JP6530255B2

JP6530255B2 - 橋桁

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Publication number: JP6530255B2
Application number: JP2015128008A
Authority: JP
Inventors: 春日　昭夫; 昭夫春日; 健一中積; 壮司大城; 隆行松井
Original assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Mitsui Construction Co Ltd
Priority date: 2015-06-25
Filing date: 2015-06-25
Publication date: 2019-06-12
Anticipated expiration: 2035-06-25
Also published as: JP2017008669A

Description

本発明は、道路橋、鉄道橋などの橋桁に係り、特に、上床版と下床版とこれらを連結する複数のウェブとを備えた箱状断面形状を有する橋桁に関する。

上記構成を有する橋桁として、高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大する鋼板又はコンクリート板により構成される複数の板状部材を橋桁の軸線方向に配列してウェブを構成したものが知られている（特許文献１参照）。この橋桁では、板状部材が対角線上の斜め方向に作用する圧縮力と引張力とによってせん断力に抵抗する。そしてこの橋桁では、ウェブに板状部材が用いられ、現場での施工が少なくなるために施工効率が向上すると共に、橋軸方向に隣接する板状部材間に空間部が設けられるために橋桁の軽量化が可能になる。なお、特許文献１に記載の構成では、図１２に示すように上床版１１１には下方へ突出する増厚部１１１ｂが、下床版１１２には上方へ突出する増厚部１１２ｂがそれぞれ形成されることで、上床版１１１及び下床版１１２とウェブ１１３との接合強度が高められている。

また、一定形状のプレキャスト（以下、ＰＣａと記す）コンクリート製のウェブ板１１４をウェブ１１３に用いた上記箱状断面形状の橋桁１０１において、ウェブ板１１４に作用するせん断力の低減を目的として、図１３に示すように下床版１１２上に偏向部１１２ｃやケーブル定着部１１２ｄを設けると共に、橋桁１０１の内部空間１０１ｉにケーブル１２１を斜めに設けてその下端を下床版１１２に定着させ、ケーブル１２１に張力を付与することによって下床版１１２を支持するようにしたものも出現している。更に、ケーブルの傾斜角度を大きくしてウェブ板に作用するせん断力を効果的に低減するために、増厚部を下床版から下方へ突出するように形成すると共に、下床版を貫通するようにケーブルを設けて下床版の下面に設けたケーブル定着部にケーブルを定着させたものも公知になっている（特許文献２参照）。

特許第４００５７７４号公報特開２０１３−２３９７５号公報

しかしながら、従来の橋桁においてスパンを長くするためにはケーブルの本数を増やす必要がある。ところが、スパンの長大化に伴ってケーブルの傾斜角度は小さくなるため、スパンの延長度合いに対して増やすべきケーブルの本数が指数関数的に増加し、構造が煩雑になる。そのため、施工効率が悪化して費用が増加する上、増加費用に対して得られるスパン延長の効果も薄い。

ここで、スパンを長くするために、図１４に示すように橋桁１０１の両端部近傍、即ち柱頭部近傍の桁高を橋桁１０１の中央部の桁高に比べて大きくすることが考えられる。しかしながら、橋桁１０１の両端部近傍の断面を表す図１５に示すように、増厚部１１２ｂの突出高さによって桁高を変更する構成では、上記形状のＰＣａコンクリート板を用いることによる効果（施工効率の向上及び橋桁の軽量化）が薄れてしまう。

一方、橋桁の両端部近傍だけでなく橋桁のスパンの全体にわたって桁高（ウェブ板の高さ）を大きくすることによってスパンの長大化を図ることも考えられる。しかしながら、ウェブ板に作用する圧縮力及び引張力によって橋桁のせん断耐力を高めるためには、ウェブ板を高さ方向だけでなく橋軸方向の長さ方向にも大きくする必要がある。ところが、ウェブ板の高さ及び橋軸方向長さを共に大きくすると、ウェブ板の運搬が困難になる。特に、運搬車輌により一般道路を使ってウェブ板を運搬する場合には、通行車輌の幅や高さに制限があるため、ウェブ板の高さ及び橋軸方向長さを共に大きくすることはできない。

本発明はこのような背景に鑑みなされたものであり、ウェブにＰＣａコンクリート製のウェブ板を用いながらも、施工効率の悪化や費用の増加を抑制しつつスパンを長大化することができ、且つ軽量化が可能な箱状断面形状の橋桁を提供することを第１の課題とする。また本発明は、ウェブにＰＣａコンクリート製のウェブ板を用いながらも、ウェブ板の運搬を可能にしつつスパンを長大化することができ、且つ軽量化が可能な箱状断面形状の橋桁を提供することを第２の課題とする。

上記第１の課題を解決するために本発明は、上床版（１１）と、下床版（１２）と、前記上床版及び前記下床版を連結する複数のウェブ（１３）とを備え、箱状断面形状を有する橋桁（１）であって、前記ウェブが、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するＰＣａコンクリート製の複数のウェブ板（１４（１４Ａ、１４Ｂ））を橋軸方向に配列して形成され、橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板（１４Ｂ）の高さが、橋軸方向の中央部に配置される前記ウェブ板（１４Ａ）の高さよりも大きい構成とする。

この構成によれば、ウェブ板が、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大する形状とされることにより、橋桁の軽量化が可能である。また、ウェブにＰＣａコンクリート製のウェブ板を用いながらも、橋軸方向の中央部よりも高さが大きなウェブ板を橋軸方向の両端部近傍に用いることで、ケーブル本数を増加させることなく橋桁の軸方向両端部近傍のせん断耐力を向上させることができる。これにより、施工効率の悪化や費用の増加を抑制しつつ橋桁のスパンを長大化することができる。

また、本発明は、上記の構成において、少なくとも橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板（１４Ｂ）が、幅方向に分割され、せん断力の引張成分の分力（Ａ）に沿って延在するウェブ引張部材（３１）と、せん断力の圧縮成分の分力（Ｂ）に沿って延在するウェブ圧縮部材（３２）とを有する構成とすることができる。

この構成によれば、ウェブ板を構成するウェブ引張部材及びウェブ圧縮部材の橋軸方向長さ（即ち、各部材の幅）を大きくしなくとも、これらの部材の延在方向長さを長くすることによってウェブ板の橋軸方向長さを大きくして橋桁のせん断耐力を高めることができ、ウェブ引張部材及びウェブ圧縮部材の運搬に支障を来すこともない。

また、本発明は、上記の構成において、少なくとも橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板（１４Ｂ）が、せん断力の引張成分の分力（Ａ）に沿って延在し、概ね平行四辺形を呈するウェブ主部材（６１）と、前記ウェブ主部材と協働してせん断力の圧縮成分の分力（Ｂ）に沿って延在するように前記ウェブ主部材の上部及び下部に一体化され、概ね三角形を呈する２つのウェブ圧縮片（６２）とを有する構成とすることができる。

この構成によれば、ウェブ板を構成するウェブ引張部材の橋軸方向長さ（即ち、幅）を大きくすることなく、ウェブ引張部材及びウェブ圧縮部材の延在方向長さを長くすることによって橋桁のせん断耐力を高めることができ、これらの部材の運搬に支障を来すこともない。

上記第２の課題を解決するために本発明は、上床版（１１）と、下床版（１２）と、前記上床版及び前記下床版を連結する複数のウェブ（１３）とを備え、箱状断面形状を有する橋桁（１）であって、前記ウェブが、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するＰＣａコンクリート製の複数のウェブ板（１４（１４Ａ、１４Ｂ））を橋軸方向に配列して形成され、少なくとも橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板（１４Ｂ）が、幅方向に分割され、せん断力の引張成分の分力に沿って延在するウェブ引張部材（３１）と、せん断力の圧縮成分の分力に沿って延在するウェブ圧縮部材（３２）とを有する構成とする。

この構成によれば、ウェブが、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大する形状とされることにより、橋桁の軽量化が可能である。また、橋軸方向の両端部近傍に配置されるウェブ板が幅方向に分割されたウェブ引張部材とウェブ圧縮部材とにより構成されるため、ウェブ引張部材及びウェブ圧縮部材の橋軸方向長さ（即ち、各部材の幅）を大きくしなくとも、これらの部材の延在方向長さを長くすることによってウェブ板の橋軸方向長さを大きくして橋桁のせん断耐力を高めることができる。従って、ウェブ板を構成する各部材の運搬を可能にしつつ橋桁のスパンを長大化することができる。

また、ウェブの高さを橋軸方向の位置に応じて変更するために、大きさが異なる複数種のＰＣａコンクリート製のウェブ板を作製する際に、それぞれの大きさのウェブ板に対して専用の型枠を用意すると費用の増加が著しいが、この構成によれば、共通の型枠を用いて妻型枠の位置をずらすだけでウェブ引張部材及びウェブ圧縮部材の延在方向長さを変更することができるため、費用の増加を抑制できる。

また、上記第２の課題を解決するために本発明は、上床版（１１）と、下床版（１２）と、前記上床版及び前記下床版を連結する複数のウェブ（１３）とを備え、箱状断面形状を有する橋桁（１）であって、前記ウェブが、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するＰＣａコンクリート製の複数のウェブ板（１４（１４Ａ、１４Ｂ））を橋軸方向に配列して形成され、少なくとも橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板（１４Ｂ）が、せん断力の引張成分の分力（Ａ）に沿って延在し、概ね平行四辺形を呈するウェブ主部材（６１）と、前記ウェブ主部材と協働してせん断力の圧縮成分の分力（Ｂ）に沿って延在するように前記ウェブ主部材の上部及び下部に一体化され、概ね三角形を呈する２つのウェブ圧縮片（６２）とを有する構成とする。

この構成によっても、ウェブが、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大する形状とされることにより、橋桁の軽量化が可能である。また、橋軸方向の両端部近傍に配置されるウェブ板が引張成分の分力に沿って延在するウェブ主部材と２つのウェブ圧縮片とにより構成されるため、ウェブ主部材の橋軸方向長さ（即ち、幅）を大きくしなくとも、各部材の延在方向長さを長くすることによってウェブ板の橋軸方向長さを大きくして橋桁のせん断耐力を高めることができる。従って、ウェブ板を構成する各部材の運搬を可能にしつつ橋桁のスパンを長大化することができる。

また、上記同様に、共通の型枠を用いて妻型枠の位置をずらすだけでウェブ板を構成する各部材の延在方向長さを変更することができるため、費用の増加を抑制できる。

このように本発明によれば、ウェブにＰＣａコンクリート製のウェブ板を用いながらも、施工効率の悪化や費用の増加を抑制しつつスパンを長大化することができ、且つ軽量化が可能な箱状断面形状の橋桁や、ウェブ板の運搬を可能にしつつスパンを長大化することができ、且つ軽量化が可能な箱状断面形状の橋桁を提供することができる。

第１実施形態に係る橋桁の側面図図１中のII−II線に沿って示す橋桁の横断面図図１中のIII−III線に沿って示す橋桁の横断面図図１に示す一般部ウェブ板の（Ａ）正面図、（Ｂ）上面図、（Ｃ）側面図図１に示す端部ウェブ板の（Ａ）正面図、（Ｂ）上面図図５に示すウェブ引張部材の（Ａ）正面図、（Ｂ）上面図、（Ｃ）側面図図５に示すウェブ圧縮部材の（Ａ）正面図、（Ｂ）上面図、（Ｃ）側面図一般部ウェブ板の作製方法の説明図（Ａ）高さの小さいウェブ引張部材、（Ｂ）高さの大きいウェブ引張部材の作製方法の説明図第２実施形態に係る橋桁に用いる端部ウェブ板の（Ａ）正面図、（Ｂ）上面図（Ｃ）側面図（Ａ）高さの小さいウェブ圧縮片、（Ｂ）高さの大きいウェブ圧縮片の作製方法の説明図従来技術に係る橋桁の横断面図従来技術に係る橋桁の縦断面図従来技術を応用して桁高を大きくした橋桁の側面図図１４中のXV−XV線に沿って示す橋桁の横断面図

以下、本発明に係る橋桁１の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。まず、図１〜図９を参照して橋桁１の第１実施形態を説明する。

図１に示すように、橋桁１は、道路橋や鉄道橋として利用できるものであり、複数の橋脚２又は図示しない橋台間に架け渡されて連続する連続桁となっている。なお、図１には、互いに隣接する２つの橋脚２、２間の１スパンのみを示している。橋桁１は、例えば張出し架設工法で架設され、橋脚２の直上に構築される柱頭部１ａと、柱頭部１ａから橋軸方向の両方向へ同時に張り出すように構築される張出し施工部１ｂと、隣接する橋脚２間の張出し施工部１ｂ同士を連結する中央閉合部１ｃとから構成される。柱頭部１ａは、図示例では支承３を介して橋脚２に支持されているが、橋脚２に剛結合されてもよい。橋桁１の桁高は、中央部（中央閉合部１ｃ）及びその近傍で最も小さく、中央部から両端部に近づくにつれて徐々に大きくなり、柱頭部１ａで最も大きくなっている。

図２及び図３に併せて示すように、橋桁１は、略水平に配置されて路盤を構成する上床版１１と、上床版１１の下方に上床版１１と略平行に配置される下床版１２と、上床版１１と下床版１２とを連結する一対のウェブ１３とを備えており、内部空間１ｉを有する箱状断面形状を呈している。ここでは、上床版１１の幅寸法が下床版１２の幅寸法よりも大きく、一対のウェブ１３が互いに平行になっており、上床版１１にはウェブ１３との接合部から更に側方へ張り出す張出部１１ａが形成されている。他の実施形態では、一対のウェブ１３が下床版１２の側縁から上方へ向けて開くように若干の傾斜角度をもって上床版１１に至っていてもよい。

上床版１１及び下床版１２は、鉄筋コンクリート造であり、現場打ち又はプレキャストのコンクリート部材により形成される。ウェブ１３は、高強度コンクリートを用いた板状のＰＣａコンクリート部材である複数のウェブ板１４（１４Ａ、１４Ｂ）を橋軸方向に配列して形成される。ウェブ板１４は、鉄筋を用いて補強されていてもよいが、本実施形態では鋼繊維を用いて補強された無筋構造とされている。

上床版１１及び下床版１２を現場打ちのコンクリートにより構築する場合には、少なくとも一対のウェブ１３を所定の位置に配置した状態で、図示しない移動作業車上で型枠や鉄筋を組み立て、予め計画されたブロック割りに従って、一対のウェブ板１４の上端部及び下端部が埋まるようにコンクリートを打設することにより、ブロック毎に上床版１１及び下床版１２を構築する。新たに構築したブロックは、上床版１１に通したＰＣ鋼材を緊張し、ポストテンション方式でプレストレスを導入されることにより、片持ち梁としての強度をもって既設の張出し施工部１ｂに一体化される。

一方、上床版１１及び下床版１２をＰＣａコンクリートにより構成する場合には、一対のウェブ板１４の上端部及び下端部が埋まるように上床版１１及び下床版１２のコンクリートを打設して形成したセグメントを、移動作業車を使って所定の位置に配置し、上床版１１や下床版１２に通したＰＣ鋼材を緊張することによって既設の張出し施工部１ｂに一体化する。

上床版１１のウェブ板１４との各接合部には、下方へ突出して橋軸方向に延在する増厚部１１ｂが形成されている。また、上床版１１の下面には、橋軸方向の適所に（図１の例では、各セグメントの中央に）横梁１１ｃが形成されている。下床版１２は、略水平に配置された平板状の床版部１２ａと、床版部１２ａの両側縁に沿って上方へ突出する一対の増厚部１２ｂとを有している。また、下床版１２の上面にも橋軸方向の適所に横梁１２ｃが形成されている。図示例では、橋桁１の内部空間１ｉに下床版１２を支持する斜ケーブルは設けられていないが、斜ケーブルが設けられる場合には、横梁１２ｃが斜ケーブルの下端を定着させるために用いられる。或いは、一対の増厚部１２ｂが床版部１２ａの両側縁に沿って下方へ突出するように設けられ、斜ケーブルの下端を定着する横梁１２ｃが下床版１２の下面に設けられてもよい。

図１に示されるように、ウェブ板１４は、高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するバタフライ（蝶）形状を呈している。桁高が最も小さい橋桁１の中央部（中央閉合部１ｃ）及びその近傍では、ウェブ板１４の高さは一定とされている。一方、桁高が変化する橋桁１の両端部及びその近傍では、ウェブ板１４の高さは橋桁１の両端部に近づくほど大きくなっている。つまり、橋軸方向の両端部近傍に配置されるウェブ板１４の高さは、橋軸方向の中央部に配置されるウェブ板１４の高さよりも大きくなっている。以下、橋桁１の中央部近傍に配置された比較的小さな一定高さを有するウェブ板１４を一般部ウェブ板１４Ａと称し、橋桁１の端部近傍に配置された比較的大きな高さを有するウェブ板１４を端部ウェブ板１４Ｂと称する。

全ての一般部ウェブ板１４Ａは、同一形状且つ同一寸法とされている。但し、後述するＰＣ鋼線２４は、中央閉合部１ｃを中心として対称的に配置され、上床版１１又は下床版１２との接合部に設けられる補強鉄筋２２は、左右の一般部ウェブ板１４Ａにおいて対称的に配置される。

図４には、図１において中央閉合部１ｃに対して左側に配置される一般部ウェブ板１４Ａを示している。図示するように、一般部ウェブ板１４Ａは、１回のコンクリート打設によって上記バタフライ形状に形成されたＰＣａコンクリート部を主要素として構成される。図には、上床版１１の増厚部１１ｂに埋め込まれる埋め込み部、及び下床版１２の増厚部１２ｂに埋め込まれる埋め込み部を一点鎖線で示している。一般部ウェブ板１４Ａの上床版１１及び下床版１２への各埋め込み部には、柱状体である複数のずれ止め部材２１がＰＣａコンクリート部を貫通してＰＣａコンクリート部の両面から突出するように設けられている。また、一般部ウェブ板１４Ａの上床版１１及び下床版１２への各埋め込み部には、上床版１１又は下床版１２との接合を補強するための補強鉄筋２２がＰＣａコンクリート部を貫通してＰＣａコンクリート部の両面から突出し、且つずれ止め部材２１を取り囲むように設けられている。ずれ止め部材２１は、例えば鋼管内に高強度モルタルを充填して形成される。更に、一般部ウェブ板１４ＡのＰＣａコンクリート部の上面及び下面には、せん断キー２３が突出するように形成されている。これらのずれ止め部材２１、補強鉄筋２２及びせん断キー２３により、一般部ウェブ板１４Ａと上床版１１又は下床版１２とが強固に一体化される。

このように構成された一般部ウェブ板１４Ａでは、せん断力が矢印で示す向きの引張力Ａと矢印で示す向きの圧縮力Ｂとに分解されてＰＣａコンクリート部内を伝わり、ダブルワーレントラスのような挙動を示す。そして、一般部ウェブ板１４Ａの内部には、せん断力の引張成分の分力である引張力Ａに沿って延在するように複数のＰＣ鋼線２４が埋め込まれている。本実施形態では、一般部ウェブ板１４Ａの厚さ方向に２重にＰＣ鋼線２４が配置されている。ＰＣ鋼線２４は、ＰＣａコンクリートの打設前に緊張され、プレテンション方式で一般部ウェブ板１４Ａにプレストレスを導入する。

次に、図３及び図５〜図７を参照しながら端部ウェブ板１４Ｂについて、一般部ウェブ板１４Ａと重複する部分を省略しつつ説明する。なお、図５にも図１中の中央閉合部１ｃに対して左側に配置される端部ウェブ板１４Ｂを示している。従って、端部ウェブ板１４Ｂにおいても、図４の一般部ウェブ板１４Ａと同様に、せん断力が矢印で示す向きの引張力Ａと矢印で示す向きの圧縮力Ｂとに分解されて端部ウェブ板１４Ｂを伝わる。

図５に示すように、端部ウェブ板１４Ｂは、上記のように高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するバタフライ形状を呈しているが、橋桁１の幅方向に分割された２枚の板状のＰＣａコンクリート部材により構成されている。橋桁１の幅方向の外側に配置されたＰＣａコンクリート部材は、せん断力の引張成分の分力である引張力Ａに沿って延在しており、引張力Ａに抵抗する役割を主に担う。以下、このＰＣａコンクリート部材をウェブ引張部材３１と称する。一方、橋桁１の幅方向の内側に配置されたＰＣａコンクリート部材は、せん断力の圧縮成分の分力である圧縮力Ｂに沿って延在しており、圧縮力Ｂに抵抗する役割を主に担う。以下、このＰＣａコンクリート部材をウェブ圧縮部材３２と称する。

図６に示すように、ウェブ引張部材３１は概ね平行四辺形を呈するＰＣａコンクリート部を主要素として構成されている。ウェブ圧縮部材３２も、図７に示すようにウェブ引張部材３１と異なる方向に傾斜する概ね平行四辺形を呈するＰＣａコンクリート部を主要素として構成される。ウェブ引張部材３１及びウェブ圧縮部材３２のＰＣａコンクリート部は共に、図４に示す一般部ウェブ板１４Ａと同程度の厚さとされている。

図４の一般部ウェブ板１４Ａと同様、ウェブ引張部材３１及びウェブ圧縮部材３２の各ＰＣａコンクリート部における上床版１１への埋め込み部及び下床版１２への埋め込み部には、複数のずれ止め部材２１がＰＣａコンクリート部を貫通してＰＣａコンクリート部の両面から突出するように設けられると共に、補強鉄筋２２がＰＣａコンクリート部を貫通してＰＣａコンクリート部の両面から突出し、且つずれ止め部材２１を取り囲むように設けられている。また、ウェブ引張部材３１及びウェブ圧縮部材３２の各ＰＣａコンクリート部の上面及び下面には、せん断キー２３が突出するように形成されている。ずれ止め部材２１、補強鉄筋２２及びせん断キー２３により、ウェブ引張部材３１及びウェブ圧縮部材３２と上床版１１又は下床版１２とが強固に一体化される。

図６に示すウェブ引張部材３１には、図４の一般部ウェブ板１４Ａ同様にせん断力の分力である引張力Ａに沿って延在するように、複数のＰＣ鋼線２４がプレテンション方式でＰＣａコンクリート部の厚さ方向に２重に埋め込まれている。

このように構成されたウェブ引張部材３１とウェブ圧縮部材３２とは、正面視（橋桁１の側面視）でそれぞれのＰＣａコンクリート部の上辺同士及び下辺同士が連続するように重ね合わせて配置されることによって上記バタフライ形状の端部ウェブ板１４Ｂを構成する。

ウェブ引張部材３１とウェブ圧縮部材３２とは、ＰＣａコンクリート部同士が接触していても離間していてもよいが、ＰＣａコンクリート部同士が結合しない独立した構造体となるように設けられている。これにより、ウェブ引張部材３１の挙動とウェブ圧縮部材３２の挙動とが独立したものとなるため、設計が容易になっている。なお、保守・点検の容易性の観点からは、ウェブ引張部材３１とウェブ圧縮部材３２とはＰＣａコンクリート部同士が離間するように配置されることが好ましい。

以上のように構成された橋桁１によれば、ウェブ板１４が、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大する形状とされることにより、橋桁１が軽量化される。また、ウェブ１３にＰＣａコンクリート製のウェブ板１４が用いられながらも、橋軸方向の中央部よりも高さが大きな端部ウェブ板１４Ｂが橋軸方向の両端部近傍に用いられることで、内部空間１ｉ等に配置するケーブルに頼ることなく橋桁１の軸方向両端部近傍のせん断耐力が向上する。これにより、施工効率の悪化や費用の増加を抑制しつつ橋桁１のスパンを長大化することが可能になる。

また、本実施形態では、端部ウェブ板１４Ｂが、幅方向に分割され、せん断力の引張成分の分力である引張力Ａに沿って延在するウェブ引張部材３１と、せん断力の圧縮成分の分力である圧縮力Ｂに沿って延在するウェブ圧縮部材３２とにより構成されているため、ウェブ引張部材３１及びウェブ圧縮部材３２の橋軸方向長さ（即ち、各部材の幅）が大きくされなくとも、ウェブ引張部材３１及びウェブ圧縮部材３２の延在方向長さが長くされることによってウェブ板１４の橋軸方向長さが大きくなる。従って、ウェブ引張部材３１やウェブ圧縮部材３２の運搬に支障を来すことなく、橋桁１のせん断耐力を高めることが可能である。

次に、ＰＣａコンクリート板として形成されるウェブ板１４の作製方法について説明する。

まず、公知の作製方法ではあるが端部ウェブ板１４Ｂとの比較のために、一般部ウェブ板１４Ａの作製方法について図８を参照して説明する。一般部ウェブ板１４Ａは、左右を一対とする１対以上を１ロットとして架設順序に従って順次作製される。図８には、２対の一般部ウェブ板１４Ａを作製するために必要な４つの型枠４０を上方から見た状態を示している。図示するように、型枠４０は、形状が反転するものの、大きさが全て同一とされた鋼製型枠であり、作製する全ての一般部ウェブ板１４Ａの内面又は外面が上になり、且つＰＣ鋼線２４が一直線上になるように交互に傾く向きとされて、一対の反力架台４５（図には一方のみを示す）の間に１列に配置される。このように配置された上で、各型枠４０は底型枠４１上に側型枠４２を環状に配置・固定することで組み立てられる。

型枠４０がこのように配置及び組み立てられると共に、ずれ止め部材２１（図４参照、或いは、ずれ止め部材２１配置用の貫通孔を形成するためのボイド管等）が配置され、補強鉄筋２２（図４）が配置された後に、側型枠４２における一般部ウェブ板１４Ａの上面及び下面を形成する部分を貫通するように複数のＰＣ鋼線２４が配置される。全てのＰＣ鋼線２４が一対の反力架台４５に反力を取って緊張された状態で高強度コンクリートが型枠４０内に打設されることにより、一般部ウェブ板１４Ａが作製される。なお、図には型枠４０を簡略化して示しているが、この時に側型枠４２によって一般部ウェブ板１４Ａと一体にせん断キー２３が形成される。

一方、端部ウェブ板１４Ｂは、次のようにして作製される。なお、端部ウェブ板１４Ｂは、ウェブ引張部材３１とウェブ圧縮部材３２とを別々に作製し、対応する一対を組み合わせることで形成されるが、ウェブ引張部材３１とウェブ圧縮部材３２とは概ね同一の大きさであるため、ここではＰＣ鋼線２４が配置されるウェブ引張部材３１の作製方法を説明する。ウェブ圧縮部材３２は、ＰＣ鋼線２４を配置しない点を除いてウェブ引張部材３１と同様に作製される。

図９に示すように、ウェブ引張部材３１は複数枚を１ロットとして作製される。図９（Ａ）は、高さＨ１が比較的小さいウェブ圧縮部材３２を作製する際の型枠５０の組立状態を示しており、図９（Ｂ）は、高さＨ２が比較的大きいウェブ圧縮部材３２を作製する際の型枠５０の組立状態を示している。型枠５０は、ＰＣ鋼線２４に沿って長尺とされた底型枠５１と、底型枠５１上にＰＣ鋼線２４に沿って互いに平行に配置され、ウェブ圧縮部材３２の橋軸方向を向く斜めの側面を形成する一対の側型枠５２と、底型枠５１上の一対の側型枠５２内に互いに平行に配置され、ウェブ圧縮部材３２の上面及び下面を形成する複数対の妻型枠５３とにより構成される。底型枠５１、側型枠５２及び妻型枠５３の全てが鋼製型枠とされている。

ウェブ引張部材３１用の型枠５０においても、作製する全てのウェブ引張部材３１の内面又は外面が上になるように、妻型枠５３が一対毎に交互に傾くように配置される。型枠５０がこのように組み立てられると共に、ずれ止め部材２１や補強鉄筋２２が配置され、全ての妻型枠５３を貫通するように複数のＰＣ鋼線２４が配置されて緊張された上で高強度コンクリートが型枠５０内に打設されることにより、ウェブ引張部材３１が作製される。なお、ここでも型枠５０を簡略化して示しているが、妻型枠５３によってウェブ引張部材３１の上面及び下面にせん断キー２３が一体形成される。

このように、端部ウェブ板１４Ｂが橋桁１の幅方向に分割されたウェブ引張部材３１とウェブ圧縮部材３２とにより構成されることにより、共通の型枠５０を用い、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように妻型枠５３の位置をずらすだけで、ウェブ引張部材３１やウェブ圧縮部材３２の延在方向長さを変更することが可能である。そのため、ウェブ板１４の高さを橋軸方向の位置に応じて変更するために、大きさが異なる複数種の端部ウェブ板１４Ｂに対して専用型枠を用意する場合に比べ、費用の増加が抑制される。

≪第２実施形態≫
次に、以下、図１０及び図１１を参照して橋桁１の第１実施形態を説明する。なお、上記実施形態と構成や機能等が共通する部材や部位には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。

図１０は、図５に対応する端部ウェブ板１４Ｂの詳細図であり、図５と同様に図１中の中央閉合部１ｃに対して左側に配置される端部ウェブ板１４Ｂを示している。従って、図示するように、せん断力が矢印で示す向きの引張力Ａと矢印で示す向きの圧縮力Ｂとに分解されて端部ウェブ板１４Ｂを伝わる。

本実施形態の端部ウェブ板１４Ｂは、上記実施形態と同様に高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するバタフライ形状を呈しているが、概ね橋軸方向に分割された３枚の板状のＰＣａコンクリート部材により構成されている。

３枚の中央に配置されるＰＣａコンクリート部材は、せん断力の引張成分の分力である引張力Ａに沿って延在する概ね平行四辺形を呈するＰＣａコンクリート部を主要素として構成されている。このＰＣａコンクリート部材は、引張力Ａに抵抗する役割を主に担う。以下、このＰＣａコンクリート部材をウェブ主部材６１と称する。

一方、橋軸方向の両端に配置された一対のＰＣａコンクリート部材は、ウェブ主部材６１と協働してせん断力の圧縮成分の分力である圧縮力Ｂに沿って延在するように、作製後にウェブ主部材６１の上部及び下部に一体化される概ね三角形を呈するＰＣａコンクリート部を主要素として構成されている。これらのＰＣａコンクリート部材は、ウェブ主部材６１と共に圧縮力Ｂに抵抗する役割を主に担う。以下、これらのＰＣａコンクリート部材をウェブ圧縮片６２と称する。

ウェブ主部材６１及び２つのウェブ圧縮片６２のＰＣａコンクリート部は全て、図４に示す一般部ウェブ板１４Ａよりも厚い同程度の厚さとされている。ウェブ主部材６１及び２つのウェブ圧縮片６２は、第１実施形態と同様にずれ止め部材２１、補強鉄筋２２及びせん断キー２３を有しており、これらによって上床版１１又は下床版１２に強固に一体化される。また、ウェブ主部材６１とウェブ圧縮片６２との接合面にもせん断キー２５が設けられている。これにより、圧縮力Ｂが作用した際に、ウェブ主部材６１とウェブ圧縮片６２とのずれが防止される。

本実施形態では、このように端部ウェブ板１４Ｂが、概ね橋軸方向に分割され、せん断力の引張成分の分力に沿って延在するウェブ主部材６１と、ウェブ主部材６１と協働してせん断力の圧縮成分の分力に沿って延在する２つのウェブ圧縮片６２とにより構成されているため、ウェブ主部材６１の橋軸方向長さ（即ち、幅）が大きくされなくとも、ウェブ主部材６１及びウェブ圧縮片６２の延在方向長さが長くされることによってウェブ板１４の橋軸方向長さが大きくなる。従って、ウェブ主部材６１やウェブ圧縮片６２の運搬に支障を来すことなく、橋桁１のせん断耐力を高めることが可能である。

次に、本実施形態の端部ウェブ板１４Ｂの作製方法について説明する。端部ウェブ板１４Ｂのうち、ウェブ主部材６１の作製要領は上記実施形態のウェブ引張部材３１と同様である。そのため、ここではウェブ圧縮片６２の作製方法について説明する。

図１１に示すように、ウェブ圧縮片６２は、複数対を１ロットとして作製される。図１１（Ａ）は、高さＨ３が比較的小さい（即ち、延在方向長さが比較的小さい）ウェブ圧縮片６２を作製する際の型枠７０の組立状態を示しており、図１１（Ｂ）は、高さＨ４が比較的大きい（即ち、延在方向長さが比較的大きい）ウェブ圧縮片６２を作製する際の型枠７０の組立状態を示している。

型枠７０は、上記実施形態と同様に、長尺とされた底型枠７１と、底型枠７１上に互いに平行に配置され、ウェブ圧縮片６２の橋軸方向を向く斜めの側面を形成する一対の側型枠７２とを備える。一対の側型枠７２内には、互いに平行に配置され、ウェブ圧縮片６２の上面及び下面を形成する複数対の第１妻型枠７３が底型枠７１上の所定の位置に設けられる。第１妻型枠７３は、作製する全てのウェブ圧縮片６２の内面又は外面が上になるように、一対毎に交互に傾くように配置される。更に、一対の側型枠７２内には、各側型枠７２とこれに対して鋭角に配置された側の第１妻型枠７３との解放端を塞ぐように、ウェブ圧縮片６２のウェブ主部材６１との接合面を形成する複数対の第２妻型枠７４が底型枠７１上に互いに平行に配置される。図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２妻型枠７４は、作製するウェブ圧縮片６２の高さに応じて長さが異なるように複数種を用意され、長さに応じて異なる位置に配置される。

型枠７０がこのように組み立てられると共に、ずれ止め部材２１や補強鉄筋２２が配置された状態で、高強度コンクリートが型枠５０内に打設されることにより、ウェブ圧縮片６２が作製される。なお、ここでも型枠７０を簡略化して示しているが、第１妻型枠７３及び第２妻型枠７４はせん断キー２３、２５を形成する形状とされている。

このように、端部ウェブ板１４Ｂが橋軸方向に分割されたウェブ主部材６１と２つのウェブ圧縮片６２とにより構成されることにより、大半が共通の型枠７０を用い、図１１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように第２妻型枠７４の長さ及び位置を変更するだけで、ウェブ圧縮片６２の延在方向長さを変更することが可能である。そのため、ウェブ板１４の高さを橋軸方向の位置に応じて変更するために、大きさが異なる複数種の端部ウェブ板１４Ｂに対して専用型枠を用意する場合に比べ、費用の増加が抑制される。

以上で具体的実施形態についての説明を終えるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。例えば、上記実施形態では、橋桁１が複数の橋脚２間に連続する連続桁であるが、隣接する橋脚２間でそれぞれ独立した桁であってもよい。また、上記実施形態では、橋桁１が一対のウェブ１３を有しているが、３つ以上のウェブ１３を有していてもよい。更に、上記実施形態では、一定高さを有する一般部ウェブ板１４Ａが一体型とされているが、端部ウェブ板１４Ｂと同様に、橋桁１の幅方向や橋軸方向に分割されたＰＣａコンクリート部材を組み合わせて構成されてもよい。また、上記実施形態の構成を組み合わせた形態、例えば、端部ウェブ板１４Ｂが橋桁１の幅方向にも橋軸方向にも分割された形態等とすることも可能である。更に、上記実施形態に示した本発明に係る橋桁１の各構成要素は、必ずしも全てが必須ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜取捨選択することが可能である。

１橋桁
１１上床版
１２下床版
１３ウェブ
１４ウェブ板
１４Ａ一般部ウェブ板
１４Ｂ端部ウェブ板
３１ウェブ引張部材
３２ウェブ圧縮部材
６１ウェブ主部材
６２ウェブ圧縮片
Ａ引張力
Ｂ圧縮力

Claims

上床版と、下床版と、前記上床版及び前記下床版を連結する複数のウェブとを備え、箱状断面形状を有する橋桁であって、
前記ウェブが、側面視において高さ方向の中位から上辺及び下辺に向けて橋軸方向長さが徐々に増大するＰＣａコンクリート製の複数のウェブ板を橋軸方向に配列して形成され、
少なくとも橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板が、せん断力の引張成分の分力に沿って延在し、概ね平行四辺形を呈するウェブ主部材と、前記ウェブ主部材と協働してせん断力の圧縮成分の分力に沿って延在するように前記ウェブ主部材の上部及び下部に一体化され、概ね三角形を呈する２つのウェブ圧縮片とを有することを特徴とする橋桁。
橋軸方向の両端部近傍に配置される前記ウェブ板の高さが、橋軸方向の中央部に配置される前記ウェブ板の高さよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の橋桁。