(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上弦材及び下弦材からなる弦材と、これらに対して両端部が接合される斜材と、前記斜材をコンクリート部材である前記弦材に定着する定着手段と、両端部を前記弦材に固定しながら引張材である前記斜材の軸線に沿って配設され、該斜材に発生するはずの引張応力が減少するような緊張力の導入がなされたＰＣ鋼材とを含むことを特徴とする、トラス構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として橋梁として用いられるトラス構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種のトラス構造としては、例えば複合トラス構造であって、上弦材及び下弦材からなるコンクリート部材である弦材と、これらに対して両端部が接合される鋼管部材である斜材とからなり、前記鋼管部材である斜材を前記弦材に定着する定着手段を備えるものがある。
【０００３】
ここで、定着手段としては、例えばコンクリート部材である弦材の中まで深く埋め込んだ鋼材たるガセットに対して鋼管部材である斜材を定着してなるものや、鋼管部材の端部に対して膨張性モルタルを用いて固着したＰＣ鋼棒の自由端部をコンクリート部材である弦材の中まで伸ばし込んで定着してなるものが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の定着手段を備えるタイプのトラス構造では、コンクリート部材である弦材の内部に斜材定着用の鋼材としてのガセットを埋め込む必要があるので、構造が複雑化し易い欠点があり、迅速かつ容易な施工の実現が困難となる。また、そればかりか、結果的に弾性係数が大きく異なる部材が局部的に配置されるので、ひび割れが発生する等、品質の面から問題となる場合もある。
【０００５】
一方、後者の定着手段を備えるタイプのトラス構造では、鋼管部材である斜材をコンクリート部材である弦材に一度定着してしまうと、引き抜けないこととなるので、施工中や供用開始後に斜材が何らかの損傷を受けたような場合でも、もはやこれを交換できないという問題がある。
また、このタイプのトラス構造では、鋼管部材である斜材の取り付けが、必ずコンクリート部材である弦材についてのコンクリートの打設作業に先立ってなされる必要があり、実際上施工手順がかなり拘束されてしまうという問題もある。
ここで、引張材である斜材に限ってみれば、後者の定着手段を備えるタイプのトラス構造では、コンクリート部材である弦材及び鋼管部材である斜材の間に目開きが発生する場合があり、これが防水機能を損なう結果となり、耐久性の面から問題となる場合がある。
【０００６】
他方、従来のトラス構造では、橋梁中の適用部位いかんで斜材の軸方向力に違いが生じ、斜材断面が適用部位毎に区々となるので、施工性の面からも問題となる場合が少なくない。また、このような斜材が区々となり断面が不統一となることは、景観性の面からみても望ましいとはいえない。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、簡易な構造に基づく施工の迅速化及び容易化を図ることができ、これにより高品質化を担保することができ、斜材の交換及びこれに基づく自由度の高い施工の実施をすることができ、引張材である斜材については、耐久性の向上を図ること及び断面の大きさを調整することができるようなトラス構造を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明に係るトラス構造は、上弦材及び下弦材からなる弦材と、これらに対して両端部が接合される斜材と、前記斜材をコンクリート部材である前記弦材に定着する定着手段と、両端部を前記弦材に固定しながら引張材である前記斜材の軸線に沿って配設され、該斜材に発生するはずの引張応力が減少するような緊張力の導入がなされたＰＣ鋼材とを含むことを特徴としている。
【００１１】
本発明に係るトラス構造によれば、引張材である斜材をコンクリート部材である弦材に定着する定着手段を有するトラス構造において、引張材である斜材における引張応力を減少させるＰＣ鋼材を備えるので、簡易な構造に基づく施工の迅速化及び容易化を図ることができ、これにより高品質化を担保することができ、斜材の交換及びこれに基づく自由度の高い施工の実施をすることが可能となるのみならず、引張材である斜材に関しては、斜材及び上下弦材の一体化を図ることができるので、結果的に耐久性の向上を図ること及び断面の大きさを調整することが可能となる。
【００１２】
これらのような技術的手段において、「トラス構造」としては、弦材及び斜材からなるものに限られず、弦材及び斜材に加えて、鉛直材その他の部材を含むものであっても差し支えない。
【００１３】
なお、上弦材及び下弦材は互いに平行な位置関係にあるものに限られない。
【００１４】
また、「斜材」としては、上弦材及び下弦材の間に設けられ、これらに対して両端部が接合されるものであればよく、コンクリート部材であるか、鋼管部材であるか等の別を問わない。
【００１５】
さらに、「弦材」としては、上弦材及び下弦材からなり、これらの少なくともいずれか一方がコンクリート部材であれば、梁状部材であるか、版状部材であるかなどの構造形式や形状の別を問わず、例えば複合部材からなるトラス構造であっても差し支えない。
【００１６】
さらにまた、ここにいう「定着」とは、斜材と一体に設けられ、定着手段の主要部材としての鉄筋、アンカーその他の部材をコンクリート部材である弦材中に埋め込んで引き抜けないようにすることを意味する。
【００１７】
ここで、「定着手段」としては、前記斜材のコンクリート部材である前記弦材への定着を可能とするものであれば、どのような構造のもの、形式のものを採用するかなどの別を問わない。
【００１８】
また、「アンカー」としては、エンドプレートの弦材への定着をある程度の定着長さでもって可能とするものであれば、どのような構成のものを用いるか、どのような材料のものを用いるかの別を問わない。
【００１９】
それゆえ、例えばアンカー、鉄筋やＰＣ鋼材などに限られず、スタッドや凸形鋳鋼なども適宜選定して用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００２１】
図１は本発明の一実施の形態に係るトラス構造の全体構成を示す側面図、図２は該トラス構造の部分構成を示す側面図、図３は該トラス構造の部分構成を示す図２におけるＡ方向の矢視図、図４は該トラス構造における斜材の部分構成を示す断面図である。
【００２２】
本実施の形態において、トラス構造は、図１に示すように、コンクリート部材である弦材としてのコンクリート床版１と鋼管部材である斜材２とを含むトラス構造において、定着手段３と、ＰＣ鋼材としてのＰＣ鋼より線４とを備えるものである。
すなわち、本実施の形態におけるトラス構造は、鉛直材を含まない複合部材からなるトラス構造、言い換えれば複合トラス構造である。以下、各構成要素について詳細に説明する。
【００２３】
（１）コンクリート床版１
コンクリート床版１は、図１に示すように、上弦材たるコンクリート上床版１ａ及び下弦材たるコンクリート下床版１ｂとからなっている。
【００２４】
コンクリート上床版１ａ及びコンクリート下床版１ｂは、同図に示すように、互いに略平行な位置関係にある。
そして、コンクリート上床版１ａ及びコンクリート下床版１ｂは、双方とも、前記したように、コンクリート部材であって、より具体的には場所打ち鉄筋コンクリートからなっている。
【００２５】
コンクリート床版１は、同図に示すように、略全体を占める版状を呈する平行部１１と、平行部１１以外の部分であって斜材２及びコンクリート床版１の接合部として機能する突出部１２とからなる。
突出部１２は、同図に示すように、平行部１１から斜材２側に突出するような側面形状である略三角形形状を呈する部分である。
ここで、突出部１２を略三角形形状とした理由は、斜材２の軸線と直交する接合面を形成させることとしたためである。
ただし、略三角形形状の突出部１２を形成させたことにより、当該部分のせん断抵抗力を増大させたという意味や、さらには、当該部分において溜水ができない状況とすることにより、防水上望ましい環境を実現させたというような二次的な意味もある。
なお、突出部１２の裏側には、ＰＣ鋼より線４を固定する定着装置４１を取り付けるための切り欠き部が形成されているが、この切り欠き部は、防錆の必要性からコンクリートにより後埋めされることになる。
【００２６】
（２）斜材２
斜材２は、同図に示すように、コンクリート上床版１ａ及びコンクリート下床版１ｂの間に設けられ、これらに対して両端部が接合される。
すなわち、斜材２の上端部は、同図に示すように、コンクリート上床版１ａに対して接合され、斜材２の下端部は、コンクリート下床版１ｂに対して接合される。
斜材２には、引張材である斜材（以下「引張斜材」という）２ａと、圧縮材である斜材（以下「圧縮斜材」という）２ｂとがある。
なお、防錆対策の観点から、斜材２として耐候性鋼板を採用することとした。
ただし、これに限られるものではなく、例えば通常の鋼板に重防食する方法などであっても差し支えない。
【００２７】
（３）定着手段３
定着手段３は、引張斜材２ａ及び圧縮斜材２ｂをコンクリート床版１に定着する役割を果たすものである。
【００２８】
定着手段３は、図２に示すように、引張斜材２ａの端部に対して固着されるエンドプレート２１と、エンドプレート２１をコンクリート床版１に定着するアンカー２２とからなっている。
【００２９】
ここで、引張斜材２ａの端部に対するエンドプレート２１の固着は、図４に示すように、開先角度を４５゜とした完全溶け込み溶接による溶接継目２１ａと、溶接作業上の便宜から用いられる裏当て金２１ｂとからなっている。なお、エンドプレート２１の固着は、本実施の形態に係るような溶接方法に限定されるものではなく、他の溶接方法や接合方法の中から適宜選定して用いることができる。
【００３０】
また、アンカー２２は、図２に示すように、突出部１２の範囲に埋め込まれる埋込ナット２２ａと、埋込ナット２２ａに螺合するＰＣ鋼棒２２ｂと、コンクリート床版１の硬化後にＰＣ鋼棒２２ｂを埋込ナット２２ａへ装着するための空洞領域を確保するシース２２ｃと、埋込ナット２２ａに螺合するＰＣ鋼棒２２ｂによりエンドプレート２１を突出部１２に締結するための締結ナット２２ｄからなっている。
【００３１】
ここで、エンドプレート２１には、図３に示すように、ＰＣ鋼棒２２ｂの締結用としての孔である締結用孔２２ｅが設けられている。
これにより、施工中又は供用開始後において、斜材２が何らかの損傷を受けたような場合にあっても、容易に斜材２を交換できることとなる。また、コンクリート床版１の施工を終えた後に斜材２を取り付けるようなことも可能となる。
なお、図示しないが、ＰＣ鋼棒２２ｂのうち外部に露出する部分については、防水キャップで被覆することとし、これにより、耐久性の向上を図ることとした。
ただし、耐久性の向上を図る方法としては、これに限られるものではなく、例えばＰＣ鋼棒２２ｂに防錆仕様のもの（例えばダクロタイズド処理を施したもの）を用いるなどしてもよい。また、ＰＣ鋼棒２２ｂのうち外部に露出する部分のみをカプラーを利用して着脱可能に構成してもよい。
【００３２】
なお、本実施の形態では、突出部１２及びエンドプレート２１の間には、不陸により隙間があくのを防ぐため、無収縮モルタル３１を打設することとした（図２参照）。なお、無収縮モルタル３１の打設は、施工手順により、斜材２をセットしてから、突出部１２のコンクリートを打設するような場合には、無収縮モルタル３１の打設をする必要はない。
【００３３】
（４）ＰＣ鋼より線４
ＰＣ鋼より線４は、図１に示すように、両端部をコンクリート床版１に固定しながら引張斜材２ａの軸線に沿って配設されるものである。
ここで、コンクリート床版１に対するＰＣ鋼より線４の固定は、図２に示すように、コンクリート下床版１ｂについては、突出部１２の裏側の切り欠き部において定着装置４１を用いて実現されることとなっている。一方、コンクリート上床版１ａについては、耐久性の向上を図る観点から、突出部１２の裏側に切り欠き部を設けていない。なお、コンクリート下床版１ｂの切り欠き部についても、コンクリートで後埋めされ、防錆の確保により耐久性の向上が図られる。
なお、突出部１２の裏側には、ＰＣ鋼より線４を固定する定着装置４１を取り付けるための切り欠き部が形成されているが、この切り欠き部は、ることになる。
また、ＰＣ鋼より線４は、具体的には、図３に示すように、鋼管部材としての引張斜材２ａの内側においてその軸線に沿って配設されることになっている。なお、ＰＣ鋼より線４は、引張斜材２ａの軸線に沿って配設されていればよく、引張斜材２ａの内側において配設されているものに限定されるものではない。
【００３４】
ここで、ＰＣ鋼より線４には、引張斜材２ａに発生するはずの引張応力が減少するような緊張力の導入がなされている。これにより、コンクリート床版１におけるアンカー２２の定着長さを短くすることが可能となる。本実施の形態においては、突出部１２及びエンドプレート１の間での引張力が発生しないような設計とした。
なお、ＰＣ鋼より線４による緊張力の導入によって、コンクリート床版１及び斜材２の間で目開きが発生させないこととなり、防水効果の向上、ひいては耐久性の向上を図ることが可能となる。
【００３５】
次に、図５を用いて、本実施の形態に係るトラス構造の構築方法について説明する。
【００３６】
（１）施工開始前（図５（ａ）参照）
今、トラス構造は、前日までの施工が終了した状態におかれている。
すなわち、既設の引張斜材２ａ及び既設のコンクリート下床版１ｂの設置が完了した状態にある。
また、型枠支保工台車（図示外）は、次に施工するはずの新設のコンクリート上床版１ａに対応する位置において固定された状態にある。
【００３７】
（２）コンクリート上床版１ａの施工（図５（ｂ）参照）
このような状態において、新設の圧縮斜材２ｂが仮設として設置される。
【００３８】
そして、新設のコンクリート上床版１ａについて、コンクリートの打設を行うために型枠が設置される。
続いて、新設の圧縮斜材２ｂが本設として設置される。
次いで、新設の圧縮斜材２ｂの下側の隙間領域に対して無収縮モルタル３１の打設がなされる。
【００３９】
そして、新設のコンクリート上床版１ａについて、鉄筋の組立が行われるとともに、次に施工すべき引張斜材２ａの固定用としてのアンカー２２の一部が設置される。
【００４０】
そして、新設のコンクリート上床版１ａについて、コンクリートの打設が行われるとともに、打設後において養生期間がとられる。
養生期間の経過後、新設の圧縮斜材２ｂの固定用としてのアンカー２２について、ＰＣ鋼棒２２ｂに対して緊張力が導入される。
続いて、ＰＣ鋼より線４に対して緊張力が導入されることになる。
【００４１】
これにより、新設のコンクリート上床版１ａの施工が完了することになる。
なお、型枠支保工台車は、次に施工するはずのコンクリート下床版１ｂに対応する位置まで移動し、固定状態となる。
【００４２】
（３）コンクリート下床版１ｂの施工（図５（ｃ）参照）
このような状態において、新設の引張斜材２ａが仮設として設置される。このとき、ＰＣ鋼より線４が新設の引張斜材２ａの内側に挿入される。
【００４３】
そして、新設のコンクリート下床版１ｂについて、コンクリートの打設を行うために型枠が設置される。
続いて、新設の引張斜材２ａが本設として設置される。
次いで、新設の引張斜材２ａの上側領域に無収縮モルタル３１の打設がなされる。
【００４４】
そして、新設のコンクリート下床版１ｂについて、鉄筋の組立が行われるとともに、次に施工すべき圧縮斜材２ｂの固定用としてのアンカー２２の一部が設置される。
【００４５】
そして、新設のコンクリート下床版１ｂについて、コンクリートの打設が行われるとともに、打設後において養生期間がとられる。
養生期間の経過後、新設の引張斜材２ａの固定用としてのアンカー２２について、ＰＣ鋼棒２２ｂに対して仮設的に緊張力が導入される。
続いて、ＰＣ鋼より線４に緊張力の導入がなされる。これにより、引張斜材２ａに発生するはずの引張応力を減少させることが可能となる。
次いで、新設の引張斜材２ａの固定用としてのアンカー２２について、ＰＣ鋼棒２２ｂに対して本設的に緊張力が導入される。
【００４６】
これにより、新設のコンクリート下床版１ｂの施工が完了することになる。
なお、型枠支保工台車は、次に施工するはずのコンクリート下床版１ｂに対応する位置まで移動し、固定状態となる。
【００４７】
したがって、本実施の形態に係るトラス構造によれば、鋼管部材である斜材２をコンクリート床版１にエンドプレート２１及びアンカー２２を介して定着する定着手段３を備えるので、簡易な構造に基づく施工の迅速化及び容易化を図ることが可能となり、これに伴い高品質化を担保することも可能となるとともに、斜材２の交換及びこれに基づく自由度の高い施工の実施をすることが可能となる。
【００４８】
しかも、引張斜材２ａにおける引張応力を減少させるＰＣ鋼より線４を備えるので、特に引張斜材２ａについては、耐久性の向上を図ること及び断面の大きさを調整することが可能となる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係るトラス構造によれば、以上のように構成したため、簡易な構造に基づく施工の迅速化及び容易化を図ることができ、これにより高品質化を担保することができ、斜材の交換及びこれに基づく自由度の高い施工の実施をすることができ、引張材である斜材については、耐久性の向上を図ること及び断面の大きさを調整することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係るトラス構造の全体構成を示す側面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るトラス構造の部分構成を示す側面図、図３は該トラス構造の部分構成を示すである。
【図３】本発明の一実施の形態に係るトラス構造の部分構成を示す図２におけるＡ方向の矢視図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係るトラス構造における斜材の部分構成を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るトラス構造の構築方法を説明する施工図である。
【符号の説明】
１…コンクリート床版（弦材）
１ａ…コンクリート上床版（上弦材）
１ｂ…コンクリート下床版（下弦材）
２…斜材
２ａ…引張斜材（引張材である斜材）
２ｂ…圧縮斜材（圧縮材である斜材）
３…定着手段
４…ＰＣ鋼より線（ＰＣ鋼材）
１１…平行部
１２…突出部
２１…エンドプレート
２１ａ…溶接継目
２１ｂ…裏当て金
２２…アンカー
２２ａ…埋込ナット
２２ｂ…ＰＣ鋼棒
２２ｃ…シース
２２ｄ…締結ナット
２２ｅ…締結用孔
３１…無収縮モルタル
４１…定着装置
【図１】
0004572038.tif 000002
【図２】
0004572038.tif 000003
【図３】
0004572038.tif 000004
【図４】
0004572038.tif 000005
【図５】
0004572038.tif 000006