(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに距離を隔てて対向するコンクリート部材の連結構造であり、各コンクリート部材の対向する面からは上端筋位置と下端筋位置を結ぶ定着筋が突出し、双方のコンクリート部材の定着筋間に跨り、コンクリート部材の軸に直交する断面上、定着筋と交わるように、且つ定着筋と重ね合わせられることなく、環状のループ筋が配筋されると共に、定着筋とループ筋に包囲される領域に、双方に交差する方向に、定着筋に前記領域の内側から係合する補強筋とループ筋に前記領域の内側から係合する補強筋が配筋され、コンクリート部材間に充填材が充填され、ループ筋が充填材との付着力によって定着筋との間でコンクリート部材の幅方向の引張力を伝達しつつ、ループ筋が負担する引張力を、ループ筋と補強筋を介して定着筋とループ筋に包囲された領域の充填材に圧縮力として作用させるコンクリート部材の連結構造。
【請求項２】
コンクリート部材は軸方向に複数個のユニットに分割された形で製作され、ユニットはコンクリート部材の設置位置において軸方向に互いに連結される請求項１記載のコンクリート部材の連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は例えば橋桁の場合に橋軸直角方向に並列して配置されるコンクリート床版、または建物の場合の梁間に架設されるコンクリート床版等のように互いに幅方向に距離を隔て、対向して配置されるコンクリート部材を連結するコンクリート部材の連結構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
例えば橋桁や建物の床版をプレキャストのコンクリート床版から構成する場合のように、完成状態で軸方向に一定長さを持ち、幅方向に並列して配置されるコンクリート部材を幅方向に連結する場合、隣接するコンクリート部材の連続性を確保する必要から、コンクリート部材は互いに幅方向に距離を隔てて配置され、隣接するコンクリート部材間の空間に配筋される継手用の鉄筋と充填されるコンクリートによって接合される。
【０００３】
コンクリート床版は製作や運搬の便宜より軸方向に複数個のユニット（セグメント）に分割された形で製作され、床版の架設（構築）位置において軸方向に互いに連結されながら、幅方向に連結される場合もある。
【０００４】
隣接するコンクリート部材は通常、図１２，図１３に示すように各コンクリート部材の側面から突出している主筋や定着筋間に継手筋１３を跨設し、重ね継手で連結することにより、もしくは図１４に示すように双方の主筋や定着筋を直接重ねて連結することにより、または図１５に示すように各コンクリート部材の端面から円弧状に湾曲して突出した定着筋を互いに重ね合わせることによりコンクリート部材間で引張力の伝達が行われるように接合される。
【０００５】
いずれの方法も鉄筋を重ねて連結することによる継手長さで引張力の伝達能力が決まるが、図１４，図１５のように双方の主筋や定着筋をコンクリート部材の軸方向に直接重ねる方法では双方の主筋等がコンクリート部材の軸方向に係合する状態にあることと、コンクリート部材の側面に多数の主筋等が軸方向に配列していることから、コンクリート部材製作時の主筋等の配筋に誤差があれば、双方の全主筋等を完全に重ね合わせることが難しくなる。
【０００６】
またこれらの場合、後から設置されたコンクリート部材を軸方向に移動させることができないため、先行するコンクリート部材の主筋等と重ねるための、後から設置したコンクリート部材の位置調整をすることも難しい。
【０００７】
更に後から設置されるコンクリート部材は先行するコンクリート部材から距離をおいた位置に落とし込まれた後、先行するコンクリート部材に接近する向きに移動させられるか、架設位置に上方から落とし込まれることにより設置せざるを得ないため、最終的に先行するコンクリート部材の脇や上方にコンクリート部材を設置するための空間が確保されない場合には最後のコンクリート部材を設置することができなくなる。
【０００８】
この発明は上記背景より、重ね継手等による場合と同等程度の強度を確保しながら、コンクリート部材の製作誤差や施工誤差、あるいは設置位置回りの空間に影響を受けずにコンクリート部材を設置することが可能なコンクリート部材の連結構造を提案するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明では各コンクリート部材の対向する面から上端筋位置と下端筋位置を結ぶ定着筋を突出させ、双方のコンクリート部材の定着筋間に跨り、コンクリート部材の軸に直交する断面上、定着筋と交わるように、且つ定着筋と重ね合わせることなく、軸方向に配列する定着筋の間に環状のループ筋を配筋することにより、重ね継手による場合と同等程度の強度を確保しながら、コンクリート部材の製作誤差や施工誤差、あるいは設置位置周辺の空間の大きさに関係なく、最後のコンクリート部材まで設置することを可能にする。
【００１０】
連結されるコンクリート部材はループ筋の配筋とコンクリート部材間へのコンクリート、モルタル等の充填材の充填によって接合される。
ループ筋は連結されるべき双方のコンクリート部材の定着筋間に跨り、コンクリート部材の軸に直交する断面上、定着筋に交わるように配筋され、コンクリート部材間に充填される充填材との付着力によって定着筋との間でコンクリート部材の幅方向の引張力を伝達する。
【００１１】
付着力で引張力の伝達を行うことから、ループ筋は定着筋に重なって配置される必要がないため、コンクリート部材への定着筋の配筋上の製作誤差やコンクリート部材設置時の施工誤差が許容され、製作誤差や施工誤差に関係なく、双方のコンクリート部材の定着筋をループ筋によって連結することが可能になる。
【００１２】
ループ筋と充填材によって双方のコンクリート部材の定着筋間で引張力の伝達が行われることで、双方の定着筋が互いに重なる必要もなく、またループ筋が定着筋に直接重なることがないため、ループ筋の配筋の前後を問わずにコンクリート部材を高さ方向と幅方向、及び軸方向のいずれの方向にも自由に移動させることができる。
【００１３】
この結果、製作誤差を吸収するための位置調整や施工誤差が生じたときの位置調整の他、先行するコンクリート部材の脇や上方にコンクリート部材を設置するための空間が確保されない場合にも軸方向への移動によって最後のコンクリート部材を設置することが可能になる。
【００１４】
また定着筋とループ筋に包囲された領域に、コンクリート部材の軸方向等、双方に交差する方向に補強筋を配筋した場合には、ループ筋が負担する引張力を、ループ筋と補強筋を介して定着筋とループ筋に包囲された領域の充填材に圧縮力として作用させることができるため、定着筋とループ筋に包囲された領域におけるひび割れ発生防止効果が向上する。またループ筋が負担する引張力に対してループ筋に係合する補強筋が抵抗するため、ループ筋自身の抵抗力が向上する。
【００１５】
図５に、図２に示すループ筋４と定着筋３を用いてコンクリート部材１，１を連結した接合部２における接合部２中央の変位と荷重の関係を、図３に示す継手筋１３を用いた重ね継手で連結した場合と対比して示す。
【００１６】
ここでは図１０に示すような、複数個のユニット（セグメント）１０から構成されるコンクリート部材１を用いた実際の橋桁での連結床版の曲げ挙動を把握する目的から、２本のコンクリート部材１，１を幅方向に連結した形の試験体に、実寸に近い形状として２５００ｍｍの曲げスパン長、  ２５０ｍｍの厚さの寸法を与え、版としての挙動が卓越しないよう、幅（奥行き）をスパン長の１／３以下として  ５００ｍｍに設定している。
【００１７】
載荷は図４に示すように接合部に均等に荷重が加わるよう、接合部の全面を覆う載荷板の上から引張破壊が生ずるまで集中荷重を加えることにより行った。
図５には重ね継手で連結した試験体１１に用いる継手筋１３と、本発明の試験体１２で用いるループ筋４としてそれぞれ普通鉄筋を用いた場合と、表面にエポキシ樹脂を塗装した鉄筋を用いた場合の各２種類の試験体（１１Ｎ，１１Ｅ、１２Ｎ，１２Ｅ）の結果を示している。
【００１８】
１１Ｎと１１Ｅはそれぞれ継手筋１３として普通鉄筋を用いた試験体とエポキシ樹脂を塗装した鉄筋を用いた試験体の結果を、１２Ｎと１２Ｅはそれぞれループ筋４として普通鉄筋を用いた試験体とエポキシ樹脂を塗装した鉄筋を用いた試験体の結果を示す。
【００１９】
図５の結果から、各試験体（１１Ｎ，１１Ｅ、１２Ｎ，１２Ｅ）の初期弾性域での挙動に違いはないが、初期弾性限界点以降の挙動からは重ね継手による場合（１１Ｎ，１１Ｅ）よりループ筋４による場合（１２Ｎ，１２Ｅ）の方が高い変形能力を発揮することが窺える。これはループ筋４による場合、各コンクリート部材１に埋設される定着筋３，３が直接重ねられることなく、ループ筋４を介して連結されることで、引張力を負担する定着筋３，３の連続性が低下するためと考えられる。
【００２０】
設計上のひび割れ発生限界応力度の制限値（σｔ  ＝３．３６Ｎ／ｍｍ２  ）からひび割れ発生限界応力度の発生荷重Ｐを計算するとＰ＝３０．５ｋＮとなるが、この値は表１に示すように図５に示す各試験体の曲線から得られた各試験体のひび割れ発生限界応力発生荷重とほとんど一致する。
【００２１】
従ってループ筋４を用いてコンクリート部材１，１を連結したコンクリート床版のひび割れ発生限界応力度として、設計上のひび割れ発生限界応力度の制限値σｔ  を用いてよいことが確認される。
【００２２】
【表１】
0003585444.tif 000002
図５の各試験体毎の曲線から求まる終局曲げ耐力を表２に示す。この表２によれば、終局曲げ耐力に関しては重ね継手による場合（１１Ｎ，１１Ｅ）よりループ筋４を用いた場合（１２Ｎ，１２Ｅ）の方が相対的に耐力が低下する傾向を示しているが、ループ筋４はコンクリート部材１に埋設された定着筋３と重ね合わせられていないことで、ループ筋４を用いて定着筋３，３を連結する場合の方が変形し易く、コンクリートの圧縮歪みが早期に卓越するためであると考えられる。但し、ループ筋４を用いた場合でも設計上の耐力は十分に超えていることが分かる。
【００２３】
【表２】
0003585444.tif 000003
図６はコンクリート部材１，１の接合部２における鉄筋歪みの計測結果を示す。重ね継手の場合は継手筋１３の歪みを、ループ筋４を用いた場合はループ筋４の歪みを示す。図６からは、ループ筋４を用いた場合にはひび割れ発生後の終局状態ではループ筋４が定着筋３と共に両者に囲まれた充填材５であるコンクリートを拘束することで、同時に引張力に対する抵抗力を発揮し、接合部２の靱性を向上させることが分かる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１に互いに連結されるコンクリート部材１，１の対向する面から突出する定着筋３，３とループ筋４の関係を示す。
【００２５】
コンクリート部材１は図７−（ａ）  ，（ｂ）  に示すように完成状態で軸方向に一定長さを持ち、幅方向に間隔を隔て、並列して配置される。図７は橋桁の床版の例を示すが、コンクリート部材１はこの他、建物の床版等、軸方向両端部分において橋脚や橋台、梁その他の支点に支持され、幅方向に互いに連結されることにより構成されるコンクリート床版全般に使用され、コンクリート部材１の断面形状は一切問われない。
【００２６】
コンクリート部材１は主にプレキャストコンクリートで製作されるが、コンクリート部材１，１間の接合部２に打設、もしくは充填されるコンクリート等の充填材５の打設や充填前に先行してコンクリート部材１のコンクリートが打設、もしくは充填され、接合部２と分離打設されるような場合には現場打ちコンクリートで製作されることもある。またコンクリート部材１にはその架設区間長や用途等に応じ、軸方向、または軸方向と幅方向にプレストレスが導入される場合もある。
【００２７】
コンクリート部材１は架設区間（支点間距離）が大きい場合等には図１０−（ａ）  に示すように軸方向に複数個のユニット（セグメント）１０に分割された形で製作され、床版の架設（構築）位置において軸方向に互いに連結されながら、幅方向にも連結される場合がある。この場合、複数個のユニット１０の軸方向の一体性はコンクリート部材１の軸方向に架設され、支点上に位置するユニット１０に定着されるＰＣ鋼材９等によって確保される。図１０−（ａ）  中、△が支点を示す。
【００２８】
図１０−（ｂ）  に支点上に位置し、ＰＣ鋼材９等が定着されるユニット１０を示すが、支点上のユニット１０の上下の床版１０ａ，１０ｂ間にはＰＣ鋼材９等を偏向させて配置し、その端部を定着させるための横桁１０ｃが形成される。図１０−（ｂ）  は（ａ）  のｘ−ｘ線の断面を示す。図１１は各ユニット１０における配筋状態と、幅方向に隣接するユニット１０，１０間の接合部２を示す。
【００２９】
定着筋３は各コンクリート部材１の対向する面から、上端筋１ａ位置と下端筋１ｂ位置を結ぶように突出し、ループ筋４は双方のコンクリート部材１，１の定着筋３，３間に跨って配筋される。
【００３０】
定着筋３が突出するコンクリート部材１の側面は接合部２のせん断破壊に対する安全性を確保するために、下端から上端へかけて対向するコンクリート部材１の側面との距離が拡大する傾斜が付けられる。
【００３１】
定着筋３は図１，図２に示すようにコンクリート部材１内に配筋される上端筋１ａ及び下端筋１ｂとは別に配筋され、コンクリート部材１中に定着されてその側面から突出する他、上端筋１ａと下端筋１ｂが連続して配筋される場合の一部としてコンクリート部材１の側面から突出する。
【００３２】
定着筋３はコンクリート部材１の側面からは湾曲した形で、継ぎ目のない状態で、または上下に分離している場合は引張力に対して湾曲した形を維持できる程度に部分的に重複した状態で突出する。突出する部分の形状は円弧状、トラック形状、楕円形状等となる。
【００３３】
隣接するコンクリート部材１，１は定着筋３，３が互いに重複しない程度に、定着筋３，３の先端間に距離が保たれるように配置され、図２−(b) に示すように平面上は必ずしも両定着筋３，３が同一線上に位置している必要はないが、両定着筋３，３が同一線上に配置されることもある。
【００３４】
ループ筋４はコンクリート部材１の幅方向には図２−（ａ）  に示すように縦断面上、双方の定着筋３，３の突出する部分と交わる程度の長さを持ち、定着筋３に重なる両側の湾曲部分とその湾曲部分をつなぐ部分から円弧状、トラック形状、楕円形状等、実質的に環状に閉じた形をする。
【００３５】
ループ筋４はコンクリート部材１，１の側面間の接合部２に充填されるコンクリート等の充填材５を通じて定着筋３から伝達される引張力に対して形状を維持できればよいため、１本の鉄筋を環状に折り曲げ、突合せ部分を溶接して完全に閉じた形に形成される他、１本の鉄筋を折り曲げ、両端部分を重複させる等により実質的に閉じた形と同等の機能を発揮する形に形成される場合もある。
【００３６】
ループ筋４は定着筋３，３間に跨って配筋されることで、充填材５との付着力によって定着筋３との間で引張力を伝達し、定着筋３には重なって配置されないため、図２−(b) に示すようにコンクリート部材１の軸方向にクリアランスを確保した状態で、軸方向に配列する定着筋３，３の間に配筋される。
【００３７】
図２，図８，図９は定着筋３とループ筋４に包囲された領域に、双方に交差する方向としてコンクリート部材１の軸方向に補強筋６を配筋し、接合部２の耐力と靱性を高めた場合を示す。接合部２にはまた、軸方向に上端筋７と下端筋８が配筋され、更に必要により図９に示すようにＰＣ鋼材９が配置される。
【００３８】
【発明の効果】
各コンクリート部材の対向する面から上端筋位置と下端筋位置を結ぶ定着筋を突出させ、双方のコンクリート部材の定着筋間に跨って環状のループ筋を配筋することで、コンクリート部材間に充填される充填材との付着力によって定着筋との間でコンクリート部材の幅方向の引張力を伝達させるため、ループ筋を定着筋に重ねて配置する必要がなく、製作誤差や施工誤差に関係なく、双方のコンクリート部材の定着筋をループ筋によって連結することが可能になる。
【００３９】
定着筋間に跨るループ筋によって定着筋間で引張力の伝達が行われることで、双方の定着筋が互いに重なる必要もなく、ループ筋が定着筋に重なる必要もないため、ループ筋の配筋の前後を問わずにコンクリート部材を高さ方向と幅方向、及び軸方向のいずれの方向にも自由に移動させることができ、製作誤差を吸収するための位置調整や施工誤差が生じたときの位置調整の他、先行するコンクリート部材の脇や上方にコンクリート部材を設置するための空間が確保されない場合にも最後のコンクリート部材を設置することが可能になる。
【００４０】
また図５，図６の結果から、初期弾性限界点以降には重ね継手による場合よりループ筋による場合の方が高い変形能力を発揮する上、ループ筋による場合は重ね継手で連結した場合と同等程度のひび割れ発生限界応力度の発生荷重と終局曲げ耐力を発揮すると言える。
【００４１】
更に定着筋とループ筋に包囲された領域に、双方に交差する方向に補強筋を配筋することで、ループ筋が負担する引張力を、ループ筋と補強筋を介して定着筋とループ筋に包囲された領域の充填材に圧縮力として作用させることができるため、定着筋とループ筋に包囲された領域におけるひび割れ発生防止効果が向上する。またループ筋が負担する引張力に対して補強筋が抵抗するため、ループ筋自身の抵抗力が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】隣接するコンクリート部材に埋設された定着筋とループ筋の関係を示した斜視図である。
【図２】（ａ）  は図４で使用した本発明の試験体の配筋状態を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  の平面図である。
【図３】図４で使用した重ね継手による試験体の配筋状態を示した立面図である。
【図４】（ａ）  は試験体への載荷要領を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  の平面図である。
【図５】図２，図３に示す試験体の接合部における変位と荷重の関係を示したグラフである。
【図６】図２，図３に示す試験体の接合部における鉄筋の歪みと荷重の関係を示したグラフである。
【図７】（ａ）  ，（ｂ）  は橋桁を構成するコンクリート部材の例を示した斜視図である。
【図８】コンクリート部材接合部の詳細を示した斜視図である。
【図９】定着筋とループ筋に囲まれた部分にコンクリート部材の軸方向にＰＣ鋼材を配置した様子を示した立面図である。
【図１０】（ａ）  はコンクリート部材が複数個のユニットから構成される場合の架設状態を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  のｘ−ｘ線断面図である。
【図１１】図１０−（ｂ）  の配筋状態を示した正面図である。
【図１２】（ａ）  は継手筋を用いて主筋を互いに連結した従来構造を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  の平面図である。
【図１３】（ａ）  は継手筋を用いて主筋を互いに連結した他の従来構造を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  の平面図である。
【図１４】（ａ）  は主筋を直接互いに連結した従来構造を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  の平面図である。
【図１５】（ａ）  はループ状に形成した主筋や定着筋を直接互いに連結した従来構造を示した立面図、（ｂ）  は（ａ）  の平面図である。
【符号の説明】
１……コンクリート部材、１ａ……上端筋、１ｂ……下端筋、２……接合部、３……定着筋、４……ループ筋、５……充填材、６……補強筋、７……上端筋、８……下端筋、９……ＰＣ鋼材、１０……ユニット、１０ａ……上床版、１０ｂ……下床版、１０ｃ……横桁、１３……継手筋。
【図１】
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【図２】
0003585444.tif 000005
【図３】
0003585444.tif 000006
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003585444.tif 000010
【図８】
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【図９】
0003585444.tif 000012
【図１０】
0003585444.tif 000013
【図１１】
0003585444.tif 000014
【図１２】
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【図１３】
0003585444.tif 000016
【図１４】
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【図１５】
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