(57)【要約】【課題】床版支間に横桁間隔を採用し、重量増加や長い工期を要することのない合理的で低コストな合成床版桁を提供する。【解決手段】橋梁１は、鋼骨格３０の上側にコンクリート層２１が一体に形成された合成床版２０を、主桁１１と横桁１２とから成る桁組１０によって床版支間を横桁間隔で支持して構成されている。鋼骨格３０は、橋軸と直交する方向に主桁１１の間の中央部鋼骨格３０Ａと、側方の張り出し部を形成する側部鋼骨格３０Ｂとから成り、中央部鋼骨格３０Ａは底鋼板３１Ａの上面に橋軸と平行な縦補強ビーム３２Ａが固定され、側部鋼骨格３０Ｂは底鋼板３２Ｂの上面に橋軸と直交する横補強ビーム３２Ｂが固定されて構成されている。【選択図】              図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁による桁組で支持して成る合成床版桁において、
前記桁組は、橋軸直交方向の主桁と、該主桁の間に架設された横桁とによって前記床版を支持し、
前記鋼骨格は、主桁径間には基板部材の上面に橋軸方向の縦補強部材が配設固定される一方、張り出し部には基板部材の上面に橋軸と直交する方向の横補強部材が配設固定され、該横補強部材が前記縦補強部材に結合されて構成されていることを特徴とする合成床版桁。
【請求項２】
上記鋼骨格は、上記縦補強部材を備え上記主桁径間を構成する中央部鋼骨格と、上記横補強部材を備え上記張り出し部を構成する側部鋼骨格とから成り、前記横補強部材が前記縦補強部材に溶接固定された結合板に締着されて、前記中央部鋼骨格と前記側部鋼骨格が結合されて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の合成床版桁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁によって支持して成る合成床版桁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁や高架道路の構造の一つに、鋼骨格とコンクリート層が一体化して強度合成された合成床版を鋼桁によって支持して成る合成床版桁が知られている。
【０００３】
このような合成床版桁に用いる合成床版として、鋼板製の基板部材の上面に形鋼等による補強材をその延設方向と直交する方向に所定間隔で多数配設固定して成る鋼骨格の上側に、ＲＣコンクリート層を一体に形成したものが提案されており、これによれば、基板部材がコンクリート層を形成するコンクリートを打設する際の型枠として機能するために下面の型枠が不要となると共に、高い剛性によって桁組上で形状を維持し得るために支保工を設ける必要がなく、施工が容易となる。
【０００４】
ところで、主桁支間長が１０ｍ以上となる場合、非特許文献１に示されるように、床版断面を決定する床版支間に主桁間隔でなく横桁間隔を採用することにより、床版厚を薄くすることができる。つまり、横桁間隔を主桁間隔より狭く設定すると共にその横桁によって床版を支持し、横桁を介して荷重を主桁に伝達するように構成するものである。
【０００５】
このように床版支間に横桁間隔を採用する場合、床版内の主筋は橋軸と平行に配設されなければならないため、前述のごとき鋼板製の基板部材の上面に形鋼等による補強材を配設固定して成る鋼骨格を用いる合成床版では、補強材はその長手方向を橋軸方向として配設されることとなる。
【０００６】
【非特許文献１】
「第一回鋼橋床版シンポジウム講演論文集」
平成１０年１１月（Ｎｏｖ．１９９８）
（社）土木学会  鋼構造委員会  鋼橋床版の調査研究小委員会
Ｐ１０７〜１１２
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のごとく床版支間に横桁間隔を採用して補強材を橋軸方向に配設した鋼骨格の合成床版では、床版の主桁より側方の張り出し部の支持剛性を高める構造が必要となる。
【０００８】
例えば、図６に概念的に示すように、床版６０を、主桁６１と横桁６２とから成る桁組によって床版支間を横桁間隔として支持する場合、主桁６１の外側にブラケット６３を設け、このブラケット６３で張り出し部を支持して張り出し部の荷重を主桁６１に伝達するように構成される。また、非特許文献１に開示の構成では、張り出し部のみは主鉄筋を橋軸と直交する方向としたＲＣ床版となっている。
【０００９】
しかしながら、ブラケットによって張り出し部を支持する構成では死荷重の増加を招来し、また、張り出し部のみＲＣ床版とする構成では施工時に支保工が必要となって工期が長くなり、何れにしても不合理でコストが高くなるという問題を有するものであった。
【００１０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、床版支間に横桁間隔を採用し、重量増加や長い工期を要することのない合理的で低コストな合成床版桁を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成する本発明の合成床版桁は、鋼骨格にコンクリート層が一体化して強度合成された鋼コンクリート合成床版を、鋼桁による桁組で支持して成る合成床版桁において、前記桁組は、橋軸直交方向の主桁と、該主桁の間に架設された横桁とによって前記床版を支持し、前記鋼骨格は、主桁径間には基板部材の上面に橋軸方向の縦補強部材が配設固定される一方、張り出し部には基板部材の上面に橋軸と直交する方向の横補強部材が配設固定され、該横補強部材が前記縦補強部材に結合されて構成されていることを特徴とする。
【００１２】
これにより、主桁径間では橋軸方向に延設された縦補強部材が横桁に荷重を伝達することで床版支間を横桁間隔とすることができると共に、張り出し部では橋軸と直交する方向に延設された横補強部材によって橋軸直交方向に高い剛性を得ることができる。
【００１３】
また、上記鋼骨格は、上記縦補強部材を備え上記主桁径間を構成する中央部鋼骨格と、上記横補強部材を備え上記張り出し部を構成する側部鋼骨格とから成り、前記横補強部材が前記縦補強部材に溶接固定された結合板に締着されて、前記中央部鋼骨格と前記側部鋼骨格が結合されて構成されていることを特徴とする。
【００１４】
これにより、中央部鋼骨格と側部鋼骨格とを桁組上で容易且つ強固に結合することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は本発明に係る合成床版桁の一例を適用した橋梁の主桁部位の橋軸と直交する横断面図、図２は図１のＡ−Ａ断面図，図３は図１のＢ−Ｂ断面図，図４は図１の平面図に相当する鋼骨格の平面図である。
【００１７】
図示橋梁１は、鋼コンクリート合成床版である床版２０を、鋼桁である主桁１１と横桁１２とから成る桁組１０によって一体的に支持して構成されている。
【００１８】
桁組１０は、当該橋梁１の幅方向左右に配設された一対の主桁１１（図２では一方のみ示す）の間に、横桁１２が橋軸方向に所定間隔で架設配置されて構成されている。横桁１２の配設間隔は主桁間隔より狭く設定されており、床版２０はこの横桁間隔を床版支間として設計されている。
【００１９】
主桁１１及び横桁１２は、それぞれ鋼板によって所定高さのＩ形断面形状に形成されており、横桁１２はその端部で主桁１１の腹板に結合されている。これら主桁１１及び横桁１２の上フランジ１１Ａ，１２Ａの上面には多数のスタッドジベル１３が立設されており、このスタッドジベル１３が床版２０の後述するコンクリート層２１に没入して主桁１１（即ち桁組１０）と床版２０とを結合している。
【００２０】
床版２０は、鋼骨格３０の上側に所定厚さのコンクリート層２１が一体に形成されて構成されている。桁組１０による被支持部位は他の部位より厚く、その両側は所定角度のハンチ部２２となっている。尚、図中２３は鉄筋である。
【００２１】
鋼骨格３０は、所定板厚の鋼板による基板部材としての底鋼板３１の上面に、主筋として機能する補強ビーム３２がその延設方向と直交する方向に所定間隔で配設固定されると共に、多数のスタッドジベル３３が立設されている。
【００２２】
底鋼板３１は、桁組１０による被支持部（主桁１１及び横桁１２の上フランジ１１Ａ，１２Ａと対応する部位）を除く床版２０の下面全域を形成しており、ハンチ部２２の下面を形成する傾斜部の先端縁部で、主桁１１又は横桁１２の上フランジ１１Ａ，１２Ａ上に載っている。
【００２３】
補強ビーム３２は、基板部３２ａの両側に側板部３２ｂが立設されて成る断面形状Ｕ字状の溝形鋼であり、横倒しの状態でその一方の側板部３２ｂで底鋼板３１の上面に溶接固定されている。
【００２４】
この鋼骨格３０は、製作工場において輸送手段等を考慮した適宜大きさの単位ブロックに分割製作され、それらの単位ブロックが桁組１０の上で結合されて一体に構築される。図示構成例では、橋軸と直交する方向には、主桁１１の間の中央部鋼骨格３０Ａと、側方の張り出し部を形成する側部鋼骨格３０Ｂとに分割されている。また、橋軸方向には、中央部鋼骨格３０Ａは横桁１２の配設ピッチで、側部鋼骨格３０Ｂは所定長さでそれぞれ分割されている。図３中５０で示す部位は側部鋼骨格３０Ｂの橋軸方向の結合部位であり、後述する締結機構４０と同様の締結機構４０′によって結合されているものである。尚、中央部鋼骨格３０Ａは橋梁１の幅に応じて橋軸直交方向に更に分割される。
【００２５】
ここで、主桁１１の間の中央部鋼骨格３０Ａと、側方の張り出し部を形成する側部鋼骨格３０Ｂとでは、補強ビーム３２の配設方向が異なっている。
【００２６】
即ち、中央部鋼骨格３０Ａの補強ビーム３２は橋軸と平行に配設固定されて縦補強部材としての縦補強ビーム３２Ａとなっており、一方、側部鋼骨格３０Ｂの補強ビーム３２は橋軸と直交して配設固定されて横補強部材としての横補強ビーム３２Ｂとなっている。このように、中央部鋼骨格３０Ａでは主筋を横桁１２と直交する橋軸方向の横補強ビーム３２Ａとすることで橋軸方向の剛性を確保して床版支間を横桁間隔とすることができ、一方、張り出し部を形成する側部鋼骨格３０Ｂでは主筋を橋軸と直交する方向の横補強ビーム３２Ｂとすることで桁組１０による片持ち支持が可能な剛性を確保し得るものである。
【００２７】
また、中央部鋼骨格３０Ａの横桁１２による被支持部位、及び側部鋼骨格３０Ｂの主桁１１による被支持部位は、補強ビーム３２（３２Ａ，３２Ｂ）と、ハンチ部２２の下面を形成する底鋼板３１の部位とが結合支持板３４によって連結されており、これによって底鋼板３１のハンチ部２２を形成する部位での当該鋼骨格３０の桁組１０上への載置が可能となっている。
【００２８】
尚、中央部鋼骨格３０Ａと側部鋼骨格３０Ｂの結合位置は、動荷重の変化の著しい当該橋梁１を通行する車両の車輪の直下となる位置は避け、更に、橋軸と直交する断面において死荷重の曲げモーメントが略零になる位置に設定することが好ましい。
【００２９】
中央部鋼骨格３０Ａと側部鋼骨格３０Ｂとは、図４のＸ部拡大図である図５（Ａ），そのＹ−Ｙ断面図である（Ｂ）及び（Ａ）のＺ−Ｚ断面図である（Ｃ）に示すように、側部鋼骨格３０Ｂの横補強ビーム３２Ｂが中央部鋼骨格３０Ａの縦補強ビーム３２Ａに結合されると共に、中央部鋼骨格３０Ａの底鋼板３１Ａと側部鋼骨格３０Ｂの底鋼板３１Ｂとが接合線に沿って所定間隔で設けられた締結機構４０によって結合されている。
【００３０】
側部鋼骨格３０Ｂの横補強ビーム３２Ｂと中央部鋼骨格３０Ａの縦補強ビーム３２Ａとは、縦補強ビーム３２Ａにその板面を直交させて溶接固定された結合板３５に、補強ビーム３２Ｂの基板部３２ａがボルト・ナット３６によって締結されることで結合されている。
【００３１】
締結機構４０は、所定高さ且つ所定幅の締結板部４１Ａの両縁から所定長さの支持リブ４１Ｂが延設されて成る平面形状Ｕ字状の結合金具４１が、底鋼板３１Ａ，３２Ｂに締結板部４１Ａを対向させた状態でそれぞれ溶接固定され、これら結合金具４１の締結板部４１Ａをボルト・ナット４２によって締結するように構成されている。
【００３２】
このような締結機構４０が中央部鋼骨格３０Ａと側部鋼骨格３０Ｂの底鋼板３１Ａ，３２Ｂの結合線に沿って所定間隔で間欠的に設けられて成る結合構造では、結合線に沿って結合リブが立設しているものではないため、結合部におけるコンクリート層２１の厚さ減少が少なく応力集中による亀裂の発生を抑えることができる。
【００３３】
尚、上記構成例は分割形成された中央部鋼骨格３０Ａと側部鋼骨格３０Ｂとを桁組上で結合する例であるが、本発明は中央部と側部の鋼骨格が一体に形成されたものに適用しても良いものである。また、基板部材に配設される補強部材は溝形鋼に限らず他の断面形状であっても良く、更に、中央部と側部で異なる断面形状としても良いものである。
【００３４】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る合成床版桁によれば、桁組は、橋軸直交方向の主桁と、該主桁の間に架設された横桁とによって前記床版を支持し、鋼骨格は、主桁径間には基板部材の上面に橋軸方向の縦補強部材が配設固定される一方、張り出し部には基板部材の上面に橋軸と直交する方向の横補強部材が配設固定され、該横補強部材が縦補強部材に結合されて構成されていることにより、主桁径間では橋軸方向に延設された縦補強部材が横桁に荷重を伝達することで床版支間を横桁間隔とすることができると共に、張り出し部では橋軸と直交する方向に延設された横補強部材によって橋軸直交方向に高い剛性を得ることができる。その結果、張り出し部を支持するブラケット等の支持部材が不要となり、また、支保工を要することなく主桁径間と張り出し部を同一工法で施工することができ、床版支間に横桁間隔を採用し、且つ、重量増加や長い工期を要することのない合理的で低コストな合成床版桁と成し得るものである。
【００３５】
また、上記鋼骨格は、上記縦補強部材を備え上記主桁径間を構成する中央部鋼骨格と、上記横補強部材を備え上記張り出し部を構成する側部鋼骨格とから成り、横補強部材が縦補強部材に溶接固定された結合板に締着されて、中央部鋼骨格と側部鋼骨格が結合されて構成されていることにより、中央部鋼骨格と側部鋼骨格とを桁組上で容易且つ強固に結合することができ、作業性の良い合理的な構成と成し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る合成床版桁の一例を適用した橋梁の主桁部位の橋軸と直交する横断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１の平面図に相当する鋼骨格の平面図である。
【図５】（Ａ）は図４のＸ部拡大図，（Ｂ）は（Ａ）のＹ−Ｙ断面図及び（Ｃ）は（Ａ）のＺ−Ｚ断面図である。
【図６】従来例としての床版桁の断面図である。
【符号の説明】
１  橋梁
１０  桁組
１１  主桁
１２  横桁
２０  床版（鋼コンクリート合成床版）
２１  コンクリート層
３０  鋼骨格
３０Ａ  中央部鋼骨格
３０Ｂ  側部鋼骨格
３１（３１Ａ，３１Ｂ）  底鋼板（基板部材）
３２  補強ビーム（補強部材）
３２Ａ  縦補強ビーム（縦補強部材）
３２Ｂ  横補強ビーム（横補強部材）
３５  結合板
【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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