(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製のウェブに鋼製の下フランジとコンクリート製の上フランジとを接合させた複合桁同士を接合する鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造において、
複合桁の接合側端部の前記鋼ウェブと下フランジとを前記上フランジの端部よりも突出させ、
前記鋼ウェブの接合側端部に鋼製の鋼上フランジを、その一部を前記コンクリート製の上フランジに重畳させて設け、
接合すべき複合桁の端部を突き合わせた状態で、前記鋼上フランジと鋼ウェブ、下フランジとをそれぞれ接合板とボルトにより接合させ、
上フランジから端部方向に伸張させた配筋同士を接合させて、前記上フランジ間にコンクリートを打ち込んであることを特徴とする鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造。
【請求項２】
前記上フランジから伸張させた配筋のうち、前記鋼上フランジと重畳する領域から外れた配筋同士をループ継ぎ手により、鋼上フランジと重畳する領域内にある配筋を重ね継ぎ手により接合したことを特徴とする請求項１に記載の鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造。
【請求項３】
前記鋼上フランジの上フランジとの重畳長さを３５０mm以上とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鋼とコンクリートとからなる複合桁を架設する場合に、複合桁を接合する場合の接合部の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
河川橋や高架橋その他、各所に架設される各種の橋梁には、該橋梁の下方の地形や構造物の存在等により構造高を小さくしなければならない場合がある。例えば、河川橋では、中央部の河川を跨ぐ長径間部と、この長径間部と道路とを接続させる短径間部とを接続した構造とされる場合があり、短径間部では河岸を跨ぐ状態で架設されるため、特に橋下空間が制限されて構造高が制限されやすい。
【０００３】
このような短径間部に架設される橋桁として、例えば鋼Ｉ桁による構造や、特許文献１に記載されているようにＨ型鋼を主桁とした構造とされたものがある。
【０００４】
前記鋼Ｉ桁による構造では、鋼ウェブの上端に鋼製の上フランジや接合部材が配されている構造であるため、これら上フランジや接合部材を鋼ウェブに溶接する必要があり、溶接作業に手間がかかり、橋桁の製作コストや橋梁の建設コストを増加させてしまうおそれがある。また、特許文献１に開示された上下部複合部材の剛結構造ではＨ型鋼を用いるため、規格品を用いることによるコストの抑制の面で有利であるが、寸法が規定されているものであるため、構造高による制限を受けて、特に短径間部では架設できないおそれがある。
【０００５】
このような、鋼Ｉ桁やＨ形鋼による構造の不都合に鑑みて、特に中小支間に架設された橋梁として、本願出願人は、鋼とコンクリートとの複合桁構造であって、構造高を小さくできるため、橋下空間の制限を受けにくく、建設コストを削減できると共に、現場工期を短縮することができる複合桁構造を提案した（特許文献２参照。）。すなわち、この複合桁構造は、鋼ウェブの下端部に鋼製の下フランジを、上端部にコンクリート製の上フランジを接合させた構造としたもので、架設の際には、橋軸直角方向に並設させて、上フランジにPC鋼線を挿通させてプレストレスを導入するようにしたものである。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３１９８１６
【特許文献２】特開２００７−１２６８１３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１において提案した構造の複合桁は、架設する支間長によっては製作場所から架設現場への搬送を行えない長さとなる場合がある。そのような場合には、搬送可能な長さに分割して、その分割した複合桁を架設現場にて接合する必要がある。また、架設する橋梁について複合桁を同一の寸法で形成することが製作コストをより低減することができるため、形状・寸法を統一化して製作することが好ましい。このため、支間長によっては、統一化された寸法の複合桁を架設する場合に、当該複合桁に不足長さの短尺の複合桁を接合させる必要が生じる。
【０００８】
分割した複合桁を架設現場にて接合させる場合、コンクリート製の上フランジに橋軸方向にPC鋼線等を挿通させてプレストレスを導入させることにより接合することが考えられるが、鋼ウェブや鋼下フランジによるプレストレスロスやコストが増大化してしまうおそれがある。また、上フランジは自重や車両などの荷重により圧縮力を受けることになるが、さらにプレストレスを導入することで圧縮応力度が増大し、許容応力度を確保するため上フランジの断面形状を、通常曲げモーメントが最大となる支間中央部ではなく、接合部における値に基づいて決定する必要が生じ、断面積を増大させてしまい、コストの削減にとって不合理となる。
【０００９】
そこで、この発明は、橋軸方向のPC鋼線を設けることなく、すなわちプレストレスを導入することなく、また現場での接合作業の簡便性を確保できるようにした鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造は、鋼製のウェブに鋼製の下フランジとコンクリート製の上フランジとを接合させた複合桁同士を接合する鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造において、複合桁の接合側端部の前記鋼ウェブと下フランジとを前記上フランジの端部よりも突出させ、前記鋼ウェブの接合側端部に鋼製の鋼上フランジを、その一部を前記コンクリート製の上フランジに重畳させて設け、接合すべき複合桁の端部を突き合わせた状態で、前記鋼上フランジと鋼ウェブ、下フランジとをそれぞれ接合板とボルトにより接合させ、上フランジから端部方向に伸張させた配筋同士を接合させて、前記上フランジ間にコンクリートを打ち込んであることを特徴としている。
【００１１】
接合部となる部分には、上フランジのコンクリートの打ち込みに先立って鋼製の鋼上フランジを鋼ウェブに溶着させる。鋼上フランジが鋼ウェブに溶着された状態で、鋼上フランジと鋼ウェブ、下フランジの端部は上フランジの端部よりも突出している状態とする。また、前記鋼上フランジは一部がコンクリート製の上フランジと重畳した状態となっている。これらの複合桁を突き合わせると、鋼上フランジ同士と鋼ウェブ同士、鋼下フランジ同士が突き合わされ、上フランジ同士の間には空間部が形成された状態となる。この状態で、鋼上フランジ同士、鋼ウェブ同士、下フランジ同士をそれぞれに接合板を介してボルト締めすることにより接合させる。また、上フランジの端部からは配筋が突出しているので、鋼製部分を接合させることにより、配筋同士を接合させることができる。これらを接合させた状態で前記空間部にコンクリートを打ち込んで、上フランジ同士の間にコンクリートを充填させて接合部コンクリート部を形成して、上フランジの面を均一にする。上フランジに加えられる圧縮力は、接合部のコンクリートが硬化する前は、コンクリート製の上フランジから鋼上フランジが重畳した区間で鋼上フランジへ力が伝達され、接合部においては鋼Ｉ断面で荷重に抵抗し、接合した桁で再び鋼上フランジからコンクリート製の上フランジへ力が伝達される。接合部のコンクリートが硬化した後は、鋼上フランジとコンクリート製の上フランジとが協働して力を伝達することになる。
【００１２】
前記複合桁は、統一された寸法のものとこれに接合されるものとは、いずれも工場や製作ヤードで予め製作し、これらを架設現場に搬入して突き合わせた状態に設置する。この状態で前記接合板による接合と配筋の接合を行った後、接合部コンクリート部材のコンクリートを打ち込むことになる。
【００１３】
また、請求項２の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造は、前記上フランジから伸張させた配筋のうち、前記鋼上フランジと重畳する領域から外れた配筋同士をループ継ぎ手により、鋼上フランジと重畳する領域内にある配筋を重ね継ぎ手により接合したことを特徴としている。
【００１４】
前記上フランジの間に形成される空間部において、上フランジから伸張させた配筋のうち、鋼上フランジと重畳する位置にある配筋同士は重ね継ぎ手により、重畳しない位置にある配筋同士はループ継ぎ手により、それぞれ接合させたものである。具体的には、後述する図１に示すように、ループ継ぎ手8aと重ね継ぎ手9a、9bに示してあり、この方法により、鉄筋継ぎ手部の弱点となる重ね継ぎ手を最小限にすることができると共に、鋼上フランジの接合作業への鉄筋の干渉を最小限とするすることができる。また、この空間部に充填されるコンクリート部材と鋼ウェブとは、該鋼ウェブに形成した孔開きジベル等の接合手段を介して接合させる。
【００１５】
また、請求項３の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造は、前記鋼上フランジの上フランジとの重畳長さを３５０mm以上とすることを特徴としている。
【００１６】
鋼上フランジにコンクリート製の上フランジを打ち込む場合、これらの重畳する長さを３５０mm以上としたものである。これらの重畳長さが短い場合には、圧縮力を受けた場合にこれらの位置関係にずれを生じて合成断面として機能しないおそれや、鋼上フランジからコンクリート製の上フランジに力を円滑に伝達できないおそれがある。そのため、圧縮力を確実に伝達できる長さとして３５０mm以上としたものである。なお、これよりも長くすることも可能であるが、製作コストが増加してしまうので好ましくない。ただし、鋼上フランジに、スタッド等の適切なずれ止め機能を備えさせることにより、力の伝達が確認される場合にはこの限りではない。
【発明の効果】
【００１７】
この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造によれば、複合桁を確実に、しかも簡便に接合させることができるから、複合桁を搬送に支障のない寸法、または統一寸法あるいは規格寸法で製作することができ、製作コストを抑制することができる。しかも、架設現場における接合作業を簡便にでき、施工コストの削減を図ることができる。
【００１８】
また、請求項２の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造によれば、鋼上フランジを外れた部分では配筋をループ継ぎ手により接合させ、鋼上フランジのある領域では重ね継ぎ手により接合させることより、鉄筋の重ね継ぎ手の集中や鋼上フランジの接合作業への干渉を最小限にすることができる。
【００１９】
また、請求項３の発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造によれば、鋼上フランジとコンクリート製の上フランジとのずれを生じることなく、上フランジ同士の圧縮力の伝達状態を維持させることができる。しかも、鋼上フランジの製作コストや鋼ウェブへの溶着の作業コストを不必要に増加させることなく、上フランジ間での圧縮力の伝達という、所望の機能を果たさせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造を具体的に説明する。
【００２１】
図１はこの構造を備えた接合部を示す概略の斜視図で、接合部にコンクリートを打ち込む前の状態を示している。図２は、接合した複合桁の概略の斜視図で、接合部にコンクリートを打ち込む前の状態を示している。図２において、複合桁１の左側部分は一定の寸法で製作された統一寸法桁1aであり、右側部分は調整桁1bであり、これら統一寸法桁1aと調整桁1bとを接合部２において接合させることにより、所望の支間にこの複合桁１を掛け渡すことができるものとしてある。
【００２２】
前記接合部２における統一寸法桁1aと調整桁1bとの接合構造を、図３及び図４を参照して説明する。統一寸法桁1aと調整桁1bとはいずれも、鋼製のウェブ3a、3bの下端部に鋼製の下フランジ4a、4bが、上端部にコンクリート製の上フランジ5a、5bが形成された構造とされている。なお、上フランジ5a、5bとの接合は、鋼ウェブ3a、3bの上部に形成された孔開きジベル６やスタッドジベル（図示せず）等の接合手段により行われている。
【００２３】
前記上フランジ5a、5bを鋼ウェブ3a、3bに打ち込むに先立って、鋼ウェブ3a、3bの接合部２となる端部に、鋼製の鋼上フランジ7a、7bを溶着させておく。上フランジ5a、5bを形成するためのコンクリートを打ち込む際に、図３に示すように、該コンクリートの一部をこの鋼上フランジ7a、7bに重畳させると共に、上フランジ5a、5bの端部よりも鋼ウェブ3a、3bと下フランジ4a、4bの端部を突出させた状態としてある。なお、上フランジ5a、5bの端部からは、図4に示すように、配筋8a、8b、9a、9bを突出させてある。また、上フランジ5a、5bと鋼上フランジ7a、7bとの重畳長さは３５０mm以上とすることが、上フランジ5a、7a間または5b、7b間における力の伝達を確実にすることができて好ましい。なお、３５０mm以上であっても不必要に長くする場合には、鋼上フランジ7a、7bの製作コストや溶接の作業コスト等を増加させることになる。
【００２４】
以上の構造を備えた統一寸法桁1aと調整桁1bのそれぞれを工場や製作ヤード等で製作し、これらプレキャスト複合桁１を橋梁の架設現場へ搬入する。図5に示すように、予め統一寸法桁1aと調整桁1bとを定盤10に配した支持部材11に載置させ、接合部２において突き合わせた状態で、この複合桁１を架設すべき支間長に応じた長さのものを製作する。製作された複合桁１の統一寸法桁1aと調整桁1bとを、図6に示すように、それぞれ各別に架設現場に搬入する。架設現場に搬入された統一寸法桁1aと調整桁1bとの端部を橋脚12に載置し、中間部を図示しないベントに載置させて、鋼ウェブ3a、3b、下フランジ4a、4b、鋼上フランジ7a、7bを、それぞれ突き合わせた状態とする。この状態で、図4に示すように、接合板14を用いて鋼ウェブ3a、3b、下フランジ4a、4b、鋼上フランジ7a、7bをそれぞれボルト15を締め付けて接合させる。また、配筋8a、8b、9a、9bを継ぎ手により接合させる。これら配筋8a、8b、9a、9bの接合は、前記鋼上フランジ7a、7bの側方、すなわち該鋼上フランジ7a、7bの領域と鉛直方向で重畳しない位置の配筋8a、8bはループ継ぎ手によって、この領域と鉛直方向で重畳する位置の配筋9a、9bは重ね継ぎ手によってそれぞれ接合させる。
【００２５】
接合部２における統一寸法桁1aと調整桁1bとの機械的な接合が完了したならば、前記ベントを取り外す。次いで、接合部２にコンクリートを打ち込んで、図９に示すように、接合部２の上面を上フランジ5a、5bの上面と一致させた状態として、コンクリートを養生させればよい。
【００２６】
前記複合桁１の橋脚12に載置される統一寸法桁1aと調整桁1bのそれぞれの桁端部17は、コンクリートにより形成されている。すなわち、鋼ウェブ3a、3bと下フランジ4a、4bの端部にこのコンクリート製の桁端部17の一部を接合させ、橋脚12の支承に載置される部分については、少なくとも下フランジ4a、4bが存せず、支承にはコンクリートの桁端部17のみが載置されるようにしてある。したがって、桁端部17にコンクリートを打ち込む際に桁端部17の下面の平面度を確保することができ、鋼製の下フランジ4a、4bを支承に載置させる際に該下フランジ4a、4bの平面度を確保するためのソールプレートを下フランジ4a、4bに溶着させる必要がなく、複合桁１の製作コストの削減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
この発明に係る鋼とコンクリートの複合桁の接合部構造によれば、搬送可能な長さで、または予め統一した寸法あるいは規格寸法で製作した複合桁に、桁長を調整するための複合桁を簡単な現場作業で接合することができるから、複合桁の接合時の作業コストの削減を図ることができ、橋梁の架設コストの削減と工期の短縮化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係る構造を備えた接合部を示す概略の斜視図であり、コンクリートを打ち込む前の状態を示している。
【図２】この発明に係る構造により接合して完成される複合桁の外観を示す概略の斜視図であり、接合部にコンクリートを打ち込む前の状態を示してる。
【図３】この発明に係る構造による接合部の、複合桁を接合する前の状態を示す正面図である。
【図４】この発明に係る構造による接合部の、複合桁を接合した後の状態を示す図で、(ａ)は正面図であり、(ｂ)は鉄筋が重ね継ぎ手の場合の上フランジ付近を表している。
【図５】この発明の係る構造により接合される複合桁の製作手順を説明する図で、工場または製作ヤードで製作している状態を示している。
【図６】プレキャストで製作した複合桁を分解してそれぞれを搬出する状態を示している。
【図７】プレキャストで製作した複合桁のそれぞれを架設現場に搬入してベント上に仮置きした状態を示す図である。
【図８】図４に示すように機械的に複合桁を接合させて、複合桁を仮支持させたベントを除去した状態を示している。
【図９】接合部にコンクリートを打ち込んで橋脚に架設された状態を示している。
【符号の説明】
【００２９】
１ 複合桁
1a  統一寸法桁
1b  調整桁
２ 接合部
3a、3b  鋼ウェブ
4a、4b  下フランジ
5a、5b  上フランジ
６ 孔開きジベル
7a、7b  鋼上フランジ
8a、8b  配筋（ループ継ぎ手）
9a、9b  配筋（重ね継ぎ手）
12  橋脚
14  接合板
15  ボルト
17  桁端部
【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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【図９】
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