(57)【要約】      （修正有）【課題】デッキプレートと縦リブとの交差部に生じる応力集中の緩和と、鋼床版の曲げ剛性の向上とを同時に得ることが可能な鋼床版の補強構造を提供する。【解決手段】デッキプレート１０の下面に間隔を設けて縦リブ２０を複数配列してある鋼床版の補強構造であって、隣りあう縦リブ２０間に設けてデッキプレート１０と一体化する、現場充填またはプレキャストによる補強体３０と、補強体３０の下部を覆うように位置し、隣りあう縦リブ２０の側面２１同士を繋いでいる鋼板４０とを設ける。【選択図】図１
2020122272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強構造であって、
隣りあう縦リブ間に設けてデッキプレートと一体化する、現場充填またはプレキャストによる、補強体と、
前記補強体の下部を覆うように位置し、隣りあう縦リブの側面同士を繋いでいる、鋼板と、を有することを特徴とする、
鋼床版の補強構造。
【請求項２】
デッキプレートまたは縦リブと、補強体との間が、結合部材を介してさらに一体化されていることを特徴とする、
請求項１に記載の鋼床版の補強構造。
【請求項３】
デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強方法であって、
（ａ１）隣りあう縦リブの側面同士を繋ぐように鋼板を溶接する工程と、
（ａ２）鋼板の上面とデッキプレートとの間の空間に、モルタルまたはコンクリートからなる充填物を充填して補強体を構築する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする、
鋼床版の補強方法。
【請求項４】
デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強方法であって、
（ｂ１）隣りあう縦リブ間に、プレキャストコンクリート製の補強体を嵌合する工程と、
（ｂ２）補強体の下部を覆うように予め設けてある鋼板の両端を、隣りあう縦リブの側面に溶接する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする、
鋼床版の補強方法。
【請求項５】
デッキプレートまたは縦リブと、補強ブロックとの間を、結合部材を介してさらに一体化することを特徴とする、
請求項３または４に記載の鋼床版の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版に対し、デッキプレートの剛性を高めて鋼床版の損傷を抑制するための補強構造および補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高速道路等の道路橋には、デッキプレートと縦リブとからなる鋼床版構造が多く使用されている。
この鋼床版は、大型車両の通行等による影響を繰り返し受けることによって、デッキプレートと縦リブとの交差部に亀裂が生じやすく、今後、多くの箇所で補修・補強作業を施す必要が生じると予想されている。
【０００３】
この鋼床版の補強方法としてＳＦＲＣ工法がある。本工法は、既設の鋼床版の上面に新たな繊維補強コンクリートからなるコンクリート層を設けることで床版の曲げ剛性の向上を図っている。
しかし、本工法は、道路の交通規制が必須となることから、連続施工が困難で工期や費用負担が大きくなる、という問題を有している。
【０００４】
そこで、鋼床版の下面側から補強を行うことで交通規制を要することなく補強工事を可能とする技術として、以下の特許文献に係る発明がある。
【０００５】
特許文献１に記載の補強構造は、隣りあうＵリブ間に位置するデッキプレートの下面に、上面と側面に薄型鋼板を設けた繊維補強型セメント系材料からなるプレキャストコンクリートブロックを、接着剤によってデッキプレートに密着固定し、ブロックとＵリブとの隙間にセメント系材料からなる充填材を充填して床版の曲げ剛性を高めている。
しかし、特許文献１に記載の構造では、デッキプレート下部のプレキャストコンクリートブロックによる補強によって床版の曲げ剛性は向上しているものの、デッキプレートとＵリブとの交差部に生じる応力集中の軽減には至っていない。
【０００６】
特許文献２に記載の補強構造は、デッキプレートと、縦リブで形成される閉鎖領域の内側に板状の内側補強材を配置して、デッキプレートとＵリブの交差部を補強している。
特許文献３に記載の補強構造は、隣りあうＵリブ間に位置するデッキプレートの下面に繊維補強型セメント系材料を吹き付けることで断面略門型のブロックを形成して、デッキプレートとＵリブの交差部における局所応力の緩和を図っている。
しかし、特許文献２，３に記載の構造では、内側補強材や吹き付けコンクリートによって、デッキプレートとＵリブとの交差部の補強や応力集中の緩和を実現しているものの、床版自体の曲げ剛性の向上には至っていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７７７４６号公報
【特許文献２】特開２０１７−１３３３２０号公報
【特許文献３】特開２０１０−２６５６２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強構造において、デッキプレートと縦リブとの交差部に生じる応力集中の緩和と、鋼床版の曲げ剛性の向上とを同時に得ることが可能な手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強構造であって、隣りあう縦リブ間に設けてデッキプレートと一体化する、現場充填またはプレキャストによる、補強体と、前記補強体の下部を覆うように位置し、隣りあう縦リブの側面同士を繋いでいる、鋼板と、を有することを特徴とするものである。
また、本願の第２発明は、前記第１発明において、デッキプレートまたは縦リブと、補強体との間が、結合部材を介してさらに一体化されていることを特徴とするものである。
また、本願の第３発明は、デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強方法であって、（ａ１）隣りあう縦リブの側面同士を繋ぐように鋼板を溶接する工程と、（ａ２）鋼板の上面とデッキプレートとの間の空間に、モルタルまたはコンクリートからなる充填物を充填して補強体を構築する工程と、を少なくとも有することを特徴とするものである。
また、本願の第４発明は、デッキプレートの下面に間隔を設けて縦リブを複数配列してある鋼床版の補強方法であって、（ｂ１）隣りあう縦リブ間に、プレキャストコンクリート製の補強体を嵌合する工程と、（ｂ２）補強体の下部を覆うように予め設けてある鋼板の両端を、隣りあう縦リブの側面に溶接する工程と、を少なくとも有することを特徴とするものである。
また、本願の第５発明は、前記第３発明または第４発明において、デッキプレートまたは縦リブと、補強ブロックとの間を、結合部材を介してさらに一体化することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
（１）デッキプレートの下面に間隔を空けて複数配列してある縦リブ間に設けた補強体がデッキプレートと一体化することにより、デッキプレートと縦リブとの交差部に生じる応力集中を緩和し、かつ、鋼床版の曲げ剛性の向上効果を得ることができる。
（２）補強体の下部を覆うように鋼板を設けることで、鋼床版への交通荷重の載荷時に生じる引張応力を鋼板で負担することにより、補強体にひび割れなどの損傷が生じにくくなる。
（３）デッキプレートまたは縦リブと、補強体との間を、結合部材を介してさらに一体化することで、鋼床版の曲げ剛性をさらに向上させることができる。
（４）補強体に、現場充填するモルタルまたはコンクリートを用いることで、デッキプレート、縦リブおよび鋼板で囲んだ領域に密な補強体を設けることができる。
（５）補強体に、プレキャストブロックを用いることで、補強工事の工期短縮に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係る鋼床版の補強構造を示す概略図。
【図２】本発明に係る鋼床版の補強構造の作用を示す概略図。
【図３】実施例１に係る鋼床版の補強方法（１）を示す概略図。
【図４】実施例１に係る鋼床版の補強方法（２）を示す概略図。
【図５】実施例２に係る鋼床版の補強構造を示す概略図。
【図６】実施例３に係る鋼床版の補強構造を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜１＞全体構成（図１，２）
本発明の適用対象とする鋼床版は、デッキプレート１０の下面に、別部材である縦リブ２０を、間隔を空けて複数配列して構成した床版である。よって、デッキプレート自体を折曲して直接縦リブを形成したものは、本発明の対象に含まない。
そして、本発明に係る鋼床版の補強構造は、当該鋼床版を構成するデッキプレート１０と一体化するように新たに設ける補強体３０と、前記補強体３０の下部を覆うように位置して、隣りあう縦リブ２０の側面２１同士を繋いでいる鋼板４０と、を少なくとも具備して構成する。
以下、各構成要素の詳細について説明する。
【００１３】
＜２＞補強体（図１）
補強体３０は、デッキプレート１０の下面に新たに設けて該デッキプレート１０と一体化することで、鋼床版を補強するための部材である。
補強体３０は、後述する鋼板４０の設置後に、該鋼板４０、デッキプレート１０および縦リブ２０で囲まれた空間に、モルタルやコンクリートなどの充填材を現場充填して形成することで、充填材の付着力によってデッキプレート１０と一体化した態様であってもよいし、工場製作したコンクリート製のプレキャストブロックをデッキプレート１０の下面に接着または締結等によって固定することでデッキプレート１０と一体化した態様であってもよい。
特に、補強体３０の構成材料に、繊維補強コンクリートや繊維補強モルタルなどの剛性の高い材料を用いると、鋼床版の補強効果をより高められる点で有益である。
【００１４】
＜３＞鋼板（図１）
鋼板４０は、鋼床版に生じる引張応力を負担するための部材である。
鋼板４０は、補強体３０の下部を覆う位置に配置するため、隣りあう縦リブ２０間の空間において、鋼床版の最下面に位置する部材となる。
そのため、鋼床版の上面に通行車両等の荷重が載荷された時に、鋼板４０の位置に大きな引張応力が生じることとなる。
鋼板４０は、この引張応力を負担して抵抗することで、鋼床版全体としての剛性向上を図っている。
鋼板４０は、隣りあう縦リブ２０間の離隔距離に相当する幅長を有する板材であり、当該板材の各端部と縦リブ２０の側面２１とを溶接等によって接合し、接合部４１を形成する。
鋼板４０は、橋軸方向に連続して設けても良いし、間隔を設けて配置してもよい。
【００１５】
＜４＞作用・効果（図２）
図２に、本発明を適用した鋼床版に対する載荷イメージを示す。
本発明に係る鋼床版の補強構造によれば、現場充填またはプレキャストブロックによって形成した補強体３０が、充填材による付着力、接着剤による接着、または締結等による固定等によって、デッキプレート１０と一体化した状態を呈し、さらにデッキプレート１０と縦リブ２０との交差部１１が補強体３０によって埋没した状態となる。
その結果、鋼床版の上面で車両Ａの通行による載荷が生じても、デッキプレート１０と縦リブ２０との交差部１１に応力集中が生じることはない。
また、補強体３０によって鋼床版の見かけの厚さが増加した状態を呈し、且つ補強体３０の下面に設けた鋼板４０が、車両Ａの載荷に起因する引張応力に抵抗する状態となるため、鋼床版全体としての曲げ剛性が向上し、補強体３０にひび割れなどの損傷を生じにくくする効果を得ることができる。
【実施例１】
【００１６】
以下、図３，４を参照しながら本発明に係る鋼床版の補強方法の手順について説明する。
【００１７】
＜１＞現場充填による補強体を用いる場合（図３）
図３に、本発明に係る補強構造において、補強体を現場充填で形成する場合の手順例を示す。
（１）鋼板４０の設置（図３（ａ））
まず、隣りあう縦リブ２０間に、デッキプレート１０間から所定距離だけ離隔した位置に鋼板４０を設置する。鋼板４０の端部は、縦リブ２０の側面２１に溶接等で接合する。
（２）充填材３１の充填（図３（ｂ））
その後、デッキプレート１０、縦リブ２０および鋼板４０で囲まれた空間に、充填材３１を充填し、補強体３０を形成して補強構造を完成する。
【００１８】
＜２＞プレキャストブロックによる補強体を用いる場合（図４）
図４に、本発明に係る補強構造において、補強体をプレキャストブロックで形成する場合の手順例を示す。
（１）プレキャストブロックの設置（図４（ａ））
まず、所定形状となるよう工場製作したコンクリート製のプレキャストブロック３２を、デッキプレート１０の下面と、縦リブ２０の側面２１とに対し、接着剤３３を介して接着する。接着剤３３は、コンクリートと鋼材間の接着に適する公知の材料を用いることができ、例えばエポキシ樹脂系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、無機系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤などがある。
例えば、エポキシ樹脂系接着剤として、ショーボンド（登録商標）♯１０１や、ニッシンボンドを使用することができる。
（２）鋼板の貼り付け（図４（ｂ））
プレキャストブロック３２の下面を覆うように、鋼板４０を接着剤３３で接着し、鋼板４０の端部を縦リブ２０の側面２１に溶接等で接合して補強構造を完成する。
【００１９】
＜３＞その他の例（図示せず）
なお、プレキャストブロック３２による補強体３０を用いる場合、プレキャストブロック３２の下面に予め鋼板４０を接着した態様とし、このプレキャストブロック３２をデッキプレート１０に接着したのち、鋼板４０の端部を縦リブ２０に溶接等で接合して補強構造を完成することもできる。
【実施例２】
【００２０】
本発明に係る補強構造では、補強体３０と、デッキプレート１０や縦リブ２０との結合を強固とするために、結合部材を別途設けることができる。
結合部材には、スタッドジベルやネジ棒など、結合対象の一体化を促進する公知の部材から任意に選択することができる。
以下、図５を参照しながら結合部材の配置例について説明する。
【００２１】
＜１＞現場充填＋スタッドジベルを用いた例（図５（ａ））
図５（ａ）は、現場充填による補強体を用いる場合のイメージを示した図である。
始めに、鋼板４０の設置作業の前後または並行して、デッキプレート１０と縦リブ２０の側面２１にスタッドジベル５１を溶接する作業を行う。
その後、充填材３１を充填してスタッドジベル５１を埋没した補強体３０を形成する。
図５（ａ）は、現場充填による補強体を用いる場合のイメージを示す。
本実施例では、まず、鋼板４０の設置作業の前後または並行して、デッキプレート１０と縦リブ２０の側面２１にスタッドジベル５１を溶接する作業を行う。
その後、充填材３１を充填してスタッドジベル５１を埋没した補強体３０を形成する。
【００２２】
＜２＞プレキャストブロック＋ネジ棒を用いた例（図５（ｂ））
図５（ｂ）は、プレキャストブロックによる補強体を用いる場合のイメージを示した図である。
始めに、鋼板４０の設置作業の前後または並行して、デッキプレート１０にネジ棒５２を溶接する作業を行う。ネジ棒５２は、プレキャストブロック３２の厚さよりも長いものとする。また、ネジ棒５２には、ボルトやネジ節鉄筋などが含まれる。
プレキャストブロック３２には、プレキャストブロック３２をデッキプレート１０の下面に配置する際に、ネジ棒５２を挿通するための挿通孔３４を設けておく。
プレキャストブロック３２をデッキプレート１０の下面に配置した後には、プレキャストブロック３２の下面から露出するネジ棒５２の下端にナット５３を螺合して両者を締結し、プレキャストブロック３２を位置決めする。このとき、プレキャストブロック３２と、デッキプレート１０およびまたは縦リブ２０との間を接着剤３３によって接着するか否かは必要に応じて任意に選択すれば良い。
【００２３】
＜３＞作用・効果
本実施例に係る構造によれば、デッキプレート１０と補強体３０との間のさらなる一体化を図り、鋼床版の曲げ剛性をさらに向上させることができる。
【実施例３】
【００２４】
＜１＞縦リブの内部にモルタルを充填した構成（図６）
本発明に係る補強構造は、さらに、縦リブ２０の内部に別途充填材３１を充填して、縦リブ２０を中実構造としてもよい。
図６には、前記した補強体３０および鋼板４０の設置に加えて、縦リブ２０の内部にモルタル６０を充填した態様を示している。
【００２５】
＜２＞作用・効果
本実施例によれば、鋼床版の曲げ剛性をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００２６】
１０  デッキプレート
１１  交差部
２０  縦リブ
２１  側面
３０  補強体
３１  充填材
３２  プレキャストブロック
３３  接着剤
３４  挿通孔
４０  鋼板
４１  接合部
５１  スタッドジベル
５２  ネジ棒
５３  ナット
６０  モルタル
Ａ    車両
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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