(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上フランジにボルト挿通用穴を有するＨ形鋼を所要間隔に並列配置し、各Ｈ形鋼の下フランジの下端面間にわたって底鋼板をトルシア型高力ボルトで接合し、かつ、隣接する上フランジ下面に長手方向に所要間隔で配置した山形鋼を、ボルト挿通用穴の上面より挿通した軸部の長い高力ボルトを用いて上フランジ下面よりナットで締め付け固定して並列開断面鋼桁を形成し、かつ、上フランジの上面よりも上部位置に上主鉄筋を配置し、前記開断面鋼桁を共通の支保工並びに型枠として、底鋼板の上面から、前記上主鉄筋の上方位置までコンクリートを打設してなることを特徴とする合成床版橋の構築方法。
【請求項２】
軸部の長い高力ボルトの軸部先端の下方位置と底鋼板上面間のコンクリートの一部を中空又は発泡樹脂で置換えたことを特徴とする請求項１に記載の合成床版橋の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、Ｈ型鋼と底鋼板からなる並列断面鋼桁とコンクリートを一体とした鋼とコンクリートの合成構造の合成床版橋の構築方法に関する。
【０００２】
鋼とコンクリートの合成構造を利用した合成床版橋は、引張応力を鋼材で、圧縮応力をコンクリートで負担する構造となっており、一般に桁高を低くすることが可能である。
【０００３】
これまでの合成床版橋としては、フランジの上面に突起を有するＣＴ形鋼を所要間隔で並列配置し、この各ＣＴ形鋼のウエブの下端面にわたって鋼板を溶接し、開断面鋼桁を形成する構造のもの（特公昭６３−６１４４３号公報参照）や鋼板とウエブ下端面が前記鋼板に溶接接合され、所要間隔で並列に配置された複数のＴ形鋼と、相隣り合う前記Ｔ形鋼の上フランジと相互間に設置される捨て型枠と、前記上フランジの上面に設けたずれ止めと、前記Ｔ形鋼と前記捨て型枠上に打設されたコンクリートからなる構造のもの（特開平３−２８６００９号公報参照）等が知られている。
【０００４】
前者は、開断面鋼桁とコンクリートの一体性をＣＴ形鋼上フランジ上面に圧延時に設けた突起物により確保しようとするものであり、後者は、閉断面鋼桁とコンクリートの一体性をＴ形鋼上フランジの上面に設けたずれ止めにより確保しようとするものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
これら両者に共通する問題点は、各Ｔ形鋼のウエブの下端面にわたって鋼板を溶接するということである。
【０００６】
一般に溶接作業は、溶接者の技能に大きく左右されるため、いまひとつ信頼性に欠ける。また、溶接によって生じるひずみや硬度の変化は疲労耐久性を低下させる要因ともなる。
【０００７】
また、前者の場合には、圧延時に突起物をその上フランジ上面に設けたＣＴ形鋼は、高炉メーカーが限られており、入手が困難であり、仮に入手できた場合でもＣＴ形鋼のサイズが限定されており、設計上適切なサイズを選定するのが困難であり、後者のＴ形鋼上フランジの上面に設けたずれ止めの場合は、Ｔ形鋼上フランジ上面からコンクリートの圧縮上縁までの距離をずれ止めの高さ以上に必要とし、桁高が高くなる他、打設コンクリートの重量が大きくなり、この重量を支える閉断面鋼桁の重量も増加し、経済性を損なうことがある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を以下に示す手段により解決しようとするものである。
【０００９】
まず、基本的には、上フランジにボルト挿通用穴を有するＨ形鋼を所要間隔に並列配置し、各Ｈ形鋼の下フランジの下端面間にわたって底鋼板をトルシア型高力ボルトで接合し、かつ、隣接する上フランジ下面に長手方向に所要間隔で配置した山形鋼を、ボルト挿通用穴の上面より挿通した軸部の長い高力ボルトを用いて上フランジ下面よりナットで締め付け固定して並列開断面鋼桁を形成し、かつ、上フランジの上面よりも上部位置に上主鉄筋を配置し、前記開断面鋼桁を共通の支保工並びに型枠として、底鋼板の上面から、前記上主鉄筋の上方位置までコンクリートを打設してなることを特徴とする合成床版橋の構築方法を提供する。
【００１０】
この合成床版橋の構築方法は、Ｈ形鋼上フランジ下方に軸部を重設した高力ボルトと山形鋼の組み合せにより並列開断面鋼桁とコンクリートの一体化を達成するものである。高力ボルト及び山形鋼は市場性が高く、それらのサイズも豊富なところから、必要な量だけ比較的廉価に入手できる。また、高力ボルトの頭部が上フランジ上面に突起するが、この突起高は通常最大で２０ｍｍ程であるため、上フランジ上面からコンクリート圧縮上縁までの距離をコンクリートの最小かぶりまで小さくすることができる。
【００１１】
つぎに、上記合成床版橋の構築方法において、軸部の長い高力ボルトの軸部先端の下方位置と底鋼板上面間のコンクリートの一部を中空にするか発泡樹脂で置換える合成床版橋の構築方法を提供する。
【００１２】
この合成床版橋の構築方法は、支間が長く、また、桁高の大きい合成床版橋に適する。合成床版橋にあっては、開断面鋼桁内にコンクリートを全充填するため、それに伴って単位面積当りのコンクリート重量が増加し、この重量を支える並列開断面鋼桁重量も増加する。スパンが２０ｍを越えると前記並列開断面鋼桁の単位面積当りの重量が急激に増大し、経済性を著しく損ない、スパンが３０ｍを越えるとコンクリートを全充填した合成床版橋の構築は経済性にも力学的にも困難となる。この合成床版の構築方法はこれらを解決するのに十分である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【００１４】
まず、図１及び図２に基づき第１の実施の形態を説明する。
【００１５】
上フランジ１にボルト挿通用穴１ａに有するＨ形鋼２を所要等間隔に並列に配置し、この各Ｈ形鋼２の下フランジ３の下端面間にわたって底鋼板４をトルシア型高力ボルト５により接合し、かつ、隣接する上フランジ１の下面に長手方向１〜４ｍ間隔で配置された山形鋼６をボルト挿通用穴１ａの上面より挿通した軸部の長い高力ボルト７を用いて山形鋼フランジ６ａの下面よりナット７ｂで締め付け固定し、山形鋼６が配置されない箇所のボルト挿通用穴１ａについては、上面より挿通した軸部の長い高力ボルト７を上フランジ１の下面よりナット７ｂで締め付け固定し、ずれ止め及び並列開断面鋼桁を構築する。
【００１６】
前記並列開断面鋼桁を架設する現地に輸送し、所定の橋台に架設した後、上主鉄筋８を配置し、並列開断面桁を共通の支保工並びに型枠として底鋼板４の上面から上鉄筋８の若干上方位置までコンクリート９を打設して合成床版橋を構築する。
【００１７】
なお、打設コンクリート９としては、材令２８日で圧縮強度が２７Ｎ／ｍｍ２以上の普通のコンクリートを用いてもよいが、コンクリート９の乾燥収縮に伴うひび割れ発生を防止する目的から、膨張性セメント混和材３０ｋｇ／ｍ３程度を添加した膨張コンクリートを使用するのが好ましい。
【００１８】
このようにして構成された合成床版橋は、各Ｈ形鋼下フランジ３の下端面間にわたって底鋼板４をトルシア型高力ボルト５で接合することにより、かつ、上フランジ１の下面に山形鋼フランジ６ａを所要間隔で軸部の長い高力ボルト７で接合することにより、鋼部材を溶接することなく、並列開断面鋼桁を構成する。
【００１９】
また、所要間隔で上フランジ２に軸部の長い高力ボルト７で接合された山形鋼６は、上フランジの変形を拘束し、並列開断面鋼桁の架設時及びコンクリート打設時における上フランジ１の座屈を防止するため、従来、Ｈ形鋼ウエブに長手方向６ｍ以下に取り付けられる中間横桁を不要とし、工場製作の省力化と施工の安全性を達成できる。
【００２０】
さらに、打設コンクリート９の硬化後は、上フランジ１に固定された軸部の長い高力ボルト７と山形鋼６によりコンクリート９と並列開断面鋼桁が合成された大きな曲げ剛度を得られるところから桁高比（桁高／支間）は１／２５乃至１／４０とすることができる。
【００２１】
つぎに、本発明の別の実施の形態を図３及び図４に、さらに別の実施の形態を図５及び図６に基づき説明する。この実施の形態は、軸部の長い高力ボルトの軸部先端の下方位置と底鋼板の上面間のコンクリートの一部を発泡樹脂で置き換えたものである。置換部は中空のままであってもよい。
【００２２】
図３及び図４において、合成床版橋は、軸部の長い高力ボルト７の軸部７ｃの先端から、鉄筋支持鋼板１０を挿通し、高力ボルトの軸部７ｃの先端にナット７ｄを取り付け、鉄筋支持鋼板１０の上方に金網鉄筋１１を配置し、底鋼板４の上面から、前記ナット７ｄの若干下方位置までに、比重が０．１以下の非常に軽い発泡スチロール１２を充填し、前記発泡スチロール１２の上面から上主鉄筋８の若干上方位置までコンクリート９を打設して構築される。
【００２３】
図５及び図６において、合成床版橋は、軸部の長い高力ボルト７の軸部７ｃの先端からエキスパンドメタル１３と大きなサイズのワッシヤー７ｅを挿通配置し、軸部の長い高力ボルト７の軸部７ｃの先端にナット７ｄを取り付け、底鋼板４の上面から、前記ナット７ｄの若干下方位置までに、比重が０．１以下の非常に軽い発泡スチロール１２を充填し、前記発泡スチロール１２の上面から上主鉄筋８の若干上方位置までコンクリートを打設して構築される。
【００２４】
このようにして、上記２つの実施の形態の構築された合成床版橋において、コンクリートの一部を合成樹脂発泡体で又は中空に置き換えたので、全体の重量を軽減することができ、また、経済的負担も軽減することができる。
【００２５】
つぎに、本発明に係る構築方法による合成床版橋の並列開断面鋼桁の底鋼板の橋軸方向の継手の実施形態を図７及び図８に示す。
【００２６】
上述した構築方法に係る合成床版橋にあっては、並列開断面鋼桁を架設する現地に輸送し、所定の橋台に架設する際、輸送の法的な制約や架設クレーンの能力から、並列開断面鋼桁を幅２．５ｍ程にブロック分割する必要が生じる。
【００２７】
そこで、ここでは、当該ブロックを、再度一体化する際においても鋼部材を溶接することなく、高力ボルトまたは接着剤により接合するものである。
【００２８】
図７に示す構造は、隣接する下フランジ３の上面に底鋼板４と同等以上の厚さを有する継手底鋼板１４をトルシア型高力ボルト５で締め付けたものである。
【００２９】
図８に示す構造は、隣接する下フランジ３の上面に底鋼板４と同等以上の厚さを有する継手底鋼板１４を接着剤１５で接合したものである。なお、前記接着剤には低粘度高強度エポキシ樹脂系接着剤や二液混合アクリル樹脂系接着剤などがある。
【００３０】
本発明は上述のようにしてなるので、つぎの効果を有する。
【００３１】
請求項１及び請求項２において、溶接作業を必要としないので、溶接による信頼性の低下、ひずみや強度の変化による疲労耐久性の低下を避けることができる。
【００３２】
Ｈ形鋼上フランジ下方に軸部を重設した高力ボルトと山形鋼の組み合せにより並列開断面鋼桁とコンクリートの一体化を達成する構成としたので、市場性の高いそしてサイズの豊富な高力ボルト及び山形鋼を使用することができるところから、必要な量だけ比較的廉価に入手できる。
【００３３】
所要間隔で上フランジの軸部の長い高力ボルトで接合された山形鋼は、上フランジの変形を拘束し、並列開断面鋼桁の架設時及びコンクリート打設時における上フランジの座屈を防止する。
【００３４】
また、高力ボルトの頭部が上フランジ上面に突起するが、この突起高は通常は最大で２０ｍｍ程であるため、上フランジ上面からコンクリート圧縮縁までの距離をコンクリートの最小かぶりまで小さくすることができる。
【００３５】
請求項２において、軸部の長い高力ボルトの軸部先端の下方位置と底鋼板上面間のコンクリートの一部を中空にするか発泡樹脂で置き換える構成としたので、開断面鋼桁内に充填するコンクリートの量が減少し、スパンの長い、また、桁高の大きい合成床版橋にあっても重量負担及び経済性負担を十分に軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す合成床版橋の横断面図である。
【図２】図１のＡーＡ線断面図である。
【図３】本発明の別の実施の形態を示す合成床版橋の横断面図である。
【図４】図３のＢーＢ線断面図である。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態を示す合成床版橋の横断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線断面図である。
【図７】本発明の構築方法に係る合成床版橋の橋軸方向における底鋼板の継手部の実施の形態を示す横断面図である。
【図８】本発明の構築方法に係る合成床版橋の橋軸方向における底鋼板の継手部の別の実施の形態を示す横断面図である。
【符号の説明】
１    上フランジ
１ａ  ボルト挿通用穴
２    Ｈ形鋼
３    下フランジ
４    底鋼板
５    トルシア型高力ボルト
６    山形鋼
６ａ  山形鋼のフランジ
７    軸部の長い高力ボルト
７ａ  ワッシャー
７ｂ  ナット
７ｃ  高力ボルトの軸部
７ｄ  軸部先端の取り付けナット
７ｅ  大きなサイズのワッシャー
８    上主鉄筋
９    コンクリート
１０  鉄筋支持鋼板
１１  金網鉄筋
１２  発泡スチロール
１３  エキスパンドメタル
１４  継手用底鋼板
１５  接着剤
【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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