少数主桁橋

【課題】主桁と横桁より成る四辺形の桁組によって支持したコンクリート床版のひび割れを防止する。
【解決手段】橋軸方向に配設した２又は３本の主桁１１と、該主桁１１間に架設した横桁１２によって四辺形の桁組２０を形成し、該桁組２０によってコンクリート床版１３を支持するようにした少数主桁橋である。前記桁組２０の対角線に対してコンクリート床版用の鉄筋１５ａ，１５ｂを夫々略平行に設ける。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋軸方向に設けた２又は３本の主桁と、該主桁間に架設した横桁によって四辺形の桁組を形成し、該桁組によってコンクリート床版を支持するようにした少数主桁橋に関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼橋の設計及び施工時における合理化、或いは省力化に伴い、支間が３０ｍ〜６０ｍ程度の中支間橋梁においては、従来の多主桁橋よりも経済性に優れた構造形式として、ＰＣ床版（プレストレストコンクリート床版）や合成床版を用いた２主桁橋が採用されるようになった（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
多主桁橋１００は、主桁間隔を３ｍ以下とし、例えば、図４に示すように、鋼製の主桁１０１が４本並行して設けられ、各主桁１０１の間は、所定間隔毎に対傾構１０２などで連結補強されており、上部には道路などのＲＣ床版（コンクリート床版）１０３が構築されている。そして、コンクリート１０３上にアスファルト舗装１０４が施されている。
【０００４】
この種のＲＣ床版は、図５に示すように、鉄筋１０７を橋軸直角方向に配筋し、鉄筋１０５を橋軸方向に配筋している。特に、鉄筋１０５の継ぎ足し部１０６は、規定上、所定の長さＬだけ重複させるので、継ぎ足し部１０６における鉄筋の使用量が増大すると云う問題がある。この継ぎ足し部１０６は、一断面に集中すると、鉄筋量が多く成り過ぎるために、その部分のコンクリートの行き渡りが悪くなり、強度が低下する可能性があるため、配筋作業やコンクリート打込み時の作業性を考慮して千鳥状に配置されている。
【０００５】
また、ＰＣ床版２主桁橋２００は、図６に示すように、鋼製の主桁２０１が２本並行して設けられ、各主桁２０１の間は所定間隔毎に平板状の横桁２０２などで連結補強されており、上部には道路などのＰＣ床版２０３が構築されている。ＰＣ床版２０３は、シース２０４内に挿入したＰＣ鋼材２０５を定着ナット２０６によって緊締するようになっている。そして、ＰＣ床版２０３上にアスファルト舗装２０７が施されている。
【０００６】
また、合成床版２主桁橋３００は、図７に示すように、二基の主桁３０１間にＨ断面またはＩ断面の横桁３０２が設けられており、その上部に合成床版３０３が構築されている。そして、合成床版３０３上にアスファルト舗装３０４が施されている。
【０００７】
しかし、ＰＣ床版や合成床版は、以下のような問題も抱えている。
【０００８】
すなわち、
（１）２主桁橋の採用により上部工の全体工事費は、従来の多主桁橋に比べて安くなっているが、２主桁橋として採用するＰＣ床版や合成床版自体は、従来採用されていたＲＣ床版に比べて高価である。
（２）床版の補修や取り替えが必要となった場合、ＰＣ床版や合成床版の場合は、２主桁の場合、全面的な交通止めが必要となる。その場合の社会的損失は、非常に大きいものとなる。また、３主桁以上の場合でも、ＰＣ床版は床版にプレストレスが導入されているため、幅員方向全幅による取替えが必要であり、全面交通止めとなる。更に、合成床版の場合は、増設縦桁などの大規模な構造補強が必要となる。
（３）ＰＣ床版を採用した場合は、現場施工管理に十分な管理が必要であり、ＲＣ床版の施工に比較して高度な施工技術を必要とする。
（４）箱桁構造でＰＣ床版を使用した場合は、プレストレスロスの問題が生じるため、プレストレスの導入に当たっては十分な検討を要する。
【０００９】
そこで、床版支間を従来の桁間隔ではなく、図８に示すように、床版を支持する横桁４０１を従来よりも橋軸方向に密に配置して床版支間を橋軸方向とすることにより、広幅員の場合でも２本の主桁４０２でＲＣ床版４０３を支持することが可能なＲＣ床版２主桁橋４００が考えられるようになった。
【００１０】
しかし、横桁４０１によってＲＣ床版４０３を支持する場合、図９（ａ）に示すように、自動車の通過によって横桁４０１の上フランジ４０４に矢印ａ及び矢印ｂのような首振り現象が発生するので、上フランジ４０４と垂直補助材４０５の溶接止端部４０６に疲労亀裂が発生する可能性がある。また、横桁４０１の上フランジ４０４は、横桁４０１とＲＣ床版４０３からなる断面の中立軸付近にあるので、図９（ｂ）に示すように、横桁４０１の上フランジ４０４は、小さな応力しか作用しないことが分かっている。
【００１１】
また、図１０に示すように、橋軸方向の二つの主桁５０１，５０１と、この二つの主桁５０１，５０１間に架設された二つの横桁５０２，５０２によって四辺形の桁組５０３を形成し、この桁組５０３によってコンクリート床版（図示せず）を支持するようにしたコンクリート床版２主桁橋５００が提案されているが（例えば、特許文献２参照。）、このコンクリート床版２主桁橋５００は、桁組５０３の対角線５０４上の応力Ｆが最も大きいために、桁組５０３の対角線５０４上にひび割れが起こり易いと云う問題があった。
【００１２】
【非特許文献１】「新しい鋼橋の誕生 II 改訂版」，社団法人日本橋梁建設協会，野田清人（発行人），２００４年１２月，ｐ．４
【特許文献２】特開２００４−２２５２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、本発明の第１の目的は、主桁と横桁により形成された四辺形の桁組によって支持したコンクリート床版のひび割れを防止することにある。本発明の第２の目的は、横桁の上フランジと垂直補助材の溶接止端部に発生する疲労亀裂を解消することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するため、請求項１係る発明は、橋軸方向に設けた２又は３本の主桁と、該主桁間に架設した横桁によって四辺形の桁組を形成し、該桁組によってコンクリート床版を支持するようにした少数主桁橋において、前記桁組の対角線に対してコンクリート床版用の鉄筋を夫々略平行に設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１５】
上記の如く、請求項１に係る発明は、橋軸方向に設けた２又は３本の主桁と、該主桁間に架設した横桁によって四辺形の桁組を形成し、該桁組によってコンクリート床版を支持するようにした少数主桁橋において、前記桁組の対角線に対してコンクリート床版用の鉄筋を夫々略平行に設けたので、コンクリート床版のひび割れ、特に、桁組の対角線上のひび割れを抑制することが可能になった。
【００１６】
このため、桁組の対角線上のひび割れに起因するコンクリートブロックの落下などを回避することが可能になった。更に、定尺の鉄筋を使用したとしても継ぎ足し部がないので、配筋作業が容易になると共に、鉄筋の使用量を抑制することが可能になった。
【００１７】
床版の取り替えが生じた場合、本発明の構造では従来と異なり、床版の主鉄筋方向が橋軸方向と４５°方向のため、走行レーン毎に取り替えが出来、全面通行止めの必要がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係る少数主桁橋の一部断面を含む斜視図であり、この少数主桁橋１０は、橋軸方向に配置した二基の主桁１１，１１の間に橋軸方向に所定の間隔で設けて複数の横桁１２を架設している。そして、二基の主桁１１，１１と二つの横桁１２，１２によって形成された四辺形の桁組２０によってコンクリート床版１３を支持するようになっている。このコンクリート床版１３には、アスファルト舗装１４が施されている。
【００２０】
上記横桁１２は、図２（ａ）及び図３に示すように、下フランジ２１と、この下フランジ２１上に立設したウェブ２２と、このウェブ２２の上方に延長し、かつ、コンクリート床版１３内に埋設する接合部２３と、接合部２３の上辺に沿って設けた多数の孔２４により形成されている。
【００２１】
これらの孔２４は、図３に示すように、接合部２３の上辺に沿って横一列に設けられているが、所望により千鳥状に設けることもできる。また、上記ウェブ２２と接合部２３は、溶接などにより結合するのではなく、一枚の鋼板から切り出して作成することが好ましい。また、孔２４の直径は、３０ｍｍ〜８０ｍｍ、より好ましくは５０ｍｍ〜７０ｍｍの範囲が好ましく、この範囲から外れると、接合部２３とコンクリート床版１３の接合力が低下する。
【００２２】
図２（ａ）及び図３に示すように、接合部２３は、コンクリート床版１３内に埋設され、コンクリート床版１３と機械的に接合している。また、接合部２３に設けた孔２４には、コンクリート床版用の第１の鉄筋１５ａ，１５ｂが挿入されている。つまり、一方の第１の鉄筋１５ａは、桁組２０の一方の対角線（図示せず）と平行に配筋され、他方の第１の鉄筋１５ｂは、桁組２０の他方の対角線（図示せず）と平行に配筋されている。
【００２３】
更に、接合部２３の上方には、コンクリート床版用の第２の鉄筋１６ａ，１６ｂが配筋されている。一方の第２の鉄筋１６ａは、橋軸方向に配筋され、他方の第２の鉄筋１６ｂは、橋軸直角方向に配筋されている。第２の鉄筋の配筋は、上記に限らず、例えば、第２の鉄筋１６ａを橋軸に対して＋４５°に設け、第２の鉄筋１６ｂを橋軸に対して−４５°に設けてもよい。
【００２４】
また、第１の鉄筋１５ａ、１５ｂは、コンクリート床版１３のひび割れを抑制可能であれば、対角線に対して必ずしも平行でなくてもよい。尚、図１では、図面が煩雑になるので、第２の鉄筋１６ａ，１６ｂを省略している。
【００２５】
この発明によれば、図２（ｂ）に示すように、コンクリート床版１３の下面、即ち、従来の横桁の上フランジが存在した個所は、応力σが小さいから横桁の上フランジを除去しても強度的に支障がない。
【００２６】
上記のように、この発明は、コンクリート床版用の第１の鉄筋１５ａ，１５ｂを桁組２０の対角線に対して夫々ほぼ平行に設けたため、コンクリート床版１３のひび割れ、特に、桁組２０の対角線上のひび割れを抑制することが可能である。このため、桁組２０の対角線上のひび割れに起因するコンクリートブロックの落下などを回避することが可能である。更に、定尺の鉄筋を使用したとしても継ぎ足し部がないので、配筋作業が容易になると共に、鉄筋の使用量を抑制することが可能である。
【００２７】
更に、この発明は、横桁１２を、下フランジ２１と、この下フランジ２１上に立設したウェブ２２と、このウェブ２２の上方に延長し、かつ、コンクリート床版１３内に埋設する接合部２３と、接合部２３の上辺に沿って設けた多数の孔２４により形成したため、従来、問題視されていた横桁１２の上フランジと垂直補助材の溶接止端部における疲労亀裂の発生を回避することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る少数主桁橋の一部縦断を含む斜視図である。
【図２】（ａ）横桁を含むコンクリート床版の要部拡大断面図、（ｂ）同所の応力線図である。
【図３】図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図である。
【図４】多主桁橋の断面図である。
【図５】コンクリート床版の配筋状態を示す平面図である。
【図６】ＰＣ床版２主桁橋の断面図である。
【図７】合成床版２主桁橋の断面図である。
【図８】ＲＣ床版２主桁橋の一部断面を含む斜視図である。
【図９】（ａ）横桁を含むコンクリート床版の要部拡大断面図、（ｂ）同所の応力線図である。
【図１０】コンクリート床版を四辺形の桁組で支持した場合の説明図である。
【符号の説明】
【００２９】
１０少数主桁橋
１１主桁
１２横桁
１３コンクリート床版
１５ａ，１５ｂ鉄筋
２０桁組

【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋軸方向に設けた２又は３本の主桁と、該主桁間に架設した横桁によって四辺形の桁組を形成し、該桁組によってコンクリート床版を支持するようにした少数主桁橋において、前記桁組の対角線に対してコンクリート床版用の鉄筋を夫々略平行に設けたことを特徴とする少数主桁橋。

【図１】