(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状に形成され、厚さ方向に交差する並び方向に並べて配置された第一プレキャスト床版と第二プレキャスト床版とを接続するプレキャスト床版の接続構造であって、
前記第一プレキャスト床版の側面から突出するように形成され、前記厚さ方向及び前記並び方向にそれぞれ交差する交差方向の一方側に向かうにしたがって前記厚さ方向の一方側に向かうように傾斜した第一傾斜面を有する第一凸部と、
前記第二プレキャスト床版の側面から突出するように形成され、前記第一傾斜面に沿って傾斜するとともに前記第一傾斜面に接触する第二傾斜面を有する第二凸部と、
を備え、
前記第一凸部と前記第二凸部との前記第一傾斜面に沿う方向の移動が、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との間に作用する静止摩擦力、又は、前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面に作用する固着力により規制されることを特徴とするプレキャスト床版の接続構造。
【請求項２】
前記第一凸部と前記第二凸部との前記第一傾斜面に沿う方向の移動が、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との間に作用する前記静止摩擦力により規制され、
前記並び方向に直交する断面において、前記第一プレキャスト床版の主面と前記第一傾斜面とのなす角度をθ（ｒａｄ）としたときに、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との静止摩擦係数はｔａｎθの値以上であることを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト床版の接続構造。
【請求項３】
前記第一プレキャスト床版の側面と前記第二プレキャスト床版の側面との間に設けられ、前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面にそれぞれ固着する充填材を備え、
前記第一凸部と前記第二凸部との前記第一傾斜面に沿う方向の移動が、前記第一傾斜面と前記充填材との間に作用する前記固着力、及び前記第二傾斜面と前記充填材との間に作用する前記固着力により規制されることを特徴とする請求項１に記載のプレキャスト床版の接続構造。
【請求項４】
前記第一傾斜面と前記第一プレキャスト床版の主面を延長した面との交線の少なくとも一部は曲線状であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のプレキャスト床版の接続構造。
【請求項５】
請求項１に記載のプレキャスト床版の接続構造と、
前記第一プレキャスト床版と、
前記第二プレキャスト床版と、
を備えることを特徴とするプレキャスト床版システム。
【請求項６】
請求項５に記載のプレキャスト床版システムと、
前記第一プレキャスト床版の主面及び前記第二プレキャスト床版の主面に支持面が取付けられ、前記並び方向に延びるとともに前記交差方向に間隔を空けて複数並べて配置され、前記第一プレキャスト床版及び前記第二プレキャスト床版を下方から支持する橋桁と、
を備え、
前記交差方向において、前記交差方向に隣り合う前記橋桁の前記支持面の間には、前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面の少なくとも一部がそれぞれ配置され、
前記並び方向に直交し、かつ、前記第二プレキャスト床版の前記第二凸部を前記橋桁が支持する位置での断面において、
前記第二傾斜面は前記第二プレキャスト床版の第二主面から前記主面側に前記厚さ方向に移動するにしたがって前記交差方向の一方側に向かうように傾斜し、かつ、前記第二傾斜面の前記交差方向の他方側の端は前記橋桁の前記支持面上に配置されていることを特徴とする橋構造。
【請求項７】
前記並び方向に直交し、前記第二プレキャスト床版の前記第二凸部を複数の前記橋桁のうち前記交差方向の他方側の端に配置された前記橋桁が支持するとともに、前記第二凸部よりも前記交差方向の他方側に前記第一凸部が配置された位置での断面において、
前記第二傾斜面は前記第二プレキャスト床版の第二主面から前記主面側に前記厚さ方向に移動するにしたがって前記交差方向の他方側に向かうように傾斜し、かつ、前記第二傾斜面の前記交差方向の一方側の端は前記橋桁の前記支持面上に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の橋構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレキャスト床版の接続構造、プレキャスト床版システム、及び橋構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、道路橋等の橋構造の施工に要する期間を短縮させるために、橋構造を構成する床版を複数のプレキャスト床版を用いて構成することが検討されている。
【０００３】
例えば、非特許文献１の歩道橋では、一対のプレキャスト床版の対向する側面にそれぞれ凹部を形成している。せん断キーである１本のパイプを、各プレキャスト床版の凹部に係合させる。パイプ内をモルタルで充填する。各凹部とパイプとの間は、ＭＭＡ（Ｍｅｔｈｙｌ  ＭｅｔｈＡｃｒｙｌａｔｅ：メチルメタクリレート）樹脂で充填する。すなわち、一対のプレキャスト床版をパイプ及びＭＭＡ樹脂で接続している。
プレキャスト床版は、床版設置の事前に、工場、又は施工現場も含む製造ヤード等の場所で予め製作される。このため、プレキャスト床版を天候等に関係無く製造することができ、歩道橋の施工に要する期間を短縮させることができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】川田工業株式会社・富山技術部、“プレキャスト床版を用いた歩道橋の設計”、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２年１月、川田技報  Ｖｏｌ．９、［平２７年３月９日検索］、インターネット〈URL:http://www.kawada.co.jp/technology/gihou/vol_09.html〉
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、非特許文献１の歩道橋では、一対のプレキャスト床版の間にパイプを配置したうえでプレキャスト床版の凹部とパイプとの間にＭＭＡ樹脂を充填する必要がある。このため、一対のプレキャスト床版の接続に手間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、プレキャスト床版同士を容易に接続できるプレキャスト床版の接続構造、このプレキャスト床版の接続構造を備えるプレキャスト床版システム、及びこのプレキャスト床版システムを備える橋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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明のプレキャスト床版の接続構造は、板状に形成され、厚さ方向に交差する並び方向に並べて配置された第一プレキャスト床版と第二プレキャスト床版とを接続するプレキャスト床版の接続構造であって、前記第一プレキャスト床版の側面から突出するように形成され、前記厚さ方向及び前記並び方向にそれぞれ交差する交差方向の一方側に向かうにしたがって前記厚さ方向の一方側に向かうように傾斜した第一傾斜面を有する第一凸部と、前記第二プレキャスト床版の側面から突出するように形成され、前記第一傾斜面に沿って傾斜するとともに前記第一傾斜面に接触する第二傾斜面を有する第二凸部と、を備え、前記第一凸部と前記第二凸部との前記第一傾斜面に沿う方向の移動が、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との間に作用する静止摩擦力、又は、前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面に作用する固着力により規制されることを特徴としている。
【０００８】
この発明によれば、第二凸部から第一凸部に向かって厚さ方向に荷重が作用したときに、第一凸部に対して第二凸部が第一傾斜面に沿って移動しようとする。第一凸部と第二凸部との第一傾斜面に沿う方向の移動が静止摩擦力又は固着力により規制されているため、第一凸部に対して第二凸部が厚さ方向及び交差方向にそれぞれ移動せず、第一プレキャスト床版と第二プレキャスト床版とが一体化した状態が保持される。
【０００９】
また、上記のプレキャスト床版の接続構造において、前記第一凸部と前記第二凸部との前記第一傾斜面に沿う方向の移動が、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との間に作用する前記静止摩擦力により規制され、前記並び方向に直交する断面において、前記第一プレキャスト床版の主面と前記第一傾斜面とのなす角度をθ（ｒａｄ）としたときに、前記第一傾斜面と前記第二傾斜面との静止摩擦係数はｔａｎθの値以上であってもよい。
この発明によれば、第一傾斜面と第二傾斜面との間に作用する静止摩擦力が、作用する荷重により第一凸部に対して第二凸部を第一傾斜面に沿って移動しようとする分力以上になる。
【００１０】
また、上記のプレキャスト床版の接続構造において、前記第一プレキャスト床版の側面と前記第二プレキャスト床版の側面との間に設けられ、前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面にそれぞれ固着する充填材を備え、前記第一凸部と前記第二凸部との前記第一傾斜面に沿う方向の移動が、前記第一傾斜面と前記充填材との間に作用する前記固着力、及び前記第二傾斜面と前記充填材との間に作用する前記固着力により規制されてもよい。
【００１１】
また、上記のプレキャスト床版の接続構造において、前記第一傾斜面と前記第一プレキャスト床版の主面との交線の少なくとも一部は曲線状であってもよい。
この発明によれば、第一凸部の交線の少なくとも一部が曲線状であることで第一凸部の角部が少なくなる。
また、本発明のプレキャスト床版システムは、上記に記載のプレキャスト床版の接続構造と、前記第一プレキャスト床版と、前記第二プレキャスト床版と、を備えることを特徴としている。
【００１２】
また、本発明の橋構造は、上記に記載のプレキャスト床版システムと、前記第一プレキャスト床版の主面及び前記第二プレキャスト床版の主面に支持面が取付けられ、前記並び方向に延びるとともに前記交差方向に間隔を空けて複数並べて配置され、前記第一プレキャスト床版及び前記第二プレキャスト床版を下方から支持する橋桁と、を備え、前記交差方向において、前記交差方向に隣り合う前記橋桁の前記支持面の間には、前記第一傾斜面及び前記第二傾斜面の少なくとも一部がそれぞれ配置され、前記並び方向に直交し、かつ、前記第二プレキャスト床版の前記第二凸部を前記橋桁が支持する位置での断面において、前記第二傾斜面は前記第二プレキャスト床版の第二主面から前記主面側に前記厚さ方向に移動するにしたがって前記交差方向の一方側に向かうように傾斜し、かつ、前記第二傾斜面の前記交差方向の他方側の端は前記橋桁の前記支持面上に配置されていることを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、交差方向に隣り合う橋桁の支持面の間に第一傾斜面及び第二傾斜面の少なくとも一部がそれぞれ配置される。このため、交差方向に隣り合う橋桁の支持面の間において、第一傾斜面及び第二傾斜面のうち上方にあるものが下方にあるものから支持される。
並び方向に直交し、かつ、第二プレキャスト床版の第二凸部を橋桁が支持する位置での断面において、並び方向において支持面の交差方向の一方側よりも交差方向の一方側の第一凸部に厚さ方向に沿って下方に向かって荷重を作用させる。この荷重は、第一傾斜面及び第二傾斜面を介して、第一凸部の下方に配置されるとともに橋桁で支持された第二凸部で支持される。
【００１４】
また、上記の橋構造において、前記並び方向に直交し、前記第二プレキャスト床版の前記第二凸部を複数の前記橋桁のうち前記交差方向の他方側の端に配置された前記橋桁が支持するとともに、前記第二凸部よりも前記交差方向の他方側に前記第一凸部が配置された位置での断面において、前記第二傾斜面は前記第二プレキャスト床版の第二主面から前記主面側に前記厚さ方向に移動するにしたがって前記交差方向の他方側に向かうように傾斜し、かつ、前記第二傾斜面の前記交差方向の一方側の端は前記橋桁の前記支持面上に配置されてもよい。
この発明によれば、橋桁で支持された第二凸部よりも交差方向の他方側に配置された第一凸部に厚さ方向に沿って下方に向かって荷重を作用させる。この荷重は、第一傾斜面及び第二傾斜面を介して、第一凸部の下方に配置されるとともに橋桁で支持された第二凸部で支持される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明において、請求項１に記載のプレキャスト床版の接続構造によれば、非特許文献１のようにパイプ及びＭＭＡ樹脂といった複数の部材を用いることなく、第一凸部と第二凸部とを接続することでプレキャスト床版同士を容易に接続することができる。
請求項２に記載のプレキャスト床版の接続構造によれば、第一凸部と第二凸部との間に他の部材を設けることなく、第一凸部と第二凸部とを第一傾斜面と第二傾斜面との間に作用する静止摩擦力により接続することができる。
【００１６】
請求項３に記載のプレキャスト床版の接続構造によれば、第一凸部と第二凸部とが第一傾斜面に直交する方向にガタつくのを抑制することができる。
請求項４に記載のプレキャスト床版の接続構造によれば、外力に対して第一凸部が破損しにくくなる。
請求項５に記載のプレキャスト床版システムによれば、両プレキャスト床版をプレキャスト床版の接続構造を用いて容易に接続することができる。
【００１７】
請求項６に記載の橋構造によれば、交差方向に隣り合う橋桁の支持面の間において、一方のプレキャスト床版と他方のプレキャスト床版の凸部との間に厚さ方向に段差が形成されるのを抑制することができる。
請求項７に記載の橋構造によれば、複数の橋桁のうち交差方向の他方側の端に配置された橋桁が支持する第二凸部よりも交差方向の他方側に配置された第一凸部と第二プレキャスト床版との間に、厚さ方向に段差が形成されるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１実施形態のプレキャスト床版システムの斜視図である。
【図２】同プレキャスト床版システムの第一プレキャスト床版の斜視図である。
【図３】同プレキャスト床版システムの第一凸部に輪荷重が作用した状態を示す断面図である。
【図４】同プレキャスト床版システムの両プレキャスト床版を分解した斜視図である。
【図５】同プレキャスト床版システムの第二凸部に輪荷重が作用した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態の変形例における第一プレキャスト床版の斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態の変形例におけるプレキャスト床版システムを分解した斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態の変形例におけるプレキャスト床版システムの要部の断面図である。
【図９】並び方向に隣り合うプレキャスト床版の段差の解析結果を示す図である。
【図１０】並び方向に隣り合うプレキャスト床版の目開きの解析結果を示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の橋構造の断面図である。
【図１２】図１１中の要部拡大図である。
【図１３】図１１中の要部拡大図である。
【図１４】図１１中の要部拡大図である。
【図１５】本発明の第２実施形態の変形例における橋構造の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、本発明に係るプレキャスト床版システム（以下、床版システムとも略称する）の第１実施形態を、図１から図１０を参照しながら説明する。
図１から３に示すように、本床版システム１は、第一プレキャスト床版１０と、第一プレキャスト床版１０の側面１０ａから突出するように形成された複数の第一凸部１５と、第二プレキャスト床版２０と、第二プレキャスト床版２０の側面２０ａから突出するように形成された複数の第二凸部２５とを備えている。
なお、複数の第一凸部１５及び複数の第二凸部２５で、本実施形態のプレキャスト床版の接続構造（以下、接続構造とも略称する）２を構成する。これら、第一プレキャスト床版１０の側面１０ａ及び第二プレキャスト床版２０の側面２０ａは、第一プレキャスト床版１０の厚さ方向Ｚに平行な面である。
図３は、後述する並び方向Ｘに直交する平面による断面図である。
【００２０】
第一プレキャスト床版１０は、第一プレキャスト床版１０の厚さ方向Ｚに平行に見たときに矩形状となる板状に形成されている。
本実施形態では、第一凸部１５は、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが並べて配置される並び方向Ｘに平行に見たときに、平行四辺形状に形成されている（図３参照）。この並び方向Ｘは、厚さ方向Ｚに直交（交差）する方向である。
第一凸部１５の外面１５ａ、１５ｂは、第一プレキャスト床版１０の第一主面（主面）１０ｂ、第二主面１０ｃにそれぞれ面一である。これら外面１５ａ、１５ｂは、厚さ方向Ｚに直交する平坦な面である。第一凸部１５の厚さ（厚さ方向Ｚの長さ）は、第一プレキャスト床版１０の厚さに等しい。
【００２１】
図３に示すように、第一凸部１５の外面である第一傾斜面１５ｃ、１５ｄは、直交方向（交差方向）Ｙの一方側Ｙ１に向かうにしたがって厚さ方向Ｚの一方側Ｚ１に向かうように傾斜している。この直交方向Ｙは、並び方向Ｘ及び厚さ方向Ｚにそれぞれ直交（交差）する方向である。これら第一傾斜面１５ｃ、１５ｄは、並び方向Ｘに平行な平坦な面である。図２に示すように、第一傾斜面１５ｃと第一プレキャスト床版１０の第一主面１０ｂを延長した面との交線Ｌ１は、直線状である。
図３に示すように、第一プレキャスト床版１０の第一主面１０ｂと第一傾斜面１５ｃ、１５ｄとのなす角度を、θ（ｒａｄ：ラジアン）とする。ただし、角度θは鋭角、すなわち０よりも大きくπ／２未満であるとする。この例では、例えば角度θは０．４３６ｒａｄ（２５°）である。
【００２２】
本実施形態では、直交方向Ｙに隣り合う第一凸部１５の一部が厚さ方向Ｚに重なる。
第一プレキャスト床版１０及び複数の第一凸部１５は、ＲＣ（Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ：鉄筋コンクリート）又はＰＣ（Ｐｒｅｓｔｒｅｓｓｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ）等で一体に形成されている。
【００２３】
第二プレキャスト床版２０、第二凸部２５は、第一プレキャスト床版１０、第一凸部１５と同様に構成されている。
すなわち、第二プレキャスト床版２０は、厚さ方向Ｚに平行に見たときに矩形状となる板状に形成されている。第二凸部２５は、並び方向Ｘに平行に見たときに、平行四辺形状に形成されている。第二プレキャスト床版２０の側面２０ａは、第一プレキャスト床版１０の側面１０ａに対向する面である。
図３に示すように、第二凸部２５の外面２５ａ、２５ｂは、第二プレキャスト床版２０の第一主面（主面）２０ｂ、第二主面２０ｃにそれぞれ面一である。これら外面２５ａ、２５ｂは、厚さ方向Ｚに直交する平坦な面である。第二凸部２５の厚さは、第二プレキャスト床版２０の厚さに等しい。第二プレキャスト床版２０の厚さは、第一プレキャスト床版１０の厚さに等しい。
【００２４】
第二凸部２５の外面である第二傾斜面２５ｃ、２５ｄは、第一傾斜面１５ｃ、１５ｄに沿ってそれぞれ傾斜する。より具体的には、第二傾斜面２５ｃ、２５ｄは直交方向Ｙの一方側Ｙ１に向かうにしたがって厚さ方向Ｚの一方側Ｚ１に向かうように傾斜している。これら第二傾斜面２５ｃ、２５ｄは、並び方向Ｘに平行な平坦な面である。
第二プレキャスト床版２０の第一主面２０ｂと第二傾斜面２５ｃ、２５ｄとのなす角度は、前述の角度θとなる。
【００２５】
直交方向Ｙに隣り合う第二凸部２５の直交方向Ｙの距離は、第一凸部１５の直交方向Ｙの長さよりもわずかに長い。複数の第二凸部２５を複数の第一凸部１５に係合させて第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とを接続したときに、第二凸部２５の第二傾斜面２５ｃ、２５ｄは第一傾斜面１５ｄ、１５ｃにそれぞれ接触する。第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとの静止摩擦係数μは、ｔａｎθの値以上である。
例えば、角度θが０．４３６ｒａｄの場合には、ｔａｎθの値は０．４７になる。第一凸部１５及び第二凸部２５がそれぞれコンクリートで形成されているこの例では、例えば静止摩擦係数μは０．６である。
同様に、第一傾斜面１５ｄと第二傾斜面２５ｃとの静止摩擦係数は、前述の静止摩擦係数μに等しく、ｔａｎθの値以上である。
【００２６】
本実施形態では、直交方向Ｙに隣り合う第二凸部２５の一部が厚さ方向Ｚに重なる。
第二プレキャスト床版２０及び複数の第二凸部２５は、第一プレキャスト床版１０と同一の材料で一体に形成されている。
このように構成された床版システム１は、例えば図４に示すように、第一プレキャスト床版１０に対して第二プレキャスト床版２０を第一傾斜面１５ｃに沿う方向である方向Ｔに移動させ、複数の第一凸部１５と複数の第二凸部２５とを係合させることで、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが接続される。複数の第一凸部１５及び複数の第二凸部２５は、床版システム１の櫛形のせん断キーとなる。
このとき、第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとの間等に摩擦力が作用するが、この摩擦力に抗して第一凸部１５と第二凸部２５とを係合させる。
【００２７】
このように構成された床版システム１は、後述するように高速道路等の道路橋に用いられる。このとき、図３に示すように、道路橋の橋軸方向Ｕと床版システム１の並び方向Ｘとが平行になるように道路橋に床版システム１が取付けられる。厚さ方向Ｚは、例えば鉛直方向Ｖと平行になる。床版システム１上には、図示はしないが公知の防水層及びアスファルト舗装層が順次積層される。
自動車Ｃは、アスファルト舗装層上を並び方向Ｘに沿って走行する。自動車ＣのタイヤＣ１が、アスファルト舗装層を介して床版システム１に下方に向かって輪荷重（荷重）Ｐを作用させるとする。この例では、輪荷重Ｐが第一凸部１５の外面１５ｂに作用する場合について説明する。
輪荷重Ｐは、第一傾斜面１５ｃに沿う方向である方向Ｔの分力であるずれ力Ｐｈと、方向Ｔに直交する方向の分力である支圧力Ｐｖとに分解される。なお、ずれ力Ｐｈ及び支圧力Ｐｖの大きさは、（１）式及び（２）式のように規定される。
Ｐｈ＝Ｐｓｉｎθ  ・・（１）
Ｐｖ＝Ｐｃｏｓθ  ・・（２）
【００２８】
第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとの間に作用する静止摩擦力Ｑは、（３）式のようになる。
Ｑ＝μＰｖ＝μＰｃｏｓθ  ・・（３）
ここで、静止摩擦力Ｑの大きさとずれ力Ｐｈの大きさとを比較すると、（４）式のようになる。
Ｑ−Ｐｈ＝μＰｃｏｓθ−Ｐｓｉｎθ＝Ｐｃｏｓθ（μ−ｔａｎθ）
≒Ｐ×０．９１×（０．６−０．４７）  ・・（４）
【００２９】
輪荷重Ｐは正の値である。角度θが鋭角あるときはｃｏｓθの値は正になる。静止摩擦係数μはｔａｎθの値以上であるため、（４）式の値が０以上になる。すなわち、（Ｑ−Ｐｈ）の値が０以上であれば、静止摩擦力Ｑがずれ力Ｐｈ以上になり、第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとの間にずれ力Ｐｈが作用しても、第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとが方向Ｔに相対的に移動しない。すなわち、静止摩擦力Ｑにより第一凸部１５と第二凸部２５との方向Ｔの移動が規制され、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが一体化する。
このように、輪荷重Ｐが作用したときに、第一凸部１５に対して第二凸部２５が方向Ｔに移動しようとする。しかし、静止摩擦力Ｑにより第一凸部１５と第二凸部２５との方向Ｔの移動が規制されているため、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが相対的に移動しないで一体化した状態が保持される。
【００３０】
一方で、図５に示すように輪荷重Ｐが第二凸部２５の外面２５ｂに作用する場合について説明する。
輪荷重Ｐが第一凸部１５に作用する場合と同様に、輪荷重Ｐは、方向Ｔの分力であるずれ力Ｐｈと、方向Ｔに直交する方向の分力である支圧力Ｐｖとに分解される。
ずれ力Ｐｈ、支圧力Ｐｖ、及び静止摩擦力Ｑの大きさは、（１）式、（２）式、及び（３）式と同一である。なお、この場合の静止摩擦力Ｑは、第一傾斜面１５ｄと第二傾斜面２５ｃとの間に作用するものとなる。
この場合においても、静止摩擦力Ｑの大きさとずれ力Ｐｈの大きさとの差が（４）式のようになる。静止摩擦力Ｑにより第一凸部１５と第二凸部２５との方向Ｔの移動が規制され、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが一体化する。
このように、輪荷重Ｐが接続構造２である第一凸部１５及び第二凸部２５のいずれに作用しても、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが一体化した状態が保持される。
【００３１】
以上説明したように、本実施形態の接続構造２によれば、厚さ方向Ｚに沿って下方に向かって輪荷重Ｐが作用したときに、第一凸部１５に対して第二凸部２５が方向Ｔに移動しようとする。第一凸部１５と第二凸部２５との方向Ｔの移動が静止摩擦力Ｑにより規制されているため、第一凸部１５に対して第二凸部２５が厚さ方向Ｚ及び鉛直方向Ｖにそれぞれ移動せず、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とが一体化した状態が保持される。
こうして、非特許文献１のようにパイプ及びＭＭＡ樹脂といった複数の部材を用いることなく、第一凸部１５と第二凸部２５とを静止摩擦力Ｑだけで接続することでプレキャスト床版１０、２０同士を容易に接続することができる。
【００３２】
第一凸部１５及び第二凸部２５の全体としての厚さは、プレキャスト床版１０、２０の厚さに等しい。このため、接続構造２のせん断強度は、本体であるプレキャスト床版１０、２０せん断強度とほぼ等しくなる。したがって、プレキャスト床版１０、２０及び凸部１５、２５内に補強用の鋼材を追加する必要がない。
【００３３】
本実施形態の床版システム１によれば、両プレキャスト床版１０、２０を接続構造２を用いて容易に接続することができる。
第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとの静止摩擦係数μはｔａｎθの値以上であるため、第一凸部１５と第二凸部２５との間に他の部材を設けることなく、第一凸部１５と第二凸部２５とを第一傾斜面１５ｃと第二傾斜面２５ｄとの間に作用する静止摩擦力により接続することができる。
【００３４】
なお、本実施形態の接続構造２及び床版システム１は、以下に説明するようにその構成を様々に変形させることができる。
例えば、図６に示すように、第一凸部３０の第一傾斜面３０ｃ、３０ｄが曲面であってもよい。この変形例では、第一傾斜面３０ｃと第一プレキャスト床版１０の第一主面１０ｂを延長した面との交線Ｌ２は、直線状である。このように、第一傾斜面３０ｃ、３０ｄは、平坦でなく、所定の曲率半径で湾曲していてもよい。
図示はしないが、第二凸部も第一凸部３０と同様に形成される。
この場合、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とを接続するには、第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０とを並び方向Ｘに移動させる。
【００３５】
図７に示す床版システム１Ａのように、本実施形態の第一凸部１５、第二凸部２５に代えて第一凸部３５、第二凸部４０を備えてもよい。
第一凸部３５の第一傾斜面３５ｃ、３５ｄは曲面であり、第一傾斜面３５ｃと第一傾斜面３５ｄとは滑らかに連なっている。
第一凸部３５の第一傾斜面３５ｃ、３５ｄと第一プレキャスト床版１０の第一主面１０ｂを延長した面との交線Ｌ４、Ｌ５は曲線状である。交線Ｌ４、Ｌ５は、全体として正弦波のようであり、全ての部分が曲線状である。
第二凸部４０は、第一凸部３５と同様に第一凸部３５に係合するように形成されている。
【００３６】
このように構成された変形例の床版システム１Ａによれば、第一凸部３５の交線Ｌ４、Ｌ５が曲線状であることで、第一凸部３５の角部が少なくなる。したがって、外力に対して第一凸部３５が破損しにくくなる。
なお、この変形例では、交線Ｌ４、Ｌ５の全ての部分が曲線状であるとしたが、交線Ｌ４、Ｌ５の一部が直線状でもよい。具体的には、図２に示す交線Ｌ１の長手方向の中央部が直線状で、両端部がそれぞれ角を無くすように曲線状であってもよい。
【００３７】
図８に示す床版システム１Ｂのように、本実施形態の床版システム１において、第一プレキャスト床版１０の側面１０ａと第二プレキャスト床版２０の側面２０ａとの間の隙間Ｓに充填材４５を備えてもよい。充填材４５としては、アクリル樹脂モルタルやエポキシ樹脂等を用いることができる。充填材４５は、第一傾斜面１５ｃ、１５ｄ及び第二傾斜面２５ｃ、２５ｄにそれぞれ固着する。言い換えると、第一傾斜面１５ｃ、１５ｄと充填材４５との間に作用する固着力、及び第二傾斜面２５ｃ、２５ｄと充填材４５との間に作用する固着力により、第一凸部１５と第二凸部２５との方向Ｔの移動が規制される。
充填材４５の固着力は、凸部１５、２５に輪荷重Ｐが作用しても第一凸部１５と第二凸部２５とが方向Ｔに移動しないように、充填材４５に添加する添加物や充填材４５のグレード等を選定して調節される。
このように床版システム１Ｂを構成しても、本実施形態の床版システム１と同様の効果を奏することができる。
さらに、第一凸部１５と第二凸部２５とが充填材４５により固着されることで、第一凸部１５と第二凸部２５とが第一傾斜面１５ｃに直交する方向にガタつくのを抑制することができる。
【００３８】
ここで、実施例及び比較例の床版システムの段差及び目開きについて解析した結果を図９及び１０を用いて説明する。
図９は、実施例及び比較例のプレキャスト床版の段差の解析結果を示す。線Ｌ２１で示したものが充填材４５を有する実施例の床版システム１Ｂでの解析結果である。図の横軸における位置Ａ１、Ａ２に接続構造２が配置され、位置Ａ１と位置Ａ２との間の範囲Ａ３に１枚のプレキャスト床版１０が配置されている。１枚のプレキャスト床版１０の並び方向Ｘの長さは、２ｍとした。プレキャスト床版１０を並び方向Ｘに挟むように、他のプレキャスト床版が配置されている。
なお、輪荷重Ｐは、図中に示すプレキャスト床版の位置Ａ１側の端部に作用させている。
【００３９】
比較例として、プレキャスト床版が非特許文献１のようにＭＭＡ樹脂等で比較的弱い強度で接続されているもの（以下、非連続構造の床版システムと称する）の解析結果を線Ｌ２２で示す。比較例として、プレキャスト床版が継ぎ目無く並び方向Ｘに連なるとしたもの（連続構造の床版システムに相当する）の解析結果を線Ｌ２３で示す。
非連続構造では、並び方向Ｘに隣り合うプレキャスト床版間に長さＤ６の大きな段差が生じる。連続構造では段差は生じない。
実施例の床版システム１Ｂによる段差の長さＤ７は、０．１５ｍｍ程度である。
プレキャスト床版間に接続構造を設けて実施例の床版システム１Ｂとすることで、比較例の床版システムに比べて段差が小さくなり、連続構造の床版システムに近い変形量となることが分かった。
【００４０】
図１０は、実施例及び比較例のプレキャスト床版の目開きの解析結果を示す。
線Ｌ２４で示したものが実施例の床版システム１Ｂでの解析結果である。比較例として、非連続構造の床版システムの解析結果を線Ｌ２５で示し、連続構造の床版システムの解析結果を線Ｌ２６で示す。
床版システム１Ｂの目開きの長さＤ８は、非連続構造の床版システムの目開きの長さＤ９と同程度で０．２５ｍｍ程度であることが分かった。なお、連続構造では目開きは生じない。
【００４１】
本実施形態では、第一プレキャスト床版１０に複数の第一凸部１５が形成され、第一凸部１５に複数の第二凸部２５が形成されるとした。しかし、プレキャスト床版１０、２０に形成される凸部１５、２５の数に制限はなく、１つでもよい。
【００４２】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１１に示すように、本実施形態の道路橋（橋構造）３は高速道路等用のものであり、前述の床版システム１と、プレキャスト床版１０、２０に取付けられ、プレキャスト床版１０、２０を下方から支持する複数の橋桁５０とを備えている。
なお、図１１は、並び方向Ｘに直交する平面による断面図である。
【００４３】
橋桁５０は、ウェブ５１の上方、下方にそれぞれフランジ５２、５３が位置するように配置されている。橋桁５０には、公知のＩ形鋼又はＨ形鋼等を用いることができる。
複数の橋桁５０は、並び方向Ｘに延びるとともに直交方向Ｙに間隔を空けて並べて配置されている。この並び方向Ｘは、道路橋３の橋軸方向Ｕに平行な方向となる。厚さ方向Ｚは、例えば鉛直方向Ｖと平行になる。
橋桁５０は、並び方向Ｘに間隔を開けて配置された橋脚５５（図１１では１本のみ示す）により下方から支持されている。
【００４４】
フランジ５２の上方の面である支持面５２ａは、第一プレキャスト床版１０の第一主面１０ｂ及び第二プレキャスト床版２０の第一主面２０ｂに取付けられる。
直交方向Ｙにおいて、直交方向Ｙに隣り合う橋桁５０の支持面５２ａの間である範囲Ｒ１には、第一傾斜面１５ｃ、１５ｄ及び第二傾斜面２５ｃ、２５ｄの少なくとも一部がそれぞれ配置されている。
本実施形態では範囲Ｒ１内において、上方にある第一傾斜面１５ｃが下方にある第二傾斜面２５ｄに支持される。これにより、第二凸部２５に対して第一凸部１５が下方に移動することで第一プレキャスト床版１０と第二プレキャスト床版２０の第二凸部２５との間に厚さ方向Ｚに段差が形成されるのを抑制することができる。
【００４５】
これに対して、上記の条件を満たさない比較例の場合を、図１２を用いて説明する。この場合には、仮想線Ｌ１１で示すように、範囲Ｒ１の全体にわたり第二凸部２５が下方に向かって凸となるように湾曲する。その結果、第一プレキャスト床版１０と第二凸部２５との間に比較的大きな段差Ｄ１が形成されてしまう。
【００４６】
また、図１１に示す範囲Ｒ２のような、並び方向Ｘに直交し、かつ、第二プレキャスト床版２０の第二凸部２５を橋桁５０が支持する位置での断面における道路橋３の構成について説明する。
第二傾斜面２５ｄは、第二プレキャスト床版２０の第二主面２０ｃから第一主面２０ｂ側に厚さ方向Ｚに（下方に）移動するにしたがって直交方向Ｙの他方側Ｙ２に向かうように傾斜している。第二傾斜面２５ｄの直交方向Ｙの一方側Ｙ１の端２５ｅは、橋桁５０の支持面５２ａ上に配置されている。すなわち、厚さ方向Ｚに平行に見たときに、第二傾斜面２５ｄの端２５ｅは橋桁５０の支持面５２ａが占める範囲内に配置されている。
このため、並び方向Ｘにおいて支持面５２ａの直交方向Ｙの他方側Ｙ２よりもさらに直交方向Ｙの他方側Ｙ２の第一凸部１５の位置Ｑ１に厚さ方向Ｚに沿って下方に向かって輪荷重Ｐを作用させる。この輪荷重Ｐは、第二傾斜面１５ｃ及び第一傾斜面２５ｄを介して、輪荷重Ｐを作用させた第一凸部１０の下方に配置されるとともに橋桁５０で支持された第二凸部２５で支持される。
【００４７】
これに対して、上記の条件を満たさない比較例の場合を、図１３を用いて説明する。この比較例では、例えば、厚さ方向Ｚに平行に見たときに、第二傾斜面２５ｄの端２５ｅが支持面５２ａが占める範囲よりも直交方向Ｙの他方側Ｙ２の位置Ｑ２に配置されている。
この場合、輪荷重Ｐは第二凸部２５に作用するが、第二凸部２５の下方には第二凸部２５を支持する第一凸部１０や橋桁５０がないので、第二凸部２５の直交方向Ｙの他方側Ｙ２の端部は、仮想線Ｌ１２示すように下方に向かって湾曲してしまう。
【００４８】
また、図１１に示すように、複数の橋桁５０のうち直交方向Ｙの一方側Ｙ１の端に配置された橋桁５０を橋桁５０Ａと称することにする。範囲Ｒ３のような、並び方向Ｘに直交し、第二プレキャスト床版２０の第二凸部２５を橋桁５０Ａが支持するとともに、第二凸部２５よりも直交方向Ｙの一方側Ｙ１に第一凸部１５である第一凸部１５Ａが配置された位置での断面における道路橋３の構成について説明する。
第二傾斜面２５ｃは厚さ方向Ｚに沿って下方に移動するにしたがって直交方向Ｙの一方側Ｙ１に向かうように傾斜している。第二傾斜面２５ｃの直交方向Ｙの他方側Ｙ２の端２５ｆは、橋桁５０Ａの支持面５２ａ上に配置されている。すなわち、厚さ方向Ｚに平行に見たときに、第二傾斜面２５ｄの端２５ｆは橋桁５０Ａの支持面５２ａが占める範囲内に配置されている。
【００４９】
このため、第一凸部１５Ａの位置Ｑ３に厚さ方向Ｚに沿って下方に向かって輪荷重Ｐを作用させる。この輪荷重Ｐは、第一傾斜面１５ｄ及び第二傾斜面２５ｃを介して、輪荷重Ｐを作用させた第一凸部１５Ａの下方に配置されるとともに橋桁５０Ａで支持された第二凸部２５で支持される。
【００５０】
これに対して、上記の条件を満たさない比較例の場合を、図１４を用いて説明する。この比較例では、例えば第二傾斜面が下方に移動するにしたがって直交方向Ｙの他方側Ｙ２に向かうように傾斜して位置Ｑ４に配置されている。
この場合、輪荷重Ｐは第一凸部１５Ａに作用するが、第一凸部１５Ａの下方には第一凸部１５Ａを支持する第二凸部２５や橋桁５０がないので、第一凸部１５Ａは仮想線Ｌ１３示すように下方に移動してしまう。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の道路橋３によれば、直交方向Ｙに隣り合う橋桁５０の支持面５２ａの間に第一傾斜面１５ｃ、１５ｄ及び第二傾斜面２５ｃ、２５ｄの少なくとも一部がそれぞれ配置される。このため、直交方向Ｙに隣り合う橋桁５０の支持面５２ａの間において、第一傾斜面１５ｃ、１５ｄ及び第二傾斜面２５ｃ、２５ｄのうち上方にあるものが下方にあるものから支持される。
また、並び方向Ｘにおいて支持面５２ａの直交方向Ｙの他方側Ｙ２よりもさらに直交方向Ｙの他方側Ｙ２の第一凸部１５の位置Ｑ１に厚さ方向Ｚに沿って下方に向かって輪荷重Ｐを作用させる。この輪荷重Ｐは、第二傾斜面１５ｃ及び第二傾斜面２５ｄを介して、第一凸部１５の下方に配置されるとともに橋桁５０で支持された第二凸部２５で支持される。
したがって、交差方向に隣り合う橋桁５０の支持面５２ａの間において、一方のプレキャスト床版と他方のプレキャスト床版の凸部との間に厚さ方向Ｚに段差が形成されるのを抑制することができる。
【００５２】
第二傾斜面２５ｃは厚さ方向Ｚに沿って下方に移動するにしたがって直交方向Ｙの一方側Ｙ１に向かうように傾斜し、第二傾斜面２５ｃの直交方向Ｙの他方側Ｙ２の端２５ｆは、橋桁５０Ａの支持面５２ａ上に配置されている。
このため、第一凸部１５Ａに厚さ方向Ｚに沿って下方に向かって輪荷重Ｐを作用させる。この輪荷重Ｐは、第一傾斜面１５ｄ及び第二傾斜面２５を介して、第一凸部１５Ａの下方に配置されるとともに橋桁５０Ａで支持された第二凸部２５で支持される。
したがって、第一凸部１５Ａと第二プレキャスト床版２０との間に、厚さ方向Ｚに段差が形成されるのを抑制することができる。
【００５３】
なお、本実施形態では、図１５に示す道路橋３Ａのように、直交方向Ｙの一方側Ｙ１の端に配置された第一凸部１５Ａが耳桁等の支持部材６０で支持される場合には、第二傾斜面２５ｃは厚さ方向Ｚに沿って下方に移動するにしたがって直交方向Ｙの他方側Ｙ２に向かうように傾斜してもよい。
橋構造は道路橋であるとしたが、橋構造は鉄道橋等であるとしてもよい。
【００５４】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
【符号の説明】
【００５５】
１、１Ａ、１Ｂ  床版システム（プレキャスト床版システム）
２    接続構造（プレキャスト床版の接続構造）
３    道路橋（橋構造）
１０  第一プレキャスト床版
１０ａ、２０ａ  側面
１０ｂ、２０ｂ  第一主面（主面）
１５、１５Ａ、３０、３５  第一凸部
１５ｃ、１５ｄ、３０ｃ、３０ｄ  第一傾斜面
２０  第二プレキャスト床版
２０ｃ  第二主面
２５、４０  第二凸部
２５ｃ、２５ｄ  第二傾斜面
２５ｅ、２５ｆ  端
４５  充填材
５０、５０Ａ  橋桁
５２ａ  支持面
Ｌ４、Ｌ５  交線
Ｘ    並び方向
Ｙ    直交方向（交差方向）
Ｚ    厚さ方向
θ    角度
μ    静止摩擦係数
【図１】
0006387323.tif 000002
【図２】
0006387323.tif 000003
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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