(57)【要約】【課題】高コスト化、施工期間の長期化、曲げ剛性の低下、耐久性低下、美観の低下を招くことなく、箱形主桁部材の接合を確実に行う。【解決手段】主桁部材２０の端部において、腹板２３、２４間に中間プレート３０が設けられ、この中間プレート３０どうしを継手板３１および高力ボルト３２で締結することによって、互いに前後する主桁部材２０どうしを接合した。このとき、中間プレート３０の両面に継手板３１を配し、中間プレート３０の両面で摩擦による接合力を発揮するようにした。  さらに、腹板２３、２４に開口部４１を形成し、この開口部４１から、中間プレート３０の両面、および上下のフランジ２１、２２において、継手板３１の締結作業を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁の主桁を構成する主桁部材の接合構造であって、
前記主桁部材は、
互いに平行又は略平行な上下のフランジと、
上下の前記フランジの幅方向に間隔を隔てて対向し、前記フランジに直交する面内に位置する複数枚の腹板と、
前記主桁部材の端部において、複数枚の前記腹板の間に設けられ、前記フランジに直交する面内に位置する中間プレートと、
前記腹板において、前記中間プレートに対向する位置に形成された開口部と、を備え、
前記主桁の長さ方向において互いに前後する前記主桁部材どうしが、一方の前記主桁部材の前記中間プレートと、他方の前記主桁部材の前記中間プレートとを跨ぐように配置された継手板と、前記中間プレートおよび前記継手板を貫通して締結する締結部材とにより接合されていることを特徴とする主桁部材の接合構造。
【請求項２】
前記継手板が、前記中間プレートの両面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の主桁部材の接合構造。
【請求項３】
前記中間プレートにおいて、前記主桁部材の端部から離間する側の端部に、前記中間プレートに交差し、かつ前記フランジに直交する面内に位置するエンドプレートが設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の主桁部材の接合構造。
【請求項４】
前記中間プレートが、前記腹板に対して交差する角度で設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の主桁部材の接合構造。
【請求項５】
前記開口部を塞ぐカバープレートが設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の主桁部材の接合構造。
【請求項６】
互いに平行または略平行な上下のフランジと、
上下の前記フランジの幅方向に間隔を隔てて対向し、前記フランジに直交する面内に位置する複数枚の腹板と、
前記主桁部材の端部において、複数枚の前記腹板の間に設けられ、前記フランジに直交する面内に位置する中間プレートと、
前記腹板において、前記中間プレートに対向する位置に形成された開口部と、を備えることを特徴とする主桁部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は橋梁の主桁を構成する主桁部材の接合構造、およびそれに用いる主桁部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、橋梁の主桁を構成する主桁部材に、互いに平行または略平行な上下のフランジの間に、フランジに直交する面内に位置する腹板（ウェブ）が互いに平行または略平行に複数枚設けられることで、箱形断面を構成したものが用いられているものがある（例えば、特許文献１参照。）
【０００３】
このような箱形断面の主桁部材（以下、これを箱形主桁部材と称する）は、施工現場において、高力ボルトと継手板とを用い、橋梁の長さ方向において互いに前後する箱形主桁部材どうしが接合されることが多い。この場合、互いに前後する箱形主桁部材の腹板の両面にそれぞれ継手板を当て、箱形主桁部材の腹板とその両面の継手板とを高力ボルトで締結する。
そして、大型の橋梁においては、必要に応じ、上下のフランジと互いに隣接する腹板とに囲まれた箱形主桁部材の内部空間に作業者が入り込み、上記の高力ボルトと継手板による接合作業を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２３８９６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、箱形主桁部材の高さが低い場合や、互いに隣接する腹板の間隔が狭い場合、作業者が箱形主桁部材の内部空間に入り込むことができず、高力ボルト・継手板により接合作業が行えないことがある。
そのような場合、箱形主桁部材の外部から継手板を当て、高力ボルトによる接合作業を行うことになる。すると、腹板において箱形主桁部材の内部空間に面した側には継手板を当てることができない。つまり、腹板の片面にのみ継手板を当てて接合がなされる。その結果、腹板と継手板との摩擦が、継手板を腹板の両面に配した場合に比較して半分になるため、継手の接合強度が低減してしまうことになる。それを補おうとすると、継手板の大型化、ボルト本数の増大等が必要となり、高コスト化につながる。
【０００６】
また、このような場合に、高力ボルト・継手板による接合に代えて、現場での溶接継手を採用することも考えられる。しかし、溶接継手の場合、溶接を行うに際して雨風を防ぐための風防設備が必要となったり、溶接後には溶接品質を確認するための超音波探傷技術等を用いた検査が必要となる。その結果、より高いコスト、より長い施工期間が必要となってしまう。
【０００７】
また、互いに隣接する腹板の間隔が狭い場合等において、箱形主桁部材の内部空間に作業者が入り込めたとしても、接合作業（特に高力ボルトへのナットの締結作業）を行うのに十分なスペースが確保できない場合もある。
このような場合、内部空間側から外部に向けて高力ボルトを通し、箱形主桁部材の外部側で、高力ボルトへのナットの締結作業を行う。しかしそのような場合、箱形主桁部材の外部に高力ボルトのネジ山やナットが露出するため、高力ボルトの頭部が露出する場合に比較し、防錆のための塗装を確実に仕上げにくく、耐久性が損なわれるほか、美観的にも優れないという問題がある。
【０００８】
そこでなされた本発明の目的は、高コスト化、施工期間の長期化、耐久性低下、美観の低下等を招くことなく、箱形主桁部材の接合を確実に行うことのできる主桁部材の接合構造、およびそれに用いる主桁部材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するため、以下の手段を採用する。
すなわち、本発明は、橋梁の主桁を構成する主桁部材の接合構造であって、主桁部材は、互いに平行または略平行な上下のフランジと、上下のフランジの幅方向に間隔を隔てて対向し、フランジに直交する面内に位置する複数枚の腹板と、主桁部材の端部において、複数枚の腹板の間に設けられ、フランジに直交する面内に位置する中間プレートと、腹板において、中間プレートに対向する位置に形成された開口部と、を備え、主桁の長さ方向において互いに前後する主桁部材どうしが、一方の主桁部材の中間プレートと、他方の主桁部材の中間プレートとを跨ぐように配置された継手板と、中間プレートおよび継手板を貫通して締結する締結部材とにより接合されていることを特徴とする。
ここで略平行な上下のフランジについて説明すると、通常、上下のフランジは平行となるように配置するが、橋梁が右方あるいは左方にバンクしている場合等では、路面の左右方向の傾斜に対応させて上下のフランジを平行からわずかな角度を有するように傾斜させて配置することがある。請求項１でいう略平行とは、このような場合を想定するものであって、具体的には、例えば３°程度未満の傾斜角度を有する場合をいう。請求項６についても同様である。
このように、主桁の長さ方向において互いに前後する主桁部材どうしが、一方の主桁部材の中間プレートと、他方の主桁部材の中間プレートとを跨ぐように配置された継手板と、中間プレートおよび継手板を貫通して締結するボルト・ナット等からなる締結部材とにより接合されることで、主桁部材どうしを、溶接継手を用いることなく接合することができる。
さらに、腹板に形成された開口部から中間プレートにアプローチすることができるので、上下のフランジと互いに隣接する腹板とによって囲まれた主桁部材の内部空間が狭い場合にも、主桁部材どうしの接合作業を容易かつ確実に行える。
また、中間プレートは主桁部材の内部に位置することになるので、ボルト・ナットからなる締結部材が主桁部材の外部に露出するのを避けることができる。
【００１０】
ところで、主桁部材の高さが低い場合等において、作業者が箱形断面の内部に入るためにフランジに開口部を設けることも考えられる。その場合、鉛直荷重に対する主桁部材の曲げ剛性に寄与度が大きいフランジの断面に欠損が生じることになる。その結果、開口部を形成しない場合に比較し、箱形主桁部材の鉛直荷重に対する垂直応力が大きくなってしまうという問題もある。
これに対し、開口部を腹板に形成すると、腹板は鉛直荷重に対する主桁部材の曲げ剛性に寄与度が小さいため、主桁の鉛直荷重に対する垂直応力が大きくなるのを抑えることができる。さらには、中間プレートの厚さを適宜調整することによって、構造設計上重要な条件である主桁の鉛直曲げ剛度を確保して、所要の強度を満足する主桁を構成することができる。
【００１１】
ここで、継手板は、中間プレートを挟んでその両面にそれぞれ設けることができる。これにより、中間プレートの両面で継手板との摩擦による接合力を発揮することができる。
【００１２】
中間プレートにおいて、主桁部材の端部から離間する側の端部に、中間プレートに交差し、かつフランジに直交する面内に位置するエンドプレートを設けることもできる。
また、中間プレートは、腹板に対して交差する角度で設けることもできる。
【００１３】
さらに、開口部を塞ぐカバープレートを設けることもできる。これにより、中間プレートを主桁部材のフランジと腹板とによって囲まれた内部空間に封じ込め、外部から遮断することができる。
【００１４】
また、本発明は、上記のような主桁部材の接合構造に適用することのできる主桁部材とすることもできる。
すなわち、この主桁部材は、互いに平行または略平行な上下のフランジと、上下のフランジの幅方向に間隔を隔てて対向し、フランジに直交する面内に位置する複数枚の腹板と、主桁部材の端部において、複数枚の腹板の間に設けられ、フランジに直交する面内に位置する中間プレートと、腹板において、中間プレートに対向する位置に形成された開口部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本願の請求項１に係る発明によれば、主桁の長さ方向において互いに前後する主桁部材どうしが、一方の主桁部材の中間プレートと、他方の主桁部材の中間プレートとを跨ぐように配置された継手板と、中間プレートおよび継手板を貫通して締結する締結部材とにより接合されることで、主桁部材どうしを、溶接継手を用いることなく接合することができる。
さらに、腹板に形成された開口部から中間プレートにアプローチすることができるので、主桁部材の内部空間が狭い場合にも主桁部材どうしの接合作業を容易かつ確実に行える。また、中間プレートは主桁部材の内部に位置することになるので、ボルト・ナットからなる締結部材が主桁部材の外部に露出するのを避けることができる。さらに、開口部は、腹板に形成されているため、上下のフランジに開口部を形成する必要がなく、主桁の鉛直荷重に対する垂直応力が大きくなるのを抑えることができる。さらには、中間プレートの厚さを適宜調整することによって、構造設計上重要な条件である主桁の鉛直曲げ剛度を確保して、所要の強度を満足する主桁を構成することができる。
その結果、高コスト化、施工期間の長期化、曲げ剛性の低下、耐久性低下、美観の低下を招くことなく、箱形主桁部材の接合を確実に行うことができる。
本願の請求項２に係る発明によれば、中間プレートの両面で継手板との摩擦による接合力を発揮することができる。
本願の請求項３に係る発明によれば、腹板で負担する応力がエンドプレートを介して中間プレートに伝達される。したがって、主桁部材どうしの接合部近傍における腹板から中間プレートへの力の伝達を強固にすることができる。
本願の請求項４に係る発明によれば、中間プレートの配置自由度が高まり、設計の柔軟性に対応可能である。
本願の請求項５に係る発明によれば、中間プレートを主桁部材のフランジと腹板とによって囲まれた内部空間に封じ込め、外部から遮断することができる。
本願の請求項６に係る発明によれば、本願の請求項１に係る発明と同様の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る主桁部材の接合構造を適用した橋梁の構成を示す図である。
【図２】主桁部材どうしの接合部分を示す斜視断面図である。
【図３】主桁部材どうしの接合部分を示す平断面図である。
【図４】主桁部材どうしの接合部分における、フランジどうしの接合構造を示す図である。
【図５】本発明に係る主桁部材の接合構造の応用例を示す斜視断面図である。
【図６】本発明に係る主桁部材の接合構造のさらに他の応用例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照して、本発明による主桁部材の接合構造および主桁部材を実施するための最良の形態を説明する。しかし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００１８】
＜第１の実施形態＞
図１に示すように、橋梁１０は、主桁１５の上面に鉄筋１１が配筋されるとともにコンクリート１２が打設され、その上に、防水層１３、アスファルト舗装層１４が積層された構成を有している。
【００１９】
主桁１５は、複数本の主桁部材２０を、橋梁１０の長さ方向および幅方向に並べて互いに接合することで構成されている。
図２に示すように、主桁部材２０は、箱形断面を有しており、互いに平行または略平行な上下のフランジ２１、２２と、これらフランジ２１、２２間に設けられてフランジ２１、２２に直交する面内に位置する腹板２３、２４とから構成されている。
フランジ２１、２２は、帯状で、主桁部材２０の長さ方向およびそれに直交する幅方向に、予め定めた長さと幅を有している。
腹板２３、２４は、フランジ２１、２２と同じ長さ、予め定められた高さの帯状で、フランジ２１、２２の幅方向に所定の間隔を隔てて対向配置されている。
【００２０】
また、図１に示したように、橋梁１０の幅方向において互いに隣接する主桁部材２０、２０の上部のフランジ２１、２１上には、鋼板パネル１６が敷設され、互いに隣接するフランジ２１、２１の隙間を塞ぐようになっている。
【００２１】
さて、橋梁１０の長さ方向において互いに前後する主桁部材２０、２０どうしは、以下のようにして接合されている。
すなわち、図２、図３、図４に示すように、各主桁部材２０の長さ方向の両端部には、主桁部材２０の幅方向において腹板２３、２４の中間部に、フランジ２１、２２に直交する面内に位置する中間プレート３０が設けられている。この中間プレート３０は、主桁部材２０の両端部のみに設けられ、主桁部材２０の全長よりも短く、その上下がフランジ２１、２２に溶接接合されている。
そして、互いに前後する主桁部材２０、２０の中間プレート３０、３０どうしが、その両面に配置された継手板３１、３１と、高力ボルト３２によって接合されている。
【００２２】
各継手板３１は、その一方の側３１ａ、他方の側３１ｂが、互いに前後する主桁部材２０、２０の中間プレート３０、３０を跨ぐように配置されている。
また、各継手板３１と、中間プレート３０には、それぞれ、所定の位置に複数のボルト孔３３が形成されている。そして、中間プレート３０と、その両面の継手板３１、３１とが、各ボルト孔３３を貫通する高力ボルト３２と、高力ボルト３２に螺着されるナットとにより締結されている。
【００２３】
また、図４に示すように、互いに前後する主桁部材２０、２０の上部のフランジ２１、２１どうし、下部のフランジ２２、２２どうしも、両面に配置された継手板３４、３５と、高力ボルトによって接合することができる。ここで、箱形断面の主桁部材２０の内部空間側においては、フランジ２１、２２の幅方向中間部に上記の中間プレート３０が設けられているため、継手板３４は、中間プレート３０を挟んでその両面にそれぞれ設けられている。
そして、これら継手板３４、３５、フランジ２１、２２には、それぞれ、所定の位置に複数のボルト孔３７が形成されている。そして、フランジ２１、２２と、その両面の継手板３４、３５とが、各ボルト孔３７を貫通する高力ボルトと、高力ボルトに螺着されるナットとにより締結されている。
【００２４】
また、図２に示したように、主桁部材２０の両端部には、腹板２３、２４に、凹部４０が形成されている。互いに前後する主桁部材２０、２０の腹板２３、２４どうしを突き合わせた状態で、凹部４０、４０により、開口部４１が形成される。この開口部４１は、継手板３１、３４を主桁部材２０の内部空間に搬入し、高力ボルト３２・ナットの締結作業を行うためのもので、これらの部材を搬入するとともに、作業員が立ち入ることのできるだけの開口寸法を有している。これにより、作業員は開口部４１から主桁部材２０の内部空間に入り、中間プレート３０の両面、および上下のフランジ２１、２２において、継手板３１、３４の締結作業を行うことができる。
また、開口部４１が、作業員が立ち入ることのできるだけの開口寸法が確保できない場合でも、開口部４１から手を入れて、中間プレート３０の両面、および上下のフランジ２１、２２において、継手板３１、３５の締結作業を行うことができる。
【００２５】
上述したような構成によれば、主桁部材２０の端部において、腹板２３、２４間に中間プレート３０が設けられ、この中間プレート３０どうしを継手板３１および高力ボルト３２で締結することによって、互いに前後する主桁部材２０どうしが接合される構成となっている。このとき、中間プレート３０を挟んでその両面に継手板３１を配することによって、中間プレート３０の両面で摩擦による接合力を発揮することができる。また、溶接を用いることもないので、高コスト化、工期の長期化を招くこともない。さらに、従来の箱形主桁部材に中間プレート３０を設けることで主桁部材２０を構成できるので、低コストである。
【００２６】
また、主桁部材２０の内部空間内に高力ボルト３２およびナットが位置することになるため、これが外部に露出することがなく、主桁部材２０の美観を向上させることができる。
【００２７】
さらに、腹板２３、２４に開口部４１を形成したので、この開口部４１から、中間プレート３０の両面、および上下のフランジ２１、２２において、継手板３１、３５の締結作業を行うことができる。したがって、主桁部材２０の内部空間の高さや幅が小さい場合であっても、主桁部材２０、２０どうしの継手板３１、３４、３５および高力ボルト３２を用いた接合作業を確実に行うことができる。
【００２８】
加えて、この開口部４１は、腹板２３、２４の互いの突合せ部分に凹部４０を設けることで形成されているため、上下のフランジ２１、２２に開口部を形成する必要がなく、主桁部材２０の鉛直荷重に対する垂直応力が大きくなるのを抑えることができる。なお、開口部４１は必ずしも互いの突合せ部分に形成する必要がなく、腹板２３，２４のいずれかの突合せ部分近傍に形成されてもよい。
さらには、中間プレート３０の厚さを適宜調整することによって、構造設計上重要な条件である主桁部材２０の鉛直曲げ剛度を確保して、所要の強度を満足する主桁部材２０を構成することができる。
【００２９】
＜他の実施形態＞）
なお、本発明の主桁部材の接合構造およびそれに用いる主桁部材は、図面を参照して説明した上述の各実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、図５に示すように、中間プレート３０において、主桁部材２０の端部から離間した側の端部に、上下のフランジ２１、２２および腹板２３、２４に直交するダイヤフラム（エンドプレート）３８を設けることも可能である。これにより、腹板２３、２４で負担する応力は、ダイヤフラム３８を介して中間プレート３０に伝達される。したがって、主桁部材２０どうしの接合部近傍における主桁部材２０の耐力を高めることができる。
【００３０】
また、図６（ａ）に示すように、ダイヤフラム３８は、中間プレート３０の両端部に、腹板２３、２４に直交する方向に対してＶ字状に傾斜して設けても良い。
さらには、図６（ｂ）に示すように、中間プレート３０自体を、腹板２３、２４に直交する方向に対して傾斜して設けても良い。
【００３１】
加えて、図２に示したように、開口部４１は、開口部４１よりも大きなカバープレートで塞ぐようにしてもよい。それには、主桁部材２０どうしの接合後、開口部４１の周囲にカバープレート５０を溶接等の手段により取り付ければ良い。このようにして開口部４１を塞ぐと、主桁部材２０どうしの接合部分が外部から遮断されるので、防食の観点から耐久性が向上する。
これ以外にも、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施の形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１０    橋梁
１１    鉄筋
１２    コンクリート
１３    防水層
１４    アスファルト舗装層
１５    主桁
１６    鋼板パネル
２０    主桁部材
２１、２２フランジ
２３、２４      腹板
３０    中間プレート
３１    継手板
３２    高力ボルト（締結部材）
３３    ボルト孔
３４、３５      継手板
３７    ボルト孔
３８    ダイヤフラム（エンドプレート）
４０    凹部
４１    開口部
５０    カバープレート
【図１】
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【図２】
2013072193.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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