特許 6754219 床版接合構造および床版更新方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6754219

(24)【登録日】2020年8月25日

(45)【発行日】2020年9月9日

(54)【発明の名称】床版接合構造および床版更新方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/12 20060101AFI20200831BHJP

   E01D 22/00 20060101ALI20200831BHJP

   E01D 24/00 20060101ALI20200831BHJP

【ＦＩ】

   E01D19/12

   E01D22/00 A

   E01D24/00

【請求項の数】5

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2016-95806(P2016-95806)

(22)【出願日】2016年5月12日

(65)【公開番号】特開2017-203298(P2017-203298A)

(43)【公開日】2017年11月16日

【審査請求日】2019年5月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】505389695

【氏名又は名称】首都高速道路株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001807

【氏名又は名称】特許業務法人磯野国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】岸田 政彦

(72)【発明者】

【氏名】峯村 智也

(72)【発明者】

【氏名】石原 陽介

(72)【発明者】

【氏名】北村 健

(72)【発明者】

【氏名】岩崎 郁夫

(72)【発明者】

【氏名】相浦 聡

【審査官】 富士 春奈

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１３−１８５３９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−００３９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２５６４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２７３１１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１１６１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２８０６８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０７９４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０５５９１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−３３２６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２３９３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０４９７２５３７（ＵＳ，Ａ）

【文献】 実公昭５４−３１７７３（ＪＰ，Ｙ２）

【文献】 特開２００５−７６２８９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０１Ｄ１／００−２４／００

Ｅ０４Ｂ１／３８−１／６１

５／００−５／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼桁と、
前記鋼桁の上面に載置された床版と、
前記鋼桁と前記床版とを接合する固定部材と、を備える床版接合構造であって、
前記固定部材は、前記鋼桁の上フランジの下面とウェブの側面との角部に固定されており、
前記鋼桁のウェブの側面に固定された固定片と、
前記ウェブと交差する方向に延設された上片と、
前記上片の上面に立設された接合用ジベルと、を備えており、
前記上片の先端部は、前記フランジの側端よりも突出しており、
前記接合用ジベルは、前記上片の先端部に固定されているとともに前記床版に挿入されていることを特徴とする、床版接合構造。

【請求項2】

一対の前記固定部材が、前記鋼桁のウェブを挟んで対向しており、
前記一対の固定部材の固定片同士が、前記ウェブを貫通したボルトにより固定されていることを特徴とする、請求項１に記載の床版接合構造。

【請求項3】

前記固定部材が、前記鋼桁の軸方向に沿って連続する形鋼であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の床版接合構造。

【請求項4】

鋼桁の上面に固定された既設床版を撤去する撤去工程と、
前記鋼桁の上フランジとウェブとの角部に固定部材を固定する固定部材取付工程と、
前記鋼桁の上フランジに新設床版を載置する床版載置工程と、を備える床版更新方法であって、
前記固定部材は、前記上フランジの側方において上向きに突出する接合用ジベルを備えており、
前記床版載置工程では、前記新設床版に形成された箱抜きに前記接合用ジベルを挿入することを特徴とする、床版更新方法。

【請求項5】

前記固定部材取付工程では、前記ウェブを挟んで対向するように一対の前記固定部材を配設し、前記一対の固定部材および前記ウェブを貫通するボルトにナットを締着することを特徴とする、請求項４に記載の床版更新方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、床版接合構造および床版更新方法に関する。

【背景技術】

【0002】

床版更新工事として、老朽化した床版を鋼桁から撤去した後、新設の床版を鋼桁に設置する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
床版の更新（取り換え）は、コンクリート製の既設の床版を破砕することにより細かく分割して撤去した後、新設の床版を鋼桁上に載置するのが一般的である。ところが、床版を破砕するには手間と時間がかかる。また、破砕の際に生じる騒音や振動によって近隣に影響を及ぼすおそれがある。
そのため、床版の更新方法として、既設の床版と鋼桁との接合部を切断することで、比較的簡易かつ早期に床版を撤去する場合がある。このとき、床版と鋼桁との接合部材として鋼桁の上面に突設された接合用ジベル（スタッドジベル等）は、既設の床版のコンクリートともに切断する。そのため、床版を新設する際には、既設の鋼桁の上面に新たな接合用ジベルを溶接し、この接合用ジベルを巻き込んだ状態で新設の床版を設置する。
また、特許文献２には、鋼桁のウェブの上部分を切断することで、既設の床版とともに鋼桁の上部分を撤去した後、鋼桁の上部分を備える新設の床版を既設の鋼桁の下部分と接合する床版更新方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−２５６４３０号公報

【特許文献2】特開２００７−２３９３６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

鋼桁の上面に接合用ジベルを新設するためには、鋼桁の上面に残存するコンクリートをケレンして除去する必要があるため、その作業に手間がかかる。また、接合用ジベルの溶接作業にも手間がかかる。
また、鋼桁をウェブにおいて切断する方法は、鋼桁の下部分のウェブと上部分のウェブとの接合面を突き合わせた状態で接合する必要があるため、その作業に手間がかかる。また、ウェブ同士の接合部では、桁軸に沿って多数のボルト孔を形成する必要があるため、その作業にも手間がかかる。さらに、鋼桁の上フランジを撤去することで鋼桁の耐力が低下するため、鋼桁の耐力を増加させるための補強工が必要となる。
このような観点から、本発明は、床版更新工事における施工時の手間を削減し、工期短縮化を図ることを可能とした床版接合構造および床版更新方法を提案することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

前記課題を解決するための本発明の床版接合構造は、鋼桁と、前記鋼桁の上面に載置された床版と、前記鋼桁と前記床版とを接合する固定部材とを備えるものであって、前記固定部材は、前記鋼桁の上フランジの下面とウェブの側面との角部に固定されており、前記鋼桁のウェブの側面に固定された固定片と、前記ウェブと交差する方向に延設された上片と、前記上片の上面に立設された接合用ジベルとを備えており、前記上片の先端部は前記フランジの側端よりも突出しており、前記接合用ジベルは前記上片の先端部に固定されているとともに前記床版に挿入されていることを特徴としている。
かかる床版接合構造によれば、固定部材を介して鋼桁と床版とを接合するため、鋼桁の上面に新たに接合用ジベルを形成する必要がない。そのため、床版更新工事における鋼桁の上面のケレン作業や接合用ジベルの設置作業に要する手間を省略することができる。
なお、一対の前記固定部材を前記鋼桁のウェブを挟んで対向させて、前記一対の固定部材の固定片同士を前記ウェブを貫通したボルトにより固定すれば、固定部材を固定するための固定手段を別途用いることなく固定部材を固定することができる。
また、前記固定部材が、前記鋼桁の軸方向に沿って連続する形鋼であれば、固定部材により鋼桁を補強することが可能となる。そのため、床版の更新に伴い、鋼桁に作用する力が増加した場合であっても、所望の耐力を発現することができる。

【0006】

また、本発明の床版更新方法は、鋼桁の上面に固定された既設床版を撤去する撤去工程と、 前記鋼桁の上フランジとウェブとの角部に固定部材を固定する固定部材取付工程と、前記鋼桁の上フランジに新設床版を載置する床版載置工程とを備える床版更新方法であって、前記固定部材は前記上フランジの側方において上向きに突出する接合用ジベルを備えており、前記床版載置工程では前記新設床版に形成された箱抜きに前記接合用ジベルを挿入することを特徴としている。
かかる床版更新方法によれば、鋼桁の上面に新たに接合用ジベルを形成する必要がないため、撤去工程後の鋼桁の上面のケレン作業や接合用ジベルの設置作業に要する手間を省略することができる。また、新設床版は、接合用ジベルが箱抜きに挿入されるように配置すればよいため、位置決めが容易となり、施工性に優れている。
なお、前記固定部材取付工程では、前記ウェブを挟んで対向するように一対の前記固定部材を配設し、前記一対の固定部材および前記ウェブを貫通するボルトにナットを締着するのが望ましい。

【発明の効果】

【0007】

本発明の床版と鋼桁の接合構造および床版更新方法によれば、床版更新工事における施工時の手間を削減し、ひいては、工期の短縮化が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施形態に係る床版接合構造を示す斜視図である。

【図2】（ａ）は図１に示す床版接合構造の詳細を示す断面図、（ｂ）は同斜視図である。

【図3】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る床版更新方法の各工程を示す断面図である。

【図4】他の形態に係る床版接合構造を示す斜視図である。

【図5】その他の形態に係る床版接合構造を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明の実施形態では、床版更新工事として、老朽化した既設の床版を鋼桁から撤去した後、新設の床版を鋼桁に設置する場合に採用する床版接合構造およびこれを利用した床版更新方法について説明する。
本実施形態の床版接合構造１は、図１に示すように、鋼桁２と、床版３と、固定部材４とを備えている。

【0010】

鋼桁２は、道路橋において、床版３を支持する主桁であって、既設の床版を撤去した後もそのまま残置させた既設部材である。
本実施形態の鋼桁２は、図２（ａ）に示すように、上下のフランジ２１，２２と、両フランジ２１，２２の間に設けられたウェブ２３により断面視Ｉ字状を呈している。なお、鋼桁２を構成する材料および鋼桁２の断面形状は限定されるものではない。
図２（ｂ）に示すように、上下のフランジ２１，２２とウェブ２３により形成された空間には、所定の間隔をあけてリブ２４，２４，…が設けられている。なお、リブ２４は、必要に応じて設置すればよい。
図１に示すように、本実施形態では、１枚の床版３を３本の鋼桁２により支持している。なお、床版３を支持する鋼桁２の数は限定されるものではない。

【0011】

床版３は、図１に示すように、鋼桁２の上面に載置された、コンクリート製の板状部材である。本実施形態では、床版３として、工場等で生産されたプレキャスト部材を採用する。
床版３には、鋼桁２の位置に対応して複数の箱抜き３１が形成されている。本実施形態では、各鋼桁２の位置に対応して、鋼桁２の桁軸に沿った３つの箱抜き３１が２列並設されている。各箱抜き３１の列は、鋼桁２の上フランジ２１の外側に形成されている（図２（ａ）参照）。すなわち、桁軸と交差する方向で隣り合う箱抜き３１，３１は、図２（ａ）に示すように、上フランジ２１を挟んで対向するように形成されている。箱抜き３１は、平面視矩形状の開口であって、床版３を上下に貫通している。
また、床版３には、隣接する他の床版３との接合部に、継手部３２，３２，…が形成されている。継手部３２は、床版３の縁に形成された凹部であって、床版３同士を付き合わせた際に、平面視矩形状の凹部（箱抜き）が形成されるように構成されている。なお、継手部３２の構成（形状や配置等）は限定されるものではない。また、継手部３２は必要に応じて形成すればよい。

【0012】

固定部材４は、鋼桁２と床版３との接合部に配置されている。
固定部材４は、図２（ａ）に示すように、固定部材本体４０と接合用ジベル４１とを備えている。
本実施形態の固定部材本体４０は、鋼桁２のウェブ２３の側面に固定された固定片４３および固定片４３（ウェブ２３）と交差する方向に延設された上片４２を備えたいわゆる山形鋼により構成されている。なお、固定部材本体４０を構成する材料は、鋼桁２の上フランジ２１とウェブ２３との角部（角付近）に固定することが可能であれば限定されるものではなく、例えば溝形鋼により構成してもよい。
本実施形態では、ウェブ２３を挟んで対向するように一対の固定部材４，４を配置し、両固定部材４，４の固定片４３同士を、ウェブ２３を貫通したボルト４４により固定している。また、固定部材４を固定するために使用するボルト４４の本数や配置は限定されるものではない。

【0013】

上片４２は、固定片４３の上フランジ２１側の端部から、上フランジ２１の下面に沿って延設されている。上片４２の上面は、上フランジ２１の下面との間に隙間を有していてもよいし、上フランジ２１の下面に当接していてもよい。
上片４２の先端部は、上フランジ２１の側端よりも外側に突出していて、床版３の箱抜き３１の下方に位置している。
接合用ジベル４１は、上片４２の先端部上面に立設されていて、箱抜き３１に挿入されている。本実施形態の接合用ジベル４１は、床版３の厚さの１／２程度以上の高さを有していて、上端が床版３の高さ方向中間部よりも上側に位置している。
本実施形態では、接合用ジベル４１として、図２（ｂ）に示すように孔あき鋼板ジベルを採用する。なお、接合用ジベル４１の形状寸法は限定されない。

【0014】

次に、本実施形態の床版接合構造１を利用した床版更新方法について説明する。
床版更新方法は、撤去工程と、固定部材取付工程と、床版載置工程とを備えている。
撤去工程は、図３（ａ）に示すように、鋼桁２の上面に固定された既設床版３ａを撤去する工程である。
本実施形態では、コンクリートブレーカーＭを使用して、既設床版３ａを破砕することで、既設床版３ａを撤去する。このとき、鋼桁２の上面に突設された接合用ジベル４ａも既設床版３ａとともに撤去する。なお、既設床版３ａの撤去方法は限定されるものではない。例えば、コンクリートカッターを利用して複数に分割して撤去してもよいし、ワイヤーソー等により鋼桁２との接合部を切断することにより撤去してもよい。

【0015】

固定部材取付工程は、鋼桁２に固定部材４を固定する工程である。
固定部材４は、図３（ｂ）に示すように、鋼桁２の上フランジ２１の下面とウェブ２２の側面との角部に固定する。すなわち、固定部材４は、上片４２を上フランジ２１の下面と平行に配置するとともに、固定片４３をウェブ２２に当接させた状態で固定する。
なお、ウェブ２２には、ボルト４４を挿通するための貫通孔を予め形成しておく。
本実施形態では、一対の固定部材４，４を、ウェブ２２を挟んで対向するように添設し、これらの固定部材４，４およびウェブ２２を貫通するボルト４４にナット４５を締着することで、固定部材４，４を鋼桁２に固定する。
固定部材４，４を鋼桁２に固定すると、図３（ｃ）に示すように、各固定部材４の接合用ジベル４１が、上フランジ２１の側方において、上向きに突出した状態となる。

【0016】

床版載置工程は、鋼桁２の上フランジ２１に床版３を載置する工程である。
図３（ｃ）に示すように、床版３は、下面において開口する（床版３を貫通する）箱抜き３１に接合用ジベル４１が挿入されるように、載置する。
床版３を載置したら、箱抜き３１および継手部３２内に充填材５を充填する（図２（ａ）参照）。なお、充填材を構成する材料は、硬化して所定の強度を発現するものであれば限定されるものではないが、例えば、モルタルを使用すればよい。

【0017】

本実施形態の床版接合構造１および床版更新方法によれば、固定部材４，４，…を介して鋼桁２と床版３とを接合するため、鋼桁２の上面に新たに接合用ジベルを形成する必要がない。そのため、既設床版撤去後の鋼桁２の上面のケレン作業や接合用ジベルの設置作業に要する手間を省略することができる。
また、一対の固定部材４，４をウェブ２３を挟んで対向させた状態でボルト接合するため、固定部材４，４を固定するための固定手段を別途用いる必要がない。そのため、材料費および施工時の手間の低減化が可能である。
また、床版３は、接合用ジベル４１，４１，…が箱抜き３１，３１，…に挿入されるように配置すればよいため、床版３の位置決めが容易となり、施工性に優れている。
鋼桁２のウェブ２３には、ボルト４４を挿通するための貫通孔を形成するが、ウェブ２３は、両面から挟持するように配設された固定部材４，４の固定片４３，４３により補強されている。

【0018】

以上、本発明に係る実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、鋼桁２の桁軸に沿って、複数の固定部材４，４，…を設置する場合について説明したが、図４に示すように、固定部材４は、桁軸に沿って連続した部材であってもよい。すなわち、固定部材４の固定部材本体４０として、桁軸に沿って連続した形鋼材を使用してもよい。この固定部材４によれば、鋼桁２（上フランジ２１）の補強部材としても機能する。そのため、床版３の更新に伴い、鋼桁２に作用する力が増加した場合であっても、所望の耐力を発現させることができる。
また、前記実施形態では、固定部材４の接合用ジベルとして、孔あき鋼板ジベルを採用したが、接合用ジベルを構成する材料は限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、スタッドジベルにより構成してもよい。
固定部材４は、工場製作したものを搬入して使用してもよいし、現地にて形鋼材に接合用ジベル４１を溶接して製作してもよい。なお、接合用ジベル４１と固定部材本体４０との接合方法は限定されない。
床版３の箱抜き３１は、接合用ジベル４１の挿入が可能となるように、下側が開口していればよく、必ずしも床版３を貫通している必要はない。
鋼桁２と床版３との間には、必要に応じて間詰材を介設する。

【符号の説明】

【0019】

１ 床版接合構造
２ 鋼桁
２１ 上フランジ（上側のフランジ）
２２ 下フランジ
２３ ウェブ
３ 床版（新設床版）
３１ 箱抜き
４ 固定部材
４１ 接合用ジベル
４２ 上片
４３ 固定片
４４ ボルト
４５ ナット

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】