁の長さをＬ₂としたとき、
Ｌ₁＝Ｌ₂／Ｎ
Ｎ；１，２，３・・・
の場合に、前記主桁の端部から、
ｎ・（Ｌ ₁ ／２）
ｎ；１，３，５・・・
の位置に前記連結材及び前記補剛材を配置したものである。

本発明においては、橋脚又は橋台の頂部に複数組並列に架け渡されたＲＣ上部工本体のうち、互いに隣り合う２つのＲＣ上部工本体を所定の連結材を介して相互に連結することにより、２つのＲＣ上部工本体を一体化する。

このようにすると、一方のＲＣ上部工本体のスラブ上を走行する車両の荷重は、該ＲＣ上部工本体直下の橋脚や橋台に作用するのみならず、連結材を介して他方のＲＣ上部工本体にも伝達され、該他方のＲＣ上部工本体直下の橋脚や橋台に作用する。

そのため、荷重伝達は、単一のＲＣ上部工本体に複数の軌道を敷設した場合と概ね同等となり、かくして偏心鉛直荷重に起因する橋軸廻りの橋台や橋脚のロッキング振動を未然に防止することが可能となる。

また、連結材を介した各ＲＣ上部工本体の一体化作用により、車両走行に伴う荷重は、特定の主桁に集中することなく分散伝達することとなり、かくしてＲＣ上部工本体の鉛直下方へのたわみを抑えることも可能となる。

連結材は、互いに隣り合う２つのＲＣ上部工本体での車両走行で生じる鉛直荷重が橋脚や橋台に実質的にロッキング振動を生じないように該２つのＲＣ上部工本体が一体化されるのであれば、その構成は任意であって、例えばＨ形鋼、Ｉ形鋼、鋼板等で構成することが可能である。

また、連結材をどのように配置するかも任意であり、例えば、２つのＲＣ上部工本体の一方に属する主桁と他方に属し該主桁に対向する主桁の間に連結材を配置し、該連結材の各端を２つの主桁のウェブにそれぞれ固着するとともに、２つのＲＣ上部工本体の一方に属するスラブと他方に属し該スラブに隣り合うスラブに連結材の上面をそれぞれ固着して構成し、又は２つのＲＣ上部工本体の一方に属するスラブと他方に属し該スラブに隣り合うスラブとに跨設されるように連結材を配置し、該連結材の下面を各スラブの上面にそれぞれに固着するとともに、連結材の各端を各スラブの上面に設けられた路盤コンクリートの側面にそれぞれ固着して構成することができる。

このようにすると、連結材は、スラブやウェブの面外曲げ剛性を補剛する役割をも果たすこととなり、かくして車両通過時に起こるスラブや主桁のウェブの板振動が抑制され、該スラブやウェブに起因する構造物音を低減することができる。

本発明でいう桁橋は、主桁、横桁及びそれらに支持されたスラブを備えたＲＣ上部工本体が橋脚又は橋台の頂部に複数組並列に架け渡されたものをいうが、ＲＣ上部工本体は２組に限定されるものではなく、３組以上でもかまわないし、各ＲＣ上部工本体の主桁についても２以上であればよい。

また、本発明の桁橋は、大型トラック等の自動車が走行する道路用のＲＣ桁橋にも適用が可能であるが、列車、特に新幹線等の高速列車が走行する鉄道用ＲＣ桁橋に適用したならば、列車走行に伴う橋脚や橋台のロッキング振動を未然に防止することが可能になる。

本発明は、隣り合う２つのＲＣ上部工本体を連結材を介して相互に連結して一体化させることを特徴とするものであるが、これに加えて、各ＲＣ上部工本体のうち、同一のＲＣ上部工本体に属する２つの主桁の間に補剛材をそれぞれ配置し、該各補剛材の上面をスラブの下面に固着することでスラブの面外曲げ剛性を補剛するとともに、各端を主桁のウェブにそれぞれ固着することで該ウェブの面外曲げ剛性を補剛したならば、各ＲＣ上部工本体の全体の面外曲げ剛性が増大するため、連結材のみの場合に比べて、より確実な一体化が可能となる。
また、前記各ＲＣ上部工本体のうち、同一のＲＣ上部工本体に属するスラブの上面であって前記路盤コンクリートと高欄下方に設けられたダクトとの間に補剛材をそれぞれ配置し、該各補剛材の下面を前記スラブの上面にそれぞれ固着するとともに、該補剛材の一端を前記路盤コンクリートの反対側側面に、他端を前記ダクトの側面にそれぞれ固着することで前記スラブの面外曲げ剛性を補剛したならば、上述の構成と同様、各ＲＣ上部工本体の全体の面外曲げ剛性が増大するため、連結材のみの場合に比べて、より確実な一体化が可能となる。

また、補剛材は上述した連結材とともに、車両通過時に起こるスラブや主桁のウェブの板振動を抑制し、スラブやウェブに起因する構造物音を低減する役目を果たす。

ここで、連結材及び各補剛材を橋軸直交方向に沿った共通軸線上にそれぞれ配置し、該連結材及び各補剛材と各ウェブに貫通ボルトを挿通して締め付けることにより、連結材及び各補剛材を相互に連結したならば、一体化の程度がさらに高まり、橋脚や橋台のロッキング振動をより確実に低減することが可能となる。

また、横桁の配置スパン長をＬ₁、主桁の長さをＬ₂としたとき、
Ｌ₁＝Ｌ₂／Ｎ
Ｎ；１，２，３・・・
の場合に、前記主桁の端部から、
ｎ・（Ｌ₂／２・Ｎ）
ｎ；１，３，５・・・
の位置に連結材及び補剛材を配置する構成を採用することができる。

このようにすれば、スラブや主桁ウェブの板振動が取り得る振動モードのうち、比較的低次モードで腹となる箇所を重点的に抑えることができるので、ＲＣ上部工本体の一体化によるロッキング振動の防止に加えて、より合理的な防音対策となる可能性が高い。

本実施形態に係る桁橋の連結構造１を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＡ−Ａ線方向から見た矢視図。本実施形態に係る桁橋の連結構造１が適用される桁橋１３を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＢ−Ｂ線方向から見た矢視図。連結材及び補剛材を示した図であり、(a)は連結材１２の全体斜視図、(b)は補剛材１１の全体斜視図、(c)は補剛材１０の全体斜視図。桁橋の連結構造１における作用を説明した図。変形例に係る桁橋の連結構造を示した橋軸方向断面図。本実施形態に係る桁橋の連結構造５１を示した図であり、(a)は橋軸方向から見た断面図、(b)はＣ−Ｃ線方向から見た矢視図。連結材及び補剛材を示した図であり、(a)は連結材５９の全体斜視図、(b)は補剛材６０の全体斜視図。

以下、本発明に係る桁橋の連結構造の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。なお、従来技術と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態に係る桁橋の連結構造を示した図、図２はその適用対象となる鉄道用桁橋１３を示した図である。鉄道用桁橋１３は図２でわかるように、橋軸方向に沿って立設された橋脚２の頂部に２本のＲＣ上部工本体６，６を並列に架け渡してなる。

ＲＣ上部工本体６は、橋軸方向に沿って互いに平行に配置された２本の主桁３と、該主桁をそれらの直交方向に沿って相互連結する横桁４と、主桁３及び横桁４で支持されたスラブ５とを備え、スラブ５上には路盤コンクリート（図示せず）が設けられているとともに、該路盤コンクリート上には列車軌道（図示せず）を敷設してある。

本実施形態に係る桁橋の連結構造１は、かかる鉄道用桁橋１３に適用されたものであって、図１に示すように、鉄道用桁橋１３のＲＣ上部工本体６，６を連結材１２を介して相互に連結してある。

連結材１２は、２つのＲＣ上部工本体６，６の一方に属する主桁３と他方に属し該主桁に対向する主桁３の間に橋軸直交方向に沿って配置してあり、該連結材の各端を、２つの主桁３，３のウェブにそれぞれ固着するとともに、該連結材の上面を、２つのＲＣ上部工本体６，６の一方に属するスラブ５と他方に属し該スラブに隣り合うスラブ５にそれぞれ固着してある。

ここで、スラブ５は、主桁３，３に挟まれた中間スラブ７とその両側方に延びる張出スラブ８，８とからなり、連結材１２は、一方のスラブ５に属する張出スラブ８と他方のスラブ５に属する張出スラブ８にそれぞれ固着してある。

一方、各ＲＣ上部工本体６のうち、同一のＲＣ上部工本体６に属する２つの主桁３，３の間には、補剛材１１をそれぞれ橋軸直交方向に沿ってかつ連結材１２と同じ軸線上となるように配置し、該各補剛材の上面を中間スラブ７の下面にそれぞれ固着することで、各スラブ５の面外曲げ剛性を補剛するとともに、補剛材１１の各端を主桁３，３のウェブにそれぞれ固着することで、該ウェブの面外曲げ剛性を補剛してある。

さらに、最外位置の主桁３の外側には、補剛材１０をそれぞれ橋軸直交方向に沿ってかつ連結材１２と同じ軸線上となるように配置するとともに、該補剛材の上面を張出スラブ８の下面にそれぞれ固着することで、各スラブ５の面外曲げ剛性を補剛するとともに、補剛材１０の一端を主桁３のウェブにそれぞれ固着することで、該ウェブの面外曲げ剛性を補剛してある。

横桁４は図１(b)に示すように、その材軸が主桁３に直交する方向（橋軸直交方向）に沿うように、かつ橋軸方向に沿ってスパン長Ｌ₁ごとに配置してあるが、連結材１２は、橋軸方向に沿った横桁４，４の中心位置、すなわち横桁４の材軸からＬ₁／２の位置に配置してあり、補剛材１０，１１も連結材１２と同様、横桁４の材軸からＬ₁／２の位置に配置してある。

なお、本実施形態では、主桁３はＬ₂の桁長を有し、横桁４は、主桁３の各端と、主桁３の桁方向（橋軸方向）に沿ってＬ₁ごとに等間隔で配置されるものとする。すなわち、横桁４が主桁３の両端のみに設けられる場合には、Ｌ₁＝Ｌ₂であって、横桁４の数は２となり、桁方向に沿った中央位置にも横桁４が設置される場合には、Ｌ₁＝Ｌ₂／２であって、横桁４の数は３となる。

図３(a)は、連結材１２を示した全体斜視図である。同図でわかるように、連結材１２は、エンドプレート２２ａ，２２ａをＨ形鋼２１ａの各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置と端部位置の計３箇所でスチフナ２３をＨ形鋼２１ａのウェブ両側に溶着してあり、エンドプレート２２ａは、主桁３と張出スラブ８との取合い箇所に形成されているハンチとその隣接部位にぴったりと当接されるよう、折曲げ形成してある。

ここで、スチフナ２３は、Ｈ形鋼２１ａのウェブの板振動を抑えることで、連結材１２自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。

Ｈ形鋼２１ａのフランジ上面には、連結材１２による連結工事の際、張出スラブ８の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、張出スラブ８との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ上面に目荒らし処理を施してある。

同様に、エンドプレート２２ａの折曲げ状側面には、連結工事の際に主桁３の対向側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、主桁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。

図３(b)は、補剛材１１を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材１１は、エンドプレート２２ｂ，２２ｂをＨ形鋼２１ｂの各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の端部位置でスチフナ２３をＨ形鋼２１ｂのウェブ両側に溶着してあり、エンドプレート２２ｂは、主桁３と中間スラブ７との取合い箇所に形成されているハンチとその隣接部位にぴったりと当接されるよう、折曲げ形成してある。

ここで、スチフナ２３は、Ｈ形鋼２１ｂのウェブの板振動を抑えることで、補剛材１１自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。

Ｈ形鋼２１ｂのフランジ上面には、連結工事の際、中間スラブ７の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、中間スラブ７との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ上面に目荒らし処理を施してある。

同様に、エンドプレート２２ｂの折曲げ状側面には、主桁３の対向側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー２４を突設してあるとともに、主桁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。

図３(c)は、補剛材１０を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材１０は、Ｈ形鋼３１の一端にエンドプレート２６を斜めに溶着するとともに、他端にエンドプレート２９を溶着し、該他端位置でスチフナ３０をＨ形鋼３１のウェブ両側に溶着してあり、エンドプレート２９は、主桁３と張出スラブ８との取合い箇所に形成されているハンチとその隣接部位にぴったりと当接されるよう、折曲げ形成してある。

ここで、スチフナ３０は、Ｈ形鋼３１のウェブの板振動を抑えることで、補剛材１０自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。

Ｈ形鋼３１のフランジ上面には、連結工事の際、張出スラブ８の下面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー３２を突設してあるとともに、張出スラブ８との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ上面に目荒らし処理を施してある。

同様に、エンドプレート２９の折曲げ状側面には、連結工事の際、主桁３の外側側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー３２を突設してあるとともに、主桁３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。

なお、図３(c)に示した補剛材１０は、図１で言えば右側に配置される状態で示したものであるが、左側に配置される状態については、図３(c)と左右対称に現れるため、図面及びその説明を省略する。

図２に示した既設の鉄道用ＲＣ桁橋１３に対して本実施形態に係る桁橋の連結構造１を適用するには、補剛材１０，１１及び連結材１２を工場等で適宜製作して施工現場に搬入する一方、連結材１２のアンカー２４が挿入される穴を張出スラブ８の下面及び主桁３，３の対向側面に穿孔し、補剛材１１のアンカー２４が挿入される穴を中間スラブ７の下面及び主桁３，３の対向側面に穿孔し、補剛材１０のアンカー３２が挿入される穴を張出スラブ８の下面及び主桁３の外側側面に穿孔する。

次に、連結材１２のアンカー２４を張出スラブ８の下面及び主桁３，３の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で連結材１２と張出スラブ８及び主桁３，３との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー２４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。

同様に、補剛材１１のアンカー２４を中間スラブ７の下面及び主桁３，３の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材１１と中間スラブ７及び主桁３，３との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー２４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。

また、補剛材１０のアンカー３２を張出スラブ８の下面及び主桁３の外側側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材１０と張出スラブ８及び主桁３との隙間に上述した固化材を充填する。アンカー３２のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。

充填された固化材が強度を発現するまでは、必要に応じて適宜支保工を用いればよい。

以上説明したように、本実施形態に係る桁橋の連結構造１によれば、２つのＲＣ上部工本体６，６を連結材１２を介して相互に連結することで該ＲＣ上部工本体を一体化するようにしたので、一方のＲＣ上部工本体６のスラブ５に作用する列車の走行荷重は、連結材１２を介して他方のＲＣ上部工本体６にも伝達される。

すなわち、並列配置された２本のＲＣ上部工本体６，６を相互に連結しない従来の場合においては、図４(a)に示すように列車４１が走行するＲＣ上部工本体６（同図右側）の直下に位置する橋脚２の頂部位置にのみ、列車４１の走行荷重が作用し、該橋脚に作用する鉛直荷重が偏心するため、橋脚２には橋軸廻りのロッキング振動が発生する。

それに対し、本実施形態においては、連結材１２による荷重伝達作用により、一方のＲＣ上部工本体６（同図右側）のスラブ５上を走行する列車の荷重は図４(b)に示すように、該ＲＣ上部工本体直下に位置する橋脚２の頂部位置のみならず、他方のＲＣ上部工本体６（同図左側）の直下にも伝達される。また、連結材１２による荷重伝達作用に加えて、補剛材１０及び補剛材１１による各ＲＣ上部工本体６の剛性増大作用もＲＣ上部工本体６，６の一体化に寄与する。

そのため、橋脚２に作用する鉛直荷重の偏心状況が大幅に緩和され、かくして橋脚２に発生する橋軸廻りのロッキング振動を格段に低減することが可能となる。

また、本実施形態に係る桁橋の連結構造１によれば、連結材１２及び補剛材１０，１１によるＲＣ上部工本体６，６の一体化作用により、車両走行に伴う荷重は、特定の主桁３に集中することなく、多数の主桁３に分散伝達することとなり、かくして橋脚２，２間におけるＲＣ上部工本体６，６の鉛直方向たわみを抑えることも可能となる。

また、本実施形態に係る桁橋の連結構造１によれば、補剛材１１は、中間スラブ７の面外曲げ剛性を、補剛材１０及び連結材１２は、張出スラブ８の面外曲げ剛性をそれぞれ高めるとともに、補剛材１０，１１及び連結材１２の端部が主桁３を構成するウェブの面外曲げ剛性をそれぞれ高めるため、列車通過時に起こる中間スラブ７や張出スラブ８あるいは主桁３を構成するウェブの板振動が抑制されることとなり、かくしてスラブ５や主桁３に起因する構造物音の発生を未然に防止することも可能となる。

また、本実施形態に係る桁橋の連結構造１によれば、連結材１２及び補剛材１０，１１を、橋軸方向に沿った横桁４，４の中心位置、すなわち横桁４の材軸からＬ₁／２の位置に配置するようにしたので、中間スラブ７や主桁３のウェブの板振動が取り得る振動モードのうち、比較的低次モードで腹となる箇所を重点的に抑えることが可能となり、構造物音対策をより合理的に行うことができる。

本実施形態では、補剛材１０及び補剛材１１を配置することにより、各ＲＣ上部工本体６の全体曲げ剛性を高めてＲＣ上部工本体６，６の一体化に寄与させるとともに、構造物音対策も同時に兼ねさせたが、連結材１２のみでＲＣ上部工本体６，６の一体化が可能であってかつスラブ５や主桁３の構造物音対策が必要ないのであれば、補剛材１０及び補剛材１１のうち、いずれかの設置を省略し、又は両方の設置を省略してもかまわない。

また、本実施形態では、補剛材１０，１１及び連結材１２を同一の共通軸線上に配置するようにしたが、ＲＣ上部工本体６，６の一体化が可能である限り、互いに軸線がずれた位置に配置するようにしてもかまわない。

一方、補剛材１０，１１及び連結材１２を単に共通軸線上に配置しただけでは一体化の程度が不足する場合、補剛材１０，１１及び連結材１２と主桁３のウェブに貫通ボルトを挿通して締め付けることにより、補剛材１０，１１及び連結材１２を強固に連結して一体化の程度を向上させるようにすることが可能である。

図５に示す変形例においては、貫通ボルト４２を、同図で言えば右側の補剛材１０のエンドプレート２９に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通してから、右側に位置するＲＣ上部工本体６の右側の主桁３に通し、次いで、補剛材１１のエンドプレート２２ｂ，２２ｂ及びスチフナ２３に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通し、次いで、左側の主桁３に挿通してから連結材１２のエンドプレート２２ａ，２２ａ及びスチフナ２３に形成されたボルト孔（図示せず）に挿通し、次いで、左側に位置するＲＣ上部工本体６の右側の主桁３に挿通してから同様にして補剛材１１に挿通し、最後に左側の主桁３に挿通して補剛材１０に挿通する。

このようにして貫通ボルト４２を挿通した後、挿通前に予め螺合されあるいは挿通後に螺合されたナット４３を締め付けることで、各主桁３が挟み込まれる形で補剛材１０，１１及び連結材１２を貫通ボルト４２を介して相互に連結する。

かかる変形例によれば、補剛材１０，１１及び連結材１２が一体となって、ＲＣ上部工本体６，６を強固に一体化させることができる。また、中間スラブ７、張出スラブ８及び各主桁３を構成するウェブの板振動の抑制作用が格段に向上するとともに、補剛材１０，１１及び連結材１２の落下防止事故を未然に防止することも可能となる。さらに、橋軸廻りの主桁３のねじれ剛性が高くなるため、該主桁のねじり振動モードを抑制し、該モードに起因する構造物音を低減することも可能となる。

なお、最も外側の補剛材１０，１０については適宜省略することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と実質的に同一の部品等については同一の符号を付してその説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係る桁橋の連結構造を示した図である。同図でわかるように、本実施形態に係る桁橋の連結構造５１は第１実施形態と同様、鉄道用桁橋１３に適用されたものであって、ＲＣ上部工本体６，６を連結材５９を介して相互に連結してある。

連結材５９は、２つのＲＣ上部工本体６，６の一方に属するスラブ５と他方に属し該スラブに隣り合うスラブ５とに跨設され、かかる状態でその下面を各スラブ５，５の上面にそれぞれに固着するとともに、その各端をスラブ５，５の上面にそれぞれ設けられた路盤コンクリート５２，５２の側面にそれぞれ固着してなる。

一方、各ＲＣ上部工本体６において、路盤コンクリート５２と高欄下方に設けられたダクト５３との間には補剛材６０をそれぞれ配置してあるとともに、該補剛材の一端を路盤コンクリート５２の反対側側面に、他端をダクト５３の側面にそれぞれ固着してあり、かかる構成によってスラブ５の面外曲げ剛性を補剛し、ＲＣ上部工本体６全体の曲げ剛性を高めてＲＣ上部工本体６，６の一体化に寄与させることができるとともに、スラブ５の板振動を抑えることにより、構造物音の発生も低減可能な構成となっている。

図７(a)は、連結材５９を示した全体斜視図である。同図でわかるように、連結材５９は、エンドプレート７２，７２をＨ形鋼７１の各端部にそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置と端部位置の計３箇所でスチフナ７３をウェブ両側に溶着してあり、Ｈ形鋼７１は、曲げ剛性を大きくするために十分な高さを確保するとともに、エンドプレート７２は、列車設計側から要求される建築限界に支障がないよう、折曲げ形成してある。

ここで、スチフナ７３は、Ｈ形鋼７１のウェブの板振動を抑えることで、連結材５９自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。

Ｈ形鋼７１のフランジ下面には、連結材５９による連結工事の際、スラブ５の上面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７４を突設してあるとともに、スラブ５との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ下面に目荒らし処理を施してある。

同様に、エンドプレート７２の折曲げ状側面には、連結工事の際、路盤コンクリート５２の側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７４を突設してあるとともに、路盤コンクリート５２との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該折曲げ状側面に目荒らし処理を施してある。

図７(b)は、補剛材６０を示した全体斜視図である。同図でわかるように、補剛材６０は、Ｈ形鋼７５の各端部にエンドプレート７７，７７をそれぞれ溶着するとともに、該Ｈ形鋼の中間位置でスチフナ８０をウェブ両側に溶着してある。

ここで、スチフナ８０は、Ｈ形鋼７５のウェブの板振動を抑えることで、補剛材６０自体が構造物音の発生源となるのを防止する役目を果たす。

Ｈ形鋼７５のフランジ下面には、スラブ５の上面のうち、路盤コンクリート５２とダクト５３の間に拡がっていて部分に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７９を突設してあるとともに、該部分との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該フランジ下面に目荒らし処理を施してある。

同様に、エンドプレート７７の側面には、連結工事の際、路盤コンクリート５２の外側側面やダクト５３の側面に穿孔される穴に挿入可能なアンカー７９を突設してあるとともに、路盤コンクリート５２やダクト５３との隙間に充填される固化材との接着性を高めるべく、該側面に目荒らし処理を施してある。

図２に示した既設のＲＣ桁橋１３に対して本実施形態に係る桁橋の連結構造５１を適用するには、連結材５９及び補剛材６０を工場等で適宜製作して施工現場に搬入する一方、連結材５９のアンカー７４が挿入される穴をスラブ５，５の上面及び路盤コンクリート５２，５２の側面にそれぞれ穿孔するとともに、補剛材６０のアンカー７９が挿入される穴をスラブ５の上面、路盤コンクリート５２の側面及びダクト５３の側面に穿孔する。

次に、連結材５９のアンカー７４をスラブ５の上面及び路盤コンクリート５２，５２の対向側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で連結材５９とスラブ５及び路盤コンクリート５２，５２との隙間に無収縮モルタル、極早強モルタル等の固化材を充填する。アンカー７４のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。

同様に、補剛材６０のアンカー７９をスラブ５の上面、路盤コンクリート５２の外側側面及びダクト５３の側面に穿孔された穴に挿入し、かかる状態で補剛材６０とスラブ５との隙間、路盤コンクリート５２及びダクト５３との隙間に上述した固化材をそれぞれ充填する。アンカー７９のうち、側方に突出したものについては、着脱自在に構成しておくのがよい。

以上説明したように、本実施形態に係る桁橋の連結構造５１によれば、２つのＲＣ上部工本体６，６を連結材５９を介して相互に連結することで該ＲＣ上部工本体を一体化するようにしたので、図４を用いて説明した第１実施形態と同様、一方のＲＣ上部工本体６のスラブ５に作用する列車の走行荷重は、連結材５９を介して他方のＲＣ上部工本体６にも伝達される。

また、本実施形態に係る桁橋の連結構造５１によれば、連結材５９及び補剛材６０，６０によるＲＣ上部工本体６，６の一体化作用により、車両走行に伴う荷重は、特定の主桁３に集中することなく、多数の主桁３に分散伝達することとなり、かくして橋脚２，２間におけるＲＣ上部工本体６，６の鉛直たわみを抑えることも可能となる。

また、本実施形態に係る桁橋の連結構造５１によれば、連結材５９及び補剛材６０，６０は、路盤コンクリート５２，５２と相俟って、スラブ５，５の面外曲げ剛性を高めるため、列車通過時に起こるスラブ５の板振動が抑制されることとなり、かくしてスラブ５に起因する構造物音の発生を未然に防止することも可能となる。

本実施形態では、補剛材６０を配置することにより、各ＲＣ上部工本体６の全体曲げ剛性を高めてＲＣ上部工本体６，６の一体化に寄与させるとともに、構造物音対策も同時に兼ねさせたが、連結材５９のみでＲＣ上部工本体６，６の一体化が可能であってかつスラブ５の構造物音対策が必要ないのであれば、補剛材６０を省略してもかまわない。

また、本実施形態では、連結材５９及び補剛材６０を同一の共通軸線上に配置するようにしたが、ＲＣ上部工本体６，６の一体化が可能である限り、互いに軸線がずれた位置に配置するようにしてもかまわない。

また、本実施形態では特に言及しなかったが、連結材５９を第１実施形態で説明した連結材１２と併用することが可能であり、かかる変形例によれば、ＲＣ上部工本体６，６をさらに確実に一体化することが可能となる。

また、補剛材６０を第１実施形態で説明した補剛材１０，１１と併用することが可能であり、かかる変形例によれば、ＲＣ上部工本体６，６の一体化の程度をさらに高めるとともに、スラブ５や主桁３のウェブの板振動をさらに確実に抑制することができる。

１，５１桁橋の連結構造
２橋脚
３主桁
４横桁
５スラブ
６ＲＣ上部工本体
７中間スラブ
８張出スラブ
１０，１１補剛材
１２連結材
１３ＲＣ桁橋
４２貫通ボルト
５２路盤コンクリート
５３ダクト
５９連結材
６０補剛材

Claims

互いに平行に配置された複数の主桁、該複数の主桁をそれらの直交方向に沿って相互連結する横桁及び前記複数の主桁及び前記横桁で支持されたスラブを備えたＲＣ上部工本体を橋脚又は橋台の頂部に複数組並列に架け渡してなる桁橋の連結構造において、
前記各ＲＣ上部工本体のうち、互いに隣り合う２つのＲＣ上部工本体を所定の連結材を介して相互に連結することにより、該２つのＲＣ上部工本体を一体化したことを特徴とする桁橋の連結構造。
前記２つのＲＣ上部工本体の一方に属する主桁と他方に属し該主桁に対向する主桁の間に前記連結材を配置し、該連結材の各端を前記２つの主桁のウェブにそれぞれ固着するとともに、前記２つのＲＣ上部工本体の一方に属するスラブと他方に属し該スラブに隣り合うスラブに前記連結材の上面をそれぞれ固着した請求項１記載の桁橋の連結構造。
前記２つのＲＣ上部工本体の一方に属するスラブと他方に属し該スラブに隣り合うスラブとに跨設されるように前記連結材を配置し、該連結材の下面を前記各スラブの上面にそれぞれに固着するとともに、前記連結材の各端を前記各スラブの上面に設けられた路盤コンクリートの側面にそれぞれ固着した請求項１記載の桁橋の連結構造。
前記各ＲＣ上部工本体のうち、同一のＲＣ上部工本体に属する２つの主桁の間に補剛材をそれぞれ配置し、該各補剛材の上面を前記スラブの下面に固着することで前記スラブの面外曲げ剛性を補剛するとともに、各端を前記主桁のウェブにそれぞれ固着することで該ウェブの面外曲げ剛性を補剛した請求項２記載の桁橋の連結構造。
前記各ＲＣ上部工本体のうち、同一のＲＣ上部工本体に属するスラブの上面であって前記路盤コンクリートと高欄下方に設けられたダクトとの間に補剛材をそれぞれ配置し、該各補剛材の下面を前記スラブの上面にそれぞれ固着するとともに、該補剛材の一端を前記路盤コンクリートの反対側側面に、他端を前記ダクトの側面にそれぞれ固着することで前記スラブの面外曲げ剛性を補剛した請求項３記載の桁橋の連結構造。
前記連結材及び前記各補剛材を橋軸直交方向に沿った共通軸線上にそれぞれ配置し、該連結材及び各補剛材と前記各ウェブに貫通ボルトを挿通して締め付けることにより、前記連結材及び前記各補剛材を相互に連結した請求項４記載の桁橋の連結構造。
前記横桁の配置スパン長をＬ₁、前記主桁の長さをＬ₂としたとき、
Ｌ₁＝Ｌ₂／Ｎ
Ｎ；１，２，３・・・
の場合に、前記主桁の端部から、
ｎ・（Ｌ ₁ ／２）
ｎ；１，３，５・・・
の位置に前記連結材及び前記補剛材を配置した請求項６記載の桁橋の連結構造。