JPH11350660A - コンクリート梁 - Google Patents

コンクリート梁

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JPH11350660A
JPH11350660A JP15973798A JP15973798A JPH11350660A JP H11350660 A JPH11350660 A JP H11350660A JP 15973798 A JP15973798 A JP 15973798A JP 15973798 A JP15973798 A JP 15973798A JP H11350660 A JPH11350660 A JP H11350660A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 靭性の向上を図り、同時に軽量化も可能なコ
ンクリート梁を提供する。 【解決手段】 プレキャストコンクリート製の主桁1の
下部に鋼管14を埋設する。主桁1に荷重が加わり、断面
下部側に引張力が加わると、これに鋼管14が抗すること
により強度の向上を図ることができる。加えて、従来の
中実な鉄筋と同一重量の鋼管14を用いても、中空な鋼管
14の方が断面性能に優れる。また、鋼管14内部の中空部
分だけ主桁1が軽量化となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ応力を受ける
コンクリート梁に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】コンクリート製の構造
物にはたくさんのコンクリート梁が用いられ、この梁は
長尺をなし各支点により支えられ、その梁には直角ある
いは斜めに曲げの力が働くものである。そして、例えば
道路、鉄道用軌道並びに家屋、建築施設等を落石、崩
土、雪崩等から保護するシェッドなどの屋根、バリヤ、
防護壁、防護柵等の防護面等には、複数のコンクリート
梁が用いられ、また、橋梁の主桁等にもコンクリート梁
が用いられている。例えばコンクリート製のシェッドは
実公平1−4895号公報、特公平1−2722号公報
等で開示されているように、複数のコンクリート製主桁
を道路又は軌道長手方向に向う横締用PC鋼材により一
体に緊結して屋根を形成し、この屋根の道路又は軌道方
向の両側を柱または壁に結合して構成されている。そし
て、その主桁構造は断面T型のものやアーチ型のもの等
が知られており、また、主桁の支持構造は主桁の両側を
親柱と子柱で支持するもの、または擁壁と親柱あるいは
擁壁と擁壁とで支持するもの等種々のものが知られてい
る。
【0003】そして、図7に示すように支点にて支持さ
れたコンクリート梁1に荷重Pが加わると、コンクリー
ト梁1の上部2には圧縮力Puが働き、下部3には引張
力Pdが働く。そして一般にコンクリートは金属材料に
比べ圧縮,引張強度に劣る面があり、この種のコンクリ
ート梁1の強度を補うため、コンクリート梁1の下部3
に鉄筋4やPC鋼材を埋設し、該下部3の引張強度の向
上を図っている。
【0004】しかし、このように鉄筋4により補強を行
っても、一般にコンクリートを主体とした梁1は金属等
に比べて靭性に劣り、即ち材料の粘り易さに乏しく、大
きな衝撃により破壊し易い面がある。そして、PC鋼材
を用いる場合には、緊張力を付与するため、製造工程が
増加する。また、補強のために鉄筋やPC鋼材を使用で
きる量には限界があり、多量の鉄筋等を使用すると、梁
1の自重が増加するため強度上不利になると共に、コス
トが上昇するという問題がある。
【0005】そこで、本発明は、靭性の向上を図り、コ
ストパフォーマンスに優れたコンクリート梁を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、コン
クリート梁の下部に鋼管を埋設したものである。
【0007】この請求項1に構成によれば、コンクリー
ト梁に荷重が加わり、断面下部側に引張力が加わると、
これに鋼管が抗することにより強度が向上する。また、
衝撃力等により大きな荷重が加わると、鋼管の断面が偏
平方向に変形してその衝撃エネルギーを吸収する。加え
て、従来の中実な鉄筋と同一重量の鋼管を用いても、鋼
管は断面性能に優れる利点があると共に、鋼管内部の中
空部分だけ梁が軽量になる。
【0008】また、請求項2の発明は、前記コンクリー
ト梁の上部に鋼管を埋設したものである。
【0009】この請求項2の構成によれば、請求項1の
作用に加えて、荷重により発生する梁上部の圧縮力に対
して鋼管が抗することにより、強度が向上すると同時
に、同断面積であれば中実な鉄筋より鋼管の方が座屈強
度に優れている。また、落石などの衝撃力が作用した場
合、鋼管が偏平するなど局部的な変形を生じて衝撃エネ
ルギーを吸収する効果がある。
【0010】また、請求項3の発明は、前記鋼管の内部
に該鋼管の状態を検出する検出手段を設け、この検出手
段に接続した導線を前記鋼管内に挿通したものである。
【0011】この請求項3の構成によれば、鋼管の状態
を検出することにより、梁内部の状態を確認することが
できる。
【0012】また、請求項4の発明は、前記鋼管の内部
に弾性材を設けたものである。
【0013】この請求項4の構成によれば、内部の弾性
材により鋼管の変形が抑制されるため、耐力の低下を防
ぐと共に大きく変形した場合には衝撃エネルギーを吸収
することができる。
【0014】また、請求項5の発明は、前記鋼管の内部
に振動吸収材を設けたものである。この請求項5の構成
によれば、内部の振動吸収材により梁の振動を抑制する
ことができる。
【0015】
【発明の実施態様】以下、本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図1ないし図4は本発明の第1実施
例を示し、保護構造物であるコンクリート製シェッドに
適用した例であり、同図に示すように、コンクリート梁
たるプレキャストコンクリート製の複数の主桁1を、道
路Mの長手方向に突き合わせ状態で並設して屋根本体2
を形成し、この屋根本体2の道路幅方向の両側をコンク
リート柱4とコンクリート壁5との間に架設し、前記主
桁1の長さ方向両側は、PC鋼材6とアンカー7により
それぞれ前記コンクリート柱4とコンクリート壁5に結
合されている。また、前記屋根本体2の谷T側には囲い
ブロック8が設けられ、この囲いブロック8は、プレキ
ャスト製の囲いブロックを屋根本体2に固定することに
より設けられたり、現場打ちコンクリートにより形成さ
れたりする。また、前記囲いブロック8と山Yとの間に
は、サンドクッション材や発泡スチロールブロックなど
の緩衝材層9が設けられる。
【0016】前記主桁1は頂版部11とウエブ12と横梁部
13とからなり、略T型断面が長手方向に連続しており、
前記ウエブ12の下部に、複数の鋼管14を埋設し、また、
前記頂版部11に複数の鋼管15を埋設しており、これら鉄
筋14,15は工場製作時に埋設されると共に、前記主桁1
の長手方向のほぼ全長に渡って連続して設けられてい
る。尚、前記鋼管14は、主桁1に荷重が加わった場合の
引張領域に埋設され、前記鋼管15は、主桁1に荷重が加
わった場合の圧縮領域に埋設される。また、この例で
は、主桁1の山Y側の端面16において、それら鋼管14,
15は開口し、図3に示すように、前記主桁1の長手方向
中央において、鋼管14,15の内部にストレインゲージな
どの歪みセンサ21を設け、この歪みセンサ21は鋼管14,
15の長手方向あるいは円周方向歪みにより鋼管の状態を
検出する検出手段であり、前記歪みセンサ21に接続した
導線22を鋼管14,15に挿通し、前記端面16から外部に引
き出し、外部の制御装置23に接続し、この制御装置23
は、前記導線22により前記歪みセンサ21と電気に接続さ
れ、該歪みセンサ21の検出信号により、歪みを検出ある
いは歪みの値を算出し、表示あるいは記録するものであ
る。
【0017】次に前記屋根構造の作用につき説明する。
まず、上記の鋼管14,15を用いたものでは、図4に示す
ように、同一重量で中実の従来の鉄筋104 と比較した場
合、鋼管14,15の方が断面性能が向上する。また、鋼管
14,15は内部が中空であるから、この中空部分だけ主桁
1が軽量となる。このような主桁1を備えた屋根本体2
に荷重が加わり、主桁1の断面下部側に引張力が働く
と、コンクリートより引張強度が強く靭性に優れた鋼管
14が前記引張力に抗し、主桁1の曲げ及び剪断応力が向
上すると共に、靭性が向上する。また、設計強度を越え
た落石等による大きな衝撃力を受けても、鋼管14が断面
偏平方向に変形することにより、その落石のエネルギー
を吸収する。一方、荷重を受けると、主桁1の上部に圧
縮力が発生するが、この圧縮力に対して、周囲をコンク
リートにより拘束された鋼管15が抗することにより、強
度が向上する。
【0018】また、点検時や小規模な落石等を受けた後
に、主桁1の状況を確認する場合は、歪みセンサ21によ
り内部の鋼管14,15の歪みを検出し、例えば鋼管14,15
が所定以上に変形していれば、これは主桁1の修理交換
等を行い、外部から確認できない主桁1内部の状態を確
認して維持管理を行うことができる。
【0019】このように本実施例では、請求項1に対応
して、コンクリート梁であるプレキャストコンクリート
製の主桁1の下部に鋼管14を埋設したものであるから、
主桁1に荷重が加わり、断面下部側に引張力が加わる
と、これに鋼管14が抗することにより強度の向上を図る
ことができ、衝撃力等により大きな荷重が加わると、鋼
管14の断面が偏平方向に変形してその衝撃エネルギーを
効果的に吸収し、靭性を向上することができる。加え
て、従来の中実な鉄筋104 と同一重量の鋼管14を用いて
も、中空な鋼管14が断面性能に優れる利点があると共
に、鋼管14内部の中空部分だけ主桁1の軽量化を図るこ
とができる。また、その中空部分だけコンクリートの使
用量を削減できる。
【0020】また、このように本実施例では、請求項2
に対応して、コンクリート梁たる主桁1の上部に鋼管15
を埋設したものであるから、荷重により発生する梁上部
の圧縮力に対して鋼管15が抗することにより、強度を向
上することができ、同時に主桁1を軽量化することがで
きる。
【0021】また、このように本実施例では、請求項3
に対応して、鋼管14,15の内部に該鋼管14,15の状態で
ある歪みを検出する検出手段たる歪みセンサ21を設け、
この歪みセンサ21に接続した導線22を前記鋼管14,15内
に挿通したものであり、鋼管14,15の歪みを検出するこ
とにより、従来不可能であった主桁1内部の状態を確認
することができる。
【0022】さらに、実施例上の効果として、主桁1は
プレキャスト製であるから、均一な製品が得られると共
に、現場での施工が容易となる。
【0023】図5は本発明の第2実施例を示し、上記第
1実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明
を省略して詳述すると、この例では、鋼管14,15の外面
に凹凸24を設けており、図5には円周方向の凹凸24を示
しており、この凹凸24を設けることにより、鋼管14,15
とコンクリートとの付着性が向上し、強度の向上を図る
ことができる。
【0024】図6は本発明の第3実施例を示し、上記各
実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を
省略して詳述すると、この例では橋梁の主桁31に本発明
を適用した例であり、該主桁31は断面が略I形をなし、
頂版部32とウエブ33と底版部34とを有する。図6は主桁
31の幅方向の断面を示し、この主桁31は、少なくとも長
手方向両側を支持した梁であって、その断面の引張領域
に前記鋼管14を埋設すると共に、その圧縮領域に前記鋼
管15を埋設している。また、前記鋼管14,15の内部に、
電話線などの通信用ケーブル,電力線等の配線路35,上
下水道管,ガス管等の配管路36を挿通し、さらに、前記
鋼管14,15の内部に弾性材37又は振動吸収材37Aのいず
れか一方を充填する。すなわち、一本の鋼管には、弾性
材37又は振動吸収材37Aのいずれか一方のみを入れる。
前記鋼管14,15の内部に入れる前記弾性材37は、ゴムや
ウレタンなどの樹脂からなる弾性材37を充填等により設
けられ、この弾性材37は、主桁31に用いるコンクリート
より比重が軽いものが用いられる。一方、前記鋼管14,
15の内部に入れる前記振動吸収材37Aは、粘土などの塑
性変形する塑性材料や粘性を有する水や油等の流体、あ
るいは制振樹脂を充填等により設けられる。そして、図
6中、左の鋼管14内には配線路35を挿通し、中央の鋼管
14内には、配線路35と配管路36の両者を挿通し、左の鋼
管14内には配管路36を挿通している。
【0025】そして、主桁31に荷重が加わると、鋼管1
4,15がこれに抗することにより、強度が向上し、ま
た、主桁31の軽量化が図られ、請求項1〜3に対応し
て、上記第1実施例と同様な作用効果を有し、また、こ
の例では請求項4に対応して、鋼管14,15の内部に弾性
材37を設けたものであるから、内部の弾性材37により鋼
管14,15の変形が抑制されるため、耐力の低下を防ぐと
共に大きく変形した場合には衝撃エネルギーを吸収する
ことができる。また、この例では請求項5に対応して、
鋼管14,15の内部に振動吸収材37Aを設けたものである
から、内部の振動吸収材により主桁31の振動を抑制する
ことができる。また、液体からなる水や油等の振動吸収
材37Aを鋼管14,15内に所定量だけ入れれば、その液体
振動吸収材37Aの移動のより衝撃エネルギーの吸収が可
能となる。
【0026】また、実施例上の効果として、鋼管14,15
に配線路35や配管路36を挿通することにより、主桁31の
外部に新たに配管や配線等を付設する必要がなく、それ
らの施工コストを削減できる。さらに、鋼管14,15の内
部に弾性材37を設けたから、該弾性材37により内部の配
線路35や配管路36が保護される。
【0027】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、埋設する鋼管の数は適宜選定可能で
ある。また、鋼管の状態を検出する検出手段として、カ
メラなどの画像検出手段を用いてもよく、導線として光
ファイバーを用いて画像を伝達するようにしてもよい。
さらに、鋼管の外面に設ける凹凸の形状寸法等は適宜選
定可能であり、例えば鋼管の長さ方向に連続する凹凸で
もよい。また、第1実施例において、主桁の谷側の端面
から導線を引き出すようにしてもよい。さらに、第1実
施例に示した主桁の鋼管内に弾性材又は振動吸収材を設
ければ、変形抑制又は道路等の振動による屋根本体の振
動を抑制することができ、その耐久性を高めることがで
きる。
【0028】
【発明の効果】請求項1の発明は、コンクリート梁の下
部に鋼管を埋設したものであり、靭性の向上を図り、同
時に軽量化も可能なコンクリート梁を提供することがで
きる。
【0029】また、請求項2の発明は、前記コンクリー
ト梁の上部に鋼管を埋設したものであり、靭性の向上を
図り、同時に軽量化も可能なコンクリート梁を提供する
ことができる。
【0030】また、請求項3の発明は、前記鋼管の内部
に該鋼管の状態を検出する検出手段を設け、この検出手
段に接続した導線を前記鋼管内に挿通したものであり、
靭性の向上を図り、同時に軽量化も可能なコンクリート
梁を提供することができる。
【0031】また、請求項4の発明は、前記鋼管の内部
に弾性材を設けたものであり、靭性の向上を図り、同時
に軽量化も可能なコンクリート梁を提供することができ
る。
【0032】また、請求項5の発明は、前記鋼管の内部
に振動吸収材を設けたものであり、靭性の向上を図り、
同時に軽量化も可能なコンクリート梁を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す屋根構造の長手方向
の断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す主桁の幅方向の断面
図である。
【図3】本発明の第1実施例を示す主桁の長手方向の断
面図である。
【図4】本発明の第1実施例を示す鉄筋と鋼管の断面図
である。
【図5】本発明の第2実施例を示す鋼管の長手方向の断
面図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す橋梁等の主桁の幅方
向の断面図である。
【図7】従来例を示すコンクリート梁の説明図である。
【符号の説明】
1 主桁(コンクリート梁) 14 鋼管 15 鋼管 21 歪みセンサ(検出手段) 22 導線 31 主桁(コンクリート梁) 37 弾性材 37A 振動吸収材
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成11年4月8日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 コンクリート梁
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、曲げ応力を受ける
コンクリート梁に関する。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】コンクリート製の構造
物にはたくさんのコンクリート梁が用いられ、この梁は
長尺をなし各支点により支えられ、その梁には直角ある
いは斜めに曲げの力が働くものである。そして、例えば
道路、鉄道用軌道並びに家屋、建築施設等を落石、崩
土、雪崩等から保護するシェッドなどの屋根、バリヤ、
防護壁、防護柵等の防護面等には、複数のコンクリート
梁が用いられ、また、橋梁の主桁等にもコンクリート梁
が用いられている。例えばコンクリート製のシェッドは
実公平1−4895号公報、特公平1−2722号公報
等で開示されているように、複数のコンクリート製主桁
を道路又は軌道長手方向に向う横締用PC鋼材により一
体に緊結して屋根を形成し、この屋根の道路又は軌道方
向の両側を柱または壁に結合して構成されている。そし
て、その主桁構造は断面T型のものやアーチ型のもの等
が知られており、また、主桁の支持構造は主桁の両側を
親柱と子柱で支持するもの、または擁壁と親柱あるいは
擁壁と擁壁とで支持するもの等種々のものが知られてい
る。
【0003】そして、図7に示すように支点にて支持さ
れたコンクリート梁1に荷重Pが加わると、コンクリー
ト梁1の上部2には圧縮力Puが働き、下部3には引張
力Pdが働く。そして一般にコンクリートは金属材料に
比べ圧縮,引張強度に劣る面があり、この種のコンクリ
ート梁1の強度を補うため、コンクリート梁1の下部3
に鉄筋4やPC鋼材を埋設し、該下部3の引張強度の向
上を図っている。
【0004】しかし、このように鉄筋4により補強を行
っても、一般にコンクリートを主体とした梁1は金属等
に比べて靭性に劣り、即ち材料の粘り易さに乏しく、大
きな衝撃により破壊し易い面がある。そして、PC鋼材
を用いる場合には、緊張力を付与するため、製造工程が
増加する。また、補強のために鉄筋やPC鋼材を使用で
きる量には限界があり、多量の鉄筋等を使用すると、梁
1の自重が増加するため強度上不利になると共に、コス
トが上昇するという問題がある。
【0005】そこで、本発明は、靭性の向上を図り、コ
ストパフォーマンスに優れたコンクリート梁を提供する
ことを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、コン
クリート梁の下部に鋼管を埋設し、この鋼管の内部に該
鋼管の状態を検出する検出手段を設け、この検出手段に
接続した導線を前記鋼管内に挿通したものである。
【0007】この請求項1に構成によれば、コンクリー
ト梁に荷重が加わり、断面下部側に引張力が加わると、
これに鋼管が抗することにより強度が向上する。また、
衝撃力等により大きな荷重が加わると、鋼管の断面が偏
平方向に変形してその衝撃エネルギーを吸収する。加え
て、従来の中実な鉄筋と同一重量の鋼管を用いても、鋼
管は断面性能に優れる利点があると共に、鋼管内部の中
空部分だけ梁が軽量になる。しかも、鋼管の状態を検出
することにより、梁内部の状態を確認することができ
る。
【0008】また、請求項2の発明は、コンクリート梁
の下部と上部に鋼管を埋設し、これら下部と上部の鋼管
の内部に該鋼管の状態を検出する検出手段を設け、この
検出手段に接続した導線を前記鋼管内に挿通したもので
ある。
【0009】この請求項2の構成によれば、請求項1の
作用に加えて、荷重により発生する梁上部の圧縮力に対
して上部の鋼管が抗することにより、強度が向上すると
同時に、同断面積であれば中実な鉄筋より鋼管の方が座
屈強度に優れている。また、落石などの衝撃力が作用し
た場合、鋼管が偏平するなど局部的な変形を生じて衝撃
エネルギーを吸収する効果がある。
【0010】請求項3の発明は、コンクリート梁の下部
に鋼管を埋設し、この鋼管の内部に弾性材を設けたもの
である。
【0011】この請求項3の構成によれば、コンクリー
ト梁に荷重が加わり、断面下部側に引張力が加わると、
これに鋼管が抗することにより強度が向上する。また、
衝撃力等により大きな荷重が加わると、鋼管の断面が偏
平方向に変形してその衝撃エネルギーを吸収する。加え
て、従来の中実な鉄筋と同一重量の鋼管を用いても、鋼
管は断面性能に優れる利点がある。しかも、内部の弾性
材により下部の鋼管の変形が抑制されるため、耐力の低
下を防ぐと共に大きく変形した場合には衝撃エネルギー
を吸収することができる。
【0012】また、請求項4の発明は、コンクリート梁
の下部と上部に鋼管を埋設し、これら下部と上部の鋼管
の内部に弾性材を設けたものである。
【0013】この請求項4の構成によれば、請求項3の
作用に加えて、荷重により発生する梁上部の圧縮力に対
して上部の鋼管が抗することにより、強度が向上すると
同時に、同断面積であれば中実な鉄筋より鋼管の方が座
屈強度に優れている。また、落石などの衝撃力が作用し
た場合、鋼管が偏平するなど局部的な変形を生じて衝撃
エネルギーを吸収する効果がある。
【0014】請求項5の発明は、コンクリート梁の下部
に鋼管を埋設し、この鋼管の内部に振動吸収材を設けた
ものである。
【0015】この請求項5の構成によれば、コンクリー
ト梁に荷重が加わり、断面下部側に引張力が加わると、
これに鋼管が抗することにより強度が向上する。また、
衝撃力等により大きな荷重が加わると、鋼管の断面が偏
平方向に変形してその衝撃エネルギーを吸収する。加え
て、従来の中実な鉄筋と同一重量の鋼管を用いても、鋼
管は断面性能に優れる利点がある。しかも、内部の振動
吸収材により梁の振動を抑制することができる。
【0016】また、請求項6の発明は、コンクリート梁
の下部と上部に鋼管を埋設し、これら下部と上部の鋼管
の内部に振動吸収材を設けたものである。
【0017】この請求項6の発明によれば、請求項5の
作用に加えて、荷重により発生する梁上部の圧縮力に対
して上部の鋼管が抗することにより、強度が向上すると
同時に、同断面積であれば中実な鉄筋より鋼管の方が座
屈強度に優れている。また、落石などの衝撃力が作用し
た場合、鋼管が偏平するなど局部的な変形を生じて衝撃
エネルギーを吸収する効果がある。
【0018】
【発明の実施態様】以下、本発明の実施例を添付図面を
参照して説明する。図1ないし図4は本発明の第1実施
例を示し、保護構造物であるコンクリート製シェッドに
適用した例であり、同図に示すように、コンクリート梁
たるプレキャストコンクリート製の複数の主桁1を、道
路Mの長手方向に突き合わせ状態で並設して屋根本体2
を形成し、この屋根本体2の道路幅方向の両側をコンク
リート柱4とコンクリート壁5との間に架設し、前記主
桁1の長さ方向両側は、PC鋼材6とアンカー7により
それぞれ前記コンクリート柱4とコンクリート壁5に結
合されている。また、前記屋根本体2の谷T側には囲い
ブロック8が設けられ、この囲いブロック8は、プレキ
ャスト製の囲いブロックを屋根本体2に固定することに
より設けられたり、現場打ちコンクリートにより形成さ
れたりする。また、前記囲いブロック8と山Yとの間に
は、サンドクッション材や発泡スチロールブロックなど
の緩衝材層9が設けられる。
【0019】前記主桁1は頂版部11とウエブ12と横梁部
13とからなり、略T型断面が長手方向に連続しており、
前記ウエブ12の下部に、複数の鋼管14を埋設し、また、
前記頂版部11に複数の鋼管15を埋設しており、これら鉄
筋14,15は工場製作時に埋設されると共に、前記主桁1
の長手方向のほぼ全長に渡って連続して設けられてい
る。尚、前記鋼管14は、主桁1に荷重が加わった場合の
引張領域に埋設され、前記鋼管15は、主桁1に荷重が加
わった場合の圧縮領域に埋設される。また、この例で
は、主桁1の山Y側の端面16において、それら鋼管14,
15は開口し、図3に示すように、前記主桁1の長手方向
中央において、鋼管14,15の内部にストレインゲージな
どの歪みセンサ21を設け、この歪みセンサ21は鋼管14,
15の長手方向あるいは円周方向歪みにより鋼管の状態を
検出する検出手段であり、前記歪みセンサ21に接続した
導線22を鋼管14,15に挿通し、前記端面16から外部に引
き出し、外部の制御装置23に接続し、この制御装置23
は、前記導線22により前記歪みセンサ21と電気に接続さ
れ、該歪みセンサ21の検出信号により、歪みを検出ある
いは歪みの値を算出し、表示あるいは記録するものであ
る。
【0020】次に前記屋根構造の作用につき説明する。
まず、上記の鋼管14,15を用いたものでは、図4に示す
ように、同一重量で中実の従来の鉄筋104と比較した場
合、鋼管14,15の方が断面性能が向上する。また、鋼管
14,15は内部が中空であるから、この中空部分だけ主桁
1が軽量となる。このような主桁1を備えた屋根本体2
に荷重が加わり、主桁1の断面下部側に引張力が働く
と、コンクリートより引張強度が強く靭性に優れた鋼管
14が前記引張力に抗し、主桁1の曲げ及び剪断応力が向
上すると共に、靭性が向上する。また、設計強度を越え
た落石等による大きな衝撃力を受けても、鋼管14が断面
偏平方向に変形することにより、その落石のエネルギー
を吸収する。一方、荷重を受けると、主桁1の上部に圧
縮力が発生するが、この圧縮力に対して、周囲をコンク
リートにより拘束された鋼管15が抗することにより、強
度が向上する。
【0021】また、点検時や小規模な落石等を受けた後
に、主桁1の状況を確認する場合は、歪みセンサ21によ
り内部の鋼管14,15の歪みを検出し、例えば鋼管14,15
が所定以上に変形していれば、これは主桁1の修理交換
等を行い、外部から確認できない主桁1内部の状態を確
認して維持管理を行うことができる。
【0022】このように本実施例では、請求項1に対応
して、コンクリート梁であるプレキャストコンクリート
製の主桁1の下部に鋼管14を埋設し、鋼14の内部に該
鋼管14の状態である歪みを検出する検出手段たる歪みセ
ンサ21を設け、この歪みセンサ21に接続した導線22を前
記鋼管14内に挿通したものであるから、主桁1に荷重が
加わり、断面下部側に引張力が加わると、これに鋼管14
が抗することにより強度の向上を図ることができ、衝撃
力等により大きな荷重が加わると、鋼管14の断面が偏平
方向に変形してその衝撃エネルギーを効果的に吸収し、
靭性を向上することができる。加えて、従来の中実な鉄
筋104と同一重量の鋼管14を用いても、中空な鋼管14が
断面性能に優れる利点があると共に、鋼管14内部の中空
部分だけ主桁1の軽量化を図ることができる。また、そ
の中空部分だけコンクリートの使用量を削減できる。
かも、鋼管14の歪みを検出することにより、従来不可能
であった主桁1内部の状態を確認することができる。
【0023】また、このように本実施例では、請求項2
に対応して、コンクリート梁たる主桁1の下部と上部に
鋼管14,15を埋設し、鋼管14,15の内部に該鋼管14,15
の状態である歪みを検出する検出手段たる歪みセンサ21
を設け、この歪みセンサ21に接続した導線22を前記鋼管
14,15内に挿通したものであるから、荷重により発生す
る梁上部の圧縮力に対して上部の鋼管15が抗することに
より、強度を向上することができ、同時に主桁1を軽量
化することができる。しかも、鋼管14,15の歪みを検出
することにより、従来不可能であった主桁1内部の状態
を確認することができる。
【0024】さらに、実施例上の効果として、主桁1は
プレキャスト製であるから、均一な製品が得られると共
に、現場での施工が容易となる。
【0025】図5は本発明の第2実施例を示し、上記第
1実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明
を省略して詳述すると、この例では、鋼管14,15の外面
に凹凸24を設けており、図5には円周方向の凹凸24を示
しており、この凹凸24を設けることにより、鋼管14,15
とコンクリートとの付着性が向上し、強度の向上を図る
ことができる。
【0026】図6は本発明の第3実施例を示し、上記各
実施例と同一部分に同一符号を付し、その詳細な説明を
省略して詳述すると、この例では橋梁の主桁31に本発明
を適用した例であり、該主桁31は断面が略I形をなし、
頂版部32とウエブ33と底版部34とを有する。図6は主桁
31の幅方向の断面を示し、この主桁31は、少なくとも長
手方向両側を支持した梁であって、その断面の引張領域
に前記鋼管14を埋設すると共に、その圧縮領域に前記鋼
管15を埋設している。また、前記鋼管14,15の内部に、
電話線などの通信用ケーブル,電力線等の配線路35,上
下水道管,ガス管等の配管路36を挿通し、さらに、前記
鋼管14,15の内部に弾性材37又は振動吸収材37Aのいず
れか一方を充填する。すなわち、一本の鋼管には、弾性
材37又は振動吸収材37Aのいずれか一方のみを入れる。
前記鋼管14,15の内部に入れる前記弾性材37は、ゴムや
ウレタンなどの樹脂からなる弾性材37を充填等により設
けられ、この弾性材37は、主桁31に用いるコンクリート
より比重が軽いものが用いられる。一方、前記鋼管14,
15の内部に入れる前記振動吸収材37Aは、粘土などの塑
性変形する塑性材料や粘性を有する水や油等の流体、あ
るいは制振樹脂を充填等により設けられる。そして、図
6中、左の鋼管14内には配線路35を挿通し、中央の鋼管
14内には、配線路35と配管路36の両者を挿通し、左の鋼
管14内には配管路36を挿通している。
【0027】そして、主桁31に荷重が加わると、鋼管1
4,15がこれに抗することにより、強度が向上し、ま
た、主桁31の軽量化が図られ、下部と上部の鋼管14,15
により、上記第1実施例と同様な作用効果を有し、ま
た、この例では請求項3に対応して、下部の鋼管14の内
部に弾性材37を設けたものであり、請求項4に対応し
て、下部と上部の鋼管14,15の内部に弾性材37を設けた
ものであるから、内部の弾性材37により鋼管14,15の変
形が抑制されるため、耐力の低下を防ぐと共に大きく変
形した場合には衝撃エネルギーを吸収することができ
る。また、この例では請求項5に対応して、下部の鋼管
14の内部に振動吸収材37Aを設けたものであり、請求項
6に対応して、下部と上部の鋼管14,15の内部に振動吸
収材37Aを設けたものであるから、内部の振動吸収材37
により主桁31の振動を抑制することができる。また、
液体からなる水や油等の振動吸収材37Aを鋼管14,15内
に所定量だけ入れれば、その液体振動吸収材37Aの移動
より衝撃エネルギーの吸収が可能となる。
【0028】また、実施例上の効果として、鋼管14,15
に配線路35や配管路36を挿通することにより、主桁31の
外部に新たに配管や配線等を付設する必要がなく、それ
らの施工コストを削減できる。さらに、鋼管14,15の内
部に弾性材37を設けたから、該弾性材37により内部の配
線路35や配管路36が保護される。
【0029】尚、本発明は前記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、埋設する鋼管の数は適宜選定可能で
ある。また、鋼管の状態を検出する検出手段として、カ
メラなどの画像検出手段を用いてもよく、導線として光
ファイバーを用いて画像を伝達するようにしてもよい。
さらに、鋼管の外面に設ける凹凸の形状寸法等は適宜選
定可能であり、例えば鋼管の長さ方向に連続する凹凸で
もよい。また、第1実施例において、主桁の谷側の端面
から導線を引き出すようにしてもよい。さらに、第1実
施例に示した主桁の鋼管内に弾性材又は振動吸収材を設
ければ、変形抑制又は道路等の振動による屋根本体の振
動を抑制することができ、その耐久性を高めることがで
きる。
【0030】
【発明の効果】請求項1の発明は、コンクリート梁の下
部に鋼管を埋設し、この鋼管の内部に該鋼管の状態を検
出する検出手段を設け、この検出手段に接続した導線を
前記鋼管内に挿通したものであり、靭性の向上を図り、
同時に軽量化も可能なコンクリート梁を提供することが
できる。
【0031】また、請求項2の発明は、コンクリート梁
の下部と上部に鋼管を埋設し、これら下部と上部の鋼管
の内部に該鋼管の状態を検出する検出手段を設け、この
検出手段に接続した導線を前記鋼管内に挿通したもので
あり、靭性の向上を図り、同時に軽量化も可能なコンク
リート梁を提供することができる。
【0032】また、請求項3の発明は、コンクリート梁
の下部に鋼管を埋設し、この鋼管の内部に弾性材を設け
たものであり、靭性の向上を図り、同時に軽量化も可能
なコンクリート梁を提供することができる。
【0033】また、請求項4の発明は、コンクリート梁
の下部と上部に鋼管を埋設し、これら下部と上部の鋼管
の内部に弾性材を設けたものであり、靭性の向上を図
り、同時に軽量化も可能なコンクリート梁を提供するこ
とができる。
【0034】また、請求項5の発明は、コンクリート梁
の下部に鋼管を埋設し、この鋼管の内部に振動吸収材を
設けたものであり、靭性の向上を図り、同時に軽量化も
可能なコンクリート梁を提供することができる。
【0035】また、請求項6の発明は、コンクリート梁
の下部と上部に鋼管を埋設し、これら下部と上部の鋼管
の内部に振動吸収材を設けたものであり、靭性の向上を
図り、同時に軽量化も可能なコンクリート梁を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示す屋根構造の長手方向
の断面図である。
【図2】本発明の第1実施例を示す主桁の幅方向の断面
図である。
【図3】本発明の第1実施例を示す主桁の長手方向の断
面図である。
【図4】本発明の第1実施例を示す鉄筋と鋼管の断面図
である。
【図5】本発明の第2実施例を示す鋼管の長手方向の断
面図である。
【図6】本発明の第3実施例を示す橋梁等の主桁の幅方
向の断面図である。
【図7】従来例を示すコンクリート梁の説明図である。
【符号の説明】 1 主桁(コンクリート梁) 14 鋼管 15 鋼管 21 歪みセンサ(検出手段) 22 導線 31 主桁(コンクリート梁) 37 弾性材 37A 振動吸収材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート梁の下部に鋼管を埋設した
    ことを特徴とするコンクリート梁。
  2. 【請求項2】 前記コンクリート梁の上部に鋼管を埋設
    したことを特徴とする請求項1記載のコンクリート梁。
  3. 【請求項3】 前記鋼管の内部に該鋼管の状態を検出す
    る検出手段を設け、この検出手段に接続した導線を前記
    鋼管内に挿通したことを特徴とする請求項1又は2記載
    のコンクリート梁。
  4. 【請求項4】 前記鋼管の内部に弾性材を設けたことを
    特徴とする請求項1又は2記載のコンクリート梁。
  5. 【請求項5】 前記鋼管の内部に振動吸収材を設けたこ
    とを特徴とする請求項1又は2記載のコンクリート梁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016204947A (ja) * 2015-04-21 2016-12-08 株式会社ライテク シェッド

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