(57)【要約】      （修正有）【課題】円柱状の桁に床版を安定して接合できるようにする。【解決手段】橋梁の上部構造が、円柱状の桁１０と、桁１０上に設置され、桁１０の中心軸方向に隣接して交互に配列された複数の第一床版２０及び第二床版３０と、を備える。桁１０の周面の上部には第一キー１１及び第二キー１２が凸設され、第一キー１１の列と第二キー１２の列が桁１０の中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対の位置に配され、第一床版２０の下面に円柱面型の第一凹面２４が形成され、第二床版３０の下面に円柱面型の第二凹面３４が形成され、桁１０が凹面２４，３４に嵌め込まれ、第一凹面２４に第一キー溝が形成され、第二凹面３４に第二キー溝が形成され、第一キー１１が第一キー溝に嵌められ、第二キー１２が第二キー溝に嵌められている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
架設された円柱状の桁と、
前記桁上に設置され、前記桁の中心軸方向に隣接して交互に配列された複数の第一床版及び第二床版と、を備えた橋梁の上部構造であって、
前記桁の周面の上部には複数の第一キー及び第二キーが前記中心軸方向に配列されるよう凸設され、前記第一キーの列と第二キーの列が前記中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対側に配され、
前記第一床版の下面に円柱面型の第一凹面が形成され、前記第二床版の下面に円柱面型の第二凹面が形成され、前記桁が前記第一凹面及び前記第二凹面に嵌め込まれ、
前記第一凹面に第一キー溝が形成され、前記第二凹面に第二キー溝が形成され、前記第一キー溝と前記第二キー溝が前記中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対側に配され、前記第一キーが前記第一キー溝に嵌められ、前記第二キーが前記第二キー溝に嵌められていることを特徴とする橋梁の上部構造。
【請求項２】
隣り合う前記第一床版及び前記第二床版の互いに突き合う端面にはそれぞれ凸部と凹部が形成され、前記凸部と前記凹部が嵌まり合っていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁の上部構造。
【請求項３】
架設される円柱状の桁と、
前記桁の周面の上部に形成され、前記桁の中心軸方向に配列されるよう凸設された複数の第一キーと、
前記桁の前記桁の周面の上部に形成され、前記桁の中心軸方向に配列されるよう凸設された複数の第二キーと、を備え、
前記第一キーの列と前記第二キーの列が前記中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対側に配されていることを特徴とする桁部材。
【請求項４】
架設される桁上に設置される床版と、
前記床版の下面に形成された円柱面型の凹面と、
前記凹面に形成され、前記凹面の中心軸を通る鉛直面から周方向にずれた位置に配されたキー溝と、を備えることを特徴とする床版部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の上部構造に関するとともに、その上部構造に利用される床版部材及び桁部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、橋脚間に架設された円柱状の主桁及びその上に敷設された床版が開示されている。この円柱状の主桁は、市場において流通性の高い丸形鋼管にコンクリート系材料を充填したものである。床版の下面にシリンドリカル凹面が形成されており、円柱状の主桁がそのシリンドリカル凹面に嵌め合わせられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】保坂 鐵矢、「鋼・複合鉄道橋の現状と課題 −主として鉄道・運輸機構（鉄道公団）の例−」、第６回 複合構造の活用に関するシンポジウム講演論文集、公益社団法人土木学会、2005年、第6巻、p. T-1−T-9
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１には、床版をどのようにして主桁に接合するのか開示されていないが、一般的に、床版と主桁の境界部にコンクリート又はモルタル等の硬化性材料を充填することによって、床版と主桁を接合することが考えられる。しかし、その場合、硬化性材料による接合部が強度上の弱点となってしまう。そのため、硬化性材料を用いることなく、或いは、硬化性材料と併用して、硬化性材料以外の手段によって円柱状の桁と床版を安定して接合することが望まれる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明が解決しようとする課題は、円柱状の桁に床版を安定して接合できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するための本発明の一態様は、架設された円柱状の桁と、前記桁上に設置され、前記桁の中心軸方向に隣接して交互に配列された複数の第一床版及び第二床版と、を備えた橋梁の上部構造であって、前記桁の周面の上部には複数の第一キー及び第二キーが前記中心軸方向に配列されるよう凸設され、前記第一キーの列と第二キーの列が前記中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対側に配され、前記第一床版の下面に円柱面型の第一凹面が形成され、前記第二床版の下面に円柱面型の第二凹面が形成され、前記桁が前記第一凹面及び前記第二凹面に嵌め込まれ、前記第一凹面に第一キー溝が形成され、前記第二凹面に第二キー溝が形成され、前記第一キー溝と前記第二キー溝が前記中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対側に配され、前記第一キーが前記第一キー溝に嵌められ、前記第二キーが前記第二キー溝に嵌められていることを特徴とする橋梁の上部構造である。
【０００７】
以上の課題を解決するための本発明の一態様は、架設される円柱状の桁と、前記桁の周面の上部に形成され、前記桁の中心軸方向に配列されるよう凸設された複数の第一キーと、前記桁の前記桁の周面の上部に形成され、前記桁の中心軸方向に配列されるよう凸設された複数の第二キーと、を備え、前記第一キーの列と前記第二キーの列が前記中心軸を通る鉛直面に関して互いに反対側に配されていることを特徴とする桁部材である。
【０００８】
以上の課題を解決するための本発明の一態様は、架設される桁上に設置される床版と、前記床版の下面に形成された円柱面型の凹面と、前記凹面に形成され、前記凹面の中心軸を通る鉛直面から周方向にずれた位置に配されたキー溝と、を備えることを特徴とする床版部材である。
【０００９】
以上によれば、キー及びキー溝桁の中心軸を通る鉛直面からずれた位置に形成されているので、振動・地震等による床版の上向きの荷重がキー及び桁に受けられる。それゆえ、桁からの床版の浮き上がりを抑制でき、床版が桁に安定して支持されて、床版と桁の接合が実現される。
【００１０】
好ましくは、隣り合う前記第一床版及び前記第二床版の互いに突き合う端面にはそれぞれ凸部と凹部が形成され、前記凸部と前記凹部が嵌まり合っている。
【００１１】
以上によれば、隣り合う第一床版及び第二床版の互いに突き合う端面にそれぞれ形成された凸部と凹部が嵌まり合うことによって、せん断力が第一床版と第二床版間で伝達される。そして、第一キーと第二キーが主桁の中心軸を通る鉛直面に関して対称の位置に配置されていることによって、橋軸周りのどちらの向きの回転力が第一床版及び第二床版に作用した場合でも、その回転力が第一キー或いは第二キーを介して主桁に受けられるので、第一床版及び第二床版が桁に安定的に支持される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、円柱状の桁に床版を安定して支持することができ、円柱状の桁と床版の接合が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、橋梁の上部構造の斜視図である。
【図２】図２は、橋梁の上部構造の分解斜視図である。
【図３】図３は、第一床版及び第二床版の下面図である。
【図４】図４は、図３に示すIV−IVに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。
【図５】図５は、図３に示すV−Vに沿った面を矢印方向に見て示した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１５】
＜１．橋梁の上部構造＞
図１は、橋梁の上部構造の斜視図である。図２は、橋梁の上部構造の分解斜視図である。図３は、この上部構造を分解した状態における第一床版２０及び第二床版３０の下面図である。図４は、第一床版２０を主桁１０上に設置した状態におけるIV−IV断面図である。図５は、第二床版３０を主桁１０上に設置した状態におけるV−V断面図である。
【００１６】
図１に示すように、複数の円柱状の主桁１０が、橋幅方向に所定間隔を置いて互いに平行となって橋脚（又は橋台）間に架け渡されている。主桁１０は橋軸方向に延在し、主桁１０の中心軸方向が橋梁の橋軸方向に対して平行である。主桁１０は例えば鉄筋コンクリート製又は円形鋼管であってもよいし、円形鋼管若しくは炭素繊維強化樹脂製円形管にコンクリートを充填したものであってもよい。
【００１７】
これら主桁１０の上には、プレキャストコンクリート製の複数の第一床版２０と複数の第二床版３０が橋幅方向に架け渡されるよう設置されている。具体的には、第一床版２０と第二床版３０は交互に橋軸方向に配列され、隣り合う第一床版２０と第二床版３０が互いに隣接している。
【００１８】
図２に示すように、主桁１０の周面の上部には、複数の第一キー１１と複数の第二キー１２が径方向外方に突出するように形成されている。これらキー１１，１２は主桁１０に一体形成されたものでもよいし、主桁１０に組み付けられて固定されたものでもよい。
【００１９】
これら第一キー１１と第二キー１２は、主桁１０の中心軸方向に所定間隔を置いて、主桁１０の中心軸方向に互い違いとなるように配列されている。隣り合う第一キー１１の間隔は床版２０，３０の短辺長の２倍に等しく、隣り合う第二キー１２の間隔は床版２０，３０の短辺長の２倍に等しく、第一キー１１とそれに橋軸方向の隣り合う第二キー１２との間隔は床版２０，３０の短辺長に等しい。
第一キー１１の列と第二キー１２の列は周方向にずれており、主桁１０の中心軸方向に見て（図４、図５参照）、第一キー１１の列と第二キー１２の列は、主桁１０の中心軸を通る鉛直面１３に関して互いに反対の位置に配置されている。より具体的には、第一キー１１の列と第二キー１２の列は、主桁１０の中心軸方向に見て、主桁１０の中心軸を通る鉛直面１３に関して対称の位置に配置されている。
【００２０】
隣り合う主桁１０の一方に形成された第一キー１１は、他方に形成された第一キー１１に対して、橋軸方向の位置が揃っている。従って、複数の主桁１０に着目すると、複数の主桁１０に形成された第一キー１１は全体として橋軸方向及び橋幅方向に格子状に配列されている。第二キー１２についても同様である。
【００２１】
図１〜図３に示すように、第一床版２０は橋幅方向を長辺とし、橋軸方向を短辺とした矩形型の板状に形作られている。第二床版３０についても同様である。
【００２２】
第一床版２０の橋軸方向一方の端面には、複数の凸部２１が形成され、他方の端面には、複数の凹部２２が形成されている。これら凸部２１は橋幅方向に所定間隔を置いて配列され、これら凹部２２が橋幅方向に所定間隔を置いて配列されている。第二床版３０の橋軸方向一方の端面にも、凸部２１と同様な凸部３１が形成され、他方の端面にも、凹部２２と同様な凹部３２が形成されている。
【００２３】
第一床版２０の凸部２１は、その一方の側に隣接する第二床版３０の凹部３２に嵌め込まれている。これにより、第一床版２０と第二床版３０が接合され、せん断力が床版２０，３０間で伝達される。第一床版２０の凹部２２には、その他方の側に隣接する第二床版３０の凸部３１が嵌め込まれている。
【００２４】
図２〜図４に示すように、第一床版２０の下面には、下方に突出する複数の第一ハンチ部２３が形成されている。これら第一ハンチ部２３は、橋幅方向に所定間隔を置いて配列されているとともに、第一床版２０の橋軸方向一端から他端にかけて橋軸方向に延在している。
【００２５】
図２、図３及び図５に示すように、第二床版３０の下面にも、第一ハンチ部２３と同様な第二ハンチ部３３が形成されている。隣り合う第一床版２０と第二床版３０については、第一ハンチ部２３と第二ハンチ部３３が橋軸方向に互いに連続して隣接する。
【００２６】
図３及び図４に示すように、第一ハンチ部２３の下面には、橋軸方向に見て円弧型の第一凹面２４が形成されている。第一凹面２４は橋軸方向に平行な軸を中心とした円柱面型の凹面であり、第一凹面２４の曲率半径が主桁１０の半径に等しい。第一凹面２４は第一ハンチ部２３の橋軸方向の一端から他端にかけて形成されている。
【００２７】
図３及び図５に示すように、第二ハンチ部３３の下面にも、第一凹面２４と同様な第二凹面３４が形成されている。隣り合う第一床版２０と第二床版３０については、第一凹面２４と第二凹面３４が橋軸方向に互いに連続して隣接している。従って、第一凹面２４と第二凹面３４は同一円柱面を構成する。
【００２８】
図３及び図４に示すように、第一凹面２４には、第一キー溝２５が凹設されている。第一キー溝２５は、第一床版２０の橋軸方向中央部に配されている。また、第一キー溝２５は、第一凹面２４の中心軸を通る鉛直面２６から橋幅方向にずれて配されている。同一の第一床版２０に形成された第一キー溝２５は、何れも、第一凹面２４の中心軸を通る鉛直面２６から同一の向きにずれている。
【００２９】
図３及び図５に示すように、第二凹面３４には、第二キー溝３５が凹設されている。第二キー溝３５は、第二床版３０の橋軸方向中央部に配されている。また、第二キー溝３５は、第二凹面３４の中心軸を通る鉛直面３６から橋幅方向にずれて配されている。同一の第二床版３０に形成された第二キー溝３５は、何れも、第二凹面３４の中心軸を通る鉛直面３６から同一の向きにずれている。
【００３０】
ここで、第二キー溝３５が第二凹面３４の中心軸を通る鉛直面３６からずれる向きは、第一キー溝２５が第一凹面２４の中心軸を通る鉛直面２６からずれる向きの反対向きである。具体的には、橋軸方向に連続する凹面２４，３４の中心軸方向に見て、第一キー溝２５と第二キー溝３５は、凹面２４，３４の中心軸を通る鉛直面２６，３６に関して対称の位置に配置されている。
【００３１】
橋軸方向に連続する凹面２４，３４には主桁１０が嵌め込まれている。凹面２４，３４の曲率半径が主桁１０の半径に等しいので、主桁１０が凹面２４，３４に隙間無く嵌まり、床版２０，３０が主桁１０に安定して支持される。
【００３２】
図４に示すように、第一キー１１が第一キー溝２５に嵌められている。第一キー１１及び第一キー溝２５が主桁１０の中心軸を通る鉛直面１３からずれた位置に形成されているので、振動・地震等による第一床版２０の上向きの荷重が第一キー１１及び主桁１０に受けられる。それゆえ、主桁１０からの第一床版２０の浮き上がりを抑制できる。
同様に、図５に示すように、第二キー１２が第二キー溝３５に嵌められていることによって、主桁１０からの第二床版３０の浮き上がりを抑制できる。
【００３３】
第一床版２０が図１に矢印Ａで示すような橋軸周りの回転力を受けた場合でも、その回転力が凸部２１及び凹部３２によって隣りの第二床版３０に伝達されるとともに、凸部３１及び凹部２２によって反対隣りの第二床版３０にも伝達される。従って、その回転力が第二キー１２及び主桁１０に受けられる。同様に、第二床版３０が矢印Ｂで示すように傾くような橋軸周りの回転力を受けた場合でも、その回転力が第一床版２０を介して第一キー１１及び主桁１０に受けられる。
以上のように、橋軸周りのどちらの向きの回転力が床版２０，３０に作用した場合でも、第一キー１１と第二キー１２が主桁１０の中心軸を通る鉛直面１３に関して対称の位置に配置されていることによって、床版２０，３０が主桁１０に安定的に支持される。従って、主桁１０の周面と凹面２４，３４との間にモルタル又はコンクリートを充填せずとも、床版２０，３０と主桁１０の接合が実現される。
なお、キー１１，１２及びキー溝２５，３５による床版２０，３０と主桁１０との接合強度を補強するべく、主桁１０の周面と凹面２４，３４との間にモルタル又はコンクリートを充填してもよいし、締結具等によって床版２０，３０を主桁１０に締結してもよい。
【００３４】
第一キー溝２５よりも第一キー１１の方が主桁１０の中心軸方向に沿う長さが短く、第二キー溝３５よりも第二キー１２の方が主桁１０の中心軸方向に沿う長さが短い。これは、床版２０，３０の設置の際に凸部２１，３１を凹部３２，２２に嵌め込めるようにするためである。
【００３５】
＜２．橋梁の上部構造の施工方法＞
複数の主桁１０を互いに平行となるように橋脚（又は橋台）間に架け渡す。主桁１０の設置の際、主桁１０の中心軸を通る鉛直面１３に関して対称の位置に第一キー１１，第二キー１２を配置する。なお、現場打ちにより主桁１０を施工してもよいし、予め製造された主桁１０を揚重することにより主桁１０を設置してもよい。
【００３６】
次に、クレーン等を用いて第一床版２０を主桁１０の上方に揚重して、第一床版２０の位置及び姿勢を調整する。これにより、第一床版２０の長辺を橋幅方向に対して平行にし、第一床版２０の短辺を橋軸方向に対して平行にし、第一凹面２４を主桁１０の上に位置させ、第一キー溝２５を第一キー１１の上に位置させる。
【００３７】
次に、第一床版２０を主桁１０上に下降させる。この際、主桁１０を第一凹面２４に嵌めるとともに、第一キー１１を第一キー溝２５に嵌める。
【００３８】
次に、設置した第一床版２０の隣りの上方に第二床版３０を揚重して、第二床版３０の位置及び姿勢を調整する。これにより、第二床版３０の長辺を橋幅方向に対して平行にし、第二床版３０の短辺を橋軸方向に対して平行にし、第二凹面３４を主桁１０の上に位置させ、第二キー溝３５を第二キー１２の上に位置させる。
【００３９】
次に、第二床版３０を下降させることによって、主桁１０を第二凹面３４に嵌めるとともに、第二キー１２を第二キー溝３５に嵌める。そして、第二キー溝３５よりも第二キー１２の方が主桁１０の中心軸方向に沿う長さが短いので、第二キー１２を第二キー溝３５に嵌めた状態で第二床版３０を設置済みの第一床版２０に近づけることができる。第二床版３０を設置済みの第一床版２０に近づけることによって、第二床版３０の凸部３１を第一床版２０の凹部２２に嵌め込む。これにより、第一床版２０及び第二床版３０の長辺となる端面同士を突き合わせる。
【００４０】
以後、同様にして、第一床版２０と第二床版３０を交互に橋軸方向に並べるように主桁１０上に設置する。なお、設置した第二床版３０の隣りに第一床版２０を設置する際には、その第一床版２０の第一キー１１を第一キー溝２５に嵌めた状態で、第一床版２０を設置済みの第二床版３０に近づけて、第一床版２０の凸部２１を第二床版３０の凹部３２に嵌め込む。これにより、第一床版２０及び第二床版３０の長辺となる端面同士を突き合わせる。
【００４１】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。また、本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。
【符号の説明】
【００４２】
１０…主桁（桁），  １１…第一キー，  １２…第二キー，  ２０…第一床版，  ２１…凸部，  ２２…凹部，  ２４…第一凹面，  第一キー溝２５，  ３０…第二床版，  ３１…凸部，  ３２…凹部，  ３４…第二凹面，  第二キー溝３５
【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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