JP4972138B2 - Precast composite beam consisting of steel and concrete beams - Google Patents
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Description
本発明は橋梁の主桁又は建造物の床の構造材として用いられる鋼梁とコンクリート梁から成るプレキャスト複合梁に関する。 The present invention relates to a precast composite beam composed of a steel beam and a concrete beam used as a structural material for a main girder of a bridge or a floor of a building.
従来、橋梁の主桁としてウェブの上端に上フランジを、同下端に下フランジを夫々有するH形鋼材を用い、該H形鋼材の上フランジとウェブと下フランジの全体をコンクリート内に埋設し、更に上記上フランジの上面に沿い鉄筋を配して上フランジコンクリート内に埋設した構成を有する、H形鋼梁と上フランジコンクリート梁と下フランジコンクリート梁とウェブコンクリートから成るプレキャスト複合桁が既知である。 Conventionally, as the main girder of the bridge, an H-shaped steel material having an upper flange at the upper end of the web and a lower flange at the lower end is used, and the entire upper flange, web and lower flange of the H-shaped steel material are embedded in the concrete, Further, a precast composite girder composed of an H-shaped steel beam, an upper flange concrete beam, a lower flange concrete beam and a web concrete having a configuration in which reinforcing bars are arranged along the upper surface of the upper flange and embedded in the upper flange concrete is known. .
上記プレキャスト複合桁はプレビームと称され、下フランジを埋設する下フランジコンクリート梁を以って橋脚上に架設支持しつつ、複数のプレキャスト複合桁を橋幅方向に並列し上記上フランジを埋設する上フランジコンクリート梁にてコンクリート床版を形成する構造であり、上下フランジを有するH形鋼材と、上下フランジとウェブを覆うコンクリートにて強度設計された構造材である。 The above-mentioned precast composite girder is called a pre-beam, and a plurality of precast composite girders are juxtaposed in the bridge width direction with the lower flange concrete beam embedding the lower flange on the bridge pier. It is a structure in which a concrete floor slab is formed by a flange concrete beam, and is a structural material that is designed with strength by an H-shaped steel material having upper and lower flanges and concrete that covers the upper and lower flanges and the web.
然るに上記H形鋼材と、該H形鋼材全体を埋設するコンクリートとから成るプレキャスト複合桁は非常に高価且つ高重量であり、橋脚設計を含めた橋梁設計、架設工等、全体の架橋コストを押し上げる原因となっている。 However, the precast composite girder composed of the above H-shaped steel material and the concrete in which the entire H-shaped steel material is embedded is very expensive and heavy, and increases the overall bridge cost such as bridge design and bridge construction including bridge pier design. It is the cause.
更にはH形鋼材の全体をコンクリート内に埋設するプレキャスト複合桁は必要以上の強度余裕を見込んだ合理性に欠けるものとなり、改善が求められる。 Furthermore, the precast composite girder in which the entire H-shaped steel material is embedded in the concrete lacks the rationality that allows for an unnecessarily high strength margin, and is required to be improved.
本発明は上記先行例におけるH形鋼材とその全体をコンクリートで埋設するプレキャスト複合桁の構造を抜本的に見直し、その問題点を解決せんとするものである。 The present invention fundamentally reviews the structure of the H-shaped steel material in the preceding example and the precast composite girder in which the whole is embedded with concrete, and intends to solve the problem.
本発明に係る鋼梁とコンクリート梁から成るプレキャスト複合梁は、橋梁の主桁又は建築物の床の構造材として用いられるT形鋼梁又は箱形鋼梁と、両者のウェブ上端に限定して配設された単一のコンクリート梁から成る基本構造を有する。 The precast composite beam composed of a steel beam and a concrete beam according to the present invention is limited to a T-shaped steel beam or a box-shaped steel beam used as a structural material for a main girder of a bridge or a floor of a building, and both web upper ends. It has a basic structure consisting of a single concrete beam arranged.
要述すると本発明に係るプレキャスト複合梁は、座板の上面からウェブを一体に立ち上げた架設方向に長いT形鋼梁を用い、該T形鋼梁のウェブ上端に該T形鋼梁と並行に延びる単コンクリート梁を備え、該単コンクリート梁に上記ウェブ上端を埋設する構造を採ると共に、該ウェブ上端に細長管材を貫挿して上記コンクリート梁内に埋設すると共に、該細長管材の管孔にて上記コンクリート梁の左右側面において開口する締結条材貫挿穴を形成して一体剛構造化を図り、上記T形鋼梁の座板を以って架設手段とすると共に、上記単コンクリート梁を以ってコンクリート床版形成手段としたものである。 In short, the precast composite beam according to the present invention uses a T-shaped steel beam that is long in the erection direction in which the web is integrally raised from the upper surface of the seat plate, and the T-shaped steel beam is attached to the upper end of the T-shaped steel beam. A single concrete beam extending in parallel, and adopting a structure in which the upper end of the web is embedded in the single concrete beam, and an elongated tube material is inserted into the upper end of the web and embedded in the concrete beam, and the tube hole of the elongated tube material And forming a rigid structure by forming fastening strip through-holes opened on the left and right side surfaces of the concrete beam, and using the seat plate of the T-shaped steel beam as a construction means. Thus, the concrete floor slab is formed.
更に本発明は座板の上面から複数の並行ウェブを一体に立ち上げた架設方向に長い箱形鋼梁を用い、該箱形鋼梁の並行ウェブ上端に該箱形鋼梁と並行に延びるコンクリート梁を備え、該コンクリート梁に上記並行ウェブ上端を埋設すると共に、該並行ウェブ上端に細長管材を貫挿して上記コンクリート梁に埋設すると共に、該細長管材の管孔にて上記コンクリート梁の左右側面において開口する締結条材貫挿穴を形成し一体剛構造化を図った構成を有し、上記箱形鋼梁の座板を架設手段とし、上記コンクリート梁をコンクリート床版形成手段としたものである。 Furthermore, the present invention uses a box-shaped steel beam that is long in the erection direction in which a plurality of parallel webs are integrally raised from the upper surface of a seat plate, and extends in parallel to the box-shaped steel beam at the upper end of the parallel web of the box-shaped steel beam. The parallel web upper end is embedded in the concrete beam, and the elongated pipe material is inserted into the parallel web upper end to be embedded in the concrete beam. The structure has a structure in which a fastening strip material insertion hole is opened to form a rigid structure, and the seat plate of the box-shaped steel beam is used as an installation means, and the concrete beam is used as a concrete floor slab formation means. is there.
上記T形鋼梁又は箱形鋼梁と単コンクリート梁とウェブ貫挿細長管材とにより複合化する構造によって、プレキャスト複合梁の大幅な軽量化とコストダウンを図ったものである。 The precast composite beam is significantly reduced in weight and cost is reduced by the structure in which the T-shaped steel beam or the box-shaped steel beam, the single concrete beam, and the web-inserted elongated tube material are combined.
上記T形鋼梁又は箱形鋼梁とコンクリート梁から成るプレキャスト複合梁を互いに当接しつつ並列し、並列コンクリート梁に締結棒や締結ケーブルを貫挿締結して橋梁や建造物のコンクリート床版を形成する。 Precast composite beams consisting of the above T-shaped steel beams or box-shaped steel beams and concrete beams are arranged in parallel with each other, and fastening rods and fastening cables are inserted and fastened to the parallel concrete beams to form concrete floor slabs for bridges and buildings. Form.
本発明に係るプレキャスト複合梁は所要の強度を満たしつつ、低廉で大幅な軽量化を達成することができる。 The precast composite beam according to the present invention can achieve significant weight reduction at low cost while satisfying required strength.
以下、本発明を実施するための最良の形態を図1乃至図16に基づき説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to FIGS.
本発明は前記先行例におけるH形鋼材とその全体をコンクリートで埋設する構造を排し、該構造が内在する上記問題点を抜本的に解決する鋼梁1とコンクリート梁2から成るプレキャスト複合梁Pを提供するものである。
The present invention eliminates the H-shaped steel material in the preceding example and the structure in which the whole is embedded with concrete, and the precast composite beam P composed of the
上記プレキャスト複合梁Pは、橋梁の主桁又は建築物の床の構造材として用いられ、T形鋼梁又は箱形鋼梁1と、両者のウェブ3の上端4(ウェブ遊離端)に限定して配設された単一のコンクリート梁2から成る基本構造を有する。
The precast composite beam P is used as a structural member for a bridge main girder or building floor, and is limited to a T-shaped steel beam or box-
図1乃至図7に示すプレキャスト複合梁Pは、座板5の上面からウェブ3を一体に立ち上げた架設方向に長いT形鋼梁1を用い、該T形鋼梁1のウェブ3の上端4に該T形鋼梁1と並行に延びるコンクリート梁2を配設し、該コンクリート梁2に上記ウェブ3上端を埋設し、該ウェブ3上端に補強筋6を貫挿して上記コンクリート梁2内に埋設した構成を有する。
The precast composite beam P shown in FIGS. 1 to 7 uses a T-
又図11,図12に示すプレキャスト複合梁Pは、座板5の上面から複数の並行ウェブ3を一体に立ち上げた架設方向に長い箱形鋼梁1を用い、該箱形鋼梁1の並行ウェブ3の上端に該箱形鋼梁1と並行に延びるコンクリート梁2を備え、該コンクリート梁2に上記並行ウェブ3の上端4を埋設し、該並行ウェブ3の上端4に補強筋6を貫挿して上記コンクリート梁2内に埋設した構成を有する。
The precast composite beam P shown in FIGS. 11 and 12 uses a box-
上記の如く、プレキャスト複合梁Pは単T形鋼梁1又は単箱形鋼梁1と、各鋼梁1の単ウェブ3の上端4又は並行ウェブ3の上端に限定して配設した単コンクリート梁2から成る複合梁構造を有する。
As described above, the precast composite beam P is a single-
図13等に示すように、上記T形鋼梁1又は箱形鋼梁1の座板5は橋梁における橋脚7上、又は建造物の梁受け上への架設手段として供し、上記コンクリート梁2を橋梁又は建造物におけるコンクリート床版8の形成手段として供する。
As shown in FIG. 13 and the like, the
例えば橋梁である場合には、橋脚7の座面に設置した支承15の上面に座板5の下面を載荷しつつ、複数のプレキャスト複合梁P(コンクリート梁2)を橋幅方向に並列しコンクリート床版8を形成する。該コンクリート床板8上面にはコンクリート層又は/及びアスファルト層22を場所打ちし形成する。
For example, in the case of a bridge, a plurality of precast composite beams P (concrete beams 2) are arranged in parallel in the bridge width direction while loading the lower surface of the
上記T形鋼梁1又は箱形鋼梁1を単コンクリート梁2で複合化する梁構造によって、前記先行例におけるH形鋼材とその全体をコンクリートで覆う構造を排し、大幅な軽量化とコストダウンを図る。
The beam structure in which the T-
又上記T形鋼梁又は箱形鋼梁1と単コンクリート梁2を複合した基本構造を実施しつつ、上記コンクリート梁2の左右側面(橋長方向に延びる側面)から左右継手9を突設した構造にする。
In addition, while carrying out a basic structure in which the T-shaped steel beam or box-
図1乃至図6は上記左右継手9の具体例として、コンクリート梁2の左右側面からU形棒材10を突設した場合を示している。
FIGS. 1 to 6 show a case where U-shaped
詳述すると、該左右U形棒材10の一双の脚部10a基端を上記コンクリート梁2内に埋設しつつ少なくとも一方の脚部10aを上記ウェブ3の上端4に貫挿して補強筋6を構成すると共に、左右U形棒材10のU形曲げ部10bをコンクリート梁2の左右側面から突設してウェブ長手方向に間隔を置いて配置された多数の左右継手9を構成する。該U形棒材10はコンクリート梁2に埋設した補強筋として機能しつつ、継手として機能する。
More specifically, at least one leg 10a is inserted into the upper end 4 of the
尚、図2は図5の左継手9のみを示し右継手9を省略した状態、図3は図5の右継手9のみを示し左継手9を省略した状態を夫々示す正面図である。
2 is a front view showing only the
図4と図11,図12に示すように、上記T形鋼梁1又は箱形鋼梁1のウェブ3の上端4にはウェブ長手方向に亘り多数の補強筋貫挿孔11を上下二列に設け、上列の各補強筋貫挿孔11と下列の各補強筋貫挿孔11とは互いに同一間隔に配置すると共にウェブ3の長手方向に位置をずらして配置する。
As shown in FIGS. 4, 11, and 12, the upper end 4 of the
そしてコンクリート梁2の橋長方向の端部から各n番目の左右継手9について説明すると、左U形棒材10の上部脚部(又は下部脚部)10aを上列(又は下列)の補強筋貫挿孔11に貫挿すると共に、右U形棒材10の下部脚部(又は上部脚部)10aを下列(又は上列)の補強筋貫挿孔11に貫挿し、左右U形棒材10の各一双の脚部(上下脚部)10aをコンクリート梁2内に埋設して補強筋6とする。
The n-th left and
並行ウェブ3の場合について再述すると、両ウェブ3に設けた上列(又は下列)の補強筋貫挿孔11に右継手9を形成するU形棒材10の上部脚部(又は下部脚部)10aを通挿すると共に、両ウェブ3に設けた下列(又は上列)の補強筋貫挿孔11に左継手9を形成するU形棒材10の下部脚部(又は上部脚部)10aを通挿する。
When the
上記何れの場合にも、継手9を形成するU形曲げ部10bはコンクリート梁2の橋長方向軸線に対し略垂直に配向する。
In any of the above cases, the U-shaped bent portion 10 b forming the joint 9 is oriented substantially perpendicular to the bridge length direction axis of the
図13に示すように、上記プレキャスト複合梁Pは座板5を以って橋脚7上、又は建造物の梁受けに間隔的に並列支持して架設しつつ、各プレキャスト複合梁Pの間隔内へ上記継手9を突出せしめると共に、該間隔内に場所打ちコンクリート12を打設して上記継手9を埋設し、コンクリート梁2と場所打ちコンクリート12にて橋梁や建造物のコンクリート床版8を形成する。
As shown in FIG. 13, the precast composite beam P is installed on the
この時補強筋貫挿孔11を上記図4に基づき説明した配置とすることによって各プレキャスト複合梁PのU形棒材10から成る継手9は、隣接するプレキャスト複合梁Pの継手9と長手方向において互いに重畳し、該重畳部を連結線材にて結縛し連結できる。
At this time, the joint 9 made of the
上記左右U形棒材10は一双の脚部10aをウェブ3に貫挿させることができる。この場合図4で説明した補強筋貫挿孔11の配置構造を採らず、例えばウェブ上端4に一双の脚部10aが貫挿される二個一対の補強筋貫挿孔11をウェブ長手方向に間隔的に多数対配置し、左継手9と右継手9をウェブ長手方向において重畳せずに長手方向に離間し配して交互に場所打ちコンクリート12内に埋設等することができる。
The left and right
次に図7は直棒材13にて上記補強筋6と継手9を構成した場合を示している。該例示においては直棒材13の中間部をT形鋼梁1の単ウェブ上端4の補強筋貫挿孔11、又は箱形鋼梁1の並行ウェブ上端4の補強筋貫挿孔11に貫挿してコンクリート梁2内に埋設すると共に、直棒材13の両端をコンクリート梁2の左右側面から突設して左右継手9を構成する。
Next, FIG. 7 shows a case where the reinforcing
この場合上記ウェブ3上端の上下に複数の補強筋貫挿孔11を設け、夫々に直棒材13を貫挿して複数本の棒材から成る継手9を構成することができる。該継手9はU字形棒材10を用いた場合と同様、隣接するプレキャスト複合梁P間において重畳し場所打ちコンクリート12内に埋設する。該重畳部は連結線材にて結縛し連結できる。
In this case, a plurality of reinforcing bar insertion holes 11 are provided above and below the upper end of the
次に図8乃至図10は比較的口径の小さなL形鋼、H形鋼、T形鋼等の形鋼14にて継手9を構成した例を示している。
Next, FIG. 8 to FIG. 10 show an example in which the
上記例示においては形鋼14の中間部をT形鋼梁1の単ウェブ上端4の補強筋貫挿孔11、又は箱形鋼梁1の並行ウェブ上端4の補強筋貫挿孔11に貫挿してコンクリート梁2内に埋設し補強筋6として機能せしめると共に、形鋼14の両端をコンクリート梁2の左右側面から突設して左右継手9を構成する。
In the above example, the intermediate part of the
上記形鋼14から成る継手9は図9に示すように、隣接するプレキャスト複合梁Pの形鋼継手9と、相互の端面が同一軸線に対向するように配し、図13において説明したように、場所打ちコンクリート12内に埋設する。
As shown in FIG. 9, the joint 9 made of the above-mentioned
又は図10に示すように、上記形鋼14から成る継手9を、隣接するプレキャスト複合梁Pの形鋼継手9と重畳状態にして場所打ちコンクリート12内に埋設する。
Alternatively, as shown in FIG. 10, the joint 9 made of the
上記形鋼14で継手9を形成する場合には、各継手9を隣接するプレキャスト複合梁Pの各継手9と連結金物16を用いて連結することができる。
When the joint 9 is formed by the
図14乃至図16は上記鋼梁1とコンクリート梁2から成るプレキャスト複合梁Pに継手9を設けずに、該継手9を有しない複数の複合梁Pを橋長方向側面が当接又は近接するように橋幅方向に並列して橋梁や建造物のコンクリート床版8を形成する場合を示している。
14 to 16 show that the precast composite beam P composed of the
詳述すると、上記プレキャスト複合梁Pは前記T形鋼梁1又は箱形鋼梁1と、単ウェブ3又は並行ウェブ3上端4に限定して配設した単コンクリート梁2から成り、該単コンクリート梁2内にウェブ上端4を埋設した基本構造を有する。
More specifically, the precast composite beam P is composed of the T-shaped
上記単コンクリート梁2には該梁2内及びウェブ3の上端4を直線に貫通する締結条材貫挿孔17を設けておき、該貫挿孔17に締結棒や締結ケーブル等の締結条材18を貫挿し全単コンクリート梁2を締結する。よって橋梁や建造物のコンクリート床版8を形成する。該コンクリート床板8上面にはコンクリート層又は/及びアスファルト層22を場所打ちし形成する。
The single
上記締結条材貫挿孔17は細長管材19を上記ウェブ3の上端4に貫挿しつつ単コンクリート梁2内に埋設貫挿して形成できる。即ち、細長管材19の管孔にて単コンクリート梁2の左右側面において開口する締結条材貫挿孔を形成する。この場合、細長管材19は単コンクリート梁2の補強筋として機能せしめる。又は細長管材19を補強筋として機能させつつ、前記棒材から成る別の補強筋6をウェブ上端4に貫挿しつつ、コンクリート梁2内に埋設することができる。
The fastening strip
再述すると上記継手9を有しないプレキャスト複合梁Pは、そのT形鋼梁1又は箱形鋼梁1の座板5を以って橋梁における橋脚7上、又は建造物の梁受け上へ横架して複数のプレキャスト複合梁Pを橋幅方向に並列し、上記の如く締結条材18により締結し橋梁又は建造物におけるコンクリート床版8を形成する。
In other words, the precast composite beam P not having the joint 9 is placed on the
上記図14乃至図16に示すプレキャスト複合梁Pは場所打ちコンクリート12を用いずに現場施工する。
The precast composite beam P shown in FIGS. 14 to 16 is constructed on site without using the cast-in-
各例示において述べたプレキャスト複合梁Pを形成するT形鋼梁1又は箱形鋼梁1は、ウェブ3を形成する鋼板と座板5を形成する鋼板とを溶接して形成した場合を含む。
The T-shaped
又各例示におけるプレキャスト複合梁Pは、図13,図16に示すように、ウェブ3の下半部と座板5を裸の状態で橋脚7又は梁受けに横架するか、又は横架した後、ウェブ3の下半部を場所打ちウェブ埋設コンクリート23内に埋設する。即ち単コンクリート梁2の下面と座板5間に場所打ちコンクリートを打設し上記ウェブ3下半部を該場所打ちコンクリート内に埋設することができる。
In addition, as shown in FIGS. 13 and 16, the precast composite beam P in each example is laid horizontally on the
更に上記各例示における、U形棒材10、直棒材13、細長管材19、連結条材18は金属製のものを用いるか、繊維強化プラスチック製等の非金属製のものを用いることができる。
Further, in each of the above examples, the
又上記場所打ちコンクリート12内には上記継手9と組み筋にした鉄筋等の別の補強筋20を埋設する。同様に上記単コンクリート梁2内には補強筋6の他、該補強筋6と組み筋にした別の補強筋21を埋設することができる。
Further, in the cast-in-
1・・・T形鋼梁又は箱形鋼梁、2・・・コンクリート梁、3・・・ウェブ、4・・・ウェブの上端、5・・・座板、6・・・補強筋、7・・・橋脚、8・・・コンクリート床板、9・・・左右継手、10・・・U形棒材、11・・・補強筋貫挿孔、12・・・場所打ちコンクリート、13・・・直棒材、14・・・形鋼、15・・・支承、16・・・連結金物、17・・・締結条材貫挿孔、18・・・締結条材、19・・・細長管材、20,21・・・補強筋、22・・・コンクリート層又は/及びアスファルト層、23・・・ウェブ埋設コンクリート、P・・・プレキャスト複合梁。
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