(57)【要約】【課題】現場での建設作業性が優れ、腐食からも護れる鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物の提供。【解決手段】上に向けて横断面凸円弧状となした内面鋼板の外面に、ジベルを介してコンクリートを打設したアーチ状の合成ウエブと、この合成ウエブ上端に横断面方向に張り出し状に一体的に形成した合成床版と、前記内面鋼板の内側下方の横断面方向に、前記内面鋼板の内側下方同士を連結するべく設けた横桁を備え、場合によって、前記内面鋼板の天井部と横桁の接続部を連結したブレースを備えている。【効果】上記装置により、コンクリート内に埋め込む横断面方向の鋼材に対してプレストレスを現場で付与する必要もなく、建設後の合成床版内に雨水が溜まることによる構造物の腐食等からも護ることができる。【選択図】　　　　図１
2004036322.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上に向けて横断面凸円弧状となした内面鋼板の外面に、ジベルを介してコンクリートを打設したアーチ状の合成ウェブと、
この合成ウェブ上端に横断面方向に張り出し状に一体的に形成した合成床版と、前記内面鋼板の内側下方の横断面方向に、前記内面鋼板の内側下方同士を連結すべく設けた横桁を備えたことを特徴とする鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物。
【請求項２】
前記内面鋼板の天井部と横桁の接続部をブレースで連結したことを特徴とする請求項１記載の鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁、建築、土木建造物に適用される鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、橋を例にして説明する。橋脚間をアーチ型とするアーチ橋は古くから採用されている。これらは、例えば、石材のみから建設されたり、鋼材のみから建設されたりして、力学的にも、景観的にも優れたものである。
【０００３】
ところが近年に至り、車輛等の通行量が増加し橋に対する負荷が増加してくると、橋幅方向にアーチ型とした構造の橋桁が開発されるようになった。
例えば、特開昭５３−１３６３３５　号には、床版下方において横断面形状が上に凸のアーチ構造を有するとともに、この形状により横桁を省略可能ならしめた鉄筋コンクリート桁、または、プレキャスト・コンクリート桁の橋が提案されている。
【０００４】
また、特公平７−３０５２７　号には、橋幅方向に円弧状断面をなす基部の上部に橋幅方向に張り出す走行路を形成して橋桁とし、この橋桁を支える橋脚は前記円弧状の基部の延長線上に位置するよう橋幅方向左右から起立し、橋桁の基部と橋脚によってアーチ型構造を構成するようにした橋梁が提案されている。
【０００５】
これらは、何れも鉄筋コンクリート製でコンクリートの強度により橋上の通行物を支えようとしたものである。従って、これらの構造は非常にがっちりし、重量を伴い、多くのコンクリートを使用するものであった。よって、建設に際しては、多くの資材と、多くの建設時間を必要とするが、コンクリートは、引張力に弱く、時間の経過と共に劣化して割れが発生するため、自とその寿命に限界があった。
【０００６】
そこで近年、前記特開昭５３−１３６３３５　号、特公平７−３０５２７　号等で開示されたコンクリート桁に替って、コンクリートと鋼材を組み合わせた合成構造が採用されるようになった。
【０００７】
例えば、図６、７は、コンクリートと鋼材を組み合わせ合理的に形成された合理化構造の橋梁の一例であり、図６は、連続合成鋼２主桁橋の正面図、図７は、合成床版の構造を説明する一部断面斜視図である。
図６において、５はＨ型鋼で構成された主桁であり、これら主桁５上端にＰＣ床版６を打設し、このＰＣ床版６の表面にアスファルトを舗装７したもので、従来の多主桁橋に比べ大幅なコスト削減を可能としている。また図７では、床版部を鋼板と鉄筋コンクリートをずれ止めで合成させた合成床版８としたもので、以前のＰＣ床版に比べて型枠が大幅に削減可能となった。
【０００８】
前記合成床版８は、底面が平板状の底鋼板８１で形成され、底鋼板継手部８２によって、底鋼板８１が橋軸方向に接続されながら、その長手方向の長さを確保し、前記底鋼板８１上にはＰＣ鋼材８３を埋め込んだコンクリート床が形成されている。
【０００９】
このように、合成床版８は、ＰＣ鋼材８３とＰＣ鋼材８３を埋め込んだコンクリートの合成で形成され、鋼とコンクリートのそれぞれの長所を生かしたものである。なお、８４は降雨水を排出する排水桝、８５は浸透降雨水を排出するコンクリート床に設けた浸透水モニタリング孔、８６は主桁５の上面に接続する合成床版８のハンチ部を示す。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記合成構造にも下記の問題点がある。
Ａ　連続合成鋼２主桁橋について、
▲１▼　２主桁橋の主桁間隔は一般的に６ｍのものが多いため、床版には、現場でプレストレスを導入する場所打ちＰＣ床版を用いることが多く、建設コストの増大となる。
▲２▼　合成構造により強度が増加する分、主桁数が減って主桁間隔が大きくなり、このため、ねじれ剛性が低下し、車輛の通行に伴う振動や騒音が助長される。
▲３▼　主桁等鋼製部分が風雨に晒されるため、腐食の影響が大きい。
【００１１】
Ｂ　合成床版について、
１）　合成床版と主桁の接合に労力が費やされる。
２）　合成床版は、平面状の底鋼板上に形成されているが、コンクリートのひび割れから進入し、底鋼板に溜まる雨水の排出方法が確立されていない。
３）　合成床版は強度の向上が図られているが、主桁の合成化が進んでおらず、座屈防止に多くの補剛材が必要となる。
【００１２】
本発明は、上記したような問題を解決せんとしてなされたものであり、現場での建設作業性に優れ、橋桁の腐食等からも護れる鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物は、上に向けて横断面凸円弧状となした内面鋼板の外面に、ジベルを介してコンクリートを打設したアーチ状の合成ウェブと、この合成ウェブ上端に横断面方向に張り出し状に一体的に形成した合成床版と、前記内面鋼板の内側下方の横断面方向に、前記内面鋼板の内側下方同士を連結すべく設けた横桁を備えることとしている。そして、このようにすることで、現場で横断面方向のプレストレスを付与する必要もなく建設も容易で、建設後の合成床版内に雨水が溜まることによる橋桁の腐食等からも護ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明に係る鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物は、上に向けて横断面凸円弧状となした内面鋼板の外面に、ジベルを介してコンクリートを打設したアーチ状の合成ウェブと、この合成ウェブ上端に横断面方向に張り出し状に一体的に形成した合成床版と、前記内面鋼板の内側下方の横断面方向に、前記内面鋼板の内側下方同士を連結すべく設けた横桁を備え、場合によって、前記内面鋼板の天井部と横桁の接続部をブレースで連結したものである。
【００１５】
このように、上に向けて横断面凸円弧状の内面鋼板の外面に、ジベルを介してコンクリートを打設したアーチ状の合成ウェブとしたことによって、床版に作用する車輛の荷重により合成ウェブ下端が横断面方向に広がろうとする力を、前記内面鋼板の内側下方の横断面方向に設けた横桁で阻止することができようになってアーチ効果が発揮され、横断面方向のプレストレスの導入が不要となる。また、内面鋼板が上に向けて横断面凸円弧状であるため、上方のコンクリートを浸透してきた雨水があったとしても、滞留することなく排出されやすく、しかも内部鋼板が風雨に晒される機会も非常に少なくなる。
【００１６】
また、前記合成ウェブ上端に床版を一体的に形成することにより、橋桁と床版の接合工事が省略できる。しかも、合成ウェブと床版は複合構造になっているため、断面剛性が大幅に向上し、車輛走行時の振動、騒音も低下する。
【００１７】
なお、内面鋼板は、円弧状であれば半円状のみならず放物線状でもよい。内面鋼板の形状は、左右対称形であると、合成ウェブの自重等が左右で等しくなり、橋脚への取り付けが安定する。さらに、前記内面鋼板の天井部と横桁の接続部をブレースで連結すると合成ウェブの断面剛性が大幅に向上する。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明に係る鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物を図１〜５に示す実施例に基づいて説明する。
図１は一部断面斜視図で示す第一の実施例、図２は同じく一部断面斜視図で示す第二の実施例、図３は構造物に負荷される荷重についての説明図、図４は構造物における雨水の排水を模式的に表した図、図５は本発明に係る構造物の建設手順を示す図である。
【００１９】
図１において、１は合成ウェブを示し、この合成ウェブ１は、例えば横断面方向に上に凸の半円弧状の内面鋼板１１とコンクリート１２とで構成されている。
内面鋼板１１の外面には、コンクリート１２の密着性をよくするために多数のスタッドジベル１１ａを固着していると共に、鉄筋１１ｂを網目状に配して内面鋼板１１外面を覆っている。このように、合成ウェブ１は、内面鋼板１１の外面にスタッドジベル１１ａと鉄筋１１ｂを取り付けて、コンクリート１２を打設して形成したものである。
【００２０】
２は床版を示し、この床版２は前記内面鋼板１１外面へのコンクリート１２の打設時に連続してコンクリート２１を打設して形成するものであり、内部には鉄筋２１ａを介在させているのみである。
【００２１】
前記合成ウェブ１を構成するコンクリート１２内の鉄筋１１ｂ、床版２を構成するコンクリート２１内の鉄筋２１ａのうち橋幅方向に配置するものは、従来のＰＣ鋼材のようにプレストレスを付与するものではない。
【００２２】
１１ｃは、内面鋼板１１の内側下方の橋幅方向に、前記内側下方同士を連結すべく設けた横桁であり、上方からの荷重により合成ウェブ１の下端が広がるのを防止するために設けたものである。この実施例では、横桁１１ｃの他に、更に、前記横桁１１ｃの両端と内面鋼板１１の天井部をブレース１１ｄで三角形状に連結したものを示している。
【００２３】
図２は第二の実施例であり、図１における内面鋼板１１外面に固着した多数のスタッドジベル１１ａに替えて、孔明き鋼板ジベル１１ｅを円弧方向に設け、また、内面鋼板１１の外面を網目状に覆ったの鉄筋１１ｂに替えて、前記孔明き鋼板ジベル１１ｅの孔に貫通する橋軸方向の鉄筋１１ｂと、孔明き鋼板ジベル１１ｅ間に円弧方向の鉄筋１１ｂを設けた例である。孔明き鋼板ジベル１１ｅを円弧方向に内面鋼板１１外面に固着して設けることにより、内面鋼板１１に作用する引張力への補強にもなる。
【００２４】
なお、図１、２の実施例では、内面鋼板１１はいずれも半円弧状であるため、合成ウェブ１の下端は鉛直と直角となって、橋脚上に容易に取り付けることができる。また、内面鋼板１１自身の外面に例えば縞鋼板のような凹凸を付与したものを使用することもできる。
【００２５】
図３は、本発明に係る鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物に負荷される荷重についての説明図である。図３は、作用する力の符合を併記するために、床版２を構成するコンクリート層を厚く表示した。
床版２上を車輛が走行した場合、床版２のコンクリート２１に圧縮力が作用し、合成ウェブ１の端部が開こうとするが、このような場合には、内面鋼板１１の内側下端同士を連結すべく横断面方向に設けた横桁１１ｃによって、合成ウェブ１の端部の開きが阻止される。
この横桁１１ｃは、必ずしも合成ウェブ１の下端に取り付ける必要はなく、下端から間隔を保って取り付けてもよい。なお、橋軸方向には所定の間隔を保って取り付けることは言うまでもない。
以上の様に、本発明に係る構造物はその構造においてバランスのとれた優れたものである。
【００２６】
図４は、本発明に係る構造物の雨水の排水を模式的に表した図である。
この図４では、雨水が路肩から流れる場合と、仮に、床版２にひび割れが発生し、そのひび割れに雨水が浸透する場合を表している。
【００２７】
降雨により路肩から流れる雨水は、そのまま合成ウェブ１の表面を伝いその下端から下方に落下する。また、床版２のコンクリートに発生したひび割れに浸透した雨水も、合成ウェブ１の内面を形成する内面鋼板１１の外面上の隙間を伝い下方に流下し、その端部の隙間から排水される。この様に本発明に係る構造物は、床版２の下方は横断面形状が上に凸の円弧状の合成ウェブ１になっており、雨水の貯留する構造でないため、鋼を腐食させることが少ない。また、内面鋼板１１の内部側は、合成ウェブ１の両側で囲まれる形状であるから、雨水に晒される範囲も極めて少なく、従って、内面鋼板１１の腐食も抑制される。なお、床版２の側方に排水溝を設けても何の問題もない。
【００２８】
図５は、本発明に係る構造物の建設手順を示す図である。
（ａ）は、橋脚に架設した合成ウェブ１を形成する内面鋼板１１と鉄筋１１ｂの配設を示す図であり、横断面形状が上に凸の内面鋼板１１と、その内面鋼板１１の内側下方に橋幅方向の横桁１１ｃ、および横桁１１ｃと内面鋼板１１の天井に掛け渡したブレース１１ｄを取り付けて内面鋼板１１の内側を形成した。前記内面鋼板１１の外面には鉄筋１１ｂを配設して、この鉄筋１１ｂが内面鋼板１１とコンクリートと間のすべり止めとして、内面鋼板１１自身はコンクリート打設の型枠を兼ねている。
【００２９】
（ｂ）は、合成ウェブ１を形成するコンクリートの打設作業を示す図であり、コンクリート厚さに応じた型枠３を前記内面鋼板１１の外側に組み立て、内面鋼板１１と型枠３の間にコンクリートを打設している。この図の場合、合成ウェブ１の上端に設ける床版２の位置まで鉄筋を配設していないため、コンクリート１２の打設範囲を合成ウェブ１のみに止めている。
【００３０】
（ｃ）は、床版２を形成する鉄筋２１ａの配設と型枠３の作成を示す図であり、前記床版２と合成ウェブ１の上端を一体とすべく、床版２の鉄筋２１ａと合成ウェブ１上端の鉄筋１１ｂは、互いに交叉されている。また、型枠３も合成ウェブ１の上端から直接床版２の底面に連続的に組み立てられている。
【００３１】
（ｄ）は、合成ウェブ１の上端と床版２を一体形成した型枠３内へのコンクリートの打設作業を示す図であり、合成ウェブ１の上端と床版２を一体形成としたため、合成ウェブ１の上端と床版２との接合も不要であり、しかも、床版２の下面を平面的に段差の生じないように支持できる。
【００３２】
以上の実施例では、床版２の橋幅方向の約半分を合成ウェブ１との一体形成とし、残り床版２の両側は張出し状に不支持とし、しかも張出し部の厚さを薄くして軽量にしたものを示している。この様な本発明の構造物では、床版２の自重をその橋幅方向の中央側に常に集中させることにより、床版２を形成するコンクリート２１に圧縮力を与えている。床版２の両側への張出し量が多くなる場合は、張出し部の下端から合成ウェブ１に梁を架け、張出し部の自重を合成ウェブ１に付加する構造としてももよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物によれば、以下の効果がある。
【００３４】
▲１▼　横断面方向の鉄筋にプレストレス付与が不要となる。
▲２▼　断面剛性の向上により、車輛等の通行に伴う振動や騒音が低減する。
▲３▼　鋼製の外面がコンクリートで覆われた合成ウェブや合成床版となっているため、直接　雨水に晒されず、腐食しにくい。
▲４▼　断面構造がシンプルで建設費の低減となる。
▲５▼　床版がひび割れし雨水が浸透した場合でも、雨水の排出が良く、内面鋼板の水抜き孔が不要となる。
▲６▼　横断面形状が上に凸の円弧状であるから断面剛性が向上し、座屈防止用の補強材が削減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を示す一部断面斜視図である。
【図２】本発明の第二の実施例を示す一部断面斜視図である。
【図３】本発明に係る鋼・コンクリートハイブリッド・アーチウェブ構造物に負荷される荷重についての説明図である。
【図４】本発明に係る構造物の雨水の排水を模式的に表した図である。
【図５】本発明に係る構造物の建設手順を示す図で、（ａ）は合成ウェブ形成の内面鋼板１１と鉄筋配設を示す図であり、（ｂ）は合成ウェブ形成のコンクリート打設を示す図であり、（ｃ）は床版形成の鉄筋配設と型枠作成を示す図であり、（ｄ）は合成ウェブ上端と床版とを一体形成した型枠内へのコンクリートの打設を示す図である。
【図６】従来の連続合成鋼２主桁橋の正面図である。
【図７】従来の合成床版の構造を説明する一部断面斜視図である。
【符号の説明】
１　　合成ウェブ
１１　　内面鋼板　　　　　　　　１２　　コンクリート
２　　床版
２１　　コンクリート
３　　型枠
５　　主桁
６　　ＰＣ床版
７　　舗装
８　　合成床版
８１　　底鋼板　　　　　　　　　８２　　底鋼板継手部
８３　　ＰＣ鋼材　　　　　　　　８４　　排水桝
８５　　浸透水モニタリング孔　　８６　　ハンチ部
【図１】
2004036322.tif 000003
【図２】
2004036322.tif 000004
【図３】
2004036322.tif 000005
【図４】
2004036322.tif 000006
【図５】
2004036322.tif 000007
【図６】
2004036322.tif 000008
【図７】
2004036322.tif 000009