(57)【要約】【課題】溶接やボルト締めなどの作業がなく、簡単な構造であっても、引張り及び圧縮に対して十分な耐力を備え、かつトラス組にしたときの傾斜角度、上下微調整を簡単に行える複数の鋼管のコンクリート接合構造を提供する。【解決手段】コンクリートＣに対する定着位置において、接近配置された少なくとも一対の鋼管１と、接近位置における各鋼管１の外周に二重管状に同心配置され、かつ互いに連結部４を介して連結された少なくとも一対の外管３とからなる。鋼管１は、鋼管１と外管３との間のコンクリートＣ、外管３を順に介して、外管３のコンクリートＣに拘束される。加えて、外管３同士が連結金具４を介して強固に連結されているため、隣合う鋼管１同士にも力が伝達され、互いに拘束される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接配置された複数の鋼管をコンクリートを介在して接合する構造であって、
前記複数の鋼管の前記コンクリートとの定着部における外周に、該それぞれの鋼管との間に所定の隙間をあけて同心状に配置され、該鋼管より大径にして短尺の複数の外管を備え、
該複数の外管は、互いに連結部を介して連結されてなり、
前記鋼管は、前記コンクリートとの定着部における外周部に複数のリブを有し、かつ、前記外管は、内周部に複数のリブを有し、
前記鋼管と外管との間及び前記外管の外周にコンクリートを打設してなることを特徴とする複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項２】
前記鋼管の定着端部を開口しておき、コンクリート打設に伴い該鋼管内部にもコンクリートが中詰めされるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項３】
前記外管は、その外周に複数のリブを設けたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項４】
前記外管は、その内外を貫通する複数の貫通孔を形成したものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項５】
前記外管の周囲に補強鉄筋を配筋したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の鋼管のコンクリート接合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
鋼材を用いたトラス組構造は、一般にはトラスとなる一対の鋼材を接合する相手部材となる梁は同じく鋼材であり、溶接により直接接合するか、あるいはガセットプレートやアングルなどを介して溶接またはボルト締めなどによって一体化を図るようになっている。
【０００３】
一方、鋼管をコンクリート中に定着するには、アンカーとなる部材を介して定着することが必要であり、従来では、鋼管端面をエンドプレートで蓋し、これにアンカー鉄筋やアンカー鋼棒を取付ける構造や、ガセット構造や鋳鉄などの鋼部材を取付けた上でコンクリートに一体化していた。
【０００４】
従って、鋼管・コンクリートによるトラス組構造に適用した場合には、一対の鋼管の定着部分にアンカーとなる部材を固定した状態でコンクリートを打設し、一体化を図らなければならないが、次に述べるような課題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
まず、アンカーとなる部材を溶接、ボルト締めなどにより鋼管端部に取付けておかなければならないため、部品点数が多く、構造が複雑化し、コンクリートに対する接合部の構造が大型化するため、施工性が悪く、高コストなる。
【０００６】
これに加え、トラス組とするには、鋼管の端部同士を所定の開角で予め連結する作業も必要であり、剛結合とした場合には、コンクリートに一体化する時点での角度調整や、例えば橋梁に適用した場合には、最終施工の際における橋梁の沈下分を見込んだ上方修正分、いわゆる上げ越し調整が困難となっていた。
【０００７】
本発明は、以上の課題を解決するためのものであり、その目的は、溶接やボルト締めなどの作業がなく、簡単な構造であっても、引張り及び圧縮に対して十分な耐力を備え、かつトラス組に適用した場合には、傾斜角や上下微調整を簡単に行える複数の鋼管のコンクリート接合構造を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明は、近接配置された複数の鋼管をコンクリートを介在して接合する構造であって、前記複数の鋼管の前記コンクリートとの定着部における外周に、該それぞれの鋼管との間に所定の隙間をあけて同心状に配置され、該鋼管より大径にして短尺の複数の外管を備え、該複数の外管は、互いに連結部を介して連結されてなり、前記鋼管は、前記コンクリートとの定着部における外周部に複数のリブを有し、かつ、前記外管は、内周部に複数のリブを有し、前記鋼管と外管との間及び前記外管の外周にコンクリートを打設してなることを特徴とするものである。従って、本発明では、従来に見られる溶接やボルト接合による作業が省略でき、かつ二重管状の外管によりコンクリートに対する定着面積が大きく、各鋼管の軸方向に対する引張り及び圧縮に対して十分な耐力を備えた接合構造とすることができる。
【０００９】
本発明においては、前記鋼管の定着端部を開口しておき、コンクリート打設に伴い該鋼管内部にもコンクリートが中詰めされるようにすることができ、これにより、定着効果をさらに高めることができる。
【００１０】
また、前記外管が、その外周に複数のリブを設けたものであることにより、コンクリートに対する良好な付着性能を確保でき、特に内側リブは、前記鋼管のリブとの間に作用するストラット効果により、内側鋼管のコンクリートへの定着効果を大きく改善している。
【００１１】
さらに、前記外管が、その内外を貫通する複数の貫通孔を形成したものであることにより、コンクリートの支圧効果と合成効果並びにコンクリートの充填性を得ることができる。
【００１２】
そして、本発明では、前記外管の周囲に補強鉄筋を配筋することにより、外管の抜けだし防止も図ることができ、さらに定着効果を向上できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１〜図３は本発明をトラス組を構成する一対の鋼管に適用した場合を示す。
【００１４】
同図において、一対の中空鋼管１の上端は、所定の開角αで互いに傾斜した状態で接近配置されており、この位置をコンクリートＣに対する定着端部としている。
【００１５】
各鋼管１の定着端外周には特に図１に示すように、フランジ状の複数のリブ２が所定ピッチで設けられている。リブ２は、鋼管１の外周に打設されるコンクリートＣに対する良好な付着性能を確保するためのもので、その形成ピッチ、及び鋼管１に対する突出量、幅などは適宜設定される。また、リブ２は、少なくともコンクリートＣに対する定着長分だけ通常の鋼管１にリブ２を所定ピッチで一体化した構造であればよい。
【００１６】
さらに、各鋼管１の定着端は開口しており、コンクリートＣの打設時においてコンクリートＣの一部が開口部１ａ内に回り込んで充填され、中詰めコンクリートとして周囲のコンクリートＣと一体化されることで、定着効果の向上を図っており、この開口部１ａの奥行もコンクリートＣに対する定着長に応じて適宜設定される。
【００１７】
各鋼管１の外周には、これより大径にして短尺の鋼管からなる一対の外管３が所定の隙間を設けて二重管状に同心配置される。外管３同士はＨ形鋼などの連結金具４を介して互いに前記開角αとなるように一体に連結されている。
【００１８】
各外管３の直径は各鋼管１の直径が例えば４５０ｃｍ程度の場合には、例えば６００ｃｍ程度であって、その長さは直径の１〜１．５倍程度に設定されており、鋼管１と外管３の隙間に充填されたコンクリートＣを拘束する。
【００１９】
この外管３の内側及び外側には、特に図１に示すように、フランジ状の複数のリブ５，６が前記と同様所定ピッチ及び突出量、幅で形成されているトもに、内外を貫通する複数の貫通孔７が千鳥状に形成されている。リブ５，６は前記と同様コンクリートＣに対する良好な付着性能を確保するものである。特に内側リブ５は、前記鋼管１のリブ２との間に作用するストラット効果により、鋼管１のコンクリートＣへの定着効果を大きく改善するために設けられたものである。また、貫通孔７はコンクリートＣの支圧効果と合成効果並びにコンクリートＣの充填性を目的としてあけられたものである。
【００２０】
各外管３と鋼管１は、特に図３に示すように、ピンあるいは結束線などによる簡易な仮止手段８により鋼管１との間に所定の隙間を保って同心配置される。この仮止手段８は、各鋼管１と外管３との間を強固に連結するものでなく、単に型枠配置時やコンクリートＣの打設時における両者間のずれ止め及び間隔保持などとして作用する。
【００２１】
そして、コンクリートＣを打設した状態では、特に図４に拡大して示すように、コンクリートＣは鋼管１の外周と外管３の内外に回り込む。そして、コンクリートＣは外管３の貫通孔７を通じてその内外を一体化するため、外管３はコンクリートＣ中に強固に埋設される。さらに、コンクリートＣの一部は鋼管１の開口部１ａ内に流れ込み、周囲のコンクリートＣと一体化した中詰めコンクリートとなる。
【００２２】
コンクリートＣの固化後において、図４の矢印で示すごとく、鋼管１の軸方向に引抜力が作用した状態では、鋼管１と外管３の間に位置するコンクリートＣは斜め矢印に示すごとく、圧縮応力を受け、かつ両リブ２，５間に作用するストラット効果によって、鋼管１は、鋼管１と外管３との間のコンクリートＣ、外管３を順に介して、外管３のコンクリートＣに拘束される。同様にして鋼管１に前記とは逆の圧縮応力が加わった場合には、鋼管１は前記と逆方向の圧縮応力を受け、同じくコンクリートＣに拘束されることになる。
【００２３】
加えて、外管３同士が連結金具４を介して強固に連結されているため、隣合う鋼管１同士にも力が伝達され、互いに拘束される。
【００２４】
以上の作用により、両鋼管１は、コンクリートＣとの定着位置において、引抜き及び押圧方向の双方に対する十分な耐力を確保することができ、溶接やボルト接合などの作業を行うことなく各鋼管１の端部をコンクリートＣに定着できるのである。
【００２５】
図５は、以上の鋼管・コンクリートのトラス組構造を、鋼トラスウェブＰＣ橋を構成するＰＣ橋ユニットの成型に適用した場合の側面を示す。
【００２６】
同図において、ＰＣ橋ユニット１０は、側面視で上下の車線１１ａを左右対称に設けたコンクリート製ＰＣ橋天井部１１と、天井部１１の下部にあって、これより幅狭のコンクリート製ＰＣ橋床部１２と、鋼トラスウェブを構成する一断面で４つの鋼管１とからなり、型枠支持装置１３内で一体に成型される。
【００２７】
各鋼管１の上端は、側面視でＰＣ橋天井部１１を形作る型枠内にあって、天井部１１の上下車線部１１ａにおける中央分離帯位置と路側帯位置に互いに下部内側に向けて傾斜するよう前記外管３とともに配置され、下端も同じく前記外管３トもに床部１２を形作る型枠内に配置される。
【００２８】
また、各鋼管１の上下の定着端は完全なトラス組構造となっており、外管３同士の前記連結金具４を介した結合により所定角度でジグザグ状に連続するよう上下の型枠内に配置される。
【００２９】
各鋼管１の傾斜角は測定手段により計測され、型枠支持装置１３内に設けた図示しない鋼管支持手段の支持角度変更によって微調整可能となっている。調整時には、仮止手段８による連結に反して、鋼管１と外管３との相対位置がわずかにずれることになるが、必ずしも精度よく同心配置されていなくともよく、微調整分のずれがその偏心量の範囲に収まればよい。
【００３０】
また橋梁は、片持ち張出架設や全支保工架設などその形式に応じた工法によって架設が行われるが、どの工法においてもコンクリートの打込み時には自重によって、それを支持する型枠・支保工が沈下する。よって、この沈下分を予め見込んで施工する（上越しを行う）ことになるが、この上越しの微調整も前記成型時に簡単に行えることになる。
【００３１】
そして、各型枠内に必要な配筋を行った後、各型枠内にコンクリートＣを打設することにより、各鋼管１の上下端部が天井部１１及び本体部１２に定着され、各部一体化したＰＣ橋ユニット１０を完成する。
【００３２】
なお、以上の実施形態では、本発明を鋼管・コンクリートのトラス組構造として所定の開角で傾斜状に接近配置した一対の鋼管の定着端に適用した場合を示したが、必ずしも傾斜させる必要はなく、平行配置することも可能であるし、トラス組構造ではなく、鋼管柱、鋼管杭など、複数の鋼管をコンクリート接合する構造一般に適用可能であることは勿論である。
【００３３】
さらには、１２０°間隔で三本の鋼管端部をコンクリートに定着したり、９０°間隔で四本の鋼管端部をコンクリートに定着する、あるいはそれ以上の本数の鋼管端部をコンクリートに定着する場合にも適用できることも勿論であり、それに応じて外管数を増し、配置や傾斜角に応じた連結構造とすればよい。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明により明らかなように、本発明による複数の鋼管のコンクリート接合構造にあっては、簡単な構造であっても、引張り及び圧縮に対して十分な耐力を得ることができ、従来に比べて施工が簡単で工期短縮できる。また特にトラス組にした場合においては、両鋼管の定着端が剛結合によらないため、施工時に傾斜角度や上下微調整を簡単に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による接合構造を実施するための部材構成を示す分解斜視図である。
【図２】同接合構造を示す側面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図２のＢ部を拡大して示す部分断面図である。
【図５】同接合構造を鋼トラスウェブＰＣ橋を構成するＰＣ橋ユニットの成型に適用した場合を示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
１　中空鋼管
１ａ　開口部
２　リブ
３　外管
４　連結金具
５　内側リブ
６　外側リブ
７　貫通孔
Ｃ　コンクリート
１０　ＰＣ橋ユニット
【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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