(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼コンクリート複合トラスにおいて、斜材を角鋼管とし、引張側の斜材は両端にピン結合部を備え、圧縮側の斜材は両端に上下弦材コンクリート中に埋設される一対のスタッドジベルつきガセットプレートを備え、該ガセットプレートに前記ピン結合部に挿入するピンの挿通孔を設けたことを特徴とする鋼コンクリート複合トラスの接合部構造。
【請求項２】
請求項１記載の鋼コンクリート複合トラスの接合部構造を有するトラスの架設に当たり、連設する斜材をピン結合し、結合した隣接斜材相互の中間部を仮連結材で連結して連接する斜材を据え付け姿勢に組み立て、組み立てた斜材を既施工トラスの先方に取り付けて順次張出し架設し、張出し架設した部分に上下弦コンクリートを順次打設してトラスを延長施工することを特徴とする鋼コンクリート複合トラスの架設方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリート上下弦材と鋼斜材とから成る鋼コンクリート複合トラスの接合部構造及び鋼コンクリート複合トラスの架設方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリート製上下弦材（例えばコンクリートスラブ）を互いに連結する部分（ウエブなど）を鋼材を用いて結合して形成した鋼コンクリート複合桁は、軽量で強度の大きい鋼材を上下弦材の連結に用いるので経済性に富み、すぐれた構造物となる。このような鋼コンクリート複合構造物としては、ウエブを波形鋼板その他の鋼材で連結する複合構造の他、長大な橋梁等ではコンクリート上下床版を鋼管斜材で連結する鋼コンクリート複合トラスの方が波形ウエブより経済的な構造であると考えられている。
【０００３】
このような鋼コンクリート複合トラス構造物においては、コンクリート部材と鋼部材との接合部で力を円滑に伝達するとともに、大きな局部的応力の発生を抑え、構造上の弱点とならないようにしなければならない。鋼コンクリート複合トラス構造物では鋼製の斜材のそれぞれを直接コンクリートの上床版又は下床版と接合する構造を採用するのが望ましい。例えば、図１０に示す従前の接合構造は、斜材である鋼部材１０１の端部に、この部材の軸線とほぼ直角に鋼板１０２を溶接し、この鋼板から複数のスタッドジベル１０３を立設する。そして、このスタッドジベル１０３を埋込むようにコンクリートを打設して鋼部材１０１と一体に接合されたコンクリート部材１０４を形成するものである。また、図１１に示す接合構造は、図１０に示す例と同様に鋼部材１１１の端部に鋼板１１２を溶接接合し、この鋼板１１２に穿設されたねじ孔にＰＣ鋼棒又は棒鋼等の棒状鋼材１１３を螺合する。そして、このＰＣ鋼棒又は棒鋼をコンクリート内に埋込むことによってコンクリート部材１１４と鋼部材１１１とを一体化するものである。
【０００４】
図１０に示すような構造では、鋼部材１０１に作用する力は、端部の鋼板１０２及びこれに溶接接合されたスタッドジベル１０３を介してコンクリート部材１０４に伝達される。このため、鋼部材１０１と鋼板１０２との溶接部及び鋼板１０２とスタッドジベル１０３との溶接部は十分な強度及び信頼性が要求され、溶接工程の管理及び検査を厳重に行なう必要がある。また、溶接接合されるスタッドジベル１０３には高強度の鋼材を用いることが難しく、必要なスタッドジベルの数が多くなって配置が困難となる場合が生じる。さらに、鋼コンクリート複合トラス橋等ではコンクリート部材と鋼部材との接合部に繰り返し変動する力が作用することになり、鋼部材１０１と鋼板１０２との溶接接合部およびスタッドジベル１０３の基部が疲労破壊を起こす問題がある。
【０００５】
図１１に示すような構造では、棒状鋼材１１３としてＰＣ鋼棒等の高強度鋼を用いることができ、棒状鋼材１１３の本数を低減して接合部の構造を簡単なものにすることができるが、棒状鋼材１１３に螺条が設けられており、コンクリート部材１１４と鋼部材１１１との接合部に大きな軸力又は曲げモーメントが繰り返し作用すると、螺条が設けられている部分で棒状鋼材１１３に疲労破壊が生じるおそれがある。また、図１０に示す構造と同様に、鋼部材１１１と鋼板１１２との溶接接合部に疲労破壊が生じるおそれもある。
【０００６】
これに対して図６に示すように、斜材１３１の端部にジベル１３２を設け、上下弦部材１３４に突出部１３５を形成してこの突出部１３５中に斜材１３１の端部を埋め込む技術がある。この技術では、突出部１３５が大きくなり好ましくない。図７に示す技術は、斜材１４１の端部にガセットプレート１４３を取付け、このガセットプレート１４３に多数のジベル１４５を設け、このジベル１４５を上下弦材１４４中に埋め込む形式である。この技術もまた図６と同様の問題がある。
【０００７】
さらに、改善された技術として図８に示すような技術が特開２０００−１７７３１に開示されている。この技術は鋼管部材１５１の端部から鋼管部材１５１の内部に棒状鋼材１５２の一部が差し入れられ、鋼管部材１５１の棒状鋼材１５２が差し入れられた部分の内面に突起が形成されており、この鋼管部材１５１の端部付近の内側に、棒状鋼材１５２を包み込み、硬化して棒状鋼材１５２及び鋼管部材１５１と付着する充填材が充填され、鋼管部材１５１の端部が、コンクリートに突き当てられるようにコンクリート部材１５４が形成され、棒状鋼材１５２の鋼管部材１５１端から突き出した部分がコンクリート部材１５４内に埋込まれているコンクリート部材１５４と鋼管部材１５１との接合構造である。
【０００８】
この技術は充填材１５３から棒状鋼材１５２周面の広い範囲に分布して作用する付着力によって力が伝達され、棒状鋼材１５２に応力の集中が生じることがなく、耐疲労性が向上する。また、鋼管部材１５１の内面に設けられた複数の突起により鋼管部材１５１と充填材１５３との間の付着性は強固なものとなる。一方、充填材１５３と棒状鋼材１５２、充填材１５３と鋼管部材１５１との付着性が損なわれた場合にも、棒状鋼材１５２に係止された鋼板材１５５、鋼管部材１５１に溶接接合された端部鋼板１５６によって、充填材１５３の固結体と棒状鋼材１５２、又は充填材１５３の固結体と鋼管部材１５１との間の相対変位が拘束され、鋼管部材１５１に作用する引張力は確実に棒状鋼材１５２に伝達される。このため、接合部分は二重の安全性を有し、信頼性及び耐久性に優れた構造となる。しかし、この技術は構造が複雑で部品が多く、施工が困難であるという問題がある。
【０００９】
また別の技術として特許第２９７１０４４号公報には図９に示すように上弦材及び下弦材をプレストレストコンクリートで構成し、斜材を鋼材で構成したトラス橋であって、隣接する斜材１６１、１６２の各端部を自在継手１６３を介して連結し、この自在継手１６３をコンクリート１６４中に埋設することによって、各斜材１６１、１６２と上弦材又は下弦材とを連結するように構成したトラス橋が開示されている。この技術は隣接する斜材１６１、１６２のなす角度を自在継手１６３によって容易に調節することができ、この角度の調節を行ってから、コンクリート１６４を打つことによって、斜材１６１、１６２の端部と、上弦材又は下弦材１６５とを連結することができる。また、上弦材及び下弦材に対するプレストレス導入は、コンクリートの硬化後に行う。
【００１０】
そして、例えば、張出し架設工法によって施工する場合、所定の長さのブロックごとに橋桁を張り出すように施工することになるが、隣接する斜材１６１、１６２のなす角度を自在継手１６３によって容易に調節することができるから、張り出し施工するブロックの位置を常に目標に一致するように修正しながら施工することができる。したがって、精度良く施工することができるとともに、コンクリートの施工管理も、通常の簡単な施工管理ですむという利点がある。また、自在継手１６３及び斜材１６１、１６２の端部がプレストレストコンクリートで圧縮された状態で固定されることになるので、斜材１６１、１６２と、上弦材又は下弦材１６５とを強固に連結することができる。さらに、自在継手１６３が斜材の端部とともに上弦材又は下弦材１６５に埋設された状態になるだけであるから、これらの斜材１６１、１６２と、上弦材又は下弦材１６５とを連結する格点構造が大きくなることがない。しかも、斜材を鋼材で構成していることから、重量の低減を図ることができる。さらに、上弦材及び下弦材をプレストレストコンクリートで構成していること、施工管理が簡単なこと、及び重量の低減を図ることができることから、コストの低減を図ることができる。また、重量の低減は、耐震性を向上させる上でも有利であると記載されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
鋼コンクリート複合トラス構造は、従来のコンクリート橋に比べて自重の軽減やスパンの長大化が可能であることから、好ましい構造である。この複合トラス構造においては、その接合部がコンクリート床版と鋼斜材を一体化し、かつ断面力を十分に伝達しなければならない構造上重要な部分である。このようなことから、いままで数種類の格点構造が開発されているが、現在のところ決定的なものが無い状態である。
【００１２】
上述の図７，図８，図９に示す鋼コンクリート複合トラス用格点構造に関する技術は、従前の鋼コンクリート複合トラス接合部を改善したもので、すぐれた特性を有し、疲労試験や耐荷力試験を行った結果、いずれも強度的には、実用上問題がないことが確認されている（「鋼・コンクリート複合トラス接合部の疲労試験」プレストレストコンクリート技術協会第８回シンポジウム論文集：１９９８年１０月）。しかし、これらの格点構造は外観が問題があるか又は構造が複雑で部品が多く高価であるという問題がある。すなわち、
（１）図７に示す技術については、鋼板とスタッドとを組み合わせる方式は、格点構造がすべて床版外に設置されるため外観的によくないこと
（２）図８に示す技術では、格点を構成する部品数が多く、かつ施工に手間がかかること
（３）図９に示す技術では、高価な金型を使用する鋳物製であるため、斜材角度等が変るごとに新しい金型を製作する必要があり、経済性に疑問があること
等、それぞれ一長一短があり、決定的な構造となっていないのが現状である。
【００１３】
本発明の格点構造は、構成部品の種類が少なく、製作、施工が容易であり、今後、本格的に採用される鋼コンクリート複合トラス向けの合理的な格点構造を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明は長スパンの橋体として適切な鋼コンクリート複合トラスを架設する場合に、本発明のトラス接合部構造を有するトラスを、高能率で容易に架設することができる架設方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、トラス本来の考え方である、格点をピン構造とし、ガセットプレートとスタッドジベルのみを使用した格点構造を提供する。すなわち、本発明は、鋼コンクリート複合トラスにおいて、斜材を角鋼管とし、引張側の斜材は両端にピン結合部を備え、圧縮側の斜材は両端に上下弦材コンクリート中に埋設される一対のスタッドジベルつきガセットプレートを備え、このガセットプレートに前記ピン結合部に挿入するピンの挿通孔を設けたことを特徴とする鋼コンクリート複合トラスの接合部構造である。
【００１６】
本発明方法は、上記本発明に係る鋼コンクリート複合トラスの接合部構造を有するトラスを架設するに当たり、連設する斜材をピン結合し、結合した隣接する斜材相互の中間部を仮連結材で連結して連接する斜材を据え付け姿勢に組み立て、組み立てた斜材を既施工トラスの先方に取り付けて順次張出し架設し、張出し架設した部分に上下弦コンクリートを順次打設してトラスを延長施工することを特徴とする鋼コンクリート複合トラスの架設方法である。すなわち、斜材を既設斜材から先方に２〜３本ピン結合して張出し、各斜材の中間部を伸縮可能な結合材で連結して据付姿勢に保持し、順次コンクリートを打設してトラスを延長する。このことによって、本発明の鋼コンクリート複合トラスの接合部構造を有する鋼コンクリート複合トラスの架設を円滑に行うことができる。
【００１７】
なお、短スパンの複合トラスではオフラインで橋体全体を製造し、従来の架設を行うことがもちろんできる。
【００１８】
本発明の鋼コンクリート複合トラスの接合部構造及び鋼コンクリート複合トラスの架設方法の特徴は次のとおりである。
【００１９】
（ａ）引張り側の斜材（角型鋼管）は、所定の長さに切断し、ピンを通す孔を明けそのまわりを補強プレートを付けるだけの簡単な構造であり、製作が簡単である。
【００２０】
（ｂ）圧縮側の斜材（引張側と同様に角型鋼管を使用）は端部にスタッドジベルを溶植した鋼板を両側に工場溶接で取り付けるだけで製作が完了する構造であり、引張側と同様に製作が容易な構造としている。
【００２１】
（ｃ）現場での組立ては、圧縮側の２枚のガセットプレートに引張側の鋼管を差し込んでピンを差し込むだけであり、至って簡単に接合が可能な構造となっている。
【００２２】
（ｄ）各斜材からの軸力はガセットプレートに溶植した（溶接により植えるように取付けた）スタッドジベルにより、床版コンクリートに伝達されるが、本構造ではスタッドの部分は完全に床版コンクリートの厚さ内に納まっているため、力の伝達もスムーズであり、従来のものと同等の強度が確保される構造となっている。
【００２３】
（ｅ）格点を構成している部品としては、ピン、ガセットプレート、スタッドジベルの３種類であるため、製作が簡単のみならず施工コストも安価で、かつ現場施工が簡単であるので時間的にも工程の短縮に寄与できる画期的な、格点構造であると言える。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
図３は鋼コンクリート複合トラスを模式的に示す側面図、図４はその正面図である。上弦材１０、下弦材２０は例えばプレストレストコンクリート上床版、下床版であり、これを連結する斜材３０、３１、４１（斜材３１は圧縮側の斜材、斜材４１は引張り側の斜材を示す）は鋼材例えば角鋼管である。このような鋼コンクリート複合トラスの上下弦材１０、２０と斜材３０、３１、４１との接合部は格点４３である。従来、この格点４３の構造は図６〜図１１に示すようにジベル、鋼棒、特殊金物などであったが、本発明では図１、図２に示すようにピン結合を用いる。
【００２６】
図１は本発明の実施例の格点構造を示すもので、下弦材２０との結合部を示している。下弦材２０を上弦材１０としても同様の構造である。図２は斜材３１の正面図である。角鋼管からなる圧縮側の斜材３１の端部にはガセットプレート３２が取り付けられ、このガセットプレート３２には多数のスタッドジベル３３が溶植されており、下弦材２０のコンクリート中に埋設されガセットプレートと下弦材２０は一体化されている。そして引張側の斜材４１との結合部にピン孔３４が設けられている。ピン４２を挿入するピン孔３４の部分は補強板３６で補強されている。孔３５は検査用の孔である。
【００２７】
引張側の斜材４１は先端部にピン４２を挿入するピン孔を備えており、上記圧縮側のピン孔３４と一致させてピン４２を挿入して斜材３１、４１を結合する。
【００２８】
次に図５を参照して本発明の鋼コンクリート複合トラスの架設方法について説明する。上弦材１０、下弦材２０、斜材３１、４１を組立てた既施工鋼コンクリート複合トラス上に張出作業装置６０がその先端を前方に張出して固定されている。張出作業装置６０は上記梁６１から上下弦材（上下床版）１０、２０を形成するための型枠受台６２、足場６３を吊下している。張出作業装置６０は通常のプレストレストコンクリート橋体の現場打ち施工と同様の作業手順により、上下弦材（上下床版）１０、２０を築造する。
【００２９】
本発明の接合部構造を有する鋼コンクリート複合トラスの施工では、上下弦材（上下床版）１０、２０の施工に先立ち、連接する斜材３１、４１を前方に張出して組み立てる。このため張出作業装置６０の上記梁６１上に斜材を吊下げて先方に搬送するトラス建込用トロリー６６を備えている。複数本の斜材３１、４１はその結合部をピン結合し、かつトラス建込用治具５１、５２で斜材を据付姿勢で組立て、この結合体をトラス建込用トロリー６６で前方に搬送して既施工鋼コンクリート複合トラスの先端に取付ける。トラス建込用治具５１、５２はターンバックル方式などにより伸縮自在な構造を有し、斜材同士の方向、高さなどの組立姿勢を調節することができる。また斜材３１、４１には予めこのトラス建込用治具５１、５２を取付ける取付座を設けてある。斜材３１、４１を張出した状態で順次上下弦材（上下床版）１１、２１を施工する。
【００３０】
以上を繰返して本発明の接合部構造を有する長スパンの鋼コンクリート複合トラスを容易に施工することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、鋼コンクリート複合トラスにおいて、格点構造は、構成部品の種類が少なく、製作、施工が容易であり、鋼コンクリート複合トラス向けの合理的な格点構造である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の格点構造を示す図である。
【図２】図２は斜材の正面図である。
【図３】鋼コンクリート複合トラスを模式的に示す側面図である。
【図４】図３の正面図である。
【図５】本発明方法の説明図である。
【図６】従来技術の説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【図８】従来技術の説明図である。
【図９】従来技術の説明図である。
【図１０】従来技術の説明図である。
【図１１】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
１０    上弦材
２０    下弦材
１１、２１    上下弦材（上下床版）
３０、３１、４１    斜材
３２    ガセットプレート
３３    ジベル
３４    ピン孔
３５    孔
３６    補強板
４２    ピン
４３    格点
５１、５２    トラス建込用治具
６０    張出作業装置
６１    梁
６２    型枠受台
６３    足場
６６    トラス建込用トロリー
【図１】
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【図２】
0004572028.tif 000003
【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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【図８】
0004572028.tif 000009
【図９】
0004572028.tif 000010
【図１０】
0004572028.tif 000011
【図１１】
0004572028.tif 000012