(57)【要約】【課題】下部工等への影響が少なく、かつ、耐衝撃性を有した壁高欄構造を提供する。【解決手段】隙間をあけて配設された一対のコンクリート版３，３と、コンクリート版３同士の間に充填された発泡合成樹脂からなる充填材４とからなる壁高欄構造１であって、コンクリート版３は、超高強度繊維補強コンクリートからなる板状部材であり、コンクリート版３の充填材４側の面には、複数のリブ部３１，３１，…が形成されていてい、リブ部３１にはＰＣ鋼材５が配設されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隙間をあけて配設された一対のコンクリート版と、
前記コンクリート版同士の間に配置された発泡合成樹脂からなる充填材と、を備える壁高欄構造であって、
前記コンクリート版は、超高強度繊維補強コンクリートからなる板状部材であり、
前記コンクリート版の少なくとも一方の面には、複数のリブ部が形成されていることを特徴とする、壁高欄構造。
【請求項２】
前記複数のリブ部が、間隔をあけて形成されており、
一方の前記コンクリート版に形成されたリブ部が、他方の前記コンクリート版に形成されたリブ部同士の間となる位置に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の壁高欄構造。
【請求項３】
前記複数のリブ部が、間隔をあけて形成されており、
一方の前記コンクリート版と、他方の前記コンクリート版とが、前記リブ部を介して連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の壁高欄構造。
【請求項４】
前記複数のリブ部が、格子状に形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の壁高欄構造。
【請求項５】
前記リブ部にＰＣ鋼材が配設されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の壁高欄構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、壁高欄構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
道路橋や高速道路等において、道路の側端部に設置される壁高欄として、鉄筋コンクリート製のものが採用される場合がある。従来の鉄筋コンクリート製の壁高欄は、現場打ちコンクリートによって、密実断面に形成されている。
鉄筋コンクリート構造物の耐衝撃性を確保するためには、断面を大きくすることによって重量および強度を増加させるのが一般的である。
また、特許文献１には、耐衝撃性を高めた道路構造物として、前面部分と背面部分をそれぞれ繊維補強セメント複合材料で構成し、それらの間の中間部分を発泡合成樹脂で構成した道路構造物が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−０２６０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
壁高欄の大断面化は、重量の増加を招くため、床版、主桁等や橋台、橋脚等（以下、単に「下部工等」という）への影響が大きい。
また、特許文献１の道路構造物は、車両等が衝突した際の衝撃力を、中間部分の発泡合成樹脂によって吸収することを可能にしているものの、強度を確保するためには前面部分および背面部分の部材厚を大きくする必要がある。
一方、既存の橋脚や床版への負担を軽減すること、および、橋梁全体の耐震性の向上を図るためには、さらなる軽量化が望まれる。
本発明は、前記の問題点を解決することを目的とするものであり、下部工等への影響が少なく、かつ、耐衝撃性を有した壁高欄構造を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明は、隙間をあけて配設された一対のコンクリート版と、前記コンクリート版同士の間に配置された発泡合成樹脂からなる充填材とからなる壁高欄構造であって、前記コンクリート版は超高強度繊維補強コンクリートからなる板状部材であり、前記コンクリート版の少なくとも一方の面には複数のリブ部が形成されていることを特徴としている。
かかる壁高欄構造によれば、ＥＰＳ等の発泡合成樹脂からなる充填材を採用しているため、壁高欄の軽量化が可能となり、ひいては、下部工等への負担を軽減することが可能となる。また、超高強度繊維補強コンクリートからなるコンクリート版により壁高欄として必要な強度を確保している。また、コンクリート版にはリブ部が形成されているため、強度を落とさずに薄肉化を可能としており、さらなる軽量化が実現されている。
【０００６】
前記複数のリブ部が間隔をあけて形成されており、対向する一対のコンクリート版のリブ部が互い違いになるように、一方の前記コンクリート版に形成されたリブ部が、他方の前記コンクリート版に形成されたリブ部同士の間となる位置に形成されていれば、途切れなく充填材を配置することができる。そのため、リブが形成された位置においても壁高欄の衝撃吸収性能が発揮される。
また、前記複数のリブ部が、間隔をあけて形成されており、一方の前記コンクリート版と、他方の前記コンクリート版とが、前記リブ部を介して連結されていれば、一方のコンクリート版に作用した力を、リブ部を介して他方のコンクリート版に伝達することができ、より高強度な壁高欄を形成することができる。
また、前記複数のリブ部が、縦リブと横リブとによって、格子状に形成されていれば、縦リブまたは横リブのいずれか一方のみの場合比べて、強度を高めることができ、ひいては、コンクリート版のさらなる薄肉化を図ることができる。
さらに、前記リブ部にＰＣ鋼材が配設されていれば、壁高欄のたわみ（面外変形）を軽減することができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の壁高欄構造によれば、下部工等への影響が少なく、かつ、耐衝撃性を有した壁高欄を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第一の実施形態に係る壁高欄構造を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図である。
【図２】第二の実施形態に係る壁高欄構造を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図である。
【図３】第三の実施形態に係る壁高欄構造を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は断面図である。
【図４】実施例の解析モデルを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図５】比較例の解析モデルを示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。
【図６】解析結果を示す図であって、（ａ）は衝突力の比較、（ｂ）面外変位の比較である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第一の実施形態＞
本実施形態では、既設の高架橋形式の高速道路における床版更新工事において、既設の壁高欄に換えて設置する新設の壁高欄構造１について説明する。
壁高欄構造１は、図１に示すように、床版２の側端部に、橋軸方向に沿って連設される。本実施形態の床版２は、鉄筋コンクリート製（いわゆるＲＣ床版）であるが、床版２を構成する材料は限定されない。
壁高欄構造１は、隙間をあけて配設された一対のコンクリート版３，３と、コンクリート版３同士の間に配置された充填材４とを備えている。
コンクリート版３は、圧縮強度１５０Ｎ／ｍｍ２以上を有する超高強度繊維補強コンクリート（Ｕｌｔｒａ  ｈｉｇｈ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ  Ｆｉｂｅｒ  ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ  Ｃｏｎｃｒｅｔｅ：ＵＦＣ）により構成された板状部材である。なお、ＵＦＣの配合は、適宜設定すればよい。また、ＵＦＣの強度は限定されるものではない。
【００１０】
コンクリート版３の充填材４側の面（他のコンクリート版側の面）には、複数のリブ部３１，３１，…が所定の間隔をあけて形成されている。リブ部３１同士の間隔は限定されるものではないが、本実施形態では、リブ部３１の幅（壁高欄構造１の軸方向の長さ）よりも大きな長さを確保している。
リブ部３１は縦方向（壁高欄構造１の高さ方向）に連続するいわゆる突条である。リブ部３１の高さ（壁高欄構造１の厚さ方向の長さ）は、コンクリート版３同士の間隔の１／２以下である。なお、リブ部３１の高さは、コンクリート版３同士の間隔以下であれば限定されない。
一対のコンクリート版３，３のうちの一方のコンクリート版３に形成されたリブ部３１は、他方のコンクリート版３に形成されたリブ部３１，３１同士の間となる位置に形成されている。
【００１１】
リブ部３１には、ＰＣ鋼材５が配設されている。
ＰＣ鋼材５は、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線等の線状部材により構成されている。ＰＣ鋼材５の上端は、リブ部３の内部においてコンクリート版３に固定（定着）されており、ＰＣ鋼材５の下端は、床版２に固定されている。なお、ＰＣ鋼材５は、リブ部３１内のみに配設されていてもよく、必ずしも床版２に固定されている必要はない。
コンクリート版３には、ＰＣ鋼材５によってプレストレスが導入されている。なお、ＰＣ鋼材５への緊張力の導入方式は、ポストテンション方式であってもよいし、プレテンション方式であってもよい。
【００１２】
充填材４は、発泡合成樹脂（ＥＰＳ）からなる板状部材である。充填材４は、板状のＥＰＳ建材を一対のコンクリート版３，３により挟むことにより配設されている。なお、充填材４は、コンクリート版３同士の隙間に発泡樹脂充填材を注入し、当該隙間内において発泡硬化させて形成してもよい。また、充填材４を構成する発泡合成樹脂はＥＰＳに限定されるものではない。
【００１３】
本実施形態の壁高欄構造１によれば、発泡合成樹脂からなる充填材４を採用しているため、壁高欄の軽量化が可能となる。そのため、床版２や橋脚等の下部工等への負担を軽減することが可能となる。また、超高強度繊維補強コンクリートからなるコンクリート版３，３により壁高欄として必要な強度を確保している。また、コンクリート版３同士の間に発泡合成樹脂製の充填材４が介設されているため、衝撃吸収性にも優れている。
また、コンクリート版３には複数のリブ部３１，３１，…が形成されているため、強度を落とさずに薄肉化を可能としており、さらなる軽量化が実現されている。また、対向する一対のコンクリート版３，３のリブ部３１，３１，…が互い違いになるように形成されているため、充填材４が途切れなく配置されている。そのため、リブが形成された位置においても衝撃吸収性能が発揮される。
また、リブ部３１にＰＣ鋼材５が配設されているため、壁高欄のたわみ（面外変形）を軽減することができる。
【００１４】
＜第二の実施形態＞
第二の実施形態に係る壁高欄構造１は、図２に示すように、隙間をあけて配設された一対のコンクリート版３，３と、コンクリート版３同士の間に充填された充填材４とを備えている。
コンクリート版３は、圧縮強度１５０Ｎ／ｍｍ２以上を有する超高強度繊維補強コンクリート（ＵＦＣ）により構成された板状部材である。
【００１５】
コンクリート版３の充填材側の面（他のコンクリート版側の面）には、複数のリブ部３１，３１，…が所定の間隔をあけて形成されている。リブ部３１同士の間隔は限定されるものではないが、本実施形態では、リブ部３１の幅（壁高欄構造１の軸方向の長さ）よりも大きな長さを確保している。
リブ部３１は縦方向（壁高欄構造１の高さ方向）に連続した板状部分であって、コンクリート版３同士の間に横架されている。すなわち、対向するコンクリート版３，３は、リブ部３１を介して連結されていて、一体に形成されている。なお、リブ部３１は、各コンクリート版３に形成された突起同士を突き合わせることで形成してもよい。
【００１６】
充填材４は、発泡合成樹脂（ＥＰＳ）からなる板状部材である。充填材４は、コンクリート版３，３とリブ部３１，３１により囲まれた断面視矩形状の空間に充填されている。本実施形態では、充填材４として、コンクリート版３，３とリブ部３１，３１により囲まれた空間に発泡樹脂充填材を注入して発泡硬化されたものを採用する。なお、充填材４は、コンクリート版３，３とリブ部３１，３１により囲まれた空間の形状に応じて形成されたＥＰＳ縦材であってもよい。また、充填材を構成する発泡合成樹脂はＥＰＳに限定されるものではない。
【００１７】
本実施形態の壁高欄構造１によれば、発泡合成樹脂からなる充填材４を採用しているため、壁高欄の軽量化が可能となる。そのため、床版２や橋脚等の下部工等への負担を軽減することが可能となる。また、超高強度繊維補強コンクリートからなるコンクリート版３，３により壁高欄として必要な強度を確保している。また、コンクリート版３同士の間に発泡合成樹脂製の充填材４が介設されているため、衝撃吸収性にも優れている。
また、コンクリート版３には複数のリブ部３１，３１，…が形成されているため、強度を落とさずに薄肉化を可能としており、さらなる軽量化が実現されている。また、対向するコンクリート版３同士が、リブ部３１，３１を介して連結されているため、一方のコンクリート版３に作用した力を、リブ部３１，３１を介して他方のコンクリート版３に伝達することができ、高強度な壁高欄が形成される。
【００１８】
＜第三の実施形態＞
第三の実施形態に係る壁高欄構造１は、図３に示すように、隙間をあけて配設された一対のコンクリート版３，３と、コンクリート版３同士の間に充填された充填材４とを備えている。
コンクリート版３は、圧縮強度１５０Ｎ／ｍｍ２以上を有する超高強度繊維補強コンクリート（ＵＦＣ）により構成された板状部材である。
【００１９】
一対のコンクリート版３，３のうち、道路側に配設されたコンクリート版３は、平板状に形成されている。一方、外側（道路と反対側）に配設されたコンクリート版３の外側の面（他のコンクリート版３と反対側の面）には、複数のリブ部３２，３３が所定の間隔をあけて形成されている。本実施形態では、複数の縦リブ３２，３２，…と横リブ３３，３３，…とにより、リブ部３２，３３が格子状に形成されている。なお、リブ部３２，３３同士の間隔は限定されるものではないが、本実施形態では、各リブ部３２，３３の幅（壁高欄構造１の軸方向の長さ）よりも大きな長さを確保している。
リブ部３２，３３の高さ（壁高欄構造１の厚さ方向の長さ）は限定されるものではなく、適宜決定すればよい。また、リブ部３２，３３は、コンクリート版３の充填材側（他のコンクリート版３側の面）に形成されていてもよいし、コンクリート版３の両面に形成されていてもよい。また、リブ部３２，３３は、道路側のコンクリート版３に形成されていてもよいし、両コンクリート版３，３に形成されていてもよい。
【００２０】
外側に配設されたコンクリート版３（リブ部３２，３３が形成されたコンクリート版３）には、ＰＣ鋼材５が縦横に配設されている。
ＰＣ鋼材５は、ＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼より線等の線状部材により格子状に配設されている。ＰＣ鋼材５は、コンクリート版３の内部において固定（定着）されている。なお、縦向きに配設されたＰＣ鋼材５の下端は、床版２に固定されていてもよい。
コンクリート版３には、ＰＣ鋼材５を介したプレストレスが導入されている。なお、ＰＣ鋼材５への緊張力の導入方式は、ポストテンション方式であってもよいし、プレテンション方式であってもよい。
【００２１】
充填材４は、発泡合成樹脂（ＥＰＳ）からなる板状部材である。充填材４の両面は、平坦となっていて、他方のコンクリート版３の内面に突き合わされている。充填材４は、板状のＥＰＳ建材を一対のコンクリート版３，３により挟むことにより配設されている。なお、充填材４は、コンクリート版３同士の隙間に発泡樹脂充填材を注入して、当該隙間内において発泡硬化したものであってもよい。また、充填材４を構成する発泡合成樹脂はＥＰＳに限定されるものではない。
【００２２】
本実施形態の壁高欄構造１によれば、発泡合成樹脂からなる充填材４を採用しているため、壁高欄の軽量化が可能となる。そのため、床版２や橋脚等の下部工等への負担を軽減することが可能となる。また、超高強度繊維補強コンクリートからなるコンクリート版３，３により壁高欄として必要な強度を確保している。また、コンクリート版３同士の間に発泡合成樹脂製の充填材４が介設されているため、衝撃吸収性にも優れている。
また、コンクリート版３には複数のリブ部３２，３３が形成されているため、強度を落とさずに薄肉化を可能としており、さらなる軽量化が実現されている。また、充填材４は、途切れなく板状に配置されているため、全面的に衝撃吸収性能が発揮される。
また、縦リブ３２と横リブ３３が格子状に形成されているため、高い耐力を有し、ひいては、コンクリート版３のさらなる薄肉化を図ることができる。
また、リブ部３２，３３にＰＣ鋼材５が配設されているため、壁高欄のたわみ（面外変形）を軽減することができる。
【００２３】
以下、本実施形態の壁高欄構造１の耐衝撃性能について確認した解析結果を示す。
本解析では、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、高さ１０６０ｍｍ、長さ２０６０ｍｍ、壁厚２５０ｍｍの壁高欄構造に、５００×５００ｍｍの断面形状を有し、質量２．０ｔ、衝突速度４．０ｍ／ｓの衝突物Ｐを衝突させた際の衝突力と変位の時刻歴を求めた（実施例）。衝突物Ｐは、壁高欄構造１の上部中央に衝突させた。衝突物Ｐが衝突する側（道路側）に配設された一方のコンクリート版３は、厚さ５０ｍｍの平板状に形成されている。外側（道路反対側）に形成された他方のコンクリート版３は、リブ部３２，３３を含めた厚さが１００ｍｍとなるように形成されている。リブ部３２，３３は、縦リブ３２と横リブ３３により格子状に形成されている。また、他方のコンクリート版３の内部にはＰＣ鋼材５が格子状に配設されている。縦リブ３２および横リブ３３は、幅６０ｍｍ、高さ４０ｍｍに形成されている。ＰＣ鋼材５同士の間隔は、２５０ｍｍになるように構成されている。コンクリート版３同士の間には、幅１００ｍｍの隙間が形成されていて、隙間は充填材４により充填されている。
【００２４】
また、比較例として、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、鉄筋コンクリート製のＲＣ壁高欄１０についても解析を行った。ＲＣ壁高欄１０は、高さ１０６０ｍｍ、長さ２０６０ｍｍ、壁厚２５０ｍｍに形成されている。ＲＣ壁高欄１０には、前面側（道路側）と背面側（外側）とのそれぞれに、Ｄ１３の鉄筋１１からなる縦筋および横筋が１２５ｍｍピッチで格子状（縦横）に配筋されている。なお、ＲＣ壁高欄１０に対して作用させる衝突物Ｐの大きさや位置等は、実施例と同様とする。
表１に解析に使用した材料定数を示す。
【００２５】
【表１】
2017193858.tif 000003
【００２６】
図６（ａ）および（ｂ）に解析結果を示す。
図６（ａ）に示すように、ＲＣ壁高欄１０では、衝突と同時に衝突力が最大になるのに対し、実施例の壁高欄構造１では衝突力が時間とともに徐々に上昇する結果となった。本実施形態の壁高欄構造１によれば、充填材４により衝撃を吸収することで壁高欄に粘り強さが向上することが確認できた。
また、図６（ｂ）に示すように、本実施形態の壁高欄構造１によれば、面外変位をＲＣ壁高欄１０の１／２程度に低減できることが確認できた。
【００２７】
以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記実施形態では、既設の壁高欄に換えて設置する新設の壁高欄構造１について説明したが、本発明の壁高欄構造１は、新設の道路に採用してもよい。
また、本発明の壁高欄構造１が適用可能な構造物は、高架橋に限定されるものではなく、例えば、他の橋梁に使用してもよい。また、壁高欄構造１の適用箇所は、高速道路に限定されるものではなく、例えば一般道であってもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１    壁高欄構造
２    床版
３    コンクリート版
３１  リブ部
３２  縦リブ（リブ部）
３３  横リブ（リブ部）
４    充填材
５    ＰＣ鋼材
１０  ＲＣ壁高欄
１１  鉄筋
【図１】
2017193858.tif 000004
【図２】
2017193858.tif 000005
【図３】
2017193858.tif 000006
【図４】
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【図５】
2017193858.tif 000008
【図６】
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