(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ．両端部が橋脚の相互に差し渡され、縦長の断面形状を持つ桁部材と、
Ｂ．この桁部材の両端近傍において、縦長の断面形状の桁部材の両側面に密着し、上記桁部材の両端部に１組ずつ配置した板状の２組のベース部材と、
Ｃ．この２組のベース部材の各板面の上記桁部材の各端部側のそれぞれから上記桁部材の長手方向と直交する両方向に突出し、上記桁部材の両端部に１組ずつ配置した張出部材と、
Ｄ．上記桁部材の両端に配置された各組の張出部材の上記桁部材の一方の側面及び他方の側面に配置した張出部材の先端側の相互間に架設した少なくとも２本の補強ワイヤと、
Ｅ．上記各組の張出部材の近傍において上記各組のベース部材と上記桁部材を貫通し、上記各組のベース部材の間に存在する上記桁部材に締付力を与え、上記補強ワイヤの張力によって上記各組の張出部材に発生する互に逆向のモーメントにより上記各組のベース部材の相互間に発生する張力を受ける張力支持部材と、
Ｆ．上記補強ワイヤの張力によって上記各組の張出部材に発生する互に逆向のモーメントを上記各組のベース部材の上記張力支持部材より上記補強ワイヤの牽引方向に存在する部分に伝え、上記各組のベース部材によって挟まれている上記桁部材に上記各組の張出部材に発生するモーメントに比例した挟着力を与える２組の伝達部材と、
によって構成した橋桁等の補強構造において、
上記２組の張出部材のそれぞれの張出量をａ、上記ベース部材の板面上において上記張力支持部材の装着位置から上記伝達部材の上記補強ワイヤの牽引方向の端部までの距離をＨ、上記伝達部材の上記補強ワイヤの牽引方向に存在する端部における上記ベース部材と上記桁部材の間の摩擦計数をμとしたとき、上記張出部材の張出量ａと上記距離Ｈとの間の関係をａμ＞Ｈの関係になるように上記張出量ａを設定することを特徴とする橋桁等の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えばコンクリート製のウエブ等で構成される橋桁の補強構造に関し、特に補強強度を低下させることなく施工を簡素化することができる橋桁等の補強構造を提案しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋の構造の一つとして図５及び図６に示すような断面形状を持つ桁部材１を複数本に渡って橋脚２に差し渡し、桁部材１上に舗装部材３を被覆する構造のものが多く見られる。
このような構造の桁部材１が老朽化したり、或いは重量制限の上昇により耐荷重の向上を目的として補強を施す要求がしばしば生じる。補強方法としては従来より外ケーブルによる補強構造が採られている。
【０００３】
図７乃至図９を用いて従来の外ケーブルによる補強構造を説明する。図７及び図８に示す例では桁部材１の両端にワイヤ定着装置４を装着し、このワイヤ定着装置４の間に補強ワイヤ５を架設し、この補強ワイヤ５の張力によって桁部材１の中間部分に上向の偏倚力を発生させる。
つまり、この場合補強ワイヤ５は桁部材１の上下方向の中央より下側に架設し、下側に強い圧縮荷重を印加することにより、桁部材１に図７に点線で示す上向にたわむ偏倚力を発生させ、桁部材１を補強する方法を採る場合を示す。尚、ワイヤ定着装置４は図８に示すように、桁部材１の縦長部分１Ａの両面に装着され、桁部材１の両面で桁部材１の長手方向に対して圧縮荷重を印加する。
【０００４】
図９に示す例では、桁部材１のほぼ中央位置の下側に係合部６を設け、この係合部６に補強ワイヤ５を係合させ、この係合部６に上向の偏倚力を与えることにより桁部材１を補強する構造とした場合を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７乃至図９に示したワイヤ定着装置４の装着は高張力鋼で構成されたアンカーとナットによってワイヤ定着装置４を桁部材１の縦長部分１Ａ（図８参照）の両側面に締付け、固定する構造としている。
このためアンカーには補強ワイヤ５の張力に見合うせん断力が掛かる。このせん断力に抗してワイヤ定着装置４の位置を維持するためにはワイヤ定着装置４の相互に与える締付けを補強ワイヤ５の張力以上の締付力を与え、ワイヤ定着装置４と桁部材１との間の摩擦抵抗を大きい値に維持する必要がある。
【０００６】
上述したように、従来はワイヤ装着装置４の取り付け位置を維持するためにはワイヤ定着装置４の相互の間に大きな締付力とそのせん断を取るためのアンカーが必要となる。この締付力を与えるためのアンカーは直径の太いもの、もしくは多数のアンカーが必要となり、桁部材１には直径の大きい貫通孔もしくは多数のアンカー孔を穿設することが要求される。従って、桁部材１に径の大きい孔を穿設するには、施工に手間が掛かることと、母材となる桁部材１に直径が大きい孔を穿設したことにより強度の低下を招く欠点もある。
この発明の目的は施工が容易で、然も桁部材に与える加工量を低減し、強度の低下を最小限に維持することができる橋桁等の補強構造を提案しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明では、両端部が橋脚の相互に差し渡され、縦長の断面形状を持つ桁部材と、この桁部材の両端近傍において、縦長の断面形状の桁部材の両側面に密着し、桁部材の両端部に１組ずつ配置した板状の２組のベース部材と、この２組のベース部材の各板目の桁部材の各端部側のそれぞれから桁部材の長手方向と直交する両方向に突出し、桁部材の両端部に１組ずつ配置した張出部材と、桁部材の両端に配置された各組の張出部材の桁部材の一方の側面及び他方の側面に配置した張出部材の先端側の相互間に架設した少なくとも２本の補強ワイヤと、各組の張出部材の近傍において各組のベース部材と桁部材を貫通し、各組のベース部材の間に存在する桁部材に締付力を与え、補強ワイヤの張力によって各組の張出部材に発生する互に逆向のモーメントにより各組のベース部材の相互間に発生する張力を受ける張力支持部材と、補強ワイヤの張力によって各組の張出部材に発生する互に逆向のモーメントを各組のベース部材の張力支持部材より補強ワイヤの牽引方向に存在する部分に伝え、各組のベース部材によって挟まれている桁部材に各組の張出部材に発生するモーメントに比例した挟着力を与える２組の伝達部材とによって構成した橋桁等の補強構造において、
【０００８】
２組の張出部材のそれぞれの張出量をａ、ベース部材の板面上において張力支持部材の装着位置から伝達部材の補強ワイヤの牽引方向の端部までの距離をＨ、伝達部材の補強ワイヤの牽引方向に存在する端部におけるベース部材と桁部材の間の摩擦計数をμとしたとき、張出部材の張出量ａと距離Ｈとの間の関係をａμ＞Ｈの関係になるように張出量ａを設定する橋桁等の補強構造を提案する。
作用
この発明の補強構造によれば張出部材の張出量ａを従来のワイヤ定着装置における張出量より大きく設定し、この張力量ａと補強ワイヤの張力とにより張出部材に大きなモーメントを発生させる、このモーメントを伝達部材を介してベース部材に伝達することによりベース部材の相互に挟着力を与えることができる。この挟着力は補強ワイヤの張力に比例し、大きな値を得ることができるため、この挟着力によってベース部材と桁部材との間の摩擦抵抗を大きい値に維持することができる。
【０００９】
この結果、ベース部材に大きな締付力を与えなくとも、ベース部材から桁部材に与えられる挟着力によりベース部材の取付位置を安定に維持することができることから、ベース部材を桁部材に支持するためのアンカーの径は従来のものより小さくて済み、桁部材に対する加工の手間を低減することができる。更に桁部材に与える加工量を小さくできることから、桁部材の強度の低下を最小限に抑えることができる利点も得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３にこの発明の要部の一実施例を示す。図１はワイヤ定着装置４を側方から見た側面図、第２は図１に示したＡ−Ａ線上の断面図、図３は図２に示すＢ−Ｂ線状の断面図を示す。
図中１はコンクリートで形成された桁部材、１Ａはこの桁部材１の縦長部分、４はワイヤ定着装置、５はこのワイヤ定着装置４によって架設された補強ワイヤを示す。
【００１１】
ワイヤ定着装置４は桁部材１の縦長部分１Ａの両面に密着して取り付けられる
板状のベース部材４１と、このベース部材４１の端部（桁部材１の端部側）から、桁部材１の長手方向と直交する両方向に張り出した張出部材４２と、ベース部材４１と桁部材１の縦長部分１Ａを貫通し、桁部材１の各端部に配置した１組のベース部材４１の相互間に締付力を与えると共に、各１組の張出部材４２に与えられる２本の補強ワイヤ５の張力で発生し張出部材４２に与えられるモーメントにより、桁部材１の各端部に配置した各組のベース部材４１の相互に発生する張力を受け止める張力支持部材４３と、２本の補強ワイヤ５から各組の張出部材４２に与えられるモーメントを各組のベース部材４１の張力支持部材４３の装着位置より補強ワイヤ５の牽引方向の側に存在する部分に伝える２組の伝達部材４４とによって構成される。
【００１２】
この発明の特徴はこのワイヤ定着装置４を構成する張出部材４２の張出量を大きく選定し、この張出量の増大により伝達部材４４を通じてベース部材４１に伝達するモーメントの値を大きい値にし、ベース部材４１で桁部材１を挟みつける挟着力を増大させ、この挟着力の増大により、ベース部材４１と桁部材１との間に大きな摩擦抵抗を得る構造とした点である。
図４を用いて張出部材４２の張出量の設定条件について説明する。図４に示すように補強ワイヤ５の張力をＰ、張力支持部材４３に与えられる張力をＴ、張出部材４２の張出量をａ、ベース部材４１の板面上において張力支持部材４３の位置から伝達部材４４の補強ワイヤ５の牽引方向に存在する端部までの距離をＨとした場合、
Ｐ・ａ＝Ｔ・Ｈ                      …（１）
これにより
Ｔ＝Ｐ・ａ／Ｈ＝Ｒ                    …（２）
ベース部材４１と桁部材１との間の摩擦係数をμとしたときベース部材４１のすべり抵抗力Ｑは
Ｑ＝μ・Ｒ                        …（３）
Ｑ＞Ｐでなければならないことから、
μ・Ｒ＞Ｐ
μ・Ｐ・ａ／Ｈ＞Ｐ
Ｐ＞Ｈを条件とすると、
Ｈ＜μ・ａ                        …（４）
を得る。
【００１３】
ここでＨ＝４００mm、μ＝０．５とすると、張出量ａは８００ｍｍ以上に選定することを意味する。
尚、従来のワイヤ定着装置４の取付構造によれば上記した式（４）はＨ＞μａの関係となる。従って、従来の取付構造の場合はＨ＝４００ｍｍとすると、張出部材の張出量ａは8００ｍｍより小さいことを意味している。
このように、張出部材４２の張出量ａと、距離Ｈの関係を式（４）に従って設定することにより、桁部材１に与えられる挟着力Ｒは式（２）に示したように補強ワイヤ５の張力Ｐに比例した値を示し、強力な挟着力Ｒが得られる。
【００１４】
この挟着力Ｒによりベース部材４１と桁部材１との間の摩擦抵抗は大きな値となり、ベース部材４１の相互間に強力な締付力を与える必要がない。この実施例では径の細いアンカー４５でベース部材４１を締め付け、このアンカー４５によってベース部材４１の初期滑りを阻止する構造とした場合を示す。つまり、アンカー４５は強いせん断力を受けることがないから、径の細いアンカーを用いることができる。また、張力支持部材４３も高張力鋼で構成されるアンカーを用いることにより、特別に径の太いアンカーを用いなくとも張力に対しては充分強度を持つから、従来のせん断力に耐えるアンカーと比較して径を細くすることができる。
【００１５】
尚、図１乃至図３に示した実施例ではこの発明を補強ワイヤ５を桁部材１の軸芯と平行に架設して桁部材１を補強する構造の補強方法に適用した場合を説明したが、この発明はこの補強方法に限らず、図９に示した構造の補強方法にも適用できることは容易に理解できよう。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば桁部材１の各端部に設けた各組の張出部材４２に発生するモーメントを各組を構成するベース部材４１に伝達し、各組のベース部材４１の相互間に桁部材１を挟みつける挟着力Ｒを与える構造としたから、ベース部材４１と桁部材１との間に大きな摩擦抵抗を発生させることができる。
従って、ベース部材４１を桁部材１に大きな力で締め付けなくとも、その位置を維持することができることになり、締め付けのための張力支持部材４３及びアンカー４５は大きなせん断力に耐える必要がないため、直径を従来のものより細くすることができる。
【００１７】
この結果、桁部材１に穿設する貫通孔の直径も小さくできるので施工も容易となり、また桁部材１に与える強度の低下も軽減できる利点が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の要部の構造を説明するための側面図。
【図２】図１に示したＡ−Ａ線上の断面図。
【図３】図２に示したＢ−Ｂ線上の断面図。
【図４】この発明の動作の説明を行うための平面図。
【図５】桁部材の実用例を説明するための断面図。
【図６】図５に示したＣ−Ｃ線上の断面図。
【図７】従来の補強構造を説明するための側面図。
【図８】図７の正面図。
【図９】従来の補強構造の他の例を説明するための側面図。
【符号の説明】
１      桁部材                  ４１      ベース部材
１Ａ      縦長部分                ４２      張出部材
２      橋脚                    ４３      張力支持部材
３      舗装部材                ４４      伝達部材
４      ワイヤ定着装置          ４５      アンカー
【図１】
0003643342.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003643342.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003643342.tif 000007
【図７】
0003643342.tif 000008
【図８】
0003643342.tif 000009
【図９】
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