(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレストレスコンクリートによる上床版と下床版の両側部が、塑性加工が施されていない橋軸方向にその弾性変形の範囲内で凹凸を繰り返す波形を呈した鋼板製ウェブによって連結されて箱形の閉断面を形成して構成されていることを特徴とする鋼板ウェブ橋構造。
【請求項２】
前記鋼板製ウェブの所定位置に、所定大きさの開口部が形成されて構成されていることを特徴とする請求項１記載の鋼板ウェブ橋構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレストレスコンクリートと鋼板によって閉断面を形成して成る鋼板ウェブ橋構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁や高架道路をコンクリートによって形成する構成として、主桁を箱形断面とし、床版と主桁が一体となって閉断面を形成する箱形桁橋が知られている。
【０００３】
近時、このような箱形桁橋をコンクリートと鋼板の複合構造とした波形鋼板ウェブＰＣ橋が提案されている。
【０００４】
波形鋼板ウェブＰＣ橋は、図７に斜視図を示すように、プレストレスコンクリート（ＰＣ）による上床版１１′と下床版１２′を連結する側板部（ウェブ２０′）を、波形鋼板に置換したものである。
【０００５】
波形鋼板は、鋼板を略台形の波形に屈曲して形成され、その波形の稜線方向を橋軸と直交するように配設される。
【０００６】
このような波形鋼板をウェブ２０′として用いることで、コンクリートによって形成した場合に比較して主桁自重を軽減でき、また、橋軸方向の剛性がほとんど無く伸縮が可能であるために、床版１１′，１２′のプレストレス導入効率が向上すると考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のごとき波形鋼板ウェブＰＣ橋では、ウェブを形成する波形鋼板は、プレスよってその稜線を塑性変形させて形成されるものであるため、製作が極めて面倒で時間を要するために製造コストが高く、その結果、それを用いる波形鋼板ウェブＰＣ橋の施工コストも高くなるという問題があった。
【０００８】
また、上下床版とウェブによって形成された閉断面の内部は密閉されているためにウェブがエレクロトケミカルエロージョンによって劣化したり、またこのような劣化の点検も困難であるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、低コストに施工できる鋼板ウェブ橋構造を提供すること。また、内部の換気を可能として劣化を防ぐことができると共に点検も可能とする鋼板ウェブ橋構造の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決する為の手段】
上記目的を達成する本発明の鋼板ウェブ橋構造は、プレストレスコンクリートによる上床版と下床版の両側部が、塑性加工が施されていない橋軸方向にその弾性変形の範囲内で凹凸を繰り返す波形を呈した鋼板製ウェブによって連結されて箱形の閉断面を形成して構成されていることを特徴とする。
【００１２】
更に、前記鋼板製ウェブの所定位置に、所定大きさの開口部が形成されて構成されていることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１４】
図１は参考例であり、図２は本発明に係る鋼板ウェブ橋構造の一構成例を適用したである鋼板ウェブ橋の部分斜視図である。
【００１５】
図示鋼板ウェブ橋１０は、上床版１１と下床版１２とが左右一対の鋼板製ウェブ２０（２１，２２）によって結合されて矩形の閉断面を形成する箱形桁橋である。
【００１６】
上床版１１及び下床版１２は、内設された図示しないケーブルによって橋軸方向にプレストレスが導入されたプレストレスコンクリートによって形成されている。
【００１７】
鋼板製ウェブ２０は、所定板厚の鋼板によって形成され、その上下縁が上床版１１及び下床版１２に結合している。その床版１１，１２との結合は、図示しないが、例えば鋼板製ウェブ２０の縁にその板面と直交するフランジが溶接固定されると共に該フランジの外面にスタッドジベルが立設されこれらが床版１１，１２を構成するコンクリート内部に没入させた構成や、鋼板製ウェブ２０の縁部を床版１１，１２内に没入させて内部の鉄筋と結合させた構成等により行われる。
【００１８】
図１に示す鋼板ウェブ橋１０の鋼板製ウェブ２１は、所定板厚で塑性変形加工が施されない平坦な鋼板（平坦鋼板）によって形成されており、図示しないが内部に必要に応じて補強材が配設される。
【００１９】
図２に示す鋼板ウェブ橋１０′の鋼板製ウェブ２２は、塑性変形加工が施されない所定板厚の平坦な鋼板が図２のＡ−Ａ断面図である図３に示すようにその弾性変形の範囲で波形に屈曲されて成る湾曲波形状態で上下の床版１１，１２間に配設されている。このような鋼板の弾性変形内での波形の屈曲は、鋼板を凹凸を有する載置台上に載置することで自重によって自然に生じた波形状態を利用し、その状態で上下縁にフランジを溶接固定する等によって定着させて用いることができるものである。
【００２０】
上記のごとく構成された鋼板ウェブ橋では、鋼板製ウェブ２０（２１，２２）として塑性変形による波形鋼板を用いないため、低コストに構築できる。
【００２１】
また、図４及び図５に、上記のごとき構成の鋼板ウェブ橋のモデルを有限要素法微小弾性解析によって解析し、従来の塑性変形による波形鋼板ウェブ及びＰＣウェブを用いた構成と比較した結果を示す。
【００２２】
図中「波形鋼板ウェブ」はウェブとして従来と同様の塑性変形加工された波形鋼板を用いたもの、「湾曲波形鋼板ウェブ」は図２に示すウェブとして鋼板を弾性変形によって湾曲波形状として用いたもの、「平坦鋼板ウェブ」は図１に示す平坦な鋼板をそのまま用いたもの、「ＰＣウェブ」はウェブとしてＰＣコンクリートを用いたものである。
【００２３】
解析条件は、
各モデルの共通条件として、
上床版：コンクリート，５０００ｍｍ×２５０ｍｍ
下床版：コンクリート，４２００ｍｍ×１９０ｍｍ
橋軸方向単純支持スパン：８０００ｍｍ
ウェブ高：１４００ｍｍ
とし、
各モデルのウェブ条件は、
「波形鋼板ウェブ」が、
鋼板製，板厚：１２ｍｍ，波長：３３０ｍｍ，波振幅：２００ｍｍ
「湾曲波形鋼板ウェブ」は、
鋼板製，板厚：１８ｍｍ，波長：４０００ｍｍ，振幅：２００ｍｍ
「平坦鋼板ウェブ」は、鋼板製，板厚：１２ｍｍ
「ＰＣウェブ」は、コンクリート製，ウェブ厚：２００ｍｍ
である。
【００２４】
また、プレストレス荷重は、上床版面内橋軸方向に１０ｋｇ／ｃｍ２である。
【００２５】
図４は、上床版プレストレス導入時の各ウェブの変位量をＰＣウェブを基準（ＰＣウェブ＝１．０）とした比で表したものである。これから、上床版プレストレス導入時の変位量は「平坦鋼板製ウェブ」及び「湾曲波形鋼板ウェブ」共に従来の塑性加工された「波形鋼板製ウェブ」とほとんど差がなく、プレストレスの導入効率はウェブの形状に拘わらず略同一であることが解る。「平坦鋼板製ウェブ」と「湾曲波形鋼板ウェブ」とでは、「湾曲波形鋼板ウェブ」の方が僅かに変位量が大きく、「波形鋼板製ウェブ」と同等のプレストレス導入容易性を有する。
【００２６】
また、図５は、曲げ剛性（ＥＩ）をＰＣウェブを基準（ＰＣウェブ＝１００）とした比で表したものであり、「平坦鋼板ウェブ」及び「湾曲波形鋼板ウェブ」共に「波形鋼板ウェブ」を僅かに上回っている。「平坦鋼板製ウェブ」と「湾曲波形鋼板ウェブ」とでは、「湾曲波形鋼板ウェブ」の方が高い。
【００２７】
即ち、プレストレス導入時の変形容易性及び曲げ剛性の両者共に、「平坦鋼板ウェブ」及び「鋼板製湾曲波形ウェブ」と「波形鋼板ウェブ」との間に有意の差異は認められず、「平坦鋼板ウェブ」，「鋼板製湾曲波形ウェブ」共に「波形鋼板ウェブ」と遜色無く適用可能であることが解ったものである。
【００２８】
尚、平坦な鋼板をその弾性変形範囲内で波形に屈曲してそれをそのまま固定した「鋼板製湾曲波形ウェブ」の波形を形成する曲線はどのような曲線であっても良く、また、その凹凸のピッチ（波長）も上記構成例限らず任意に設定可能なものである。
【００２９】
次に、図６に構成例を示す鋼板ウェブ橋について説明する。
【００３０】
図示鋼板ウェブ橋１０″は、上床版１１と下床版１２とが鋼板製の鋼板製ウェブ２０によって結合されて矩形の閉断面を有する箱桁桁橋である。
【００３１】
鋼板製ウェブ２０には、その荷重作用の少ない部位に、所定大きさの通気・点検口２０Ａが形成されている。
【００３２】
即ち、図中（Ｂ）に曲げモーメントを示すように支承３０による支点近傍の、曲げ応力の方向が反転するために曲げ応力が作用せず剪断力のみが作用する鋼板製ウェブ２０′の部位に、開口部（通気・点検口２０Ａ）を形成したものである。
【００３３】
これにより、通気・点検口２１を介して閉断面内の換気が行われて鋼板製ウェブ２０′に生ずるエレクロトケミカルコロージョンを防ぐことができると共に、通気・点検口２０Ａを介して内部の点検を行うことができるものである。
【００３４】
尚、鋼板製ウェブ２０は前述の構成例のごとき平坦鋼板ウェブや湾曲波形鋼板ウェブであっても、また、塑性変形加工による波形鋼板ウェブであっても何れにも適用可能なものである。
【００３５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る鋼板ウェブ橋構造によれば、上下方向に所定間隔で位置するプレストレスコンクリートによる上床版と下床版の両側部が、塑性加工が施されていない橋軸方向にその弾性変形の範囲内で凹凸を繰り返す波形を呈した鋼板製ウェブによって連結されて箱形の閉断面を形成して構成されていることにより、ウェブとして塑性変形による波形鋼板を用いるものに比較して製作が極めて容易であって製造コストを低減でき、低コストで橋梁を施工できるものである。
また、上記鋼板製ウェブは、橋軸方向にその弾性変形の範囲内で凹凸を繰り返す波形を呈して上記上床版及び下床版に結合されていることにより、ウェブに塑性加工が必要でない点で上記平坦な鋼板製の場合と同様に低コスト化が可能であると共に、平坦な鋼板と比較してプレストレス導入の容易性及び曲げ剛性を向上できる。
【００３７】
更に、鋼板製ウェブの所定位置に、所定大きさの開口部が形成されて構成されていることにより、開口部を介してて閉断面内の換気が行われてウェブに生ずるエレクロトケミカルコロージョンを防ぐことができると共に、内部の点検を行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例に係る鋼板ウェブ橋の一構成例である橋梁の部分斜視図である。
【図２】  本発明に係る鋼板ウェブ橋の一構成例である橋梁の部分斜視図である。
【図３】  図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】  各ウェブの変位量をＰＣウェブを基準とした比で表したグラフである。
【図５】  曲げ剛性（ＥＩ）をＰＣウェブを基準とした比で表したグラフである。
【図６】  （Ａ）は他の構成例の鋼板ウェブ橋鋼の側面図，（Ｂ）はその曲げモーメント図である。
【図７】  従来例としての波形鋼板ウェブＰＣ橋を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 鋼板ウェブ橋
１１ 上床版
１２ 横桁（横方向補強部材）
２０ 鋼板製ウェブ
２０Ａ 通気・点検口
２１ 鋼板製ウェブ
２２ 鋼板製ウェブ
【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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