(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
底鋼板とこの底鋼板の上に打設したコンクリートとを備え、桁橋の主桁の上に敷設される合成床版において、
桁橋毎に橋軸方向に敷設される複数の床版ブロックで構成され、
１つの桁橋の中で隣り合う床版ブロックは、互いに連結しないように橋軸方向に隙間を空けて敷設されるものであることを特徴とする合成床版。
【請求項２】
請求項１に記載する合成床版において、
前記各床版ブロックは、前記底鋼板の橋軸方向の両端部に鉛直方向に延びる鉛直補強材が接合され、前記各鉛直補強材の上端部に水平方向に延びる水平補強材が接合されたものであることを特徴とする合成床版。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する合成床版において、
前記各床版ブロックの橋軸方向の寸法は、１０００〜３０００ｍｍであることを特徴とする合成床版。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載する合成床版において、
前記各床版ブロックは、現場に搬送する前にコンクリートの打設が完了しているものであり、現場でコンクリートの打設を全く行わないものであることを特徴とする合成床版。
【請求項５】
三個以上の支承で支えられる主桁と、底鋼板とこの底鋼板の上に打設したコンクリート
とを有し前記主桁の上に敷設される合成床版と、この合成床版の上に施工される舗装と、を備えた連続桁橋において、
前記合成床版は、桁橋毎に橋軸方向に敷設される複数の床版ブロックで構成され、
１つの桁橋の中で隣り合う床版ブロックは、互いに連結しないように橋軸方向に隙間を空けて敷設されていることを特徴とする連続桁橋。
【請求項６】
請求項５に記載する連続桁橋において、
前記各床版ブロックは、前記底鋼板の橋軸方向の両端部に鉛直方向に延びる鉛直補強材が接合され、前記各鉛直補強材の上端部に水平方向に延びる水平補強材が接合されていることを特徴とする連続桁橋。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載する連続桁橋において、
前記各床版ブロックの橋軸方向の寸法は、１０００〜３０００ｍｍであることを特徴とする連続桁橋。
【請求項８】
請求項５乃至請求項７の何れかに記載する連続桁橋において、
前記隣り合う床版ブロックの水平補強材の上には、水平方向に延びていて前記舗装に作用する荷重を受けるための荷重受け板が設置されていることを特徴とする連続桁橋。
【請求項９】
請求項５乃至請求項８の何れかに記載する連続桁橋において、
前記隙間は、前記三個以上ある支承のうち中間の支承の上方に設けられていることを特徴とする連続桁橋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主桁の上に敷設される鋼・コンクリートの合成床版及びこの合成床版を用いた連続桁橋に関し、特にコンクリートにひび割れが生じ難い合成床版及び連続桁橋に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼橋の床版は、主に鉄筋コンクリート床版（ＲＣ床版）、プレストレストコンクリート床版（ＰＣ床版）、合成床版に分けることができる。このうち、合成床版とは、底鋼板にずれ止めやスタッドジベル、補強材等を溶接し、鉄筋を配置してコンクリートを打設した床版である。この合成床版は、従来の鉄筋コンクリート床版に比して、高負荷に耐えることができて、長い床版支間に耐えることができる。
【０００３】
ここで、合成床版の施工方法として、場所打ち方式とプレキャスト方式とがある。場所打ち方式は、現場で型枠を作製し、この型枠に鉄筋を配置してコンクリートを打設する方式である。しかし、この場所打ち方式では、現場でコンクリートを打設した後、コンクリートが固まるまで時間がかかるという欠点がある。この欠点を解消すべく、予め工場で継手部以外の部分についてコンクリートの打設までを行い、それを現場に搬送して架設し、現場で継手部についてコンクリートの打設を行うプレキャスト方式が採用されている。
【０００４】
プレキャスト方式で施工される合成床版の継手構造は、例えば下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１に記載された合成床版では、図５に示したように、左側の床版パネル１３０Ｌの底鋼板１３１と右側の床版パネル１３０Ｒの底鋼板１３１とが突き合わされ、各底鋼板１３１の端部に連結板１３２が重ね合わされている。そして、各底鋼板１３１の端部に形成されたボルト孔と連結板１３２に形成されたボルト孔にそれぞれ高力ボルト１３３が挿通され、ナット１３４が締め付けられる。その後、主鉄筋１３５や配力筋１３６が配置され、所定の厚さまでコンクリート１３８が打設される。こうして、合成床版１３０は橋軸方向に対して連続構造になり、合成床版１３０の施工が完了する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２５９５６号公報
【発明の概要】
【０００６】
ところで、桁橋として、図６（ａ）に示したように、一本の主桁１２０を三個以上の支承（支点）１１１，１１２，１１３で支える連続桁橋１０１が多く採用されている。この連続桁橋１０１は、一本の主桁を二個の支承で支える単純桁橋に比して、走行車両等による振動や騒音の発生が少ないという利点がある。しかし、連続桁橋１０１の主桁１２０においては、主桁１２０等の自重及び走行車両等の重量に基づき、図６（ｂ）に示したように、中間の支承１１２の付近で負の曲げモーメントが発生する。即ち、主桁１２０において中間の支承１１２の上方で、大きな引張力が作用する。そして、主桁１２０と合成床版とはスタッドでずれが生じないように連結されているため、橋軸方向の動きが連動する。このため、連続桁橋１０１に上記特許文献１の合成床版１３０を適用した場合には、合成床版１３０が主桁１２０の変形に追従して、図６（ｃ）に示したように、コンクリート１３８において中間の支承１１２等、引張力が作用する範囲でひび割れＳが生じることがあった。
【０００７】
また、合成床版１３０の施工方式として、上述したようにプレキャスト方式が用いられているが、このプレキャスト方式は、現場でコンクリート１３８の打設を全く行わない完全なプレキャスト方式ではない。即ち、現場で継手部についてはコンクリート１３８の打設を行い、合成床版１０１を橋軸方向に一体化する必要があるため、施工時間及び施工労力がかかっていた。更に、上記特許文献１の合成床版１３０は橋軸方向に一体化しているため、上述したようにコンクリート１３８にひび割れＳが生じた場合、合成床版１３０の部分的な取り換えが困難であった。
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決すべく、コンクリートにひび割れが生じ難く且つ施工時間及び施工労力を低減できるとともに、部分的な取り換えが容易である合成床版を提供すること、及びこの合成床版を用いた連続桁橋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】
【０００９】
本発明に係る合成床版は、底鋼板とこの底鋼板の上に打設したコンクリートとを備え、桁橋の主桁の上に敷設されるものであって、桁橋毎に橋軸方向に敷設される複数の床版ブロックで構成され、１つの桁橋の中で隣り合う床版ブロックは、互いに連結しないように橋軸方向に隙間を空けて敷設されるものであることに特徴がある。
【００１０】
また、本発明に係る合成床版において、前記各床版ブロックは、前記底鋼板の橋軸方向の両端部に鉛直方向に延びる鉛直補強材が接合され、前記各鉛直補強材の上端部に水平方向に延びる水平補強材が接合されたものであることが好ましい。
また、本発明に係る合成床版において、前記各床版ブロックの橋軸方向の寸法は、１０００〜３０００ｍｍであることが好ましい。
また、本発明に係る合成床版において、前記各床版ブロックは、現場に搬送する前にコンクリートの打設が完了しているものであり、現場でコンクリートの打設を全く行わないものであることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る連続桁橋は、三個以上の支承で支えられる主桁と、底鋼板とこの底鋼板の上に打設したコンクリートとを有し前記主桁の上に敷設される合成床版と、この合成床版の上に施工される舗装と、を備えたものであって、前記合成床版は、桁橋毎に橋軸方向に敷設される複数の床版ブロックで構成され、１つの桁橋の中で隣り合う床版ブロックは、互いに連結しないように橋軸方向に隙間を空けて敷設されていることに特徴がある。
【００１２】
また、本発明に係る連続桁橋において、前記各床版ブロックは、前記底鋼板の橋軸方向の両端部に鉛直方向に延びる鉛直補強材が接合され、前記各鉛直補強材の上端部に水平方向に延びる水平補強材が接合されていることが好ましい。
また、本発明に係る連続桁橋において、前記各床版ブロックの橋軸方向の寸法は、１０００〜３０００ｍｍであることが好ましい。
また、本発明に係る連続桁橋において、前記隣り合う床版ブロックの水平補強材の上には、水平方向に延びていて前記舗装に作用する荷重を受けるための荷重受け板が設置されていることが好ましい。
また、本発明に係る連続桁橋において、前記隙間は、前記三個以上ある支承のうち中間の支承の上方に設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
よって、本発明の合成床版、及び連続桁橋によれば、隣り合う床版ブロックは互いに連結しないように橋軸方向に隙間を空けて敷設されるため、合成床版は橋軸方向に不連続構造である（一体化していない）。このため、主桁等の自重及び走行車両等の重量に基づき、主桁において中間の支承の上方で負の曲げモーメント（引張力）が発生しても、主桁の変形と合成床版の変形とが連動し難くなっている。即ち、主桁が変形しても、この変形による影響を上記した隙間が吸収することができる。従って、合成床版のコンクリートにおいて中間の支承の上方で、ひび割れを生じ難くすることができる。
また、合成床版は橋軸方向に不連続構造であるため、合成床版を施工するとき各床版ブロックを橋軸方向に隙間を空けて敷設するだけでよい。このため、現場でコンクリートの打設を全く行わない完全なプレキャスト方式によって、合成床版の施工が完了する。即ち、従来のプレキャスト方式のように、現場で合成床版の継手部を一体化してコンクリートの打設を行う必要がない。従って、合成床版を施工するときの施工時間及び施工労力を低減することができる。
更に、合成床版が橋軸方向に不連続構造となっているため、合成床版に破損（コンクリートのひび割れ等）が生じた場合、破損が生じた床版ブロックのみを取り換えればよい。このため、橋軸方向に連続構造となっている従来の合成床版に比して、取り換え作業を容易にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態の合成床版を用いた連続桁橋の概略図である。
【図２】図１に示した合成床版の二つの床版ブロックと舗装の拡大図である。
【図３】図２のＫ−Ｋ線から見た平面図である。
【図４】本実施形態の変形実施形態における図１相当の概略図である。
【図５】従来の合成床版の継手部を示した図である。
【図６】（ａ）橋軸方向に連続構造である合成床版を用いた連続桁橋の概略図である。（ｂ）主桁に作用する曲げモーメント図である。（ｃ）合成床版のコンクリートにひび割れが生じたときの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、本発明に係る合成床版、合成床版を用いた連続桁橋について図面を参照しながら以下に説明する。図１は、連続桁橋１の概略図である。連続桁橋１は、主桁２０を三個以上の支点で支えるものである。連続桁橋１の橋脚１１，１２，１３の上には、二本の主桁２０（図３参照）が支承１４，１５，１６（支点）を介して橋軸方向に沿って架け渡され、各主桁２０の上には、合成床版３０が敷設されている。ここで、橋軸方向は連続桁橋１の長手方向を意味していて、橋幅方向は橋軸方向と直交する方向を意味している。
【００１６】
各主桁２０は、連続桁橋１の上部構造を支持するものであり、橋幅方向に所定量離れている。また、各主桁２０は、少ない材料（断面積）で十分な剛性（断面二次モーメント）を確保するために、断面がＩ字状であって、ウェブと上下のフランジとを有している。なお、主桁２０の数及び形状は適宜変更可能である。合成床版３０は、鋼とコンクリートとを組み合わせた床版であり、圧縮力に強く比較的安価なコンクリート材料を、引張力に強い鋼で補強したものである。合成床版３０の上には、アスファルト等によって舗装４０が施工されている。
【００１７】
ところで、連続桁橋１の主桁２０においては、主桁２０等の自重及び走行車両の重量に基づき、中間の支点である支承１５の上方で、負の曲げモーメントが発生する（図６（ｂ）参照）。即ち、主桁２０において支承１５の上方で、大きな引張力が作用する。そして、従来においては、主桁２０と合成床版との動きが連動して、合成床版が主桁２０の変形に追従する。このため、引張力に弱い合成床版のコンクリートにおいて支承１５の上方でひび割れが生じることがあった（図６（ｃ）参照）。
【００１８】
そこで、この実施形態においては、上記した問題に対処すべく、合成床版３０が、橋軸方向に不連続構造となっている。この合成床版３０の構成について、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２は、図１に示した合成床版３０の二つの床版ブロック３０Ａと舗装４０を示した拡大図である。図３は、図２のＫ−Ｋ線から見た平面図である。
【００１９】
合成床版３０は複数の床版ブロック３０Ａで構成されている。各床版ブロック３０Ａは、橋軸方向に敷設されていて、同一形状である。各床版ブロック３０Ａでは、図２及び図３に示したように、橋軸方向の寸法Ｖが１０００〜３０００ｍｍになっていて、図３に示したように、橋幅方向の寸法Ｗが８０００〜１２０００ｍｍになっている。このため、各床版ブロック３０Ａは、橋軸方向の寸法が小さいものであり、車両で運び易く且つ現場で敷設し易い大きさのものである。なお、二本の主桁２０において、その軸中心線の間の距離（床版支間）Ｘは、６０００〜１００００ｍｍに設定されている。
【００２０】
床版ブロック３０Ａは、底鋼板３１と、この底鋼板３１の橋軸方向の両端部から鉛直方向に延びる鉛直補強材３２と、底鋼板３１の橋幅方向の両端部から鉛直方向に延びる側鋼板３３（図３参照）と、鉛直補強材３２の上端部から水平方向に延びる水平補強材３４とを有している。底鋼板３１は、主桁２０に対してスタッドを用いてずれがないよう連結されている。鉛直補強材３２及び側鋼板３３は、合成床版３０の型枠として機能するものであって、合成床版３０の剛性を高める鋼材である。水平補強材３４は、走行車両等が舗装４０に作用する荷重を受承し、この荷重を鉛直補強材３２に伝達し易くするものである。この実施形態では、図２に示したように、底鋼板３１の端部と鉛直補強材３２と水平補強材３４との断面が、Ｉ字状になっている。
【００２１】
また、床版ブロック３０Ａは、図２に示したように、底鋼板３１に溶接された補強リブ３５と、この補強リブ３５の上方に配置されていて橋軸方向に延びる配力筋３６と、配力筋３６の上方に配置されていて橋幅方向に延びる主鉄筋３７とを有している。そして、図３に示したように、底鋼板３１と鉛直補強材３２と側鋼板３３に囲まれた空間にコンクリート３８が打設されている。このような床版ブロック３０Ａは、工場で製造されるものである。即ち、床版ブロック３０Ａは、現場に搬送する前にコンクリート３８の打設が全て完了しているものである。
【００２２】
製造された各床版ブロック３０Ａは、車両で現場に搬送されて、二本の主桁２０の上に橋軸方向に敷設される。ここで、図２に示したように、隣り合う床版ブロック３０Ａの鉛直補強材３２は、橋軸方向に１５ｍｍの隙間Ｙを空けて配置され、図２及び図３に示したように、隣り合う床版ブロック３０Ａの底鋼板３１の端部及び水平補強材３４の端部は、橋軸方向に５ｍｍの隙間Ｚを空けて配置されていて、各床版ブロック３０Ａは互いに連結されることがない。こうして、合成床版３０が橋軸方向に不連続構造となっていて、現場でコンクリートの打設を全く行わない完全なプレキャスト方式によって、合成床版３０の施工が完了する。なお、各床版ブロック３０Ａは、主桁２０に対してずれが生じないようにスタッドで連結される。
【００２３】
また、この実施形態では、合成床版３０の施工が完了した後に、隣り合う床版ブロック３０Ａの水平補強材３４の上に荷重受け板４１が設置されている。荷重受け板４１は、隙間Ｙ，Ｚの上方で舗装４０に作用する荷重を受けて、その荷重を鉛直補強材３２に的確に伝達するものである。この荷重受け板４１によって、車両等が隙間Ｙ，Ｚの上方で舗装４０を通過するときに生じる振動を低減することができる。また、この荷重受け板４１によって、舗装４０が隙間Ｙ，Ｚに浸入して下方に落ちることを防止できる。但し、この荷重受け板４１を設置しなくても、隙間Ｙ，Ｚが１５ｍｍ，５ｍｍと非常に小さいため、舗装４０が隙間Ｙ，Ｚから下方に落ちることはほとんどない。なお、荷重受け板４１は、隣り合う床版ブロック３０Ａを連結するためのものではない。荷重受け板４１が設置された後、合成床版３０の上に舗装４０が施工される。
【００２４】
ところで、上述したように、隣り合う床版ブロック３０Ａは、橋軸方向に隙間Ｙ，Ｚを空けて敷設されているため、車両等が舗装４０を橋軸方向に走行するときに、床版ブロック３０Ａの橋軸方向の両端部に応力が集中し易い。そこで、水平補強材３４及び鉛直補強材３２がこの応力集中に耐えることができるようになっている。ここで、舗装４０に作用する荷重の大部分は、水平補強材３４、鉛直補強材３２、コンクリート３８によって受承されるようになっている。また、設計解析上、側鋼板３３が上記した荷重を受承する構造ではなく、型枠として機能する。
【００２５】
この実施形態の合成床版３０及び合成床版３０を用いた連続桁橋１の作用及び効果について説明する。
上述したように、隣り合う床版ブロック３０Ａは互いに連結しないように橋軸方向に隙間Ｙ，Ｚを空けて敷設されるため、合成床版３０は橋軸方向に不連続構造である（一体化していない）。このため、主桁２０等の自重及び走行車両等の重量に基づき、主桁２０において支承１５の上方で負の曲げモーメント（引張力）が発生しても、主桁２０の変形と合成床版３０の変形とが連動し難くなっている。即ち、主桁２０が変形しても、この変形による影響を隙間Ｙ，Ｚが吸収することができる。従って、合成床版３０のコンクリート３８において支承１５の上方で、ひび割れを生じ難くすることができる。
特に、主桁２０において中間の支承１５の上方で負の曲げモーメントが最も大きくなるため（図６（ａ）（ｂ）参照）、この実施形態では、支承１５の上方に隙間Ｙ，Ｚが設けられている。即ち、従来の合成床版のコンクリートにおいて最もひび割れが生じやすい位置に隙間Ｙ，Ｚが設けられている。このため、コンクリート３８にひび割れが生じる可能性を最も低くすることができる。
【００２６】
また、この実施形態の合成床版３０は床版ブロック３０Ａ毎に分割されたものであり、各床版ブロック３０Ａの橋軸方向の寸法Ｖが１０００〜３０００ｍｍになっている。一方、従来の合成床版は橋軸方向に一体化したものであり、従来の合成床版の橋軸方向の寸法は上記した寸法Ｖより十分大きい。このため、主桁２０が活荷重（舗装４０を走行する車両の荷重）や温度荷重（熱応力に基づく荷重）によって変形したとき、従来の合成床版では、上記した主桁の変形による悪影響が合成床版全体に及ぶことになるが、この実施形態の合成床版３０では、上記した主桁の変形による悪影響を各床版ブロック３０Ａで分散することができる。従って、この実施形態の合成床版３０は、従来の合成床版に比して設計上安全な合成床版である。
【００２７】
ところで、鋼橋の架け替え理由の三分の二は床版の破損（コンクリート３８のひび割れ等）と言われている。従来では、合成床版に破損が生じた場合、合成床版が連続構造であるため、合成床版全体を取り換える必要があり、取り換え作業が困難であった。しかし、この実施形態の合成床版３０によれば、合成床版３０に破損が生じた場合、破損が生じた床版ブロック３０Ａのみを取り換えればよく、取り替え作業を容易にすることができる。
【００２８】
また、この実施形態では、合成床版３０を施工するとき各床版ブロック３０Ａを橋軸方向に敷設するだけでよく、現場でコンクリートの打設を全く行わない完全なプレキャスト方式によって、合成床版３０の施工が完了する。即ち、従来のプレキャスト方式のように、現場で合成床版の継手部を一体化してコンクリートの打設を行う必要がない。従って、合成床版３０を施工するときの施工時間及び施工労力を低減することができ、連続桁橋１の建設コストを低減することができる。
【００２９】
以上、本発明に係る合成床版３０及び連続桁橋１について説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
例えば、本実施形態において、支承１５の上方に隙間Ｙ，Ｚを設けたが、隙間Ｙ，Ｚの位置は適宜変更可能であり、例えば図４に示したように隙間を設けても良い。
また、本実施形態において、床版ブロック３０Ａは水平補強材３４を有しているが、この水平補強材３４に換えて、コンクリート３８の上部全体を覆う蓋部材を有していても良い。
【００３０】
また、本実施形態において、床版ブロック３０Ａの橋軸方向の寸法Ｖ（１０００〜３０００ｍｍ）、床版ブロック３０Ａの橋幅方向の寸法Ｗ（８０００〜１２０００ｍｍ）、隙間Ｙ，Ｚの寸法（１５ｍｍ，５ｍｍ）は、上記した数値に限定されるものではなく、適宜変更可能である。
また、本実施形態において、床版ブロック３０Ａは全て同一形状であるが、床版ブロックが全て同一形状である必要はない。このため、隣り合う床版ブロックの形状が異なっていても良く、隣り合う床版ブロックの間に隙間が形成されていれば良い。
また、本実施形態において、水平補強材３４の上に荷重受け板４１を設置したが、鉛直補強材３２及び水平補強材３４が舗装４０に作用する荷重を的確に受承できる場合には、荷重受け板４１を設置しなくても良い。
また、本実施形態では主桁２０が連続桁の橋梁である場合について説明したが、本実施形態は主桁２０が単純桁にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３１】
１                  連続桁橋
１１，１２，１３    橋脚
１４，１５，１６    支承
２０                主桁
３０                合成床版
３０Ａ              床版ブロック
３１                底鋼板
３２                鉛直補強材
３３                側鋼板
３４                水平補強材
３５                補強リブ
３６                配力筋
３７                主鉄筋
３８                コンクリート
４０                舗装
４１                荷重受け板
【図１】
0005295198.tif 000002
【図２】
0005295198.tif 000003
【図３】
0005295198.tif 000004
【図４】
0005295198.tif 000005
【図５】
0005295198.tif 000006
【図６】
0005295198.tif 000007