JPH11107216A - 三次元拘束コンクリ−ト構造部材のパイプア−チ橋梁 - Google Patents
三次元拘束コンクリ−ト構造部材のパイプア−チ橋梁Info
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- JPH11107216A JPH11107216A JP28610697A JP28610697A JPH11107216A JP H11107216 A JPH11107216 A JP H11107216A JP 28610697 A JP28610697 A JP 28610697A JP 28610697 A JP28610697 A JP 28610697A JP H11107216 A JPH11107216 A JP H11107216A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 引張力に対する許容荷重を大きく改善し、形
状及び重量が小さくなる三次元拘束コンクリート構造部
材のパイプアーチ橋梁を提供すること。 【解決手段】 アーチリブに、パイプ１内にコンクリー
ト２を打設した圧縮材Ｘと、該圧縮材にさらに長軸方向
にプレストレスを導入した引張材Ｙとからなることを特
徴とする三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアー
チ橋梁であり、パイプが、鋼管，ＦＲＰシート製パイプ
あるいは、鋼管にＦＲＰシートを外装した複合管であ
り、該アーチリブが、上部の弧に弓形の圧縮材を用い、
下部の弦に水平の引張材を用いるものであり、また、逆
に上部の弦に水平の圧縮材を用い、下部の弧に弓状の引
張材を用いるものであってもよく、さらに、アーチリブ
が、上部の弧に緩い弓状の圧縮材を用い、下部の弧にも
緩い弓状の引張材を用いるものでもよい。
状及び重量が小さくなる三次元拘束コンクリート構造部
材のパイプアーチ橋梁を提供すること。 【解決手段】 アーチリブに、パイプ１内にコンクリー
ト２を打設した圧縮材Ｘと、該圧縮材にさらに長軸方向
にプレストレスを導入した引張材Ｙとからなることを特
徴とする三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアー
チ橋梁であり、パイプが、鋼管，ＦＲＰシート製パイプ
あるいは、鋼管にＦＲＰシートを外装した複合管であ
り、該アーチリブが、上部の弧に弓形の圧縮材を用い、
下部の弦に水平の引張材を用いるものであり、また、逆
に上部の弦に水平の圧縮材を用い、下部の弧に弓状の引
張材を用いるものであってもよく、さらに、アーチリブ
が、上部の弧に緩い弓状の圧縮材を用い、下部の弧にも
緩い弓状の引張材を用いるものでもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、三次元拘束コン
クリート構造部材のパイプアーチ橋梁に関するものであ
る。
クリート構造部材のパイプアーチ橋梁に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】橋梁の強度を受持つ多くのコンクリート
構造部材は、鉄筋コンクリートやプレストレストコンク
リートで構成されている。コンクリートは、引張強度が
極端に低く、容易にひび割れ等の損傷が発生する。その
ため、引張応力を受ける部分には鉄筋等を配置し、圧縮
部は主としてコンクリートで受けもたせる鉄筋コンクリ
ートとしている。
構造部材は、鉄筋コンクリートやプレストレストコンク
リートで構成されている。コンクリートは、引張強度が
極端に低く、容易にひび割れ等の損傷が発生する。その
ため、引張応力を受ける部分には鉄筋等を配置し、圧縮
部は主としてコンクリートで受けもたせる鉄筋コンクリ
ートとしている。
【０００３】また、鉄筋コンクリートはひび割れが発生
するため、コンクリートの見掛け上の引張強度を改善す
るために部材引張部の長軸方向に予め圧縮力（プレスト
レス）が導入されたプレストレストコンクリート（以下
ＰＣと記述する）の構造部材も橋梁に使用されている。
するため、コンクリートの見掛け上の引張強度を改善す
るために部材引張部の長軸方向に予め圧縮力（プレスト
レス）が導入されたプレストレストコンクリート（以下
ＰＣと記述する）の構造部材も橋梁に使用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の鉄筋コンクリー
トの構造部材は以上のように構成されていることによ
り、つぎのような課題が存在している。すなわち、鉄筋
コンクリートのみの構造部材では、荷重や構造部材の自
重を支持するために必要な部材断面とそれに伴う重量が
大きくなり、大スパンの大型構造部材を得ることは非常
に困難である。
トの構造部材は以上のように構成されていることによ
り、つぎのような課題が存在している。すなわち、鉄筋
コンクリートのみの構造部材では、荷重や構造部材の自
重を支持するために必要な部材断面とそれに伴う重量が
大きくなり、大スパンの大型構造部材を得ることは非常
に困難である。
【０００５】また、各構造部材の重量が大きいことによ
り地震時の慣性力も大きくなり、耐震性が低くなる。他
方、従来のＰＣの構造部材では、コンクリートに導入さ
れるプレストレスはコンクリートの圧縮強度の精々３分
の１であり、また、一軸方向のみのプレストレスである
ため、大きな改善効果を期待することはできない。
り地震時の慣性力も大きくなり、耐震性が低くなる。他
方、従来のＰＣの構造部材では、コンクリートに導入さ
れるプレストレスはコンクリートの圧縮強度の精々３分
の１であり、また、一軸方向のみのプレストレスである
ため、大きな改善効果を期待することはできない。
【０００６】本発明は以上のような課題を解決するため
になされたものであり、引張力に対する許容荷重を大き
く改善し、形状及び重量が小さくなる三次元拘束コンク
リート構造部材のパイプアーチ橋梁を提供することを目
的とする。
になされたものであり、引張力に対する許容荷重を大き
く改善し、形状及び重量が小さくなる三次元拘束コンク
リート構造部材のパイプアーチ橋梁を提供することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本件の発明者は三次元拘
束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁について鋭
意研究を行い、１軸すなわち部材の長軸方向にプレスト
レスを導入することによって、パイプ内コンクリートが
長軸方向に直交する方向に変形するのをパイプで拘束す
ることから長軸だけでなく長軸に直交する方向（２軸ま
たは３軸すなわち多軸）にもプレストレスがパイプ内コ
ンクリートに導入される三次元拘束コンクリート構造部
材をアーチの引張材として用い、他のアーチリブに、パ
イプ内にコンクリートを充填しただけの圧縮材を用いる
ことにより、耐力および変形能力を大きく改善する成果
を得た。
束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁について鋭
意研究を行い、１軸すなわち部材の長軸方向にプレスト
レスを導入することによって、パイプ内コンクリートが
長軸方向に直交する方向に変形するのをパイプで拘束す
ることから長軸だけでなく長軸に直交する方向（２軸ま
たは３軸すなわち多軸）にもプレストレスがパイプ内コ
ンクリートに導入される三次元拘束コンクリート構造部
材をアーチの引張材として用い、他のアーチリブに、パ
イプ内にコンクリートを充填しただけの圧縮材を用いる
ことにより、耐力および変形能力を大きく改善する成果
を得た。
【０００８】すなわち、両端支持の三次元拘束ＰＣ梁の
場合、梁に掛る荷重に対し、破壊するまでに、支点間距
離（スパン）の１０分の１にも達する撓みを生じさせる
ことが可能であり、この撓み量は従来のＰＣ梁の場合の
１０倍にも相当するものである。また、プレストレスを
導入する場合、コンクリートの一軸圧縮強度の１．５倍
程度までのプレストレスを導入することが可能であり、
引張応力に対する許容荷重の改善に大きく貢献すると共
に、引張材として使用可能な部材となる。
場合、梁に掛る荷重に対し、破壊するまでに、支点間距
離（スパン）の１０分の１にも達する撓みを生じさせる
ことが可能であり、この撓み量は従来のＰＣ梁の場合の
１０倍にも相当するものである。また、プレストレスを
導入する場合、コンクリートの一軸圧縮強度の１．５倍
程度までのプレストレスを導入することが可能であり、
引張応力に対する許容荷重の改善に大きく貢献すると共
に、引張材として使用可能な部材となる。
【０００９】一方、パイプ内にコンクリートを充填した
部材をアーチの圧縮材として用いた場合、荷重による圧
縮応力によってコンファインド効果が発揮されるように
なり、圧縮耐力および圧縮変形能力が場合によっては２
〜１０倍も増大し、靱性の大きい構造部材となる。
部材をアーチの圧縮材として用いた場合、荷重による圧
縮応力によってコンファインド効果が発揮されるように
なり、圧縮耐力および圧縮変形能力が場合によっては２
〜１０倍も増大し、靱性の大きい構造部材となる。
【００１０】上記目的を達成するために、本発明による
三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁は
以下のように構成されている。すなわち、パイプの内部
にコンクリートを打設した部材の圧縮材を一の弧に用
い、この部材の管軸方向にプレストレスを導入した三次
元拘束コンクリート構造部材を引張部材として他の弦と
して用いるものである。
三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁は
以下のように構成されている。すなわち、パイプの内部
にコンクリートを打設した部材の圧縮材を一の弧に用
い、この部材の管軸方向にプレストレスを導入した三次
元拘束コンクリート構造部材を引張部材として他の弦と
して用いるものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図面と共に本発明による三
次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁の好
適な実施の形態について詳細に説明する。図１に示すも
のは本発明によるパイプアーチ橋梁であり、アーチリブ
の上部の弧にパイプ（１）内にコンクリート（２）を打
設した圧縮材（Ｘ）と、該圧縮材（Ｘ）にさらに長軸方
向にプレストレスを導入した引張材（Ｙ）を下部の弦に
用いることを特徴とする三次元拘束コンクリート構造部
材のパイプアーチ橋梁から構成されるものである。
次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁の好
適な実施の形態について詳細に説明する。図１に示すも
のは本発明によるパイプアーチ橋梁であり、アーチリブ
の上部の弧にパイプ（１）内にコンクリート（２）を打
設した圧縮材（Ｘ）と、該圧縮材（Ｘ）にさらに長軸方
向にプレストレスを導入した引張材（Ｙ）を下部の弦に
用いることを特徴とする三次元拘束コンクリート構造部
材のパイプアーチ橋梁から構成されるものである。
【００１２】そして、これらに使用されるパイプ（１）
は、鋼管，ＦＲＰシート製パイプあるいは、鋼管にＦＲ
Ｐシート等を外装した複合管から選ばれたものを使用す
る。
は、鋼管，ＦＲＰシート製パイプあるいは、鋼管にＦＲ
Ｐシート等を外装した複合管から選ばれたものを使用す
る。
【００１３】次に、本発明の他の実施の形態について説
明すると、図２に示すようなパイプアーチ橋梁であり、
アーチリブの上部の弦に水平の圧縮材（Ｘ′）を用い、
下部の弧にプレストレスを長軸方向に導入した弓状の引
張材（Ｙ′）として用いることを特徴とする三次元拘束
コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁から構成され
るものである。
明すると、図２に示すようなパイプアーチ橋梁であり、
アーチリブの上部の弦に水平の圧縮材（Ｘ′）を用い、
下部の弧にプレストレスを長軸方向に導入した弓状の引
張材（Ｙ′）として用いることを特徴とする三次元拘束
コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁から構成され
るものである。
【００１４】さらに、本発明の他の実施の形態について
説明すると、図３に示すようなパイプアーチ橋梁であ
り、アーチリブの上部の弧に緩い弓状の圧縮材（Ｘ″）
を用い、下部の弧にも緩い弓状の引張材（Ｙ″）を用い
た三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁
から構成されるものである。
説明すると、図３に示すようなパイプアーチ橋梁であ
り、アーチリブの上部の弧に緩い弓状の圧縮材（Ｘ″）
を用い、下部の弧にも緩い弓状の引張材（Ｙ″）を用い
た三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁
から構成されるものである。
【００１５】また、図４において、長軸方向にプレスト
レスを導入した引張材（Ｙ）は、三次元拘束を受ける引
張材であり、側面図で示している。図４において、符号
（１）で示すものは長尺のパイプであり、この内部に貫
通して配置される緊張材（３）を定着させている定着板
（４）及びパイプ（１）内に打設されたコンクリート
（２）により構成されており、また、コンクリート内に
鉄筋を配置することもある。
レスを導入した引張材（Ｙ）は、三次元拘束を受ける引
張材であり、側面図で示している。図４において、符号
（１）で示すものは長尺のパイプであり、この内部に貫
通して配置される緊張材（３）を定着させている定着板
（４）及びパイプ（１）内に打設されたコンクリート
（２）により構成されており、また、コンクリート内に
鉄筋を配置することもある。
【００１６】なお、前記緊張材（３）は一本に限定され
るものではなく、パイプ（１）の内径の大きさ、あるい
は要求強度に応じて二本以上を適宜配置してもよい。該
緊張材（３）の両端部にはネジ部、ナット（６）、定着
板（４）等を含む定着具（５）が設けられている。しか
しながら、緊張材（３）の両端部に装着する定着具の方
式には上記のネジ式のほか、クサビ式のものもあり、そ
の手段は特に限定しない。
るものではなく、パイプ（１）の内径の大きさ、あるい
は要求強度に応じて二本以上を適宜配置してもよい。該
緊張材（３）の両端部にはネジ部、ナット（６）、定着
板（４）等を含む定着具（５）が設けられている。しか
しながら、緊張材（３）の両端部に装着する定着具の方
式には上記のネジ式のほか、クサビ式のものもあり、そ
の手段は特に限定しない。
【００１７】このように構成されるパイプ（１）におい
て、パイプ（１）内に打設されたコンクリート（２）
は、緊張材（３）、定着板（４）及びナット（６）によ
り軸芯方向にプレストレスが導入されると、軸直角方向
に拡がろうとする。しかし、コンクリート（２）は、パ
イプ（１）により拡がりを拘束され、結果的に軸直角方
向にもプレストレスが導入されたことになる。
て、パイプ（１）内に打設されたコンクリート（２）
は、緊張材（３）、定着板（４）及びナット（６）によ
り軸芯方向にプレストレスが導入されると、軸直角方向
に拡がろうとする。しかし、コンクリート（２）は、パ
イプ（１）により拡がりを拘束され、結果的に軸直角方
向にもプレストレスが導入されたことになる。
【００１８】すなわち、コンクリート（２）は、軸芯方
向を緊張材（３）、定着板（４）及びナット（６）によ
り、軸直角方向をパイプ（１）により拘束される、すな
わち、三次元拘束を受ける引張部材となる。なお、コン
クリート（２）にプレストレスを導入する方法として
は、プレテンション方式とポストテンション方式とがあ
るがいずれの方法を用いてもよい。
向を緊張材（３）、定着板（４）及びナット（６）によ
り、軸直角方向をパイプ（１）により拘束される、すな
わち、三次元拘束を受ける引張部材となる。なお、コン
クリート（２）にプレストレスを導入する方法として
は、プレテンション方式とポストテンション方式とがあ
るがいずれの方法を用いてもよい。
【００１９】
【発明の効果】本発明による三次元拘束コンクリート構
造部材のパイプアーチ橋梁は、以上のように構成されて
いることにより、以下のような効果を得ることができ
る。すなわち、パイプ内にコンクリートを打設した部材
をアーチリブとして使用すると、部材は主として圧縮力
を受け、部材のコンクリートは軸力によって、円周方向
に拡がろうとするが、パイプによってコンクリートの拡
がりが拘束される結果、三軸方向の圧縮応力が導入され
る。また、コンクリートが三軸方向の圧縮応力を受けた
場合、圧縮耐力と変形能力が著しく増大し、圧縮剛性や
曲げ剛性も増大する。すなわち、コンファインド効果が
発揮されるようになる。
造部材のパイプアーチ橋梁は、以上のように構成されて
いることにより、以下のような効果を得ることができ
る。すなわち、パイプ内にコンクリートを打設した部材
をアーチリブとして使用すると、部材は主として圧縮力
を受け、部材のコンクリートは軸力によって、円周方向
に拡がろうとするが、パイプによってコンクリートの拡
がりが拘束される結果、三軸方向の圧縮応力が導入され
る。また、コンクリートが三軸方向の圧縮応力を受けた
場合、圧縮耐力と変形能力が著しく増大し、圧縮剛性や
曲げ剛性も増大する。すなわち、コンファインド効果が
発揮されるようになる。
【００２０】さらに、プレストレスを導入した上記の部
材を引張部材として用いれば、三軸方向の圧縮応力が導
入されているため、曲げ剛性が大きくなっていると同時
に、プレストレスの分だけコンクリートの見掛けの引張
強度が増大するため、コンクリートにひび割れが発生し
にくくなり、また、大きなプレストレスのため剪断ひび
割れも生じなくなる等の効果を奏する。
材を引張部材として用いれば、三軸方向の圧縮応力が導
入されているため、曲げ剛性が大きくなっていると同時
に、プレストレスの分だけコンクリートの見掛けの引張
強度が増大するため、コンクリートにひび割れが発生し
にくくなり、また、大きなプレストレスのため剪断ひび
割れも生じなくなる等の効果を奏する。
【００２１】その結果、圧縮耐力や変形能力が著しく増
大し、圧縮剛性や曲げ剛性も増大することにより、従来
の鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリート構造
に比べて、同一荷重を受ける場合、部材断面を小さくで
きるため、軽量化が図れ、従って橋梁の長大化が図れる
等極めて有益なる効果を奏するものである。
大し、圧縮剛性や曲げ剛性も増大することにより、従来
の鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリート構造
に比べて、同一荷重を受ける場合、部材断面を小さくで
きるため、軽量化が図れ、従って橋梁の長大化が図れる
等極めて有益なる効果を奏するものである。
【図１】本発明によるアーチリブの一実施例を示す側面
図である。
図である。
【図２】本発明によるアーチリブの他の実施例を示す側
面図である。
面図である。
【図３】本発明によるアーチリブのさらに他の実施例を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図４】本発明に使用する引張材の一実施例を示す一部
欠截断面図である。
欠截断面図である。
【図５】本発明に使用する圧縮材の一実施例を示す一部
欠截断面図である。
欠截断面図である。
１ パイプ ２ コンクリート ３ 緊張材 ４ 定着板 ５ 定着具（ナット、定着板、等定着治具の総称） ６ ナット Ｘ 圧縮材 Ｘ′圧縮材 Ｘ″圧縮材 Ｙ 引張材 Ｙ′引張材 Ｙ″引張材
Claims (5)
- 【請求項１】 アーチリブに、パイプ内にコンクリート
を打設した圧縮材と、該圧縮材にさらに長軸方向にプレ
ストレスを導入した引張材とからなることを特徴とする
三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁。 - 【請求項２】 パイプが、鋼管，ＦＲＰシート製パイプ
あるいは、鋼管にＦＲＰシートを外装した複合管である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の三次元拘
束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁。 - 【請求項３】 アーチリブが、上部の弧に弓形の圧縮材
を用い、下部の弦に水平の引張材を用いるものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の三次元拘束
コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁。 - 【請求項４】 アーチリブが、上部の弦に水平の圧縮材
を用い、下部の弧に弓状の引張材を用いるものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の三次元拘束
コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁。 - 【請求項５】 アーチリブが、上部の弧に緩い弓状の圧
縮材を用い、下部の弧にも緩い弓状の引張材を用いるも
のであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
三次元拘束コンクリート構造部材のパイプアーチ橋梁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28610697A JP3030695B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 三次元拘束コンクリ−ト構造部材のパイプア−チ橋梁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28610697A JP3030695B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 三次元拘束コンクリ−ト構造部材のパイプア−チ橋梁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11107216A true JPH11107216A (ja) | 1999-04-20 |
| JP3030695B2 JP3030695B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=17700020
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28610697A Expired - Fee Related JP3030695B2 (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 三次元拘束コンクリ−ト構造部材のパイプア−チ橋梁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3030695B2 (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003193420A (ja) * | 2001-12-28 | 2003-07-09 | Kajima Corp | 載荷金属管の補強工法 |
| JP2008537576A (ja) * | 2005-01-26 | 2008-09-18 | ズィ、 ユニヴァーサティ、アヴ、メイン、システィム | 迅速配置可能な軽量耐荷重アーチ・システム |
| CN105696466A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-06-22 | 任丘市永基建筑安装工程有限公司 | 钢弓桥钢结构下弦施工技术 |
| CN106758748A (zh) * | 2017-02-25 | 2017-05-31 | 中铁十八局集团第二工程有限公司 | 大跨度钢管混凝土拱桥结构 |
| CN107524080A (zh) * | 2016-06-21 | 2017-12-29 | 任丘市永基建筑安装工程有限公司 | 钢弓桥施工组块设计 |
| CN108625272A (zh) * | 2018-06-27 | 2018-10-09 | 中铁二院工程集团有限责任公司 | 一种大跨度混凝土拱桥拱圈裂缝控制方法及构造 |
| CN111041969A (zh) * | 2019-12-31 | 2020-04-21 | 深圳市桥博设计研究院有限公司 | 基于弯压设计理论的大跨度组合拱桥及设计建造方法 |
| CN111705619A (zh) * | 2020-06-23 | 2020-09-25 | 中国五冶集团有限公司 | 一种采用异型构件的系杆拱桥及异型构件合龙方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111593678A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-28 | 中电建十一局工程有限公司 | 一种钢管拱肋安装使用的临时铰施工方法 |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP28610697A patent/JP3030695B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US8850750B2 (en) | 2005-01-26 | 2014-10-07 | University Of Maine System Board Of Trustees | Rapidly-deployable lightweight load resisting arch system |
| CN105696466A (zh) * | 2014-11-25 | 2016-06-22 | 任丘市永基建筑安装工程有限公司 | 钢弓桥钢结构下弦施工技术 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3030695B2 (ja) | 2000-04-10 |
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