JP6820208B2 - プレキャストコンクリートブロックの接合部構造及びプレキャストコンクリートブロックの接合構造体 - Google Patents

Description

本発明は、プレキャストコンクリートブロックの接合部構造及びプレキャストコンクリートブロックの接合構造体に関する。

橋梁の床版を構築する手法の一つとして、例えば図５及び図６に示すように鋼製桁１上に複数のプレキャストコンクリート床版（プレキャストコンクリートブロック）２を敷き並べ、隣り合うプレキャストコンクリート床版２の端部の間（接合部Ｓ）にコンクリート３を打設して一体形成する手法が知られている。

また、各プレキャストコンクリート床版２は、例えば、床版本体２ａの接合端面から突出するループ状継手４を設けて形成され、各プレキャストコンクリート床版２の鋼製桁１と重なる部分に貫通孔２ｂを設けて形成される。

そして、橋梁の床版（プレキャストコンクリートブロックの接合構造体）を構築する際に、鋼製桁１の上フランジに植設したスタッドを貫通孔２ｂに挿通させつつ複数のプレキャストコンクリート床版２を所定位置に敷き並べる。この状態で、互いに隣り合うプレキャストコンクリート床版２の接合端面から突出するループ状継手４が橋軸直交方向の幅方向に重なり合い、これらループ状継手４の内部に補強鉄筋（配力筋）５を取り付ける。

最後に、スタッドを挿通した貫通孔２ｂに無収縮モルタルを充填し、さらに隣り合うプレキャストコンクリート床版２の間の接合部Ｓにそれぞれ間詰めコンクリート３を充填することにより、隣り合うプレキャストコンクリート床版２同士、複数のプレキャストコンクリート床版２と鋼製桁１を一体に接合してなる橋梁の床版を構築することができる（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。

特開２０１２−２６０８８号公報 特開２０１０−２３６２５８号公報 特開２００９−２６４０４０号公報

しかしながら、上記従来の橋梁の床版においては、ループ状継手と間詰めコンクリートを用いて隣り合うプレキャストコンクリート床版を接合するため、ループ状継手（継手部）によって床版厚が決まる。すなわち、ループ状継手は、重ね継手よりも継手長を短くすることができるという大きな利点を有する反面、そのループ形状に応じて床版厚を設定せざるを得ず、一般に床版厚が大きくなる。

また、ループ状継手内への補強鉄筋の設置、間詰コンクリートの打設、養生などの現場作業が必要であり、現場作業を極力減らし、施工性のさらなる向上を図ることが強く求められていた。

本発明は、上記事情に鑑み、従来より効率的に橋梁の床版などのプレキャストコンクリートブロックの接合構造体を構築することを可能にするとともにその厚さの設定自由度を高めることを可能にするプレキャストコンクリートブロックの接合部構造及びこれを備えたプレキャストコンクリートブロックの接合構造体を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明のプレキャストコンクリートブロックの接合部構造は、隣り合う一方のプレキャストコンクリートブロックの接合端面から嵌合凸部を突出させた状態で一方のプレキャストコンクリートブロックに一体に埋設される雄継手と、隣り合う他方のプレキャストコンクリートブロックの接合端面に嵌合凹部の開口部を開口させた状態で他方のプレキャストコンクリートブロックに一体に埋設される雌継手とを備え、且つ、前記雄継手が、棒状の雄側軸部と、前記雄側軸部の先端から軸線方向外側に突出する棒状の前記嵌合凸部と、前記雄側軸部の後端側に螺着されるナットと、前記雄側軸部の外周を被覆するように取り付けられる筒状体とを備え、前記雌継手が、後部側に小径部、前部側に大径部を設けて形成された筒状の前記嵌合凹部と、棒状の雌側軸部、前記雌側軸部の先端側に設けられ、前記嵌合凹部の小径部の内面に施された雌ネジに螺合させる雄ネジ部、前記雌側軸部の後端側に設けられた定着部からなる定着ボルトと、前記嵌合凹部の大径部の内部に挿入配置される筒状の介装材と、軸線方向先端側から後端側に向かうに従い漸次その外径が大となるように形成され、先端側を前記介装材の後端側の内孔に嵌合させつつ前記嵌合凹部の大径部の内部に挿入配置されくさび材と、前記嵌合凹部の内部に配設されるとともに、前記嵌合凹部の大径部、小径部を繋ぐ段部と前記くさび材の後端との間に配設される環状のバネ部材とを備え、隣り合うプレキャストコンクリートブロックの互いの前記雄継手の嵌合凸部と前記雌継手の嵌合凹部とが嵌合接続され、隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士が接合されるように構成されていることを特徴とする。

また、本発明のプレキャストコンクリートブロックの接合部構造においては、前記雄側軸部と前記筒状体の隙間にプレグラウト樹脂が注入されていることが望ましい。

本発明のプレキャストコンクリートブロックの接合構造体は、上記のいずれかのプレキャストコンクリートブロックの接合部構造を備え、隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士が前記プレキャストコンクリートブロックの接合部構造で接合されていることを特徴とする。

また、本発明のプレキャストコンクリートブロックの接合構造体においては、前記雄継手と前記雌継手が、隣り合うプレキャストコンクリートブロックの接合端面同士を密着させる方向の軸力を付加して接続されてなることが望ましい。

さらに、本発明のプレキャストコンクリートブロックの接合構造体においては、前記プレキャストコンクリートブロックがプレキャストコンクリート床版であることが望ましい。

本発明のプレキャストコンクリートブロックの接合部構造及びこれを備えたプレキャストコンクリートブロックの接合構造体においては、順次プレキャストコンクリートブロックを設置するとともにスライド移動させ、隣り合うプレキャストコンクリートブロックに設けられた雄継手と雌継手を嵌合させることにより、互いの接合端面が面接触した好適な状態にして隣り合うプレキャストコンクリートブロックを容易に接合することが可能になる。

そして、このように隣り合うプレキャストコンクリートブロックを接合することにより、容易に且つ効率的にプレキャストコンクリートブロックの接合構造体を構築することが可能になる。

また、雄継手と雌継手の嵌合によって隣り合うプレキャストコンクリートブロックを接合できるため、従来のループ状継手を用いた場合のように接合部がその厚さの設定要素となることがなく、設計自由度の高いプレキャストコンクリートブロックの接合構造体を実現できる。

本発明の一実施形態に係る橋梁の床版（プレキャストコンクリートブロックの接合構造体）、プレストレストコンクリート床板の接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）を示す平面図である。 本発明の一実施形態に係るプレストレストコンクリート床板の接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るプレストレストコンクリート床板の接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）の介装材：図３（ａ）、くさび材：図３（ｂ）、皿バネ（バネ部材）：図３（ｃ）の一例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る橋梁の床版（プレキャストコンクリートブロックの接合構造体）、接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）を示す斜視図である。 従来のループ状継手を用いた橋梁の床版（プレキャストコンクリートブロックの接合構造体）、接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）を示す斜視図である。 従来のループ状継手を備えたプレキャストコンクリート床版の接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）を示す断面図である。

以下、図１から図４を参照し、本発明の一実施形態に係るプレキャストコンクリートブロックの接合部構造及びこれを備えたプレキャストコンクリートブロックの接合構造体について説明する。
ここで、本実施形態では、本発明に係るプレキャストコンクリートブロックの接合構造体が道路橋や鉄道橋などの橋梁の床版、本発明に係るプレキャストコンクリートブロックの接合部構造がプレキャストコンクリート床版の接合部構造であるものとして説明を行う。

本実施形態の橋梁の床版（プレキャストコンクリートブロックの接合構造体）Ａは、図１から図４に示すように、従来と同様、鋼製桁１上に複数のプレキャストコンクリート床版（プレキャストコンクリートブロック）２を敷き並べ、隣り合うプレキャストコンクリート床版２の端部同士を接合して構成される。

一方、本実施形態のプレキャストコンクリート床版の接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）Ｂは、従来のループ状継手、間詰めコンクリートを用いず、プレストレストコンクリート床版２に雄継手１０と雌継手１１を設け、隣り合う一方のプレストレストコンクリート床版２の雄継手１０と、他方のプレストレストコンクリート床版２の雌継手１１と嵌合させて隣り合う一対のプレキャストコンクリート床版２を接合するように構成されている。

より具体的に、本実施形態の雄継手１０は、円柱棒状の雄側軸部１２と、雄側軸部１２の先端から軸線Ｏ１方向外側に突出する円柱棒状のピン部（嵌合凸部）１３と、雄側軸部１２の後端側に螺着されるナット（定着部）１４と、支圧板（定着部）２５と、雄側軸部１２の外周を被覆するように取り付けられる筒状体１５と、雄側軸部１２と筒状体１５の間に充填されるプレグラウト樹脂２４とを備えて構成されている。
なお、例えば、筒状体１５にはポリエチレン管、プレグラウト樹脂２４にはエポキシ樹脂などが用いられる。

そして、この雄継手１０は、雄側軸部１２及び雄側軸部１２に取り付けた筒状体１５をコンクリートに埋設し、ピン部１３を接合端面から直交方向外側に突出させ、プレキャストコンクリート床版２の所定位置に一体に設けられている。

また、プレキャストコンクリート床版２には、上面（または下面）から上下方向内側に凹む箱抜き部（操作凹部）１６が形成され、この箱抜き部１６に雄側軸部１２の後端側が突出して露出し、ナット１４を螺着可能に構成されている。なお、雄継手１０は、プレキャストコンクリート床版２の接合端面側に複数設けられている。

本実施形態の雌継手１１は、後部側に小径部１７ａ、前部側に大径部１７ｂを設けて形成された略円筒状のケース（嵌合凹部）１７と、円柱棒状の雌側軸部１８ａ、雌側軸部１８ａの先端側に設けられ、ケース１７の小径部１７ａの内面に施された雌ネジに螺合させる雄ネジ部１８ｂ、雌側軸部１８ａの後端側に設けられ、雄継手１０の定着部と同様に支圧板２５、ナット１４（定着部１８ｃ）からなる定着ボルト１８とを備えている。

この雌継手１１は、定着ボルト１８の先端側の雄ネジ部１８ｂを小径部１７ａに螺合させてケース１７と定着ボルト１８を一体にし、ケース１７の大径部１７ｂの先端の開口部が接合端面に開口するようにして、プレキャストコンクリート床版２の接合端面側に一体に埋設されている。

さらに、雌継手１１は、ケース１７の大径部１７ｂの内径と略同等の外径を備えて円筒状に形成され、大径部１７ｂの内部に挿入配置される略円筒状の介装材１９と、軸線Ｏ１方向先端側から後端側に向かうに従い漸次その外径が大となるように形成され、先端側を介装材１９の後端側の内孔に嵌合させつつケース１７の大径部１７ｂの内部に挿入配置されるくさび材２０と、ケース１７の大径部１７ｂの内部に配設されるとともに、ケース１７の大径部１７ｂ、小径部１７ａを繋ぐ段部１７ｃとくさび材２０の後端の間に配設される略円環状の皿バネ（バネ部材）２１とを備えている。また、くさび材２０にはスリット２０ａが設けられ、雄継手１０が押し込まれた際に拡径可能となっている。
なお、図２中の符号２３は定着部補強鉄筋を示す。また、図３（ａ）に介装材１９、図３（ｂ）にくさび材２０、図３（ｃ）に皿バネ（バネ部材）２１の一例をそれぞれ示す。

上記構成からなる接合部構造Ｂを備えた複数のプレキャストコンクリート床版２を鋼製桁１上に敷き並べて橋梁の床版Ａを構築する際には、隣り合う一方のプレキャストコンクリート床版２を所定位置に設置された段階で他方のプレキャストコンクリート床版２を鋼製桁１上に載せ、一方のプレキャストコンクリート床版２の横に並設する。

そして、例えば図４に示すように、ポンプ２２ａ、油圧ジャッキ２２ｂ、鋼製ガイド２２ｃ等を備えた床版接合装置２２を用い、また、プレキャストコンクリート床版２の貫通孔２ｂを利用し、鋼製ガイド２２ｃでスライド移動方向を制御しつつ油圧ジャッキ２２ｂで一方のプレキャストコンクリート床版２の接合端面に他方のプレキャストコンクリート床版２の接合端面を面接触させるように他方のプレキャストコンクリート床版２をスライド移動させる。

このように他方のプレキャストコンクリート床版２をスライド移動させるとともに、一方のプレキャストコンクリート床版２と他方のプレキャストコンクリート床版２の互いの接合端面側に設けられた雄継手１０のピン部１３を雌継手１１のケース１７、くさび材２０の先端側に挿入して嵌合させる。

また、このとき、隣り合う一方のプレキャストコンクリート床版２と他方のプレキャストコンクリート床版２の接合端面同士が面接触し、雄継手１０のピン部１３が雌継手１１のくさび材２０の内部に押し込まれることによりくさび材２０が拡径し、くさび材２０が拡径した後、皿バネ２１によって縮径する方向に押し戻され、介装材１９ひいてはケース１７に圧着される。

なお、本実施形態のプレキャストコンクリート床版の接合部構造Ｂにおいては、例えば、軸部１２、１８がＭ３０の雄継手１０、雌継手１１を用いた場合に、１０〜１５ｋＮの挿入力（くさび材２０の内部への押込力）で約６００ｋＮの締結力を得ることができる。すなわち、小さな挿入力で非常に大きな締結力（接合力）を得ることができる。

さらに、接合端面同士を面接触させた後に箱抜き部１６から雄継手１０の定着部としてのナット１４を螺入操作する。このようにナット１４を螺入して締め付けると、雄側軸部１２が筒状体１５で被覆された状態でコンクリートに埋設されているため、雄継手１０（及び雌継手１１）に軸力が付加され、この軸力によって一方のプレキャストコンクリート床版２と他方のプレキャストコンクリート床版２の互いの接合端面が大きな力で密着し、強固に接合される。

これにより、本実施形態のプレキャストコンクリート床版の接合部構造Ｂ及び橋梁の床版Ａにおいては、順次プレキャストコンクリート床版２を設置するとともにスライド移動させ、隣り合うプレキャストコンクリート床版２に設けられた雄継手１０と雌継手１１を（ワンタッチで）嵌合接続することにより、互いの接合端面が面接触した好適な状態で容易に隣り合うプレキャストコンクリート床版２を接合することが可能になる。

そして、このように隣り合うプレキャストコンクリート床版２を接合しながら複数のプレキャストコンクリート床版２を鋼製桁１上に敷き並べてゆくことにより、容易に橋梁の床版Ａを構築することが可能になる。よって、従来と比較し、大幅に効率的に橋梁の床版Ａを構築することが可能になる。

また、雄側軸部１２に筒状体１５を取り付け、雄側軸部１２と筒状体１５の間にプレグラウト樹脂２４が充填された状態で雄継手１０がプレキャストコンクリート床版２に一体に埋設されていることにより、さらに、このプレグラウト樹脂２４が硬化中で流動性を保持した状態（粘弾性体）で、雄側軸部１２がプレグラウト樹脂２４中を移動可能であることによって、多少の施工誤差、位置決め誤差を吸収することができる。この点からも施工性の向上を図ることが可能になる。さらに、雄側軸部１２に筒状体１５を取り付け、雄側軸部１２と筒状体１５の間にプレグラウト樹脂２４が充填された状態で雄継手１０がプレキャストコンクリート床版２に一体に埋設されていることにより、箱抜き部１６から雄継手１０のナット１４を螺入操作すると、雄継手１０（及び雌継手１１）に軸力を付加することができ、この軸力を締め付け力として隣り合うプレキャストコンクリート床版２をより強固に接合することが可能になる。

よって、本実施形態のプレキャストコンクリート床版の接合部構造Ｂ及び橋梁の床版Ａによれば、従来より効率的に橋梁の床版を構築することが可能になるとともに、ループ状継手を用いずに強固にプレキャストコンクリート床版２同士を接合できるため、床版厚の設定自由度を高めることも可能になる。

また、雄継手１０と雌継手１１を嵌合接続して複数のプレキャストコンクリート床版２を一体に接合し、橋梁の床版Ａを形成するため、橋梁の床版Ａ全体や、一部のプレキャストコンクリート床版２の交換が必要になった場合に、例えば目地部からカッターなどで雄継手１０を切断するだけで容易にプレキャストコンクリート床版２を個別に取り外すことができ、新たなプレキャストコンクリート床版２を設置して更新することができる。よって、従来と比較し、メンテナンス性を大幅に向上させることが可能になる。

以上、本発明に係る本実施形態のプレキャストコンクリートブロックの接合部構造及びこれを備えたプレキャストコンクリートブロックの接合構造体の一実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、本実施形態では、プレキャストコンクリートブロックの接合構造体が道路橋や鉄道橋などの橋梁の床版、プレキャストコンクリートブロックの接合部構造がプレキャストコンクリート床版の接合部構造であるものとして説明を行ったが、必ずしも、本発明に係るプレキャストコンクリートブロックの接合構造体を橋梁の床版、本発明に係るプレキャストコンクリートブロックの接合部構造をプレキャストコンクリート床版の接合部構造に限定しなくてもよい。
例えば、大型のプレキャストボックスカルバートにおいて断面を分割して施工する場合等に本発明を適用してもよい。言い換えれば、プレキャストコンクリートブロックの継手において、軸力だけでなく、曲げモーメントとせん断力を伝達する継手にはすべて本発明が適用可能である。

１ 鋼製桁（桁）
２ プレキャストコンクリート床版（プレキャストコンクリートブロック）
２ａ 床版本体（プレキャストコンクリートブロック本体）
２ｂ 貫通孔
３ コンクリート
４ ループ状継手
５ 補強鉄筋（配力筋）
１０ 雄継手
１１ 雌継手
１２ 雄側軸部
１３ ピン部（嵌合凸部）
１４ ナット（定着部）
１５ 筒状体
１６ 箱抜き部（操作凹部）
１７ ケース（嵌合凹部）
１７ａ 小径部
１７ｂ 大径部
１７ｃ 段部
１８ 定着ボルト
１８ａ 雌側軸部
１８ｂ 雄ネジ部
１８ｃ 定着部
１９ 介装材
２０ くさび材
２０ａ スリット
２１ 皿バネ（バネ部材）
２２ 床版接合装置
２２ａ ポンプ
２２ｂ 油圧ジャッキ
２２ｃ 鋼製ガイド
２３ 定着部補強鉄筋
２４ プレグラウト樹脂
２５ 支圧板
２６ 座金
Ａ 橋梁の床版（プレキャストコンクリートブロックの接合構造体）
Ｂ プレキャストコンクリート床版の接合部構造（プレキャストコンクリートブロックの接合部構造）
Ｏ１ 軸線
Ｓ 接合部

Claims (5)

1. 隣り合う一方のプレキャストコンクリートブロックの接合端面から嵌合凸部を突出させた状態で一方のプレキャストコンクリートブロックに一体に埋設される雄継手と、
   隣り合う他方のプレキャストコンクリートブロックの接合端面に嵌合凹部の開口部を開口させた状態で他方のプレキャストコンクリートブロックに一体に埋設される雌継手とを備え、
   且つ、前記雄継手が、棒状の雄側軸部と、前記雄側軸部の先端から軸線方向外側に突出する棒状の前記嵌合凸部と、前記雄側軸部の後端側に螺着されるナットと、前記雄側軸部の外周を被覆するように取り付けられる筒状体とを備え、
   前記雌継手が、後部側に小径部、前部側に大径部を設けて形成された筒状の前記嵌合凹部と、棒状の雌側軸部、前記雌側軸部の先端側に設けられ、前記嵌合凹部の小径部の内面に施された雌ネジに螺合させる雄ネジ部、前記雌側軸部の後端側に設けられた定着部からなる定着ボルトと、前記嵌合凹部の大径部の内部に挿入配置される筒状の介装材と、軸線方向先端側から後端側に向かうに従い漸次その外径が大となるように形成され、先端側を前記介装材の後端側の内孔に嵌合させつつ前記嵌合凹部の大径部の内部に挿入配置されくさび材と、前記嵌合凹部の内部に配設されるとともに、前記嵌合凹部の大径部、小径部を繋ぐ段部と前記くさび材の後端との間に配設される環状のバネ部材とを備え、
   隣り合うプレキャストコンクリートブロックの互いの前記雄継手の嵌合凸部と前記雌継手の嵌合凹部とが嵌合接続され、隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士が接合されるように構成されていることを特徴とするプレキャストコンクリートブロックの接合部構造。
2. 請求項１記載のプレキャストコンクリートブロックの接合部構造において、
   前記雄側軸部と前記筒状体の隙間にプレグラウト樹脂が注入されていることを特徴とするプレキャストコンクリートブロックの接合部構造。
3. 請求項１または請求項２に記載のプレキャストコンクリートブロックの接合部構造を備え、
   隣り合うプレキャストコンクリートブロック同士が前記プレキャストコンクリートブロックの接合部構造で接合されてなることを特徴とするプレキャストコンクリートブロックの接合構造体。
4. 請求項３記載のプレキャストコンクリートブロックの接合構造体において、
   前記雄継手と前記雌継手が、隣り合うプレキャストコンクリートブロックの接合端面同士を密着させる方向の軸力を付加して接続されていることを特徴とするプレキャストコンクリートブロックの接合構造体。
5. 請求項３または請求項４に記載のプレキャストコンクリートブロックの接合構造体において、
   前記プレキャストコンクリートブロックがプレキャストコンクリート床版であることを特徴とするプレキャストコンクリートブロックの接合構造体。

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