JP6709914B2

JP6709914B2 - 合成桁とこれを用いて構築される橋梁

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Publication number: JP6709914B2
Application number: JP2016161054A
Authority: JP
Inventors: 智松岡
Original assignee: Landes Co Ltd
Current assignee: Landes Co Ltd
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2020-06-17
Anticipated expiration: 2036-08-19
Also published as: JP2018028229A

Description

本発明は、型鋼材とコンクリートとが一体となった合成桁と、これを用いて構築される橋梁とに関する。

橋梁は、橋台間、橋脚間や橋台と橋脚との間に架け渡した桁に対してコンクリートで床版を構成し、構築する。桁は、通常、型鋼材（Ｉ型、Ｈ型等）を用いる。例えばＨ型鋼材の桁は、フランジを水平に、ウェブを垂直にした姿勢で橋台間、橋脚間や橋台と橋脚との間に適当間隔で並べて掛け渡す。桁の間の開口は、Ｈ型鋼材の下方のフランジ間に型枠を架け渡して塞ぐ。そして、床版は、前記型枠上に構造用鉄筋を組んだ後、隣り合うＨ型鋼材と型枠とに囲まれる空間に現場打コンクリートを打設して構成する。橋梁は、床版の上に道路や欄干等を設けて構築される。型鋼材は、大部分が現場打コンクリートに埋没するが、下方のフランジが外部に露出する。

特許文献１は、鋼ウェブの下端に鋼製の下フランジを有し、前記鋼ウェブの上端に鉄筋コンクリート製の上フランジを有する合成桁を開示する（特許文献１・［請求項１］）。鉄筋コンクリート製の上フランジは、床版を構成する（特許文献１・［請求項２］）、又は橋軸方向に沿った受けフランジ部を設けて床版を支持する（特許文献１・［請求項３］）ほか、補強鋼材を予め埋設しておける（特許文献１・［請求項４］）。また、特許文献１は、鋼ウェブの下端に鋼製の下フランジを溶着し、前記鋼ウェブの上端に鉄筋コンクリート製の上フランジを打設した桁を支間に掛け渡すと共に、橋軸直角方向に並設させた上フランジに橋軸直角方向の横締めPC鋼線を貫通させて、上フランジを橋軸直角方向に締結させて構築する橋梁を開示する（特許文献１・請求項５）。

特許文献１が開示する合成桁は、鋼ウェブに上フランジを溶接する必要がなく、製造コストを削減できる。また、特許文献１が開示する合成桁は、鉄筋コンクリート製である上フランジを床版として構成できるので、橋梁構築の作業性を向上させ、工期短縮ができるほか、橋梁の構造高を小さくできる（特許文献１・［0022］）。更に、特許文献１が開示する合成桁は、上フランジに別体の床版を敷設することもできるが、それでも橋梁の構造高を小さくしたり、後期を短縮して橋梁の建設コストを削減できたりする（特許文献１・［0023］）。そして、特許文献１が開示する合成桁は、上フランジに現場打コンクリートを打設する際、補強鋼材を埋設させて圧縮荷重に対向できる桁を構成できる（特許文献１・［0025］）。

特開2007-126813号公報

特許文献１が開示する合成桁は、従来の型鋼材を桁としていた場合同様、鋼材が外部に露出する点に変わりがない。これは、外部に露出する鋼材に防錆対策が必要なことを意味する。また、鋼材に防錆対策（例えば防錆塗料を塗る）を施したとしても、経年劣化や流木等の衝突により塗装膜が剥がれ、錆を発生させる問題がある。鋼材とコンクリート製の上フランジとの組み合わせは、合成桁としての剛性を高くする点で評価できるが、従来同様に鋼材の防錆対策が必要な点は、改善の必要がある。

また、特許文献１が開示する合成桁は、例えばコンクリート製の上フランジに包まれる鋼ウェブ上縁に孔あき鋼板ジベル（11c）を設け、鋼材とコンクリート製の上フランジとの一体性を高めている（特許文献１・［0028］）。しかし、鋼材は上フランジから吊り下げられ、下端に鋼製の下フランジを有していることから、鋼材がコンクリート製の上フランジから抜け出す可能性が否めない。また、鋼材とコンクリート製の上フランジとを組み合わることによる合成桁としての剛性の向上が不十分である。

このほか、特許文献１が開示する合成桁は、コンクリート製の上フランジを打設して制作する（特許文献１・［0029］）ことから、桁高の抑制に限界がある。そこで、鋼材とコンクリートとを組み合わせた合成桁において、両者の一体性を高めると共に、鋼材の防錆対策を不要にすることを目的としながら、桁高をできるだけを抑えて橋梁の重量を軽減したり、橋梁を構築する際の施工を容易にしたりすることも踏まえて、使用する鋼材やコンクリートとの組み合わせ方について、検討した。

検討の結果開発したものが、ウェブの少なくとも下縁にフランジを有する型鋼材と、前記型鋼材のフランジを包み、ウェブを突出させるコンクリート底版とから構成される合成桁において、コンクリート底版は、型鋼材のフランジに対して上面が傾斜していることを特徴とする合成桁である。型鋼材は、既存のＴ型鋼材、Ｈ型鋼材又はＩ型鋼材のほか、例えば１枚の鋼板をウェブとし、フランジとなる鋼板を前記ウェブの端縁に取り付けた構成でもよい。ウェブは、複数枚あってもよい。ウェブ又はフランジは、肉厚としたり、別途補強部材（鋼棒又は鋼板）を取り付けたりすると、型鋼材の剛性及び構造強度が増加する。コンクリート底版を足場とする場合、型鋼材は、Ｔ型鋼材で、コンクリート底版がフランジを包む構成がよい。また、合成桁の剛性を高めたい場合、型鋼材は、Ｈ型鋼材又はＩ型鋼材で、コンクリート底版が一方のフランジを包む構成がよい。

型鋼材は、コンクリート底版に包まれるフランジに縦貫通孔を設けることにより、前記縦貫通孔を介してフランジの上下に分かれたコンクリート底版を連結させ、コンクリート底版との一体性を向上させる。縦貫通孔は、合成桁の延在方向に等間隔又は不等間隔で複数設ける。複数設けられる縦貫通孔それぞれは、フランジの上下に分かれたコンクリート底版を連結させることができればよく、円形開口のほか、細長いスリットでもよい。

また、型鋼材は、コンクリート底版に埋没しない又は一部が埋没する横貫通孔をウェブに設ける。横貫通孔は、合成桁間に打設する現場打コンクリートに埋設する主筋を型鋼材のウェブに掛合させる位置関係して、前記現場打コンクリートと型鋼材との一体性を向上させる。横貫通孔は、コンクリート底版に埋没させた一部を介してウェブの左右に分かれたコンクリート底版を連結させ、型鋼材とコンクリート底版との一体性を向上させる。横貫通孔は、合成桁の延在方向に等間隔又は不等間隔で複数設ける。複数設けられる横貫通孔それぞれは、ウェブの左右に分かれたコンクリート底版を連結させることができればよく、円形開口のほか、細長いスリットでもよい。

合成桁におけるコンクリート底版に圧縮力を導入する場合、コンクリート底版は、型鋼材と平行に延びるPC鋼材（PC鋼線やPC鋼棒等）を緊張状態で内蔵させる。PC鋼材は、紐状の鋼線、撚り線や細い帯体が例示できる。PC鋼材は、延在方向両方から引っ張って緊張状態とし、コンクリート底版の端面から突出する両端を切断して両端を定着具で位置固定すれば、緊張状態でコンクリート底版に内蔵できる。こうしてPC鋼材を緊張状態で内蔵させたコンクリート底版は、緊張状態のPC鋼材が縮む過程で型鋼材の延在方向に圧縮される。コンクリート底版は、型鋼材のフランジを包むことから幅広となる。このため、コンクリート底版に内蔵させるPC鋼材は、前記コンクリート底版の幅方向に複数を等間隔又は不等間隔で並べるとよい。

合成桁間に打設される現場打コンクリートと合成桁との一体性を高めるために、コンクリート底版は、打設される現場打コンクリートに埋設される定着筋を設ける。定着筋は、コンクリート底版から突出していればよいが、型鋼材のウェブを貫通又は跨いで、前記ウェブの左右に両端がコンクリート底版に埋没するＵ型配筋が好ましい。定着筋が型鋼材のウェブを貫通する場合、上述した横貫通孔を利用する。

コンクリート底版は、型鋼材のフランジに対して上面が傾斜していると、前記フランジを水平にして合成桁を橋梁間に架け渡した場合、打設した現場打コンクリートの下面がコンクリート底版の上面の転写形状となって傾斜し、前記現場打コンクリートの下面とコンクリート底版の上面とが水平方向に掛合する。上面の傾斜方向は自由で、上面全体が一方向に傾斜される構成、角度の異なる複数の傾斜面がある構成や、全体的に規則的又は不規則な凹凸からなる構成でもよい。また、コンクリート底版は、包んだ型鋼材のフランジを貫通する定着筋を設けると、自身の構造強度を強化しながら型鋼材との一体性を向上させる。

コンクリート底版は、上面から下がった型枠用段差面を左右両縁に設けると、対向する型枠用段差面に両縁を載せるように架け渡すだけで、埋設型枠が位置特定され、位置ずれも防止される。埋設型枠は、個々の幅を調整することにより、橋梁の全幅に応じて増減するコンクリート底版の隙間を容易に満たすことができる。コンクリート底版は、上面から下がった下受け段差面と、下面から上がった上掛け段差面とを左右両縁に割り振って設けると、上下に互い違いに張り出す下受け段差面と上掛け段差面とを上下に掛け合わせ、埋設型枠を用いることなく、現場打コンクリートを打設可能とし、また、隣り合う合成桁のコンクリート底版のみで橋梁の底版を構成可能にする。

本発明の合成桁を用いて構築される橋梁は、次のようになる。すなわち、並べた合成桁に対して現場打コンクリートを打設して構築する橋梁において、合成桁は、ウェブの少なくとも下縁にフランジを有する型鋼材と、前記型鋼材の下側のフランジを包み、ウェブを突出させるコンクリート底版とから構成され、それぞれを型鋼材の延在方向に向け、前記延在方向に直交して並べて橋台間、橋脚間や橋台と橋脚との間に架け渡した複数の合成桁に対して、コンクリート底版間に架け渡す埋設型枠と前記コンクリート底版とにわたって現場打コンクリートを打設することにより、型鋼材のウェブを前記現場打コンクリートに埋没させて構築したことを特徴とする橋梁である。

本発明の橋梁において、合成桁は、コンクリート底版に埋没しない又は一部が埋没する横貫通孔を型鋼材のウェブに設けてなり、前記横貫通孔に一部又は全部を通す主筋を現場打コンクリートに埋設する。打設された現場打コンクリートは、主筋により鉄筋コンクリートとなる。主筋は、型鋼材のウェブに溶接により固定できる。横貫通孔を通した主筋は、横貫通孔の内周縁に接してウェブを物理的に下支えし、更にウェブに溶接して固定することもできる。また、横貫通孔は、ウェブの左右に分かれた現場打コンクリートを連結させる。こうして、型鋼材と現場打コンクリートとは、一体性を向上させる。横貫通孔は、合成桁の延在方向に等間隔又は不等間隔で複数設ける。複数設けられる横貫通孔それぞれは、主筋を通すことができればよく、円形開口のほか、細長いスリットでもよい。

本発明の橋梁において、合成桁は、型鋼材のフランジに対してコンクリート底版の上面を傾斜させ、前記コンクリート底版の上面の転写形状となる現場打コンクリートの下面とコンクリート底版の上面とを水平方向に掛合させる。合成桁は、フランジを水平にして橋梁間に架け渡すことにより、打設した現場打コンクリートの下面がコンクリート底版の上面の転写形状となって傾斜し、前記現場打コンクリートの下面とコンクリート底版の上面とが水平方向に掛合させる。合成桁は、上面の傾斜方向が自由で、上面全体が一方向に傾斜される構成、角度の異なる複数の傾斜面がある構成、全体的に規則的又は不規則な凹凸からなる構成でもよい。

本発明の橋梁において、合成桁は、コンクリート底版から突出させて設けた定着筋を、主筋と共に現場打打コンクリートに埋設する。主筋は、上述したように、型鋼材のウェブに溶接して固定できるほか、定着筋にも溶接又は結束により固定できるので、安定して配置できる。また、定着筋及び主筋を埋設した現場打コンクリートの強度を向上させることができる。更に、定着筋及び主筋を介して型鋼材、コンクリート底版、そして現場打コンクリートが一体化される。

本発明の橋梁において、合成桁は、コンクリート底版の上面から下がった型枠用段差面を前記コンクリート底版の左右両縁に設けてなり、隣り合う合成桁の対向する型枠用段差面間に架け渡した埋設型枠と前記コンクリート底版とにわたって現場打コンクリートを打設した。これにより、埋設型枠が位置特定され、位置ずれも防止される。本発明の橋梁は、例えば主筋の配置等に際し、合成桁のコンクリート底版を足場とすることを想定しているから、作業者が埋設型枠を足蹴にしないように、埋設型枠の厚みより型枠用段差面を深くしておくとよい。

本発明の橋梁において、合成桁は、コンクリート底版の上面から下がった下受け段差面と、前記コンクリート底版の下面から上がった上掛け段差面とを前記コンクリート底版の左右両縁に割り振って設けてなり、隣り合う合成桁の対向する下受け段差面と上掛け段差面とを掛け合わせて連結されたコンクリート底版にわたって現場打コンクリートを打設した。これにより、橋梁の全幅の変化に応じながら、埋設型枠を用いることなく現場打コンクリートを打設し、橋梁を構築できる。本発明の橋梁は、埋設型枠を用いても、用いなくても、現場打コンクリートがコンクリート底版の上に打設されることに変わりがなく、桁高に違いがない。

本発明の合成桁は、型鋼材とコンクリート底版とを組み合わせた構成であるから、型鋼材のみの桁に比べて剛性が高くなり、例えば橋台と橋脚との間や橋脚間を長くできる。特に、型鋼材がＨ型鋼材又はＩ型鋼材であると、型鋼材単体の剛性が高くなり、合成桁としての剛性も向上する。剛性の高い合成桁は、型鋼材の反り（キャンバー）をなくす又は小さくできるため、前記反りを与える加工の労力や手間が軽減される。これは、合成桁の製造コストを低減させる効果をもたらす。また、本発明の合成桁は、コンクリート底版に緊張状態のPC鋼材を内蔵させて前記コンクリート底版に圧縮力を導入できる。これは、型鋼材を強制的に反らせてコンクリート底版に圧縮力を導入する場合に比べて簡便で、圧縮力導入に掛かるコストを低減させる効果をもたらす。

本発明の合成桁は、型鋼材の下側のフランジをコンクリート底版が包み込み、現場打ちされる本体コンリートと前記コンクリート底版とにより型鋼材を外部から隔離し、型鋼材の防錆対策を不要にする。コンクリート底版は、補強筋を内蔵し、現場打コンクリートは、主筋を内蔵してそれぞれ構造強度を高める。これに加えて、コンクリート底版及び現場打コンクリートにわたって型鋼材が内蔵されるため、橋梁を支える合成桁の剛性及び構造強度も向上する。このように、本発明の合成桁は、剛性及び構造強度に優れた橋梁を提供する。

また、コンクリート底版は、橋台間、橋脚間や橋台と橋脚との間に架け渡した足場として機能する。これにより、例えば主筋の配置や現場打コンクリートの打設等の現場作業が容易になる。特に型鋼材がＴ型鋼材であると、ウェブの上端にフランジがないので、コンクリート底版を足場とする前記現場作業が容易である。更に、コンクリート底版は、上面を洗い出し加工したり、接着剤を塗布したりして、現場打コンクリートとの一体性を高めたり、前記現場打コンクリートとの界面への水等の侵入を防ぎ、橋梁の耐久性を向上させことができる。

型鋼材のフランジに設けた縦貫通孔は、型鋼材とコンクリート底版との一体性を向上させて、プリテンション方式又はポストテンション方式により、コンクリート底版に圧縮力を導入しやすくする。型鋼材のウェブに設けた横貫通孔は、主筋を貫通させることで、前記主筋の配置の自由度を高める。一部がコンクリート底版に埋没した横貫通孔は、型鋼材とコンクリート底版との一体性を向上させるほか、型鋼材と現場打コンクリートの一体性を向上させ、型鋼材を介してコンクリート底版と現場打コンクリートとの一体性を高める。

型鋼材のウェブに設けた横貫通孔は、型鋼材と打設される現場打コンクリートとの一体性を向上させて、合成桁を含めた橋梁の構造強度や剛性を高める効果がある。コンクリート底版に設けられた定着筋は、主筋を溶接等により接続して位置固定する働きのほか、前記主筋同様に補強筋として、打設される現場打コンクリートの構造強度を向上させる。また、コンクリート底版に設けられた定着筋は、前記コンクリート底版と一体化して、合成桁を含めた橋梁の構造強度や剛性を高める効果がある。

コンクリート底版の傾斜した上面は、打設した現場打コンクリートの下面と前記コンクリート底版の上面とを水平方向に掛合させる。これにより、合成桁と打設された現場打コンクリートとの剪断ずれが防止され、前記剪断ずれを防止するために現場打コンクリートを厚くする必要がなくなり、結果として橋梁の桁高を低くし、橋梁を軽量化して、下部構造も簡素化できる。コンクリート底版の補強筋は、自身の構造強度を強化しながら型鋼材との一体性を向上させ、合成桁の構造強度や剛性を高める効果がある。

コンクリート底版に設けた型枠用段差面は、埋設型枠の位置ずれを防止して、コンクリート底版を足場として作業する作業者が足蹴にして埋設型枠をずらす虞をなくし、隣り合う合成桁のコンクリート底版同士に隙間があかないようにする。これは、ずれた埋設型枠や前記埋設型枠がずれて形成される隙間に作業者が足を取られないように安全性を確保する。型枠用段差面は、埋設型枠の厚みより深いと、埋設型枠がコンクリート底版の上面から突出しなくなり、作業者が埋設型枠を足蹴にする可能性がなくなる。

コンクリート底版は、予め工場で作られるため、現場打コンクリートに比べて品質や構造強度を高めやすい。本発明の橋梁は、合成桁のコンクリート底版を底版として構成するため、現場打コンクリートによる橋梁の底版より構造強度を高くでき、ひび割れを少なくする効果が得られる。特に、下受け段差面及び上掛け段差面を設けたコンクリート底版は、隣り合う合成桁のコンクリート底版を連結して橋梁の底版を構成するので、前記効果をよりよく享受できる。また、コンクリート底版を連結して底版を構成する橋梁は、埋設型枠を用いることなく、現場打コンクリートが打設できる利点があり、施工コストを低減させる効果も得られる。

本発明の合成桁を用いて構築される橋梁は、合成桁の型鋼材のウェブを埋没させて現場打コンクリートを打設するため、現場打コンクリートの打設による桁高の増加が抑えられる。また、型鋼材が現場打コンクリートに埋没することから、型鋼材が外部に露出しなくなり、従来必要だった型鋼材の防錆対策やメンテナンスが不要になる。更に、埋設型枠は、回収が不要なことから、回収するための足場や支保工等が不要になる。こうして、本発明の橋梁は、施工コストを低減できる効果を有する。

本発明を適用した合成桁の一例を表す斜視図である。本例の合成桁の右側面図である。本例の合成桁の平面図である。本例の合成桁の正面図である。本例の合成桁の正面付近のみを抜粋した部分右側面図である。本例の合成桁を構成するＴ型鋼材の斜視図である。別例１の合成桁の正面図である。別例１の合成桁の正面付近のみを抜粋した部分右側面図である。別例１の合成桁を構成するＨ型鋼材の斜視図である。本例の合成桁を橋台間に架け渡して並べた状態を表す右側面図である。本例の合成桁を橋台間に架け渡して並べた状態を表す正面図である。別例２の合成桁を橋台間に架け渡して並べた状態を表す正面図である。橋台間に架け渡して並べた本例の合成桁に主筋を配置した状態を表す右側面図である。橋台間に架け渡して並べた本例の合成桁に主筋を配置した状態を表す正面図である。現場打コンクリートを打設し、舗装面を形成し終えて橋梁を構築した状態を表す右側面図である。現場打コンクリートを打設し、舗装面を形成し終えて橋梁を構築した状態を表す正面図である。

以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明の合成桁１は、図１〜図６に見られるように、ウェブ21の下縁から左右に張り出すフランジ22を有するＴ型鋼材２と、前記Ｔ型鋼材２のフランジ22を包み、ウェブ21を上面33の左右中央から突出させるコンクリート底版３とから構成される。コンクリート底版３は、Ｔ型鋼材２のフランジ22を包み込む関係から、当然にＴ型鋼材２より長く、幅も広い。これから、本例の合成桁１は、長さ及び幅がコンクリート底版３の長さ及び幅に従う。

本例のＴ型鋼材２は、ウェブ21の延在方向に均等間隔で横貫通孔211を、左右に張り出すフランジ22それぞれの延在方向に均等間隔で縦貫通孔221を設けている（図６参照）。横貫通孔211は、ウェブ21の高さの半分を超える直径の円形開口で、一部をコンクリート底版３に埋め込んでいる。また、縦貫通孔221は、コンクリート底版３から突出させる定着筋32を通す直径の円形開口である。こうして、コンクリート底版３が横貫通孔211及び縦貫通孔221を通して繋がることにより、Ｔ型鋼材２とコンクリート底版３との一体性が高められている。

本例のコンクリート底版３は、左右両縁に設けられる型枠用段差面331,331を除いて、全体が扁平な台形断面である。埋設型枠56は、横並びの合成桁１,１それぞれの対向する型枠用段差面331に架け渡す（後掲図11参照）。コンクリート底版３は、縦方向及び横方向それぞれに均等間隔で並べた鋼棒からなる補強筋34を内蔵する。本例の補強筋34は、コンクリート底版３に圧縮力を与えるPC鋼材31の基準位置を提供したり、定着筋32の支持基礎を提供したりする。

PC鋼材31は、コンクリート底版３を形成する際、前記コンクリート底版３の正面及び背面から突出して前記正面側及び背面側に引っ張られることにより緊張状態となり、コンクリート底版３が形成された後、前記緊張状態を解除することで前記コンクリート底版３に圧縮力を与える。本例のPC鋼材31は、左右及び真ん中の３本を用意し、補強筋34のうち、横方向に延在する鋼棒に載せた位置で引っ張ることにより、前記３本を同じように緊張させ、コンクリート底版３に左右均等の圧縮力を与えている。

定着筋32は、Ｔ型鋼材２のウェブ21を跨いでコンクリート底版３から突出する鋼棒で、現場打コンクリート52に埋め込まれる主筋51を溶接して支持する。本例の定着筋32は、上端が結ばれた略U字状で、Ｔ型鋼材２のフランジ22に設けられた縦貫通孔221に貫通させた左右端を、コンクリート底版３が内蔵する補強筋34と溶接で接合している。本例の定着筋32は、縦貫通孔221に貫通させただけでＴ型鋼材２と接合していないが、コンクリート底版３を介して前記Ｔ型鋼材２との位置関係が固定されている。

本例のコンクリート底版３は、底面や型枠用段差面331,331を、包み込むＴ型鋼材２のフランジ22（図２中フランジ22と平行な基準線Ｌで代表）と平行にしながら、上面33のみを正面から背面にかけて上り勾配で傾斜させている。これにより、現場打コンクリート52は、前記上面33の範囲で下面521が傾斜し、前記下面521とコンクリート底版３の上面とを水平方向に掛合する。

ここで、本例のコンクリート底版３は、前記上面33以外の平面、例えば型枠用段差面331がフランジ22と平行になっている。これから、現場打コンクリート52は、コンクリート底版３の上面33の範囲を除いて下面521がフランジ22と平行に形成されるので、傾斜した上面33に沿って滑り落ちる虞がない。また、合成桁１は、複数並べるため、コンクリート底版３の上面33の傾斜を互い違いに並べると、現場打コンクリート52の下面521の傾きも互い違いとなり、傾斜した上面33に沿って滑り落ちる虞がない。

Ｔ型鋼材２とコンクリート底版３とで構成した本例の合成桁１は、コンクリート底版３の上方に邪魔がないため、コンクリート底版３を足場として利用しやすい。しかし、上縁が鋼板の切断端として開放されたウェブ21は剛性がそれほど高くできない。このため、例えば前記上縁に鋼棒又は鋼板を溶接したり、ウェブ21に鋼棒又は鋼板を溶接したり、更にウェブ21そのものの厚みを増す対策が検討される。

例えば図７〜図９に見られるように、Ｈ型鋼材４とコンクリート底版３とで構成した別例１の合成桁１は、ウェブ51の剛性が向上する。別例１の合成桁１は、本例の合成桁１（図１〜図６参照）のウェブ21の上端に、フランジ22と平行な鋼板を溶接した構成に等しい。Ｈ型鋼材４は、Ｔ型鋼材２に比べて断面係数が高いため、別例１の合成桁１は、本例の合成慶太１に比べて剛性が高くなっている。

別例１のＨ型鋼材４は、ウェブ41の延在方向に均等間隔で横貫通孔411を、左右に張り出す上下のフランジ42,42それぞれの延在方向に均等間隔で縦貫通孔421,421を設けている（図９参照）。横貫通孔411は、ウェブ21の高さの１/３程度の直径の円形開口で、一部をコンクリート底版３に埋め込んでいる。また、縦貫通孔421は、コンクリート底版３から突出させる定着筋32を通す直径の円形開口である。

コンクリート底版３は、略台形の断面形状、傾斜した上面33、左右縁に設けた型枠用段差面331,331、内蔵する補強筋34及びPC鋼材31は、本例の合成桁１同様である。定着筋32は、本例の合成桁１同様、上端が結ばれた略U字状である。しかし、上のフランジ42に設けた縦貫通孔421を貫通して上方に突出し、Ｈ型鋼材４の上のフランジ42を跨ぐ点が異なる（図７及び図８参照）。これにより、別例１の定着筋32は、Ｈ型鋼材４の上方で、現場打コンクリート52に埋め込まれる主筋51を溶接して支持できる。

橋梁５は、本例の合成桁１（図１〜図６参照）を用いて次の手順で構築される。まず、図10及び図11（図11中手前の橋台53及び舗装面57は図示略）に見られるように、横並びに並べた複数の合成桁１を橋台53,53間の支承531,531間に架け渡す。合成桁１は、従来同様、橋台53,53間の距離に合わせてコンクリート底版３の長さを設定する。また、合成桁１は、道幅を均等割した分割幅に合わせてそれぞれのコンクリート底版３の幅を設定する。コンクリート底版３の幅は、前記分割幅より小さくし、残余の隙間は埋設型枠56で塞ぐ（図11参照）。

埋設型枠56の幅は調整自在なので、隣り合う合成桁１のコンクリート底版３が形成する隙間が多少増減しても構わない。また、本発明の合成桁１は、コンクリート底版３を広幅にできるため、隣り合う合成桁１,１が形成する隙間は比較的小さい。これにより、前記隙間を塞ぐ埋設型枠56は、従来に比べて狭幅のコンクリート版で済み、型枠段差面331で安定して支持できるため、支保工が不要になる。これが、工期の短縮や施工コストの低減等の実用的な効果をもたらす。

ここで、図12に見られ別例２の合成桁１のように、コンクリート底版３の左右縁に対となる下受け段差面332及び上掛け段差面333を設け、隣り合う合成桁１の下受け段差面332及び上掛け段差面333を掛け合わせて隙間をなくすこともできる。別例３の下受け段差面332は、コンクリート底版３の半分の厚みで、上面33に連続して左方向に張り出す断面方形の凸条の下面である。また、別例３の上掛け段差面333は、コンクリート底版３の半分の厚みで、底面に連続して右方向に張り出す断面方形の凸条の上面である。下受け段差面332及び上掛け段差面333は、シール材等を介装して上下に掛け合わせる。

下受け段差面332及び上掛け段差面333を形成するそれぞれの凸条は、張り出し長さが同じである。このため、下受け段差面332及び上掛け段差面333は、全面を対向させてシール材を介装させることにより隙間を完全になくすことができる。下受け段差面332及び上掛け段差面333は、シール材を挟むように掛け合わすことができれば、隙間を塞ぐことができる。これから、合成桁１は、下受け段差面332及び上掛け段差面333が掛け合わせる範囲で左右間隔を調整できる。

本例の合成桁１は、上面33が一方向に傾斜している。このため、複数の合成桁１を並べる場合、傾斜方向が互い違いになるようにする。本例の場合、正面側（図11中紙面手前側）から見て左端、中央及び右端の合成桁１の上面33は背面側（図11中紙面奥側）から正面側に傾斜させ、前記合成桁１に挟まれる左端から２番目及び右端から２番目の合成桁１の上面33は正面側から背面側に傾斜させている。これにより、各合成桁１の上面33の転写形状となる現場打コンクリート52の下面521も互い違いに傾斜して、ずれなく合成桁１の上面33と掛合できる。

次に、図13及び図14（図14中手前の橋台53及び舗装面57は図示略）に見られるように、橋台53,53間に架け渡した合成桁１に対し、縦方向（合成桁１の延在方向）及び横方向（合成桁１の延在直交方向）に伸びる鋼棒を主筋51として配置する。本例の場合、横方向に延びる主筋51の鋼棒は、Ｔ型鋼材１のウェブ21に設けられた横貫通孔211に通し、前記横貫通孔211の内周縁に当てて溶接により固定する。また、縦方向又は横方向に延びる主筋51の鋼棒相互を溶接により接合したり、前記鋼棒を合成桁１の定着筋32に溶接して固定したりする。合成桁１のコンクリート底版３は、こうした主筋41を配置する作業の足場として利用できる。

従来の橋梁の構築では、主筋の配置に際して別途足場を組む必要があった。また、従来の橋梁の構築では、前記足場が邪魔となり、縦方向及び横方向に鋼棒を通すことが難しかったり、鋼棒相互を溶接して結合することが難しかったりした。本例は、型枠段差面331を除き、ほぼ同一平面を構成する上面33が広く足場を提供するため、主筋51を配置する作業が容易になる。これが、工期の短縮や施工コストの低減等の実用的な効果をもたらす。ここで、埋設型枠56は、足場となる上面33より下がった位置にあるため、主筋51を配置する作業の邪魔にならず、また位置ずれしない。

こうして、主筋51の配置が終わると、埋設型枠56やコンクリート底版３を底として現場打コンクリート52を打設し、主筋51と共に、Ｔ型鋼材２のウェブ21や前記コンクリート底版３から突出する定着筋32を一体に前記現場打コンクリート42に埋没する。コンクリート底版３は、現場打コンクリート42との密着性を高めるため、上面33を洗い出しにより粗雑面としたり、コンクリート用の接着剤を塗布したりするとよい。こうした洗い出しや接着剤の塗布は、作業対象となるコンクリート底版３以外を足場として、容易に実施できる。

打設した現場打コンクリート42の養生を経れば、図15及び図16（図16中手前側の橋台53、舗装面57及び伸縮装置54は図示略）に見られるように、舗装面55を形成して橋梁５を完成させる。舗装面55は、橋梁５に連続する道路面57,57と面一で、前記道路面57との間に、従来公知の伸縮装置54を介在させる。本例の橋梁５は、説明の便宜上図示を省略しているが、舗装面55を車道とすれば、このほか歩道や車道地覆（図示略）が設けられる。

本例の橋梁５は、合成桁１の高さより若干高い程度の桁高で、従来の合成桁により構築された橋梁に比べて低いことが分かる。また、合成桁１を構成するＴ型鋼材２に加え、コンクリート底版３から突出する定着筋32や施工時に配置される主筋51は、いずれも現場打コンクリート52に包まれ、外部に露出しない。これは、本発明の合成桁１を用いて構築される橋梁５に鋼材の防錆対策が原則不要であることを意味し、橋梁５の施工コストや管理コストを低減する効果をもたらしている。

本例の橋梁５は、説明の便宜上、対となる橋台53,53間に合成桁１を架け渡す構成である。しかし、対となる橋台53,53間に橋脚があれば、合成桁１を橋台53と橋脚の間や橋脚間に架け渡すことにより、従来同様、長大な橋梁を構築することもできる。この場合、橋台間、橋脚間や橋台と橋脚との間それぞれに架け渡す合成桁１により得られる効果は、本例同様得られる。むしろ、架け渡す合成桁１の数が増大することにより、全体でのコスト低減が増大し、本発明の効果をより享受できる。

１合成桁
２型鋼材
21 ウェブ
22 フランジ
３コンクリート底版
31 PC鋼材
32 定着筋
33 上面
34 補強筋
４型鋼材
41 ウェブ
42 フランジ
５橋梁
51 主筋
52 現場打コンクリート
53 橋台
54 伸縮装置
55 舗装面
56 埋設型枠
57 道路面
Ｌフランジと平行な基準線

Claims

ウェブの少なくとも下縁にフランジを有する型鋼材と、
前記型鋼材のフランジを包み、ウェブを突出させるコンクリート底版とから構成される合成桁において、
コンクリート底版は、型鋼材のフランジに対して上面が傾斜していることを特徴とする合成桁。
型鋼材は、Ｔ型鋼材であり、コンクリート底版がフランジを包む請求項１記載の合成桁。
型鋼材は、Ｈ型鋼材又はＩ型鋼材であり、コンクリート底版が一方のフランジを包む請求項１記載の合成桁。
型鋼材は、コンクリート底版に包まれるフランジに縦貫通孔を設けた請求項１〜３いずれか記載の合成桁。
型鋼材は、コンクリート底版に埋没しない又は一部が埋没する横貫通孔をウェブに設けた請求項１〜４いずれか記載の合成桁。
コンクリート底版は、型鋼材と平行に延びるPC鋼材を緊張状態で内蔵させている請求項１〜５いずれか記載の合成桁。
コンクリート底版は、打設される現場打コンクリートに埋設される定着筋を設けた請求項１〜６いずれか記載の合成桁。
コンクリート底版は、包んだ型鋼材のフランジを貫通する定着筋を設けた請求項１〜７いずれか記載の合成桁。
コンクリート底版は、上面から下がった型枠用段差面を左右両縁に設けた請求項１〜８いずれか記載の合成桁。
コンクリート底版は、上面から下がった下受け段差面と、下面から上がった上掛け段差面とを左右両縁に割り振って設けた請求項１〜９いずれか記載の合成桁。
並べた合成桁に対して現場打コンクリートを打設して構築する橋梁において、
合成桁は、ウェブの少なくとも下縁にフランジを有する型鋼材と、
前記型鋼材の下側のフランジを包み、ウェブを突出させるコンクリート底版とから構成され、型鋼材のフランジに対してコンクリート底版の上面を傾斜させ、前記コンクリート底版の上面の転写形状となる現場打コンクリートの下面とコンクリート底版の上面とを水平方向に掛合させてなり、
それぞれを型鋼材の延在方向に向け、前記延在方向に直交して並べて橋台間、橋脚間や橋台と橋脚との間に架け渡した複数の合成桁に対して、コンクリート底版間に架け渡す埋設型枠と前記コンクリート底版とにわたって現場打コンクリートを打設することにより、型鋼材のウェブを前記現場打コンクリートに埋没させて構築したことを特徴とする橋梁。
合成桁は、コンクリート底版に埋没しない又は一部が埋没する横貫通孔を型鋼材のウェブに設けてなり、前記横貫通孔に一部又は全部を通す主筋を現場打コンクリートに埋設した請求項11記載の橋梁。
合成桁は、コンクリート底版から突出させて設けた定着筋を、主筋と共に現場打コンクリートに埋設した請求項11又は12いずれか記載の橋梁。
合成桁は、コンクリート底版の上面から下がった型枠用段差面を前記コンクリート底版の左右両縁に設けてなり、隣り合う合成桁の対向する型枠用段差面間に架け渡した埋設型枠と前記コンクリート底版とにわたって現場打コンクリートを打設した請求項11〜13いずれか記載の橋梁。
合成桁は、コンクリート底版の上面から下がった下受け段差面と、前記コンクリート底版の下面から上がった上掛け段差面とを前記コンクリート底版の左右両縁に割り振って設けてなり、隣り合う合成桁の対向する下受け段差面と上掛け段差面とを掛け合わせて連結されたコンクリート底版にわたって現場打コンクリートを打設した請求項11〜13いずれか記載の橋梁。