(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底鋼板と、底鋼板の上に複数枚立設させた横リブと、底鋼板の上に多数立設させたスタッドジベルとによって構成される合成床版用デッキプレートであって、
横リブの上端及び下端の左右両側に、側方へ膨出した突起部がそれぞれ形成され、
横リブの突起部と基部との境界に、段差を埋めるテーパ部が形成され、
横リブの基部に、上端の突起部から下端の突起部まで達する縦向きのリブが間隔をおいて多数形成されていることを特徴とする合成床版用デッキプレート。
【請求項２】
底鋼板と、底鋼板の上に複数枚立設させた横リブとによって構成される合成床版用デッキプレートであって、
横リブの上端及び下端の左右両側に、側方へ膨出した突起部がそれぞれ形成され、
横リブの突起部と基部との境界に、段差を埋めるテーパ部が形成され、
横リブの基部に、上端の突起部から下端の突起部まで達する縦向きのリブが間隔をおいて多数形成されていることを特徴とする合成床版用デッキプレート。
【請求項３】
テーパ部の角度が、３０〜８０°の範囲内に設定されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の合成床版用デッキプレート。
【請求項４】
底鋼板と、底鋼板の上に複数枚立設させた横リブと、底鋼板の上に多数立設させたスタッドジベルとによって構成される合成床版用デッキプレートであって、
横リブの基部の上端部の左右両側に、線状又は棒状の金属材をそれぞれ溶接固定することにより、側方へ突出した突起部がそれぞれ形成され、
横リブの突起部と基部との境界に形成される隙間若しくは段部のうち、少なくとも顎下側の隙間若しくは段部が、溶接ビードによって埋められていることを特徴とする合成床版用デッキプレート。
【請求項５】
底鋼板と、底鋼板の上に複数枚立設させた横リブと、底鋼板の上に多数立設させたスタッドジベルとによって構成される合成床版用デッキプレートであって、
横リブの基部の頂部に、基部の厚さ寸法よりも直径又は横幅の大きい棒状の金属材を溶接固定することにより、基部の左右両側方へそれぞれ突出する突起部が形成され、
横リブの突起部と基部との境界に形成される隙間若しくは段部が、溶接ビードによって埋められていることを特徴とする合成床版用デッキプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁床版用のデッキプレートに関し、特に、鋼とコンクリートとを一体化させることによって構成される合成床版用のデッキプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では橋梁の床版として、鋼製のデッキプレートとコンクリートとを一体化することによって構成される合成床版が広く使用されている。図５は、従来の一般的な合成床版５１の部分断面（橋軸方向と直交する断面の左半部）を示す図である。図示されているように、この合成床版５１は、鋼Ｉ桁５２の上に支持されたデッキプレート４１、及び、その上に形成されたコンクリート層５４とによって構成されている。尚、この合成床版５１を用いた橋梁が自動車用道路として使用される場合には、図示されているように、コンクリート層５４の上に、防水層５５、及び、アスファルト舗装層５６が形成される。
【０００３】
デッキプレート４１は、底鋼板４２と、底鋼板４２の上に複数枚立設させた横リブ４３と、同じく底鋼板４２の上に多数立設させたスタッドジベル４４とによって構成されている。これらのうち横リブ４３は、橋梁の横断方向（橋軸方向と直交する方向）についての剛性を増大させるためのものであり、スタッドジベル４４は、底鋼板４２上に形成されるコンクリート層５４の「ずれ止め」として機能するものである。
【０００４】
図６は、図５のＡ−Ａ線による合成床版５１の断面（橋軸方向と平行な断面）を示す図である。尚、この図においては、図５に示した防水層５５、及び、アスファルト舗装層５６は省略されている。図示されているように横リブ４３は、一枚のデッキプレート４１上において、複数枚が橋軸方向へ所定間隔をおいて平行に配置されている。一方、スタッドジベル４４は、底鋼板４２のほぼ全面にわたってマトリックス状に配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３６４８１号公報
【特許文献２】特開２００５−６８８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図６に示す従来のデッキプレート４１においては、横リブ４３が平鋼板によって構成されているため、デッキプレート４１上に形成されたコンクリート層５４に対する鉛直方向への拘束力を有していない。このためデッキプレート４１とコンクリート層５４との一体化（鉛直方向への拘束）は、専らスタッドジベル４４によって行われることになる。そして、このようなデッキプレート４１（横リブ４３が平鋼板によって構成されているデッキプレート）においては、コンクリート層５４上に荷重が作用した場合に、隣接する二つの横リブ４３の間の領域を１ブロック（１単位）とする局部的な変形（いわゆる「ピアノ変形」）が生じることが知られている。
【０００７】
この点について具体的に説明すると、図７（１）に示すように、コンクリート層５４上に荷重Ｌが作用した場合、横リブ４３自体にはコンクリート層５４を鉛直方向に拘束する力がなく、また、スタッドジベル４４にも、横リブ４３の変位を防止する効果は期待できないため、経年劣化等によって横リブ４３の上端からコンクリート層５４の上面まで達するクラックＣが生じてしまったような場合には、図７（２）に示すように、横リブ４３がコンクリート層５４中におけるＰ１（変位前の上端位置）からＰ２（変位後の上端位置）へ変位して「抜け出し」が生じ、図７（１）に示すように、横リブ４３の外側（荷重Ｌが作用する側とは反対側）において、コンクリート層５４に対する底鋼板４２の剥がれＳが生じるとともに、荷重Ｌが作用する隔壁コンクリートＢ（隣接する二つの横リブ４３の間のコンクリート）のみが下方へ変位してしまうという現象（ピアノ変形）が生じる。そして、このような変形が生じると、合成床版５１の耐久性能が著しく低下してしまうことになる。
【０００８】
本発明は、このような従来技術における問題を解決しようとするものであって、「ピアノ変形」を好適に抑制して、合成床版の耐久性能を大幅に向上させることができる合成床版用デッキプレート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】
【０００９】
本発明に係る合成床版用デッキプレートは、底鋼板と、底鋼板の上に複数枚立設させた横リブと、底鋼板の上に多数立設させたスタッドジベルとによって構成され、横リブの上端及び下端の左右両側に、側方へ膨出した突起部がそれぞれ形成され、横リブの突起部と基部との境界に、段差を埋めるテーパ部が形成され、横リブの基部に、上端の突起部から下端の突起部まで達する縦向きのリブが間隔をおいて多数形成されていることを特徴としている。
【００１０】
尚、この合成床版用デッキプレートにおいては、テーパ部の角度（横リブの直立状態において水平線を基準とする角度）が、３０〜８０°の範囲内に設定されていることが好ましい。
【００１１】
また、横リブについては、基部の上端部の左右両側に、線状又は棒状の金属材をそれぞれ溶接固定することにより、又は、基部の頂部に、基部の厚さ寸法よりも直径又は横幅の大きい棒状の金属材を溶接固定することにより、基部の左右両側方へそれぞれ突出する突起部を形成してもよく、この場合、突起部と基部との境界に形成される隙間若しくは段部を、溶接ビードによって埋めることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る合成床版用デッキプレートは、横リブの上端に形成されている突起部により、コンクリート層からの横リブの「抜け出し」を好適に防止することができるほか、荷重載荷時において、「せん断抵抗面」を隣接する領域にまで拡大することができ、その結果、従来の合成床版のような「ピアノ変形」を好適に抑制することができ、ひいては合成床版の耐久性能を大幅に向上させることができる。
【００１３】
また、本発明に係る合成床版用デッキプレートは、突起部による鉛直方向についてのコンクリート層の拘束効果により、コンクリート層に対する底鋼板の「剥がれ」を防止でき、横リブの上下方向の引っ張り抵抗により、デッキプレートとコンクリート層との一体化を維持することができ、その結果、スタッドジベルの配置本数を削減し、或いは、スタッドジベルの設置自体を省略することができる。
【００１４】
更に、突起部と基部との境界にテーパ部を形成した場合には、デッキプレート上に生コンクリートを打設する際に混入した気泡を、バイブレーション作業の実施により容易に除去することができ、突起部の顎下側における気泡の残留ないしは空隙欠陥の発生を好適に回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明に係るデッキプレート１（第一実施形態）の斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す横リブ３の両端面及び断面の形状を示す図である。
【図３】図３は、図１に示すデッキプレート１（第一実施形態）を用いて構成した合成床版１１の断面（橋軸方向と平行な断面）を示す図である。
【図４】図４は、本発明に係るデッキプレートにおける横リブ３の他の構成例（第二実施形態、第三実施形態）を示す図である。
【図５】図５は、従来の一般的な合成床版５１の部分断面（橋軸方向と直交する断面の左半部）を示す図である。
【図６】図６は、図５のＡ−Ａ線による合成床版５１の断面（橋軸方向と平行な断面）を示す図である。
【図７】図７（１）は、図６の合成床版５１に荷重Ｌが作用した場合において生じる「ピアノ変形」を模式的に示す図であり、図７（２）は、図７（１）において破線（円）で囲った部分の拡大図である。
【図８】図８は、本発明に係るデッキプレートにおける横リブ３の他の構成例（第四実施形態）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明に係るデッキプレート１（第一実施形態）の斜視図である。図示されているようにこのデッキプレート１は、底鋼板２と、底鋼板２の上に複数枚立設させた横リブ３と、同じく底鋼板２の上に多数立設させたスタッドジベル４とによって構成されている。
【００１７】
横リブ３は、橋梁横断方向（橋軸方向と直交する方向）についての剛性を高めるためのものであり、それぞれ橋梁横断方向へ延在するように、かつ、橋軸方向へ所定間隔をおいて平行に配置されている。スタッドジベル４は、底鋼板２上に形成されるコンクリート層の「ずれ止め」として機能するものであり、隣接する二枚の横リブ３の間の各領域において、それぞれ橋梁横断方向へ所定間隔をおいて整列するように配置されている。
【００１８】
尚、本実施形態においてスタッドジベル４は、隣接する二枚の横リブ３の間の各領域にそれぞれ一列ずつ整列配置されているが、橋軸方向へ所定間隔をおいて二列ずつ整列配置してもよい。
【００１９】
図２は、横リブ３の両端面及び断面の形状を示す図である。図示されているように、この横リブ３の上端には、左右両側方へそれぞれ膨出した突起部３ａが形成されている。本実施形態においては、突起部３ａの突出量（基部３ｃの側面との段差寸法Ｄ）は、いずれも５ｍｍに設定されている。また、本実施形態においては、突起部３ａと基部３ｃとの境界に、段差を埋める、或いは、段差をなだらかにする（段差における基部３ｃとの入隅角を鈍角にする）テーパ部３ｂが形成されている。このテーパ部３ｂは、横リブ３の直立状態において、水平線を基準とする角度Ｒが６０°となるように設定されている。
【００２０】
図３は、本実施形態のデッキプレート１を用いて構成した合成床版１１の断面（橋軸方向と平行な断面）を示す図である。図示されているように、この合成床版１１は、デッキプレート１と、その上に形成されたコンクリート層１４とによって構成されており、コンクリート層１４内には横リブ３、及び、スタッドジベル４が埋設されることにより、デッキプレート１とコンクリート層１４とが一体化されている。尚、コンクリート層１４内には、図３において破線で示す位置に鉄筋５が配設される。
【００２１】
この合成床版１１は、横リブ３の上端に左右両側方へそれぞれ膨出した突起部３ａが形成されていることにより、コンクリート層１４の表面に荷重Ｌ（輪荷重）が作用した場合において、図７に示したような「ピアノ変形」を好適に抑制し、より広い範囲に荷重を分散させ、より広い範囲で変形を生じさせることによって、変位量を小さく抑え、合成床版１１の性状を維持させることができる。
【００２２】
より具体的には、横リブ３の上端において橋梁の横断方向へ連続して形成されている突起部３ａにより、横リブ３自体にコンクリート層１４を鉛直方向に拘束する力が生じ、荷重Ｌが作用した場合でも、横リブ３の「抜け出し」（図７（２）参照）という現象の発生を回避することができる。
【００２３】
また、横リブ３の上端の突起部３ａにより、荷重Ｌの載荷時における合成床版１１の「せん断抵抗面」を増大させることができる。より詳細には、荷重Ｌが作用した場合に、直接的に抵抗する直下の領域（隣接する二つの横リブ４３の間の領域のうち、荷重Ｌの作用点の直下の領域）（図３（２）において斜線で示す領域）のみならず、突起部３ａにより、当該領域に隣接する引っ張り側の領域（図３（３）において斜線で示す領域）まで、「せん断抵抗面」を増大させることができる。
【００２４】
本発明に係るデッキプレート１においては、これらの効果（横リブ３の「抜け出し」防止効果、及び、「せん断抵抗面」増大効果）により、図７に示したような「ピアノ変形」を好適に抑制することができ、その結果、合成床版１１の耐久性能を長期的に維持できる。
【００２５】
また、突起部３ａによる鉛直方向についてのコンクリート層１４の拘束効果により、コンクリート層１４に対する底鋼板２の「剥がれ」（図７（１）に示したような「剥がれＳ」）の発生を防止でき、横リブ３の上下方向の引っ張り抵抗（図３（２）参照）により、デッキプレート１とコンクリート層１４との一体化を維持することができる。その結果、スタッドジベル４の配置本数を削減（或いは、スタッドジベル４の設置自体を省略）することができる。
【００２６】
尚、本実施形態の横リブ３のように、上端に左右両側方へ膨出した突起部３ａが形成されている場合、デッキプレート１上にコンクリート層１４を形成すべく生コンクリートを打設する際に混入した気泡が、突起部３ａの顎下側に残留して空隙欠陥が生じてしまうことが懸念されるが、本実施形態においては、上述の通り、突起部３ａと基部３ｃとの境界に、段差を埋めるテーパ部３ｂが形成されているため、生コンクリート打設後にバイブレーション作業を実施することにより、気泡の残留ないしは空隙欠陥の発生を好適に回避することができる。
【００２７】
また、本実施形態においては、突起部３ａの突出量（基部３ｃの側面との段差寸法Ｄ）は、上述の通り５ｍｍに設定されているが、この寸法に限定されるものではない。但し、段差寸法Ｄが３ｍｍよりも小さいと、横リブの「抜け出し」防止効果を十分に期待できない可能性があるため、段差寸法Ｄは３ｍｍ以上とすることが好ましい。
【００２８】
更に、本実施形態においては、テーパ部３ｂの角度（水平線を基準とする角度Ｒ）が６０°となるように設定されているが、この角度に限定されるものではない。但し、角度Ｒが３０°よりも小さいと、気泡の残留ないしは空隙欠陥の発生を回避できない場合があり、８０°よりも大きいと、横リブの「抜け出し」防止効果を十分に期待できない可能性があるため、３０〜８０°の範囲内で設定することが好ましい。
【００２９】
また、横リブ３の上端に形成される突起部３ａの形状は、図２に示したような形状には限定されず、例えば、端面及び断面がＹ字形状となるように構成してもよいし、図４（１）に示すように、平鋼板（基部３ｃ）の上端部の左右両側に、線状又は棒状の金属材（鉄筋材等）をそれぞれ溶接によって固定して突起部３ａを形成し（第二実施形態）、或いは、図４（２）に示すように、平鋼板（基部３ｃ）の頂部に、平鋼板（基部３ｃ）の厚さ寸法よりも直径又は横幅の大きい棒状の金属材（鋼棒等）を溶接によって固定して、基部３ｃの左右両側方へそれぞれ突出する突起部３ａを形成することもできる（第三実施形態）。この場合も、突起部３ａの突出量（基部３ｃの側面との段差寸法Ｄ）は、３ｍｍ以上に設定することが好ましい。
【００３０】
尚、平鋼板（基部３ｃ）に対して突起部３ａを構成する金属材を溶接する際には、金属材（突起部３ａ）と基部３ｃとの境界に形成される隙間（若しくは段部）（特に顎下側）を、溶接ビード６によって埋めることにより、図２に示す横リブ３のテーパ部３ｂと同様に、生コンクリート打設時における気泡の残留ないしは空隙欠陥の発生という問題を好適に回避することができる。
【００３１】
また、本発明に係るデッキプレートにおいては、図８に示すような横リブ３を使用することもできる（第四実施形態）。この横リブ３は、図２に示した第一実施形態と同様に、左右両側方へそれぞれ膨出した突起部３ａが上端に形成されているほか、下端（基部３ｃの下側）にも、左右両側方へそれぞれ膨出した突起部３ｄが形成されている。さらに上端の突起部３ａから下端の突起部３ｄまで達する縦向きのリブ（縦リブ７）が、基部３ｃの両面にそれぞれ所定間隔をおいて多数形成されている。これらの縦リブ７は、横リブ３（特に基部３ｃ）に対して縦方向の剛性を高めることができる。このため、図２に示す第一実施形態の横リブ３と比較して、基部３ｃの厚さ寸法を小さく設定することが可能となり、その結果、原材料の使用量を減じることができ、製造コストを抑えることができる。
【００３２】
更に、この横リブ３は、上端の突起部３ａによる鉛直方向についてのコンクリートの拘束効果、及び、荷重載荷時の合成床版のせん断抵抗断面増大効果に加えて、縦向きのリブ（縦リブ７）により横リブの延在方向にコンクリートを拘束する効果を有する。これらの効果により、鋼製デッキプレートとコンクリート層は、横リブ３のみで、鉛直方向、橋軸方向、及び、橋軸直角方向に一体化されることになり、スタッドジベルの設置を省略することが可能となり、製造コストを抑えることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１，４１：デッキプレート、
２，４２：底鋼板、
３，４３：横リブ、
３ａ：突起部、
３ｂ：テーパ部、
３ｃ：基部、
３ｄ：突起部、
４，４４：スタッドジベル、
５：鉄筋、
６：溶接ビード、
７：縦リブ、
１１，５１：合成床版、
１４，５４：コンクリート層、
５２：鋼Ｉ桁、
５５：防水層、
５６：アスファルト舗装層
Ｂ：隔壁コンクリート、
Ｃ：クラック、
Ｄ：段差寸法、
Ｌ：荷重、
Ｐ１：変位前の横リブの上端位置、
Ｐ２：変位後の横リブの上端位置、
Ｒ：テーパ部の角度、
Ｓ：剥がれ
【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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