JP6674768B2 - プレキャスト床版の接合方法及びプレキャスト床版の接合構造 - Google Patents

Description

本発明は、プレキャスト床版の接合方法及びプレキャスト床版の接合構造に関する。

プレキャストコンクリート（precast concrete）部材として製作されるプレキャスト床版は、鋼橋等の床版として用いられている。例えば、特許文献１には、上面にスタッドジベルが配置された鋼橋の鋼桁にプレキャスト床版を接合する方法が開示されている。特許文献１の方法では、プレキャスト床版のスタッドジベルに対応する位置に、プレキャスト床版の下面から上面へと連通する開口部（貫通孔）が設けられる。開口部の中にスタッドジベルが収容されるように鋼桁の上面にプレキャスト床版が配置された後に、開口部に無収縮モルタルが充填されることにより、プレキャスト床版と鋼桁とが接合される。

特開平１０−３１１００７号公報

ところで、鋼橋の幅員が広い場合は、鋼橋の橋軸直角方向を１枚のプレキャスト床版で覆うことが困難な場合がある。そこで、このように鋼橋の幅員が広い場合は、鋼橋の橋軸直角方向において、複数枚のプレキャスト床版同士が互いに接合されつつ配置される。しかし、複数枚のプレキャスト床版同士が接合される場合は、プレキャスト床版同士の接合部にモルタル等が充填される継手を設けなければならないため、接合部の下方に型枠を設置する必要があり、プレキャスト床版の接合作業が複雑になる。

そこで本発明は、複数枚のプレキャスト床版同士を接合する際に、プレキャスト床版の接合作業がより簡易となるプレキャスト床版の接合方法及びプレキャスト床版の接合構造を提供することを目的とする。

本発明は、平面視において端面に窪んだ凹部を有する一対のプレキャスト床版の端面のそれぞれを桁の上面に位置するように互いに対向させ、桁の上面から突出したずれ止め部材の少なくとも一部が平面視において凹部の中に入るようにして、一対のプレキャスト床版を桁の上面に配置する配置工程と、凹部の中に充填材を充填することにより、一対のプレキャスト床版及び桁を互いに接合する接合工程とを備えたプレキャスト床版の接合方法である。

この構成によれば、配置工程では、平面視において端面に窪んだ凹部を有する一対のプレキャスト床版の端面のそれぞれを桁の上面に位置するように互いに対向させ、接合工程では、凹部の中に充填材を充填することにより一対のプレキャスト床版及び桁を互いに接合する。このため、桁の上面が型枠の替りとなり、接合工程で充填材を充填するための型枠が不要となる。また、配置工程では、桁の上面から突出したずれ止め部材の少なくとも一部が平面視において凹部の中に入るようにするため、接合工程後にプレキャスト床版が端面に平行な方向にずれることを防止することができる。したがって、複数枚のプレキャスト床版同士を接合する際に、プレキャスト床版の接合作業がより簡易となる。

この場合、配置工程では、一対のプレキャスト床版の凹部のそれぞれが互いに対向するようにして、一対のプレキャスト床版を桁の上面に配置することが好適である。

この構成によれば、配置工程では、一対のプレキャスト床版の凹部のそれぞれが互いに対向するようにするため、接合工程において、一対のプレキャスト床版の凹部のそれぞれに一回の工程で同時に充填材を充填することができ、作業の効率を向上させることができる。

また、接合工程の後に、桁及びプレキャスト床版により形成される橋梁の連続した一組のプレキャスト床版のそれぞれの内部を通り、連続した一組のプレキャスト床版の端面のそれぞれに交差するように配置された緊張材によって、連続した一組のプレキャスト床版に圧縮力を加えるポストテンション工程を更に備えることもできる。

この構成によれば、接合工程の後に、桁及びプレキャスト床版により形成される橋梁の連続した一組のプレキャスト床版のそれぞれの内部を通り、連続した一組のプレキャスト床版の端面のそれぞれに交差するように配置された緊張材によって、連続した一組のプレキャスト床版に圧縮力を加えるポストテンション工程を更に備えるため、連続した一組のプレキャスト床版の曲げ変形やひび割れを抑制することができる。

また、ずれ止め部材は、接合工程の後に桁から取り外すことが可能とされていることが好適である。

この構成によれば、ずれ止め部材は、接合工程の後に桁から取り外すことが可能とされているため、接合工程後にプレキャスト床版を交換することが容易となる。

また、一対のプレキャスト床版の凹部のそれぞれの周囲において、プレキャスト床版及び桁の少なくともいずれかには、接合工程の前に、接合工程での充填材の漏洩を防止するための漏洩防止部材が配置されることが好適である。

この構成によれば、一対のプレキャスト床版の凹部のそれぞれの周囲において、プレキャスト床版及び桁の少なくともいずれかには、接合工程の前に、接合工程での充填材の漏洩を防止するための漏洩防止部材が配置されるため、凹部からの充填材の漏洩を防止することができる。

また、本発明は、桁と、桁の上面に配置された一対のプレキャスト床版とを備え、桁は、上面から突出したずれ止め部材を有し、一対のプレキャスト床版は、平面視において端面に窪んだ凹部を有し、一対のプレキャスト床版の端面のそれぞれが桁の上面に位置するように互いに対向し、ずれ止め部材の少なくとも一部が平面視において凹部の中に入るようにして、桁の上面に配置されているプレキャスト床版の接合構造である。

本発明のプレキャスト床版の接合方法及びプレキャスト床版の接合構造によれば、複数枚のプレキャスト床版同士を接合する際に、プレキャスト床版の接合作業がより簡易となる。

実施形態に係るプレキャスト床版の接合方法の配置工程において、鋼桁にプレキャスト床版を配置した状態を示す斜視図である。 （ａ）は図１のプレキャスト床版の凹部付近を拡大した平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩｂ線による断面図である。 （ａ）は図２（ｂ）の漏洩防止部材にスポンジを適用した例を示す図であり、（ｂ）は図２（ｂ）の漏洩防止部材にアングルを適用した例を示す図である。 （ａ）は接合工程において図２（ａ）の凹部に充填材を充填した状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＶｂ線による断面図である。 接合された２枚のプレキャスト床版の内部に配置したＰＣ鋼材にポストテンション方式により引張力を与えた状態を示す平面図である。 プレキャスト床版の凹部の配置の他の例を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。本実施形態では、鋼橋の鋼桁にプレキャスト床版が接合される態様について主に説明する。図１に示すように、実施形態に係るプレキャスト床版の接合方法の配置工程においては、一対のプレキャスト床版１０が鋼橋の鋼桁１のフランジ上面２に配置される。複数の鋼桁１それぞれは、橋軸方向Ｘに延在するＨ形鋼である。複数の鋼桁１それぞれは、橋軸直角方向Ｙに所定の間隔を置いて平行に配置されている。

鋼橋の橋軸方向Ｘに沿って、複数枚のプレキャスト床版１０が並べて配置される。また、本実施形態では、鋼橋の幅員が広いため、鋼橋の橋軸直角方向Ｙに沿って、一対のプレキャスト床版１０が並べて配置される。鋼橋の橋軸直角方向Ｙに沿って並べて配置される一対のプレキャスト床版１０のそれぞれは、例えば、高速道路の上り車線及び下り車線の床版に適用される。

プレキャスト床版１０は、プレキャストコンクリート部材として製作される。プレキャスト床版１０には、例えば、鋼繊維補強コンクリートであって、高強度コンクリートを適用したプレキャストコンクリート部材を適用することができる。また、プレキャスト床版１０の製作時に橋軸直角方向Ｙとなる方向にプレテンション方式でプレストレスを導入することもできる。

１枚のプレキャスト床版１０は、３本の鋼桁１のフランジ上面２により支持される。鋼橋の橋軸直角方向Ｙに沿って並べて配置されるフランジ上面２で対向する一対のプレキャスト床版１０において、プレキャスト床版１０の端面１４のそれぞれが１本の鋼桁１のフランジ上面２に位置するように互いに対向させられつつ、一対のプレキャスト床版１０が１本の鋼桁１のフランジ上面２に配置される。なお、端面１４の近傍上方に高速道路の中央分離帯が設置される場合には、ずれ止めの効果を高めるために中央分離帯に収まる範囲内でプレキャスト床版１０を厚くすることもできる。

プレキャスト床版１０の端面１４の近傍以外の箇所を支持する鋼桁１のフランジ上面２には、フランジ上面２から突出した３本のスタッドジベル（ずれ止め部材）３が橋軸直角方向Ｙに沿って並ぶように配置されている。３本のスタッドジベル３の複数の組が、フランジ上面２の橋軸方向Ｘにおいて、所定の間隔を置いて配置される。また、プレキャスト床版１０の３本のスタッドジベル３に対応する箇所には、プレキャスト床版１０の下面から上面に連通し、３本のスタッドジベル３を収容可能な開口部１１が設けられている。開口部１１の中に３本のスタッドジベル３が収容されるように鋼桁１のフランジ上面２にプレキャスト床版１０が配置される。なお、プレキャスト床版１０の端面１４とは反対側の端部は、例えば、高速道路の壁高欄が設置される箇所となるため、壁高欄の設置のための鉄筋等を備えていてもよい。

プレキャスト床版１０の端面１４の近傍を支持する鋼桁１のフランジ上面２には、フランジ上面２から突出した２本のスタッドジベル（ずれ止め部材）３が橋軸直角方向Ｙに沿って並ぶように配置されている。２本のスタッドジベル３の複数の組が、フランジ上面２の橋軸方向Ｘにおいて、所定の間隔を置いて配置される。鋼橋の橋軸直角方向Ｙに沿って並べて配置される一対のプレキャスト床版１０は、平面視において端面１４に窪んだ凹部１２を有する。一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれは、後述するように２本のスタッドジベル３に対応する箇所に設けられている。

以下、プレキャスト床版１０の端面１４の近傍の構成について説明する。図２（ａ）に示すように、平面視において、一対のプレキャスト床版１０は端面１４に窪んだ凹部１２をそれぞれ有する。凹部１２は、端面１４から略半円形をなすように窪んでいる。凹部１２は、鋼桁１のフランジ上面２から突出したスタッドジベル３の全体が平面視において凹部１２の中に入る大きさである。凹部１２の中に入るとは、端面１４において凹部１２が無いと仮定した場合に、端面１４の内側に入ることを意味する。一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれは互いに対向している。

図２（ｂ）に示すように、実施形態に係るプレキャスト床版の接合方法の配置工程においては、不図示の治具を用いて、一対のプレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間に数十ｍｍ程度の隙間１３が空くようにして、フランジ上面２に一対のプレキャスト床版１０が配置される。

スタッドジベル３は、上部にスタッドジベル頭部４を有する。プレキャスト床版１０の表面と端面１４とに垂直な断面による断面視において、スタッドジベル頭部４は、凹部１２の中に入るように配置されている。スタッドジベル３の下部はネジ溝を有し、ナット５により鋼桁１のフランジ上面２を貫通して取付けられている。したがって、スタッドジベル３は、ナット５を取り外すことにより、凹部１２に無収縮モルタル等の充填材が充填される接合工程の後に鋼桁１から取り外すことが可能とされている。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、一対のプレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３には、平面視においてフランジ上面２を覆うように、かつ、凹部１２の中にも網状筋６が含まれるように網状筋６が配置される。網状筋６は、平面視及びプレキャスト床版１０の断面視のいずれにおいても、凹部１２の中に含まれる位置に配置されていてもよい。

また、図２（ｂ）に示すように、一組のプレキャスト床版１０の凹部１２の周囲において、一対のプレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３をフランジ上面２の両端の側から覆うように、一対の漏洩防止部材７が配置されている。漏洩防止部材７は、例えば、スポンジ、ゴム等の弾力性を有する材料から構成された部材を適用することができる。漏洩防止部材７は、プレキャスト床版１０及び鋼桁１の少なくともいずれかに配置されていればよい。漏洩防止部材７は、プレキャスト床版１０が鋼桁１のフランジ上面２に配置された後に配置されてもよく、プレキャスト床版１０が鋼桁１のフランジ上面２に配置される前にプレキャスト床版１０及び鋼桁１のいずれかに配置されていてもよい。

あるいは、図３（ａ）に示すように、プレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３よりも少し厚く、シール機能を有するスポンジから構成された漏洩防止部材１７を、予めフランジ上面２の両縁部に固定しておき，プレキャスト床版１０を載せて漏洩防止部材１７を少しつぶして漏洩防止部材１７を固定するようにしてもよい。

また、フランジ上面２の幅が小さく、スポンジから構成された漏洩防止部材１７を載せるとスタッドジベル３から漏洩防止部材１７までのクリアランス（かぶり）が小さくなる場合には、図３（ｂ）に示すように、フランジ上面２の両縁部にアングル等を漏洩防止部材２７として溶接してもよい。

図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、実施形態に係るプレキャスト床版の接合方法の配置工程の後に、凹部１２、フランジ上面２上で互いに対向する一対のプレキャスト床版の間の遊間、及びプレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３の中に充填材８を充填することにより、スタッドジベル３と凹部１２を一体化し、一対のプレキャスト床版１０及び鋼桁１を互いに接合する接合工程が行われる。充填材８には、無収縮モルタルや膨張コンクリート等が適用され、凹部１２と、プレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３に対して、異なる充填材８を適用することもできる。例えば、凹部１２には、膨張コンクリートを、プレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３には無収縮モルタルを充填することもできる。また、接合工程では、図１に示す開口部１１の中にも充填材８が充填される。図１に示す開口部１１及び凹部１２の中に充填材８が充填されることにより、本実施形態のプレキャスト床版の接合構造が形成される。

このように本実施形態によれば、複数のプレキャスト床版１０を橋軸直角方向Ｙに接続する場合に、前述の図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すような凹部１２及びプレキャスト床版１０の下面と鋼桁１のフランジ上面２との間の隙間１３に充填材を充填するだけの構造とすることができる。また、プレキャスト床版１０の内部に橋軸直角方向Ｙに沿ってＰＣ鋼材を緊張材として配置し、ポストテンション方式によりプレストレスを導入してもよい。さらには、プレキャスト床版１０の橋軸直角方向Ｙの端部から突出するループ鉄筋同士をラップさせた部分にコンクリートやモルタルを打設し継手部を構築するループ継手構造とすることもできる。

例えば、図５に示すように、実施形態に係るプレキャスト床版の接合方法の配置工程の後に、橋軸直角方向Ｙに沿って連続した一組のプレキャスト床版１０のそれぞれの内部を通り、橋軸直角方向Ｙに沿って連続した一組のプレキャスト床版１０の端面１４のそれぞれに交差するように配置された緊張材であるＰＣ鋼材１５によって、一組のプレキャスト床版１０の橋軸直角方向Ｙの両端それぞれに圧縮力を加える橋軸直角方向ポストテンション工程が行われる。橋軸直角方向ポストテンション工程は、橋軸直角方向Ｙに沿って橋軸直角方向Ｙに沿って連続した一組のプレキャスト床版１０の内部のシース（ダクト）の中を通るＰＣ鋼材１５に対して、ジャッキで図中に矢印で示す引張力を加えた後に定着具１６で固定することにより、橋軸直角方向Ｙに沿って連続した一組のプレキャスト床版１０に橋軸直角方向Ｙに沿った圧縮力を加える。

その後、必要に応じて橋軸方向Ｘに沿った圧縮力をさらに加える橋軸方向ポストテンション工程を加えることもできる。また、複数のプレキャスト床版１０を橋軸方向Ｘに接続する場合にも、上述したポストテンション方式によるプレストレス導入やループ継手構造を採用することができる。

本実施形態によれば、配置工程では、平面視において端面１４に窪んだ凹部１２を有する一対のプレキャスト床版１０の端面１４のそれぞれを鋼桁１のフランジ上面２に位置するように互いに対向させ、接合工程では、凹部１２の中に充填材８を充填することにより一対のプレキャスト床版１０及び鋼桁１を互いに接合する。このため、鋼桁１のフランジ上面２が型枠の替りとなり、接合工程で充填材８を充填するための型枠が不要となる。また、配置工程では、鋼桁１のフランジ上面２から突出したスタッドジベル３の少なくとも一部が平面視において凹部１２の中に入るようにするため、接合工程後にプレキャスト床版１０が端面１４に平行な方向（橋軸方向Ｘ）にずれることを防止することができる。したがって、複数枚のプレキャスト床版１０同士を接合する際に、プレキャスト床版１０の接合作業がより簡易となる。特に本実施形態では、鋼桁１のフランジ上面２から突出したスタッドジベル３の全体が平面視において凹部１２の中に入るようにするため、接合工程後に、プレキャスト床版１０が端面１４に平行な方向にずれることを防止する効果が高くなる。

また、本実施形態によれば、配置工程では、一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれが互いに対向するようにするため、接合工程において、一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれに一回の工程で同時に充填材８を充填することができ、作業の効率を向上させることができる。

また、本実施形態によれば、接合工程の後に、連続した一組のプレキャスト床版のそれぞれの内部を通り、連続した一組のプレキャスト床版の端面のそれぞれに交差するように配置された緊張材であるＰＣ鋼材によって、連続した一組のプレキャスト床版に圧縮力を加えるポストテンション工程を更に備えるため、プレキャスト床版の曲げ変形やひび割れを抑制することができる。

また、本実施形態によれば、スタッドジベル３は、接合工程の後に鋼桁１から取り外すことが可能とされているため、接合工程後にプレキャスト床版１０を交換することが容易となる。

また、本実施形態によれば、一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれの周囲において、プレキャスト床版１０及び鋼桁１の少なくともいずれかには、接合工程の前に、接合工程での充填材８の漏洩を防止するための漏洩防止部材７が配置されるため、凹部１２からの充填材８の漏洩を防止することができる。

また、本実施形態によれば、配置工程では、平面視においてフランジ上面２を覆うように、かつ、凹部１２の中にも網状筋６が含まれるように網状筋６が配置されるため、接合工程において凹部１２に充填される充填材８を割れ等から保護することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態では、一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれは互いに対向していたが、例えば、図６に示すように、一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれが互いに対向しない位置に配置されていてもよい。一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれは、例えば、端面１４に沿って千鳥状に配置されていてもよい。また、凹部１２の形状は、平面視において半円形をなす形状以外にも、平面視において三角形、四辺形、略円形をなす形状であってもよい。

また、上記実施形態では、鋼桁１のフランジ上面２から突出したスタッドジベル３の全体が平面視において凹部１２の中に入っていたが、スタッドジベル３等のずれ止め部材の一部が平面視において凹部１２の中に入ればよい。例えば、一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれが互いに対向する位置に配置され、鋼桁１のフランジ上面２から突出した一個のずれ止め部材の一部が、平面視において、互いに対向する一対のプレキャスト床版１０の凹部１２のそれぞれの中に入るように配置されていてもよい。さらには、上記実施形態では、本発明を鋼橋に適用する場合について説明したが、本発明をコンクリート製の桁を有するコンクリート橋に適用してもよい。また、本実施形態では、フランジ上面２で対向するプレキャスト床版１０について説明したが、両端の鋼桁１のフランジ上面２とプレキャスト床版１０の接合部においても、同様に鋼桁１のフランジ上面２から突出したスタッドジベル３等のずれ止め部材が配置される。

１…鋼桁、２…フランジ上面、３…スタッドジベル（ずれ止め部材）、４…スタッドジベル頭部、５…ナット、６…網状筋、７…漏洩防止部材、８…充填材、１０…プレキャスト床版、１１…開口部、１２…凹部、１３…隙間、１４…端面、１５…ＰＣ鋼材、１６…定着具、１７…漏洩防止部材（スポンジ）、２７…漏洩防止部材（アングル）、Ｘ…橋軸方向、Ｙ…橋軸直角方向。

Claims (6)

1. 平面視において端面に窪んだ凹部を有し、橋軸直角方向に沿って並べて配置される一対のプレキャスト床版の前記端面のそれぞれを橋軸方向に延在する桁の上面に位置するように互いに対向させ、前記桁の前記上面から突出したずれ止め部材の全体が平面視において前記凹部の中に入るようにして、一対の前記プレキャスト床版を前記桁の上面に配置する配置工程と、
   前記凹部の中に充填材を充填することにより、一対の前記プレキャスト床版及び前記桁を互いに接合する接合工程と、を備えたプレキャスト床版の接合方法。
2. 前記配置工程では、一対の前記プレキャスト床版の前記凹部のそれぞれが互いに対向するようにして、一対の前記プレキャスト床版を前記桁の上面に配置する、請求項１に記載のプレキャスト床版の接合方法。
3. 前記接合工程の後に、前記桁及び前記プレキャスト床版により形成される橋梁の連続した一組の前記プレキャスト床版のそれぞれの内部を通り、前記連続した一組の前記プレキャスト床版の前記端面のそれぞれに交差するように配置された緊張材によって、前記連続した一組の前記プレキャスト床版に圧縮力を加えるポストテンション工程を更に備えた、請求項１又は２に記載のプレキャスト床版の接合方法。
4. 前記ずれ止め部材は、前記接合工程の後に前記桁から取り外すことが可能とされている、請求項１〜３のいずれか１項に記載のプレキャスト床版の接合方法。
5. 一対の前記プレキャスト床版の前記凹部のそれぞれの周囲において、前記プレキャスト床版及び前記桁の少なくともいずれかには、前記接合工程の前に、前記接合工程での前記充填材の漏洩を防止するための漏洩防止部材が配置される、請求項１〜４のいずれか１項に記載のプレキャスト床版の接合方法。
6. 橋軸方向に延在する桁と、
   前記桁の上面に橋軸直角方向に沿って並べて配置された一対のプレキャスト床版と、
   を備え、
   前記桁は、前記上面から突出したずれ止め部材を有し、
   一対の前記プレキャスト床版は、平面視において端面に窪んだ凹部を有し、一対のプレキャスト床版の前記端面のそれぞれが前記桁の前記上面に位置するように互いに対向し、前記ずれ止め部材の全体が平面視において前記凹部の中に入るようにして、前記桁の前記上面に配置されている、プレキャスト床版の接合構造。

Images