JP3682520B2

JP3682520B2 - 複合橋桁におけるｐｃ鋼線定着部の構造

Info

Publication number: JP3682520B2
Application number: JP2002248598A
Authority: JP
Inventors: 榮一鈴木; 素浅沼; 聖一柳田
Original assignee: 常磐興産ピーシー株式会社
Priority date: 2002-08-28
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2005-08-10
Anticipated expiration: 2022-08-28
Also published as: JP2004084364A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、桁橋の技術分野に属し、特に、鋼箱桁、コンクリート、及びＰＣ鋼線からなる複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造に関する。
【０００２】
【発明の前提】
一般に桁橋は、橋台および橋脚上に橋桁を架設し、その上に床版を形成し、さらにその上にアスファルト等を敷設して床版を形成して構築されるものである。
【０００３】
従来の桁橋には、型枠成形によるコンクリート桁橋や鋼材（鋼板）のみで構築した鋼桁橋があり、広く用いられていた。
【０００４】
かかるコンクリート桁橋の橋桁は、コンクリート打設より成形し、高張力鋼線（以下、「ＰＣ鋼線」と略称する。）の内包によるプレストレスの導入によってコンクリート材の引張耐力不足を補完する構造を採っており、材料自体は安価である反面、型枠の組立・撤収および筋配などの作業コストが不可避であった。
【０００５】
一方、鋼桁橋の橋桁は、コンクリート桁橋の橋桁に比べて軽量で、かつ工場生産による工期短縮を図れる利点があるが、材料費と大型工作物の運搬コストが高価なものとなる欠点があった。
【０００６】
そこで、本願の出願人は、先に特願２００１−３３３９６２として、上記の鋼桁橋の橋桁とコンクリート桁橋の橋桁の両方の長所を採り入れた複合橋桁を出願している。かかる複合橋桁は、コンクリート打設用の型枠に代わって鋼材よりなる鋼箱桁の内部空間にプレストレスコンクリートを打設する構造のものである。
【０００７】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
上記の複合橋桁は所期の目的を達成し、優れた技術的効果を奏するものであったが、ＰＣ鋼線を両端部で保持する定着部においては、複合橋桁への荷重やプレストレス（張力）の導入により、ＰＣ鋼線から大きな反力（圧縮力）が作用し、その反力は、ヤング係数が鋼材（鋼箱桁）の約１／７程度であるコンクリートにその殆どが作用するものであった。そこで、本願発明者は、上記定着部の機能をより高めて複合橋桁の耐久性を向上させる、更なる改良開発を重ねた結果、新たな発明するに至った。
【０００８】
【目的】
すなわち、本願発明は、上記課題をもとに為されたものであり、鋼材より成る箱桁のＰＣ鋼線による反力が、打設コンクリート及び箱桁の両端部近傍の鋼材に対して均等に分配することを目的した新規な複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本願発明の複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造は、以下のように構成している。
すなわち、鋼箱桁（１）の内部空間に、両端支持のＰＣ鋼線（２）をスパン方向へ張り渡し、コンクリート（７）を打設した後、該ＰＣ鋼線（２）にプレストレスを導入して成る複合橋桁において、ＰＣ鋼線（２）の定着部（３）を、箱桁（１）の両端付近の断面を閉塞するようにそれぞれ１個、又はスパン方向に所定間隔をもって複数個の反力鋼板（４）を配置し、該反力鋼板（４）を貫通させてＰＣ鋼線（２）の両端部を打設硬化させたコンクリート（７）に定着させた構造としたことを特徴としている。
【００１０】
また、反力鋼板（４）に１個又は複数個の貫通口（４０）を行列状に形成し、各貫通口（４０）を貫通させてＰＣ鋼線（２）を定着させたことを特徴としている。
【００１１】
さらに、特に、スパン方向に所定間隔をもって複数個の反力鋼板（４）を配置した場合において、スパン方向に延びる連結鋼板（６）によって、各反力鋼板（４）間を連結して一体化させ、連結鋼板（６）と反力鋼板（４）との連結において、箱桁（１）の上面視で格子状となるように配置したことを特徴としている。
【００１２】
さらにまた、箱桁（１）の内面における反力鋼板（４）の取付部に、スパン方向へ延びるリブ鋼板（５）を配設したことを特徴としている。
【００１３】
なお、上記の特許請求の範囲及び課題を解決するための手段の欄で記載した括弧付き符号は、発明の構成の理解を容易にするため参考として図面符号を付記したもので、この図面上の形態に限定するものでないことはもちろんである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に、本願発明に係る複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造の具体的な実施形態例について、図面に基づき詳細に説明する。
【００１５】
図１は桁橋の構築例を示す概観図である。また、図２は本実施形態例を示す斜視図とその一部を抽出して一部切欠いて示す拡大図であり、図３は本実施形態例を示す図であってスパン方向に切断して示す縦断面図（Ａ）、図（Ａ）のＡＡ線拡大断面図（Ｂ）であり、図４は本実施形態例を一部切り欠いて示す平面図である。さらに、図５は本実施形態例における力の作用状態を示す説明図である。
【００１６】
先ず、橋桁構造による桁橋Ｂは、図１に示すように、複合橋桁Ｍｂを橋台Ａや橋脚Ｐに並設または横桁Ｃで連結状にして架設し、その上部に床版Ｄを形成した後、その上面にアスファルト等を敷設して構築されるものである。
【００１７】
本願発明の複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造は、図２に示すように、主に、箱桁１、ＰＣ鋼線（高張力鋼線材）２、反力鋼板４、連結鋼板６、及びコンクリート７、から構成している。
【００１８】
箱桁１は、鋼板等の鋼材から成り、スパン方向（又は橋延長方向）に延びる長尺矩形状の底板１０と、その両側に対向させて立設形成したウェブ１１とで上方開放断面形の略コ字状の長尺箱体状を成すものである。両ウェブ１１のそれぞれ上端からは床版Ｄを支えるための長尺帯状のフランジ１２を外側水平方向かつスパン方向へ連続して形成している。
【００１９】
ＰＣ鋼線２は、充填コンクリートへプレストレスを導入するための高張力鋼線からなる線材であり、シース（被覆管）２０に挿通して、箱桁１の内部空間のスパン方向に張り渡し、両端付近の定着部３において保持している。本実施形態例では、その総数は３行４列の１２本である。このＰＣ鋼線２の配設状態は、図３の（Ａ）に示すように、箱桁１の中央部を挟んで対向配設したラック２１を経由させて、該ラック２１間で底板１０側に接近かつ収束させた状態で水平になるように構成している。これは桁荷重による断面力の分布を考慮したものである。
【００２０】
次に、本願の主眼である定着部３は、図２、図３（Ｂ）に示すように、反力鋼板４、連結鋼板６、及びリブ鋼板５により構成することを特徴としている。
【００２１】
反力鋼板４は、剛性板で形成され箱桁１の両端付近の横断面を閉塞するよう、かつスパン方向に所定の離隔距離をもって複数枚（本実施形態例では３枚）を箱桁１の内面壁に取付て一体化している。これら反力鋼板４の各板面には、ＰＣ鋼線２を挿通させたシース２０が十分な間隙をもって貫通し得る開口形（本実施形態例では矩形状）をもった複数個の貫通口４０を形成している。この貫通口４０は、略等間隔の行列状（本実施例では４行３列で計１２個）に、かつ各反力鋼板４の対応する貫通口４０がＰＣ鋼線の配設に倣って直線状に連絡するようにして配列形成している。なお、この反力鋼板４の配置個数は、１又は複数枚の適宜なものである。
【００２２】
また、箱桁１のウェブ１１の内面に垂直にかつ反力鋼板４と直交して、スパン方向に延びる帯状のリブ鋼板５を取り付けている。このリブ鋼板５には、反力鋼板４との直交部に半円形の切欠き５０を形成して、反力鋼板４の貫通口４０の位置（本実施例では４個所。）に対応する上下方向に配設して、各反力鋼板４を連結している。この配置によりウェブ１１に対する反力鋼板４の取り付けを補強している。
【００２３】
さらに、スパン方向へ離隔配置した各反力鋼板４の間には、該反力鋼板４の板面と直交させ、かつウェブ１１と平行に配設して連結した連結鋼板６を設けている。該連結鋼板６は、行列形成の貫通口４０の各列間（本実施例では２個所）に取り付けることにより、図４に示すように、定着部３の上面視において、反力鋼板４との位置関係において格子状となるように配置している。
【００２４】
この反力鋼板４と連結鋼板６が成す格子状配置により定着部３は、言うなれば矩形箱体の積層構造となって、スパン方向及びこれと直交する方向において、強固な保形力を発揮することとなる。
【００２５】
箱桁１内にシース２０に挿通させて張り渡した多数のＰＣ鋼線２は、各線毎に分配して、各反力鋼板４の貫通口４０をそれぞれ貫通させ、両端部を定着部３において保持する。
【００２６】
かかる構成のもと、箱桁１の内部空間にコンクリート７を打設して硬化させる。硬化後にはＰＣ鋼線２の先端部に、直円錐台状を成して一定の拡底板３０ａをもった定着具３０を取り付けると共に、牽引して所定の張力を付加して固定する。この定着部３における反力状態は、図５に示すように、定着具３０の拡底板３０ａを介して、ＰＣ鋼線２の残留張力の反力が打設硬化したコンクリート７へプレストレス（圧縮力）として作用することとなる。
【００２７】
この結果、拡底板３０ａの反力は、これと接するコンクリート７内に分散して分布し、反力鋼板４の板面へ分散して作用する。そして、この作用による反力鋼板４から伝達される作用力はさらに、反力鋼板４と連結鋼板６の格子状配置により多数形成された矩形箱体状の積層空間内にそれぞれ充填されたコンクリート７内に、３次元的に分散分布して伝達され、より均等に作用することとなる。その結果、応力集中によるコンクリート７や箱桁１の欠損の発生を防止して、定着部３のより耐久性のある保形力と保持力とを実現することとなる。
【００２８】
【効果】
本願発明は以上のように構成しているため、複合橋桁におけるＰＣ鋼線の定着部において、より耐久性のある保形力・保持力を実現することができ、複合橋桁を用いた桁橋の全体的な強度の向上と、長寿命化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】桁橋の構築例を示す概観図である。
【図２】本実施形態例を示す斜視図とその一部を抽出して一部切欠いて示す拡大図である。
【図３】本実施形態例を示す図であってスパン方向に切断して示す縦断面図（Ａ）、図（Ａ）のＡＡ線拡大断面図（Ｂ）である。
【図４】本実施形態例を一部切り欠いて示す平面図である。
【図５】本実施形態例における力の作用状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１箱桁
１０底板
１１ウェブ
１２フランジ
２ＰＣ鋼線
２０シース（被覆管）
２１ラック
３定着部
３０定着具
３０ａ拡底板
４反力鋼板
４０貫通口
５リブ鋼板
５０切欠き
６連結鋼板
７コンクリート
Ａ橋台
Ｂ桁橋
Ｃ横桁
Ｄ床版
Ｐ橋脚
Ｍｂ複合橋桁

Claims

鋼箱桁（１）の内部空間に、両端支持のＰＣ鋼線（２）をスパン方向へ張り渡し、コンクリート（７）を打設した後、該ＰＣ鋼線（２）にプレストレスを導入して成る複合橋桁において、
箱桁（１）の両端付近の断面を閉塞するようにそれぞれ１個、又はスパン方向に所定間隔をもって複数個の反力鋼板（４）を配置し、
該反力鋼板（４）を貫通させてＰＣ鋼線（２）の両端部を打設硬化させたコンクリート（７）に定着させたことを特徴とした複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造。
反力鋼板（４）に１個又は複数個の貫通口（４０）を行列状に形成し、各貫通口（４０）を貫通させてＰＣ鋼線（２）を定着させたことを特徴とする請求項１記載の複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造。
請求項１、又は２記載の複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造であって、特に、スパン方向に所定間隔をもって複数個の反力鋼板（４）を配置した場合において、
スパン方向に延びる連結鋼板（６）によって、各反力鋼板（４）間を連結して一体化させたことを特徴とする複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造。
連結鋼板（６）と反力鋼板（４）との連結において、箱桁（１）の上面視で格子状となるように配置したことを特徴とする請求項３記載の複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造。
箱桁（１）の内面における反力鋼板（４）の取付部に、スパン方向へ延びるリブ鋼板（５）を配設したことを特徴とする請求項１、２、３、又は４記載の複合橋桁におけるＰＣ鋼線定着部の構造。