JP4048007B2

JP4048007B2 - 合成床版の継手部構造

Info

Publication number: JP4048007B2
Application number: JP25865899A
Authority: JP
Inventors: 忠彦森; 和巳松岡; 康盛藤井; 豊坂田
Original assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp; Nippon Steel Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-09-13
Filing date: 1999-09-13
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2019-09-13
Also published as: JP2001081724A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、橋梁に適用する鋼−コンクリート合成床版の継手部構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
鋼−コンクリート合成床版のパネル間継手構造の従来技術は各種提案されているが、その一例として特開平９−２４２２３７号公報に開示の合成床版の継手部およびその施工法がある。
【０００３】
この特開平９−２４２２３７号に開示の技術は、図１０，図１１に示すように鋼製床版２の上にコンクリート３が充填されてなる合成床版１，１において、各合成床版１，１の端部から継手部底板２ａ，２ａを突出させ、各継手部底板２ａ，２ａから突出したずれ止め４，４同士を鉄筋５で取り囲み、対向する２つの継手部形鋼６，６間において、前記ずれ止め４が埋設されるよう継手部コンクリート７を打設し、上側鋼板８同士を連結鋼板９の溶接を介して接合し、この連結鋼板９により継手コンクリート７の上部を覆っている。１０は突き合わせ部である。
【０００４】
前記特開平９−２４２２３７号では、床版上側が鋼板に覆われていることを前提としているため、継手部下側の負担は軽減される。そのため、この構造では、継手部が負担する作用がそれほど大きくない場合には有効であるが、継手部に比較的大きな力が作用する場合には、この合成床版の継手部構造は有効でない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の合成床版の継手部構造では、継手部に曲げ力，せん断力，ねじれ力等の比較的大きな力が作用するとき、これらの継手部を破壊する力に十分抵抗できない構造であった。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決した合成床版の継手部構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る合成床版の継手部構造は次のように構成する。
第１の発明は、鋼製底板と、この鋼製底板上に配設される形鋼および鉄筋とをコンクリートで一体化して構成される合成床版において、隣接する前記鋼製底板同士を結合するための継手部構造であって、継手部において隣接位置する継手部形鋼を、ウエブ同士が背中合わせとなる配置に設けた溝形鋼で構成し、各ウエブを貫通するように当該溝形鋼のウエブに結合治具と鋼管を設置し、溝形鋼の上側には、当該溝形鋼の長手方向に対して直角方向に鉄筋を配置したうえでコンクリートを充填した構成を特徴とする。
第２の発明は、鋼製底板と、この鋼製底板上に配設される形鋼および鉄筋とをコンクリートで一体化して構成される合成床版において、隣接する前記鋼製底板同士を結合するための継手部構造であって、隣接位置する前記各継手部形鋼を溝形鋼，Ｈ形鋼またはＩ形鋼で構成し、隣接する継手部鋼材によって形成される継手部閉鎖空間に形鋼あるいは角鋼管からなる継手部補強鋼材を設置し、前記継手部鋼材と継手部補強鋼材を貫通するボルトによって、両継手部鋼材を結合し、継手部鋼材の上側には、その長手方向に対して直角方向に鉄筋を配置したうえで、コンクリートを充填したことを特徴とする。
【０００８】
【作用】
本発明では、鋼−コンクリート合成床版における隣接する鋼製底板の継手部に、継手部形鋼を長手方向に沿って配設したことで、継手部に作用する曲げモーメントの大部分を、前記継手部形鋼並びに第１の発明または第２に発明に記載した剛性強化手段で負担し、形鋼の長手方向に対する直角方向には曲げモーメントの負担を軽減し、せん断力のみ伝達することがポイントである。それによって、比較的大きな力が作用する合成床版の継手部としても有効に機能する。また、床版上部は従来のように上部鋼板で覆われておらず、開放されているので、コンクリート打設前に上からの作業だけで継手の構築が可能なので、施工性にも優れる利点がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。図１〜図３は参考形態１を示す。この実施形態１において、合成床版１１における隣接する鋼製底板１２，１２の対向端部１３が若干の間隙１４を介して近接して配置され、各鋼製底板１２，１２の対向端部１３に跨がって、かつ間隙１４を閉塞するように連結鋼板１５が配設され、ボルト，ナットを介して両部材間が結合されている。つまり、連結鋼板１５と対向端部１３の間は簡易な結合装置によって結合してあり、図示例においては、各鋼製底板１２，１２の端部上面にねじ付きスタッドピン１６を立設し、このスタッドピン１６に連結鋼板１５の両側部に開設したピン孔１７を嵌合したうえ、ナット１８をスタッドピン１６のねじ部に螺合することで、各鋼製底板１２と連結鋼板１５が連結され、かつ間隙１４が閉塞される。
【００１０】
前記連設される各鋼製底板１２，１２は連結前にあっては、互いに分離していてそれぞれ１単位の鋼製パネルをなし、各鋼製底板１２の上側にコンクリート１９を打設することで連続した合成床版１１が構築される。
【００１１】
各１単位の鋼製パネルの主要素である各鋼製底板１２の上面には所定の間隔をおいて、Ｈ形鋼，Ｉ形鋼等の形鋼（図ではＨ形鋼を示す）２０，２０ａが複数平行に配設され、その下フランジ２１を鋼製底板１２の上面に当てがい、フランジ両側縁を連結すみ肉溶接または断続すみ肉溶接９により、鋼製底板１２に固着してある。以下では、鋼製底板１２の対向端部１３に設けるＨ形鋼を継手部Ｈ形鋼２０という。
【００１２】
各継手部Ｈ形鋼２０のウエブ２２には図示のように、開口部２３が所定の間隔をあけて開設してある。また、各鋼製底板１２，１２の上部には、それぞれ鉄筋２４を当該鋼製底板１２の長手方向に対して直角方向に配設し、前記鉄筋２４の端部にループ状部２５を設ける。このループ状部２５は、前記隣接する鋼製底板１２，１２における対向端部１３に位置する継手部Ｈ形鋼２０，２０の間隔部である継手部空間２６に位置させたうえ、ループ状部２５から伸長する先端部折返し鉄筋２７を、前記継手部Ｈ形鋼２０のウエブ２２に開設される開口部２３に挿入してある。
【００１３】
前記継手部空間２６において、隣接する左右の各鋼製底板１２の上部に伸長する左右の各鉄筋２４ａ，２４ｂにおける各ループ状部２５ａ，２５ｂは、継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に１つおきに交互に配設される。そして、ループ状部２５を基準にして鉄筋２４を見たとき、当該継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に所定間隔で配設されるループ状部２５ａ，２５ｂからは、それぞれ１つおきに右側と左側の各鋼製底板１２，１２の上部に沿って伸長することになる。図示例では、ループ状部２５ａ，２５ｂが設けられない側から伸長する他方の鉄筋２４の端部２５ｃ，２５ｄはストレート状態で切断されている。
【００１４】
また、隣接する継手部Ｈ形鋼２０，２０の間隔寸法Ｌ１は、他の部位におけるＨ形鋼２０ａ，２０ａの間隔寸法Ｌよりも小に設ける。つまり、継手部におけるＨ形鋼２０の配置を他の部位におけるＨ形鋼２０ａの間隔よりも密に設けてあり、それにより継手部空間２６における継手部Ｈ形鋼２０，２０の長手方向の剛性を向上している。
【００１５】
前述のようにして、予め工場にてＨ形鋼２０ａと、継手部Ｈ形鋼２０が鋼製底板１２に溶接されてなる鋼製床パネル単体を構成し、これを現場に搬送したうえ、この鋼製床パネル単体における前記鋼製底板１２を現場施工して連結鋼板１５を介して簡易結合装置により結合する。さらに、各継手部Ｈ形鋼２０の上部にループ状部２５付き鉄筋２４を配筋したうえ、そのループ状部２５を継手部空間２６に配置する。さらに、継手部Ｈ形鋼２０とループ部付き鉄筋２４等が埋設されるようコンクリート１９を鋼製底板１２の上面に所定厚で打設することにより、鋼−コンクリート合成床版１１が構築される。
【００１６】
参考形態１に係る鋼−コンクリート合成床版１１にあっては、隣接する鋼製底板１２，１２の間の継手部空間２６において、前述のとおり、隣接する継手部Ｈ形鋼２０，２０の間隔寸法Ｌ１は、他の部位におけるＨ形鋼２０ａ，２０ａの間隔寸法Ｌよりも小に設けてあり、それにより継手部空間２６における継手部Ｈ形鋼２０，２０の長手方向の剛性を向上している。
【００１７】
さらに、鉄筋２４と一体のループ状部２５が継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に沿って所定間隔で複数存在するので、このループ状部２５の存在により継手部の長手方向の剛性が高まり、相対的に継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に対して直角方向の作用力が緩和できる。
【００１８】
つまり参考形態１において、隣接する鋼製底板１２，１２同士の継手部においては、継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に加わる曲げモーメントの大部分は、当該継手部Ｈ形鋼２０，２０によって負担し、継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に対して直角の方向の曲げモーメントの一部に対しては、簡易的なふさぎ板兼用の連結鋼板１５で抵抗する。また、継手部に作用するせん断力に対しては、継手部Ｈ形鋼２０間の継手部空間２６に形成されるループ状部２５とコンクリートの一体化で抵抗するものである。
【００１９】
図４，図５は実施形態１を示し、これは請求項１に対応する実施形態である。この実施形態１において、鋼製底板１２，１２の対向端部１３が隙間なく突き合わされていること、および、両鋼製底板１２，１２の対向端部１３に配設される形鋼が溝形鋼２９であること、また、両溝形鋼２９同士の連結手段が異なること、鉄筋２４の端部がストレートであることが実施形態１と相異し、他の構成は参考形態１と同じである
【００２０】
実施形態１について、参考形態１と相異する点を中心に説明すると、両溝形鋼２９，２９は各ウエブ３０の背面側が対向するように配設されて、それぞれの下フランジ２１が鋼製底板１２の上面に連続すみ肉溶接または断続すみ肉溶接９により固着されている。
【００２１】
図４、図５に示すように、両溝形鋼２９，２９は、両鋼製底板１２の対向端部１３同士を突き合わせたとき、両ウエブ３０間に若干の間隙が形成され、この間隙を介して両ウエブ３０を貫通してボルト等の結合治具３２を設け、当該結合治具３２のねじ部にナットを螺合し、両ウエブ３０の離間を阻止したうえ、コンクリート１９を打設する。
【００２２】
さらに、両継手部溝形鋼２９のウエブ３０には、その長手方向に所定間隔で複数個の開口部３３が開設されていて、両ウエブ３０の各開口部３３は合致して設けられており、両開口部３３に、これの内径に近い外径で、かつ所定の長さ寸法の鋼管３４が挿入されている。
【００２３】
実施形態１において、予め工場において、鋼製底板１２にＨ形鋼２０ａと継手部溝形鋼２９が溶接されてなる鋼製パネル単体が製作され、この鋼製パネル単体が現場に搬送され、現場施工にて結合治具３２により両継手部溝形鋼２９を結合することで両鋼製底板１２を結合する。つぎに、前記継手部溝形鋼２９のウエブ３０の開口部３３に鋼管３４を挿入保持させたうえ、各継手部溝形鋼２９と鉄筋２４と鋼管３４が埋設されるようにコンクリート２８を鋼製底板１２の上に所定厚で打設することにより、鋼−コンクリート合成（複合）床版１１が構築される。
【００２４】
実施形態２に係る鋼−コンクリート合成床版１１にあっては、隣接する鋼製底板１２，１２間の継手部において、両継手部溝形鋼２９の両ウエブ３０の開口部３３に挿入された棒状鋼材３４内にもコンクリート１９が充填されており、この棒状鋼材３４が両継手部溝形鋼２９の長手方向に所定間隔で複数存在することで、継手部が棒状鋼材３４と結合治具３２とにより補強される。
【００２５】
すなわち、継手部に作用する曲げモーメントの大部分は、ウエブ３０が重なり合うように（つまり、他のＨ形鋼２０ａよりも密に）配設された両継手部溝形鋼２９で負担し、継手部溝形鋼２９の長手方向に対して直角方向の曲げモーメントの一部は、ウエブ３０の下部を貫通する結合治具３２で抵抗する。また、継手部に作用するせん断力に対しては、両継手部溝形鋼２９の両ウエブ３０を貫通する鋼管３４で抵抗する。
【００２６】
図６，図７は実施形態２を示し、これは請求項２に対応する実施形態である。この実施形態３において、鋼製底板１２の上面にＨ形鋼２０ａと継手部Ｈ形鋼２０が所定間隔で平行に配設され、下フランジ２１が連続すみ肉溶接または断続すみ肉溶接９により固着されている。これらの構成は実施形態１と同じである。
【００２７】
実施形態２では、前記の構成に加えて、継手部において両継手部Ｈ形鋼２０の間に形成される継手部閉鎖空間２６ａに、両継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に沿って、Ｈ形鋼，Ｉ形鋼，溝形鋼等の形鋼または、角鋼管が配設されるもので、図ではその１例として、継手部補強用Ｈ形鋼３６が配設された例が示されている。この継手部補強用Ｈ形鋼３６は、その幅と高さともに、継手部閉鎖空間２６ａに納まる寸法に設けられている。この継手部補強用Ｈ形鋼３６のウエブ３７には、ボルトなどの結合治具３２の挿通孔３８が開設されている。
【００２８】
そして、各鋼製底板１２の両継手部Ｈ形鋼２０のウエブ２２と、継手部補強用Ｈ形鋼３６のウエブ３７の下部を貫通してボルト等の結合治具３２を設け、当該治具３２のねじ部にナット３５を螺合し、継手部Ｈ形鋼２０の両ウエブ２２の離間を阻止したうえ、コンクリート１９を打設することで、両鋼製底板１２の継手部を構成する。
【００２９】
実施形態２において、予め工場において、鋼製底板１２にＨ形鋼２０ａと継手部Ｈ形鋼２０が溶接されてなる鋼製床パネル単体が製作され、この鋼製床パネル単体が現場に搬送され、現場施工にて結合治具３２により両継手部Ｈ形鋼２０を結合することで、両鋼製底板１２を結合する。また、継手部閉鎖空間２６ａに継手部補強用Ｈ形鋼３６を配設したうえ、各継手部Ｈ形鋼２０と継手部補強用Ｈ形鋼３６と鉄筋２４とが埋設されるように、コンクリート１９を鋼製底板１２の上面に所定厚で打設することにより、鋼−コンクリート合成床版１１が構築される。
【００３０】
実施形態３に係る鋼−コンクリート合成床版１１にあっては、隣接する鋼製底板１２の継手部において、両継手部Ｈ形鋼２０の間が結合治具３２で連結され、かつ継手部閉鎖空間２６ａに継手部補強用Ｈ形鋼３６が存在し、さらにコンクリート１９が充填されているので、継手部が結合治具３２と継手部補強用Ｈ形鋼３６で補強される。
【００３１】
すなわち、継手部に作用する曲げモーメントの大部分は、両継手部Ｈ形鋼２０で負担し、両継手部Ｈ形鋼の長手方向に対して直角方向の曲げモーメントの一部は各両継手部Ｈ形鋼２０のウエブ２２の下部を貫通するボルト等の結合治具３２で抵抗する。また、継手部に作用するせん断力に対しては、継手部閉鎖空間２６ａ内の継手部補強用Ｈ形鋼３６が抵抗する。
【００３２】
図８、図９は参考形態２、３を示す。各参考形態２、３において、鋼製底板１２の対向端部１３が若干の間隙１４を有して配設され、また、鋼製底板１２の上面に継手部Ｈ形鋼２０が所定間隔で、平行に配設され、下フランジ２１を連続すみ肉溶接または断続すみ肉溶接９により固着されている。これらの構成は参考形態１及び実施形態２と略同じであるが、実施形態４、５では、実施形態１，３に比べて、継手部Ｈ形鋼２０の配設位置が鋼製底板１２の対向端部１３から若干離れて設けられている。
【００３３】
また、図８の参考形態２の継手部においては、両方の鋼製底板１２の継手部Ｈ形鋼２０とその対向端部１３の間における鋼製底板１２上面に、それぞれ継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に沿って所定間隔で、スタッドなどのずれ止め３９が工場にて溶接されている。
【００３４】
そして、図８の継手部において、両方の鋼製底板１２に跨がって連結鋼板４０が配設され、連結鋼板４０の両側に開設の開口部４４内に前記ずれ止め３９を挿入位置させる。
【００３５】
さらに、図９の参考形態３の継手部においては、一方の鋼製底板１２の継手部Ｈ形鋼２０とその対向端部１３の間における鋼製底板１２上面に、継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に沿って所定間隔で、スタッドなどのずれ止め３９が工場にて溶接されており、また、他方の鋼製底板１２の継手部Ｈ形鋼２０とその対向端部１３の間における鋼製底板１２の上面には、継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に沿って所定間隔でボルト４２が工場にて溶接されている。
【００３６】
そして、図９の継手部において、両方の鋼製底板１２に跨がって連結鋼板４０が配設され、連結鋼板４０の一側に開設の開口４１にボルト４２を嵌めて、上側からナット４３を締結することで、連結鋼板４０を一側（図示右側）の鋼製底板１２に固着する。またこのとき、連結鋼板４０の他側に開設の開口部４４内に前記ずれ止め３９を挿入位置させる。
【００３７】
各参考形態２、３において、予め工場において、鋼製底板１２に継手部Ｈ形鋼２０とずれ止め３９とボルト４２が溶接されてなる鋼製床パネル単体が製作される。そしてこの鋼製床パネル単体が複数現場に搬送され、現場施工にて継手部に連結用鋼板４０を配設したうえ、図８の例では両側のずれ止め３９を両側の開口部４４に位置させ、また、図９の例では、ボルト４２にナット４３を螺合して、連結用鋼板４０を一方の鋼製底板１２に固着すると共に、ずれ止め３９を開口部４４に位置させたうえ、前記の各継手部Ｈ形鋼２０とずれ止め３９と鉄筋２４とが埋設されるように、コンクリート１９を鋼製底板１２の上に所定厚で打設することにより、鋼−コンクリート合成床版１１が構築される。
【００３８】
参考形態２、３に係る鋼−コンクリート合板床版１１にあっては、隣接する鋼製底板１２の継手部において、両鋼製底板１２の間が連結鋼板４０を介して連結され、かつ継手部空間２６にずれ止め３９を介してコンクリート１９が充填されて、継手部が補強される。
【００３９】
すなわち、継手部に作用する曲げモーメントの大部分は継手部Ｈ形鋼２０で負担し、継手部Ｈ形鋼２０の長手方向に対して直角方向の曲げモーメントの一部に対しては継手部の連結鋼板４０で抵抗する。また、継手部に作用するせん断力に対しては、継手部連結鋼板４０と、これを貫通するずれ止め３９とコンクリート１９との一体化構造により抵抗するものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によると、鋼−コンクリート合成床版における隣接する鋼製底板の継手部において、継手部形鋼の長手方向に沿って設けたので、継手部に作用する曲げモーメントの大部分を、前記継手部形鋼並びに第１の発明または第２に発明に記載した前記継手部形鋼並びに第１の発明または第２に発明に記載した剛性強化手段で負担し、継手部形鋼の長手方向に対して直角方向には曲げモーメントの負担を軽減し、せん断力のみ伝達することができるので、それによって、比較的大きな力が作用する合成床版の継手部としても有効に機能できる。また、床版上部は従来のように上部鋼板で覆われておらず、開放されているので、コンクリート打設前に上からの作業だけで継手部の構築が可能なので、施工性にも優れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考形態１に係る合成床版の継手部の断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】図１の平面図である。
【図４】実施形態１に係る合成床版の継手部の断面図である。
【図５】図４のＢ−Ｂ断面図である。
【図６】実施形態２に係る合成床版の継手部の断面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。
【図８】参考形態２に係る合成床版の継手部のコンクリート打設前の斜視図である。
【図９】参考形態３に係る合成床版の継手部のコンクリート打設前の斜視図である。
【図１０】従来例に係る合成床版の継手部の断面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
１合成床版
２鋼製底板
３コンクリート
４ずれ止め
５鉄筋
６継手部形鋼
７継手部コンクリート
８上側鋼板
９すみ肉溶接
１０突き合わせ部
１１合成床版
１２鋼製底板
１３対向端部
１４間隙
１５連結鋼板
１６スタッドピン
１７ピン孔
１８ナット
１９コンクリート
２０継手部Ｈ形鋼
２０ａＨ形鋼
２１下フランジ
２２ウエブ
２３開口部
２４鉄筋
２５ループ状部
２６継手部空間
２７先端部折り返し鉄筋
２９継手部溝形鋼
３０ウエブ
３２結合治具
３３開口部
３４鋼管
３５ナット
３６継手部補強用Ｈ形鋼
３７ウエブ
３８挿通孔
３９ずれ止め
４０連結鋼板
４１開口
４２ボルト
４３ナット
４４開口部

Claims

鋼製底板と、この鋼製底板上に配設される形鋼および鉄筋とをコンクリートで一体化して構成される合成床版において、
隣接する前記鋼製底板同士を結合するための継手部構造であって、
継手部において隣接位置する継手部形鋼を、ウエブ同士が背中合わせとなる配置に設けた溝形鋼で構成し、
各ウエブを貫通するように当該溝形鋼のウエブに結合治具と鋼管を設置し、
溝形鋼の上側には、当該溝形鋼の長手方向に対して直角方向に鉄筋を配置したうえでコンクリートを充填した構成を特徴とする合成床版の継手部構造。
鋼製底板と、この鋼製底板上に配設される形鋼および鉄筋とをコンクリートで一体化して構成される合成床版において、
隣接する前記鋼製底板同士を結合するための継手部構造であって、
隣接位置する前記各継手部形鋼を溝形鋼，Ｈ形鋼またはＩ形鋼で構成し、
隣接する継手部鋼材によって形成される継手部閉鎖空間に形鋼あるいは角鋼管からなる継手部補強鋼材を設置し、
前記継手部鋼材と継手部補強鋼材を貫通するボルトによって、両継手部鋼材を結合し、
継手部鋼材の上側には、その長手方向に対して直角方向に鉄筋を配置したうえで、コンクリートを充填したことを特徴とする合成床版の継手部構造。