(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋幅方向に並列した複数本の橋桁間に該橋桁の要補強部位である橋桁部分長に亘る短尺の補強鋼材を配する補強構造であって、要補強部位である橋桁部分とこれに隣接する橋桁部分間に上記短尺の補強鋼材を介在配置し、該補強鋼材の介在領域に上記部分長に限定してコンクリートを打設し、該打設によって形成された連結コンクリート盤内に上記補強鋼材と該補強鋼材に並ぶ上記要補強部位である橋桁部分及びこれに隣接する橋桁部分を一緒に埋設したことを特徴とする桁橋における橋桁の補強構造。
【請求項２】
上記補強鋼材とこれに並ぶ橋桁部分間に橋幅方向に延びる連結線材を通挿して上記連結コンクリート盤内に埋設したことを特徴とする請求項１記載の桁橋における橋桁の補強構造。
【請求項３】
上記連結線材を管材に緩貫挿して上記連結コンクリート盤内に埋設し、該連結線材を管材内において緊張することにより上記連結コンクリート盤にプレストレス力を与えたことを特徴とする請求項２記載の桁橋における橋桁の補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は橋桁を橋幅方向に複数本並列し、その上面に路盤を形成した桁橋における橋桁の補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すように、Ｈ形鋼等の鋼材から成る橋桁３、所謂鋼桁３を用いた桁橋においては、橋脚２に支持された桁端３ａにおいて漏水による過度の錆（腐食）を生じやすく、又鋼桁３は複数本の鋼材を突き合わせ接合して長尺にして桁端３ａを橋脚２間に支持する構造を採っているが、この突き合わせ接合部に漏水による錆（腐食）を生じやすい。
【０００３】
又上記漏水に起因する錆による腐食は路盤状況に応じ、橋桁３の延在長の様々な部位において発生する。
【０００４】
同様に、図２に示すように、ＰＣコンクリート製の橋桁３、所謂ＰＣコンクリート桁３を用いた桁橋においても、橋脚２に支持された桁端３ａにコンクリート劣化、埋設鉄筋の錆を生じやすく、又路盤状況に応じて橋桁３の延在長の様々な予測し難い部位においてコンクリート劣化、埋設鉄筋の錆を生じ、補強を必要とする。
【０００５】
従来、上記鋼桁３においてはディスクサンダーやワイヤーブラシで錆による腐食部を除去し、同所に鋼板１７を当て橋桁３に溶接やボルト締めする方法が採られている。
【０００６】
又従来、上記ＰＣコンクリート桁３においては上記コンクリートの劣化部位を除去し、同所に補強繊維シート１８を貼り付ける方法、或いは補強コンクリートを塗布する方法が採られている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
然るに上記鋼桁の補強方法は、各鋼桁の腐食部位に鋼板を張り、鋼板とボルト又は溶接部位に依存する補強方法であり、並列した鋼桁全体の強度の回復、補強対策としては対症療法的であり、現実には殆ど補強効果を上げていない。
【０００８】
同様に、上記ＰＣコンクリート桁の補強方法は、補強繊維シートを張る方法においても、又補強コンクリートを塗布する方法においても、ＰＣコンクリート桁の内深部の錆に対しては無力であり、表面強度の回復乃至補強ができても、橋桁全体の補強方法としては抜本的な解決策とはなり難いものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は従来行われている上記対症療法的な補強方法を抜本的に改め、桁橋における橋桁の補強構造として、即ち既設桁橋の補修における強度回復乃至新設桁橋の補強対策として有効な、上記橋桁の補強構造を提供するものである。
【００１０】
要述すると、本発明は橋幅方向に並列した複数本の橋桁間に該橋桁の要補強部位である橋桁部分長に亘る短尺の補強鋼材を配する補強構造であって、要補強部位である橋桁部分とこれに隣接する橋桁部分間に上記短尺の補強鋼材を介在配置し、該補強鋼材の介在領域に上記部分長に限定してコンクリートを打設し、該打設によって形成された連結コンクリート盤内に上記補強鋼材と該補強鋼材に並ぶ上記要補強部位である橋桁部分及びこれに隣接する橋桁部分を一緒に埋設する構造を採り、並列された橋桁と補強鋼材と連結コンクリート盤とが協働して、上記既設桁橋の補修における強度回復乃至新設桁橋の補強を図る、桁橋における橋桁の補強構造を提供するものである。
【００１１】
上記補強鋼材とこれに並ぶ橋桁部分間には、橋幅方向に延びる連結線材を通挿して上記連結コンクリート盤内に埋設して、上記補強効果を向上する。
【００１２】
又上記連結線材は管材に緩貫挿して上記連結コンクリート盤内に埋設し、該連結線材を管材内において緊張することにより上記連結コンクリート盤にプレストレス力を与え、上記橋桁と補強鋼材とを連結コンクリート盤による補強効果の向上を図ったものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は鋼桁又はＰＣコンクリート桁を使用した橋桁の補強構造として、従来の工法による問題点を抜本的に解決し、健全なる補強構造を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下本発明を実施するための最良の形態を図３乃至図１１に基づき説明する。尚図４乃至図８においては、理解を容易にするため補強鋼材５を黒塗りして図示した。
【００１５】
図３に示すように、桁橋は橋の長さに応じて対岸の橋台１間に単数又は複数の橋脚２を設け、Ｈ形鋼等の鋼材製又はＰＣコンクリート製の複数本の橋桁３を橋台１と橋脚２間、橋脚２と橋脚２間に夫々橋幅方向に並列し架け渡して複径間桁橋を構成している。又は対岸の橋台１間に橋桁３を橋幅方向に並列し架け渡して単径間桁橋を構成している。
【００１６】
４は橋桁３の桁端３ａを橋台１又は橋脚２上に支持するため介装したゴム支承等の支承である。
【００１７】
而して本発明は図４乃至図１１に示すように、上記既設桁橋又は新設桁橋における橋桁部分３′の補強手段として、橋幅方向に並列した複数本の橋桁３間に該橋桁３の部分長に亘る短尺の補強鋼材５を配し、該補強鋼材５と該補強鋼材５に並ぶ上記橋桁部分３′を連結コンクリート盤７内に埋設する構造を採ったものである。
【００１８】
即ち上記鋼材製の橋桁３及びＰＣコンクリート製の橋桁３はその延在長の途中において漏水等による経年劣化を生ずる。この経年劣化を生じた要補強部位である橋桁部分３′とこれに隣接する橋桁部分３′間に上記短尺の補強鋼材５を介在配置し、上記連結コンクリート盤７内に埋設したものである。
【００１９】
上記補強鋼材５は全ての橋桁３間、即ち橋桁部分３′間に介在配置するか、隣接する２本以上の橋桁部分３′間に介在配置する。従って要補強部位である橋桁部分３′と補強を必要としない橋桁部分３′とを上記連結コンクリート盤７内に埋設し、又は要補強部位である全橋桁部分３′が上記連結コンクリート盤７内に埋設され、隣接する橋桁３と補強鋼材５と連結コンクリート盤７とが協働して耐荷力を発揮する構造である。
【００２０】
上記補強鋼材５は図４、図５に示すように、隣接する橋桁部分３′間に各一本介在配置する。即ち橋桁部分３′と補強鋼材５とが交互になるように配置する。
【００２１】
又は図６に示すように、隣接する橋桁部分３′間に複数本の補強鋼材５を介在し配置する。
【００２２】
上記補強鋼材５は各橋桁部分３′間の側面に沿い、間隔を置いて並行して延び、例えば該補強鋼材５を隣接する橋桁３に連結金具等を介して連結しておき、型枠を組んでコンクリートを打設し、連結コンクリート盤７を形成する。
【００２３】
上記補強鋼材５はＨ形鋼、Ｔ形鋼等の鋼材桁、又はＰＣコンクリート製桁の適用が可能である。
【００２４】
図７に示すように、上記橋桁３の要補強部位である橋桁部分３′と補強鋼材５は間隔を置いて並列配置し、橋桁部分３′の下部フランジ３ｄと補強鋼材５の下部フランジ５ｃには橋長方向に延びる短尺の継ぎ板１５、即ち補強鋼材５と略同長の継ぎ板１５を介在して両フランジ３ｄ，５ｃと突き合わせ、上部フランジ３ｃ，５ｂ間にコンクリート流入間隔を形成すると共に、下部フランジ３ｄ，５ｃ間の間隔を閉鎖して型枠として機能せしめる。
【００２５】
上記継ぎ板１５は橋幅方向において継ぎ板１５から突出した左右上掛け１５ａを隣接する下部フランジ３ｄ，５ｃの上面に掛け止めして上記突き合わせ状態を形成する。
【００２６】
上記上掛け１５ａの形成例として、継ぎ板１５の上面にＬ形チャンネルやＴ形チャンネル等の上掛け棒１５ｂを横設し、該上掛け棒１５ｂを継ぎ板１５の下面から螺合したボルト１６により継ぎ板１５に取り付け、上掛け棒１５ｂの両端を継ぎ板１５の両側縁から橋幅方向へ突出して上記上掛け１５ａを形成する。
【００２７】
上記継ぎ板１５は上記連結コンクリート盤７の下面に結合した状態で放置するか、又はボルト１６を解除して継ぎ板１５のみを取り外し、上掛け棒１５ｂのみを連結コンクリート盤７内に埋設状態にすることができる。
【００２８】
上記補強鋼材５の介在領域にコンクリートを打設し、該打設によって形成された連結コンクリート盤７内に上記補強鋼材５と上記橋桁部分３′を一緒に埋設する。
【００２９】
図４、図５に示すように、上記連結コンクリート盤７を組成するコンクリートは橋桁３の要補強部位である橋桁部分３′の側面と補強鋼材５の側面間のスペース内に充填し、更に橋桁３として図４に示すＨ形鋼を用いた場合には、上部フランジ３ｃ上にコンクリート床版８を組成するコンクリートを連続して打設し、該上部フランジ３ｃを該コンクリート床版８内、又は連結コンクリート盤７内に埋設する。該コンクリート床版８の上面に舗装９を施す。
【００３０】
又図５に示すように、橋桁３としてＰＣコンクリート桁を用いた場合には、該橋桁３の上部フランジ３ｃの上面と略同レベルに連結コンクリート盤７を組成するコンクリートを打設して橋桁３の要補強部位である橋桁部分３′と補強鋼材５間に充填し、上記上部フランジ３ｃ上面と連結コンクリート盤７の上面を一平面にして舗装９を打設形成する。
【００３１】
上記橋桁３としてＨ形鋼を用いる場合の好ましい実施例について更に説明すると、図４に示すように、橋桁３と短尺補強鋼材５は共に同一規格のＨ形鋼を用い、橋桁部分３′と補強鋼材５を交互になるように橋幅方向に並列配置し、即ち補強鋼材５を橋桁部分３′間に単数又は複数本介在配置しつつ橋幅方向に並列配置し、橋桁部分３′の上部フランジ３ｃと補強鋼材５の上部フランジ５ｂとを同一平面に並べ、同様に橋桁部分３′の下部フランジ３ｄと補強鋼材５の下部フランジ５ｃとを同一平面に並べ、上記上部フランジ３ｃと５ｂ間の間隔を通じてコンクリートを打設し、上部フランジ３ｃ，５ｂと略同一平面となるように連結コンクリート盤７を打設形成し、そのフランジ３ｃ，５ｂ上面を含めた連結コンクリート盤７上面にコンクリート床版８を打設形成する。
【００３２】
上記補強鋼材５としては、上記の通り橋桁３と同じ断面形状のＨ形鋼を用いる他、橋桁３を構成するＨ形鋼よりも低背のＨ形鋼を用い、両者の下部フランジ５ｃ、３ｄが同一平面に並列されるようにする。
【００３３】
以上の通り、橋幅方向に並列した複数本の鋼製橋桁３間に、該橋桁３の部分長に亘る短尺の補強鋼材５を配し、該補強鋼材と該補強鋼材に並ぶ上記橋桁部分３′を連結コンクリート盤７内に埋設する。
【００３４】
他方上記橋桁３としてＰＣコンクリート桁を用いる場合の好ましい実施例について更に説明すると、図５に示すように、上部フランジ３ｃを有するＰＣコンクリート製橋桁３を橋幅方向に並列して配し、各ＰＣコンクリート製橋桁３の要補強部位に係る橋桁部分３′間にＨ形鋼から成る補強鋼材５を単数又は複数本介在配置し、即ち橋桁３と補強鋼材５を交互になるように橋幅方向に並列配置する。
【００３５】
各橋桁３の上部フランジ３ｃ間の間隔を通じてコンクリートを打設し、橋桁３の上部フランジ３ｃの上面と連結コンクリート盤７の上面を略同一平面にし、該平面上に舗装９を施し、補強鋼材５の上部フランジ５ｂは連結コンクリート盤７内に完全に埋設する。
【００３６】
以上の通り、橋幅方向に並列した複数本のＰＣコンクリート製橋桁３間に、該橋桁３の部分長に亘る短尺の補強鋼材５を配し、該補強鋼材と該補強鋼材に並ぶ上記橋桁部分３′を連結コンクリート盤７内に埋設する。
【００３７】
又上記鋼材製橋桁３を用いた図４の実施例、ＰＣコンクリート製橋桁３を用いた図５の実施例の何れにおいても、図４乃至図１１に示すように、上記橋桁３の要補強部位である橋桁部分３′と補強鋼材５には橋幅方向に延びるＰＣケーブル、無垢の線材等の鋼線材から成る連結線材１０を橋長方向に間隔を置いて多数本通挿して上記連結コンクリート盤７内に埋設し、上記補強構造を強化する。
【００３８】
再述すると、上記連結線材１０は図４に示すＨ形鋼から成る橋桁３の腹板３ｅとＨ形鋼から成る補強鋼材５の腹板５ｄを貫通するように通挿して両端の橋桁３の腹板３ｅ外側面においてナット１２により締結する。
【００３９】
同様に図５に示すコンクリート製橋桁３の腹板３ｅとＨ形鋼から成る補強鋼材５の腹板５ｄを貫通するように通挿して両端の橋桁３の腹板３ｅ外側面においてナット１２により締結する。
【００４０】
図６は前記補強鋼材５を上下二段にして連結コンクリート盤７内に埋設する場合を示している。上下段の補強鋼材５は何れもＨ形鋼を用い、上記橋桁３の上部フランジ３ｃと上段補強鋼材５の上部フランジ５ｂとが同一平面を形成するように上段補強鋼材５を間隔を置いて介在配置し、橋桁３の下部フランジ３ｄと下段補強鋼材５の下部フランジ５ｃとが同一平面を形成するように下段補強鋼材５を間隔を置いて介在配置し、上段補強鋼材５を連結コンクリート盤７の上層部に埋設し、下段補強鋼材５を同下層部に埋設する。
【００４１】
図６に示すように、上記上下段の補強鋼材５をＨ形鋼桁又はＰＣコンクリート桁から成る隣接する橋桁部分３′間に二組介在配置する。又は上下段の補強鋼材５をＨ形鋼桁又はＰＣコンクリート桁から成る隣接する橋桁部分３′間に一組介在配置する。
【００４２】
図６に示す実施例においても前記継ぎ板１５を用いることができる。詳述すると、上記橋桁部分３′と上下段の補強鋼材５は間隔を置いて並列配置し、橋桁部分３′の下部フランジ３ｄと下段補強鋼材５の下部フランジ５ｃには橋長方向に延びる継ぎ板１５を介在して両フランジ３ｄ，５ｃと突き合わせ、上部フランジ５ｂと腹板３ｅ間にコンクリート流入間隔を形成すると共に、下部フランジ３ｄ，５ｃ間の間隔を閉鎖して型枠として機能せしめる。
【００４３】
上記継ぎ板１５は橋幅方向において継ぎ板１５から突出した左右上掛け１５ａを隣接する下部フランジ３ｄ，５ｃの上面に掛け止めして上記突き合わせ状態を形成する。上記上掛け１５ａの具体構造例は図７に基づいて説明した通りである。
【００４４】
又図６に示す上下二段の補強鋼材５を用いた場合にも前記連結線材１０を通挿する。具体的には上記橋桁部分３′と上段補強鋼材５間には橋幅方向に延びるＰＣケーブル、無垢の線材等の鋼線材から成る連結線材１０を橋長方向に間隔を置いて多数本通挿して上記連結コンクリート盤７の上層部内に埋設すると共に、上記橋桁部分３′と上段補強鋼材５間に橋幅方向に延びる上記鋼線材から成る他の連結線材１０を橋長方向に間隔を置いて多数本通挿して上記連結コンクリート盤７の上層部内に埋設し上記補強構造を強化する。
【００４５】
同様に上記橋桁部分３′と下段補強鋼材５間には橋幅方向に延びるＰＣケーブル、無垢の線材等の鋼線材から成る連結線材１０を橋長方向に間隔を置いて多数本通挿して上記連結コンクリート盤７の下層部内に埋設すると共に、上記橋桁部分３′と下段補強鋼材５間に橋幅方向に延びる上記鋼線材から成る他の連結線材１０を橋長方向に間隔を置いて多数本通挿して上記連結コンクリート盤７の下層部内に埋設し上記補強構造を強化する。
【００４６】
上記上段連結線材１０はＨ形鋼から成る橋桁部分３′の腹板３ｅとＨ形鋼から成る上段補強鋼材５の腹板５ｄを貫通するように通挿して、両端の橋桁部分３′の腹板３ｅ外側面においてナット１２により締結する。
【００４７】
同様に上記下段連結線材１０はＨ形鋼から成る橋桁部分３′の腹板３ｅとＨ形鋼から成る下段補強鋼材５の腹板５ｄを貫通するように通挿して両端の橋桁部分３′の腹板３ｅ外側面においてナット１２により締結する。
【００４８】
上記上下二段の補強鋼材５及び上下二段の連結線材１０は図５に示すＰＣコンクリート桁を用いた例においても同様に実施可能である。
【００４９】
上記連結線材１０は前記の通り、裸の線材を通挿して連結コンクリート盤７内に埋設しコンクリートと結着せしめるか、上記橋桁部分３′と補強鋼材５間に橋幅方向に延びる管材１０′内に緩貫挿した連結線材１０を通挿して上記連結コンクリート盤７内に埋設し、上記連結線材１０を緊張することにより上記連結コンクリート盤７にプレストレス力を与え補強する。
【００５０】
上記管材１０′内に緩貫挿した連結線材１０を用いてプレストレス力を与える方法は、図４に示すＨ形鋼桁を橋桁３として用いた桁橋、図５に示すＰＣコンクリート桁を橋桁３として用いた桁橋、又図６に示す上下二段の補強鋼材５を用いた場合に実施できる。
【００５１】
上記管材１０′内に緩貫挿した連結線材１０を通挿して連結コンクリート盤７内に埋設した場合、管材１０′がコンクリートと固く結着し、連結線材１０は管材１０′内を軸方向に移動可能であり、該連結線材１０の両端を管材１０′の両端から突出し、該連結線材１０両端に形成した雌ねじに受圧板１３を介して連結コンクリート盤７の橋幅方向の外側面においてナット１２締めし、該全連結線材１０の橋幅方向の締め付け力を連結コンクリート盤７に与え、上記プレストレス力を与える。
【００５２】
一例として図８に示すように、上記連結線材１０の両端を高欄１４を形成する連結コンクリート盤７の橋幅方向外側面に露出し、受圧板１３を同外側面に充てがって上記ナット１２締めを行う。
【００５３】
他例として上記連結線材１０の両端は橋幅方向左右端の橋桁部分３′の腹板３ｅの外側面に受圧板１３を介しナット１２締めする。この場合橋幅方向左右端の橋桁部分３′の内側面領域にコンクリートを一次打設し、打設硬化後に上記腹板３ｅ側面におけるナット締めを行い、次に橋幅方向左右端の橋桁部分３′の外側面領域にコンクリートを二次打設し、上記一次、二次打設コンクリートの一体構造から成る連結コンクリート盤７を形成し、ナット締め部を該連結コンクリート盤７内に埋設する。
【００５４】
上記図４、図５に示す何れの実施例においても、上記連結コンクリート盤７はその全体を中実コンクリート構造にするか、又は同図並びに図１１に示すように、中空構造７ａにすることを妨げない。
【００５５】
上記中空部７ａ内には発泡スチロール等の樹脂発泡体１１を充填することができる。該樹脂発泡体１１を橋桁部分３′の腹板３ｅと、補強鋼材５の腹板５ｄ間に設置した上でコンクリートを打設し連結コンクリート盤７を形成する。該連結コンクリート盤７は中空部７ａを介して上層と下層に隔てられ、図５においては、上層の連結コンクリート盤部内に上記橋桁部分３′の腹板３ｅの上端と上部フランジ３ｃと補強鋼材５の腹板５ｄの上端と上部フランジ５ｂと上部連結線材１０を埋設し、下層の連結コンクリート盤部内に上記橋桁部分３′の腹板３ｅの下端と補強鋼材５の腹板５ｄの下端と下部連結線材１０を埋設する。
【００５６】
上記図４に示すＨ形鋼から成る橋桁部分３′の下部フランジ３ｄの下面と補強鋼材５の下部フランジ５ｃの下面は、連結コンクリート盤７の下面より露出し、同様に上記図５に示すＰＣコンクリート製橋桁部分３′の腹板３ｅ下端面と補強鋼材５の下部フランジ５ｃの下面を連結コンクリート盤７の下面より露出する。
【００５７】
又は上記図４に示すＨ形鋼から成る橋桁部分３′と補強鋼材５の下部フランジ３ｄと５ｃを連結コンクリート盤７内へ完全に埋設する。
【００５８】
同様に上記図５に示すコンクリート製橋桁部分３′の腹板３ｅ下端面と補強鋼材５の下部フランジ５ｃを完全に連結コンクリート盤７内に埋設する。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】従来の鋼桁を用いた桁橋における補強構造を説明する橋幅方向要部断面図。
【図２】従来のＰＣコンクリート桁を用いた桁橋における補強構造を説明する橋幅方向要部断面図。
【図３】複径間桁橋に本発明に係る補強構造を設けた部位を示す側面図。
【図４】Ｈ形鋼桁を橋桁として用いた桁橋における補強構造の具体例を示す橋幅方向断面図。
【図５】ＰＣコンクリート桁を橋桁として用いた桁橋における補強構造の他の具体例を示す橋幅方向断面図。
【図６】Ａは上記補強構造を形成する補強鋼材を上下二段に配した例と、継ぎ板を用いた場合を示す橋幅方向断面図、Ｂは同橋長方向要部断面図。
【図７】図４に示す補強構造において継ぎ板を用いた場合を例示する橋幅方向要部断面図。
【図８】上記補強構造を形成する連結線材の具体例を示す橋幅方向断面図。
【図９】コンクリート打設前の上記補強構造を構成する橋桁と補強鋼材の配置状態を平面において断面視する、図４に示す具体例を以って示す要部断面図。
【図１０】コンクリート打設後の上記補強構造を平面において断面視する、図４に示す具体例を以って示す要部断面図。
【図１１】上記補強構造の橋長方向における要部断面図であり、図４に示す具体例を以って示す図。
【符号の説明】
【００６０】
１…橋台、２…橋脚、３…橋桁、３ａ…桁端、３ｃ…上部フランジ、３ｄ…下部フランジ、３ｅ…腹板、４…支承、５…補強鋼材、５ｂ…上部フランジ、５ｃ…下部フランジ、５ｄ…腹板、６…支承、７…連結コンクリート盤、７ａ…中空部、８…コンクリート床版、９…舗装、１０…連結線材、１０′…管材、１１…樹脂発泡体、１２…ナット、１３…受圧板、１４…高欄、１５…継ぎ板、１５ａ…左右上掛け、１５ｂ…上掛け棒、１６…ボルト。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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