JP2008156967A - Composite truss girder structure - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、上下のコンクリート系床版と鋼材トラス(腹部材)を結合した合成トラス桁構造の改良に関するものである。 The present invention relates to an improvement in a composite truss girder structure in which upper and lower concrete slabs and steel trusses (abdominal members) are combined.
一般に、合成トラス桁構造は、上下のコンクリート系床版を鋼トラス材で結合したトラス構造のPC桁構造である。このような合成トラス桁構造は、圧縮応力を受ける部分に主にコンクリート部材を使用し、引っ張り応力を受ける部分に鋼材を使用して両者の利点を生かしている。
例えば、図9、10に開示されたものは、上下のコンクリート床版1、2を鋼腹部材3で結合して、トラス構造のPC橋を構成した例である。ここに示す合成トラス桁構造は、コンクリート床版1、2と棒状の鋼腹部材3との格点部4がコンクリート床版内に設置した鋼製ボックス或いはリング鋼板内に挿入して形成されている。したがって、格点部4は剛結合となして形成されている(引用文献1、2参照)。
また、特許文献3に開示されたプレストレス合成トラス桁においても、プレストレスコンクリート床版を垂直材と斜材からトラスで剛結合して合成トラス桁を構成したものです。
In general, the synthetic truss girder structure is a PC girder structure of a truss structure in which upper and lower concrete-based floor slabs are joined by a steel truss material. In such a synthetic truss girder structure, a concrete member is mainly used for a portion subjected to compressive stress, and a steel material is used for a portion subjected to tensile stress, thereby taking advantage of both advantages.
For example, what is disclosed in FIGS. 9 and 10 is an example in which an upper and lower
The prestressed composite truss girder disclosed in
更に、図11に示すようにコンクリート製の上下床版を鋼トラスのウェブで連結した鋼トラスウェブPC橋における格点構造であって、鋼管で構成した圧縮側トラス材5及び引張り側トラス材6のそれぞれ端部に、前後一対のガセットプレート7、7’、8、8’を鋼管の周囲に相対峙して固着し、その圧縮側トラス材の前後一対のガセットプレートと引張り側トラス材の前後一対のガセットプレートを、それぞれ添接板を介して高力ボルトで接合一体化したものである(引用文献4参照)。
しかし、上記従来の種々合成トラス桁構造において、格点部が全て剛結合であるために格点部の曲げ剛性が大きく、上床版に自動車等の載荷が生じた際に鋼腹部材に軸力に加えて、曲げモーメントが生じ、鋼腹部材の設計にあたり軸力と曲げモーメントの双方を考慮しなければならないと云う欠点が存在した。 However, in the conventional various composite truss girder structures described above, since the grading portions are all rigidly connected, the bending rigidity of the grading portions is large, and when an automobile or the like is loaded on the upper floor slab, the axial force is applied to the steel web member. In addition to this, a bending moment is generated, and there is a drawback that both the axial force and the bending moment must be considered in designing the steel bell member.
この発明は上記に鑑み提案されたもので、上下のコンクリート床版を鋼製の腹部材で連結してトラス構造のPC桁とした合成トラス桁構造を構成するとともに、トラスの格点部をヒンジ結合に近づけて、腹部材に生じる曲げモーメントを減少させた合成トラス桁構造を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of the above, and constitutes a composite truss girder structure in which upper and lower concrete floor slabs are connected by steel abdominal members to form a PC girder of the truss structure, and the slat portion of the truss is hinged An object of the present invention is to provide a composite truss girder structure in which the bending moment generated in the abdominal member is reduced close to the coupling.
上記目的を達成するために、本発明はコンクリート系上床版と、コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, the present invention provides a composite truss girder structure in which a concrete upper floor slab and a concrete lower floor slab are joined with a steel truss material, the concrete floor slab and the steel truss material, It is characterized by a semi-hinge structure.
また、本発明において、前記接合格点は、ガセットプレートと繋ぎ板から構成されたことを特徴とする。 In the present invention, the joint rating point includes a gusset plate and a connecting plate.
また、本発明において、前記接合格点は、ガセットプレートと接合される繋ぎ板が桁軸方向面に対して垂直に配設されたことを特徴とする。 In the present invention, the joint rating point is characterized in that a connecting plate to be joined to the gusset plate is arranged perpendicularly to the plane in the spar axis direction.
また、本発明において、前記接合格点は、桁軸方向の剛性が桁幅方向の剛性より小さく構成されたことを特徴としている。 In the present invention, the joint rating point is characterized in that the rigidity in the girder axis direction is smaller than the rigidity in the girder width direction.
また、本発明において、前記鋼製トラス材は、鋼管であることを特徴とする。 In the present invention, the steel truss material is a steel pipe.
また、本発明において、前記ガセットプレートは、コンクリート系上床版内に配設された上弦材に固着されたことを特徴とする。 In the present invention, the gusset plate is fixed to an upper chord member disposed in a concrete upper floor slab.
この発明は上記した構成からなるので、以下に説明するような効果を奏することができる。 Since this invention consists of an above-described structure, there can exist an effect which is demonstrated below.
本発明では、コンクリート系上床版と、コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたので、格点部がヒンジ結合に近い構造特性を示し、コンクリート系上床版に自動車等の荷重が負荷された際にも、トラス材に軸力と小さな曲げモーメントが発生する。したがって、トラス材の断面積を小さくすることができ、軽量化を達成することができる。 In the present invention, a synthetic truss girder structure in which a concrete upper floor slab and a concrete lower floor slab are joined by a steel truss material, and a joint rating point between the concrete floor slab and the steel truss material is a semi-hinge structure. As a result, the grading part shows structural characteristics close to the hinge connection, and an axial force and a small bending moment are generated in the truss material even when a load such as an automobile is applied to the concrete upper floor slab. Therefore, the cross-sectional area of the truss material can be reduced, and weight reduction can be achieved.
また、本発明では、前記接合格点は、ガセットプレートと繋ぎ板から構成されたので、上下のコンクリート床版と鋼製トラス材をヒンジ結合に近い状態で結合することができる。 In the present invention, since the joint rating point is composed of a gusset plate and a connecting plate, the upper and lower concrete floor slabs and the steel truss member can be coupled in a state close to hinge coupling.
また、本発明では、前記接合格点は、ガセットプレートと接合される繋ぎ板が桁軸方向面に対して垂直に配設されたので、鋼製トラス材を桁軸方向に曲がり易く取り付けることができ、ヒンジ結合に近い形状とすることができる。 Further, in the present invention, the joint rating point is that the connecting plate to be joined to the gusset plate is disposed perpendicular to the girder axial surface, so that the steel truss can be easily bent in the girder axial direction. It can be a shape close to hinge coupling.
また、本発明では、前記接合格点は、桁軸方向の剛性が桁幅方向の剛性より小さく構成されたので、コンクリート系上床版に自動車等の荷重が負荷された際に、トラス材に発生する曲げモーメントを小さくすることができる。 Further, in the present invention, since the joint grade is configured such that the rigidity in the girder axis direction is smaller than the rigidity in the girder width direction, it occurs in the truss material when a load such as an automobile is applied to the concrete upper floor slab. The bending moment to be reduced can be reduced.
また、本発明では、前記鋼製トラス材は、鋼管であるので、製品の軽量化を達成することができる。 Moreover, in this invention, since the said steel truss material is a steel pipe, the weight reduction of a product can be achieved.
また、本発明では、前記ガセットプレートは、コンクリート系上床版内に配設された上弦材に固着されたので、鋼製トラス材とコンクリート系上床版との接続を容易にすることができる。 In the present invention, since the gusset plate is fixed to the upper chord member disposed in the concrete upper floor slab, the connection between the steel truss material and the concrete upper floor slab can be facilitated.
コンクリート系上床版とコンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたので、鋼製トラス材に発生する曲げモーメントを小さくして、軸力のみを考慮して設計を可能にすることができる。また、トラス材の断面積を小さくして、軽量化を図ることができる。 A composite truss girder structure in which a concrete upper floor slab and a concrete lower floor slab are joined with a steel truss material, and the joint rating point between the concrete floor slab and the steel truss material is a semi-hinge structure. The bending moment generated in the truss material can be reduced, and the design can be made considering only the axial force. Further, the cross-sectional area of the truss material can be reduced to reduce the weight.
以下、一実施の形態を示す図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は本発明に係る合成トラス桁構造の一例を示す側面図、図2は本発明の合成トラス桁構造の一例を示す縦断面図である。ここで、本発明の合成トラス桁構造10は、コンクリート系上床版11と、コンクリート系下床版12とを鋼製トラス材13で結合したものであって、前記上下のコンクリート系床版と鋼製トラス材13との接合格点14をセミヒンジ構造としている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings illustrating an embodiment. FIG. 1 is a side view showing an example of a synthetic truss girder structure according to the present invention, and FIG. 2 is a longitudinal sectional view showing an example of a synthetic truss girder structure of the present invention. Here, the composite
また、接合格点14は、図3に拡大して示すようにガセットプレート15と繋ぎ板16と溶接結合されている。ガセットプレート15は、複数の孔17を有しており、この孔17に鉄筋を挿通してコンクリート床版と結合する。ガセットプレート15は、コンクリート床版の長手方向に平行に配設されており、繋ぎ板16はこのガセットプレート15に対して垂直に配設される。つまり、繋ぎ板16は、桁軸方向面に対して垂直に配設されるとともに、鋼製トラス材13の設置角度に平行に配設される。繋ぎ板16は、ガセットプレート15に溶接されるとともに、鋼製トラス材13の端部に溶接する。また、鋼製トラス材13は、鋼管を使用する場合には、端部に蓋体18を取り付ける。蓋体18は、半円状の板体を繋ぎ板16の両側から溶着する。鋼製トラス材13としては、鋼管の他にH形鋼、L形鋼、みぞ形鋼等を使用することができる。
The
図4は、本発明を鋼コンクリート合成床版に適用した場合を示す側面図、図5は、図4に示す合成トラス桁構造の縦断面図である。本実施例において合成トラス桁構造20は、コンクリート系上床版21と、コンクリート系下床版22とを鋼製トラス材23で結合したものであって、コンクリート系床版21、22と鋼製トラス材23との接合格点をセミヒンジ構造としている。そして、接合格点24は、ガセットプレート25と繋ぎ板26から構成され、ガセットプレート25はコンクリート系上床版21に配設された上弦材27と溶着されている。
FIG. 4 is a side view showing the case where the present invention is applied to a steel-concrete composite floor slab, and FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the synthetic truss girder structure shown in FIG. In this embodiment, the composite
以上のように本発明の合成トラス桁構造は、上床版を鋼コンクリート合成床版とした合成トラス橋にも適用することができる。 As described above, the composite truss girder structure of the present invention can also be applied to a composite truss bridge in which the upper floor slab is a steel concrete composite floor slab.
次に、図6に従って本発明の合成トラス桁構造における格点部の施工手順を説明する。先ず、図6(a)に示すガセットプレート15にスリット16aを有する繋ぎ板16を所定角度で挿入する(図6(b))。繋ぎ板16の挿入角度は、後から取り付ける鋼製トラス材13の取り付け角度に合わせてある。また、図6(c)に示すようにガセットプレート15と繋ぎ板16は、溶接により固着する。次に、図6(d)に示すように繋ぎ板16に鋼製トラス材13の端部に形成されたスリット13aを挿入した後に溶接する。更に、図6(f)、(g)に示すように鋼管から成る鋼製トラス材13の端部も円板状の蓋体18を取り付け溶着する。このようにして、ガセットプレート15、繋ぎ板16、鋼製トラス材13が一体化される。一体化されたガセットプレート15、繋ぎ板16、鋼製トラス材13は、コンクリート系床版に一体化され、合成トラス桁構造となる。
Next, the construction procedure of the grading part in the synthetic truss girder structure of the present invention will be described according to FIG. First, the connecting
[実験結果]
実験は、合成トラス桁構造のコンクリート床版と腹部材(鋼製トラス材)の格点部を模した図7に示す剛結合型の供試体と図8に示すセミヒンジ型の供試体を作成して、水平載荷試験を行い、格点部に応力特性を測定した。水平載荷試験は、最大荷重2000kNの水平載荷試験装置で行った。図7に示すものは、ガセットプレートと繋ぎ板、鋼製トラス材、蓋体が溶着されており、剛結合に近い挙動を示すものである。表1、2は、鋼製トラス材の荷重−ひずみ曲線を示し、ひずみは、鋼製トラス材に発生した曲げモーメントによるひずみである。荷重の増加により引張側を示す表1、圧縮側を示す表2ともに曲げモーメントによるひずみが各測定点P1〜P13で増加している。
[Experimental result]
In the experiment, a rigid joint type specimen shown in FIG. 7 and a semi-hinge type specimen shown in FIG. Then, a horizontal loading test was performed, and the stress characteristics were measured at the rating part. The horizontal loading test was performed with a horizontal loading test apparatus having a maximum load of 2000 kN. In the structure shown in FIG. 7, a gusset plate, a connecting plate, a steel truss material, and a lid are welded to each other, and shows a behavior close to a rigid connection. Tables 1 and 2 show load-strain curves of the steel truss material, and the strain is a strain due to the bending moment generated in the steel truss material. The strain due to the bending moment increases at each measurement point P1 to P13 in both Table 1 showing the tension side and Table 2 showing the compression side due to the increase in load.
図8に示す供試体は、ガセットプレートと繋ぎ板および繋ぎ板と鋼製トラス材とのみが溶着されており、ヒンジに近い挙動を示すものである。鋼製トラス材の荷重−ひずみ曲線を表3、表4に示す。ここで、ひずみは、鋼製トラス材に発生した曲げモーメントによるひずみである。荷重の増加に対して表3に示す引張側では、殆どひずみの増加はなく、曲げモーメントが殆ど発生していないことがわかる。また、表4に示す圧縮側も、ひずみは多少増加しているが表2に示す場合に比べるとひずみの発生は小さい。
以上の結果から、図8に示す供試体では、曲げモーメントの発生が小さく、ヒンジ結合に近いものであることが確認できた。
In the specimen shown in FIG. 8, only the gusset plate and the connecting plate, and the connecting plate and the steel truss material are welded, and the behavior is close to that of the hinge. Tables 3 and 4 show the load-strain curves of the steel truss material. Here, the strain is a strain due to a bending moment generated in the steel truss material. It can be seen that on the tension side shown in Table 3 with respect to the increase in load, there is almost no increase in strain and almost no bending moment is generated. In addition, although the strain on the compression side shown in Table 4 is slightly increased, the generation of strain is small compared to the case shown in Table 2.
From the above results, it was confirmed that the specimen shown in FIG. 8 has a small bending moment and is close to hinge coupling.
10 合成トラス桁構造
11 コンクリート系上床版
12 コンクリート系下床版
13 鋼製トラス材
14 接合格点
15 ガセットプレート
16 繋ぎ板
17 孔
18 蓋体
20 合成トラス桁構造
21 コンクリート系上床版
22 コンクリート系下床版
23 鋼製トラス材
24 接合格点
25 ガセットプレート
26 繋ぎ板
27 上弦材
DESCRIPTION OF
Claims (6)
コンクリート系下床版とを鋼製トラス材で結合した合成トラス桁構造であって、
前記コンクリート系床版と鋼製トラス材との接合格点をセミヒンジ構造としたことを特徴とする合成トラス桁構造。 Concrete floor deck,
A composite truss girder structure in which a concrete lower floor slab is joined with a steel truss material,
A composite truss girder structure characterized in that a joint rating point between the concrete floor slab and the steel truss material is a semi-hinge structure.
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