(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
床版の幅方向の両端部を支持している一対の支持部が形成され、橋軸方向の断面形状が門形で上面全体が平坦な複合部を形成するコンクリート部材と、
前記各支持部の下面に取り付けられた平板状の鋼材と、から構成された複合構造の複合桁が幅員方向に複数並設され、
前記鋼材の上面には複数の定着部材が突設され、前記各定着部材が前記支持部の下端部に埋め込まれ、前記支持部のコンクリートと前記各定着部材との定着力によって、前記鋼材の上面が前記支持部の下面に取り付けられ、
前記コンクリート部材には、橋軸方向の断面形状が矩形に形成された横締め部が形成され、
幅員方向に並設された前記各複合桁の前記各横締め部に貫通させた緊張材によって、前記各複合桁が横締めされており、
前記コンクリート部材の橋軸方向の両端部に形成された前記各横締め部の間に前記鋼材が取り付けられ、前記コンクリート部材の橋軸方向の両端部の下面には、前記各横締め部の下面が露出していることを特徴とする複合床版橋。
【請求項２】
前記複合桁は、プレキャスト部材であることを特徴とする請求項１に記載の複合床版橋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリート部材と鋼材とを組み合わせた複合構造の複合桁を用いた複合床版橋に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート製の主桁を用いた橋梁としては、図８（ａ）に示すように、中空断面のプレキャスト部材によってコンクリート製の主桁２１０を形成し、複数の主桁２１０・・・を幅員方向に並設した橋梁２００がある（例えば、特許文献１参照）。
このようなコンクリート製の主桁２１０を用いた橋梁２００では、並設した各主桁２１０・・・をＰＣ鋼線によって横締めしている。図８（ａ）に示すような中空断面の主桁２１０では、幅員方向の断面力（曲げモーメントなど）に対する有効断面（床版厚）を、一般的なプレストレスコンクリート製の桁橋の床版と比較して大きくすることができるため、各主桁２１０・・・を横締めする箇所を少なくすることができ、橋梁２００を架設するときの施工コストを低減することができる。
【０００３】
なお、交通路や河川など支間長が小さい施工現場では、桁下空間に制約があるため、主桁２１０の桁高を小さくすることが望まれている。
また、幅員方向に並設する主桁２１０の個数が少ない方が、橋梁２００の製作コストを低減することができるとともに、橋梁２００を架設するときの作業工数を少なくすることができる。そのため、一体の主桁２１０の桁幅を大きくして、少ない個数の主桁２１０によって、設定された幅員を確保することが望ましい。
【０００４】
前記したコンクリート製の主桁２１０を支間に架設した場合は、主桁２１０の上部には橋軸方向の圧縮力が作用し、主桁２１０の下部には橋軸方向の引張力が作用する。コンクリートは引張力に対する耐力が小さいため、従来のコンクリート製の主桁２１０では、主桁２１０の下部に対して多数のＰＣ鋼線を橋軸方向に貫通させてプレストレスを付与することで、主桁２１０の下部の引張強度を高めている。したがって、従来のコンクリート製の主桁２１０では、下部に多数のＰＣ鋼線を設けるために、主桁２１０の下部にコンクリート断面を設ける必要があり、主桁２１０の桁高を小さくすることができない。
なお、主桁２１０の桁高を小さくする場合には、圧縮力が作用する主桁２１０の上部に鋼材を設けるなどの対応が必要となり、橋梁２００の製作コストが高くなってしまう（例えば、特許文献２参照）。
また、従来のコンクリート製の主桁２１０では重量が大きく、主桁２１０をトラッククレーンなどの揚重機械で吊り上げ可能な重量にするためには、主桁２１０の桁幅を大きくすることができない。
【０００５】
したがって、従来のコンクリート製の主桁２１０では、桁高が大きく、桁下空間に制約がある施工現場に適用するためには製作コストが高くなるとともに、主桁２１０の桁幅を大きくすることができないため、設定された幅員を確保するために必要な主桁２１０の個数が多くなってしまうという問題がある。
【０００６】
そこで、図８（ｂ）に示すように、床版１２１の幅方向の中央部を支持している支持部１２２が形成されたコンクリート部材１２０と、支持部１２２の下面に取り付けられた鋼材１３０とによって複合構造の複合桁１１０を構成し、複数の複合桁１１０・・・を幅員方向に並設した複合床版橋１００がある（例えば、特許文献３参照）。
【０００７】
この複合床版橋１００では、支持部１２２の下面に取り付けられた鋼材１３０によって、複合桁１１０の下部の引張強度を確保しているため、複合桁１１０の軸断面の高さを小さくすることができる。また、従来のコンクリート製の主桁２１０（図８（ａ）参照）と比較して、複合桁１１０の重量が小さくなるため、従来のコンクリート製の主桁２１０よりも桁幅を大きくすることができる。これにより、設定された幅員を確保するために必要な複合桁１１０の個数を少なくすることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１６９７３１号公報
【特許文献２】特開平５−３４００３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２５４９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記した従来の複合床版橋１００では、各複合桁１１０・・・の床版１２１の側端部が支持されていないため、各複合桁１１０・・・を横締めするＰＣ鋼線１２７を橋軸方向に狭い間隔で多数設けることで、幅員方向の曲げモーメントに抵抗する必要があり、複合床版橋１００の施工コストが高くなってしまうという問題がある。
【００１０】
本発明では、前記した問題を解決し、桁高を小さくするとともに桁幅を大きくすることができ、さらには、幅員方向に並設したときに緊張材で横締めする箇所を少なくすることができる複合床版橋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】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明の複合床版橋では、床版の幅方向の両端部を支持している一対の支持部が形成され、橋軸方向の断面形状が門形で上面全体が平坦な複合部を形成するコンクリート部材と、前記各支持部の下面に取り付けられた平板状の鋼材と、から構成された複合構造の複合桁が幅員方向に複数並設され、前記鋼材の上面には複数の定着部材が突設され、前記各定着部材が前記支持部の下端部に埋め込まれ、前記支持部のコンクリートと前記各定着部材との定着力によって、前記鋼材の上面が前記支持部の下面に取り付けられ、前記コンクリート部材には、橋軸方向の断面形状が矩形に形成された横締め部が形成され、幅員方向に並設された前記各複合桁の前記各横締め部に貫通させた緊張材によって、前記各複合桁が横締めされており、前記コンクリート部材の橋軸方向の両端部に形成された前記各横締め部の間に前記鋼材が取り付けられ、前記コンクリート部材の橋軸方向の両端部の下面には、前記各横締め部の下面が露出していることを特徴としている。
【００１３】
本発明では、支持部の下面に取り付けられた鋼材によって、複合桁の下部の引張強度を確保しており、複合桁の下部の断面を大きくする必要がなくなるため、複合桁の軸断面の高さを小さくすることができる。
また、本発明では、複合桁の重量が小さくなるため、従来のコンクリート製の主桁と同等の重量で、従来のコンクリート製の主桁よりも桁幅を大きくすることができる。これにより、設定された幅員を確保するために必要な複合桁の個数を少なくすることができるため、複合床版橋の製作コストを低減するとともに、複合床版橋を架設するときの作業工数を少なくすることができる。
また、複合桁の橋軸方向の断面形状が門形であり、床版の幅方向の両端部が支持されているとともに、複数の複合桁を幅員方向に並設するときには、各複合桁を接合した状態における接合位置での幅員方向の有効断面を、従来の複合桁の有効断面と比べて大きく採ることができるため、各複合桁を緊張材によって横締めする箇所を少なくすることができ、複合床版橋の施工コストを低減することができる。
また、本発明では、複合桁を搬送車両の荷台に積載したときに、幅方向に配置された一対の支持部によって床版が支持されるため、複合桁を搬送するときの安定性を高めることができる。
また、平板状の部材を用いることで、鋼材の製造コストを低減することができるとともに、鋼材同士を溶接などで接合する必要がないため、鋼材の疲労耐久性を高めることができる。
また、定着部材とコンクリートとの定着力によって、鋼材を支持部の下面に取り付けている。そのため、鋼材をコンクリート部材に対して簡単に取り付けることができるとともに、コンクリート部材と鋼材とを強固に接合することができる。
【００１５】
また、複合桁の橋軸方向の断面形状が門形であり、床版の幅方向の両端部が支持されているとともに、各複合桁を接合した状態における接合位置での幅員方向の有効断面を、従来の複合桁の有効断面と比べて大きく採ることができるため、各複合桁を緊張材によって横締めする箇所を少なくすることができ、複合床版橋の施工コストを低減することができる。
【００２０】
前記した複合床版橋において、前記複合桁はプレキャスト部材によって構成することができる。
この構成では、複合桁が工場などで予め製造されるため、施工現場における施工期間を短くすることができる。また、工場などで型枠内にコンクリートを打設してコンクリート部材を形成するため、複合桁の寸法精度を高めることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、複合桁の下部の断面を大きくする必要がなくなるため、複合桁の軸断面の高さを小さくすることができる。
また、従来のコンクリート製の主桁と同等の重量で、従来のコンクリート製の主桁よりも桁幅を大きくすることができ、設定された幅員を確保するために必要な複合桁の個数を少なくすることができるため、複合床版橋の製作コストを低減するとともに、複合床版橋を架設するときの作業工数を少なくすることができる。
また、複数の複合桁を幅員方向に並設するときには、各複合桁を接合した状態における接合位置での幅員方向の有効断面を、従来の複合桁の有効断面と比べて大きく採ることができるため、各複合桁を緊張材によって横締めする箇所を少なくすることができ、複合床版橋の施工コストを低減することができる。
また、幅方向に配置された一対の支持部によって床版が支持されるため、複合桁を搬送するときの安定性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
本実施形態では、図７に示すように、河川の両岸に形成された支承部２，２の間に架設される複合床版橋１であって、支間長が１６ｍ以下の小支間で、幅員が約１０ｍの複合床版橋１を例として説明する。
【００２３】
複合桁１０は、工場などで製造されるプレキャスト部材であり、図２（ａ）に示すように、鉄筋コンクリート構造のコンクリート部材２０と、平板状の鋼板３０とを組み合わせた複合構造となっている。本実施形態では、図５に示すように、十一体の複合桁１０・・・を幅員方向に並設することで、設定された幅員を確保している。
【００２４】
コンクリート部材２０は、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、橋軸方向に所定間隔を離した複数の位置には、橋軸方向の断面形状が矩形に形成された横締め部２０ａ・・・が形成され（図３（ｂ）参照）、各横締め部２０ａ，２０ａの間には、橋軸方向の断面形状が門形に形成された複合部２０ｂが形成されている（図３（ａ）参照）。なお、横締め部２０ａを設ける位置や間隔は限定されるものではないが、本実施形態のように支間長が１６ｍ程度であれば、橋軸方向の両端部と、橋軸方向の両端部から４ｍ程度の間隔の位置との四箇所に形成されていればよい。
【００２５】
コンクリート部材２０の複合部２０ｂには、図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、水平な板状の床版２１と、この床版２１の幅方向の両端部をそれぞれ支持している垂直な板状の支持部２２，２２とが形成されており、橋軸方向の断面形状が門形となっている。複合部２０ｂは、各支持部２２，２２の下面にそれぞれ鋼板３０，３０が取り付けられることで複合構造を構成している。
【００２６】
コンクリート部材２０の横締め部２０ａには、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、一方の側面から他方の側面に亘って幅員方向に貫通した貫通孔２３が四箇所に形成されている。各貫通孔２３・・・は、横締め部２０ａの略中央を幅方向に貫通しており、側面視で上下左右の四箇所に配置されている。
【００２７】
また、コンクリート部材２０の幅方向の両側面には、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、幅方向の内側に向けてオフセットされた側面溝部２４，２４が形成されている。この側面溝部２４は、コンクリート部材２０の上面から下面の近傍まで高さ方向に形成されており、図２（ｂ）に示すように、コンクリート部材２０の橋軸方向の一端部から他端部に亘って形成されている。
【００２８】
鋼板３０は、図１（ｂ）に示すように、平板状の鋼材であり、二枚の鋼板３０，３０の上面がコンクリート部材２０の各支持部２２，２２の下面にそれぞれ取り付けられている。この鋼板３０は、図２（ａ）に示すように、コンクリート部材２０の橋軸方向の両端部に形成された各横締め部２０ａ，２０ａの間に取り付けられており、支持部２２の幅と略同じ幅の一枚の板部材によって構成されている。そして、鋼板３０を支持部２２の下面に取り付けた状態では、鋼板３０の下面と橋軸方向の両端部の各横締め部２０ａ，２０ａの下面とが面一になっている。
【００２９】
鋼板３０の上面には、図２（ａ）に示すように、複数のスタッドジベル３１・・・が突設されている。スタッドジベル３１は、図３（ａ）に示すように、上端部が拡径された棒状部材であり、コンクリート部材２０の支持部２２の下端部に埋め込まれたときに、支持部２２のコンクリートに定着する定着部材である。したがって、鋼板３０は、複数のスタッドジベル３１・・・と支持部２２のコンクリートとの定着力によって、支持部２２の下面に取り付けられており、支持部２２の下面に鋼板３０が貼り付けられた状態となっている。
【００３０】
なお、鋼板３０は外部に露出しているため、耐候性鋼材を用いたり、鋼板３０の表面に防錆処理を施したりして、鋼板３０に錆が発生するのを防ぐことで、鋼板３０のメンテナンスを簡単にしている。鋼板３０の防錆処理としては、防錆塗料を表面に塗布する方法や、コーティング材を表面に溶射する方法、又は表面をめっき処理する方法がある。
【００３１】
次に、前記した複合桁１０を用いた複合床版橋１を、図７に示す河川の両岸に形成された支承部２，２の間に架設するときの手順について説明する。
まず、図２（ａ）及び（ｂ）に示す複合桁１０を工場で製造し、トラックなどの搬送車両の荷台に積載して施工現場まで搬送する。
複合桁１０を工場で製造するときには、鉄筋が配筋された型枠内に鋼板３０を配置し、鋼板３０の上面に突設された各スタッドジベル３１・・・が、支持部２２の下端部に埋め込まれるように、型枠内にコンクリートを打設してコンクリート部材２０を形成することで、支持部２２の下面に鋼板３０が取り付けられる。このように、複合桁１０を工場などで予め製造することで、施工現場における施工期間を短くすることができる。また、工場などで型枠内にコンクリートを打設してコンクリート部材２０を形成するため、複合桁１０の寸法精度を高めることができる。
【００３２】
施工現場に搬入された複合桁１０をトラッククレーンなどの揚重機械によって吊り上げ、複合桁１０の橋軸方向の両端部を図７に示す各支承部２，２に取り付けることで、各支承部２，２の間に複合桁１０を架設する。
続いて、他の複合桁１０を揚重機械によって吊り上げ、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、二体の複合桁１０，１０を幅員方向に並設する。隣り合う各複合桁１０，１０の側面に形成された側面溝部２４，２４が連結されることで、各複合桁１０，１０の間には凹状の充填用溝部２５が形成される。また、充填用溝部２５には、連通管２３ａを配置することで、隣り合う各複合桁１０，１０の各貫通孔２３，２３を連通させている。
なお、本実施形態では、隣り合う各複合桁１０，１０の下端部の間に隙間が形成されている。この隙間は複合桁１０の製作誤差や設置誤差を考慮して形成されたものであり、隣り合う各複合桁１０，１０の間に隙間を形成しなくてもよい。
【００３３】
前記した二体の複合桁１０，１０の架設手順と同様にして、順次に複合桁１０を幅員方向に並設することで、図６（ａ）に示すように、幅員方向に十一体の複合桁１０・・・を並設する。
また、隣り合う各複合桁１０，１０の間に形成された充填用溝部２５には、コンクリート２６を充填材として充填する。
【００３４】
続いて、図５及び図６（ｂ）に示すように、並設された各複合桁１０・・・の横締め部２０ａに形成された各貫通孔２３・・・にそれぞれＰＣ鋼線２７・・・を貫通させ、幅員方向の両端に配置された各複合桁１０，１０の側面にＰＣ鋼線２７の両端部を定着させる。これにより、各複合桁１０・・・の各横締め部２０ａ・・・がＰＣ鋼線２７によって横締めされる。
【００３５】
さらに、図６（ａ）及び（ｂ）に示すように、各複合桁１０・・・の上面にアスファルト舗装４０を施工するとともに、幅員方向の両端に配置された各複合桁１０，１０に地覆５１，５１及び高欄５０，５０を設けることで、図７に示すように、河川の両岸に設けられた支承部２，２の間に架設された複合床版橋１を完成させる。
【００３６】
以上のような構成の複合床版橋１及び複合桁１０では、以下のような作用効果を奏する。
複合桁１０では、図３（ａ）に示すように、各支持部２２，２２の下面にそれぞれ取り付けられた鋼板３０，３０によって、複合桁１０の下部の引張強度を確保しており、複合桁１０の下部の断面を大きくする必要がないため、複合桁１０の軸断面の高さを小さくすることができる。
【００３７】
また、複合桁１０の重量が小さくなるため、従来のコンクリート製の主桁２１０（図８（ａ）参照）と同等の重量で、従来のコンクリート製の主桁よりも桁幅を大きくすることができる。これにより、設定された幅員を確保するために必要な複合桁１０の個数を少なくすることができるため、複合床版橋１の製作コストを低減するとともに、複合床版橋１を架設するときの作業工数を少なくすることができる。
【００３８】
また、図６（ａ）に示すように、複合桁１０の橋軸方向の断面形状が門形であり、床版２１の幅方向の両端部が支持されているとともに、複数の複合桁１０・・・を幅員方向に並設したときに、各複合桁１０・・・を接合した状態における接合位置での幅員方向の有効断面を、従来の複合桁１１０（図８（ｂ）参照）の有効断面と比べて大きく採ることができるため、各複合桁１０・・・を横締めする箇所を少なくすることができ、複合床版橋１の施工コストを低減することができる。
【００３９】
また、複合桁１０を搬送車両の荷台に積載したときには、図３（ａ）に示すように、幅員方向に配置された一対の支持部２２，２２によって床版２１が支持されるため、複合桁１０を搬送するときの安定性を高めることができる。
【００４０】
また、コンクリート部材２０に取り付ける鋼材として平板状の鋼板３０を用いることで、鋼材の製造コストを低減することができるとともに、鋼材同士を溶接などで接合する必要がないため、鋼材の疲労耐久性を高めることができる。
【００４１】
また、鋼板３０の上面に突設された複数のスタッドジベル３１・・・と、コンクリート部材２０の支持部２２のコンクリートとの定着力によって、鋼板３０を支持部２２の下面に取り付けている。そのため、鋼板３０をコンクリート部材２０に対して簡単に取り付けることができるとともに、コンクリート部材２０と鋼板３０とを強固に接合することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜に設計変更が可能である。
【００４４】
例えば、本実施形態では、鋼板３０の上面に突設されたスタッドジベル３１と、コンクリート部材２０の支持部２２のコンクリートとの定着力によって、鋼板３０を支持部２２の下面に取り付けているが、鋼板３０の上面に突設される定着部材の形状や個数は限定されるものではなく、ボルトや鉄筋などの棒状部材や、垂直な板状部材を定着部材として鋼板３０の上面に突設してもよい。
【００４５】
また、本実施形態では、図６（ｂ）に示すように、各複合桁１０・・・をＰＣ鋼線２７によって横締めしているが、各複合桁１０・・・を横締めするための緊張材の構成は限定されるものではない。
【００４６】
また、本実施形態では、図７に示すように、複合床版橋１に複数の横締め部２０ａ・・・を設けているが、横締め部２０ａを設ける位置や個数は限定されるものではなく、複合床版橋１の橋軸方向の長さや幅員などの設計条件に基づいて設定することができる
【００４７】
また、本実施形態では、図４（ａ）に示すように、隣り合う各複合桁１０，１０の間に充填用溝部２５を設け、この充填用溝部２５にコンクリート２６を充填しているが、隣り合う各複合桁１０，１０の間に充填される充填材は限定されるものではなく、モルタルや樹脂材などの各種充填材を用いることができる。
さらに、本実施形態では、隣り合う各複合桁１０，１０の間に隙間が形成されているが、隣り合う各複合桁１０，１０の側面を密着させてもよい。この場合には、一方の複合桁１０の側面を型枠として利用するマッチキャスト方法によって他方の複合桁１０の側面を形成することで、各複合桁１０，１０の密着性を高めることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施形態の複合桁を示した図で、（ａ）は上方から見た斜視図、（ｂ）は下方から見た斜視図である。
【図２】本実施形態の複合桁を示した図で、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。
【図３】本実施形態の複合桁を示した図で、（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図、（ｂ）は図２（ｂ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【図４】本実施形態の複合桁を幅員方向に並設した状態を示した図で、（ａ）は二体の複合桁を接合した状態の断面図、（ｂ）は二体の複合桁を接合した状態の平面図である。
【図５】本実施形態の複合床版橋の橋軸方向の端部を示した平面図である。
【図６】本実施形態の複合床版橋を示した図で、（ａ）は図５のＣ−Ｃ断面図、（ｂ）は図５のＤ−Ｄ矢視図である。
【図７】本実施形態の複合床版橋を示した側面図である。
【図８】従来の橋梁及び複合床版橋を示した図で、（ａ）はコンクリート製の主桁を用いた構成の断面図、（ｂ）は複合構造の複合桁を用いた構成の断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      複合床版橋
２      支承部
１０    複合桁
２０    コンクリート部材
２０ａ  横締め部
２０ｂ  複合部
２１    床版
２２    支持部
２５    充填用溝部
２６    コンクリート
２７    ＰＣ鋼線
３０    鋼板（鋼材）
３１    スタッドジベル（定着部材）
【要約】
【課題】桁高を小さくするとともに桁幅を大きくすることができ、さらには、幅員方向に並設したときに緊張材で横締めする箇所を少なくすることができる複合桁を用いた複合床版橋を提供することを課題とする。
【解決手段】複合床版橋であって、床版２１の幅員方向の両端部を支持している一対の支持部２２，２２が形成され、橋軸方向の断面形状が門形のコンクリート部材２０と、各支持部２２，２２の下面に取り付けられた鋼板３０（鋼材）と、から構成された複合構造の複合桁１０を用いていることを特徴としている。
【選択図】図１【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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