(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材であって、固定支持された二つの橋台間に張架される吊床版と、
前記橋台間の前記吊床版の下側に張架され、前記二つの橋台間の少なくとも中央部付近で前記吊床版の下面に接触するケーブルとを有し、
該ケーブルは、両端部が、前記吊床版の下面との接触範囲より高い位置で前記二つの橋台に定着されるとともに、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を負担するように該ケーブルの張力が調整されていることを特徴とする吊床版橋。
【請求項２】
前記ケーブルと前記吊床版の下面との間が離れる部分に、該吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を前記ケーブルに伝達する台座を設けることを特徴とする請求項１に記載の吊床版橋。
【請求項３】
可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材であって、固定支持された二つの橋台間に張架される吊床版と、
該吊床版の軸線方向に所定の間隔で複数の位置に設けられ、該吊床版の両側縁より両側に張り出したケーブル係止部と、
両端部が前記二つの橋台に定着されて該吊床版の両側縁に沿って張架され、水平方向の位置が該吊床版の両側縁より外側となるように配置されたケーブルとを有し、
該ケーブルは、前記ケーブル係止部に係止されるとともに、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を負担するように該ケーブルの張力が調整されていることを特徴とする吊床版橋。
【請求項４】
前記ケーブル係止部は、前記吊床版の幅より長い横梁を、該吊床版の下面に当接するように取りつけることによって形成されていることを特徴とする請求項３に記載の吊床版橋。
【請求項５】
可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材を、固定支持された二つの橋台間に張架した吊床版の補強方法であって、
前記橋台間の前記吊床版の下側にケーブルを張架し、
該ケーブルは、前記二つの橋台間の少なくとも中央部付近で前記吊床版の下面に接触させ、
両端部を、前記接触範囲より高い位置で前記二つの橋台に定着するとともに、該ケーブルの張力を調整して、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を該ケーブルに負担させることを特徴とする吊床版の補強方法。
【請求項６】
可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材を、固定支持された二つの橋台間に張架した吊床版の補強方法であって、
該吊床版の軸線方向に所定の間隔で複数の位置に、該吊床版の両側縁より両側に張り出したケーブル係止部を設け、
両端部を前記二つの橋台に定着し、該吊床版の両側縁に沿って水平方向の位置が該吊床版の両側縁より外側となるようにケーブルを張架し、
該ケーブルを前記ケーブル係止部に係止するとともに、該ケーブルの張力を調整して、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を該ケーブルに負担させることを特徴とする吊床版の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、薄いコンクリート部材を吊支持して橋梁とする吊床版橋及び既存の吊床版の補強方法に係るものであり、特に吊床版の外側にケーブルを設けた吊床版橋及び吊床版の外側にケーブルを追加して吊床版を補強する方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁の一形式として、高張力の鋼材を内包したコンクリートの板状部材（吊床版）を吊支持する吊床版橋がある。吊床版は、鋼材の引張抵抗力によって、橋台または橋脚間にたわみ（サグ）を生じた状態で吊支持されており、全体の長さに対してコンクリートの厚さが小さくなっているため、吊床版全体として大きな変形を生じてもコンクリートには大きな応力やひび割れが生じにくくなっている。そして、一般的な桁橋と比べて断面が小さい部材で構築することができるため、軽量で経済性に優れている。また、支保工、ケーブルクレーン、大型の重機などを使用せずに、橋台間に張り渡したケーブルにプレキャストコンクリートからなるセグメントを懸垂する工法によって架設することができるため、工期を短くすることも可能となる。
【０００３】
また、上記吊床版の上に支柱を立設し、この支柱によって上面が橋面となる上路桁を支持するものを上路式吊床版橋という。上路式吊床版橋は、上路桁を有するので縦断勾配を任意に設定することができるとともに、サグを大きくすることができるので、吊床版に作用する張力を小さく抑えることができる。したがって、吊床版内に配置する鋼材及び吊床版を支持する橋台のアンカー等を低減することができる。
【０００４】
上記吊床版の架設は、一般に次のような工程によって行われる。
まず、二つの橋台間に一次鋼材を張架し、この鋼材に吊床版を形成する板状のプレキャストコンクリートセグメントを懸垂支持し、一次鋼材のほぼ全長にわたって配列する。これらのセグメントには、橋の軸線方向にダクトが設けられており、このダクト内には二次鋼材が配置される。上記プレキャストコンクリートからなるセグメント間には現場においてコンクリートが打設され、橋台間で連続する板状部材、すなわち吊床版とされる。その後、上記二次鋼材が緊張され、吊床版にプレストレスが導入される。二次鋼材の緊張及び定着後、ダクト内にグラウトが注入され、二次鋼材が吊床版のコンクリートと一体化される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような吊床版橋には、解決が望まれる次のような課題がある。
二次鋼材を緊張及び定着した後にグラウトを注入する作業は、鋼材の全長にわたって完全にグラウトが充填されるように慎重に行わなければならない。また、完全に充填されたことを確認するための検査が必要となることもある。このため、架設現場における作業量が増大し、工期の短縮が難しくなることがある。
【０００６】
一方、既存の吊床版橋が、その使用状況の変化等によって、より大きな耐荷力を要求されることがある。例えば、設計時には想定されていなかった大型車輛等による活荷重を支持する必要が生じたり、高欄、地覆及び舗装等の改修により荷重が増加した場合等が考えられる。また、吊床版橋が老朽化して耐荷力の低下が懸念されるときにも、耐荷力を増大するための補強が必要となる。このように吊床版橋の補強が必要となった場合における対処の手段については、ほとんど提案されていない。
【０００７】
本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、架設現場における作業量を低減することができる吊床版橋を提供すること、又は既存の吊床版橋の耐荷力を増大する補強方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、  可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材であって、固定支持された二つの橋台間に張架される吊床版と、  前記橋台間の前記吊床版の下側に張架され、前記二つの橋台間の少なくとも中央部付近で前記吊床版の下面に接触するケーブルとを有し、  該ケーブルは、両端部が、前記吊床版の下面との接触範囲より高い位置で前記二つの橋台に定着されるとともに、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を負担するように該ケーブルの張力が調整されていることを特徴とする吊床版橋を提供する。
【０００９】
上記吊床版橋が有するケーブルは、吊床版の下側に張架され、該ケーブルの両端部が中央部より高い位置で定着されており、該ケーブルの張力を調整することにより、吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を負担するとともに、吊床版のコンクリートにプレストレスを導入することができる。したがって、吊床版内に埋め込んでプレストレスを導入する二次鋼材を不要とするか、又は鋼材の本数を低減することができる。このため、グラウトの注入、検査等の作業が低減される。一方、上記ケーブルは、表面が樹脂等で被覆されたケーブルを用いることにより、腐食等が生じることがない。また、吊床版の架設後に荷重の増大等により補強が必要となった場合には、上記ケーブルを太径のものに交換したり、追加配置して耐荷力を増大させることもできる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、  請求項１に記載の吊床版橋において、前記ケーブルと前記吊床版の下面との間が離れる部分に、該吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を前記ケーブルに伝達する台座を設けることを特徴とする。
【００１１】
上記ケーブルと吊床版の下面との間が離れる部分に台座を設けることによって、吊床版に作用する荷重が、台座を介してケーブルに円滑に伝達され、吊床版に局部的な変形や大きな応力の発生が回避される。
【００１２】
請求項３に係る発明は、  可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材であって、固定支持された二つの橋台間に張架される吊床版と、  該吊床版の軸線方向に所定の間隔で複数の位置に設けられ、該吊床版の両側縁より両側に張り出したケーブル係止部と、  両端部が前記二つの橋台に定着されて該吊床版の両側縁に沿って張架され、水平方向の位置が該吊床版の両側縁より外側となるように配置されたケーブルとを有し、  該ケーブルは、前記ケーブル係止部に係止されるとともに、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を負担するように該ケーブルの張力が調整されていることを特徴とする吊床版橋を提供する。
【００１３】
上記吊床版は、該吊床版に埋め込まれた鋼材と、吊床版の両側に沿って張架されたケーブルとによって吊支持されるとともに、吊床版上の荷重が支持される。そして、該ケーブルの引張力を適切に設定することによって、吊床版のコンクリートにプレストレスを付与することができる。このため、吊床版内に埋め込む鋼材を低減し、グラウトの注入・検査等の作業を減少させることができる。また、ケーブルの交換又は追加も容易である。
【００１４】
請求項４に係る発明は、  請求項３に記載の吊床版橋において、前記ケーブル係止部は、前記吊床版の幅より長い横梁を、該吊床版の下面に当接するように取りつけることによって形成されていることを特徴とする。
【００１５】
上記ケーブル係止部は吊床版の下面に当接するように取付けられており、ケーブルに引張力が導入されると、上記ケーブル係止部を介して吊床版の下面に、上方に押し上げるように力が作用する。これにより、吊床版のコンクリートに有効にプレストレスが導入される。また、吊床版上に作用する荷重は上記ケーブル係止部を介して、ケーブルに伝達される。
【００１６】
請求項５に係る発明は、  可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材を、固定支持された二つの橋台間に張架した吊床版の補強方法であって、  前記橋台間の前記吊床版の下側にケーブルを張架し、  該ケーブルは、前記二つの橋台間の少なくとも中央部付近で前記吊床版の下面に接触させ、  両端部を、前記接触範囲より高い位置で前記二つの橋台に定着するとともに、該ケーブルの張力を調整して、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を該ケーブルに負担させることを特徴とする吊床版の補強方法を提供する。
【００１７】
この方法では、既存の吊床版コンクリートをはつったり、切除することなく、ケーブルを追加して耐荷力を補強することができる。また、ケーブルを吊床版の下面に接触させて力を伝達するようにしているので、追加する部材が少なく、補強のために増加する死荷重の量を小さく抑えることができる。さらに、ケーブルが吊床版に沿って配置されるので、補強後の外観の変化は少なく、簡素で軽快感のある外観が維持される。
【００１８】
請求項６に係る発明は、  可撓性を有する程度に部材厚が小さく、軸線方向に配置された鋼材を内包したコンクリート部材を、固定支持された二つの橋台間に張架した吊床版の補強方法であって、  該吊床版の軸線方向に所定の間隔で複数の位置に、該吊床版の両側縁より両側に張り出したケーブル係止部を設け、  両端部を前記二つの橋台に定着し、該吊床版の両側縁に沿って水平方向の位置が該吊床版の両側縁より外側となるようにケーブルを張架し、  該ケーブルを前記ケーブル係止部に係止するとともに、該ケーブルの張力を調整して、前記吊床版の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部を該ケーブルに負担させることを特徴とする吊床版の補強方法。
【００１９】
この方法でも、請求項５に係る発明と同様に、既存の吊床版に多くの加工を行うことなく有効な補強が可能となる。また、死荷重の増加も少なく、補強の前の外観も大きく変えることなく維持される。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、請求項１又は請求項２に記載の発明に係る吊床版橋の一実施形態を示す概略側面図及び橋台付近の拡大図である。
この吊床版橋は、グランドアンカー１によって地盤に固定された二つの橋台２ａ、２ｂ間に、ＰＣ鋼材を内包したコンクリートの薄い板状部材である吊床版４を張架したものである。そして、該吊床版４の下側にはケーブル５が配設されており、該ケーブル５は、図２（ａ）に示すように、二つの橋台２ａ、２ｂ間の中央部付近で吊床版４の下面に接触しており、この接触している範囲より高い位置で二つの橋台２ａ、２ｂに定着されている。そして、吊床版４の下面とケーブル５とが離れる橋台付近には、図２（ｂ）に示すように、吊床版４の下面に台座６が設けられ、吊床版４とケーブル５とが台座６を介して接合されている。
【００２１】
上記グランドアンカー１は地盤に小孔を掘削し、この孔内に緊張材を挿入した後グラウトを施したものであり、この緊張材に緊張力を導入することによって橋台２ａ、２ｂを地盤に押し付けるように固定することができるものである。
【００２２】
上記橋台２ａ、２ｂは鉄筋コンクリートからなるものであり、地盤上に構築され、上記吊床版４に埋め込まれたＰＣ鋼材３及び、吊床版４の下側に張架されたケーブル５から伝達される水平力に対して転倒または滑動しないようにグランドアンカー１で地盤に強固に固着されている。橋台２には、それぞれ、ＰＣ鋼材３及びケーブル５を定着する第１の定着部７及び第２の定着部８が形成されている。この第２の定着部８は、第1の定着部７の下側に設けられるが、ケーブル５と吊床版４の下面との接触範囲より高い位置となっている。
【００２３】
上記吊床版４は、プレキャストコンクリートの板状部材を橋軸方向に配列してこれらの間を場所打ちコンクリートで連結したものであり、吊床版４に内包されたＰＣ鋼材３と、吊床版４の下側に配設されたケーブル５の引張力によって吊支持されている。ケーブル５は高張力の鋼材からなり、樹脂等の防食材によって被覆されている。そして、張力が調整されることにより、吊床版４の自重又は吊床版上に作用する荷重の一部が、吊床版の下面又は台座を介して伝達され、これらを負担するようになっている。
【００２４】
次に、上記吊床版橋の構築方法について説明する。
まず、二つの橋台２ａ、２ｂを架設位置で対峙するように形成し、グランドアンカー１によって強固に地盤に固定する。そして、ＰＣ鋼材３のうち一次鋼材３ａ（図２参照）を張架し、両端部を第１の定着部７に固定する。この一次鋼材３ａに、プレキャストコンクリートの板状部材１０を懸垂支持し、一次鋼材３ａに沿って移動させる。
【００２５】
図３（ｂ）に示すように、プレキャストコンクリートの板状部材１０の上面には溝状の凹部が形成されており、一次鋼材３ａをこの凹部内に通し、丸棒状の係止部材１２によって一次鋼材３ａに支持させる。板状部材１０の移動は、例えばワイヤーの一端を板状部材１０に連結し、ウインチ等で牽引することによって、係止部材１２が一次鋼材上を滑動し、容易に行うことができる。このようにして、複数の板状部材１０を順次一次鋼材３ａに懸垂支持し、図３（ａ）に示すように、橋台２ａ、２ｂ間のほぼ全域にわたって配列し、これらのプレキャストコンクリートからなる板状部材間及び板状部材１０と橋台間にコンクリートを打設し、二つの橋台間で連続する構造とする。なお、台座６は、プレキャストコンクリート部材を一次鋼材３ａに懸垂支持させる前に、プレキャストコンクリートの板状部材１０の下面にあらかじめ取付けられている。
【００２６】
上記のようにして、吊床版４が形成されると、図４に示すように、二つの橋台２ａ、２ｂ間にケーブル５を張架し、第２の定着部８においてジャッキを装着し、張力の調整を行う。そして、ケーブル５が二つの橋台２ａ、２ｂ間の中央部付近で吊床版４の下面に接触し、吊床版４の両端部付近で台座６の下面に接触して、これらの間の接触圧によってケーブル５が吊床版の荷重を適切に支持するように設定する。なお、ケーブル５は、図２に示すように、固定金具９によって吊床版４及び台座６に、軸線方向の移動が可能に係止される。そして、ケーブル５の両端部は第２の定着部８に定着される。また、これとともに吊床版４のコンクリート内に配置された二次鋼材３ｂを緊張し、吊床版４の軸線方向にプレストレスを導入する。
なお、上記ケーブル５の緊張によって吊床版４にプレストレスを導入することができるので、ケーブルの本数や張力を適切に設定することにより、吊床版のコンクリート内の二次鋼材３ｂを不要とすることもできる。
【００２７】
上記のような吊床版橋では、吊床版４の自重又は該吊床版上に作用する荷重の一部はケーブル５に伝達され、吊床版４はコンクリート内に配置されたＰＣ鋼材３及びコンクリート外に配置されたケーブル５の引張力によって吊支持される。このため、コンクリート内のＰＣ鋼材３が負担する荷重が低減され、二次鋼材３ｂの本数を低減したり、二次鋼材３ｂを不要とすることができる。したがって、二次鋼材３ｂを緊張した後、ダクト１１内へグラウトを注入する作業を低減し、グラウトの注入状態を確認する作業を軽減することができる。一方、ケーブル５の表面は樹脂等で被覆されているため腐食しにくく、充分な耐久性を有する。
【００２８】
上記構築方法は、吊床版橋を新規に架設する場合について説明したが、この方法は既存の吊床版の補強方法として適用することができる。
一般に既存の吊床版は、薄いコンクリートの板状部材内に配置されたＰＣ鋼材によって吊支持されており、この吊床版の下側にケーブルを追加することによって補強することができる。ケーブルの定着部は、橋台のコンクリートに削孔等の加工を施すことによって新設する。そして、吊床版の下面に台座を取付け、定着部からケーブルに張力を導入していくことによって、吊床版の荷重をケーブルに分担させることができる。なお、この補強方法は請求項５に係る発明の一実施形態である。
【００２９】
次に、請求項３又は請求項４に係る発明の一実施形態である吊床版橋を、図５及び図６に基づいて説明する。
この吊床版橋は、グランドアンカー２１で地盤に固着された二つの橋台２２ａ、２２ｂ間に、コンクリートの薄い板状の吊床版２４が架け渡されたものであり、この吊床版２４の両側縁に沿い、側縁より外側にケーブル２５が張架されている。この吊床版２４の下面には、軸線と直角方向の横梁２６が所定の間隔で取付けられ、両端部が吊床版２４の両側縁より突き出しており、この両端部に上記ケーブル２５が係止されている。
【００３０】
上記横梁２６は、例えば型鋼を用いることができ、係止されるケーブル２５は、その軸線方向に横梁２６と相対移動が可能に係止されている。ケーブル２５は、図１に示す実施形態で用いられるものと同じもので、高張力の鋼材を樹脂等で被覆したものである。このケーブル２５の両端は、図６に示すように、橋台２２ａの両側面から張り出すように設けられた定着部２７に定着されるようになっている。上記吊床版２４は、図１に示すものと同じ構成を有するものであり、同様の方法で構築することができるものである。
【００３１】
この吊床版橋では、ケーブル２５に適切な張力が導入されることによりサグが減少し、横梁２６の両端部を上方に押し上げる方向に力が作用する。これにより、横梁２６を介して吊床版２４を押し上げ、軸線方向にプレストレスが導入されるとともに、吊床版２４及び吊床版上の荷重の一部がケーブル２５に負担される。なお、上記横梁２６及びケーブル２５は既存の吊床版橋に、補強のために取付けることができるものであり、荷重の増加等に対する補強方法として、上記構成の吊床版橋を採用することができる。
【００３２】
上述の実施形態では、いずれも吊床版の上面が橋面となるものであったが、図７に示すような、上路式の吊床版橋にも、本願に係る発明を適用することができる。
この上路式吊床版橋は、二つの橋台３１ａ、３１ｂ間に張架された吊床版３２上に鋼部材３３を立設し、この上に上路桁３４を支持したものであり、吊床版３２内のＰＣ鋼材と、吊床版３２の下側に配設されたケーブル３５の引張力によって吊支持されている。鋼部材３３は斜めに配置され、傾斜が交互に反対方向とされ、ワレントラスを形成している。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本願発明に係る吊床版橋では、コンクリートからなる吊床版内に配置されるＰＣ鋼材と、吊床版の外部に配置されるケーブルとで荷重を分担して支持することができ、コンクリート内に配置されるＰＣ鋼材を低減することができる。これにともない、ＰＣ鋼材を配置するダクト内へグラウトを注入する作業及び注入状態を確認する作業を少なくするか、又は不要とすることが可能となる。また、本願発明に係る吊床版の補強方法では、吊床版の外側に追加配置したケーブルによって荷重の一部を負担することができ、吊床版を有効に補強することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１又は請求項２に記載の発明に係る吊床版橋の一実施形態を示す概略側面図及び橋台付近の拡大図である。
【図２】図１に示す吊床版橋の断面図である。
【図３】図１に示す吊床版橋の施工要領を示す概略側面図及び断面図である。
【図４】図１に示す吊床版橋の施工要領を示す概略側面図である。
【図５】請求項３又は請求項４に記載の発明に係る吊床版橋の一実施形態を示す概略側面図及び断面図である。
【図６】図５に示す吊床版橋の橋台付近の平面図である。
【図７】請求項１又は請求項２に記載の発明の他の実施形態である上路式吊床版橋を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１、２１          グランドアンカー
２、２２、３１    橋台
３、２３          ＰＣ鋼材
４、２４、３２    吊床版
５、２５、３５    ケーブル
６                台座
７                第１の定着部
８                第２の定着部
９                固定金具
１０              板状部材
１１              ダクト
２６              横梁
２７              定着部
３３              鋼部材
３４              上路桁
【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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