(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上床版と下床版とこれらを連結する複数のウェブとで箱型断面を形成するコンクリートの橋桁の形成に用いられ、該橋桁の軸線方向に複数が連結されるコンクリート製のプレキャストセグメントであって、
ウェブ及び下床版となる部分が、前記橋桁の軸線方向の所定長に分割して形成され、
該橋桁の軸線と直角方向に、前記複数のウェブの頂部間を連結する梁が設けられており、
前記梁は、前記ウェブの上に形成されるコンクリートの上床版と一体に結合されるものであることを特徴とするプレキャストセグメント。
【請求項２】
前記梁の軸線の延長線上で、前記ウェブの外側面から突き出すように張出し梁が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のプレキャストセグメント。
【請求項３】
上床版と下床版とこれらを連結する複数のウェブとで断面が箱型となったコンクリートの橋桁の形成方法であって、
ウェブ及び下床版となる部分が、前記橋桁の軸線方向の所定長に分割して形成され、該橋桁の軸線と直角方向に、前記複数のウェブの頂部間を連結する梁が設けられたプレキャストセグメントを製作し、
該橋桁の架設位置で前記プレキャストセグメントを該橋桁の軸線方向に複数を  接合し、
隣り合う前記プレキャストセグメントの梁間に、プレキャストコンクリート板を架け渡し、
該プレキャストコンクリート板を型枠として、この上に上床版のコンクリートを打設することを特徴とする橋桁の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願に係る発明は、工場又は製作ヤード等において製作され、橋梁の架設現場で連結されてコンクリートの橋桁となるプレキャストセグメント、及びプレキャストセグメントを用いたコンクリート橋桁の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートの橋梁を架設する一般的な方法として、架設現場の所定位置に型枠を組み立て、その内側に鉄筋を配置してコンクリートを打設するものがある。この方法では、現場で型枠を組み立てる作業を行い、これがほぼ完了してから鉄筋を組み立てており、これらの作業に多くの時間を費やしている。このため、工期が長くなるという問題がある。特に、積雪地等の冬季作業が困難な条件では、工期短縮が重要な課題となる。
【０００３】
このような要請から、工場又は製作ヤードでプレキャストセグメントを製作しておき、これらを橋梁の架設現場で連結して橋桁を構築する方法が採用される場合がある。
この方法は、橋長が大きく、橋桁が上床版と下床版とこれらを連結する複数のウェブとで箱型断面となったものに多く採用され、橋の軸線方向に所定長さの上床版・下床版・ウェブからなる箱型のプレキャストセグメントが用いられる。
【０００４】
このようなプレキャストセグメントの接合は、架設現場でクレーン等によって吊り上げ、所定位置に支持して複数のプレキャストセグメントを互いに接合する。接合面には、エポキシ樹脂等の接着剤を塗布しておき、橋桁の軸線方向にプレストレスを付与して、接合面をぴったりと密着させるとともにこの接合面に圧縮応力を作用させる。また、ウェブにはぴったりと嵌め合わされる凹部と凸部（せん断キー）が設けられることもあり、これらによってプレキャストセグメント間のせん断力を伝達させることもできる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の方法では次のような問題点がある。
道路の幅員が大きい場合の橋桁や支間が大きい橋桁では、桁の断面積が大きくなるが、プレキャストセグメントを吊り上げるクレーンの能力等から一つのプレキャストセグメントの重量は制限される。このため、桁の断面積が大きい場合には、プレキャストセグメントの桁軸線方向の長さを小さくしなけらばならない。このようにそれぞれのセグメントの軸線方向の長さが小さいと、所定長の桁を得るのに多数のプレキャストセグメントを接合する必要がある。プレキャストセグメントの接合は、接着剤を塗布して正確に双方のセグメントを突き合わせなければならず、慎重な作業が要求され、多くの労力を要する。また、プレキャストセグメントの接合部が多いと、少しの誤差が累積されて桁全体の形状に大きな誤差が生じやすい。
【０００６】
また、プレキャストセグメント間の接合部では、双方のセグメントに連結する鉄筋が通っておらず、直接に輪荷重が作用する上床版では、プレキャストセグメント間の接合部が弱点とならないように接合面に常に圧縮応力を作用させておく必要がある。このため、桁に導入するプレストレスの量も多く必要となることがある。
【０００７】
本願に係る発明は、上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、一つのプレキャストセグメントの重量を軽減して、桁の軸線方向に、長いセグメントとすることができるとともに、上床版のコンクリートを現場で打設するものとして、その型枠を簡易に形成することができるプレキャストセグメントを提供すること、及びこのプレキャストセグメントを用いた橋桁の形成方法を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記のような問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、  上床版と下床版とこれらを連結する複数のウェブとで箱型断面を形成するコンクリートの橋桁の形成に用いられ、該橋桁の軸線方向に複数が連結されるコンクリート製のプレキャストセグメントであって、  ウェブ及び下床版となる部分が、前記橋桁の軸線方向の所定長に分割して形成され、  該橋桁の軸線と直角方向に、前記複数のウェブの頂部間を連結する梁が設けられており、  前記梁は、前記ウェブの上に形成されるコンクリートの上床版と一体に結合されるものであるプレキャストセグメントを提供する。
【０００９】
このプレキャストセグメントは、ウェブ及び下床版となる部分を含むものであるが、上床版となる部分を含んでいないので、重量を大幅に軽減することができ、桁の軸線方向の長さを大きく設定することが可能となる。このため、所定長の橋桁を構築するために必要なプレキャストセグメントの数が減少し、接合に要する作業量も著しく減少する。したがって、工期の短縮、工事量の低減も可能となる。
【００１０】
また、ウェブの頂部が梁によって連結されているので、プレキャストセグメントの上部に上床版がなく開放されていても、ウェブ又は下床版に過大な曲げモーメントが作用することがなく、吊り上げ、輸送等における取扱いが容易となる。
【００１１】
一方、このプレキャストセグメントを桁の軸線方向に連結した後、上床版のコンクリートは現場で打設することになるが、この上床版のコンクリートは広い範囲を一括して打設することができ、桁の軸線方向に連続した鉄筋を配置しておくことができる。したがって、輪荷重が直接作用してもプレキャストセグメントの接合部が弱点となるようなことはなく、軸線方向のプレストレスを低減することも可能となる。
さらに、上床版のコンクリートはウェブの頂部に連結する梁と一体となるように打設することによって、上記梁がリブとして機能し、一体となって荷重を支持することが可能となる。このため、上床版の厚さが小さく抑えられる。
【００１２】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載のプレキャストセグメントにおいて、前記梁の軸線の延長線上で、前記ウェブの外側面から突き出すように張出し梁が設けられているものとする。
【００１３】
このプレキャストセグメントでは、隣り合うプレキャストセグメントの張出し梁に架け渡すように型枠を支持して、張出部の上床版コンクリートを打設することができる。このため、張出し部の支保工又は足場を設けることなく、又は簡易なものによって上床版のコンクリートを打設する作業を行うことができる。
また、張出し梁はウェブの頂部を連結する梁の延長線上にあり、連続した梁として機能する。このため、上床版コンクリート打設時の荷重等はウェブの両側で均衡するように作用し、ウェブに大きな曲げモーメントが作用するのを抑えることができる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、  上床版と下床版とこれらを連結する複数のウェブとで断面が箱型となったコンクリートの橋桁の形成方法であって、  ウェブ及び下床版となる部分が、前記橋桁の軸線方向の所定長に分割して形成され、該橋桁の軸線と直角方向に、前記複数のウェブの頂部間を連結する梁が設けられたプレキャストセグメントを製作し、  該橋桁の架設位置で前記プレキャストセグメントを該橋桁の軸線方向に複数を接合し、  隣り合う前記プレキャストセグメントの梁間に、プレキャストコンクリート板を架け渡し、  該プレキャストコンクリート板を型枠として、この上に上床版のコンクリートを打設する橋桁の形成方法を提供する。
【００１５】
この橋桁の形成方法では、プレキャストセグメントが上床版を含んでいないので、取り扱い上の理由から制限される重量の範囲内で、一つのプレキャストセグメントの長さを大きく設定することができ、接合作業を低減して効率の良い架設が可能となる。
【００１６】
また、プレキャストセグメントの梁間に架け渡したプレキャストコンクリート板が、上床版のコンクリートを現場打設するための型枠となり、このプレキャストコンクリート板は上床版コンクリートと一体となって上床版の一部となる。このため、上床版の型枠を現場で組立て、脱型する作業は省略され、上床版を現場で打設することとしても作業効率は良好で、工期も短いものとなる。
さらに、このように上床版のコンクリートを現場で打設するので、鉄筋を橋桁の軸線方向に連続して配置することができ、輪荷重等が直接作用する上床版は充分な強度を有するものとなる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明に係るプレキャストセグメントを用いて構築することができる橋梁の概略図及び桁の断面図である。
この橋梁は、図１(a) に示すように二つの橋台２a 、２b と二つの橋脚３a 、３b とに支持された三径間連続橋であり、橋桁１はプレストレストコンクリートの箱桁となっている。この橋桁１は、図１(b) に示すように、上床版１１と下床版１２とこれらを連結するウェブ１３とで構成され、上床版には桁の軸線と直角方向の補剛リブ１４が所定の間隔で設けられている。この補剛リブ１４は上床版１１の下面から下方に突き出した板状の部材であり、上床版１１と一体となって橋桁１の軸線と直角方向の曲げモーメントに抵抗するものである。
【００１８】
上記ウェブ１３と下床版１２と補剛リブ１４とは、桁の軸線方向に連結された複数のプレキャストセグメントによって形成されている。また、上床版１１は、プレキャストコンクリート板２７を型枠として現場でコンクリートを打設し、上記プレキャストコンクリート板２７と一体にしたものである。
【００１９】
この橋桁１のプレストレスは、箱状となった桁の内側に配置され、横桁（図示しない）に定着されたＰＣ鋼材（図示しない）の緊張力で導入されている。このＰＣ鋼材は支間の中央部付近では下床版１２近くに配置され、図１(c）に示すような偏向ブロック１５を設けて、支点近くで曲げ上げるものとなっている。
【００２０】
次に、上記ウェブ１３となる部分、下床版１２となる部分、及び補剛リブ１４となる部分が一体となったプレキャストセグメントの構成、及びこれを用いた橋桁の形成方法について説明する。なお、このプレキャストセグメントは、請求項１又は請求項２に係る発明の一実施形態であり、以下に説明する橋桁の形成方法は、請求項３に係る発明の一実施形態である。
【００２１】
上記プレキャストセグメント２０は、図２に示すように、橋桁の軸線方向に所定長さを有するものである。そして、下床版となる部分２２と二つのウェブとなる部分２３，２３とがＵ字状となり、二つのウェブとなる部分２３，２３の頂部が梁２４によって連結されている。また、二つのウェブとなる部分２３，２３の外側には、上記梁２４の軸線の延長線上に張り出し梁２５，２５が設けられている。そして、梁２４と張り出し梁２５とに連続するようにＰＣ鋼材２６が埋め込まれ、このＰＣ鋼材２６の緊張力によってプレストレスが導入されている。
【００２２】
このようなプレキャストセグメント２０は、工場又は製作ヤードで製作されるが、複数のセグメントを桁の軸線方向に接合するときに接合面をぴったりと接触させるために、いわゆるマッチキャスト工法が採用される。これは、プレキャストセグメントを順次製作するときに、先に製作したセグメントの接合面を型枠代わりとして、これに接合されるセグメントのコンクリートを打設するものである。
【００２３】
このようにコンクリートが打設されたセグメントは、先に製作されたセグメントと一旦分離して輸送し、橋梁の架設現場にいおいて、図３に示すように接合することができ、接合面は隙間を生じることなくぴったりと突き合わされる。
【００２４】
このように接合されるプレキャストセグメントの支持は、例えば図７又は図８に示すように様々な方法を採用することができる。
図７に示す方法は、スパンバイスパン工法と称されるものであり、まず第１径間に支保工４１を構築し、この上にプレキャストセグメント２０を配列して、これらを接合する。この接合が完了すると、図７(b) に示すように、第２径間に構築した支保工４２上にプレキャストセグメント２０を配列し、先に形成された第１径間の桁５１と連続するように接合する。そして、第３径間も同様に第２径間の接合後に連結するものである。
【００２５】
また、図８(a）に示すように橋の全域に支保工４３を構築し、この上に配列したプレキャストセグメント２０を一挙に接合してもよいし、図８(b）に示すように、橋脚２上に一つのプレキャストセグメント３０を仮固定しておき、これの両側にバランスをとりながら、架設ガーダー４４を用いて、継ぎ足すように順次セグメント２０を接合してゆくものであってもよい。
【００２６】
上記のようにしてプレキャストセグメントが接合されると、図４に示すように、隣り合うセグメントの梁２４間及び張り出し梁２５間にプレキャストコンクリート板２７を、架け渡すように配列する。このプレキャストコンクリート板２７は、上床版のコンクリートを打設するための型枠となるものであり、未硬化のコンクリートを支持することができるように、プレテンション方式でプレストレスが導入されている。
【００２７】
プレキャストコンクリート板２７が配列されると、その上に上床版の鉄筋、及びＰＣ鋼材を配置する。ＰＣ鋼材２８（図５参照）は橋桁の軸線と直角方向に配置し、上床版のコンクリートが荷重を充分に支持可能となるプレストレスを導入する。また、鉄筋（図示しない）は、橋桁の軸線方向及び軸線と直角方向に配置するものであり、軸線方向の鉄筋は、プレキャストセグメントの接合部の両側にわたって連続するように配置する。
【００２８】
このようにＰＣ鋼材２８及び鉄筋を配置した後、図５に示すように、コンクリートを打設する。このコンクリート２９はプレキャストコンクリート板２７、梁２４及び張り出し梁２５と一体となって荷重に抵抗するものとなる。つまり、プレキャストコンクリート板２７は上床版のコンクリート２４と一体となって一枚の板状の部材である上床版を構成し、梁２４及び張り出し梁は補剛リブ１４となる。
このようにして橋桁が完成すると図６に示すように、地覆３１及び高欄３２を形成し、舗装３３を施して橋梁の架設を完了する。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係るプレキャストセグメントでは、桁の上床版となる部分を含んでいないので、取り扱い上の理由から制限される重量の範囲内で、一つのプレキャストセグメントの長さを大きく設定することができ、所定長の橋桁を構築するために必要なプレキャストセグメントの数を低減して効率の良い架設が可能となる。また、工期の短縮、工事費の低減が可能となる。
【００３０】
また、このプレキャストセグメントは、上床版がなくても、ウェブ頂部が梁で連結されており、吊り上げ、輸送における取扱いが容易となる。また、上床版は現場で打設されるので、鉄筋をプレキャストセグメントの接合部の両側に連続して配置することができ、上床版に導入される橋桁の軸線方向のプレストレスを低減することができる。
【００３１】
一方、本願発明に係る橋桁の形成方法では、プレキャストセグメントが上床版となる部分を含まず、上床版のコンクリートは現場で打設することなるが、プレキャストセグメントが有する梁間又は張り出し梁間に架け渡したプレキャストコンクリート板を型枠とし、効率よく橋桁を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るプレキャストセグメントを用いて、又は本願発明に係る橋桁の形成方法によって構築することができる橋梁の概略図及び桁の断面図である。
【図２】本願発明に係るプレキャストセグメントの概略斜視図である。
【図３】図２のプレキャストセグメントを接合した状態を示す概略斜視図である。
【図４】接合されたプレキャストセグメント上に、上床版の型枠となるプレキャストコンクリート板を配列した状態を示す概略斜視図である。
【図５】接合されたプレキャストセグメント上に、上床版のコンクリートを打設した状態を示す概略斜視図である。
【図６】図２のプレキャストセグメントを用いて橋桁の構築を完了した状態を示す概略斜視図である。
【図７】プレキャストセグメントを接合するときの支持状態の一例を示す概略図である。
【図８】プレキャストセグメントを接合するときの支持状態の他の例を示す概略図である。
【符号の説明】
１    橋桁
２    橋台
３    橋脚
１１    上床版
１２    下床版
１３    ウェブ
１４    補剛リブ
２０    プレキャストセグメント
２２    プレキャストセグメントの下床版となる部分
２３    プレキャストセグメントのウェブとなる部分
２４    梁
２５    張り出し梁
２６    ＰＣ鋼材
２７    プレキャストコンクリート板
２８    ＰＣ鋼材
２９    上床版のコンクリート
３０    橋脚上に支持されるプレキャストセグメント
３１    地覆
３２    高欄
３３    舗装
【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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【図８】
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