JP7385064B2

JP7385064B2 - プレキャストコンクリート版の継手

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Publication number: JP7385064B2
Application number: JP2023010262A
Authority: JP
Inventors: 俊之黒岩; 亮太笠倉
Original assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Current assignee: Tokyu Construction Co Ltd
Priority date: 2022-01-28
Filing date: 2023-01-26
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2042-01-28
Also published as: JP7250967B1; JP2023110390A; JP2023110899A

Description

本発明は、プレキャストコンクリート版に関し、より具体的には、プレキャストコンクリート版の継手に関する。

近年、高速道路や橋梁等を構築する際には、床スラブとしてプレキャストコンクリート床版が多用されている。
プレキャストコンクリート床版は、主桁間に複数枚を並べて敷設する。そして、橋軸方向で隣り合うプレキャストコンクリート床版どうしは、継手を設けて連結する。
継手の形状としては、以下に示す様々な継手構造が知られている。

特許文献１には、プレキャストコンクリート床版の端面からループ形状の鉄筋を突設し、それぞれのループ鉄筋を重ね合わせるとともに、さらに補強筋を配置し、間詰めコンクリートを打設して一体化したループ継手が開示されている。
特許文献２、３には、プレキャストコンクリート床版の端面から先端にナットや圧着グリップ等の定着体を設けた鉄筋を突設し、それぞれの鉄筋を重ね合わせるとともに、さらに補強筋を配筋し、間詰めコンクリートを打設して一体化した継手が開示されている。
特許文献４には、プレキャストコンクリート床版の端面から鉄筋を突設し、それぞれの鉄筋を重ね合わせるとともに、間詰めコンクリートとして高強度な繊維補強コンクリートを打設して一体化した継手が開示されている。

特開２００９－２６４０４０号公報特開２０１５－００１０４５号公報特開２００７－２３１５６９号公報特開２０１９－００２２５１号公報

上記に開示した継手構造には、以下のような問題がある。
（１）ループ継手は鉄筋をループ状に曲げ加工するため、プレキャストコンクリート床版の厚みをループの形状に応じた厚さに設定する必要があり、必要以上に厚くせざるを得ない場合がある。
（２）補強筋の配置は施工に手間がかかる。
（３）間詰めコンクリートの打設には、型枠の設置、打設作業、養生、型枠の解体等の現場作業が多くなる。
（４）下型枠の設置を省略するためにあごを設けると、あごと鉄筋が干渉しない位置にプレキャストコンクリート床版を吊り降ろし、継手の分だけ水平移動する必要があり、作業効率が落ちる。
（５）高強度な繊維補強コンクリートは高価であり、施工コストが高くなる。

特に、近年は高速道路や橋梁等の修繕・更新のために、床版の取替工事が広く行われている。
道路を片側供用し、道路の幅員方向の部分的に床版を取り替える場合、変形や振動の影響があると間詰めコンクリートの品質が確保できないため、間詰めコンクリートが硬化するまでは全面通行止めが必要となってしまう。また、硬化するまでに変形や振動の影響がある場合には、接合位置を縦梁の位置に限定するか、接合位置に新たに縦梁を追加する必要があり、不経済である。

本発明は、現場での作業性を向上するとともに、変形や振動の影響下においても接合部の品質を確保することができる、プレキャストコンクリート版の継手を提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた本願の第一発明は、プレキャストコンクリート版の端面に設ける、プレキャストコンクリート版の継手であって、継手上面と、前記継手上面より前記プレキャストコンクリート版からの突出長さが前記継手上面より短い継手下面と、前記継手上面の端部から鉛直下方に延びる第一鉛直面と、前記継手下面の端部から鉛直上方に延びる第二鉛直面と、前記第一鉛直面の下端と前記第二鉛直面の上端を結ぶ傾斜面と、前記第一鉛直面に突設する突出筋と、前記継手下面に設ける突出筋格納部と、を有し、前記継手を組み合わせた際に、一方の前記継手の前記突出筋は、他方の前記継手の前記突出筋格納部に収容可能であることを特徴とする。
本願の第二発明は、第一発明において、前記突出筋は先端が雄ネジ状であり、前記突出筋に挿通する定着板と、前記突出筋の先端に螺合するナットと、を有することを特徴とする。
本願の第三発明は、第一発明又は第二発明において、前記第一鉛直面又は前記第二鉛直面の少なくともいずれか一方に、突設長が調整可能に設けるインサートと、を有することを特徴とする。
本願の第四発明は、第一発明乃至第三発明のいずれかにおいて、前記継手上面は、内側面にボルト孔を有するボルトボックスを有することを特徴とする。

本発明は、上記した課題を解決するための手段により、次のような効果の少なくとも一つを得ることができる。
（１）変形や振動の影響下においても接合部の間詰材の品質が確保できるため、道路を片側供用し、道路の幅員方向の部分的に床版を取り替える場合においても全面通行止めは不要となる。
（２）係合部どうしを係合するため、従来のようなループ継手がなく、プレキャストコンクリート床版の厚さを必要以上に厚くする必要がない。
（３）補強筋の配筋作業が不要となる。
（４）型枠の設置や解体等の現場作業を簡略化でき、現場での作業性が向上する。
（５）プレキャストコンクリート床版の下面から作業を行うことで、作業の安全性が向上する。
（６）間詰めコンクリートや、高強度な繊維補強コンクリートの打設作業を大幅に削減することができ、現場での作業性が向上する。

実施例１のプレキャストコンクリート版の斜視図継手構造の斜視図継手構造を係合した状態の説明図ボルトを介して継手構造を連結した状態の説明図（１）ボルトを介して継手構造を連結した状態の説明図（２）応力伝達状態の説明図プレキャストコンクリート版の施工方法の説明図（１）プレキャストコンクリート版の施工方法の説明図（２）プレキャストコンクリート版の施工方法の説明図（３）実施例２のプレキャストコンクリート版の説明図

以下、図面を参照しながら本発明について詳細に説明する。

［実施例１］
（１）プレキャストコンクリート版の構成
本発明のプレキャストコンクリート版は、平面視矩形の本体２の対向する周面に継手構造１を一体に設ける（図１）。
本体２は従来のＲＣもしくはＰＣ、ＰＲＣ構造の床版であり、必要な耐荷重に合わせて配筋や厚さ、コンクリート強度等を設定する。従来の継手のようなループ鉄筋がないため、厚さを必要以上に厚くする必要がない。

（２）継手構造
継手構造１は、コンクリート、モルタル、繊維補強コンクリート等により形成する。
継手構造１は予め工場等で本体２と一体としてもよいし、別に製作して現場等の本体２の製作場所に搬入し、本体２の製作時に一体としてもよい。
継手構造１は、上下に略対称形である上継手構造１１と下継手構造１２とを有する（図２）。
上継手構造１１は、本体２の上面２１と同一平面となる上継手上面１１１、上継手上面１１１より本体２からの突出長さが短い上継手下面１１２、上継手上面１１１の端部から鉛直下方に延びる上継手第一鉛直面１１３、上継手下面１１２の端部から鉛直上方に延びる上継手第二鉛直面１１４、及び上継手第一鉛直面１１３の下端と上継手第二鉛直面１１４の上端を結ぶ上継手傾斜面１１５と、を有する（図２（ａ））。
下継手構造１２は、本体２の上面２１と同一平面となる下継手上面１２１、下継手上面１２１より本体２からの突出長さが長い下継手下面１２２、下継手上面１２１の端部から鉛直下方に延びる下継手第一鉛直面１２３、下継手下面１２２の端部から鉛直上方に延びる下継手第二鉛直面１２４、及び下継手第一鉛直面１２３の下端と下継手第二鉛直面１２４の上端を結ぶ下継手傾斜面１２５と、を有する（図２（ｂ））。
上継手上面１１１と下継手上面１２１は本体２の上面２１と同一平面とせず、隣り合う本体２を接続した後に、上面２１との段差をコンクリート等により埋めてもよい。
上継手構造１１の上継手第一鉛直面１１３と、上継手第二鉛直面１１４、下継手構造１２の下継手第一鉛直面１２３、及び下継手第二鉛直面１２４の鉛直方向の長さは同一である。また、上継手構造１１の上継手傾斜面１１５と下継手構造１２の下継手傾斜面１２５の傾斜角は４５°である。
継手構造１は、少なくとも本体２の対向する部分（本実施例では一辺）に、一方が上継手構造１１の場合には他方が下継手構造１２となるように設ける。
なお、上継手構造１１の上継手傾斜面１１５と下継手構造１２の下継手傾斜面１２５の傾斜角は４５°に限定されず、継手構造１に発生する断面力に応じて継手構造１の傾斜角を変化させることで、後述するボルト４２に生じる圧縮力及び引張力を調整し、長寿命の接続構造とすることができる。

（２．１）突出筋
上継手構造１１の上継手第一鉛直面１１３からは、水平に上突出筋３１１を突出する。
また、下継手構造１２の下継手第二鉛直面１２４からは、水平に下突出筋３２１を突出する。
上突出筋３１１と下突出筋３２１の先端は雄ネジ加工し、矩形の平板状の上定着板３１２、下定着板３２２を挿通して、上ナット３１３、下ナット３２３を螺合する。
上突出筋３１１と下突出筋３２１の突出長さは、それぞれ、継手構造を係合したときに対向した位置となる下継手構造１２の下継手上面１２１及び上継手構造１１の上継手下面１１２よりも長くする。また、下継手上面１２１と上継手下面１１２には、上突出筋３１１、下突出筋３２１を収める上突出筋格納部１２６、下突出筋格納部１１６を設ける。
上継手構造１１の下突出筋格納部１１６は下突出筋３２１の幅よりも広く、上継手第二鉛直面１１４から本体２の周面まで延びている。
下継手構造１２の上突出筋格納部１２６は上突出筋３１１の幅よりも広く、下継手第一鉛直面１２３から本体２の周面まで延びている。
上突出筋格納部１２６、下突出筋格納部１１６の端部の幅は、上定着板３１２、下定着板３２２よりも幅狭とする。

（２．２）インサート
上継手構造１１の上継手第二鉛直面１１４と、下継手構造１２の下継手第一鉛直面１２３には、隣り合う下突出筋格納部１１６、上突出筋格納部１２６の間に、それぞれ水平にインサート１１７、１２７を突出して設ける。
インサート１１７、１２７は例えば突出したボルトに螺合するインサート金具であり、突出長さを調整可能とする。
なお、上継手構造１１のインサート１１７は上継手第一鉛直面１１３に設けてもよいし、下継手構造１２のインサート１２７は下継手第二鉛直面１２４に設けてもよい。

（３）継手構造の係合
隣り合う本体２ａ、２ｂは、それぞれの上継手構造１１と下継手構造１２を係合する（図３）。
上継手構造１１の上突出筋３１１は下継手構造１２の上突出筋格納部１２６に収まり、下継手構造１２の下突出筋３２１は上継手構造１１の下突出筋格納部１１６に収まる。
上継手構造１１を設ける本体２ａの下面２２ａの端部には、下突出筋格納部１１６と連続し、下突出筋３２１の先端、下定着板３２２及び下ナット３２３を収める下切り欠き２３ａを設ける。また、下継手構造１２を設ける本体２ｂの上面２１ｂの端部には、上突出筋格納部１２６と連続し、上突出筋３１１の先端、上定着板３１２及び上ナット３１３を収める上切り欠き２３ｂを設ける。
上ナット３１３、下ナット３２３を締め込むことで、上定着板３１２、下定着板３２２が上突出筋格納部１２６、下突出筋格納部１１６の端部に押し付けられ、上継手構造１１と下継手構造１２が互いを引き寄せて一体となる。また、本体２ａの下切り欠き２３ａには、上面２１ａまで貫通する充填口２４を設ける。下切り欠き２３ａと充填口２４は上継手構造１１に設けてもよく、上切り欠き２３ｂは下継手構造１２に設けてもよい。このとき、上突出筋３１１と下突出筋３２１の突出長さは、下継手構造１２の下継手上面１２１及び上継手構造１１の上継手下面１１２よりも長くする必要がない。
インサート１１７、１２７は、突出長さを調整し、それぞれ対向する下継手第二鉛直面１２４、上継手第一鉛直面１１３に当接することで、上継手構造１１と下継手構造１２との隙間を確保する。

（４）ボルトによる連結
上継手構造１１の上継手上面１１１には、中空のボルトボックス４を設け、ボルトボックス４の内側面にはボルト孔４１を設ける（図４）。
ボルト孔４１には、ボルト４２を挿通し、下継手構造１２の下継手傾斜面１２５にボルト孔４１に対応して埋設したアンカーナット４３にボルト４２を螺合して、隣り合う上継手構造１１と下継手構造１２を連結する。
ボルト４２の軸の太さに対してボルト孔４１の寸法に余裕を持たせることで、現地での寸法誤差を吸収してボルト４２をアンカーナット４３に螺合することができる。
ボルト孔４１とアンカーナット４３は下継手傾斜面１２５に対して略直交するように設けることが製作上は好適である。
また、ボルト孔４１とアンカーナット４３を下継手傾斜面１２５の中央で上継手上面１１１に対して直交する方向に設けることにより、ボルト孔４１が鉛直に配置され、施工性が向上する（図５）。
ボルトボックス４には、モルタル等の間詰材５を充填する。

（５）間詰材
隣り合う上継手構造１１と下継手構造１２との隙間や下突出筋格納部１１６、上突出筋格納部１２６、下切り欠き２３ａ、及び上切り欠き２３ｂにはモルタルや接着剤等の間詰材５を充填する。

（６）応力伝達
右側の本体２ａに輪荷重が載荷されている場合、上継手構造１１の上継手第一鉛直面１１３と下継手構造１２の下継手第一鉛直面１２３の間には圧縮力が作用し、この圧縮力は間詰材５、上突出筋３１１、及びインサート１２７により下継手構造１２を介して左側の本体２ｂに伝達される。また、上継手傾斜面１１５と下継手傾斜面１２５との間に作用する圧縮力は間詰材５とボルト４２によって、上継手第二鉛直面１１４と下継手第二鉛直面１２４の間に作用する引張力は間詰材５と下突出筋３２１によって、それぞれ下継手構造１２を介して左側の本体２ｂに伝達される（図６（ａ））。
左側の本体２ｂに輪荷重が載荷されている場合、上述の場合と異なり上継手傾斜面１１５と下継手傾斜面１２５との間には引張力が作用するが、同様に間詰材５とボルト４２によって上継手構造１１を介して右側の本体２ｂに伝達される（図６（ｂ））。
この他、輪荷重の載荷位置によって、上継手第一鉛直面１１３と下継手第一鉛直面１２３の間に引張力が作用し、上継手第二鉛直面１１４と下継手第二鉛直面１２４の間に圧縮力が作用する場合には、上継手第一鉛直面１１３と下継手第一鉛直面１２３の間に作用する引張力は間詰材５と上突出筋３１１によって、上継手第二鉛直面１１４と下継手第二鉛直面１２４の間に作用する圧縮力は、間詰材５、下突出筋３２１及びインサート１１７によって、それぞれ隣り合う本体２ａ（２ｂ）に伝達される。
なお、継手構造１のせん断強度、上突出筋３１１、下突出筋３２１のせん断強度、インサート１１７、１２７の圧縮強度及び間詰材５の接着強度の合計が、輪荷重の載荷により発生する断面力よりも大きい場合には、ボルト４２を省略することができる。ボルト４２を省略することにより、ボルトボックス４も省略でき、ボルトボックス４に間詰材５を充填する作業も省略できる。このとき、上継手構造１１と下継手構造１２は同一の形態の継手となり、天地を入れ替えるだけで上継手構造１１と下継手構造１２を使い分けることができる。

（７）施工方法
次に、本体２どうしを接続して床スラブを構成する、プレキャストコンクリート版の施工方法を説明する。

（７．１）吊り降ろし
クレーン等により吊り上げた本体２ａの上継手構造１１が隣り合う本体２ｂの下継手構造１２と干渉せず、上突出筋３１１、下突出筋３２１が上突出筋格納部１２６、下突出筋格納部１１６に収まるように吊り降ろす（図７）。このとき、上継手構造１１と下継手構造１２の間には若干の隙間（１０～３０ｍｍ）を設けておく。そして、隙間に合わせてインサート１１７、１２７の突出長さを調整し、それぞれ対向する下継手第二鉛直面１２４、上継手第一鉛直面１１３に当接する。隙間に合わせてインサート１１７、１２７の突出長さを調整するため、現地での寸法誤差を吸収することができる。
また、従来必要であった補強筋の配筋作業が不要となる。

（７．２）ボルトの螺合
ボルトボックス４のボルト孔４１からボルト４２を挿入し、アンカーナット４３に螺合する（図８）。ボルト４２の軸の太さに対してボルト孔４１の寸法に余裕を持たせることで、現地での寸法誤差を吸収してボルト４２をアンカーナット４３に容易に螺合することができる。

（７．３）突出筋の緊張
コンクリート床版２ｂの上切り欠き２３ｂに収まった上突出筋３１１の先端の上ナット３１３を締め込み、上定着板３１２を上突出筋格納部１２６の端部に押し付けると共に、コンクリート床版２ａの下切り欠き２３ａに収まった下突出筋３２１の先端の下ナット３２３を締め込み、下定着板３２２を下突出筋格納部１１６の端部に押し付けることで、上突出筋３１１、下突出筋３２１が緊張し、上継手構造１１と下継手構造１２が互いを引き寄せて一体となる。
現地で上ナット３１３、下ナット３２３を締め込むため、現地での寸法誤差を吸収することができる。

ここまでの工程で、上継手構造１１と下継手構造２１は、上突出筋３１１、下突出筋３２１及びボルト４２により一体となっており、それぞれの本体２ａ、２ｂの荷重は、上突出筋３１１、下突出筋３２１、ボルト４２及びインサート１１７、１２７により他方の本体２ａ、２ｂに伝達される。
このため、この後の工程で充填する間詰材５には変形や振動の影響が及ばない。よって、道路を片側供用し、道路の幅員方向の部分的に床版を取り替える場合であっても、接合部の間詰材５の品質が確保できるため、全面通行止めは不要となる。

（７．４）間詰材の充填
上継手構造１１と下継手構造１２との隙間、ボルトボックス４、下突出筋格納部１１６、上突出筋格納部１２６、下切り欠き２３ａ、及び上切り欠き２３ｂに、間詰材５を充填する（図９）。
上継手構造１１と下継手構造１２との隙間の下部、上継手構造１１の下側に位置する下突出筋格納部１１６及び本体２ａの下面２２ａ側の下切り欠き２３ａは、側面型枠（図示せず）によって両側端の開口を、底面型枠６によって下側の開口をそれぞれ塞ぎ、充填口２４から間詰材５を流し込むことで、上継手構造１１と下継手構造１２との隙間、下突出筋格納部１１６、上突出筋格納部１２６、下切り欠き２３ａ、及び上切り欠き２３ｂに、間詰材５を充填することができる。
従来の継手より型枠規模が小さくなるため、型枠の設置や解体等の現場作業が簡略化され、現場での作業性が向上する。
また、間詰材５は、上継手構造１１と下継手構造１２との隙間、ボルトボックス４、下突出筋格納部１１６、上突出筋格納部１２６、下切り欠き２３ａ、及び上切り欠き２３ｂにのみ充填するため、従来の間詰めコンクリートや、高強度な繊維補強コンクリートに比べて大幅に削減することができ、現場での作業性が向上する。
間詰材５の充填は、充填しやすい材料を選択し、圧力を加えることで本体２の下面２２側からも行うことができる。プレキャストコンクリート床版の更新工事は使用中の橋梁等に交通規制をかけて作業することが多く、プレキャストコンクリート床版の上面での作業は通行車両による事故のリスクがある。しかし、下面から作業を行うことで、作業の安全性が向上する。下面側から充填を行う場合には、充填口２４は不要となる。

［実施例２］下継手構造へのボルトボックスの形成
実施例１において、上継手構造１１にボルトボックス４を形成し、ボルト４２を下継手構造１２に設けたアンカーナット４３に螺合したが、アンカーナット４３に代えて、下継手構造１２にもボルトボックス４及びボルト孔４１を設けて、ボルト４２にナット４４を螺合してもよい（図１０）。
上継手構造１１、下継手構造１２の両方にボルトボックス４を設けることで、上継手構造１１と下継手構造１２は同一の形態の継手となり、天地を入れ替えるだけで上継手構造１１と下継手構造１２を使い分けることができる。
また、上継手構造１１、下継手構造１２の両方にボルト孔４１を有するが、いずれのボルト孔４１もボルト４２の軸の太さに対して寸法に余裕を設けることで、より多くの寸法誤差を吸収することができる。
ボルト４２は、上継手構造１１のボルト孔４１から挿入してもよいし、下継手構造１２のボルト孔４１から挿入してもよい。

［実施例３］壁高欄の施工
実施例１において、本体２の橋軸直角方向の端部表面に、壁高欄の鉄筋を設けておくことで、現場での鉄筋組立作業が省略できる。また、プレキャストコンクリート製壁高欄の接続部を設けておくことで、プレキャストコンクリート製の壁高欄を容易に設置することができる。もしくは、本体２の橋軸直角方向の端部に壁高欄を設けた一体の本体２としてもよい。

［実施例４］プレキャストコンクリート版への適用
上述の実施例においては、本発明の継手構造１はプレキャストコンクリート床版に適用したが、これに限定されず、例えば高さ方向や幅方向に連なるコンクリート壁版どうしの連結に適用することもできる。

１継手構造
１１上継手構造、１１１上継手上面、１１２上継手下面、１１３上継手第一鉛直面、１１４上継手第二鉛直面、１１５上継手傾斜面、１１６下突出筋格納部、１１７インサート
１２下継手構造、１２１下継手上面、１２２下継手下面、１２３下継手第一鉛直面、１２４下継手第二鉛直面、１２５下継手傾斜面、１２６上突出筋格納部、１２７インサート
２本体
２１上面、２２下面、２３ａ下切り欠き、２３ｂ上切り欠き、２４充填口
３１１上突出筋、３１２上定着板、３１３上ナット
３２１下突出筋、３２２下定着板、３２３下ナット
ボルトボックス４
４１ボルト孔、４２ボルト、４３アンカーナット、４４ナット
５間詰材
６底面型枠

Claims

プレキャストコンクリート版の端面に設ける、プレキャストコンクリート版の継手であって、
継手上面と、
前記継手上面より前記プレキャストコンクリート版からの突出長さが前記継手上面より短い継手下面と、
前記継手上面の端部から鉛直下方に延びる第一鉛直面と、
前記継手下面の端部から鉛直上方に延びる第二鉛直面と、
前記第一鉛直面の下端と前記第二鉛直面の上端を結ぶ傾斜面と、
前記第一鉛直面に突設する突出筋と、
前記継手下面に設ける突出筋格納部と、を有し、
前記継手を組み合わせた際に、一方の前記継手の前記突出筋は、他方の前記継手の前記突出筋格納部に収容可能であることを特徴とする、
プレキャストコンクリート版の継手。
前記突出筋は先端が雄ネジ状であり、前記突出筋に挿通する定着板と、前記突出筋の先端に螺合するナットと、を有することを特徴とする、
請求項１に記載のプレキャストコンクリート版の継手。
前記第一鉛直面又は前記第二鉛直面の少なくともいずれか一方に、突設長が調整可能に設けるインサートと、を有することを特徴とする、
請求項１又は２に記載のプレキャストコンクリート版の継手。
前記継手上面は、内側面にボルト孔を有するボルトボックスを有することを特徴とする、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプレキャストコンクリート版の継手。