(57)【要約】【課題】トラス材にかかる曲げモーメントを小さくすることのできる合成トラス桁構造を提供すること。【解決手段】コンクリート系上床版と、コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたので、コンクリート系上床版上の載荷により鋼製トラス材に発生する曲げモーメントを小さくすることができる。したがって、鋼製トラス材は、軸力と小さな曲げモーメントに耐えることができればよいので、部材断面を小さくすることができ、経済的である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリート系上床版と、
コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、
前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたことを特徴とする合成トラス桁構造。
【請求項２】
前記接合格点は、ガセットプレートと繋ぎ板とから構成されたことを特徴とする請求項１に記載の合成トラス桁構造。
【請求項３】
前記接合格点は、ガセットプレートと接合される繋ぎ板が桁軸方向面に対して垂直に配設されたことを特徴とする請求項１または２に記載の合成トラス桁構造。
【請求項４】
前記接合格点は、桁軸方向の剛性が桁幅方向の剛性より小さく構成されたことを特徴とする請求項１〜３の何れか１に記載の合成トラス桁構造。
【請求項５】
前記鋼製トラス材は、鋼管であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１に記載の合成トラス桁構造。
【請求項６】
前記ガセットプレートは、コンクリート系上床版内に配設された上弦材に固着されたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１に記載の合成トラス桁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、上下のコンクリート系床版と鋼材トラス（腹部材）を結合した合成トラス桁構造の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、合成トラス桁構造は、上下のコンクリート系床版を鋼トラス材で結合したトラス構造のＰＣ桁構造である。このような合成トラス桁構造は、圧縮応力を受ける部分に主にコンクリート部材を使用し、引っ張り応力を受ける部分に鋼材を使用して両者の利点を生かしている。
例えば、図９、１０に開示されたものは、上下のコンクリート床版１、２を鋼腹部材３で結合して、トラス構造のＰＣ橋を構成した例である。ここに示す合成トラス桁構造は、コンクリート床版１、２と棒状の鋼腹部材３との格点部４がコンクリート床版内に設置した鋼製ボックス或いはリング鋼板内に挿入して形成されている。したがって、格点部４は剛結合となして形成されている（引用文献１、２参照）。
また、特許文献３に開示されたプレストレス合成トラス桁においても、プレストレスコンクリート床版を垂直材と斜材からトラスで剛結合して合成トラス桁を構成したものです。
【０００３】
更に、図１１に示すようにコンクリート製の上下床版を鋼トラスのウェブで連結した鋼トラスウェブＰＣ橋における格点構造であって、鋼管で構成した圧縮側トラス材５及び引張り側トラス材６のそれぞれ端部に、前後一対のガセットプレート７、７’、８、８’を鋼管の周囲に相対峙して固着し、その圧縮側トラス材の前後一対のガセットプレートと引張り側トラス材の前後一対のガセットプレートを、それぞれ添接板を介して高力ボルトで接合一体化したものである（引用文献４参照）。
【特許文献１】特開２０００−１７０２６３号公報
【特許文献２】特開２０００−１７０２６４号公報
【特許文献３】特表２００４−５２０５１１号公報
【特許文献４】特開２００４−１９７５１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来の種々合成トラス桁構造において、格点部が全て剛結合であるために格点部の曲げ剛性が大きく、上床版に自動車等の載荷が生じた際に鋼腹部材に軸力に加えて、曲げモーメントが生じ、鋼腹部材の設計にあたり軸力と曲げモーメントの双方を考慮しなければならないと云う欠点が存在した。
【０００５】
この発明は上記に鑑み提案されたもので、上下のコンクリート床版を鋼製の腹部材で連結してトラス構造のＰＣ桁とした合成トラス桁構造を構成するとともに、トラスの格点部をヒンジ結合に近づけて、腹部材に生じる曲げモーメントを減少させた合成トラス桁構造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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明はコンクリート系上床版と、コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたことを特徴としている。
【０００７】
また、本発明において、前記接合格点は、ガセットプレートと繋ぎ板から構成されたことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明において、前記接合格点は、ガセットプレートと接合される繋ぎ板が桁軸方向面に対して垂直に配設されたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明において、前記接合格点は、桁軸方向の剛性が桁幅方向の剛性より小さく構成されたことを特徴としている。
【００１０】
また、本発明において、前記鋼製トラス材は、鋼管であることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明において、前記ガセットプレートは、コンクリート系上床版内に配設された上弦材に固着されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。
【００１３】
本発明では、コンクリート系上床版と、コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたので、格点部がヒンジ結合に近い構造特性を示し、コンクリート系上床版に自動車等の荷重が負荷された際にも、トラス材に軸力と小さな曲げモーメントが発生する。したがって、トラス材の断面積を小さくすることができ、軽量化を達成することができる。
【００１４】
また、本発明では、前記接合格点は、ガセットプレートと繋ぎ板から構成されたので、上下のコンクリート床版と鋼製トラス材をヒンジ結合に近い状態で結合することができる。
【００１５】
また、本発明では、前記接合格点は、ガセットプレートと接合される繋ぎ板が桁軸方向面に対して垂直に配設されたので、鋼製トラス材を桁軸方向に曲がり易く取り付けることができ、ヒンジ結合に近い形状とすることができる。
【００１６】
また、本発明では、前記接合格点は、桁軸方向の剛性が桁幅方向の剛性より小さく構成されたので、コンクリート系上床版に自動車等の荷重が負荷された際に、トラス材に発生する曲げモーメントを小さくすることができる。
【００１７】
また、本発明では、前記鋼製トラス材は、鋼管であるので、製品の軽量化を達成することができる。
【００１８】
また、本発明では、前記ガセットプレートは、コンクリート系上床版内に配設された上弦材に固着されたので、鋼製トラス材とコンクリート系上床版との接続を容易にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
コンクリート系上床版とコンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたので、鋼製トラス材に発生する曲げモーメントを小さくして、軸力のみを考慮して設計を可能にすることができる。また、トラス材の断面積を小さくして、軽量化を図ることができる。
【実施例】
【００２０】
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る合成トラス桁構造の一例を示す側面図、図２は本発明の合成トラス桁構造の一例を示す縦断面図である。ここで、本発明の合成トラス桁構造１０は、コンクリート系上床版１１と、コンクリート系下床版１２とを鋼製トラス材１３で結合したものであって、前記上下のコンクリート系床版と鋼製トラス材１３との接合格点１４をセミヒンジ構造としている。
【００２１】
また、接合格点１４は、図３に拡大して示すようにガセットプレート１５と繋ぎ板１６と溶接結合されている。ガセットプレート１５は、複数の孔１７を有しており、この孔１７に鉄筋を挿通してコンクリート床版と結合する。ガセットプレート１５は、コンクリート床版の長手方向に平行に配設されており、繋ぎ板１６はこのガセットプレート１５に対して垂直に配設される。つまり、繋ぎ板１６は、桁軸方向面に対して垂直に配設されるとともに、鋼製トラス材１３の設置角度に平行に配設される。繋ぎ板１６は、ガセットプレート１５に溶接されるとともに、鋼製トラス材１３の端部に溶接する。また、鋼製トラス材１３は、鋼管を使用する場合には、端部に蓋体１８を取り付ける。蓋体１８は、半円状の板体を繋ぎ板１６の両側から溶着する。鋼製トラス材１３としては、鋼管の他にＨ形鋼、Ｌ形鋼、みぞ形鋼等を使用することができる。
【００２２】
図４は、本発明を鋼コンクリート合成床版に適用した場合を示す側面図、図５は、図４に示す合成トラス桁構造の縦断面図である。本実施例において合成トラス桁構造２０は、コンクリート系上床版２１と、コンクリート系下床版２２とを鋼製トラス材２３で結合したものであって、コンクリート系床版２１、２２と鋼製トラス材２３との接合格点をセミヒンジ構造としている。そして、接合格点２４は、ガセットプレート２５と繋ぎ板２６から構成され、ガセットプレート２５はコンクリート系上床版２１に配設された上弦材２７と溶着されている。
【００２３】
以上のように本発明の合成トラス桁構造は、上床版を鋼コンクリート合成床版とした合成トラス橋にも適用することができる。
【００２４】
次に、図６に従って本発明の合成トラス桁構造における格点部の施工手順を説明する。先ず、図６（ａ）に示すガセットプレート１５にスリット１６ａを有する繋ぎ板１６を所定角度で挿入する（図６（ｂ））。繋ぎ板１６の挿入角度は、後から取り付ける鋼製トラス材１３の取り付け角度に合わせてある。また、図６（ｃ）に示すようにガセットプレート１５と繋ぎ板１６は、溶接により固着する。次に、図６（ｄ）に示すように繋ぎ板１６に鋼製トラス材１３の端部に形成されたスリット１３ａを挿入した後に溶接する。更に、図６（ｆ）、（ｇ）に示すように鋼管から成る鋼製トラス材１３の端部も円板状の蓋体１８を取り付け溶着する。このようにして、ガセットプレート１５、繋ぎ板１６、鋼製トラス材１３が一体化される。一体化されたガセットプレート１５、繋ぎ板１６、鋼製トラス材１３は、コンクリート系床版に一体化され、合成トラス桁構造となる。
【００２５】
［実験結果］
実験は、合成トラス桁構造のコンクリート床版と腹部材（鋼製トラス材）の格点部を模した図７に示す剛結合型の供試体と図８に示すセミヒンジ型の供試体を作成して、水平載荷試験を行い、格点部に応力特性を測定した。水平載荷試験は、最大荷重２０００ｋＮの水平載荷試験装置で行った。図７に示すものは、ガセットプレートと繋ぎ板、鋼製トラス材、蓋体が溶着されており、剛結合に近い挙動を示すものである。表１、２は、鋼製トラス材の荷重−ひずみ曲線を示し、ひずみは、鋼製トラス材に発生した曲げモーメントによるひずみである。荷重の増加により引張側を示す表１、圧縮側を示す表２ともに曲げモーメントによるひずみが各測定点Ｐ１〜Ｐ１３で増加している。
【００２６】
【表１】
2008156967.tif 000003
【００２７】
【表２】
2008156967.tif 000004
【００２８】
図８に示す供試体は、ガセットプレートと繋ぎ板および繋ぎ板と鋼製トラス材とのみが溶着されており、ヒンジに近い挙動を示すものである。鋼製トラス材の荷重−ひずみ曲線を表３、表４に示す。ここで、ひずみは、鋼製トラス材に発生した曲げモーメントによるひずみである。荷重の増加に対して表３に示す引張側では、殆どひずみの増加はなく、曲げモーメントが殆ど発生していないことがわかる。また、表４に示す圧縮側も、ひずみは多少増加しているが表２に示す場合に比べるとひずみの発生は小さい。
以上の結果から、図８に示す供試体では、曲げモーメントの発生が小さく、ヒンジ結合に近いものであることが確認できた。
【００２９】
【表３】
2008156967.tif 000005
【００３０】
【表４】
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【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、本発明に係る合成トラス桁構造の一例を示す側面図である。
【図２】図２は、同合成トラス桁構造の一例を示す縦断面図である。
【図３】図３は、同合成トラス桁構造における格点部を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明を鋼コンクリート合成床版に適用した場合を示す側面図である。
【図５】図５は、図４に示す合成トラス桁構造の縦断面図である。
【図６】図６は、本発明の合成トラス桁構造における格点部の施工手順を示す説明図である。
【図７】図７は、格点部のガセットプレートと繋ぎ板を溶着した剛結合型の供試体である。
【図８】図８は、水平載荷試験による応力特性を測定するため、本発明に係る合成トラス桁構造の格点部を模したセミヒンジ型の供試体である。
【図９】図９は、従来の合成トラス桁構造の一例を示す側面図である。
【図１０】図１０は、従来の合成トラス桁構造の一例を示す縦断面図である。
【図１１】図１１は、従来の合成トラス桁構造の他の例を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０      合成トラス桁構造
１１      コンクリート系上床版
１２      コンクリート系下床版
１３      鋼製トラス材
１４      接合格点
１５      ガセットプレート
１６      繋ぎ板
１７      孔
１８      蓋体
２０      合成トラス桁構造
２１      コンクリート系上床版
２２      コンクリート系下床版
２３      鋼製トラス材
２４      接合格点
２５      ガセットプレート
２６      繋ぎ板
２７      上弦材
【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】
2008156967.tif 000011
【図６】
2008156967.tif 000012
【図７】
2008156967.tif 000013
【図８】
2008156967.tif 000014
【図９】
2008156967.tif 000015
【図１０】
2008156967.tif 000016
【図１１】
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