(57)【要約】【課題】  鋼桁上に合成床版を配置する橋梁の架設に際し、鋼桁と合成床版とを台座を介して結合することにより、鋼とコンクリートとの合成前の死荷重による橋軸方向の応力に対しては、この台座が曲げ剛性を低くして下鋼板の座屈を防止し、橋軸直角方向の応力に対しては台座が曲げ剛性を高くして、ねじり抵抗が高められるようにした、鋼桁と合成床版の結合構造を提供する。【解決手段】  鋼桁１の上フランジ２上面に、水平な上辺１０と、この上辺の長さ方向に沿った両側部もしくは中央部と直角に交わるような垂直辺９とからなる逆Ｕ字型もしくはＴ字型の台座８を、垂直辺９の長さ方向が橋軸直角方向と平行な向きに取付け、この台座８を介して鋼桁１と合成床版３の下鋼板４とを結合する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼桁上に合成床版を配置して構成する橋梁構造において、鋼桁の上フランジ上面に、水平な上辺とこの上辺の長さ方向に沿った両側部もしくは中央部と直角に交わるように設けられた垂直辺とからなる台座を、垂直辺の長さ方向が橋軸直角方向と平行な向きに取付け、合成床版の下鋼板をこの台座を介して鋼桁に結合した鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項２】
鋼桁の上フランジ上面に取付けられる台座が、水平な上辺とこの上辺の長さ方向に沿った両側部と直角に交わるように設けられた一対の平行な垂直辺とからなる断面逆Ｕ字型である請求項１に記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項３】
鋼桁の上フランジ上面に取付けられる台座が、水平な上辺とこの上辺の長さ方向に沿った中央部と直角に交わるように設けられた一枚の垂直辺とからなる断面Ｔ字型である請求項１に記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項４】
上フランジ上面に逆Ｕ字型台座を取付ける鋼桁が、開断面鋼箱桁橋の鋼桁である請求項１又は請求項２に記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項５】
上フランジ上面に逆Ｕ字型台座を取付ける鋼桁が、鋼Ｉ桁橋の鋼桁である請求項１又は請求項２に記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項６】
上フランジ上面にＴ字型台座を取付ける鋼桁が、開断面鋼箱桁橋の鋼桁である請求項１又は請求項３に記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項７】
上フランジ上面にＴ字型台座を取付ける鋼桁が、鋼Ｉ桁橋の鋼桁である請求項１又は請求項３に記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【請求項８】
鋼桁上の台座と合成床版の下鋼板との結合が、合成床版の下鋼板上に橋軸直角方向と平行な向きに配列された横リブのフランジを、台座の上辺にボルト止めすることで行われている請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の鋼桁と合成床版の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼桁上に合成床版を設けて構成する橋梁、例えば、開断面鋼箱桁橋等の鋼桁上に合成床版を取付けて構成する橋梁の構築に用いて有効な、鋼桁と合成床版の下鋼板との結合構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、鋼橋の分野における合理化橋梁として、合成床版を適用した開断面鋼箱桁橋が注目を集めているが、この開断面鋼箱桁橋は、鋼桁と床版コンクリートとが完全に合成された以後の構造系においては、高いねじり剛性を有するが、鋼桁と床版コンクリートが、未だ合成される以前の構造系においては、ねじり剛性が比較的小さく安定性の低い構造である。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２２１７０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのため、開断面鋼箱桁橋の構築に際しては、鋼桁と合成床版のコンクリートとが合成される以前の構造系の安定性を確保するために、例えば、鋼桁の上フランジ近傍に上横構を設置して、安定性が確保できるように補強する対策が一般的に知られている。
【０００５】
しかし、この鋼桁の上フランジ近傍に上横構を設ける構造では、上横構の設置による鋼重増であるとか、上横構の設置あるいは撤去のための時間や労務費が必要となり、さらには、上横構を取付けるためのガセットなどの疲労対策や防錆処理についても考慮する必要があるなどの問題点を有している。
【０００６】
先に述べたように、合成床版を適用する開断面鋼箱桁橋では、鋼桁と床版コンクリートが、未だ合成される以前の状態では、ねじり剛性が小さく安定性の低い構造であるが、図５のように、鋼桁と床版コンクリートとが完全に合成された以後の状態では、ねじり剛性を高めることができるので、ねじり剛性が高められた後は、上横構のような補強手段を備えておく必要性はない。
【０００７】
また、開断面鋼箱桁橋の架設に際しては、鋼桁と床版コンクリートが合成される以前は鋼板断面のねじり剛性が小さく、安定性が悪いという問題点があるので、安全性の面からも架設段階におけるなるべく短時間のうちに、鋼桁と合成床版の下鋼板とを結合する必要がある。その際、鋼桁と下鋼板とを溶接やボルト接合等により単純に一体結合すると、鋼桁と床版コンクリートが、未だ合成される以前のため、下鋼板に合成前の床版コンクリートの死荷重による橋軸方向の応力が発生して、その応力が比較的大きい場合には、下鋼板が座屈するという問題が考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、従来における合成床版を用いた開断面鋼箱桁橋の架設に際しての、上記のような問題点を解消するために、鋼桁と合成床版の下鋼板との間を断面逆Ｕ字型もしくは断面Ｔ字型の台座を介して結合することにより、下鋼板に合成前の床版コンクリートの死荷重による橋軸方向の応力が発生しても、逆Ｕ字型もしくはＴ字型台座の曲げ剛性を低くした一部が橋軸方向の応力に柔軟に対応して下鋼板の座屈を防止し、かつ、橋軸直角方向の応力については、この台座の曲げ剛性を高くした一部が、床版コンクリートの硬化する前の段階での鋼桁に、箱桁としてのねじり剛性を高めることができ、架設時の安全性を確保できるようにした、鋼桁と合成床版の結合構造の提供を目的としたものである。
【０００９】
本発明は、そのための具体的手段として、鋼桁上に合成床版を配置して構成する橋梁構造において、鋼桁の上フランジ上面に、水平な上辺とこの上辺の長さ方向に沿った両側部もしくは中央部と直角に交わるように設けられた垂直辺とからなる台座を、垂直辺の長さ方向が橋軸直角方向と平行な向きに取付け、合成床版の下鋼板をこの台座を介して鋼桁に結合したことを特徴とする。
【００１０】
鋼桁の上フランジ上面に取付けられる台座としては、水平な上辺と、この上辺の長さ方向に沿った両側部と直角に交わるように設けられた一対の平行な垂直辺とからなる断面逆Ｕ字型か、もしくは、水平な上辺とこの上辺の長さ方向に沿った中央部と直角に交わるように設けられた一枚の垂直辺とからなる断面Ｔ字型のものが使用される。
【００１１】
断面逆Ｕ字型台座もしくは断面Ｔ字型の台座を介して、合成床版の下鋼板を取付けるための鋼桁としては、開断面鋼箱桁橋の鋼桁あるいは鋼Ｉ桁橋などの鋼桁に適用することができる。
【００１２】
鋼桁上の逆Ｕ字型台座もしくはＴ字型台座と合成床版の下鋼板とを結合する構造としては、合成床版の下鋼板上に橋軸直角方向と平行な向きに配列された横リブのフランジを、逆Ｕ字型台座もしくはＴ字型台座の上辺にボルト止めする構造が好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
この発明では、鋼桁の上フランジ上面に、水平な上辺とこの上辺の長さ方向に沿った両側部もしくは中央部と直角に交わるように設けられた垂直辺とからなる断面逆Ｕ字型台座もしくは断面Ｔ字型台座を、垂直辺の長さ方向が橋軸直角方向と平行な向きに取付け、合成床版の下鋼板をこの逆Ｕ字型台座もしくはＴ字型台座を介して鋼桁に結合するので、鋼桁と合成床版のコンクリートとが合成される前の死荷重によって下鋼板に作用する橋軸方向の応力については、台座の垂直辺がその応力と直交する向きに配置されることになって、曲げ剛性の低い台座垂直辺が柔軟に対応し、下鋼板の座屈を防止することができる。
【００１４】
また、同様にして、合成床版の下鋼板に作用する橋軸直角方向の応力については、台座の垂直辺がその応力と平行な向きに配置されるために曲げ剛性を高めることができ、床版コンクリートが硬化する前の段階での鋼桁に、箱桁としてのねじり剛性を高めて、架設時の安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態としては、鋼桁の上フランジ上面に設ける台座として、逆Ｕ字型台座を使用し、この逆Ｕ字型台座と合成床版の下鋼板とを結合する手段としては、合成床版の下鋼板上に橋軸直角方向に沿って配置される横リブに山形鋼を溶接して、この山形鋼のフランジと逆Ｕ字型台座の上辺とが高力ボルトにより結合されるような構造とすることが好ましい。
【実施例】
【００１６】
次に、本発明に係る、鋼桁と合成床版との結合構造についての好ましい実施例を説明すると、本発明の結合構造は、図１及び図２に示すように、開断面鋼箱桁橋の鋼桁１における上フランジ２と、この鋼桁１上に取付けられる合成床版３の下鋼板４との結合に好適に適用される。
【００１７】
鋼桁１における上フランジ２の上面には、合成床版３の下鋼板４が載置されて上フランジ２と下鋼板４とが結合されるが、この合成床版３は、下鋼板４における左右のハンチ成形用傾斜辺５ａ，５ｂの間が、連結されていない分離部６となっている。そのため、この分離部６によって下鋼板中央部４ａと下鋼板側辺部４ｂとは互いに分離しているが、予め橋軸直角方向に配列された横リブ７の両端部下縁が、それぞれ下鋼板中央部４ａと下鋼板側辺部４ｂとに溶接されることで、下鋼板中央部４ａと下鋼板側辺部４ｂとはこの横リブ７を介して一体的に支持され、その状態で左右のハンチ成形用傾斜辺５ａ，５ｂの下縁が鋼桁１の上フランジ２上面に載置されている。
【００１８】
このように、左右のハンチ成形用傾斜辺５ａ，５ｂの下縁が合成床版３の上フランジ２上面に載置されただけでは、上フランジ２と下鋼板４とが完全に結合されたことにはならないので、図１に示すように、上フランジ２の上面に、鋼板製の水平な上辺１０と、この上辺の両側部を直角に折り曲げて垂直辺９ａ，９ｂを有する逆Ｕ字型の台座８を取付けて、この逆Ｕ字型台座８を介して上フランジ２と下鋼板４との結合を確実なものとする。
【００１９】
この逆Ｕ字型台座８は、図１乃至図４に示すように、鋼板製の水平な上辺とその上辺の両側部を垂直に折り曲げた形状からなり、両側面に一対の山形鋼１２を溶接した形状の横リブ１１を載置できるような幅Ｗをもった上辺１０と、この上辺１０の両側部を該上部１０に対し直角に折り曲げて、鋼桁上フランジ２の上面幅内に収まるような長さＬと、下鋼板４におけるハンチ成形用傾斜辺５ａ，５ｂの深さ内に収まるような高さＨを有するような平行な垂直辺９ａ，９ｂとを有しており、上辺１０にボルト貫通孔１３が開設されている。
【００２０】
また、この逆Ｕ字型台座８は、鋼桁上フランジ２の上面に、両端の開口部１４が橋軸直角方向に対面して開口する向き、つまり、垂直辺９ａ，９ｂが橋軸直角方向と平行な向きになるように配置され、これら垂直辺９ａ，９ｂの下縁が上フランジ２の上面に溶接される。
【００２１】
このように逆Ｕ字型台座８が鋼桁上フランジ２の上面に溶接された後、図１に示すように、両側面に一対の山形鋼１２、１２の垂直面を溶接した横リブ１１を、前記台座８の上辺１０の上へ橋軸直角方向と平行な向きに配置して、両山形鋼の水平面１２ａ，１２ａの両端部１２ｂ，１２ｂを、既に取付けられている横リブ７と同様に、下鋼板中央部４ａ及び下鋼板側辺部４ｂの上面に溶接し、次いで、台座８の上辺１０と両山形鋼水平面１２ａ，１２ａとを高力ボルト１５により、一体に締め付け固定する。
【００２２】
図６は、台座８の別の実施例を示している。この実施例の台座８は、垂直辺９が上辺１０の長さ方向に沿った裏面中央部に一枚だけ設けられた断面Ｔ字型である点で前記逆Ｕ字型台座８と形状が相違しており、長さＬ、幅Ｗ及び高さＨについては前記逆Ｕ字型台座８と基本的に同じであり、また、垂直辺９が橋軸直角方向と平行な向きとなるようにして上フランジ２の上面に取付けられる点も逆Ｕ字型台座８と同じである。
【００２３】
図７は、本発明に係る鋼桁と合成床版の結合構造を、開断面鋼箱桁橋以外の橋梁として、鋼Ｉ桁橋の構造に利用した場合の例を示している。この場合も、横桁１７により保持された一対の平行なＩ形鋼１８の上フランジ２上面に、逆Ｕ字型台座８もしくはＴ字型台座８の垂直辺９が橋軸直角方向と平行な向きとなるように固定する。
【００２４】
この実施例の場合も前記実施例と同様に、両側面に一対の山形鋼１２の垂直面を溶接した横リブ１１を、前記台座８の上辺１０の上へ橋軸直角方向と平行な向きに配置して、両山形鋼の両端部１２ｂを下鋼板中央部４ａ及び下鋼板側辺部４ｂの上面に溶接し、次いで、両山形鋼の水平面１２ａ，１２ａと台座８の上辺１０とを高力ボルト１５により、一体に締め付け固定する。
【００２５】
開断面鋼箱桁橋及び鋼Ｉ桁橋のいずれの場合でも、床版コンクリートが硬化する前の段階では、合成前の死荷重による橋軸方向応力によって、下鋼板に座屈が発生するという問題を有している。このような橋軸方向の応力による問題に対して、本発明の台座は、鋼桁上フランジの上面に、垂直辺が橋軸直角方向と平行な向きに配列されるため、橋軸方向の応力に対しては曲げ剛性の低い垂直辺が直交して柔軟に対応することになり、下鋼板の座屈を的確に防止することができる。
【００２６】
また、下鋼板に作用する橋軸直角方向の応力についても、台座の垂直辺が、応力と平行な向きに配置されるために曲げ剛性を高めることができ、床版コンクリートが硬化する前の段階での鋼桁に、架設時の安全性を確保することができる。
【００２７】
逆Ｕ字型台座の場合とＴ字型台座の場合とを比較した場合、Ｔ字型台座のほうが逆Ｕ字型台座よりも橋軸方向の応力に対する曲げ剛性が低いが、合成前の死荷重の少ない比較的小規模な橋梁の施工に適応できるので、経済的に有利である。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
この発明の鋼桁と合成床版の結合構造では、鋼桁の上フランジに断面逆Ｕ字型もしくはＴ字型の台座を垂直辺が、橋軸直角方向と平行になるような向きに固定し、合成床版の下鋼板中央部と下鋼板側辺部との間に固定した横リブのフランジと、前記台座の上辺とをボルトにより締め付け固定するだけの簡単な作業により、鋼桁と合成床版とを結合することができるという利点と、この台座が、合成床版に作用する橋軸方向と橋軸直角方向の曲げ剛性の違いに的確に作用して有効な効果を発揮でき、きわめて高い利用可能性を有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明に係る鋼桁と合成床版の結合構造を開断面鋼箱桁橋に実施した状態の部分斜面図。
【図２】本発明の結合構造に用いられる逆Ｕ字型台座の形状を示す斜視図。
【図３】図１のＡ−Ａ線における全体構造の断面図。
【図４】図１のＢ−Ｂ線における部分断面図。
【図５】図３の断面による開断面鋼箱桁橋のコンクリートが硬化した段階での全体断面図。
【図６】台座の別の形状の実施例を示す斜視図。
【図７】本発明に係る鋼桁と合成床版の結合構造を鋼Ｉ桁橋に実施した状態の全体断面図。
【符号の説明】
【００３０】
１：鋼桁、
２：上面フランジ、
３：合成床版、
４：下鋼板、
４ａ：下鋼板中央部、
４ｂ：下鋼板側辺部、
５ａ，５ｂ：ハンチ成形用傾斜辺、
６：分離部、
７：横リブ、
８：台座、
９，９ａ，９ｂ：台座垂直辺、
１０：台座上辺、
１１：横リブ、
１２：山形鋼、
１２ａ：山形鋼水平面、
１２ｂ：山形鋼両端部、
１３：貫通孔、
１４：開口部、
１５：ボルト、
１６：コンクリート、
１７：横桁、
１８：Ｉ形鋼、
【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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