JP5676385B2 - コンクリートの充填方法及び鋼コンクリート合成構造 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリートの充填方法及び鋼コンクリート合成構造に関する。

従来、鋼コンクリート合成床版や合成構造沈埋函等、鋼材とコンクリートとを合成して構成された鋼コンクリート合成構造が知られている。これらの鋼コンクリート合成構造において、ずれ止めに形鋼を用いる場合、コンクリートを充填する鋼殻が狭隘である場合、或いは、鋼材の補剛材が密に配置されている場合等は空隙を残さずにコンクリートを充填することが困難となる。

例えば、鋼材とコンクリートとを合成させるためのずれ止めとして、底鋼板にＣＴ形鋼を設けた鋼コンクリート合成床版においては、ＣＴ形鋼のウェブとフランジの内隅部やフランジの下面に空隙が残存しやすい。これは、打設されたコンクリートをバイブレーター等で締固める際に、コンクリートが狭い領域で床鋼板、ウェブ及びフランジに当りあらゆる方向に無秩序にコンクリートが流動するため、空気の逃げ場が無くなり空隙が残存しやすいと考えられる。コンクリートに空隙が残ると強度が不足したり、水分の進入により鋼材が腐食したりする可能性があるため、鋼コンクリート合成構造においてはコンクリートの充填性を高める必要がある。

従来、充填したコンクリートに空隙が残存しないように、高流動コンクリートを用いたり（特許文献１参照）、ロータリースペーザー等の専用治具を用いて空気を抜いたり、鋼板に空気孔を設けたりして対応していた。

特開２０００−３５５０１０号公報

しかし、例えば鋼コンクリート合成床版では、横断勾配や縦断勾配を設ける場合があるため、コンクリートの流動性が高いと勾配を設ける作業が困難になるという問題がある。また、ロータリースペーザー等を用いたスページング作業では、施工手間が増えるだけでなく、作業者の技術力によって空隙が除去できない場合がある。また、スページング作業は、鋼コンクリート合成床版に鉄筋が配筋されている場合においては、鉄筋が障害になり作業性が悪いという問題がある。さらに、空気孔を設ける場合は、鋼板に空気孔を設ける作業によるコスト増加と、空気孔を設けることによって鋼板に断面欠損が生じてしまう問題がある。また、コンクリート打設時には、打込んだコンクリートが上部から空気孔を塞がない工夫が必要となるため施工時の作業性が低下する。

そこで、本発明はこのような問題に鑑みて創案されたものであり、作業手間をかけずに安価にコンクリートの充填性を高めることができるコンクリートの充填方法及び鋼コンクリート合成構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、底鋼板と、前記底鋼板に立設する第一鋼板と、前記第一鋼板に対して垂直な第二鋼板と、を少なくとも備え、前記底鋼板、前記第一鋼板及び第二鋼板で囲まれた空間にコンクリートを充填するコンクリートの充填方法であって、前記空間の内部に誘導部材を配置する配置工程と、前記空間にコンクリートを打設する打設工程と、バイブレーターを用いて、打設されたコンクリートを締固める締固め工程と、を含み、前記配置工程では、前記第一鋼板及び前記第二鋼板の近傍であり、かつ、前記第一鋼板及び前記第二鋼板から前記コンクリートの粗骨材の粒径よりも長い位置に前記誘導部材を配置し、前記締固め工程では、前記誘導部材よりも下にある打設されたコンクリートを前記バイブレーターで振動させることにより、前記誘導部材と前記底鋼板との間、前記誘導部材と前記第一鋼板との間、前記誘導部材と前記第二鋼板との間の順に前記誘導部材の回りに前記コンクリートを流動させることを特徴とする。

かかる方法によれば、締固め中のコンクリートは誘導部材の回りに一方向に流動する。これにより、第一鋼板と第二鋼板の内隅部や第二鋼板の下面に残存する空気は、第二鋼板の基端側から先端側に向けてスムーズに移動し、第二鋼板の先端から外部に逃げやすくなる。よって、内隅部や第二鋼板の下面付近に空気が残存するのを防ぐことができ、コンクリートの充填性を高めることができる。また、高流動コンクリートのような高価なコンクリートを用いる必要が無いため、安価にコンクリートを充填できる。また、誘導部材を配置するだけでよいため、作業手間も少なくすることができる。

また、前記第二鋼板と前記誘導部材とを連結部材を介して連結することが好ましい。かかる方法によれば、容易に誘導部材を配置することができる。

また、前記誘導部材は、前記第一鋼板の延長方向と平行に配置された鉄筋からなることが好ましい。また、前記誘導部材は、前記第一鋼板の立設方向及び延長方向に平行に配置された鋼板からなることが好ましい。かかる方法によれば、簡易な方法でコンクリートの流動性をより高めることができる。

また、本発明は、底鋼板と、前記底鋼板に立設する第一鋼板と、前記第一鋼板に対して垂直な第二鋼板と、前記第一鋼板と前記第二鋼板の近傍に連結部材を介して配置された誘導部材と、前記底鋼板、前記第一鋼板及び第二鋼板で囲まれた空間に充填されたコンクリートと、を有する鋼コンクリート合成構造であって、前記第一鋼板及び前記第二鋼板から前記誘導部材までの各距離は、前記コンクリートの粗骨材の粒径よりも長くなっており、前記コンクリートは、前記誘導部材と前記底鋼板との間、前記誘導部材と前記第一鋼板との間、前記誘導部材と前記第二鋼板との間の順に前記誘導部材の回りに前記コンクリートを流動させて充填されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、締固め中のコンクリートは誘導部材の回りに一方向に流動する。これにより、第一鋼板と第二鋼板の内隅部や第二鋼板の下面に残存する空気は、第二鋼板の基端側から先端側に向けてスムーズに移動し、第二鋼板の先端から外部に逃げやすくなる。よって、内隅部や第二鋼板の下面付近に空気が残存するのを防ぐことができ、コンクリートの充填性を高めることができる。また、高流動コンクリートのような高価なコンクリートを用いる必要が無いため、安価にコンクリートを充填できる。また、誘導部材を配置するだけでよいため、作業手間も少なくすることができる。

本発明によれば、作業手間をかけずに安価にコンクリートの充填性を高めることができる。

本実施形態に係る橋梁の鋼コンクリート合成床版を示す全体斜視図である。 本実施形態に係る橋梁の鋼コンクリート合成床版を示す要部断面図である。 本実施形態に係るコンクリートの充填方法を示した要部断面図である。 変形例に係るコンクリートの充填方法を示した要部断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施形態に係る鋼コンクリート合成構造では、橋梁の鋼コンクリート合成床版を例示する。図１に示すように、本実施形態に係る鋼コンクリート合成床版１は、底鋼板２と、補強リブ３と、主鉄筋４と、配力鉄筋５と、誘導部材６と、連結部材７と、コンクリートＣとで主に構成されている。鋼コンクリート合成床版１は、橋幅方向に離間して配置された一対の主桁Ｋの上に設置される床版である。

底鋼板２は、複数の鋼板を接合して形成されており、鋼コンクリート合成床版１の底を形成する。底鋼板２のうち、主桁Ｋに対応する位置には、主桁Ｋに固定されたスタッドジベルＳを露出させるための切欠き部２ａが形成されている。

補強リブ３は、底鋼板２の剛性を高めるとともに、コンクリートＣを底鋼板２に定着させるためのずれ止めとして用いられている。補強リブ３は、橋幅方向に対して平行に、一定の間隔で複数本配置されている。補強リブ３は、図２に示すように、本実施形態ではＣＴ形鋼を用いており、ウェブ１１と、ウェブ１１の先端に垂直に形成されたフランジ１２とで構成されている。ウェブ１１の下端と底鋼板２とは溶接されている。

補強リブ３の寸法は特に制限されないが、例えば、ウェブ１１の高さが１００〜１５０ｍｍ、フランジ１２の幅が１００〜１５０ｍｍに設定されている。なお、ウェブ１１は、特許請求の範囲の「第一鋼板」に相当する部材である。また、フランジ１２は、特許請求の範囲の「第二鋼板」に相当する部材である。

主鉄筋４は、図１及び図２に示すように、橋幅方向と平行に配置された異形鉄筋である。配力鉄筋５は、橋軸方向と平行に配置された異形鉄筋である。主鉄筋４と配力鉄筋５は、補強リブ３の上方に、補強リブ３から離間して配置されている。

誘導部材６は、締固め中のコンクリートＣをこの誘導部材６の回りに一方向へ流動させるための部材である。誘導部材６は、本実施形態では、異形鉄筋を用いており、一の補強リブ３に対して２本ずつ配置されている。より詳しくは、誘導部材６は、フランジ１２の両先端の下方において、橋幅方向に対して平行に配置されている。誘導部材６は、本実施形態では補強リブ３と略同じ長さになっている。誘導部材６の外径は、コンクリートＣがこの誘導部材６の回りに一方向へ流動するのであれば特に制限されないが、Ｄ１０〜Ｄ１６に設定されている。

誘導部材６の配置位置は、底鋼板２、ウェブ１１、フランジ１２及びフランジ１２の先端を通る仮想鉛直線で囲まれた空間の内部において、締固め中のコンクリートＣが、誘導部材６と底鋼板２との間、誘導部材６とウェブ１１との間、誘導部材６とフランジ１２との間の順に一方向に流動する位置に配置されることが好ましい。具体的には、フランジ１２の下面から誘導部材６の外周面までの距離ｔ１及びウェブ１１の側面から誘導部材６の外周面までの距離ｔ２を、コンクリートＣの粗骨材の粒径よりも長く設定するとともに、ウェブ１１及びフランジ１２に近い位置に配置することが好ましい。

連結部材７は、誘導部材６を所定の高さ位置に配置するための部材である。連結部材７は、本実施形態では棒状の金属部材を用いている。連結部材７の一端側はフランジ１２に、他端側は誘導部材６に溶接又は針金等で連結されている。連結部材７は、図１に示すように、橋幅方向に所定の間隔をあけて設けられている。

なお、連結部材７の一端側は、主鉄筋４又は配力鉄筋５に連結してもよい。例えば、主鉄筋４に連結部材７を連結する場合は、フランジ１２の先端の直上に主鉄筋４が配置されるとは限らない。このような場合には、誘導部材６は、底鋼板２、ウェブ１１、フランジ１２及びフランジ１２の先端を通る仮想鉛直線で囲まれた空間の外部に配置されることになる。しかし、締固め中のコンクリートＣが、誘導部材６と底鋼板２との間、誘導部材６とウェブ１１との間、誘導部材６とフランジ１２との間の順に一方向に流動するのであれば、誘導部材６はその空間の外部に配置されていてもよい。

コンクリートＣは、底鋼板２の上に所定の高さで構築されており、補強リブ３、主鉄筋４、配力鉄筋５と一体化されている。また、スタッドジベルＳにコンクリートＣが定着することにより、主桁Ｋと鋼コンクリート合成床版１とが一体化されている。

次に、本実施形態に係るコンクリートの充填方法について説明する。本実施形態のコンクリートの充填方法では、誘導部材６を配置する配置工程と、主鉄筋４及び配力鉄筋５を配筋する配筋工程と、フランジ１２の上面までコンクリートを打設する打設工程と、打設されたコンクリートを締固める締固め工程と、計画高さまでコンクリートを打設する仕上げ工程と、を含む。なお、主桁Ｋ、底鋼板２及び補強リブ３は既に設置されているものとする。

配置工程では、補強リブ３に誘導部材６を配置する。具体的には、図２に示すように、連結部材７を介して誘導部材６を連結する。誘導部材６と連結部材７とは溶接してもよいし、針金等で締結してもよい。図２に示すように、配置位置がフランジ１２の先端の直下であると、誘導部材６の配置作業が容易になる。

配筋工程では、補強リブ３の上に、主鉄筋４及び配力鉄筋５を配筋する。

打設工程では、図３に示すように、フランジ１２の上面までコンクリートＣを打設し、底鋼板２、ウェブ１１及びフランジ１２で囲まれた空間の内部にコンクリートＣを充填する。

締固め工程では、図３に示すように、補強リブ３の近傍であって、誘導部材６よりも下にあるコンクリートＣをバイブレーターＢで所定の時間振動させる。コンクリートＣは、バイブレーターＢの振動によって、誘導部材６の回りを下から上に向けて一方向に流動する。具体的には、振動によってコンクリートＣは、誘導部材６と底鋼板２との間、誘導部材６とウェブ１１との間、誘導部材６とフランジ１２との間の順番で流動する。ウェブ１１とフランジ１２の内隅部及びフランジ１２の下面付近に残存する空気は、このコンクリートＣの流動に伴って、フランジ１２の基端側から先端側にスムーズに流れ、フランジ１２の先端から外部に放出される。

バイブレーターＢで振動させる位置は、誘導部材６に対してウェブ１１とは反対側の領域において、誘導部材６の近傍であって、かつ、誘導部材６よりも下の部分とする。この締固め工程を、誘導部材６の延長方向に所定の間隔をあけて行う。

仕上げ工程では、フランジ１２の上面から計画高さまでコンクリートＣを打設する。以上の工程によって、鋼コンクリート合成床版１が構築される。

以上説明した鋼コンクリート合成床版（鋼コンクリート構造）１によれば、締固め中のコンクリートＣは誘導部材６の回りに一方向に流動する。これにより、ウェブ１１とフランジ１２の内隅部及びフランジ１２の下面付近に残存する空気は、フランジ１２の基端側から先端側に向けてスムーズに移動し、フランジ１２の先端から外部に逃げやすくなる。よって、鋼材の下部に空気が残存するのを防ぐことができ、コンクリートＣの充填性を高めることができる。また、高流動コンクリートのような高価なコンクリートを用いる必要が無いため、安価にコンクリートＣを充填できる。また、誘導部材６を配置するだけであるため、作業手間も少なくすることができる。

また、誘導部材６よりも下のコンクリートＣを、バイブレーターＢで振動させることでコンクリートＣを締固めつつ、流動性を高めることができる。また、誘導部材６は、連結部材７を用いることで容易に配置することができる。また、ウェブ１１及びフランジ１２から、コンクリートＣの粗骨材の粒径よりも長い位置に誘導部材６を配置することで、誘導部材６とウェブ１１との間、誘導部材６とフランジ１２との間にコンクリートＣをスムーズに流動させることができる。

なお、本実施形態に係るコンクリートの充填方法及び鋼コンクリート合成床版（鋼コンクリート構造）１の効果について試験を行った。本実施形態と同じ構造の実施例と、本実施形態から誘導部材６を除いた比較例を用意して、フランジ１２の部分をアクリル板として空気の残存状況を観察した。この試験によれば、比較例よりも実施例の方がフランジ１２の下面に残存する空気の量が少ないことが確認できた。

図４は、変形例に係るコンクリートの充填方法を示した要部断面図である。変形例は、誘導部材１６に鋼板を用いている点で前記した実施形態と相違する。誘導部材１６は、ウェブ１１の立設方向（鉛直方向）及びウェブ１１の延長方向（橋幅方向）に対して平行に配置されている。

誘導部材１６の上端からフランジ１２までの距離ｔ１、誘導部材１６の側面からウェブ１１の側面までの距離ｔ２及び誘導部材１６の下端から底鋼板２までの距離ｔ３は、コンクリートＣの粗骨材の粒径よりも長く設定されている。

誘導部材１６によっても、前記した実施形態と同じ要領で締固め工程を行うことにより、誘導部材１６の回りにコンクリートＣを流動させることができる。具体的には、振動によってコンクリートＣは、誘導部材１６と底鋼板２との間、誘導部材１６とウェブ１１との間、誘導部材１６とフランジ１２との間の順番で流動する。ウェブ１１とフランジ１２の内隅部及びフランジ１２の下面付近に残存する空気は、このコンクリートＣの流動に伴って、フランジ１２の基端側から先端側にスムーズに流れ、フランジ１２の先端から外部に放出される。これにより、コンクリートＣの充填性を高めることができる。

以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の趣旨に反しない範囲において適宜設計変更が可能である。例えば、誘導部材は、誘導部材と底鋼板２との間、誘導部材とウェブ１１との間、誘導部材とフランジ１２との間の順番で一方向に流動させることができる形状であれば他の形状であってもよい。また、本実施形態ではＣＴ形鋼を用いる場合を例示したが、例えばＩ形鋼やＬ形鋼等他の形状の形鋼を用いる場合に適用してもよい。また、例えば鉄骨鉄筋コンクリート構造（ＳＲＣ構造）や合成構造沈埋函の鋼殻等、少なくとも底鋼板と、前記底鋼板に立設する第一鋼板と、前記第一鋼板に対して垂直な第二鋼板とで囲まれた空間にコンクリートを充填する方法において本発明を適用することができる。

１ 鋼コンクリート合成床版
２ 底鋼板
３ 補強リブ
４ 主鉄筋
５ 配力鉄筋
６ 誘導部材
７ 連結部材
１１ ウェブ
１２ フランジ
１６ 誘導部材
Ｂ バイブレーター
Ｃ コンクリート

Claims (5)

1. 底鋼板と、前記底鋼板に立設する第一鋼板と、前記第一鋼板に対して垂直な第二鋼板と、を少なくとも備え、前記底鋼板、前記第一鋼板及び第二鋼板で囲まれた空間にコンクリートを充填するコンクリートの充填方法であって、
   誘導部材を配置する配置工程と、
   前記空間にコンクリートを打設する打設工程と、
   バイブレーターを用いて、打設されたコンクリートを締固める締固め工程と、を含み、
   前記配置工程では、前記第一鋼板及び前記第二鋼板の近傍であり、かつ、前記第一鋼板及び前記第二鋼板から前記コンクリートの粗骨材の粒径よりも長い位置に前記誘導部材を配置し、
   前記締固め工程では、前記誘導部材よりも下にある打設されたコンクリートを前記バイブレーターで振動させることにより、前記誘導部材と前記底鋼板との間、前記誘導部材と前記第一鋼板との間、前記誘導部材と前記第二鋼板との間の順に前記誘導部材の回りに前記コンクリートを流動させることを特徴とするコンクリートの充填方法。
2. 前記第二鋼板と前記誘導部材とを連結部材を介して連結することを特徴とする請求項１に記載のコンクリートの充填方法。
3. 前記誘導部材は、前記第一鋼板の延長方向と平行に配置された鉄筋からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンクリートの充填方法。
4. 前記誘導部材は、前記第一鋼板の立設方向及び延長方向に平行に配置された鋼板からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のコンクリートの充填方法。
5. 底鋼板と、前記底鋼板に立設する第一鋼板と、前記第一鋼板に対して垂直な第二鋼板と、前記第一鋼板と前記第二鋼板の近傍に連結部材を介して配置された誘導部材と、前記底鋼板、前記第一鋼板及び第二鋼板で囲まれた空間に充填されたコンクリートと、を有する鋼コンクリート合成構造であって、
   前記第一鋼板及び前記第二鋼板から前記誘導部材までの各距離は、前記コンクリートの粗骨材の粒径よりも長くなっており、
   前記コンクリートは、前記誘導部材と前記底鋼板との間、前記誘導部材と前記第一鋼板との間、前記誘導部材と前記第二鋼板との間の順に前記誘導部材の回りに前記コンクリートを流動させて充填されていることを特徴とする鋼コンクリート合成構造。

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