(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ジオグリッドで補強した補強盛土に接合されたＲＣ橋台上に、ＰＣ桁の主桁を載置するＰＣ桁設置工程と、
前記ＰＣ桁と一体に形成されたフランジの端面から突出した鉄筋及び前記ＰＣ桁の主桁に位置する接合面に配した鉄筋と、前記ＲＣ橋台から突出した鉄筋とを互いに重ねて配置する配筋工程と、
前記重ねられた鉄筋を覆ってコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、を有する橋梁の構築方法であって、
前記ＰＣ桁の端部に位置するフランジには切欠部が形成されており、該ＰＣ桁のフランジから突出した鉄筋及び接合面に配した鉄筋を、前記ＲＣ橋台の鉄筋に重ねて配置する前記配筋工程を行い、
前記コンクリートの外側面と、前記ＲＣ橋台の外側面との間には、ハンチ部が形成され、該ハンチ部の下端の耐力より、前記コンクリート打設工程による接合部の耐力を大きくしたことを特徴とする橋梁の構築方法。
【請求項２】
前記切欠部にて、前記鉄筋を覆う打設コンクリートにより、前記ＰＣ桁とＲＣ橋台とを剛結する剛結構造が形成されることを特徴とする請求項１に記載の橋梁の構築方法。
【請求項３】
ジオグリッドで補強した補強盛土に接合されたＲＣ橋台と、
該ＲＣ橋台上に設置された複数の主桁及びこれら主桁を互いに接合するフランジを有するＰＣ桁と、
前記ＰＣ桁のフランジの端面及び接合面と前記ＲＣ橋台を、内部の鉄筋及びコンクリートを介して剛結した剛結構造部と、を具備し、
前記剛結構造は、前記ＰＣ桁の端部のフランジに位置する切欠部にて、該ＰＣ桁のフランジから突出した鉄筋が、前記ＲＣ橋台の鉄筋に重ね合わされた状態で、コンクリートにより覆われることで形成され、
前記コンクリートの外側面と、前記ＲＣ橋台の外側面との間には、ハンチ部が形成され、該ハンチ部の下端の耐力より、前記コンクリート打設工程による接合部の耐力を大きくしたことを特徴とする橋梁構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐震性を向上させかつ長スパン化が可能な橋梁の構築方法及びその橋梁構造物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ジオグリッドで補強した補強盛土に接合されたＲＣ橋台と、該ＲＣ橋台間に位置する橋桁を一体化した補強盛土（ＧＲＳ（Geosynthetic-Reinforced Soil））一体橋梁が知られている。
例えば、特許文献１に示される補強盛土一体橋梁構造物では、堅牢で耐震性に優れた橋梁構造物が開示されている。
【０００３】
特許文献１には、補強盛土一体橋梁構造物１として、図１０に示されるように、ジオグリッド２と土嚢３とを用いて補強盛土４を構築するとともに、間隔をおいて位置する対面側にも、同様に、ジオグリッド２と土嚢３とを用いて補強盛土４を構築した後、これら対面する補強盛土４の壁面部５にてＲＣ橋台６をそれぞれ設置し、これらＲＣ橋台６とＲＣ橋桁７の梁部分とをコンクリートにより剛結（剛結部を符号８で示す）したラーメン橋梁部９に関する構造体が開示されている。また、このように構成された補強盛土一体橋梁構造物１上には、列車が走行する線路Ｒが設置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４８６３２６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記に示される補強盛土一体橋梁では、ＲＣ橋台とＲＣ橋桁の梁部分とをコンクリートで一体化してラーメン橋梁部とすることで、耐震性の向上を図るとともに、支承部の省略が可能となり、経済的かつ維持管理の負担を軽減することができる構造となっている。
しかしながら、ＲＣ橋台とＲＣ橋桁の梁部分とを結合した補強盛土一体橋梁に関する設計・施工実績では、短スパンの橋梁が中心であり、長スパンの橋梁の研究・施工事例がなく、設計法が確立されていない。
【０００６】
このため、今後、補強盛土一体橋梁の適用を拡大していくには、補強盛土一体橋梁の長スパン化に関する施工技術の確立が必要である。
また、上述した補強盛土一体橋梁は、桁形式としてＲＣ桁が適用されるが、図１０に符号Ｍで示される桁長さの長スパン化にあたっては、ＰＣ桁の適用が有効である。
ＰＣ桁は、人口減少及び少子高齢化により熟練技術者が少なくなることを鑑み、技術者の熟練度にかかわらず安定した品質を確保するには、施工現場とは別に設置された現場ヤード内で製作するプレキャスト方式とすることが望ましい。
しかしながら、補強盛土一体橋梁の長スパン化のためにＰＣ桁を適用する技術は未だ確立されておらず、新たな技術が望まれていた。
【０００７】
ここで、補強盛土一体橋梁にＰＣ桁を適用する際の具体的な問題点は、補強土橋台とＰＣ桁の接合構造である。接合部には、桁自重、温度変化や収縮・クリープ、列車荷重、地震時の慣性力、それらに加え、接合後のクリープ変形による不静定力など、曲げ、せん断、ねじりが連成し作用する。一方で、補強盛土一体橋梁の接合部は損傷が発生しない構造とする必要がある。
すなわち、補強土橋台とＰＣ桁の接合構造は、全ての作用に対して損傷を許容しない剛結構造とする必要があるが、その研究が十分に進んでいないのが実情である。
【０００８】
また、想定される最大級の地震に対して、構造物全体が損傷しない設計とすることは必ずしも合理的ではない。そのため、早期復旧が可能な箇所に損傷を集中させ、その箇所の塑性域で効率的に地震時のエネルギーを吸収する設計とする必要がある。補強盛土一体橋梁において、比較的復旧し易い箇所は、補強土橋台の壁面部である。したがって、接合部は損傷させず、補強土橋台の壁面部が損傷する接合構造とする必要がある。
【０００９】
この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、補強土橋台にＰＣ桁を適用することで長スパン化を実現するとともに、補強土橋台とＰＣ桁の接合構造を剛結とし、地震時には補強土橋台の壁面部が損傷することを可能とする橋梁の構築方法及びその橋梁構造物を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
本発明の橋梁の構築方法は、ジオグリッドで補強した補強盛土に接合されたＲＣ橋台上に、ＰＣ桁の主桁を載置するＰＣ桁設置工程と、前記ＰＣ桁と一体に形成されたフランジの端面から突出した鉄筋及び前記ＰＣ桁の主桁に位置する接合面に配した鉄筋と、前記ＲＣ橋台から突出した鉄筋とを互いに重ねて配置する配筋工程と、前記重ねられた鉄筋を覆ってコンクリートを打設するコンクリート打設工程と、を有する橋梁の構築方法であって、前記ＰＣ桁の端部に位置するフランジには切欠部が形成されており、該ＰＣ桁のフランジから突出した鉄筋及び接合面に配した鉄筋を、前記ＲＣ橋台の鉄筋に重ねて配置する前記配筋工程を行うことを特徴とする。
【００１１】
本発明の橋梁構造物は、ジオグリッドで補強した補強盛土に接合されたＲＣ橋台と、
該ＲＣ橋台上に設置された複数の主桁及びこれら主桁を互いに接合するフランジを有するＰＣ桁と、前記ＰＣ桁のフランジの端面及び接合面と前記ＲＣ橋台を、内部の鉄筋及びコンクリートを介して剛結した剛結構造部と、を具備し、前記剛結構造は、前記ＰＣ桁の端部のフランジに位置する切欠部にて、該ＰＣ桁のフランジから突出した鉄筋が、前記ＲＣ橋台の鉄筋に重ね合わされた状態で、コンクリートにより覆われることで形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に示される橋梁の構築方法によれば、ＰＣ桁の端部に位置するフランジには切欠部が形成されており、この切欠部にて、該ＰＣ桁のフランジから突出した鉄筋及び前記ＰＣ桁の主桁に位置する接合面に配した鉄筋を、補強土橋台の鉄筋に重ねて配置する配筋工程を行った後、これら重ねられた鉄筋を覆ってコンクリートを打設するコンクリート打設工程を行うようにした。これにより、切欠部を経由してＰＣ桁が補強土橋台に剛結される。
【００１３】
一方、本発明に示される橋梁構造物によれば、ＰＣ桁の端部のフランジに位置する切欠部にて、該ＰＣ桁のフランジから突出した鉄筋が、補強土橋台の鉄筋に重ね合わされた状態で、コンクリートにより覆われる剛結構造部を具備するようにした。これにより、切欠部を経由してＰＣ桁がＲＣ橋台に剛結することができる。
【００１４】
すなわち、本発明（橋梁の構築方法、橋梁構造物）では、ＰＣ桁及び補強土橋台の接合部位を剛結構造とすることによって、橋梁全体の耐震性を高めることができる。
また、本発明では、補強土橋台上にＰＣ桁を接合できる構成であるので、該ＰＣ桁にプレストレス構造を採用する等によって橋梁のスパンを長大化することができ、補強盛土一体橋梁の適用範囲の拡大を図ることができる。
さらに、本発明では、コンクリートが打設された打設コンクリート補強土橋台の外側面と、補強土橋台の外側面との間に、ハンチ部を追加形成することで、補強土橋台の壁面幅よりも接合部の断面を増幅し、地震時に接合部を損傷させず確実に補強土橋台の壁面部が損傷させることができる。
これに加えて、ＰＣ桁端部のフランジに形成された切欠部を、ＰＣ桁の主桁の幅寸法を最小限とする範囲に形成することで、該切欠部での接合部を最大幅に設けることができ、接合部を確実に剛結することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係る「補強盛土の構築工程」を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る「ＲＣ橋台の設置工程」を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る「ＰＣ桁の設置工程」を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る「配筋工程」を示す図である。
【図５】ＰＣ桁端部の各側部を切り取ることで切欠部が形成されたことを示す平面図であって、（Ａ）は側部切り取り前、（Ｂ）は側部切り取り後の図である。
【図６】ＰＣ桁に形成された切欠部内の接合部から突出した鉄筋（Ｌ０）を示す斜視図である。
【図７】（Ａ）はＰＣ桁主桁の端部を示す平面図、（Ｂ）はＰＣ桁主桁の端部幅寸法を最小限したことを示す平面図である。
【図８】（Ａ）は常時に生じる曲げモーメントを示す図、（Ｂ）は地震発生時に生じる曲げモーメントを示す図である。
【図９】常時及び地震発生時の作用をまとめた表である。
【図１０】従来のＲＣ橋梁を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係る橋梁の構築方法及びその橋梁構造物について、図１〜図９を参照して説明する。
まず、図１〜図９を参照して、実施形態に係る橋梁の構築方法について工程順に説明する。
【００１７】
〔補強盛土の構築工程〕
図１に示すように、支持地盤１０上に、ジオグリッド１１と称する格子状の樹脂製の繊維材料を引張抵抗材として配置し、これを折り返した内部に、土嚢１２を層状に積み上げることにより補強盛土１３を構築する。なお、この補強盛土１３は、後述するＲＣ橋台のスパンに合わせて間隔をおいて構築する。
【００１８】
〔ＲＣ橋台の設置工程〕
次に、図２に示すように、支持地盤１０が軟弱な場合には、補強盛土１３の盛り立てによる地盤沈下などが収束した段階で基礎杭（図示略）などの基礎を施工するが、支持地盤１０が堅固な場合には、基礎杭は不要となる。
次に、補強盛土１３の対向面となる壁面部１４にＲＣ橋台１５をそれぞれ設置し、このとき、該ＲＣ橋台１５は、補強盛土１３の壁面部１４に対して密着及び接合して一体化する構造とする。
【００１９】
〔ＰＣ桁の設置工程〕
次に、図３に示すように、ジオグリッド１１で補強した補強盛土１３に接合されたＲＣ橋台１５上に、ＰＣ桁２０を載置する。
このＰＣ桁２０は橋梁施工現場近くの現場ヤード内にてプレキャスト方式により製造される。
また、このＰＣ桁２０は、図４に示すように、ウエブを構成する複数の主桁１６と、これら主桁１６の側部を互いに接合して一体化する板状のフランジ１７とを有するものであって、ＲＣ橋台１５上に主桁１６の端部が載置されることで、該ＲＣ橋台１５上に設置される。
【００２０】
〔配筋工程〕
次に、図４〜図６に示すように、ＰＣ桁２０のフランジ１７の端面１７Ａから突出した複数本の鉄筋Ｌ１と、ＰＣ桁２０の切欠部２２（後述する）に形成された接合部３３（後述する）から突出した鉄筋Ｌ０、ＲＣ橋台１５から突出した複数本の鉄筋Ｌ２とを互いに重ねるように配置することで、鉄筋カゴ構造体２１を実現している。
鉄筋Ｌ１の余長部は、ＰＣ桁２０のフランジ１７の端面１７Ａから水平方向に突出している。また、鉄筋Ｌ２は、全体として四角形のカゴ状に形成されて、その余長部がＲＣ橋台１５から垂直方向上方に向けて突出したものである。
なお、図５及び図６に示されるように、ＰＣ桁２０は、端部の各側部２０Ａをそれぞれ切り取ることで切欠部２２が形成され、この切欠部２２内に接合部３３が形成されるものである。
ここで、図５（Ａ）〜図５（Ｂ）には、ＰＣ桁２０の端部の各側部２０Ａを切り取る様子が示されており、図５（Ａ）は側部２０Ａを切り取る前の図、図５（Ｂ）は側部２０Ａを切り取った後に形成された切欠部２２を示す図である。
【００２１】
また、鉄筋Ｌ１は、フランジ１７の上面に沿って互いに平行に配置された上縁鉄筋１８と、該フランジ１７の下面に沿って互いに平行に配置された下縁鉄筋１９とからなり、これら鉄筋１８、１９のいずれもが、ＲＣ橋台１５から突出した鉄筋Ｌ２に重ね合わされている。
また、上縁鉄筋１８の先端部（符号１８Ａで示す）は垂直方向の下方に屈曲されており、これによりＲＣ橋台１５から突出した鉄筋Ｌ２を囲みかつ該鉄筋Ｌ２と平行となるように配置されている。さらに、上縁鉄筋１８の最先端部（符号１８Ｂで示す）は内側に向けて斜めに折曲されており、この折曲部により、ハンチ部Ｈ（図４、図８参照）の形成が可能となる。
【００２２】
また、ＰＣ桁２０の端部は図４に符号Ｆで示されるようになっており、この端部Ｆが位置する箇所は、主桁１６に対して内側に凹んだ切欠部２２となっている。そして、この切欠部２２内にて、フランジ１７の端面から鉄筋Ｌ１が突出されるとともに、該鉄筋Ｌ１と接合面３３に配した鉄筋Ｌ０、ＲＣ橋台１５からのＬ２とが重なりあって鉄筋カゴ構造体２１が形成されている。
【００２３】
〔コンクリート打設工程〕
図４に示すように、ＰＣ桁２０の切欠部２２を含む端部Ｆに、重ねられた鉄筋Ｌ１、Ｌ０、Ｌ２からなる鉄筋カゴ構造体２１を覆うようにコンクリートを打設する（以下、打設コンクリート３０と言う）。
この打設コンクリート３０は、鉄筋カゴ構造体２１を介して、ＰＣ桁２０と、ＲＣ橋台１５とを接合するものであって、この接合によって剛結構造部３１が形成されている。
【００２４】
さらに、打設コンクリート３０の外側面３０Ａと、ＲＣ橋台１５の外側面１５Ａとの間には、ハンチ部４０が形成されている。
このハンチ部４０は、上述した上縁鉄筋１８の折曲された最先端部１８Ｂに沿うように形成されるものであって、その存在により補強土橋台の壁面幅よりも接合部の断面を増幅させ、地震時に接合部は損傷させず補強土橋台の壁面部を先行して損傷させることができる。
【００２５】
図７（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、端部幅寸法ａを、従来から縮小させて最小限とすることで形成されている（従来の主桁１６´の端部幅寸法を符号ａ´で示す）。
また、接触構造部３２における、主桁１６と、打設コンクリート３０又はＲＣ橋台１５との接合面３３は、摩擦力向上のため、遅延剤や凸凹シート、横締めを施すと良い。
【００２６】
また、上記橋梁構造物１００は、上述したように、ＰＣ桁２０とＲＣ橋台１５との接合部位に接触構造部３２を設け、この接触構造部３２にて、主桁１６と、打設コンクリート３０又はＲＣ橋台１５との接合面３３及び接合面３３に配した鉄筋Ｌ０を介して接触配置した。
これにより、図８（Ａ）に示すように、常時においては、主に負の曲げモーメント（符号Ａ１で示す）が生じるため、ＰＣ桁２０に加わる力Ｓ（桁自重、温度変化や収縮・クリープ、列車荷重などで生じる力）に対して、鉄筋Ｌ１（の中の主に上縁鉄筋１８、１９）で抵抗する。
また、図８（Ｂ）に示すように、地震発生時においては、ＰＣ桁２０に過大な力が掛かった場合には、接合面３３の摩擦及び接合面３３に配した鉄筋Ｌ０で抵抗する。そして、以上の点をまとめたのが、図９に示す表となる。
すなわち、本例の橋梁構造物１００では、ＰＣ桁２０及びＲＣ橋台１５の接合部位を剛結構造部３１とすることによって、橋梁全体の耐震性を高めることができる。
【００２７】
以上詳細に説明したように、本実施形態に示される橋梁の構築方法及びその橋梁構造物１００によれば、ＰＣ桁２０の端部Ｆには切欠部２２が形成されており、この切欠部２２にて、該ＰＣ桁２０のフランジ１７から突出した鉄筋Ｌ１、接合面３３に配した鉄筋Ｌ０を、ＲＣ橋台１５の鉄筋Ｌ２に重ねて配置する配筋工程を行った後、これら重ねられた鉄筋Ｌ１、Ｌ０、Ｌ２を覆うようにコンクリートを打設するコンクリート打設工程を行うようにした。
これにより、切欠部２２を経由して、ＰＣ桁２０がＲＣ橋台１５に剛結された剛結構造部３１が形成される。
【００２８】
すなわち、本実施形態では、ＰＣ桁２０及びＲＣ橋台１５の接合部位の一部を剛結構造部３１とすることによって、橋梁全体の耐震性を高めることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、ＲＣ橋台１５上にＰＣ桁２０を接合できる構成であるので、該ＰＣ桁２０にプレストレス構造を採用する等によって橋梁のスパンを長大化することができ、橋梁構築のコストダウンを図ることができる。
【００３０】
さらに、本実施形態では、コンクリートが打設された打設コンクリート３０の外側面と、ＲＣ橋台１５の外側面との間にハンチ部Ｈを追加形成する。
なお、ここで設けられるハンチ部Ｈに関し、想定外の地震に対する部材毎の損傷順序は、設計上の観点や他部材と比較した修復性の容易さから当該ハンチ部下端を先行して損傷させるが良い。このため、接合部の耐力は、ＲＣ橋台のハンチ下端の耐力以上とする。
そして、橋台背面にハンチ部Ｈを設けたことにより、ＲＣ橋台１５とＰＣ桁２０の剛性向上と地震時の塑性ヒンジ部の明確化、ＲＣ橋台１５とＰＣ桁２０との接合部断面の確保による施工性の向上、接合部位への浸水の抑制、橋台前面にハンチを付ける場合と比較して内空断面を確保が可能となる。
【００３１】
これに加えて、ＰＣ桁２０の主桁１６の幅寸法ａ（図７参照）を最小限とする範囲に形成することで、該切欠部２２での剛結構造部を最大限に設けることができ、接合部を確実に剛結することができる。
【００３２】
以上、本発明の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設計変更等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、剛性を高めて耐震性を向上させかつ長スパン化が可能な橋梁の構築方法及びその橋梁構造物に関する。
【符号の説明】
【００３４】
１０  支持基盤
１１  ジオグリッド
１２  土嚢
１３  補強盛土
１４  壁面部
１５  ＲＣ橋台
１６  主桁
１７  フランジ
２０  ＰＣ桁
２１  鉄筋カゴ構造体
２２  切欠部
３０  打設コンクリート
３１  剛結構造部
３２  接触構造部
３３  接合面
１００  橋梁構造物
Ｌ０  鉄筋
Ｌ１  鉄筋
Ｌ２  鉄筋
Ｈ  ハンチ部
【図１】
0006333207.tif 000002
【図２】
0006333207.tif 000003
【図３】
0006333207.tif 000004
【図４】
0006333207.tif 000005
【図５】
0006333207.tif 000006
【図６】
0006333207.tif 000007
【図７】
0006333207.tif 000008
【図８】
0006333207.tif 000009
【図９】
0006333207.tif 000010
【図１０】
0006333207.tif 000011