JP6933483B2 - 継手構造体 - Google Patents

Description

本発明は、継手構造体に関する。

従来より、床版と呼ばれる板材が知られている。床版は、例えば、橋や、道路、開水路等に設置され、自動車や人等の荷重を直接受ける部材である。そのため、床版は、荷重を受けた際、走行性に支障をきたすような変形を起こさないように、コンクリート等を用いてプレストレストコンクリート構造（ＰＣ構造）体として製作される。

ところで、床版は、設置前に予め製作された後、設置場所に運搬され、並べて設置される。床版の端部には、隣に並べられた床版との間を接合するための継手構造体が設けられており、継手構造体の位置に場所打ちの間詰コンクリートが打設される。継手構造体の位置にコンクリートが打設されることにより、隣り合う床版が接合される。

このような継手構造体としては、ループ継手構造体が知られているが、打設するコンクリートの量が比較的多くなり、コストが比較的割高になるという課題があった。そこで、打設するコンクリート量を減らすことにより、コストを削減可能な継手構造体が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６−８４１０号公報

特許文献１に提案されている継手構造体は、板材の端面において、厚さ方向に並べられて突出する上部継手及び下部継手を備えている。上部継手及び下部継手の先端部には、周面から略半円盤状に張り出す係止部が形成されている。これにより、隣り合う床版の間の引張力は、上部継手及び下部継手並びにコンクリートの間の付着力と、係止部の支圧力によって支持される。従って、ループ継手構造体と同様の強度を保つことができる。

また、ループ継手構造体に比べ、ループ状の部分を無くすことで上部継手及び下部継手の間の間隔を狭くして、板材の厚さを薄くすることができる。上部継手及び下部継手に瘤を設けることにより、上部継手及び下部継手とコンクリートとの間の付着力を高めることができる。これにより、２つの板材の間隔も狭くすることができるので、打設するコンクリートの量を減らすことができる点で有用である。更に他のアプローチを用いて強度を保ちつつ、コンクリートの量を減らすことができれば、これもまた有用である。

本発明は、ループ継手構造体と略同等の強度を実現しつつ、現場で打設するコンクリート量を減らすことによりコスト削減可能な継手構造体を提供することを目的とする。

本発明は、板材の端面から突出する複数の腕部材を有し、前記腕部材を介して隣接する板材相互を連結する継手構造体であって、前記腕部材のそれぞれは、前記板材に埋設されると共に、一端部が前記板材の端面から突出する棒状部と、前記板材の端面から突出する棒状部の周面から略均等に瘤状に隆起し、前記棒状部の径よりも大きな径を有する隆起部とを備える、継手構造体に関する。

また、腕部材は、前記板材の厚さ方向に揃えて配置されたものを一組として、前記板材の幅方向に複数組配置されるのが好ましい。

また、隣接する板材相互の前記腕部材が、前記板材の幅方向に沿って互い違いに配置されるのが好ましい。

また、継手構造体は、板材の幅方向に複数組配置される前記腕部材の各組間を相互に連結する補強部材を更に備え、前記補強部材は、連結する前記腕部材の前記棒状部で折り返され、前記隆起部に近接して係止されるのが好ましい。

また、補強部材は一対に設けられ、一方の前記補強部材は、前記腕部材の軸方向において、前記隆起部の外側に近接して係止され、他方の前記補強部材は、前記腕部材の軸方向において、前記隆起部の内側に近接して係止されるのが好ましい。

また、補強部材は、波状に折り返されて各組の腕部材の前記隆起部に近接して係止されるのが好ましい。

また、継手構造体は、隣接する板材相互の間に注入された間詰部材を更に備えるのが好ましい。

本発明によれば、ループ継手構造体と略同等の強度を実現しつつ、現場で打設するコンクリート量を減らすことによりコスト削減可能な継手構造体を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る継手構造体の一方の板材から突出する腕部材を示す斜視図である。 本実施形態の継手構造体の設置された状態を示す正面図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明に係る継手構造体の一実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る継手構造体１は、例えば、橋や、道路、開水路等に設置され、自動車や人等の荷重を受ける板材１０（床版）の継手として用いられる。板材１０は、コンクリート等を用いて矩形に製作され、厚さ方向を上下方向として横方向に複数並べられて配置される。継手構造体１は、板材１０と一体的に製作される。継手構造体１は、並べて配置された板材１０の間に配置される。継手構造体１は、並べて配置された板材１０同士を接合するものである。

なお、以下において、板材１０の厚さ方向を単に厚さ方向と記載する。板材１０の厚さ方向の面を端面Ｓと記載する。板材１０の端面Ｓに沿って、厚さ方向に直交する方向を幅方向と記載する。また、一対に設けられる構造のうち、いずれかを差す場合には符号の末尾にａ，ｂを付し、いずれか区別しない場合には単に符号のみを記載する。

この継手構造体１は、図１〜図４に示すように、腕部材２０と、補強部材３０と、主筋４０と、間詰部材５０と、を備える。なお、図２〜図３において、腕部材２０、補強部材３０、及び主筋４０は、間詰部材５０に埋め込まれるため、点線で示されるべきであるが、理解を容易とするために実線で示される。

腕部材２０は、異形鉄筋で形成される。腕部材２０は、棒状に形成される。腕部材２０は、板材１０の端面Ｓから複数突出する。腕部材２０は、厚さ方向に揃えて配置されたものを一組として、板材１０の幅方向に複数組配置される。本実施形態において、腕部材２０は、厚さ方向に２つ配置され、幅方向に複数組配置される。この腕部材２０のそれぞれは、棒状部２１と、隆起部２２と、を備える。

棒状部２１は、板材１０に埋設されると共に、一端部が板材１０の端面Ｓから突出する。即ち、棒状部２１は、一端部が板材１０に埋設され、他端部が端面Ｓから突出する。棒状部２１は、例えば、板材１０を構成する鋼（鉄筋）の一部であり、端面Ｓに略直交する。棒状部２１は、他の腕部材２０の棒状部２１と略同じ長さで端面Ｓから突出する。

隆起部２２は、板材１０の端面Ｓから突出する棒状部２１の周面から略均等に瘤状に隆起する。即ち、隆起部２２は、棒状部２１の径よりも大きな径を有する。この隆起部２２は、棒状部２１の軸方向に沿って、１又は２以上設けられる。本実施形態において、隆起部２２は、図１に示すように、棒状部２１ごとに１つ設けられる。また、隆起部２２は、端面Ｓの板面方向に沿って、他の隆起部２２と略同じ位置に配置される。具体的には、隆起部２２は、棒状部２１の先端から基端側に所定長さずれた位置に形成される。

以上の隆起部２２は、棒状部２１と同一の部材によって形成される。例えば、隆起部２２は、棒状部２１を加熱することにより形成される。隆起部２２は、加熱位置が棒状部２１の両端部から押圧されることにより、棒状部２１の周面から隆起する。これにより、隆起部２２は、棒状部２１の軸方向の任意の位置に形成可能である。なお、棒状部２１は、異形鉄筋で形成されることにより、加熱位置の降伏強度が低下することを抑制することができる。

補強部材３０は、棒状体である。具体的には、補強部材３０は、図３に示すように、軸方向に交差する方向に折り返し屈曲された波状体である。補強部材３０は、板材１０の幅方向に複数組配置される腕部材２０の各組間を相互に連結する。具体的には、補強部材３０は、連結する腕部材２０の棒状部２１で折り返され、隆起部２２に近接して係止される。即ち、補強部材３０は、波状に折り返されて各組の腕部材２０の隆起部２２に近接して係止される。
以上の補強部材３０によれば、隆起部２２が先端から基端側に所定長さずれた位置に形成されるので、隆起部２２に近接して容易に係止され得る。

本実施形態において、補強部材３０は、板材１０の幅方向に沿って４つ配置される。具体的には、補強部材３０は、板材１０ごとに隆起部２２の両端のそれぞれに１つ係止される。補強部材３０は、いずれか一方の板材１０の端面Ｓから突出する腕部材２０同士を連結する。この補強部材３０は、１又は複数の凸条部３１と、１又は複数の凹条部３２と、を備える。

凸条部３１は、棒状体を一方に屈曲して形成される。具体的には、凸条部３１は、直線状の棒状体が軸方向に直交する方向の一方に屈曲されることにより形成される。

凹条部は、棒状体を他方に屈曲して形成される。即ち、凹条部３２は、直線状の棒状体が凸条部３１とは逆方向に屈曲されることにより形成される。凹条部３２は、凸条部３１と交互に連続して形成される。即ち、凹条部３２は、凸条部３１を折り返して形成される。具体的には、凹条部３２は、その端部が凸条部３１の端部に連続することにより、凸条部３１と交互に連続して形成される。

以上の補強部材３０によれば、凸条部３１及び凹条部３２は、複数の腕部材２０のそれぞれに掛け回しされる。具体的には、凸条部３１のそれぞれは、板材１０の厚さ方向一方側の腕部材２０の隆起部２２に近接して係止される。凹条部３２のそれぞれは、板材１０の厚さ方向他方側の腕部材２０の隆起部２２に近接して係止される。これにより、凸条部３１及び凹条部３２は、幅方向に並ぶ隆起部２２の並びに沿って、厚さ方向で互い違いとなるように腕部材２０に係止される。

また、１つの板材１０に配置される２つの補強部材３０ａ，３０ｂのそれぞれは、厚さ方向において、それぞれ異なる隆起部２２に係止される。即ち、一方の補強部材３０ａは、腕部材２０の軸方向において、隆起部２２の外側に近接して係止される。他方の補強部材３０ｂは、腕部材２０の軸方向において、隆起部２２の内側に近接して係止される。

具体的には、１つの板材１０に配置される一方の補強部材３０ａは、他方の補強部材３０ｂに対して、厚さ方向において、凸条部３１及び凹条部３２を互い違いとなるように配置される。これにより、一方の補強部材３０ａは、厚さ方向一方側の隆起部２２に係止される。また、他方の補強部材３０ｂは、厚さ方向他方側の隆起部２２に係止される。例えば、一方の補強部材３０ａの凸条部３１ａは、厚さ方向一方側の隆起部２２に係止される。他方の補強部材３０ｂの凹条部３２ｂは、厚さ方向他方側の隆起部２２に係止される。また、一方の補強部材３０ａの凹条部３２ａは、厚さ方向他方側の隆起部２２に係止される。他方の補強部材３０ｂの凸条部３１ｂは、厚さ方向一方側の隆起部２２に係止される。

主筋４０は、異形鉄筋で形成される。主筋４０は、棒状体である。主筋４０は、腕部材２０に交差して幅方向に沿って配置される。本実施形態において、主筋４０は、腕部材２０の周面に接触して配置され、厚さ方向一方側及び他方側（上側及び下側）のそれぞれに３本ずつ配置される。３本の主筋４０のそれぞれは、並設される板材１０ａ，１０ｂの間に所定の間隔をあけて配置される。

間詰部材５０は、例えば、コンクリートである。間詰部材５０は、並設される板材１０ａ，１０ｂの間に注入（打設）される。即ち、間詰部材５０は、並設される板材１０ａ，１０ｂの間の腕部材２０、補強部材３０、及び主筋４０を埋め込むように、並設される板材１０ａ，１０ｂの間に注入される。間詰部材５０は、並設される板材１０ａ，１０ｂの板面と面一になるように注入される。

次に、本実施形態に係る継手構造体１を用いて板材１０を設置する際の流れを説明する。
まず、１つの板材１０ａに配置される２つの補強部材３０ａ，３０ｂのそれぞれは、予め互いに一纏めにされた状態にされる。この２つの（一対の）補強部材３０ａ，３０ｂは、幅方向に沿った状態で腕部材２０ａに掛け回しされる。そして、２つの補強部材３０ａ，３０ｂは、棒状部２１ａの基端側に移動させた状態で、腕部材２０ａ（棒状部２１ａ）に結束される。また、主筋４０のうち、下側に配置される３つの主筋４０は、棒状部２１ａの突出方向に所定の間隔をあけて並べられ、一方の板材１０ａの棒状部２１ａに予め固定される。

次に、複数の板材１０ａ，１０ｂは、予め定められた設置位置に設置される。具体的には、複数の板材１０ａ，１０ｂは、隣り合って並ぶように設置される。このとき、主筋４０が固定されている一方の板材１０ａは、他方の板材１０ｂに比べて先に設置される。そして、他方の板材１０ｂは、一方の板材１０ａの隣に設置される。

他方の板材１０ｂが設置される際に、一方の板材１０ａの端面Ｓａから突出する複数の腕部材２０ａは、図２に示すように、他方の板材１０ｂの端面Ｓｂから突出する複数の腕部材２０ｂに対して、幅方向に沿って互い違いに配置される。即ち、隣接する板材１０相互の腕部材２０は、板材１０の幅方向に沿って互い違いに配置される。本実施形態において、他方の板材１０ｂは、先に配置されている一方の板材１０ａに対して、腕部材２０の間の間隔の略半分だけ幅方向にずれた状態で配置される。また、他方の板材１０ｂは、腕部材２０ｂが幅方向において一方の板材１０ａの腕部材２０ａと重なるように配置される。

次に、並設された板材１０ａ，１０ｂに固定された２つの一対の補強部材３０ａ，３０ｂは、それぞれ結束が解かれて、棒状部２１ａ，２１ｂの先端側に移動される。そして、一方の板材１０ａに結束された２つの補強部材３０ａ，３０ｂは、一方の板材１０ａの腕部材２０ａに係止される。具体的には、一方の補強部材３０ａは、隆起部２２ａを超えて先端側に移動され、隆起部２２ａよりも棒状部２１ａの先端側（一方の端部）において、隆起部２２ａに係止される。一方、他方の補強部材３０ｂは、隆起部２２ａよりも棒状部２１ａの基端側（他方の端部）において、隆起部２２ａに係止される。

他方の板材１０ｂに結束された２つの補強部材３０ａ，３０ｂは、他方の板材１０ｂの腕部材２０ｂに係止される。具体的には、一方の補強部材３０ａは、他方の隆起部２２ｂを超えて先端側に移動され、隆起部２２ｂよりも棒状部２１ｂの先端側（一方の端部）において、隆起部２２に係止される。一方、他方の補強部材３０ｂは、隆起部２２ｂよりも棒状部２１ｂの基端側（他方の端部）において、隆起部２２ｂに係止される。

次に、主筋４０のうち、上側に配置される３つの主筋４０は、板材１０ａ，１０ｂの間で棒状部２１の突出方向に所定の間隔をあけて配置され、並設される板材１０ａ，１０ｂの棒状部２１ａ，２１ｂに固定される。そして、並設される板材１０ａ，１０ｂの間に間詰部材５０を注入することにより、継手構造体１を用いて板材１０ａ，１０ｂが設置される。

以上の継手構造体１は、以下のように作用する。
まず、一方の板材１０ａを他方の板材１０ｂに対して作用する伝達力は、棒状部２１及び間詰部材５０の付着力と、隆起部２２の支圧力によって支持される。また、一方の板材１０ａと他方の板材１０ｂとの間に作用するせん断力は、補強部材３０を介する支圧力によって支持される。補強部材３０を介する支圧力として、例えば、厚さ方向一方の棒状部２１にかかるせん断力に対して、補強部材３０を介して厚さ方向他方の棒状部２１が支持する支圧力が挙げられる。

以上説明した一実施形態の継手構造体１によれば、以下のような効果を奏する。
（１）継手構造体１を、板材１０の端面から突出する複数の腕部材２０を有し、腕部材２０を介して隣接する板材相互を連結する継手構造体１であって、腕部材２０のそれぞれは、板材１０に埋設されると共に、一端部が板材１０の端面から突出する棒状部２１と、板材１０の端面から突出する棒状部２１の周面から略均等に瘤状に隆起し、棒状部２１の径よりも大きな径を有する隆起部２２と、を含み構成した。これにより、板材１０同士を接合した場合に、板材１０同士の引張力を、隆起部２２の支圧力によって支持することができるので、ループ構造体と略同等の強度を得ることができる。また、ループ構造体を用いて板材１０を接合する場合に比べ、ループ部分を無くすことができるので、複数の棒状部２１の長さを短くすることができ、また、複数の棒状部２１の間の間隔を狭くすることができる。これにより、現場で打設するコンクリートの量を減らすことができるので、コストを削減することができる。

（２）腕部材２０を、板材１０の厚さ方向に揃えて配置されたものを一組として、板材１０の幅方向に複数組配置されるようにした。また、隣接する板材１０相互の腕部材２０が、板材１０の幅方向に沿って互い違いに配置されるようにした。これにより、板材１０ａ，１０ｂを並設したとしても、腕部材２０ａ，２０ｂ同士が接触することなく配置できるので、板材１０ａ，１０ｂの間に十分な量の腕部材２０ａ，２０ｂを配置することができる。従って、板材１０ａ，１０ｂ同士の間の接合強度を高めることができる。

（３）継手構造体１を更に、板材１０の幅方向に複数組配置される腕部材２０の各組間を相互に連結する補強部材３０を含んで構成した。また、補強部材３０を、連結する腕部材２０の棒状部２１で折り返され、隆起部２２に近接して係止されるように構成した。これにより、補強部材３０は、棒状部２１で折り返しつつ、腕部材２０の各組間を相互に連結するので、せん断力に対する強度をより強くすることができる。

（４）補強部材３０は一対に設けられ、一方の補強部材３０ａは、腕部材２０の軸方向において、隆起部２２の外側に近接して係止され、他方の補強部材３０ｂは、腕部材２０の軸方向において、隆起部２２の内側に近接して係止されるように構成した。これにより、一対の補強部材３０が隆起部２２に係止されるので、せん断力に対する強度を更に強くすることができる。

（５）補強部材３０を、波状に折り返されて各組の腕部材２０の隆起部２２に近接して係止されるようにした。これにより、補強部材３０がより多くの隆起部２２に係止されるので、せん断力に対する強度を更に強くすることができる。

以上、本発明の継手構造体の好ましい一実施形態につき説明したが、本発明は、上述の実施形態に制限されるものではなく、適宜変更が可能である。

例えば、上記実施形態において、厚さ方向に揃えて配置された２つの腕部材２０を例に説明したが、これに制限されない。腕部材２０は、厚さ方向に揃えて複数配置されるのであれば数を限定されない。

また、上記実施形態において、一対の補強部材３０ａ，３０ｂは、厚さ方向で異なる隆起部２２に係止されるとしたが、これに制限されない。例えば、一対の補強部材３０ａ，３０ｂは、厚さ方向で同じ隆起部２２に係止されてもよい。即ち、一対の補強部材３０ａ，３０ｂは、１つの隆起部２２を挟むようにして係止されてもよい。

また、上記実施形態において、補強部材３０ａ，３０ｂの数について板材１０ごとに一対としたが、これに制限されない。例えば、それぞれの板材１０ごとに１つ又は更に多くの補強部材３０を設けてもよい。１つの補強部材３０は、厚さ方向いずれかの隆起部２２に係止されてもよい。

また、上記実施形態において、隆起部２２が棒状部２１の加熱位置が両端部から押圧されることにより形成されるとしたが、これに制限されない。例えば、隆起部２２の形状を模った金型（図示せず）を用いて隆起部２２を形成してもよい。具体的には、金型（図示せず）は、棒状部２１の隆起部２２を形成する位置に装着される。そして、棒状部２１の隆起部２２を形成する位置が加熱された状態で、棒状部２１の両端部が加熱位置に向けて押圧されることにより、金型（図示せず）に棒状部２１の一部が流入する。これにより、隆起部２２は、金型（図示せず）の形状に形成される。従って、自由な形状の隆起部２２を形成することができる。

また、２つの棒状部２１と、棒状部２１と同種の金属で形成された１つの板部材（図示せず）とを用いて隆起部２２を形成してもよい。具体的には、板部材（図示せず）を加熱した状態で、板部材（図示せず）の両面のそれぞれを２つの棒状部２１の一端部で押圧してもよい。そして、板部材（図示せず）の周面を押圧することにより隆起部２２の大きさを変化させてもよい。

１ 継手構造体
１０，１０ａ，１０ｂ 板材
２０，２０ａ，２０ｂ 腕部材
２１，２１ａ，２１ｂ 棒状部
２２，２２ａ，２２ｂ 隆起部
３０，３０ａ，３０ｂ 補強部材
３１，３１ａ，３１ｂ 凸条部
３２，３２ａ，３２ｂ 凹条部
４０ 主筋
５０ 間詰部材
Ｓ，Ｓａ，Ｓｂ 端面

Claims (5)

1. 板材の端面から突出する複数の腕部材を有し、前記腕部材を介して隣接する板材相互を連結する継手構造体であって、
   前記腕部材のそれぞれは、前記板材に埋設されると共に、一端部が前記板材の端面から突出する棒状部と、前記板材の端面から突出する棒状部の周面から略均等に瘤状に隆起し、前記棒状部の径よりも大きな径を有する隆起部と、
   前記板材の幅方向に複数組配置される前記腕部材の各組間を相互に連結する一対の補強部材であって、連結する前記腕部材の前記棒状部で折り返され、一方が前記腕部材の軸方向において、前記隆起部の外側に近接して係止され、他方が前記腕部材の軸方向において、前記隆起部の内側に近接して係止される補強部材と、
   を備える、継手構造体。
2. 前記腕部材は、前記板材の厚さ方向に揃えて配置されたものを一組として、前記板材の幅方向に複数組配置される、請求項１に記載の継手構造体。
3. 隣接する板材相互の前記腕部材が、前記板材の幅方向に沿って互い違いに配置される、請求項２に記載の継手構造体。
4. 前記補強部材は、波状に折り返されて各組の前記腕部材の前記隆起部に近接して係止される、請求項１に記載の継手構造体。
5. 前記隣接する板材相互の間に注入された間詰部材を更に備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の継手構造体。
   

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