JP2005256341A - 波形鋼板ウエブｕコンポ橋 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｕ形コンポ橋の重量を軽減し、運搬・架設機材・支承名等のコストを縮減し、さらに仮支柱間隔が大きくでき、交差交通にも利用できる。
【解決手段】橋梁単位部材としてＵ形プレキャストセグメントを構築し、該Ｕ形プレキャストセグメントを橋軸方向に接続すると共に、その上部に床版を設置し両部材を一体化して構築されるコンポ橋であって、Ｕ形プレキャストセグメント１２を、波形鋼板ウエブ１５および、左右のウエブ下部を結合するかつ内部にＰＣ主ケーブルが挿通された下床版１７で構成し、セグメント１２の橋軸方向の接合部位が現場打ちコンクリートの横桁１９の位置とされており、横桁１９に配したフープ状の連結筋２２を隣り合う波形鋼板ウエブ１５に設けた連結筋挿入孔２１に跨って挿入することでセグメント同士が結合されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、波形鋼板ウエブＵコンポ橋に関する。

ＰＣコンポ橋は、橋梁単位部材であるプレキャストコンクリート製Ｔ桁や箱桁等のプレキャストセグメントを施工現場でショートライン工法などで構築した後、該プレキャストセグメントをトラッククレーンで所定の部位に吊り上げ、支保工を用いて支持させながら橋軸方向に接続すると共に、前記プレキャストセグメントとＰＣ合成床版を一体化してなる合成桁橋である。このＰＣコンポ橋は、舗装、高欄、地覆、分離帯など床版施工後に載荷される死荷重を除いた死荷重に対しては、プレキャストコンクリート桁の断面で抵抗し、床版施工後載荷される死荷重および活荷重に対しては、桁と床版が一体になった合成断面で抵抗する形式の橋である。

ＰＣコンポ橋では、プレキャストコンクリート桁と床版が一体となって荷重に抵抗するために、桁とＰＣ合成床版が全長にわたって適当なずれ止めで結合される。ずれ止めには、桁から突出した鉄筋を床版に埋め込む形式が用いられ、結合面に垂直に配置される。また、構造形式としては単純合成桁と連続合成桁がある。

図１０（ａ）にはＰＣコンポ橋の代表的な断面形状を示す。同図において、プレキャストコンクリート製のＴ桁１が所定間隔で平行に配置されており、隣り合うＴ桁１の頭部における係合段部２にＰＣ板３を支持させた上、その上部に場所打ちコンクリートを打設して床版４を構成しており、プレキャストコンクリートのＴ桁１と床版４が一体になった合成断面で荷重に抵抗する。９はアスファルト舗装である。

図１０（ｂ）、（ｃ）には他の２例に係るＰＣコンポ橋の断面形状を示す。１０図（ｂ）において、プレキャストコンクリート製の箱桁５が所定間隔で平行に配置されており、隣り合う箱桁５の上端部における係合段部６にＰＣ板７を支持させた上、その上部に場所打ちコンクリートを打設して床版８を構成している。図１０（ｃ）では、隣り合う箱桁５の上端部によってＰＣ床版１０を支持させてＰＣコンポ橋を構築している。図１０（ｂ）、（ｃ）何れの場合もプレキャストコンクリート製の箱桁５と床版８、１０が一体になった合成断面で荷重に抵抗する。
特開２０００−３４５５１５号公報

従来のＰＣコンポ橋では、次の問題があった。

（１）プレキャストコンクリート製のＴ桁や箱桁（セグメント）は、鋼橋に比べ橋体重量が大きく、地質条件の悪いところでの適用ができなかった。
（２）Ｔ桁や箱桁がプレキャストコンクリート製であるので単位長当り重量が重く、運搬、架設機材、支承等のコストが増加した。
（３）Ｔ桁や箱桁がプレキャストコンクリート製であるのでの桁長を長くできず、仮支柱間隔が小さくなり、交差交通の供用性が低下するものであった。

本発明は前記の問題を解決するために、従来のプレキャストコンクリート製のＴ桁や箱桁とＰＣ合成床版を組み合わせたＰＣコンポ橋を更にスリム化・軽量化したＵコンポ橋を提供することを目的とする。

すなわち、本発明では、従来のＰＣコンポ橋のウエブをコンクリートから波形鋼板ウエブに変えたＵ形プレキャストセグメントとすることにより、該セグメントの大幅な軽量化を達成し、さらに、これに伴い長支間に対応可能とし、特に、Ｕ形プレキャストセグメントの橋軸方向の連結の容易性と確実性、およびウエブと下床版の連結、ウエブと上床版との連結のそれぞれの容易性と確実性を実現した波形鋼板ウエブＵコンポ橋を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため、本発明は次のように構成する。

第１の発明は、橋梁単位部材としてＵ形プレキャストセグメントを構築し、該Ｕ形プレキャストセグメントを橋軸方向に接続すると共に、その上部に上床版を設置し両部材を一体化して構築されるコンポ橋であって、前記Ｕ形プレキャストセグメントを、波形鋼板製のウエブおよび、左右のウエブ下部を結合するコンクリート製でかつ内部にＰＣ主ケーブルが挿通された下床版で構成し、Ｕ形プレキャストセグメントの橋軸方向の接合部位が現場打ちの横桁位置とされており、前記接続部において、前記横桁に配したフープ状の連結筋が隣り合う波形鋼板製のウエブに設けた連結筋挿入孔に跨って挿入されることでセグメント同士が結合されていることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明において、前記波形鋼板製のウエブとコンクリートの下床版とは、ウエブに溶接したジベルを介して一体化されていることを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記波形鋼板製のウエブに開設の鉄筋貫通用穴に貫通させた貫通鉄筋が埋設されるように上床版用プレキャスト板が構築されると共に、該プレキャスト板から前記貫通鉄筋が上方に突出しており該貫通鉄筋が埋設されるように現場打ちコンクリート床版が構築されていることを特徴とする。

第４の発明は、第３の発明において、Ｕ形プレキャストセグメントにおける波形鋼板製の両ウエブの上床版用プレキャスト板の間および、幅員方向に隣り合うＵ形プレキャストセグメントにおけるウエブの上床版用プレキャスト板の間にＰＣ板が支持され、該ＰＣ板の上部に前記貫通鉄筋が埋設されるように場所打ちコンクリート床版が構築されたことを特徴とする。

第５の発明は、第４の発明において、ＰＣ板に代えて型枠が架設され、該型枠の上部に場所打ちコンクリート床版が構築されたことを特徴とする。

第６の発明は、第３の発明において、前記Ｕ形プレキャストセグメントにおける波形鋼板製の両ウエブの上床版用プレキャスト板の間および、幅員方向に隣り合うＵ形プレキャストセグメントにおけるウエブの上床版用プレキャスト板の間にプレキャストコンクリート床版が支持され、前記上床版用プレキャスト板の上部には、貫通鉄筋が埋設されるように目地部コンクリートが構築されたことを特徴とする。

本発明は、従来のＰＣコンポ橋のウエブをコンクリートから波形鋼板ウエブに変えたＵ形プレキャストセグメントとしたことにより、橋梁単位部材であるプレキャストセグメントの大幅な軽量化を達成でき、さらに、これに伴い長支間に対応可能となった。さらに、主桁をセグメント化して仮支柱により架設し、セグメントの橋軸方向の接合部位を横桁位置とし、該横桁を現場打ちコンクリートで構成し、かつ連結筋を横桁内に配設の連結筋を隣り合うウエブの間に掛け渡すことで横桁を介してＵ形プレキャストセグメントを軸方向に連結でき、波形ウエブの手間のかかる溶接も省略でき施工性が向上する。

さらに、下床版はジベルで波形鋼板ウエブと一体化させ、さらに上床版と波形鋼板ウエブは、ウエブに設けた孔に通した貫通鉄筋を上床版用プレキャスト板から立ち上がらせて現場打ちコンクリート上床版に埋設することでることでウエブと上床版を一体化し、または、前記貫通鉄筋をプレキャストコンクリート床版の間に充填する目地部コンクリート中に埋設することでウエブと上床版を一体化するので、波形鋼板製ウエブと下床版および上床版の連結の容易性と確実性が向上する。

以下本発明の実施形態を図を参照して説明する。

図１〜図５は、第１実施形態を示し、図１は、第１実施形態に係る波形鋼板ウエブＵコンポ橋の縦断正面図、図２（ａ）は、図１における片側のＵ形プレキャストセグメントの拡大図、（ｂ）は、図２（ａ）の波形鋼板製ウエブを単独で示す説明図である。また、図３（ａ）は、軸方向に接合する波形鋼板製ウエブの横桁部位における接合部を示す正面図、（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線位置での切断平面説明図である。また、図４は、横桁部位における波形鋼板製ウエブの接合部構造を示す斜視説明図、図５は、波形鋼板製ウエブと上床版との接合構造を示す斜視説明図である。

各図において、波形鋼板ウエブＵコンポ橋１１は、幅員方向に橋梁単位部材としてのＵ形プレキャストセグメント１２を平行に配置し、各Ｕ形プレキャストセグメント１２を橋軸方向（図面の表裏方向に）連結すると共に、Ｕ形プレキャストセグメント１２の上部において、幅員方向と橋軸方向にＰＣ板１３および、その上部に場所打ちコンクリート上床版１４を構築して構成されている。図２において、両側の波形鋼板製ウエブ１５の上端部の間には対傾構２３がコンクリート上床版１４を構築するまで架設されていて最終工程で取り外される。セグメント１２は、施工現場でショートライン工法などで構築した後、該セグメント１２をトラッククレーン等で所定の設置部位に吊り上げ、仮支柱を用いて架設しながら橋軸方向に接続すると共に、セグメント１２と上床版１４を一体化して合成桁橋として構成される。上床版１４にはアスファルト舗装９が施工される。

Ｕ形プレキャストセグメント１２は、波形鋼板製のウエブ１５および、左右のウエブ１５の下部を結合するコンクリート製でかつ内部に内ケーブル１６が挿通された下床版１７で構成し、下床版１７と波形鋼板製ウエブ１５とは、該ウエブ１５の内側面にジベル１８を溶接し、該ジベル１８が埋設されるようにコンクリートを打設することで強固に一体化される。

Ｕ形プレキャストセグメント１２の橋軸方向の連結は、該セグメント１２を仮支柱により所定位置に架設したうえ、図３、図４のように、接合部位置に設ける現場打ちの横桁１９を介して行われる。すなわち、各Ｕ形プレキャストセグメント１２における波形鋼板製ウエブの端部２０には連結筋挿入孔２１が上下方向に複数設けられていて、橋軸方向に隣り合う波形鋼板製ウエブ１５の連結筋挿入孔２１に跨って、外部側を折り曲げたフープ状の連結筋２２が挿入されていて、該連結筋２２の両端部は内側に伸長しており、横桁１９を構築したとき、連結筋２２が該横桁コンクリート中に埋設されるように設けてある。

前記のように、Ｕ形プレキャストセグメント１２の橋軸方向の接合部位を現場打ちコンクリートによる横桁１９とし、波形鋼板製ウエブ１５の連結筋挿入孔２１に挿通の連結筋２２を横桁１９に埋設することで、橋軸方向に隣り合うＵ形プレキャストセグメント１２と横桁１９とが一体化し連結できるので、該セグメント１２を橋軸方向に接合するのに波形鋼板製ウエブ１５同士の溶接やボルト接合など手間の掛る接続作業が不要であり、作業性が向上すると共に、セグメント１２の橋軸方向の連結の容易性と確実性が実現される。

現場打ちコンクリートで横桁１９を構築することで橋軸方向に接合したセグメント１２の上部にＰＣ板（または埋め込み型枠）１３を架設し、ＰＣ板１３の上に現場打ちコンクリート上床版１４を打設し、上床版用プレキャスト板２４を介してウエブ１５と上床版１４を一体化する。上床版用プレキャスト板２４をウエブ１５に固着するため、該波形鋼板製のウエブ１５に鉄筋貫通用穴２５が開設されており、該鉄筋貫通用穴２５に貫通された貫通鉄筋２６の下半部が埋設されるようにコンクリートが打設されて所定幅の上床版用プレキャスト板２４が構築されており、かつ、上床版用プレキャスト板２４の上面から前記の貫通鉄筋２６が上方に突出している。そして、貫通鉄筋２６が埋設されるように現場打ちコンクリートを打設して上床版１４が構築されている。

前記のように、Ｕ形プレキャストセグメント１２における波形鋼板製のウエブ１５の上部に該ウエブ１５と強固に一体に構築した上床版用プレキャスト板２４から上方に突出する貫通鉄筋２６を介して現場打ちコンクリートによる上床版１４を構築でき、上床版１４が上床版用プレキャスト板２４を介してウエブ１５と一体となることでＵ形プレキャストセグメント１２における合成床版となり、これにより軽量かつスリムにして、しかも堅牢なＵ形コンポ橋が構築される。その後、外ケーブル２７を緊張する。

図６は、第２実施形態に係る波形鋼板ウエブＵコンポ橋の縦断側面図である。第２実施形態では、第１実施形態におけるＰＣ板１３と現場打ちコンクリートの上床版１４に代えて、プレキャストコンクリートの上床版２８が、隣り合うセグメント１２の上部間およびセグメントにおける両ウエブ１５の間に配設されている。上床版用プレキャスト板２８の上部は目地部空間とされ、目地部空間に貫通鉄筋２６が埋設されるように目地部コンクリート２９が打設されていて、この目地部コンクリート２９を介して波形鋼板製ウエブ１５と一体化されている。

次に、図７〜図９を参照して、図１に示す波形鋼板ウエブＵコンポ橋を構築する工程を説明する。

図７（ａ）、８（ａ）の第１工程（セグメント架設工程）では、施工現場でショートライン工法などで構築された複数のＵ形プレキャストセグメント１２が、クレーンで吊り上げられて上向矢印で示す仮支柱３０により架設されて橋軸方向に連続して配置されていると共に、連続する複数のセグメント１２の両端は橋台３１と橋脚３２で仮支承されている。前記セグメント１２は、幅員方向に所定の間隔をあけて２列平行に配置されている。

図７（ｂ）、図８（ｂ）の第２工程（セグメントを接合する横桁コンクリート打設工程）では、Ｕ形プレキャストセグメント１２の接合部に現場打ちコンクリートの横桁１９が構築され、図３、図４に示した連結筋２２を介して隣の波形鋼板製ウエブ１５と横桁１９とが一体化される。

図７（ｃ）、図８（ｃ）の第３工程（ＰＣ板の設置工程）では、Ｕ形プレキャストセグメント１２の波形鋼板製ウエブ１５の上部の間と隣の列のセグメント１２の上部間にＰＣ板１３を配置する。

図７（ｄ）、図８（ｄ）の第４工程（場所打ちコンクリート床版の設置工程）では、ＰＣ板１３の上部に場所打ちコンクリート床版１４を打設する。

図９（ａ）、（ｂ）の第５工程（外ケーブル緊張、仮支柱撤去）では、支間において横桁１９で接合された複数のＵ形プレキャストセグメント１２に外ケーブル２７を緊張して波形鋼板ウエブＵコンポ橋１１の全長にプレストレスを導入し、その後、仮支柱３０を撤去して施工が終了する。

〔実施形態の作用〕
実施形態の作用を列挙すると、つぎのとおりである。

（１）ＰＣコンポ橋におけるプレキャストセグメントのウエブをコンクリートから波形鋼板ウエブ１５に変えたことにより、ＰＣコンポ橋の重量の大幅な軽量化を達成でき、鋼橋に近い橋体重量にできる、具体的には、Ｕ形プレキャストセグメント１２の単位長当り重量を、従来のＵ形コンポ橋の１／３程度にすることができ、運搬、架設機材、支承等のコスト縮減を図ることができ、加えて、地質条件の悪いところに適用できる。

（２）前記に伴いセグメント長を長くすることができるので、仮支柱間隔が大きくでき、長支間に対応可能となり、交差交通にも利用できる。

（３）前記のように主桁であるＵ形プレキャストセグメント１２を仮支柱３０により架設し、セグメントの接合を現場打ちコンクリートによる横桁１９の位置とすることで、波形鋼板製ウエブ１５の橋軸方向の手間のかかる溶接やボルト締結も省略した。

（４）また、このようにＵ形プレキャストセグメント１２の橋軸方向の接合部を、前述の場所打ちコンクリート横桁１９とすることで、接合部の縁引張応力度に対する制限値を緩和できる。さらに、場所打ちコンクリート横桁１９とすることで、プレキャストセグメント製作は、ショートライン工法でもマッチキャストする必要がない。

（５）また、下床版１７はジベル１８で波形鋼板ウエブ１５と一体化させると共に、上床版１４と波形鋼板ウエブ１５は、該波形鋼板に設けた鉄筋貫通用穴２５に貫通鉄筋２６を通すことで一体化されている点で、セグメント１２と上床版１４の連結作業も容易、確実となる。（６）下床版に内ケーブル１６により導入するプレストレスは、プレテンション方式、ポストテンション方式を適宜選択する。

（７）波形鋼板ウエブ１５の上床版用プレキャスト板２４は、架設時のウエブに作用する曲げ圧縮力を負担する構造部材としている。（８）波形鋼板ウエブ１５の内側は、Ｄ塗装系とすることができる。

（９）防音壁等が設置される場合は、Ｕ形プレキャストセグメント１２を横桁断面端部に配置することで、床版厚を低減する。

本発明の第１実施形態に係る波形鋼板ウエブＵコンポ橋の縦断正面図である。 （ａ）は、図１片方のＵ形プレキャストセグメントの拡大図、（ｂ）は、波形鋼板製ウエブを単体で示す説明図である。 （ａ）は、軸方向に接合する波形鋼板製ウエブの横桁部位における接合部を示す側面図、（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ線位置での切断平面図である。 横桁部位における波形鋼板製ウエブの接合部構造を示す斜視説明図である。 波形鋼板製ウエブと上床版との接合構造を示す斜視説明図である。 第２実施形態に係る波形鋼板ウエブＵコンポ橋の縦断側面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明に係るＵ形プレキャストセグメントを用いて波形鋼板ウエブＵコンポ橋を構築する第１工程〜第４工程の側面図である。 （ａ）、（ｂ）（ｃ）、（ｄ）は、図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に対応する正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、第５工程の側面図と正面断面図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、従来の第１例と第２例と第３例に係るＰＣコンポ橋の縦断正面図である。

符号の説明

１ Ｔ桁
２ 係合段部
３ ＰＣ板
４ 床版
５ 箱桁
６ 係合段部
７ ＰＣ板
８ 場所打ちコンクリート床版
９ アスファルト舗装
１０ ＰＣ床版
１１ 波形鋼板ウエブＵコンポ橋
１２ Ｕ形プレキャストセグメント
１３ ＰＣ板
１４ 場所打ちコンクリート上床版
１５ 波形鋼板製ウエブ
１６ 内ケーブル
１７ 下床版
１８ ジベル
１９ 現場打ちコンクリートの横桁
２０ ウエブ端部
２１ 連結筋挿入孔
２２ フープ状の連結筋
２３ 対傾構
２４ 上床版用プレキャスト板
２５ 鉄筋貫通用穴
２６ 貫通鉄筋
２７ 外ケーブル
２８ プレキャストコンクリート上床版
２９ 目地部コンクリート
３０ 仮支柱
３１ 橋台
３２ 橋脚

Claims (6)

1. 橋梁単位部材としてＵ形プレキャストセグメントを構築し、該Ｕ形プレキャストセグメントを橋軸方向に接続すると共に、その上部に上床版を設置し両部材を一体化して構築されるコンポ橋であって、前記Ｕ形プレキャストセグメントを、波形鋼板製のウエブおよび、左右のウエブ下部を結合するコンクリート製でかつ内部にＰＣ主ケーブルが挿通された下床版で構成し、Ｕ形プレキャストセグメントの橋軸方向の接合部位が現場打ちの横桁位置とされており、前記接続部において、前記横桁に配したフープ状の連結筋が隣り合う波形鋼板製のウエブに設けた連結筋挿入孔に跨って挿入されることでセグメント同士が結合されていることを特徴とする波形鋼板ウエブＵコンポ橋。
2. 前記波形鋼板製のウエブとコンクリートの下床版とは、ウエブに溶接したジベルを介して一体化されていることを特徴とする請求項１に記載の波形鋼板ウエブＵコンポ橋。
3. 前記波形鋼板製のウエブに開設の鉄筋貫通用穴に貫通させた貫通鉄筋が埋設されるように上床版用プレキャスト板が構築されると共に、該プレキャスト板から前記貫通鉄筋が上方に突出しており該貫通鉄筋が埋設されるように現場打ちコンクリート床版が構築されていることを特徴とする請求項１または２記載の波形鋼板ウエブＵコンポ橋。
4. Ｕ形プレキャストセグメントにおける波形鋼板製の両ウエブの上床版用プレキャスト板の間および、幅員方向に隣り合うＵ形プレキャストセグメントにおけるウエブの上床版用プレキャスト板の間にＰＣ板が支持され、該ＰＣ板の上部に前記貫通鉄筋が埋設されるように場所打ちコンクリート床版が構築されてなる請求項３記載の波形鋼板ウエブＵコンポ橋。
5. 請求項４において、ＰＣ板に代えて型枠が架設され、該型枠の上部に場所打ちコンクリート床版が構築されてなる波形鋼板ウエブＵコンポ橋。
6. 前記Ｕ形プレキャストセグメントにおける波形鋼板製の両ウエブの上床版用プレキャスト板の間および、幅員方向に隣り合うＵ形プレキャストセグメントにおけるウエブの上床版用プレキャスト板の間にプレキャストコンクリート床版が支持され、前記上床版用プレキャスト板の上部には、貫通鉄筋が埋設されるように目地部コンクリートが構築されてなる請求項３記載の波形鋼板ウエブＵコンポ橋。

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