(57)【要約】【課題】橋桁コンクリートブロック打継ぎ目の温度応力低減方法を提供すること。【解決手段】既設コンクリートブロック１に接続するように新設コンクリートブロック２を築造すべくコンクリート３を打ち継ぐコンクリートブロックの継ぎ目において、養生される新設コンクリートブロック２に隣接する少なくとも既設コンクリートブロック１の新設側端部を加熱する打継ぎ目の温度応力低減方法。また、既設コンクリートブロック１を一定の温度まで加熱した後に、新設コンクリートブロック用の新設コンクリート３を打設したり、新設コンクリートブロック用の新設コンクリート３を打設した後に、既設コンクリートブロック１を一定の温度まで加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設コンクリートブロックに接続するように新設コンクリートブロックを築造すべくコンクリートを打ち継ぐコンクリートブロックの継ぎ目において、養生される新設コンクリートブロックに隣接する少なくとも既設コンクリートブロックの新設側端部を加熱することを特徴とする打継ぎ目の温度応力低減方法。
【請求項２】
既設コンクリートブロックを一定の温度まで加熱した後に、新設コンクリートブロック用の新設コンクリートを打設することを特徴とする請求項１に記載の打継ぎ目の温度応力低減方法。
【請求項３】
新設コンクリートブロックの温度変化に合わせて既設コンクリートブロックを加熱することにより、既設コンクリートブロックにおける新設側端部の拘束力を低減することを特徴とする請求項１または２に記載の温度応力低減方法。
【請求項４】
既設コンクリートブロックにおける新設コンクリートブロック側の端部を、電熱シートヒーターを用いて橋面を加熱することにより、既設コンクリートブロックの温度を調節することを特徴する請求項１〜３のいずれかに記載の温度応力低減方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁の橋桁をブロック毎に場所打ち施工して張り出し架設する場所打ちコンクリートブロック工法における新旧コンクリートブロックの継ぎ目におけるひび割れを低減するための温度応力低減方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
既設コンクリートブロックに接続するようにコンクリートブロックを橋軸方向に順次築造して橋梁を構築する場合のひび割れ対策は、新設コンクリートブロックを構築している新設コンクリートに対して、ひび割れ対策を施すことがほとんどである（例えば、特許文献１〜４参照）。
【０００３】
新設のコンクリートブロックに対する前記のひび割れ対策方法としては、セメントの種類を選定したり、セメント量を考慮したり、コンクリートの練り混ぜ時温度を考慮するなどが挙げられる。しかし、既設コンクリート部材に対しては特に対策を施すことはしていない。
【０００４】
例えば、橋体を張り出し施工する場合、図３に示すように、既設コンクリートブロック１に接続するように新設コンクリートブロック２を構築すべく新設コンクリート３を打設した場合、新設コンクリート３の水和反応熱により新設コンクリートブロック２は温度上昇し、２点鎖線で示す状態から実線で示すように体積膨張を起こして変形する。
【特許文献１】特開平１１−２９３６３９号公報
【特許文献２】特許第３１５３８９７号公報
【特許文献３】特許第２６７０４９４号公報
【特許文献４】特開２００１−３１７２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のように、新設コンクリートブロック２の体積膨張により、既設コンクリートブロック１は、橋軸直角方向に引っ張り力を受けるようになるため（図３および図４参照）、既設コンクリートブロック１における新設側近傍の引張応力が大きくなるため、既設コンクリートブロック１の発現している引張強度よりも高くなると、既設コンクリートブロック１における新設側端部は、ひび割れ１３を起こすおそれが高くなるという問題がある。
【０００６】
換言すると、新設コンクリートブロック２が体積膨張すると、図４に示すように、既設コンクリートブロック１は、積極的に加熱されていないため、橋軸直角方向に拘束力が生じるようになり、既設コンクリートブロック１にひび割れが生じる場合がある。
【０００７】
前記のような新設コンクリートにおける水和反応熱により体積が膨張することにより、既設コンクリートに引張力が働き、ひび割れが発生することから、既設コンクリートを新設コンクリートブロック側の水和反応熱と対応するように、加熱することにより、既設コンクリートブロックを体積膨張するように変化させて、既設コンクリートブロック側の拘束力を緩和させ、温度応力を低減させる橋桁コンクリートブロック打継ぎ目の温度応力低減方法を提供することを目的とする。
これにより、結果的に既設コンクリートブロック側のひび割れを低減するものである。
なお、新設コンクリートにひび割れ対策を施すことはもちろんのこと、既設コンクリートブロックに対しても対策を施すことにより、拘束力を緩和させて温度応力によるひび割れを低減するのが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の課題を有利に解決するために、第１発明の打継ぎ目の温度応力低減方法においては、既設コンクリートブロックに接続するように新設コンクリートブロックを築造すべくコンクリートを打ち継ぐコンクリートブロックの継ぎ目において、養生される新設コンクリートブロックに隣接する少なくとも既設コンクリートブロックの新設側端部を加熱することを特徴とする。
また、第２発明では、第１発明の打継ぎ目の温度応力低減方法において、既設コンクリートブロックを一定の温度まで加熱した後に、新設コンクリートブロック用の新設コンクリートを打設することを特徴とする。
また、第３発明では、第１発明または第２発明の打継ぎ目の温度応力低減方法において、新設コンクリートブロックの温度変化に合わせて既設コンクリートブロックを加熱することにより、既設コンクリートブロックにおける新設側端部の拘束力を低減することを特徴とする。
また、第４発明では、第１発明〜第３発明のいずれかの打継ぎ目の温度応力低減方法において、既設コンクリートブロックにおける新設コンクリートブロック側の端部を、電熱シートヒーターを用いて橋面を加熱することにより、既設コンクリートブロックの温度を調節することを特徴する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によると、次のような効果が得られる。
既設コンクリートブロックを電熱シートヒーターにより加熱し、新設コンクリートブロックの水和反応熱による新設側コンクリートブロックにける既設側端部の温度と、既設側コンクリートブロックにおける新設側端部の温度との温度差を小さくすることができ、新設コンクリートブロックの体積変化による橋軸直角方向（幅方向）の拡幅に対する既設側コンクリートブロックの拘束力を緩和させることができる。このことから、新設コンクリートブロックの温度応力による既設コンクリートブロック側のひび割れを低減することができる。
また、既設コンクリートブロックを一定の温度まで加熱した後に、新設コンクリートブロック用の新設コンクリートを打設してもよいので、施工が容易で、品質の高いコンクリートブロックを構築することができる。
また、新設コンクリートブロックの温度変化に合わせて既設コンクリートブロックを加熱することにより、既設コンクリートブロックにおける新設側端部の拘束力を低減するので、新設コンクリートの養生状態にあわせて既設コンクリートに作用効果する温度応力を低減することができる。
また、既設コンクリートブロックにおける新設コンクリートブロック側の端部を、電熱シートヒーターを用いて橋面を加熱することにより、既設コンクリートブロックの温度を調節するので、施工が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の打継ぎ目の温度応力低減方法により、新設コンクリートブロック２に隣接する既設コンクリートブロック１の橋軸方向の新設側端部を加熱している状態を示すものであって、既設コンクリートブロック１における新設側端部に、橋軸方向に延長するように可撓性の電熱シートヒーター４を敷設した状態が示されている。
【００１２】
前記の電熱シートヒーター４に接続されている電源コード５の接続プラグ５ａには、一端部に給電原に接続される差し込みプラグ６を有すると共に他端部に被接続プラグ６ａを有し、これらの間にデジタルサーモスタット装置を備えた温度検知制御装置７における前記被接続プラグ６ａが接続されている。
【００１３】
前記の温度検知制御装置７は、図１４に拡大して示すように、液晶表示部７ａを備え、その液晶表示部７ａには、ＯＮ−ＯＦＦを表示する通電表示部７ｂと、現在値／設定値表示部７ｃと、現在値／調節温度切り換えスイッチ操作部７ｄと、上昇設定キー７ｅと、下降設定キー７ｆとを備えている。また、前記の温度検知制御装置７は、外気温を測定する熱電対式温度検知センサー８を備えていると共に、接続プラグ９ａ付きの電源コード９と、被接続プラグ６ａ付きの給電用コード６ｃとを備え、前記電源コード６ｃは、図示省略の給電原に接続され、また、給電用コード６ｃにおける被接続プラグ６ａは、電熱シートヒーター４における給電口４ａに接続される。
【００１４】
前記のような、電熱シートヒーター４を既設コンクリートブロック１の橋軸方向新設側端部に敷設し加熱した状態で、新設コンクリートブロック２部分を構築すべく、新設コンクリートブロック２築造区間にコンクリート３を打設してもよく、あるいは新設コンクリートブロック２用のコンクリート３を打設した後に、既設コンクリートブロック１における新設側端部の橋面１０に、橋軸直角方向（幅方向）に延長するように電熱シートヒーター４を設置し、好ましくは、新設コンクリートブロック２側の養生温度に対応して、既設コンクリートブロック１の新設側端部を加熱し、図２に示すように、既設コンクリートブロック１における橋軸方向の新設側端部を例えば、新設コンクリートブロック２の養生期間中あるいは養生期間中の一定期間中、加熱することにより、既設コンクリートブロック１の橋軸直角方向の幅寸法Ｘを、一時的に拡大して、新設コンクリートブロック２側の水和反応に起因する温度上昇による体積膨張に積極的に近づくように加熱して、既設コンクリートブロック１と新設コンクリートブロック２の継ぎ目を滑らかに変形するようにしている。
【００１５】
これにより、新設コンクリートブロック２部分のコンクリートの水和反応による昇温により新設コンクリートブロック２が体積膨張した場合に、既設コンクリートブロック１との打ち継ぎ目の境界面Ｆでは、新設コンクリートブロックの体積膨張に伴い橋軸直角方向の幅寸法が広くなるように、また既設コンクリートブロック１の境界面の寸法Ｘを広げるように作用するようになるが（図２の３つの小さな矢印）、既設コンクリートブロック１では、前記の幅寸法の広がりを防止するような拘束力が作用する。
【００１６】
既設コンクリートブロック１を加熱する場合、既設コンクリートブロック１の型枠を脱型して、既設コンクリートブロック１内に配置のＰＣ鋼材の緊張定着後で、これに直列に築造される新設コンクリートブロックのコンクリートの脱型後までの間可能であり、例えば、既設コンクリートブロック１を新設コンクリートブロック２のコンクリート打設前から加熱してもよく、あるいは打設後に既設コンクリートブロック１を加熱するようにしてもよい。
前記のように既設コンクリートブロック１を加熱する場合には、前記のように外気温が５℃である場合には、例えば２０℃になりように設定するとよい。前記の温度２０℃は、新設コンクリートブロック２側のコンクリートの養生温度として、品質の高い橋梁を構築できる可能性の高い養生温度が得られる可能性が高いためである。
【００１７】
既設コンクリートブロック１を加熱する場合、既設コンクリートブロック１全体を加熱するようにしてもよいが、少なくとも、新設側の端部を加熱する。ブロック１が版桁等である場合には、既設コンクリートブロック１の上面部（上床版）および下面部（下床版）を加熱してもよいが、箱桁断面の桁である場合には、側部（ウェブ）を含めてあるいは内面側から加熱するようにしてもよい。
【００１８】
新設コンクリートブロック２のコンクリート３の打設後に、既設コンクリートブロック１を既設コンクリートブロック１を加熱する場合は、新設コンクリートブロック２の水和反応熱が極力小さい段階で、既設コンクリートブロック１を加熱するのが、打ち継ぎ目境界面の温度差を小さくした状態で、新設コンクリートブロック２を加熱養生させる目的で望ましい。新設・既設のブロックの打ち継ぎ目の境界面における温度が極力同じものであるほうが、境界面における温度差をなくし、橋軸直角方向の温度差による応力の差をなくし、既設コンクリートブロック１にひび割れを生じさせないようにし、製品の品質を向上させる上で重要である。
【００１９】
図５に示すように、例えば、新設のコンクリートブロック用のコンクリートを４日のサイクルで施工する場合、新設コンクリートブロック２用のコンクリートを打設した後、４日目には、さらに新設コンクリートブロック２を築造することになるため、また、コンクリート３の打設後２日間は、水和反応熱が最も高い時期になるので、養生コンクリートの重要な時期であるので、養生最初の時期、例えば、養生を開始してから、新設コンクリート３の材齢２日程度を加熱するようにすると、既設コンクリートブロック１および新設コンクリート３の境界面の温度差が小さくなる。
【００２０】
実施形態における加熱の対象とした既設コンクリートブロック１の断面としては、図７に示すように、幅方向に間隔をおいて中空孔１０を有するホロー桁の形態である。
【００２１】
次に、図８から図１２を参照して、本発明の打継ぎ目の温度応力低減方法により、既設コンクリートブロック１における橋軸方向新設側の端部に橋軸直角方向に延長するように、ブロック１の上面に電熱シートヒーター４を設置して、既設コンクリートブロック１を加熱した場合と、既設コンクリートブロック１を加熱しない場合の作用の相違について説明する。新設コンクリートブロック２および既設コンクリートブロック１に使用したコンクリート３は、例えば、早強ポルトランドセメントを使用した場合である。
【００２２】
コンクリート桁１１の解析モデルとしては図７に示す断面寸法で、図１０に示す橋軸直角方向片側の１／２モデルとし、図１０に示すように断面状態がわかる側の橋軸直角方向端部を拘束すると共に橋軸方向の端部を拘束し、（１）外気温を５℃とし、（２）新設コンクリートの打設温度を１５℃とし、（３）コンクリート圧縮強度３６Ｎ／ｍｍ２と設定とし、（４）単位セメント量を４３０ｋｇ／ｍ３とし、（５）シートヒーター温度を２０℃とし、新設コンクリートブロック２および既設コンクリートブロック１の熱伝導率（Ｗ・ｍ℃）を２．７，密度（Ｋｇ／ｍ３）および比熱（ｋＪ／ｋｇ℃）を１．１５とし、新設コンクリートブロック２の温度を１５度、既設コンクリートブロック１の温度を５℃と仮定した場合で、図５に示すように、既設コンクリートブロック１用のコンクリート打設直後から、新設コンクリートブロック２側の水和反応熱による発明に合わせて、既設コンクリートブロック１の新設側全周に設けた電熱シートヒーター４を加熱すべく、コンクリート打設時に通電して発熱した。
前記の（１）外気温、（２）新設コンクリートの打設温度、（３）コンクリート圧縮強度、（４）単位セメント量、（５）シートヒーター温度の５つのパラメーターの設定によっては、養生効果が変わるが、この実施形態では前記のように設定した。
【００２３】
また、前記の電熱シートヒーター４の橋軸方向の幅は、９００ｍｍであり、最高温度２０℃の一定温度で既設コンクリートブロック１をほぼ２日間加熱した。
【００２４】
温度検知制御装置７としては、市販のデジタルサーモスタットを使用することもでき、例えば、定格電圧ＡＣ１００Ｖ、制御出力１０００Ｗ、設定温度範囲−２０℃〜６０℃、温度検知センサー８の感度設定範囲が０．５℃〜９℃（０．５℃単位）、設定制度または指示制度±１℃のものを使用する。
【００２５】
図８は、新設コンクリートブロック２の養生中において、既設コンクリートブロックにおける橋軸方向新設側の端部を加熱した場合のひび割れ指数の解析結果を示す説明図であり、同図における斜線で示す領域は、温度ひび割れ指数が１に近い領域Ａを示し、点線で示す領域Ｂは、前記領域Ａよりも温度ひび割れ指数が低い領域を示している。また、同様に図９は、既設コンクリートブロックにおける橋軸方向新設側の端部を加熱しない場合の温度ひび割れ指数の解析結果を示す説明図であり、図９における領域Ａ、Ｂは、図８における領域Ａ、Ｂよりも、橋軸直角方向および橋軸方向に広範囲な領域に渡って分布していることがわかる。また、図９における中空部１２上部近傍の領域Ｃでは温度ひび割れ指数が０．６程度に低くなった。
また、図示を省略するが、前記の温度ひび割れ指数の解析結果に対応するように、最大主応力度も分布していた。
【００２６】
前記の温度ひび割れ指数は、セメントの水和発熱によってコンクリートに発生する引張応力に対する引張強度の比と一般に定義されているが、本発明では、新設コンクリートブロック２の体積膨張により幅寸法が拡幅するようになる場合で、これにより、既設コンクリートブロック１に引っ張り応力が作用するようになり、その発生する引張応力とこれに対する引張強度の比である。
【００２７】
前記の温度ひび割れ指数はその値が大きいほどひび割れが発生しにくく温度ひび割れ指数はその値が、小さいほどひび割れが発生しやすい。また、温度ひび割れ指数はその値が小さいほど、多数のひび割れが発生することも知られているため、本実施形態では、極力、温度ひび割れ指数が１に近い値になるようにした形態である。
【００２８】
前記のことから、既設コンクリートブロック１における橋軸方向新設側の端部を加熱した場合には、ひび割れ指数小さい領域が小さな領域になることがわかる。また、図１１には、数値解析結果のグラフが示されている。
【００２９】
既設コンクリートブロック１を測定した位置は、図１２に示すように、既設コンクリートブロック１側で、中空部１２の橋軸方向新設側の端部下面と、その直上の上面の２箇所である。
【００３０】
図１１には、図１２に示すような中空部を有する桁１１における表面位置１およびその表面位置１直下の中空部１２のコーナー部の位置Ｂについて、本発明のように既設コンクリートブロック１に対して加熱した場合と、加熱しない場合の各場合について、材齢（日）の経過に伴う温度変化（℃）について、数値解析した結果が示されている。
前記のいずれの測定位置も、橋軸方向の既設側に離れた位置である。
【００３１】
図１１から分かるように、既設コンクリートブロック１について、加熱した場合と、加熱しない場合とでは、いずれも温度差が１０度程度あることがわかった。このことからも、既設コンクリートブロック１を加熱する場合には、加熱しない場合に比べて、新設コンクリートブロック２の体積膨張により、既設コンクリートブロック１側に作用する温度応力は低減できることがわかる。
【００３２】
本発明を実施する場合、新設コンクリートブロック２の温度変化に合わせて既設コンクリートブロック１を加熱するようにすると、既設コンクリートブロック１側の拘束力を制御しながら低減することができる。
【００３３】
本発明を実施する場合、既設コンクリートブロックにおける新設コンクリートブロック側の端部を、電熱シートヒーターを用いて橋面のみを加熱するようにしてもよい。
【００３４】
前記実施形態では、外気温を５℃（冬季）として設定している場合を示したが、外気温が例えば夏期間（外気温２０℃とした場合）には、電熱シートヒーター４の温度を外気温程度上昇（例えば、３５℃前後に設定）して、既設コンクリートブロック１を加熱させるようにすればよい。また、外気温が前記以外の場合には、適宜設計により設定するようにすればよい。
【００３５】
既設コンクリートブロック１を加熱する手段としては、電熱シートヒータ４以外の他の加熱手段により加熱するようにしてもよい。例えば、電熱線を、例えば、裸線状態のまま、橋面上に配設して既設コンクリートブロック１を加熱するようにしてもよい。
なお、本発明を実施する場合、新設コンクリートブロック用の新設コンクリートを打設した後に、既設コンクリートブロックを一定の温度まで加熱するようにして、打継ぎ目の温度応力を低減する方法を採用してもよく、このようにしても、施工が容易で、品質の高いコンクリートブロックを構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の打継ぎ目の温度応力低減方法により既設コンクリートブロックを加熱している状態を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】本発明の打継ぎ目の温度応力低減方法により既設コンクリートブロックを加熱した場合における新設および既設コンクリートブロックの体積変化を示す平面図である。
【図３】既設コンクリートブロックを加熱しない場合の新設コンクリートブロックの体積変化を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】既設コンクリートブロックを加熱しない場合において、既設コンクリートブロックにひび割れが生じている状況を示すものであって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図５】既設コンクリートブロックを加熱する場合の材齢（日）による温度履歴を示すグラフである。
【図６】図５に示す温度履歴を測定するために、既設コンクリートブロックに設けた電熱シートヒータの設置場所を示す概略斜視図である。
【図７】既設または新設コンクリートブロックの断面の一形態を示す正面図である。
【図８】既設コンクリートブロックにおける橋軸方向新設側の端部を加熱した場合のひび割れ指数の解析結果を示す説明図である。
【図９】既設コンクリートブロックにおける橋軸方向新設側の端部を加熱しない場合のひび割れ指数の解析結果を示す説明図である。
【図１０】解析に用いた桁の条件を示すものであって、ひび割れ指数の解析結果を示す説明図である。
【図１１】数値解析結果を示すグラフである。
【図１２】図１１に示す解析した位置を示す図である。
【図１３】図１に示す電熱シートヒーターおよび温度感知制御装置付近を拡大して示す平面図である。
【図１４】図１３に示す温度感知制御装置を拡大して示す平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
Ｘ  既設コンクリートブロック１の橋軸直角方向の幅寸法
１  既設コンクリートブロック
２  新設コンクリートブロック
３  新設コンクリート
４  電熱シートヒーター
５  電源コード
５ａ  接続プラグ
６  差し込みプラグ
６ａ  被接続プラグ
６ｂ  差し込みプラグ
６ｃ  給電用コード
７  温度検知制御装置
７ａ  液晶表示部
７ｂ  通電表示部
７ｃ  現在値／設定値表示部
７ｄ  現在値／調節温度切り換えスイッチ操作部
７ｅ  上昇設定キー
７ｆ  下降設定キー
８  熱電対式温度センサー
９ａ  接続プラグ
１０  橋面
１１  コンクリート桁
１２  中空部
１３  ひび割れ
【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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【図１０】
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【図１１】
2009030247.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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