(57)【要約】【課題】  部品点数が少なく、従って従来に比べて施工が簡単で工期短縮が可能となる複数の中空鋼管のコンクリート接合構造を提供する。【解決手段】  近接配置された一対の中空鋼管１−１、１−２の端部をコンクリートを介在して接合する構造であって、前記一対の中空鋼管１−１、１−２の夫々の端部には、前記中空鋼管の長手方向に延びる定着プレート５が接続されている。これにより、部品点数が少なく、従って従来に比べて施工が簡単で工期短縮が可能となる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接配置された複数の鋼管の端部をコンクリートを介在して接合する構造であって、前記コンクリート内に位置する前記鋼管の端部には、前記鋼管の長手方向に延びる定着プレートが接続されていることを特徴とする複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項２】
前記鋼管の少なくとも一方の端部には、複数の定着プレートが接続されており、他の前記鋼管の定着プレートと、交互に噛み合っていることを特徴とする複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項３】
前記定着プレートには、貫通孔が開けられていることを特徴とする請求項１に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項４】
前記定着プレートの貫通孔は、複数開けられていることを特徴とする請求項１に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項５】
前記貫通孔は、前記定着プレートに互いに同心配置されることにより、前記定着プレートを貫通する仮想コンクリート柱が形成されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【請求項６】
前記貫通孔は、前記定着プレートに互いに同心配置され、鋼棒が挿入されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の複数の鋼管のコンクリート接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁等に適用される複数の鋼管のコンクリート接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼材を用いたトラス構造では、トラスとなる一対の鋼材を梁に接合して構成され、三角形を単位とした骨組構造を形成する。ここで、一般には、トラスの接合相手部材となる梁は、やはり鋼材であり、溶接により直接接合するか、あるいはガセットプレートやアングルなどを介して溶接又はボルト締めなどによって一体化を図るようになっている。
【０００３】
一方、鋼管をコンクリート中に定着するには、アンカーとなる部材を介して定着することが必要であり、従来では、鋼管端面にアンカー鉄筋やアンカー鋼棒を取付ける構造や、ガセット構造や鋳鉄などの鋼部材を取付けた上でコンクリートに一体化していた。
【０００４】
従って、鋼管・コンクリートによるトラス構造に適用した場合には、一対の鋼管の定着部分にアンカーとなる部材を固定した状態でコンクリートを打設し、一体化を図らなければならないが、次に述べるような課題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
即ち、アンカーとなる部材を溶接、ボルト締めなどにより鋼管端部に取付けておかなければならないため、部品点数が多く、構造が複雑化するため、施工性が悪く、施工期間が長くなり、従って高コストなる。
【０００６】
本発明は、以上の課題を解決するためのものであり、その目的は、部品点数が少なく、施工が簡単で工期短縮できるコンクリート接合構造を提供することである。
【０００７】
本発明の他の目的は、引張り及び圧縮に対して十分な耐力を得ることができるコンクリート接合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、本発明は、近接配置された一対の鋼管の端部をコンクリートを介在して接合する構造であって、前記一対の鋼管の夫々の端部には、前記鋼管の長手方向に延びる定着プレートが接続されていることを特徴とするものである。
【０００９】
従って、本発明では、従来に比較して、部品点数が少なく施工が簡単で工期短縮が可能となる。また、部品点数が少ないにも関わらず各鋼管の軸方向に対する引張り及び圧縮に対して十分な耐力を備えた接合構造とすることができる。
【００１０】
１つの実施形態においては、前記一対の鋼管の少なくとも一方の端部には、複数の定着プレートが接続されており、前記一対の鋼管の他方の定着プレートと、交互に噛み合っている。これにより、相互の結合力が向上する。
【００１１】
また、前記定着プレートには、貫通孔が開けられていることを特徴とする。これにより、定着効果を高めることができる。
【００１２】
更に、前記定着プレートの貫通孔は、複数開けられている。これにより定着効果を更に高めることができる。
【００１３】
更に、前記一対の鋼管の前記定着プレートの貫通孔は、互いに同心配置されることにより、前記一対の鋼管の定着プレートを貫通する仮想コンクリート柱が形成されている。これにより定着効果を更に高めることができる。
【００１４】
更に、前記一対の鋼管の前記定着プレートの貫通孔は、互いに同心配置され、鋼棒が挿入されている。これにより定着効果を更に高めることができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上のような構成により、本発明による複数の鋼管のコンクリート接合構造にあっては、簡単な構造であっても、引張り及び圧縮に対して十分な耐力を得ることができる。また、定着プレートは、予め鋼管に溶接されているので、部品点数が少なく、従って従来に比べて施工が簡単で工期短縮が可能となる。更に、施工にあたって、各鋼管の位置決めが容易であり、作業効率が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明をトラス組を構成する一対の鋼管（鋼管トラス）に適用した場合を示す。
【００１７】
同図において、橋梁などで用いられるコンクリート版３には、その内部にトラス構造を形成する一対の中空鋼管１−１、１−２の端部が埋込まれている。コンクリート版３における中空鋼管１−１、１−２の埋込み位置、つまりトラス節点近傍には、肉厚部３ａが設けられており、コンクリートと中空鋼管１との接触領域を広くしている。
【００１８】
中空鋼管１−１の先端部には、３枚の鋼板を定着プレート５として溶接されている。同様に、中空鋼管１−２の先端部には、２枚の鋼板を定着プレート５として溶接されている。定着プレート５は、中空鋼管１−１、１−２の長手方向に平行に、互いに離隔して配置されている。また、中空鋼管１−１、１−２の先端部は、コンクリート版３の内部で、定着プレート５が交互に噛み合うように、重ね合わされて配置されている。これにより相互の結合を強めると共に、接合部（格点部）構造のコンパクト化を図ることができ、周囲の鉄筋やＰＣ鋼線の配置に支障をきたさないという効果が期待できる。
【００１９】
また、複合トラス橋に応用する場合、設計荷重時にトラス構造に作用する軸力は、圧縮と引張が一意的に決まる。ここでは、中空鋼管１−１には、主に抜出し力（引張軸力）が作用し、中空鋼管１−２は押込み力（圧縮軸力）が作用するものとする。中空鋼管１−１には、抜出し力（引張軸力）に抗するために、中空鋼管１−２よりも多数の定着プレート５が設けられいるが、同じ目的で定着プレート５を除いた埋込み部分も長くなっている。
【００２０】
中空鋼管１−１の定着プレート５には、貫通孔５ａが形成されている。また、中空鋼管１−１の定着プレート５の陰に隠れて図示されていないが、中空鋼管１−２の定着プレート５にも、同様の貫通孔５ａが形成されている。これらの貫通孔５ａは、互いに同心配置されており、内部にコンクリートが回り込み、すべての定着プレートを貫通する仮想コンクリート柱が形成される。従って、コンクリートとの一体化が図られる。この貫通孔５ａは、夫々、肉厚部３ａを除いたコンクリート版３の厚みの半分の深さに位置している。この位置は、図で破線で示されている。また、例えば、貫通孔５ａの直径は、定着プレート５の幅の半分を超えないように設計されている。
【００２１】
このような構造により、施工現場におけるボルト接合や溶接接合を省略することができ、省力化や工期短縮が可能である。また、ボルト接合がないため、現場で立込む際に、多少の微調整が可能で、施工が容易に行なえることができる。一方、トラス軸力が大きい場合で、コンクリートだけでは定着することが困難な場合には、貫通孔５ａに鋼棒を差込み、鋼棒のせん断耐力により、より確実な周辺コンクリートとの一体化を図ることも可能である。この場合、ボルト接合ではないが、ボルトを単なる鋼棒として緩く挿入してもよい。
【００２２】
この実施形態では、定着プレート５の１枚に付き貫通孔５ａを１個設けている。しかし、図２に示されているように、定着プレート５の１枚に付き複数の比較的小径の貫通孔５ｂを設けてもよい。この場合も、対応する貫通孔５ｂ同士が、互いに同心配置されており、内部に、すべての定着プレートを貫通する仮想コンクリート柱が形成される。例えば、複数の貫通孔５ｂの面積の総計は、図１の貫通孔５ａの面積と同程度としてある。
【００２３】
以下、定着プレート５の詳細を説明する。まず、例えば、定着プレート５の厚みは１２ｍｍ、中空鋼管１−１は３枚以上で、中空鋼管１−２はそれより１枚少ない数にすると、交互に噛み合せた場合に、中空鋼管１−１の定着プレート５が常に外側になり、従って、奥行き方向に関して対象となるので安定性に優れる。例えば、中空鋼管１−１の定着プレート５の枚数が５枚、中空鋼管１−２の定着プレート５の枚数が４枚といった具合である。あるいは、中空鋼管１−１の定着プレート５の枚数が２枚、中空鋼管１−２の定着プレート５の枚数が１枚というのも可能である。しかし、そのようにしない方がよい場合もある。つまり、両方の定着プレート５の枚数を同一とする。この場合、中空鋼管１−１、１−２と定着プレート５との溶接作業が同一となり、その点で作業効率がよくなることが期待できる。
【００２４】
以上の構造は、定着プレート５の最も効果的な利用を考慮したものであるが、施工時の自由度を考慮すると、もう少し緩い利用も可能である。例えば、貫通孔５ａ同士を、互いに同心配置せずに、ずれていても定着プレート５そのものによる定着性の確保という点では、やはり効果的である。また、図３に示されているように、中空鋼管１−１、１−２の定着プレート５を交互に噛み合わせずに、互いに離隔して配置しても、やはり、定着プレート５そのものによる定着性の確保という点では効果的である。
【００２５】
次に、定着プレート５の最適な厚みは、中空鋼管１−１、１−２の大きさや、定着プレート５の枚数によって異なる。１つの好ましい実装では、交互に噛み合せた場合、隣接する定着プレート５の間の隙間が、使用するコンクリートの最大骨材径（粗骨材の最大径）の４／３以上となるようにする。次に、好ましいのは、隣接する定着プレート５の間の隙間が最大骨材径の４／３以下となっても、中空鋼管１−１や中空鋼管１−２単独で、隣接する定着プレート５の間の隙間が最大骨材径の４／３となるようにする。
【００２６】
次に、定着プレート５の枚数は、定着プレート５の厚みが上記の条件を満たすようにする限りにおいて、多いほどよいと考えられる。つまり、定着プレート５が多いほど、コンクリートとの接触面積が大きくなって定着性がよくなる。しかしながら、定着プレート５の枚数を増やすには、その厚みを減らす必要が出てくる。定着プレート５が薄くなり過ぎると、強度の点で問題が発生する可能性が出てくる。これらのファクターのバランスのよい数値が選択される。
【００２７】
また、図４に示されているように、中空鋼管１−１の最も外側に位置する定着プレート５に、リブ７を設けてもよい。これにより中空鋼管１−１に作用する抜出し力（引張軸力）を受け止めることができ、抜出し力（引張軸力）に対して十分な耐力を得ることができる。また、中空鋼管１−２の定着プレート５にも、同様のリブを設けて、圧縮に対して十分な耐力を得ることも可能である。この場合には、定着プレート５の間の隙間よりも小さいリブとする必要がある。そうでないと、定着プレート５の噛み合いを行う際に支障が出る。
【００２８】
また、上記の実施形態では、中空鋼管１−１、１−２は角型鋼管となっているが、円筒鋼管でも全く同様である。
【００２９】
また、上記の実施形態では、定着プレート５の形状は方形となっている。しかし、これに限らず、例えば先端が丸くなっていてもよい。
【００３０】
以上のような構造によって、容易な構造で鋼材量が少なく、構造上の弱点のない鋼管部材とコンクリートの接合構造が実現される。
【００３１】
図５は、以上のトラス構造を、鋼トラスウェブＰＣ橋を構成するＰＣ橋ユニットの成型に適用した場合の側面を示す。
【００３２】
同図において、ＰＣ橋ユニット１０は、側面視で上下の車線を左右対称に設けたコンクリート製ＰＣ橋天井部１１と、ＰＣ橋天井部１１の下部にあって、これより幅狭のコンクリート製ＰＣ橋床部１２と、鋼トラスウェブを構成する一断面で４つの中空鋼管１とからなり、型枠支持装置１３内で一体に成型される。この中空鋼管１は、上記中空鋼管１−１、１−２と同様に構成されている。
【００３３】
各中空鋼管１の上端は、側面視でＰＣ橋天井部１１を形作る型枠内にあって、ＰＣ橋天井部１１の上下車線部における中央分離帯位置と路側帯位置に互いに下部内側に向けて傾斜するように配置され、下端も同じくＰＣ橋床部１２を形作る型枠内に、上記の通りの構造によって配置される。
【００３４】
また、各中空鋼管１の上下の定着端は完全なトラス構造となっており、上記の通り、連結鋼板を介した結合により所定角度でジグザグ状に連続するよう上下の型枠内に配置される。
【００３５】
また橋梁は、片持ち張出架設や全支保工架設などその形式に応じた工法によって架設が行われる。そして、各型枠内に必要な配筋を行った後、各型枠内にコンクリートを打設することにより、各中空鋼管１の上下端部がＰＣ橋天井部１１及びＰＣ橋床部１２に定着され、各部一体化したＰＣ橋ユニット１０が完成される。
【００３６】
以上、本発明を実施形態により説明したが、当業者にとっては、本発明が本願中に説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形例及び実装例が、発明の上記の実施形態に対してなし得ることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による一対の中空鋼管のコンクリート接合構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明による一対の中空鋼管のコンクリート接合構造の別の例を示す縦断面図である。
【図３】本発明による一対の中空鋼管のコンクリート接合構造の更に別の例を示す縦断面図である。
【図４】本発明による一対の中空鋼管のコンクリート接合構造で用いられる定着プレートの変形例を示す側面図である。
【図５】同接合構造を鋼トラスウェブＰＣ橋を構成するＰＣ橋ユニットの成型に適用した場合を示す部分断面側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１、１−１、１−２      中空鋼管
３ コンクリート版
３ａ  肉厚部
５ 定着プレート
５ａ、５ｂ       貫通孔
７ リブ
１０ ＰＣ橋ユニット
１１ ＰＣ橋天井部
１２ ＰＣ橋床部
１３ 型枠支持装置
【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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