(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の継手部の伸縮装置であって、ウェブとこれに一体のフランジを備えた断面略Ｌ字型の鋼材における前記フランジを水平に配置し、少なくとも前記フランジを所定の厚みによる高強度繊維セメント系補強層により埋め込むように埋設して合成一体化すると共に前記高強度繊維セメント系補強層の上面を路面とした継手金物を備え、かつ前記継手金物における前記ウェブにアンカー材を固定してアンカー材付の継手金物を構成し、一対のアンカー材付の継手金物が道路長手方向に間隔をおいて対向するように配設され、前記アンカー材付の継手金物の背面側にコンクリートが充填された状態で硬化したコンクリート層が形成されていることを特徴とする橋梁用伸縮装置。
【請求項２】
前記フランジ及びウェブの上部が、前記高強度繊維セメント系補強層により埋設されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁用伸縮装置。
【請求項３】
アンカー材付の継手金物における高強度繊維セメント系補強層に直接接触して隣接するように、アンカー材付の継手金物の背面側にコンクリートが充填された状態で硬化したコンクリート層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁用伸縮装置。
【請求項４】
前記高強度繊維セメント系補強層は、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタルからなる高強度繊維セメント系補強層であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の橋梁用伸縮装置。
【請求項５】
前記略Ｌ字型の鋼材が山形鋼を所定の長さで切断した鋼材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の橋梁用伸縮装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の橋梁用伸縮装置における一対のアンカー材付の継手金物の高強度繊維セメント系補強層が道路長手方向に間隔をおいて対向するように、かつ遊間を挟んで、向かい合う床版相互又は床版とパラペットの切り欠き段部に、各アンカー材付の継手金物を設置した後、前記アンカー材付の継手金物の背面側を埋め込むように、かつ前記高強度繊維セメント系補強層の上面位置まで前記切り欠き段部にコンクリートを打設してコンクリート層を形成することを特徴とする橋梁用伸縮装置の施工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、道路橋、高架橋などの橋桁の温度変化やたわみ等による伸縮を継手間の間隙で吸収する橋梁用伸縮装置及びその施工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁用の伸縮装置としては、上面側を櫛形の鋼製継手部材とした鋼製の伸縮装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、他の形態の橋梁用の伸縮装置としては、上面側をゴム製継手としたゴム製の伸縮装置も知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９３１２号公報
【特許文献２】特開２００８−２５３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の場合は、伸縮装置における上面側は、鋼製又はゴム製であり、伸縮装置本体を固定する部分にコンクリートを使用してコンクリート層を形成していた。伸縮装置の上面側には、鋼製部分又はゴム製部分の表面と、コンクリート層の表面との材質の異なる２つの表面部分が生じていた。このため、伸縮装置の表面に異種材料の継目が生じ、車両が伸縮装置を走行した場合に、該継目で騒音や振動が発生する。また、伸縮装置の表面が鋼製の場合は、雨天時に通行車両のタイヤがスリップしやすく、鋼製部分の表面に凍結防止材を散布した場合は、特に幅員方向の端部で表面の鋼材が腐食しやすいという問題があった。また、伸縮装置の表面がゴム製の場合は、通行車両の繰り返しや紫外線などの影響により、表層ゴムが早期に劣化するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、通行車両のスリップ防止機能を備え、鋼材が腐食しにくい鋼コンクリート複合構造とした橋梁用伸縮装置及びその施工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の橋梁用伸縮装置では、橋梁の継手部の伸縮装置であって、ウェブとこれに一体のフランジを備えた断面略Ｌ字型の鋼材における前記フランジを水平に配置し、少なくとも前記フランジを所定の厚みによる高強度繊維セメント系補強層により埋め込むように埋設して合成一体化すると共に前記高強度繊維セメント系補強層の上面を路面とした継手金物を備え、かつ前記継手金物における前記ウェブにアンカー材を固定してアンカー材付の継手金物を構成し、一対のアンカー材付の継手金物が道路長手方向に間隔をおいて対向するように配設され、前記アンカー材付の継手金物の背面側にコンクリートが充填された状態で硬化したコンクリート層が形成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第２発明では、第１発明の橋梁用伸縮装置において、前記フランジ及びウェブの上部が、前記高強度繊維セメント系補強層により埋設されていることを特徴とする。
【０００９】
第３発明では、第１発明又は第２発明の橋梁用伸縮装置において、アンカー材付の継手金物における高強度繊維セメント系補強層に直接接触して隣接するように、アンカー材付の継手金物の背面側にコンクリートが充填された状態で硬化したコンクリート層が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
第４発明では、第１発明〜第３発明の橋梁用伸縮装置において、前記高強度繊維セメント系補強層は、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタルからなる高強度繊維セメント系補強層であることを特徴とする。
【００１１】
第５発明では、第１発明〜第４発明の橋梁用伸縮装置において、前記略Ｌ字型の鋼材が山形鋼を所定の長さで切断した鋼材であることを特徴とする。
【００１２】
第６発明の橋梁用伸縮装置の施工方法においては、第１発明〜第５発明のいずれかの橋梁用伸縮装置における一対のアンカー材付の継手金物の高強度繊維セメント系補強層が道路長手方向に間隔をおいて対向するように、かつ遊間を挟んで、向かい合う床版相互又は床版とパラペットの切り欠き段部に、各アンカー材付の継手金物を設置した後、前記アンカー材付の継手金物の背面側を埋め込むように、かつ前記高強度繊維セメント系補強層の上面位置まで前記切り欠き段部にコンクリートを打設してコンクリート層を形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によると、次のような効果が得られる。
（１）継手部における表層材料が、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタル等の高強度繊維セメント系であり、背面側のコンクリート層と同じセメント系材料となり、セメント系部材間での肌別れが起きづらくなるので、肌別れによる隙間が原因の騒音が発生しにくい。従来のように鋼製継手とコンクリートの場合には、間隙が生じ車両通行時に前記間隙による騒音が生じるが、本発明の場合には、前記のように、肌別れによる隙間が原因の騒音が発生しにくい。
（２）継手部における表層材料が、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタル等のセメント系材料であり、鋼製の場合に比べてゴム製タイヤとの摩擦係数が高くなるため、通行車両がスリップしにくい。
（３）高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタル等の高強度セメント系材料により鋼材が埋め込まれた形態で補強されていると共に保護されて一体化されているので、鋼材が腐食しにくいと共に鋼材のみの場合に比べて剛性が高い。特に、凍結防止材を散布する地域では表層に鋼材が出ていないため鋼材が直ちに腐食することはない（特に、幅員方向鋼材端部）。
（４）継手部における表層材料が、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタルであり、従来のゴム製継手部に比べて、より耐久性がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態の橋梁用伸縮装置を示す一部縦断正面図である。
【図２】図１に示す橋梁用伸縮装置の平面図である。
【図３】先端部に輪荷重が作用した場合の説明図である。
【図４】図１に用いられている伸縮装置における一方の継手を取り出して示す縦断正面図である。
【図５】図４に示す一方の継手の一部の平面図である。
【図６】図４に示す一方の継手の一部分を示す部分側面図である
【図７】施工手順の第１工程を示す縦断正面図である。
【図８】継手装置を設置した状態を示す縦断正面図である。
【図９】図８に示す状態の平面図である。
【図１０】図８に示す装置におけるアンカー材等を省略して示す底面図である。
【図１１】高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタルからなる高強度繊維セメント系補強層と断面略Ｌ字型の鋼材におけるフランジとの一体化を高めるために、フランジに縦貫通孔を設けた形態を示す断面図である。
【図１２】各フランジの縦貫通孔の部分にボルト及びナットを装着すると共に、補強繊維混入コンクリート系被覆層に埋め込むことで、一体化を高めた形態を示す断面図である。
【図１３】フランジ及びウェブに、接着剤の塗布による凹凸の粗面又はショットブラスト等のブラスト処理による凹凸の粗面を設け、前記粗面を埋め込むように補強繊維混入コンクリート系被覆層を設けた形態を示す断面図である。
【図１４】断面略Ｌ字型の鋼材のフランジ及びウェブの上部を補強繊維混入コンクリート系被覆層により被覆しない形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
先ず、図４〜図６を参照しながら、本発明の橋梁用伸縮装置１（図１〜３参照）において用いられる継手金物２及びアンカー材付の継手金物３について説明する。
【００１７】
前記の継手金物２及びアンカー材付の継手金物３は、断面Ｌ字型の鋼材あるいは山形鋼を備えており、張出し先端部に円弧状凹凸４ａが交互に形成されているフランジ５と、これに一体に連設されたウェブ６とを一体に備えている断面略Ｌ字型の鋼材７を備えている。前記の断面略Ｌ字型の鋼材７は、山形鋼等が用いられ、その一辺を水平に配置してフランジ５とし、他辺を鉛直に配置してウェブ６としている。図示の断面略Ｌ字型の鋼材７は、山形鋼の一辺が所定の長さで切断されて、フランジ５が形成されていると共に、部材長手方向の長さが所定の長さで切断されて形成されている。
【００１８】
前記のフランジ５の張り出し先端縁部は、部材長手方向に凹部と凸部とが交互に形成されて波形に湾曲した先端縁部とされ、後記のフィンガー部４と平行に形成されている。又は、前記のフランジ５の張り出し先端縁部は、図５に２点鎖線の直線４ａで示すように、平面視で直線状の張り出し先端部とされる。少なくとも前記フランジ５の上面及び裏面は、高強度繊維セメント系材料、好ましくは、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタルからなる高強度繊維セメント系補強層９により埋設されて、補強及び補強されて一体化されている。図示の形態では、前記フランジ５の上面及び裏面及びウェブ６の上部は、高強度繊維コンクリート又は高強度繊維モルタルからなる高強度繊維セメント系補強層９により埋設されると共に一体化されている。
【００１９】
前記の高強度繊維セメント系補強層９の上面には、部材幅方向に間隔をおくと共に部材長手方向に（道路幅方向に）間隔をおいて、多数の鈍角Ｖ字状のスリップ防止用の溝１０が形成されている。高強度繊維セメント系補強層９の上面はコンクリート製であることから、鋼板に比べて、ゴム製タイヤ（ゴム）との摩擦係数が高いことで、車両のスリップ防止を図っていると共に前記の多数のＶ字状の溝１０を備えていることで、一層スリップ防止を図ることが可能な形態とされている。
【００２０】
前記フランジ５幅方向の先端縁を覆う高強度繊維セメント系補強層９の先端縁は、部材長手方向に凹部と凸部とが交互に形成されて湾曲した波形の形態のフィンガー部４とされている。前記高強度繊維セメント系補強層９の背面は、下部から上部に向って、漸次前記ウェブ６に接近する方向に傾斜した傾斜背面１１を備えている。
【００２１】
高強度繊維セメント系補強層９を形成するセメント系材料は、補強繊維混入コンクリート、補強繊維混入無収縮モルタル、又はポリマーセメントモルタル、補強繊維混入モルタル等を用いるとよい。これらの材料に混入される補強繊維としては、例えば、鋼繊維（スチール、ステンレス）、ビニロン繊維、ＰＰ（ポリプロピレン）繊維、炭素繊維、アラミド繊維等の高強度補強繊維を用いることができる。前記の補強繊維としては、短繊維又は長繊維のいずれか一方又は両方を用いるようにしてもよい。また、セメント系材料の中にＦＲＰ（繊維補強プラスチック）を入れた高強度セメント系材料（コンクリート又はモルタル）としてもよい。
【００２２】
前記高強度繊維セメント系補強層９の厚さ寸法は、設計により設定される。前記高強度繊維セメント系補強層９とフランジ５との付着一体化を高めるために、前記フランジ５の表面及び裏面を粗面としてもよく、前記フランジ５の表面及び裏面に凹部を設けたり、適宜表面から裏面に貫通する貫通孔を設けて、高強度繊維セメント系補強層９との一体化を高めるようにしてもよい。
【００２３】
前記の各フランジ５に貫通孔を設ける場合には、例えば、図１１に示すように、各フランジ５の幅方向に一つ又は間隔をおいて複数設けると共に部材長手方向に間隔をおいて複数設け、各フランジ５の上面側及び下面側の高強度繊維セメント系補強層９を縦貫通孔２０の部分で接続して一体化してもよい。
【００２４】
また、図１２に示すように、前記各フランジ５の縦貫通孔２０の部分にボルト２１の軸部を挿通すると共にナット２２を装着すると共に、前記ボルト２１及びナット２２を高強度繊維セメント系補強層９に埋め込むように設けることで、ずれ止め部材として及び付着効果を高める部材として設けてもよい。
【００２５】
また、図１３に示すように、前記フランジ５の上面及び裏面並びにフランジ先端部側面、及びウェブ６の上部の表面又は裏面或いは表裏両面に、接着剤の塗布（点在又は接着剤層の凹凸表面）による凹凸の粗面２３又はショットブラスト等のブラスト処理による凹凸の粗面２３を設け、前記粗面２３を埋め込むように高強度繊維セメント系補強層９を設けることで、一体化を高めるようにするとよい。
【００２６】
前記ウェブ６の裏面側には、水平に鋼製アンカーボルトからなるアンカー材１２が張り出すように設けられ、その基端部が前記ウェブ６に、部材長手方向に間隔をおいて溶接等に固定されて、アンカー材付の継手金物３が形成されている。
【００２７】
次に、前記のようなアンカー材付の継手金物３を用いて施工する場合には、図１〜図３に示すように、前記高強度繊維セメント系補強層９の張り出し先端縁の凹凸部形態が、半ピッチずれた形態のアンカー材付の継手金物３を間隔をおいて対向するように、間隔をおいて対向する床版１４端部の切欠き段部１５、又は、図示を省略するが、間隔をおいて対向する床版端部の切欠き段部１５とパラペットに形成された切欠き段部に設置される。
【００２８】
アンカー材付の継手金物３の設置にあたっては、前記切欠き段部１５の底部に基端側が埋め込み固定されるように立設されたＵ字鉄筋又は縦アンカー１３に、アンカー材付の継手金物３における鋼製アンカーボルトからなるアンカー材１２が補強用横鉄筋１６と共に溶接等により固定されている。前記Ｕ字鉄筋又は縦アンカー１３、鋼製アンカー材１２及び補強用横鉄筋１６を埋め込むように、また、前記高強度繊維セメント系補強層９の背面側を埋め込むように、傾斜背面１１の上端レベルまで、コンクリートが打設されて、コンクリート層１７が形成され、高強度繊維セメント系補強層９と一体化されている。
【００２９】
間隔をおいて対向する前記ウェブ６間に渡って、樹脂製又はゴム製のスポンジ等のバックアップ材１８が設けられると共にポリブタジエン樹脂等の弾性材料性の止水シール材１９が設けられて、橋梁用伸縮装置１が構築されている。
【００３０】
図３に示すように、前記のように構成された橋梁用伸縮装置１における継手部に、輪荷重による鉛直力Ｐが作用した場合、前記高強度繊維セメント系補強層９からフランジ５を介してウェブ６に作用する鉛直力Ｐ１は、ウェブ６と水平なアンカー材１２間のせん断力の伝達を介して、水平なアンカー材１２からコンクリート層１７に鉛直力は伝達される。また、高強度繊維セメント系補強層９の底部からコンクリート層１７に鉛直力Ｐ２が伝達される。
【００３１】
前記の鉛直力Ｐが作用した場合の曲げモーメントに対して、前記高強度繊維セメント系補強層９の背面が傾斜背面１１とされていることから、高強度繊維セメント系補強層９の傾斜背面１１を覆う前記コンクリート層１７が抵抗する。
【００３２】
これに反して、図１４に示すように、高強度繊維セメント系補強層９を設けないで、断面略Ｌ字型の鋼材７におけるフランジ５の上面とコンクリート層１７の上面とを同面状としても、輪荷重Ｐが作用した場合には、フランジ５に曲げモーメントが作用するため、フランジ５及びウェブ６上端部とコンクリート層１７端部との肌別れが生じるようになる。
【００３３】
前記実施形態のように、継手部の前記高強度繊維セメント系補強層９のように表層をコンクリート製とし、伸縮装置を一体化するコンクリート層１７と同じコンクリート系材料としたことで、従来のコンクリートと鋼とのように、肌別れしやすい異種材料の継目が生じず、騒音や振動の発生が抑制される。
【００３４】
継手は、表層を高強度繊維セメント系補強層９、それにより埋め込まれたウェブ６としたことで、輪荷重を高強度繊維セメント系補強層９が支持し、伸縮装置本体はウェブ６を通して、該ウェブ６に取り付けられ、コンクリート層１７に埋め込み固定されたアンカー材１２とで支持する構造とすることができる。
【００３５】
また、前記高強度繊維セメント系補強層９は、表層がコンクリート製のため、粗面或いは溝１０を形成する等、すべり止め加工が容易である。また、予め、前記高強度繊維セメント系補強層９を工場等において形成したプレキャスト製の継手金物２或いはアンカー材付の継手金物３とすることができる等の効果が得られる。
【００３６】
前記高強度繊維セメント系補強層９により、本発明におけるプレキャスト製の継手金物２或いはアンカー材付の継手金物３は、鋼材が露出していないため、鋼材上に凍結防止材を散布することがなくなり、凍結防止材を散布しても、鋼材が露出していないため、鋼材の腐食が早期に発生することはない。表層が、高強度繊維セメント系補強層９によるセメント製のため、従来のようにゴム製の伸縮装置に比べて、耐久性が優れている等の効果が得られる。
【００３７】
前記のように、前記実施形態では、通行車両の影響による騒音を受けにくく、通行車両のスリップ防止機能を備え、鋼材が腐食しにくい鋼コンクリート複合構造とした道路橋伸縮装置としている。
【００３８】
本発明を実施する場合、高強度繊維セメント系補強層９の表面に設けるスリップ防止用の溝としては、２重円弧状の溝等の適宜の円弧状等のスリップ防止用溝としてもよい。また、本発明を実施する場合、フランジ５の表面又は裏面のいずれか一方又は両方に、粗面加工を施して高強度繊維セメント系補強層９との付着一体化を高めるようにしてもよい。
【００３９】
高強度繊維セメント系補強層９の表層部に補強繊維シートを埋め込むように併用してもよい。繊維シートとしては、カーボン繊維シート等を用いるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１  橋梁用伸縮装置
２  継手金物
３  アンカー材付の継手金物
４  フィンガー部
４ａ  円弧状凹凸
５  フランジ
６  ウェブ
７  断面略Ｌ字型の鋼材
９  高強度繊維セメント系補強層
１０  溝
１１  傾斜背面
１２  アンカーボルト（アンカー材）
１３  縦アンカー
１４  床版
１５  切欠き段部
１６  補強用横鉄筋
１７  コンクリート層
１８  バックアップ材
１９  止水シール材
２０  縦貫通孔
２１  ボルト
２２  ナット
２３  粗面
【図１】
0005873303.tif 000002
【図２】
0005873303.tif 000003
【図３】
0005873303.tif 000004
【図４】
0005873303.tif 000005
【図５】
0005873303.tif 000006
【図６】
0005873303.tif 000007
【図７】
0005873303.tif 000008
【図８】
0005873303.tif 000009
【図９】
0005873303.tif 000010
【図１０】
0005873303.tif 000011
【図１１】
0005873303.tif 000012
【図１２】
0005873303.tif 000013
【図１３】
0005873303.tif 000014
【図１４】
0005873303.tif 000015