JP6683471B2

JP6683471B2 - プレキャスト床版、橋梁構造及び橋梁構造の形成方法

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Publication number: JP6683471B2
Application number: JP2015245291A
Authority: JP
Inventors: 一宮　利通; 利通一宮; 勝藤代; 早智子樽谷; 有寿渡邊; 達彦青山; 大野　俊夫; 俊夫大野; 英貞金治; 崇小坂
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2020-04-22
Anticipated expiration: 2035-12-16
Also published as: JP2017110399A

Description

本発明は、プレキャスト床版、橋梁構造及び橋梁構造の形成方法に関する。

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、鋼橋等の橋梁の床版として用いられている。例えば、特許文献１には、橋梁構造の形成方法が開示されている。特許文献１の方法では、壁高欄のための鉄筋を含む平板状のプレキャスト床版が配置される。配置されたプレキャスト床版の路端となる路端部位からプレキャスト床版の端部に至る範囲に、鉄筋を含むプレキャストコンクリート部材から形成された壁高欄が接合される。

特開２０１３−３６２０５号公報

ところで、壁高欄又は中央分離帯等の上部構造物とプレキャスト床版との境界に路面となる路面部位からの水が侵入すると、上部構造物の鉄筋が腐食し易い。

そこで本発明は、路面部位からの水に対する耐水性を高めることができるプレキャスト床版、橋梁構造及び橋梁構造の形成方法を提供することを目的とする。

本発明は、橋軸方向に延在し路面となる路面部位と、橋軸方向に延在し路端となる路端部位と、橋軸方向に延在する端部とを備えたプレキャスト床版であって、橋軸直角方向において、路端部位から端部に至る範囲の少なくとも一部に、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在する耐水部をさらに備え、耐水部は、セメントと、粒径５．０ｍｍ以下、絶乾密度２．５ｇ／ｃｍ^３以上、吸水率３．０％以下、粘度塊量１．０％以下、微粉分量２．０％以下、ＮａＣｌ含有量０．０２％以下、ＪＩＳＡ１１０５に規定された細骨材の有機不純物試験方法による有機不純物の試験結果が「淡い」、ＪＩＳＡ１１２２に規定された硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験方法による安定性が１０％以下、及びＪＩＳＡ５３０８付属書１に規定されたアルカリシリカ反応性による区分が区分Ａである骨材と、ＪＳＣＥ−Ｂ１０１−１９９９に規定された回収水以外の練混ぜ水と、ＪＩＳＡ６２０４に規定された高性能減水剤であるコンクリート用化学混和剤と、直径０．１〜０．２５ｍｍ、長さ１０〜２４ｍｍ及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の補強用繊維とを含む混合物が硬化した超高強度繊維補強コンクリートから形成されているプレキャスト床版である。

この構成によれば、プレキャスト床版は、橋軸直角方向において、路端部位から端部に至る範囲の少なくとも一部に、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在する耐水部を備え、耐水部は耐水性に優れた超高強度繊維補強コンクリートから形成されているため、耐水部から端部に至る範囲における路面部位からの水に対する耐水性を高めることができる。

この場合、耐水部は、路面部位と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向における路端部位から端部に至る全ての範囲において、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在していてもよい。

この構成によれば、耐水部は、路面部位と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向における路端部位から端部に至る全ての範囲において、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在しているため、広い範囲に亘って路面部位からの水に対する耐水性を確実に高めることができる。

また、耐水部は、路面部位と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向における路端部位から路端部位と端部との間の部位に至る範囲において、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在していてもよい。

この構成によれば、耐水部は、路面部位と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向における路端部位から路端部位と端部との間の部位に至る範囲において、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在しているため、少量の超高強度繊維補強コンクリートにより、路面部位からの水に対する耐水性を高めることができる。

また、耐水部は、橋軸直角方向における路端部位から路端部位と端部との間に至る範囲において、路端部位に接合され、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在している耐水部材により形成されていてもよい。

この構成によれば、耐水部は、橋軸直角方向における路端部位から路端部位と端部との間に至る範囲において、路端部位に接合され、路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在している耐水部材により形成されており、耐水部材のみが超高強度繊維補強コンクリートにより形成されていればよいため、最小限の量の超高強度繊維補強コンクリートにより、路面部位からの水に対する耐水性を高めることができる。

また、本発明は、上記本発明のプレキャスト床版の橋軸直角方向における路端部位から端部に至る範囲において、鉄筋を含み路面部位よりも上方に突出した上部構造物が形成された橋梁構造である。

この構成によれば、本発明のプレキャスト床版の橋軸直角方向における路端部位から端部に至る範囲において、鉄筋を含み路面部位よりも上方に突出した上部構造物が形成されているが、路面部位からの水の上部構造物への侵入は耐水部により防がれるため、上部構造物の鉄筋の腐食を防止することができる。

また、本発明は、本発明のプレキャスト床版を配置する配置工程と、配置工程により配置されたプレキャスト床版の橋軸直角方向における路端部位から端部に至る範囲において、鉄筋を含み路面部位よりも上方に突出した上部構造物を形成する上部構造物形成工程とを備えた橋梁構造の形成方法である。

本発明のプレキャスト床版、橋梁構造及び橋梁構造の形成方法によれば、路面部位からの水に対する耐水性を高めることができる。

第１実施形態に係るプレキャスト床版の路端部位、端部及び耐水部と、路端部位から端部に至る範囲において形成された壁高欄とを示す断面図である。第２実施形態に係るプレキャスト床版の路端部位、端部及び耐水部と、路端部位から端部に至る範囲において形成された壁高欄とを示す断面図である。第３実施形態に係るプレキャスト床版の路端部位、端部及び耐水部材と、路端部位から端部に至る範囲において形成された壁高欄とを示す断面図である。

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、鋼橋等の橋梁構造において、プレキャスト床版の路端部位からプレキャスト床版の端部に至る範囲に、上部構造物として壁高欄が形成される態様について主に説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る橋梁構造１０ａの形成方法の配置工程において、プレキャスト床版２０ａが配置される。

プレキャスト床版２０ａは、橋軸方向Ｘに延在し路面となる路面部位２１と、橋軸方向Ｘに延在し路端となる路端部位２３と、橋軸方向に延在する端部２２とを備える。プレキャスト床版２０ａは、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から端部２２に至る全ての範囲において、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在する耐水部２５を有する。耐水部２５は、路面部位２１と継目がなく一体に形成されている。耐水部２５により、路端部位２３の上に地覆２４が形成される。路面部位２１と耐水部２５との高さの差は、例えば、８０〜１２０ｍｍとすることができる。また、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から端部２２までの長さは、例えば３００〜５００ｍｍとすることができる。プレキャスト床版２０ａの内部には、壁高欄３０を形成するための鉄筋２８が含まれている。

耐水部２５を含むプレキャスト床版２０ａは、超高強度繊維補強コンクリートから形成されている。超高強度繊維補強コンクリートは、セメントと、骨材と、練混ぜ水と、コンクリート用化学混和剤と、補強用繊維とを含む混合物が硬化したコンクリートである。セメントには、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメント及び低熱ポルトランドセメントなどの使用が好ましい。

骨材は、粒径５．０ｍｍ以下、絶乾密度２．５ｇ／ｃｍ^３以上、吸水率３．０％以下、粘度塊量１．０％以下、微粉分量２．０％以下、ＮａＣｌ含有量０．０２％以下、ＪＩＳ（日本工業規格：Japanese IndustrialStandards）Ａ１１０５に規定された細骨材の有機不純物試験方法による有機不純物の試験結果が「淡い」、ＪＩＳＡ１１２２に規定された硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験方法による安定性が１０％以下、及びＪＩＳＡ５３０８付属書１に規定されたアルカリシリカ反応性による区分が区分Ａである骨材である。

練混ぜ水は、ＪＳＣＥ（土木学会：JapaneseSociety of Civil Engineers）−Ｂ１０１−１９９９に規定された回収水以外の水である。コンクリート用化学混和剤は、ＪＩＳＡ６２０４に規定された高性能減水剤である。

補強用繊維は、直径０．１〜０．２５ｍｍ、長さ１０〜２４ｍｍ及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の繊維である。補強用繊維には、例えば、鋼繊維や高強度アラミド繊維、炭素繊維等を用いることができる。

セメント、骨材、練混ぜ水、コンクリート用化学混和剤及び補強用繊維の配合例としては、例えば、補強用繊維を直径０．２ｍｍ、長さ１５ｍｍの鋼繊維を混入率２ｖｏｌ．％で混入させ、フロー値２６０ｍｍ、練混ぜ水１８０ｋｇ／ｍ^３、標準配合紛体２２５４ｋｇ／ｍ^３、補強用繊維１５７ｋｇ／ｍ^３、及び高性能減水剤２４ｋｇ／ｍ^３に配合することができる。標準配合紛体の構成範囲は、例えば、低熱ポルトランドセメント３３〜４５質量％、シリカフューム７〜２２質量％、中間粒子１０〜２４質量％及び骨材２８〜４２質量％とすることができる。

また、超高強度繊維補強コンクリートは、特に、マトリクスがセメントとポゾラン材及びエトリンガイト生成系材料からなるセメント（結合材）、骨材、練混ぜ水並びに高性能減水剤から構成することが好ましい。配合は、標準示方配合とすることが好ましい。補強用繊維は、直径０．２ｍｍ、長さ１５ｍｍ（製造誤差±２ｍｍ未満）及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼繊維と、直径０．２ｍｍ、長さ２２ｍｍ（製造誤差±２ｍｍ未満）及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の鋼繊維とを混合したものを１．７５ｖｏｌ．％混入させることが好ましい。超高強度繊維補強コンクリートの硬化後の各強度の特性値は，圧縮強度１８０Ｎ／ｍｍ^２、ひび割れ発生強度８Ｎ／ｍｍ^２、引張強度８．８Ｎ／ｍｍ^２とすることが好ましい。

当該超高強度繊維補強コンクリートの標準示方配合は、フロー値２５０±２０ｍｍ、結合材に対する練混ぜ水の比率が１５％、空気量２．０％、練混ぜ水１９５ｋｇ／ｍ^３、結合材１２８７ｋｇ／ｍ^３、骨材９０５ｋｇ／ｍ^３、高性能減水剤３２．２ｋｇ／ｍ^３、及び補強用繊維１３７．４ｋｇ／ｍ^３（１．７５ｖｏｌ．％）に配合することができる。

図１に示すように、第１実施形態に係る橋梁構造１０ａの形成方法の上部構造物形成工程において、配置工程により配置されたプレキャスト床版２０ａの橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から端部２２に至る範囲において、鉄筋３８を含み路面部位２１よりも上方に突出した上部構造物である壁高欄３０が形成される。壁高欄３０は、プレキャスト床版２０ａが配置された建築現場において、型枠の中にコンクリートが流し込まれることにより形成される。また、プレキャストコンクリート部材の壁高欄３０がプレキャスト床版２０ａの耐水部２５の上に接合されることにより形成されてもよい。

本実施形態によれば、プレキャスト床版２０ａは、橋軸直角方向Ｙにおいて、路端部位２３から端部２２に至る範囲の少なくとも一部に、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在する耐水部２５を備え、耐水部２５は耐水性に優れた超高強度繊維補強コンクリートから形成されているため、耐水部２５から端部２２に至る範囲における路面部位２１からの水に対する耐水性を高めることができる。

また、本実施形態によれば、耐水部２５は、路面部位２１と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から端部２２に至る全ての範囲において、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在しているため、広い範囲に亘って路面部位２１からの水に対する耐水性を確実に高めることができる。

また、本実施形態によれば、プレキャスト床版２０ａの橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から端部２２に至る範囲において、鉄筋３８を含み路面部位２１よりも上方に突出した上部構造物である壁高欄３０が形成されているが、路面部位２１からの水の壁高欄３０への侵入は耐水部２５により防がれるため、壁高欄３０の鉄筋３８の腐食を防止することができる。

以下、本発明の第２実施形態について説明する。図２に示すように、第２実施形態に係る橋梁構造１０ｂの形成方法の配置工程において、プレキャスト床版２０ｂが配置される。プレキャスト床版２０ｂの耐水部２６は、路面部位２１と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から路端部位２３と端部２２との間の部位に至る範囲において、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在している。橋軸直角方向Ｙにおいて、耐水部２６の路端部位２３から路端部位２３と端部２２との間の部位に至る範囲は、例えば、路端部位２３から端部２２に至る範囲の５〜５０％とすることができる。耐水部２６を含むプレキャスト床版２０ｂが超高強度繊維補強コンクリートから形成されていること等のその他の事項については、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、耐水部２６は、路面部位２１と継目がなく一体に形成され、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から路端部位２３と端部２２との間の部位に至る範囲において、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在しているため、少量の超高強度繊維補強コンクリートにより、路面部位２１からの水に対する耐水性を高めることができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。図３に示すように、第３実施形態に係る橋梁構造１０ｃの形成方法の配置工程において、プレキャスト床版２０ｃが配置される。プレキャスト床版２０ｃの耐水部は、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から路端部位２３と端部２２との間に至る範囲において、路端部位２３に接合され、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在している耐水部材２７により形成されている。

耐水部材２７は、超高強度繊維補強コンクリートから形成されたプレキャスト部材である。耐水部材２７は、路端部位２３の近傍の路面部位２１を覆いつつ橋軸方向Ｘに延在している平板と、地覆２４を覆いつつ橋軸方向Ｘに延在している平板とが路端部位２３において直角に連結された形状を有する。橋軸直角方向Ｙにおいて、耐水部材２７の路端部位２３から路端部位２３と端部２２との間の部位に至る範囲は、例えば、路端部位２３から端部２２に至る範囲の５〜５０％とすることができる。

プレキャスト床版２０ｃの耐水部材２７以外の箇所は、超高強度繊維補強コンクリートではなく、一般的なコンクリートから形成することができる。耐水部材２７は、プレキャスト床版２０ｃが建築現場に配置される前に路端部位２３に接合されている。また、耐水部材２７は、プレキャスト床版２０ｃが配置された建築現場において、路端部位２３に接合されてもよい。また、耐水部材２７は、プレキャスト床版２０ｃが配置された建築現場において、路端部位２３に配置された型枠の中に超高強度繊維補強コンクリートが流し込まれることにより形成されてもよい。その他の事項については、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態によれば、耐水部は、橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から路端部位２３と端部２２との間に至る範囲において、路端部位２３に接合され、路面部位２１よりも上方に突出しつつ橋軸方向Ｘに延在している耐水部材２７により形成されており、耐水部材２７のみが超高強度繊維補強コンクリートにより形成されていればよいため、最小限の量の超高強度繊維補強コンクリートにより、路面部位２１からの水に対する耐水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、プレキャスト床版２０ａ，２０ｂ，２０ｃの橋軸直角方向Ｙにおける路端部位２３から端部２２に至る範囲において、上部構造物として壁高欄３０が形成されたが、上部構造物として鉄筋を含み路面部位２１よりも上方に突出した中央分離帯が形成されてもよい。

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…橋梁構造、２０ａ，２０ｂ，２０ｃ…プレキャスト床版、２１…路面部位、２２…端部、２３…路端部位、２４…地覆、２５…耐水部、２６…耐水部、２７…耐水部材、２８…鉄筋、３０…壁高欄（上部構造物）、３８…鉄筋、Ｘ…橋軸方向、Ｙ…橋軸直角方向。

Claims

橋軸方向に延在し路面となる路面部位と、前記橋軸方向に延在し路端となる路端部位と、前記橋軸方向に延在する端部とを備えたプレキャスト床版であって、
橋軸直角方向において、前記路端部位から前記端部に至る範囲の一部に、前記路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在する耐水部をさらに備え、
前記耐水部は、
セメントと、
粒径５．０ｍｍ以下、絶乾密度２．５ｇ／ｃｍ^３以上、吸水率３．０％以下、粘度塊量１．０％以下、微粉分量２．０％以下、ＮａＣｌ含有量０．０２％以下、ＪＩＳＡ１１０５に規定された細骨材の有機不純物試験方法による有機不純物の試験結果が「淡い」、ＪＩＳＡ１１２２に規定された硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験方法による安定性が１０％以下、及びＪＩＳＡ５３０８付属書１に規定されたアルカリシリカ反応性による区分が区分Ａである骨材と、
ＪＳＣＥ−Ｂ１０１−１９９９に規定された回収水以外の練混ぜ水と、
ＪＩＳＡ６２０４に規定された高性能減水剤であるコンクリート用化学混和剤と、
直径０．１〜０．２５ｍｍ、長さ１０〜２４ｍｍ及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の補強用繊維と、
を含む混合物が硬化した超高強度繊維補強コンクリートから形成され、
前記耐水部は、前記路面部位と継目がなく一体に形成され、前記橋軸直角方向における前記路端部位から前記路端部位と前記端部との間の前記路端部位と前記端部とを含まない部位に至る範囲のみにおいて、前記路面部位よりも上方に突出しつつ前記橋軸方向に延在している、プレキャスト床版。
橋軸方向に延在し路面となる路面部位と、前記橋軸方向に延在し路端となる路端部位と、前記橋軸方向に延在する端部とを備えたプレキャスト床版であって、
橋軸直角方向において、前記路端部位から前記端部に至る範囲の一部に、前記路面部位よりも上方に突出しつつ橋軸方向に延在する耐水部をさらに備え、
前記耐水部は、
セメントと、
粒径５．０ｍｍ以下、絶乾密度２．５ｇ／ｃｍ^３以上、吸水率３．０％以下、粘度塊量１．０％以下、微粉分量２．０％以下、ＮａＣｌ含有量０．０２％以下、ＪＩＳＡ１１０５に規定された細骨材の有機不純物試験方法による有機不純物の試験結果が「淡い」、ＪＩＳＡ１１２２に規定された硫酸ナトリウムによる骨材の安定性試験方法による安定性が１０％以下、及びＪＩＳＡ５３０８付属書１に規定されたアルカリシリカ反応性による区分が区分Ａである骨材と、
ＪＳＣＥ−Ｂ１０１−１９９９に規定された回収水以外の練混ぜ水と、
ＪＩＳＡ６２０４に規定された高性能減水剤であるコンクリート用化学混和剤と、
直径０．１〜０．２５ｍｍ、長さ１０〜２４ｍｍ及び引張強度２×１０^３Ｎ／ｍｍ^２以上の補強用繊維と、
を含む混合物が硬化した超高強度繊維補強コンクリートから形成され、
前記プレキャスト床版の前記耐水部以外の箇所は、超高強度繊維補強コンクリートではないコンクリートから形成され、
前記耐水部は、前記路端部位に接合された耐水部材により形成され、前記橋軸直角方向における前記路端部位から前記路端部位と前記端部との間の前記路端部位と前記端部とを含まない部位に至る範囲のみにおいて、前記路面部位よりも上方に突出しつつ前記橋軸方向に延在しており、
前記耐水部材は、前記路端部位の近傍の前記路面部位のみを覆いつつ前記橋軸方向に延在している平板と、前記耐水部により前記路端部位の上方に形成される地覆を覆いつつ前記橋軸方向に延在している平板とが前記路端部位において連結された形状を有する、プレキャスト床版。
請求項１又は２に記載のプレキャスト床版の前記橋軸直角方向における前記路端部位から前記端部に至る範囲において、鉄筋を含み前記路面部位よりも上方に突出した上部構造物が形成された橋梁構造。
請求項１又は２に記載のプレキャスト床版を配置する配置工程と、
配置工程により配置された前記プレキャスト床版の橋軸直角方向における前記路端部位から前記端部に至る範囲において、鉄筋を含み前記路面部位よりも上方に突出した上部構造物を形成する上部構造物形成工程と、
を備えた橋梁構造の形成方法。