(57)【要約】【課題】角形鋼管など形鋼は断面の大小、鋼材の長短によりたわみが生じ、断面形状を維持しながらの利用法に大きな制約があった【解決手段】角形鋼管を強制的に曲げると変形が生じ、断面形状を正常に維持することができない  これを解決する方法として、角形鋼管を相互に連結した後に断面に対して偏心させたプレストレスを導入する  これにより角形鋼管の変形を制御すると共に、上向きキャンバーを確保することができ、さらに、変動荷重等によるたわみを復元することが可能となる【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のチュービングスティール（角形鋼管）を平行に並べて、これを一体化した各チュービングスティール１の重心軸下側方向にＰＣストランド２を設置し（図３）、これにプレストレスを導入することでＨＢＰチュービングスティール５（図１）やその集合体である床版に上向きのキャンバーを形成するＨＢＰＴＳ床版１１（図４）とその製造方法
【請求項２】
ＰＣストランド２がチュービングスティール１内部に配設され、プレストレスが導入されたＨＢＰチュービングスティール５である
【請求項３】
緊張材にはＰＣストランド２、もしくはＰＣ鋼材を用いる
【請求項４】
平行に一体化したＨＢＰチュービングスティール５の全て、もしくは少なくとも１つ置きの必要な箇所にコンクリートを充填して、これを補強する強化ＨＢＰＴＳ床版１１（図１６）
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかにおいて、上向きキャンバーを施したＨＢＰチュービングスティール５の両端もしくは片側に、チュービングスティール１と同サイズ、あるいはチュービングスティール１を予め切断しておいたチュービングスティール７のプレストレスを導入していない部材をそれぞれ溶接（図５、図６）、あるいは折りたたみ可能な開閉自在継ぎ手を用いてＨＢＰチュービングスティール５に接続、床版長さを延長するユーティリティータイプ（図７）である
（定着部はチュービングスティール１もしくは７に内蔵するが、作用する荷重によってはチュービングスティール１の外部にそのまま配置することもある）
【請求項６】
請求項５において、プレストレスを導入した部材の両端部がヒンジ形式のまま接続される場合、予め所定の長さに折りたたんで輸送、設置現場でこれを開いて固定するタイプである
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は主に建築物の床版や屋根、もしくは人工地盤や橋梁等の床版、又は版桁として主に使用されるものである
工期を極端に短縮するため部材のほとんどを工場製作とし、版桁等の最大長や幅を道路交通規則に則ったサイジングでパネル化、経済性を高める工夫である
これらパネルはＨＢＰチュービングスティール５を筏状に束ね、延長が２４．５ｍ以上になる場合等では、これを折りたたんだ形（図７）で搬送する
各パネルにはいずれも上向きキャンバーが施されていることが特徴であり、緊張材を使って、チュービングスティール１に所定のキャンバー（図１）を確保する仕組みである
【背景技術】
【０００２】  桁高スパン比が従来の常識よりも大幅に向上・改善される本発明は、建築物の床版や橋、人工地盤、駐車場・駐輪場等に使われた場合、中間の柱や基礎の間隔が大幅に広がり、構造物の空間が改善される
本発明の利点は構造物の軽量化に留まらず、工期の大幅な短縮、コスト縮減に貢献する
既製品のチュービングスティール１を単体もしくは筏状に配置、ＰＣストランド等を使ってこれにプレストレスを導入し定着するＨＢＰチュービングスティール５や、これを一体化し、パネル化したＨＢＰＴＳ床版１１を工場生産する
各チュービングスティール１の一体化は、溶接等の従来技術を活用する
また定着部が桁端部でむき出しにならないようにこれを内蔵させ、現場での施工性を向上、もしくは上向きキャンバーを施したＨＢＰチュービングスティール５よりも長い桁の使用を可能にするために、同一サイズで左右の長さが同じか、あるいは異なるチュービングスティール７を溶接や開閉自在継ぎ手８を用いて繋ぎ合わせるものとする
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３７２５８９２号公報
【特許文献２】特許第３８１４２８７号公報
【特許文献３】特開２００６−２９９７０６号公報
【特許文献４】特開２００７−２９７８３６号公報
【特許文献５】特開２００８−１６９６１９号公報
【特許文献６】特開２００８−１６９６２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとするテーマ】
【０００４】  本発明はチュービングスティール１にプレストレスを導入する技術で、地球環境の急激な変化から身近な生活環境を守る環境技術の一助とするものである
先進各国の都市部では、集中ゲリラ豪雨でもたらされる中小河川の氾濫が相次いでおり、特に都市河川で改修が急がれる一方、川の流量を阻害する桁高が高い、従来タイプ橋梁の更新が課題になっている
問題は桁高を現状のままで容認して橋のクリアランスだけを高く取れば、取り付け道路の負担が大掛かりになって、都市計画の理想とは裏腹に、現実は大きな段差が発生して近隣住民の文化的な生活環境を損ねる要因となる
一方でＨ鋼など形鋼は、曲げ剛性が鉄筋コンクリート部材に比べて小さいので変形しやすく、また自重や活荷重が作用した時のたわみが大きく、床版として使用するには支障をきたす恐れがあった
本発明は、チュービングスティール１の重心軸方向にプレストレスを導入することにより、床版の限界長を部材の断面積を大きくすることなく、延長できる技術を確立するものである
ＨＢＰチュービングスティール技術を用いた建築用もしくは橋梁用桁は、ＰＣストランド２を活用することにより上向きキャンバーが得られるため、既製形鋼よりも相対的に長スパン化が実現できる
本技術を採用する工事は工場生産・供給を基本原則とするため、運搬や現場施工の合理化、工事の迅速化に配慮されている
中でもＨＢＰチュービングスティール技術を超・高層ビルなどの床版に採用した場合、ビルの軽量化を実現するとともに、ＲＣ建築物における最大の弱点と指摘される積層構造問題を回避することができる
また、小規模の橋梁に採用する場合、桁高が最大限に薄くできる利点から、取り付け道路の負担が軽減、近隣住民の生活環境の改善が図られるばかりか、都市集中ゲリラ豪雨による氾濫が橋による流水阻害で生じる人為的、二次的な災害を改善できる
環境問題にも本技術開発は、大きなメリットがある
その一つは橋梁の場合、構造が老朽化した際、複合構造橋梁等では産業廃棄物として廃棄される可能性が高いが、ＨＢＰＴＳ床版橋は自治体が将来的にアセットマネジメント手法に則って実施すれば、スクラップ代金で撤去費用がまかなえるシステマチックな設計を可能にする
更に、工事現場における交通規制期間が極端に短縮される一方、渋滞の早期解消による環境改善対策に効果がある
【課題を解決するための手段】
【０００５】  複数のＨＢＰチュービングスティール５を平行に並べて接合、これらを一体化しパネル化することで床版となし、ＨＢＰチュービングスティール５の重心軸よりも下側で軸方向に配置したＰＣストランドを緊張することでプレストレスを導入（図２）、所定の上向きキャンバーを保持するＨＢＰＴＳ床版技術である
緊張する目的はチュービングスティール１にプレストレスを導入、床版もしくは桁の支間長さを、撓を防ぎながらより大きく実現する技術開発である
接合技術は溶接に限定せず、ボルト接合や鋼板巻き立てなど既存技術を適宜、選択する
緊張材は可撓性に富むＰＣストランド２もしくはＰＣ鋼材とし、チュービングスティール１の重心軸より下側にプレストレスを加える
また剛性をより高くする必要性がある場合、ＰＣストランド２を配置した閉断面内にコンクリート１３もしくはグラウトを充填する
コンクリートの充填は、併設した形鋼の少なくとも一つ置きに行う
【発明の効果】
【０００６】  ＰＣストランド等を緊張する方法でＨＢＰチュービングスティール５に上向きキャンバーを形成するため、荷重が作用した時に撓みが少ない
変動荷重による撓みの復元性が確保できる
橋梁に使用する場合、筏状のパネルを橋軸と直角方向に横に並べれば幅員は自在となる
工場製作されたＨＢＰＴＳ床版１１を現場に搬送、現場でそのままクレーン架設するか、或いは開閉自在継ぎ手を使って折りたたまれた桁を開いて設置すれば、工事が手早く完了するメリットがある
このため、架け替えなど上部工だけの橋梁工事なら、現場工事事務所さえ不要となる程の短工期が実現する
使用するチュービングスティール１は、市販されるＪＩＳ規格品質タイプを選定することが可能であるため、コストが大幅に縮減でき、交通規制等に象徴される工事の裏側に隠れた関係諸官庁との煩雑な調整作業も、最小限で済む
ＨＢＰチュービングスティール５は、建築分野では高層・超高層ビル等の軽量化や、柱が少ない大空間が求められる劇場などの屋根、人工地盤、駐車場やロードサイドある都市河川がもたらす市街地空間を活用したローカルエネルギー自給用ソーラ発電所の骨格（図１５）などにも用途が広がる
土木関係では、駅近くの河川上に段差が小さい広幅の自転車専用橋を架け、橋の両サイドに公営駐輪場を併設することで、車に頼り過ぎない環境運動の推進基地とする
老朽化が進む市街地や地域の中小河川に架かる中小橋梁を、新たな社会のリサイクル・環境対策を提案しつつ、最短となる交通規制日を拠り所に手早く更新できる
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】チュービングスティール１に上向きキャンバーを施したＨＢＰチュービングスティール５の縦断面図
【図２】チュービングスティール１に施された定着部４と座金３、ＰＣストランド２の構造図
【図３】パネル化されたＨＢＰチュービングスティール５の断面図
【図４】ＨＢＰスティール５を筏状に一体化したＨＢＰＴＳ床版１１の斜視図
【図５】端部用チュービングスティール７を、上向きキャンバーを施したＨＢＰチュービングスティール５の両端もしくは片側に接続、これを延長すると同時に、定着部４を内蔵させたＨＢＰチュービングスティール５の構造図
【図６】ＨＢＰチュービングスティール５パネルに端部用チュービングスティール７を継ぎ足したＨＢＰＴＳ床版１１の実施例
【図７】端部用チュービングスティール７をヒンジ８で接続するＨＢＰチュービングスティール５の側面図
【図８】ヒンジ８を使った急速施工タイプ立体駐車場の実施例
【図９】片側だけヒンジを延長利用した人工地盤的活用法
【図１０】河川・堀等の空間を有効利用したエコロジータイプ駐輪場
【図１１】公道や河川上空の空間を有効利用したエコロジータイプ駐輪場
【図１２】公道や河川上の空間を利用したエコロジータイプ駐輪場
【図１３】高速道路サービスエリアの手狭な既設大型駐車場を短期間に立体化する構想図
【図１４】竹馬形状をした端部用チュービングスティール７で、主に重層化するための接合部材に活用する構造図と詳細図
【図１５】太陽光発電用パネルの枠組み
【図１６】上向きキャンバーを施したＨＢＰチュービングスティール５の充填コンクリート
【符号の説明】
【０００８】１    チュービングスティール
２    ＰＣストランド
３    座金
４    定着装置
５    キャンバーを付けたＨＢＰチュ−ビングスティール
６    重心軸
７    端部用チュービングスティール
８    開閉自在継ぎ手
９    ＨＢＰチュービングスティールのコンクリート注入口
１０  ５に７を接合したＨＢＰチュービングスティール
１１  ＨＢＰＴＳ床版
１２  コンクリートを充填したＨＢＰＴＳ床版
１３  充填コンクリート
【発明を実施するための形態】
【０００９】  以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明する
【実施例１】
【００１０】  図４に示す斜視図は、複数のＨＢＰチュービングスティール５を並列に並べて一体化したＨＢＰＴＳ床版１１であり、一体化はＨＢＰチュービングスティール５の側面をお互いに接触させ、接触部分を溶接等で剛結する【００１１】  並列に並べるＨＢＰチュービングスティール５の本数を、設計に従って増減することにより、床版に所定の幅員が得られる
図２及び図３に示すＨＢＰチュービングスティール５内部の重心軸方向には、プレストレスを導入する緊張材としてＰＣストランド２が、チュービングスティール１断面の重心軸６より下側に直線配置されている
【実施例２】
【００１２】  チュービングスティール１の端部に座金３、定着装置４をセット、チュービングスティール１内部に設置してあるＰＣストランド２を緊張してＨＢＰチュービングスティール５とし、これを一体化することで上向きキャンバーを施したＨＢＰＴＳ床版１１パネルが完成する
ＰＣストランド２は、チュービングスティール１断面の重心軸６よりも下側に配置されるため、プレストレス導入に伴い、一体化されたＨＢＰチュービングスティール５に上向きのキャンバー（図１）が導入され、さらに緊張力の加減によって所定のキャンバーを確保するもの
【実施例３】
【００１３】  図６はチュービングスティール１の全長にプレストレスを導入せず、その中央部のみにプレストレスを導入した例である
上向きキャンバーが形成されたＨＢＰチュービングスティール５の両端に、プレストレスを導入しない端部用チュービングスティール７を片方もしくは両方に溶接等で接続、床版の全長を所定の長さに延長すると同時に、（図５）に示すが定着部４をそれぞれ内蔵する
仮に上向きキャンバーを施したＨＢＰチュービングスティール５を１４．５ｍとし、接続する端部用チュービングスティール７をそれぞれ５ｍとすれば、道路交通法上で一般道路を使った搬送可能な最大２４．５ｍのパネル長が求められる
完成したＨＢＰＴＳ床版１１の両端部には定着装置４が露出しないため、（図４）に比べ（図６）における端部構造がシンプルとなり、床版の端部支持部の納まりがよくなる
【実施例４】
【００１４】（図７）に示す構造は、実施例３の変形例であり、中間部となるＨＢＰチュービングスティール５の両端部に接続する端部用チュービングスティール７をヒンジで接合して、折りたたみ構造としたものである
端部用チュービングスティール７を折りたたんで工事現場に搬送、現場でこれを開いて剛結することで、所定のＨＢＰＴＳ床版１１もしくはＨＢＰチュービングスティール５とするものである
端部用チュービングスティール７がＨＢＰチュービングスティール５の両端部にヒンジで接合されているために、位置合せも容易となり、施工時間の短縮とコスト縮減が図られる
【実施例５】
【００１５】  ＨＢＰチュービングスティール５に開けた２ヶ所の開口部９から、内部にコンクリート１３を充填するものである
コンクリート１０が硬化した後に、ＰＣストランドの定着を解放することによってチュービングスティール１及びコンクリート１３にプレストレスが導入される
また、チュービングスティール１だけで構成される床版と比較して、本実施例はＨＢＰチュービングスティール５とコンクリートの複合構造物になるので、剛性を大きくすることができ、撓みや振動を小さく抑えることができる
なお、上記コンクリートの代わりに、モルタルを使用してもよい
プレストレス導入方式をポステンション方式にすることもできる
【実施例６】
【００１６】  都市型の環境社会に対応する目的で、橋梁タイプ駐輪場（図１０、１１）について提案する
地球温暖化対策で自転車や電動自転車など積極的な活用が奨励されているが、これに呼応して自治体でも欧米同様に自転車専用道路や大規模な駐輪場の建設が求められることになり、用地を新たに取得する必要が無い河川や運河上などの空間を上手に利用する環境整備に適している
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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