(57)【要約】  【課題】サンドイッチ型の複合床版において、鋼殻パネル状態の剛性が高く、施工時の重機荷重等に耐えることができ、張出部においても十分な剛性確保することができ、想定されるいかなる大きな主桁間隔にも対応することができ、高い疲労耐久性を実現できる複合床版を提供する。【解決手段】上鋼板２と、下鋼板３と、これら上下鋼板の間に配置されて上下鋼板を連結するＨ形鋼４とからなる鋼殻パネルで複合床版１を構成する。Ｈ形鋼４は、橋軸方向に直交する方向と平行に、橋軸方向に所定の間隔をおいて複数配設し、Ｈ形鋼４の下フランジ４ｂと下鋼板３を溶接で接合し、Ｈ形鋼４の上フランジ４ａと上鋼板２は高力ボルト摩擦接合により接合する。  【選択図】  図１
2006336231.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上鋼板と下鋼板を有する複合床版であって、上下フランジを有する形鋼が上鋼板と下鋼板の間に所定の間隔をおいて並列配置され、前記形鋼の上フランジに上鋼板が添接されてボルト接合されていることを特徴とする複合床版。
【請求項２】
上鋼板と下鋼板を有する複合床版であって、上下フランジを有する形鋼が上鋼板と下鋼板の間に所定の間隔をおいて並列配置され、前記形鋼の下フランジに下鋼板が添接されてボルト接合されていることを特徴とする複合床版。
【請求項３】
上鋼板と下鋼板を有する複合床版であって、上下フランジを有する形鋼が上鋼板と下鋼板の間に所定の間隔をおいて並列配置され、前記形鋼の上フランジに上鋼板が添接されてボルト接合され、前記形鋼の下フランジに下鋼板が添接されてボルト接合されていることを特徴とする複合床版。
【請求項４】
請求項１〜請求項３までのいずれか一つに記載の複合床版において、下鋼板の下面に形鋼が設けられていることを特徴とする複合床版。
【請求項５】
請求項４に記載の複合床版において、下鋼板下面の形鋼の下面に鋼板が設けられていることを特徴とする複合床版。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼橋の床版などに用いられ、主構造を鋼製部材で構成し、内部に充填材を充填したサンドイッチ型の複合床版に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼橋に用いられる床版に要求される性能として、（1）鋼橋のコスト縮減の目的から現場施工の省力化と、少主桁化に対応できる床版の長支間化、（2）ライフサイクルコスト低減の目的から疲労耐久性の向上が要求される。これらの要求を満足できる床版形式として、上下に鋼板を有し、内部に中詰コンクリートを充填した床版形式のサンドイッチ型複合床版がある。
【０００３】
従来のサンドイッチ型複合床版としては、底鋼板の上にＣＴ形鋼を主桁方向に所定の間隔をおいて並列配置し、この主桁の上にデッキプレートを載せ、現場隅肉溶接で固定し、内部に高流動コンクリートを充填するもの、あるいは上鋼板と下鋼板を多数の貫通ボルト・ナットで連結したもの（例えば、特許文献１〜３）などがある。
【特許文献１】特開２０００−８７４９０号公報
【特許文献２】特開２０００−３４６０２６号公報
【特許文献３】特開２００１−５５７１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述の上鋼板と下鋼板を貫通ボルト・ナットで連結する構造の場合、鋼製部材（上鋼板＋貫通ボルト＋下鋼板：鋼殻パネル）のみの状態で剛性を保持するのが困難（不安定）であり、施工時荷重に対して剛性が不足するなどの問題が生じる。また、多種類の床版厚さへの対応が不可能であり、ある一定の床版厚で対応できる範囲内での適用しかないといった問題がある。さらに、具体的に詳述すると、以下のような問題点がある。
【０００５】
(1)  剛性が小さいため、施工時の重機（架設クレーン・ミキサー車・アジテータ等）を鋼殻パネル上で使用することができない。
(2)  剛性が小さく、かつ、鋼殻パネル内部に骨材となる部材がないため、特に張出部においては、鋼殻パネル敷設時の自重やコンクリート打設時の荷重に対して支保工が必要となる。
(3)  剛性が小さく、かつ、高さを変えることが困難なため、適用できる主桁間隔に制約がある。そのため、小支間長への対応しかできない。長支間への対応が困難である。
(4)  新設橋への適用を考えると、従来の合成床版（底鋼板と底鋼板に取り付けられたずれ止め構造によりコンクリートと一体化する構造。橋梁等に用いられる一般的な床版形式）に比べて疲労耐久性に劣る。
【０００６】
本発明は、前述のような問題の解決を図ったものであり、サンドイッチ型の複合床版において、鋼殻パネル状態の剛性が高く、施工時の重機荷重等に耐えることができ、張出部においても十分な剛性を確保することができ、想定されるいかなる大きな主桁間隔にも対応することができ、高い疲労耐久性を実現することができる複合床版を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１に係る複合床版は、上鋼板と下鋼板を有する複合床版であって、上下フランジを有する形鋼（Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、その他の上下フランジを有する形鋼）が上鋼板と下鋼板の間に所定の間隔をおいて並列配置され、前記形鋼の上フランジに上鋼板が添接されてボルト接合されていることを特徴とする。
【０００８】
例えば、図１、図２に示すように、予め工場等で下鋼板に形鋼の下フランジを溶接で接合しておき、主桁方向（橋軸方向）に間隔をおいて複数列配置された形鋼の上フランジに上鋼板を重ね、高力ボルト１面摩擦接合により接合する。従来技術のように上下の鋼板を直接貫通ボルト等で連結して鋼製部材（鋼殻パネル）を構成することなく、骨材となる形鋼と上鋼板・下鋼板を接合することで鋼殻パネル（中詰材充填前）の剛性を高めたものである。なお、本発明で用いる「形鋼」は、ロール成形で一体成形されたもの、鋼板等を溶接等で組み立てものを含む。
【０００９】
鋼殻パネルの一般部（図２（ａ）参照）に限らず、現場継手部においても同様に、形鋼の上フランジに添接板の機能を持たせることで、高力ボルトによる１面摩擦接合構造が可能となる（図２（ｂ）参照）。また、現場継手部の上鋼板の上に上側添接板を設置することで、高力ボルトによる２面摩擦接合構造が可能となる（図２（ｃ）参照）。現場継手部においても、一般部と同様に、骨材となる形鋼と上鋼板・下鋼板を接合することで鋼殻パネルの剛性を高めることができる。なお、一般部・現場継手部において上フランジ幅の広い形鋼を用いれば、ボルト２列配置も可能である（図２（ｄ）参照）。高力ボルトは、公知の片側から施工可能な方法（図８参照）を利用することで、鋼板を形鋼フランジに接合することができる。
【００１０】
現場継手部における下鋼板の継手構造は、立上り片同士を高力ボルトで接合する引張り接合構造（図２（ｂ）〜（ｄ）参照）、あるいは添接板と高力ボルトによる摩擦接合構造（図５参照）を用いることができる。
【００１１】
本発明の請求項２に係る複合床版は、上鋼板と下鋼板を有する複合床版であって、上下フランジを有する形鋼（Ｈ形鋼、Ｉ形鋼、その他の上下フランジを有する形鋼）が上鋼板と下鋼板の間に所定の間隔をおいて並列配置され、前記形鋼の下フランジに下鋼板が添接されてボルト接合されていることを特徴とする。
【００１２】
例えば、図３に示すように、図２の鋼殻パネルを上下逆にして用いる場合であり、損傷した既設床版の取替え工事等に適用することができる。一般部及び現場継手部の構成は、図２の場合と同様である。接合施工は下面からの特殊な作業となるが、図２の場合のように鋼殻パネル上面にボルト頭や添接板による凹凸がなく、防水層や舗装の施工性が良い利点がある。
【００１３】
本発明の請求項３に係る複合床版は、上鋼板と下鋼板を有する複合床版であって、上下フランジを有する形鋼が上鋼板と下鋼板の間に所定の間隔をおいて並列配置され、前記形鋼の上フランジに上鋼板が添接されてボルト接合され、前記形鋼の下フランジに下鋼板が添接されてボルト接合されていることを特徴とする。
【００１４】
例えば、図４に示すように、上鋼板と下鋼板の両方を形鋼のフランジにボルト接合する場合である。現場継手部は、図２及び図３の継手構造を用いることができる。上下鋼板ともにボルト接合することで、溶接工程を削減することができ、工場での製作が容易となる。
【００１５】
本発明の請求項４に係る複合床版は、請求項１〜請求項３までのいずれか一つに記載の複合床版において、下鋼板の下面に形鋼が設けられていることを特徴とする。
【００１６】
例えば、図６に示すように、鋼殻パネルの下面にＨ形鋼等の形鋼を取り付ける場合であり、鋼殻パネル内部の形鋼の下にボルト接合や溶接で取り付けるのが好ましい。鋼殻パネルの下面に形鋼を取り付けることで床版支間方向の剛性を高くすることができ、内部コンクリート厚を低減でき、床版の死荷重を軽減できる。
【００１７】
本発明の請求項５に係る複合床版は、請求項４に記載の複合床版において、下鋼板下面の形鋼の下面に鋼板が設けられていることを特徴とする。
【００１８】
例えば、図７に示すように、主桁との取り合い構造において、形鋼の下面に底板となる鋼板を設け、この形鋼に主桁を挟むように隔壁部材を設けることにより、充填材を施工することができ、主桁と鋼殻パネルを一体化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
(1)  上鋼板と下鋼板は形鋼を介して接合される構造のため、形鋼方向では各々が箱断面を形成し、その箱断面としての機能は高力ボルトの摩擦接合により確実に補償される構造であり、箱断面の剛性は十分に施工時の重機荷重等に耐え得る構造であるため、鋼殻パネル状態（中詰材充填前）での剛性を格段に向上させることができ、鋼殻パネル上に施工車両を搭載することが可能となり、効率的な施工が可能となる。
(2)  上記のように形鋼方向には各々に箱断面が形成され、また形鋼は連続して支間部から張出部に配置されているため、張出部においても十分な剛性を確保できる。従って、敷設時も鋼殻パネルは自立できる構造のため、張出部において、鋼殻パネル敷設時の自重やコンクリート打設時の荷重に対して支保工が不要となる。
(3)  上記のように形鋼方向には各々に箱断面が形成されることで剛性が高く、形鋼はサイズの種類を変えることができるため、必要に応じて形鋼のサイズを変えることで大きな剛性を確保できる。従って、想定されるいかなる大きな主桁間隔にも対応が可能となる。
(4)  上記同様に形鋼による骨材を有するサンドイッチ構造を形成するため、中詰材充填後の供用時荷重（大型車）に対する疲労耐久性が大幅に向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明を図示する実施形態に基づいて説明する。図１は、本発明の複合床版の一実施形態を示す鉛直断面図である。図２〜図７は、本発明の複合床版の種々の実施形態を示す鉛直断面図である。図８は、本発明で用いるボルト接合方法の例を示す鉛直断面図である。
【００２１】
図１、図２は、本発明の複合床版１の上鋼板ボルト接合タイプである。本発明の複合床版１は、基本的に、上鋼板２と、下鋼板３と、これら上下鋼板の間に配置されて上下鋼板を連結するＨ形鋼４とからなる鋼殻パネルで構成されている。Ｈ形鋼４は、主桁方向（橋軸方向）に直交する方向と平行に、主桁方向に所定の間隔をおいて複数配設され、また平行フランジ４ａ、４ｂが上下に位置するように配置されている。図１、図２（ａ）の一般部において、Ｈ形鋼４の下フランジ４ｂと下鋼板３は、溶接で接合され、Ｈ形鋼４の上フランジ４ａと上鋼板２は高力ボルト摩擦接合により接合されている。
【００２２】
Ｈ形鋼４の上フランジ４ａと上鋼板２には、所定の間隔をおいてボルト孔５が穿設されており、上フランジ４ａに上鋼板２を重ね、ボルト６及びナット７で接合する。このボルト接合の際には、片側施工となるため、一般的に使用される高力ボルトは使用できず、図８に示すワンサイド方式でボルト接合する。
【００２３】
図８（ａ）は、頭締めトルシア型高力ボルト６とナット固定金具８を用いる方法であり、予め下フランジ４ｂの下面にナット７をナット固定金具８で固定しておき、上からボルト６を装着し、トルクレンチで締め付け、ピンテールの破断で所定のトルクを導入する。図８（ｂ）は、頭締め高力六角ボルト６とナット固定金具８を用いる方法である。図８（ｃ）は、トルシア型高力ボルト６とボルト落下防止治具９を用いる方法であり、予め上フランジ４ａにボルト６を固定しておく。
【００２４】
このボルト接合部で伝達する力は、複合床版１に交通車両等の鉛直荷重が作用した際に発生するせん断力を水平せん断力（床版作用力）として上鋼板２からＨ形鋼４の上フランジ４ａに伝達する。その際、上鋼板２と上フランジ４ａ間にずれ力が発生し、そのずれ力をボルト摩擦接合で伝達する。このずれ力は、高力ボルト１面摩擦接合の強度で十分に伝達できることが確認されている。
【００２５】
図２（ｂ）〜（ｄ）は、一般部の現場継手部の構造の例である。図２（ｂ）、（ｄ）は、１面摩擦接合、図２（ｃ）は、２面摩擦接合の場合である。下鋼板３同士の連結は、下鋼板３の端部を立ち上げ、この立上り片３ａ同士を高力ボルト１０で接合する引張り接合構造とされている。上鋼板には、継手部の上鋼板２Ａを用い、これを隣り合うＨ形鋼４間に掛け渡し、上フランジ４ａを添接板として高ボルト摩擦接合する添接板継手構造とされている。
【００２６】
この場合も、図８（ａ）、（ｂ）の方法により、予めナット７をナット固定金具８で上フランジ４ａの下面に固定しておくか、図８（ｃ）の方法により、ボルト６をボルト落下防止治具９で固定しておくことで、下鋼板３を敷設して引張り接合した後に、現場で設置する上鋼板２、２ＡをＨ形鋼４の上フランジ４ａに設置し、ボルト接合することができる。
【００２７】
図２（ｃ）の場合は、上フランジ４ａと添接板１１で上鋼板２、２Ａを挟み込む形式のため、図８（ａ）、（ｂ）の方法で施工する際、継手部と隣接するボルト取付部に関しては、工場製作段階で仮ボルトまたは高力ボルトを仮止めしておき、上側の添接板１１を設置する前に、一旦、上記の仮ボルトまたは仮止めした高力ボルトは取り外し、添接板１１を設置後に高力ボルトの本締め作業を行う手順となる。
【００２８】
ボルト接合部で伝達する力は、上記と同様のずれ力（床版作用力）と、連続合成桁構造においては、その負曲げ作用部は上鋼板を引張り主要部材として設計するため、上鋼板２、２Ａに作用する引張力を伝達する（主桁作用）。上記のずれ力（床版作用力）に対しては、図２（ｂ）の１面摩擦接合で同様に対応でき、引張力の伝達（主桁作用）に関しては、その作用力の大きい部位で図２（ｃ）の２面摩擦接合構造が適用できる。
【００２９】
図２（ｃ）は、図２（ｂ）に対して、上鋼板２を上側添接板１１と下側添接板（Ｈ形鋼上フランジ）４ａで挟み込むことで、２面摩擦接合を可能にした構造であり、１面摩擦に対して２倍の強度を発揮し、ボルト本数を削減できる構造となる。
【００３０】
図２（ｄ）は、図２（ｂ）において、Ｈ形鋼の上フランジ４ａの幅が大きい場合、または鋼板で組み立てられたＨ形鋼の上フランジ４ａの幅を広くした場合に、ボルト６の配列を２列にした例である。この図２（ｄ）は、図２（ｃ）の機能と同様に、引張力の伝達（主桁作用）に関して、その作用力の大きい部位で適用する構造となる。
【００３１】
以上の図２（ａ）〜（ｄ）の現場施工においては、橋面上からの作業であり、足場を必要としない。
【００３２】
図３は、下鋼板ボルト接合タイプであり、図２を逆さにして施工する例である。例えば、損傷した既設床版の取替え工事等に適用する事例であり、現場継手部の施工は床版下面に足場が設置され、床版下面から施工する。接合施工は、下面からの特殊な施工となるが、図２のように上面にボルト頭や添接板による凹凸が生じず、防水層や舗装の施工性が良い。
【００３３】
図４は、上下鋼板ボルト接合タイプであり、上鋼板２と下鋼板３の両方をＨ形鋼４の上下フランジ４ａ、４ｂに高力ボルト摩擦接合する例である。上鋼板２、下鋼板３ともにＨ形鋼４にボルト接合することで溶接工程の削減ができ、かつ、溶接作業熟練工の省力化も図れる。殆どの鋼製部材の製作工程がボルト接合工程になるため、工場での組み立て、製作が容易になる。なお、この場合の現場継手構造は、図２（ｂ）〜（ｄ）、図３（ｂ）〜（ｄ）を適用できる。
【００３４】
図５は、継手部の上下面添接板継手構造であり、図２（ｂ）〜（ｄ）における下鋼板３の継手構造を添接板１２と高力ボルト１３により摩擦接合とする例である。高力ボルトによる引張り接合構造に比べて、施工時の誤差吸収が摩擦継手拡大孔や添接板のサイズにより吸収可能なため、施工誤差吸収用の継手構造として用いることができる。
【００３５】
以上の実施形態の何れの場合も、鋼殻パネル内部の各セルにコンクリート等の中詰材を充填することで、橋梁等の床版に適用可能な合成床版として機能する。
【００３６】
図６、図７は、図２、図３の鋼殻バネルの下面に形鋼を取り付けた下面リブ補強構造の例である。図６は、図２、図３の鋼殻パネルの下面にＨ形鋼１４をボルト接合や溶接で取り付ける例であり、下面に形鋼を取り付けることで、床版支間方向の剛性を高くすることができ、コンクリート厚を低減でき、床版の死荷重を軽減できる効果がある。
【００３７】
図７は、図６における構造の主桁との取り合い構造に関する例であり、下面に取り付けたＨ形鋼１４に隔壁となる部材１５と、Ｈ形鋼１４の下面に底板となる鋼板部材１６を取り付けることで、充填材を施工でき、主桁２０と鋼殻パネルをずれ止め２１と充填材で一体化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の複合床版の一実施形態（上鋼板ボルト接合タイプ）を示す鉛直断面図である。
【図２】図１の複合床版（上鋼板ボルト接合タイプ）の部分を示す鉛直断面図であり、（ａ）は一般部、（ｂ）〜（ｄ）は継手部である。
【図３】本発明の複合床版の他の実施形態（下鋼板ボルト接合タイプ）を示す鉛直断面図であり、（ａ）は一般部、（ｂ）〜（ｄ）は継手部である。
【図４】本発明の複合床版の他の実施形態（上下鋼板ボルト接合タイプ）を示す一般部の鉛直断面図である。
【図５】本発明の複合床版の継手部における下鋼板の継手構造の異なる実施形態を示す鉛直断面図である。
【図６】本発明の複合床版の下面にリブ補強を施した実施形態を示す鉛直断面図である。
【図７】本発明の複合床版の下面にリブ補強を施した他の実施形態を示す鉛直断面図である。
【図８】本発明の複合床版に用いる片側から施工できるボルトの構造を示す鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１…複合床版
２…上鋼板
２Ａ…継手部の鋼板
２ａ…立上り片
３…下鋼板
３Ａ…継手部の鋼板
３ａ…立上り片
４…Ｈ形鋼
４ａ…上フランジ
４ｂ…下フランジ
５…ボルト孔
６…高力ボルト
７…ナット
８…ナット固定金具
９…ボルト落下防止治具
１０…高力ボルト
１１…添接板
１２…添接板
１３…高力ボルト
１４…Ｈ形鋼
１５…隔壁部材
１６…鋼板部材
２０…主桁
２１…ずれ止め
【図１】
2006336231.tif 000003
【図２】
2006336231.tif 000004
【図３】
2006336231.tif 000005
【図４】
2006336231.tif 000006
【図５】
2006336231.tif 000007
【図６】
2006336231.tif 000008
【図７】
2006336231.tif 000009
【図８】
2006336231.tif 000010