特開 2023-127695 ストラットの接続構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023127695

(43)【公開日】2023-09-14

(54)【発明の名称】ストラットの接続構造

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/00 20060101AFI20230907BHJP

   E01C 1/00 20060101ALI20230907BHJP

   E04B 1/58 20060101ALI20230907BHJP

【ＦＩ】

E01D19/00

E01C1/00 A

E04B1/58 506A

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022031539

(22)【出願日】2022-03-02

(71)【出願人】

【識別番号】505398963

【氏名又は名称】西日本高速道路株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000112196

【氏名又は名称】株式会社ピーエス三菱

(74)【代理人】

【識別番号】110003339

【氏名又は名称】弁理士法人南青山国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福田 雅人

(72)【発明者】

【氏名】得津 萌佳

(72)【発明者】

【氏名】後藤 友和

(72)【発明者】

【氏名】香田 真生

【テーマコード（参考）】

2D051

2D059

2E125

【Ｆターム（参考）】

2D051BA07

2D059AA08

2D059CC02

2D059GG55

2E125AA32

2E125AC02

2E125AC05

2E125AG03

2E125BA02

2E125BB08

(57)【要約】

【課題】施工が容易で、工期を短縮化することのできるストラット接続構造を提供する。
【解決手段】このストラット接続構造は、箱桁橋の主桁外面下部と張出床版とを斜めに連結するストラットの、主桁外面下部との接続構造において、主桁外面下部に設けられた第１の接合面と、第１の接合面と接合されるようにストラットに設けられた第２の接合面と、第１の接合面に開口する鋼管挿入孔と、第１の接合面と第２の接合面との間に空間を形成するように第２の接合面に設けられた窪み部と、空間に嵌め込まれる鋼製せん断キーと、鋼製せん断キーにストラットの軸方向に貫通し、かつ一端部が鋼製せん断キーの下面より突出して鋼管挿入孔に挿入される鋼管と、第２の接合面より先端部が突出するようにストラットに取り付けられたアンカーバーとを具備し、アンカーバーが前記空間に嵌め込まれた鋼製せん断キーの鋼管内に挿入されることによって、主桁外面下部にストラットが接続されるように構成されたものである。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

箱桁橋の主桁外面下部と張出床版とを斜めに連結するストラットの、前記主桁外面下部との接続構造において、
前記主桁外面下部に設けられた第１の接合面と、
前記第１の接合面と接合されるように前記ストラットに設けられた第２の接合面と、
前記第１の接合面に開口する鋼管挿入孔と、
前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に空間を形成するように前記第２の接合面に設けられた窪み部と、
前記空間に嵌め込まれる鋼製せん断キーと、
前記鋼製せん断キーに前記ストラットの軸方向に貫通し、かつ一端部が前記鋼製せん断キーの下面より突出して前記鋼管挿入孔に挿入される鋼管と、
前記第２の接合面より先端部が突出するように前記ストラットに取り付けられたアンカーバーとを具備し、
前記アンカーバーが前記空間に嵌め込まれた前記鋼製せん断キーの前記鋼管内に挿入されることによって、前記主桁外面下部に前記ストラットが接続されるように構成された
ストラット接続構造。

【請求項2】

請求項１に記載のストラット接続構造であって、
前記鋼製せん断キーにねじり防止プレートが設けられ、前記第１の接合面に前記ねじり防止プレートを前記ストラットの軸方向に嵌め込んで前記ストラットの軸回り方向の動きを規制するプレート嵌め込み部が形成された
ストラット接続構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コンクリート橋において張出床版を支持するストラットの主桁下部との接続構造に関する。

【背景技術】

【0002】

コンクリート橋上部工において、路面を構成する床版の側端部は主桁本体から張り出して構築されることが多い。特に大型の箱桁橋では張出床版の幅員が大きくなり、積載される車両荷重を安全に支持するために床版厚が大きくなる傾向がある。これを回避するために主桁下部と張出床版先端をストラット（棒状の突っ張り部材）で連結する構造が多く採用されている。また、床版を拡幅するために張出床版を主桁の外側に向かって延長する場合にも、その延長した張出床版を支持するためにストラットを採用する場合がある。

【0003】

主桁下部と張出床版先端をストラットで連結する従来の構造としては次のようなものがある。例えば、特許文献１には、主桁部から側方に向かって張り出した張出床版と主桁部の下部に固定された受部材と、受部材から斜め上方に向かって立ち上がるストラットとを備え、ストラットによって張出床版が支持された橋梁上部構造が開示されている。受部材の裏面には係合凸部が形成されており、主桁部の下部の下面に、鉄筋のかぶり厚さ以下の深さを有する係合凹部が形成されており、係合凸部を係合凹部に嵌め込まれた状態で、受部材が主桁部に固定されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９－０６８２１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記の特許文献１では、主桁部の下部に固定される受部材として超高強度繊維補強コンクリート製のものが望ましいとされている。しかし、超高強度繊維補強コンクリートは、材料における品質管理、製作や養生等の製造管理に特別な配慮が必要である。

【0006】

また、受部材は、受部材の裏面に形成される係合凸部を有し、主桁部の下部の外面に形成された係合凹部に、受部材の係合凸部を嵌め入れたかたちで固定される。主桁部の下部外面の係合凹部は、コンクリートカッターにより切り込みを形成し、切り込みの間に残置されたコンクリートを取り除くことによって形成される。しかしながら、この構造によると、受部材の係合凸部と主桁部の係合凹部との噛み合わせにより、受部材に作用するせん断力が主桁部へ伝達されるため、主桁部の係合凹部の形成には精度を要求され、施工に手間を要する。これによりコストが嵩むとともに工期が長期化するおそれがある。

【0007】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、施工が容易で、工期を短縮化することのできるストラット接続構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るストラット接続構造は、上記目的を達成するために、箱桁橋の主桁外面下部と張出床版とを斜めに連結するストラットの、前記主桁外面下部との接続構造において、
前記主桁外面下部に設けられた第１の接合面と、前記第１の接合面と接合されるように前記ストラットに設けられた第２の接合面と、前記第１の接合面に開口する鋼管挿入孔と、
前記第１の接合面と前記第２の接合面との間に空間を形成するように前記第２の接合面に設けられた窪み部と、前記空間に嵌め込まれる鋼製せん断キーと、前記鋼製せん断キーに前記ストラットの軸方向に貫通し、かつ一端部が前記鋼製せん断キーの下面より突出して前記鋼管挿入孔に挿入される鋼管と、前記第２の接合面より先端部が突出するように前記ストラットに取り付けられたアンカーバーとを具備し、前記アンカーバーが前記空間に嵌め込まれた前記鋼製せん断キーの前記鋼管内に挿入されることによって、前記主桁外面下部に前記ストラットが接続されるように構成されたものである。

【0009】

また、上記のストラット接続構造において、前記鋼製せん断キーにねじり防止プレートが設けられ、前記第１の接合面に前記ねじり防止プレートを前記ストラットの軸方向に嵌め込んで前記ストラットの軸回り方向の動きを規制するプレート嵌め込み部が形成されていてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】箱桁橋構造を道路車線方向に見た側面図である。

【図2】本実施形態のストラット接続構造を示す断面図である。

【図3】鋼製せん断キー１０４の３面図である。

【図4】本実施形態のストラット接合構造の施工手順を示す図である。

【図5】上記実施形態のストラット接続構造の変形例を示す断面図である。

【図6】上記変形例のストラット接続構造で用いられる鋼製せん断キー１０４の３面図である。

【図7】上記実施形態のストラット接続構造の施工手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係るストラット接続構造を採用した箱桁橋構造を道路車線方向に見た側面図である。
同図に示すように、本実施形態の箱桁橋構造は、左右一対のウェブ部（主桁部）１１ａ、１１ｂと、左右一対のウェブ部１１ａ、１１ｂの上端部の間に架設された上床版１２と、上床版１２からウェブ部１１ｂより側方に張り出して設けられた張出床版１３と、左右一対のウェブ部１１ａ、１１ｂの下端部間を連結するように設けられた下床版１４と、張出床版１３と一方のウェブ部１１ｂの下部（主桁外面下部）とを斜めに連結するストラット２０とを備える。

【0012】

ウェブ部１１ａ、１１ｂ、上床版１２、張出床版１３及び下床版１４は、例えば現場打ちによる鉄筋コンクリート、プレキャストコンクリート、プレストレストコンクリートなどで構成され得る。ウェブ部１１ａ、１１ｂ、上床版１２、張出床版１３及び下床版１４はいずれも橋軸方向に連続する壁状に構成されたもので、内部に空洞を有する箱桁を形成する。ストラット２０は例えば柱状の場所打ちによる鉄筋コンクリート、プレキャストコンクリート、プレストレストコンクリート及び鋼管などで構成され、ストラット２０の上端部は張出床版１３の下面に設けられた接続部１５に接続され、ストラット２０の下端部はウェブ部１１ｂの下部に設けられた台座部１６（主桁外面下部）に接続される。

【0013】

次に、ストラット２０とウェブ部１１ｂの台座部１６との接続構造（ストラット接続構造）について説明する。
図２はストラット接続構造を示す断面図である。同図に示すように、このストラット接続構造は、ウェブ部１１ｂの台座部１６（主桁外面下部）に設けられたウェブ部側接合面１０１（第１の接合面）と、ウェブ部側接合面１０１と面で当接して接合されるようにストラット２０の端部に設けられたストラット側接合面１０７（第２の接合面）と、ウェブ部側接合面１０１に開口する鋼管挿入孔１０２と、ストラット側接合面１０７に形成された窪み部１０３と、ウェブ部側接合面１０１とストラット側接合面１０７との間の窪み部１０３の空間に嵌め込まれる鋼製せん断キー１０４とを備える。

【0014】

ここで、鋼製せん断キー１０４の詳細を、図３を用いて説明する。図３は鋼製せん断キー１０４の３面図である。
同図に示すように、鋼製せん断キー１０４は四角錐台形を有する。鋼製せん断キー１０４は上面１０４ａ、下面１０４ｂ、及び４つの傾斜した側面１０４ｃ、１０４ｄ、１０４ｅ、１０４ｆを有する。上面１０４ａと下面１０４ｂは互いに平行な面であり、上面１０４ａの広さは下面１０４ｂの広さよりも小さい。鋼製せん断キー１０４の材料には、例えばSS400などの一般構造用圧延鋼材を採用し得る。

【0015】

鋼製せん断キー１０４には、これを上下方向に貫通するようにして鋼管１０５が溶接やネジ止めなどによって固定されている。鋼管１０５は、例えばSGP管、STKM管などの一般的な配管用炭素鋼鋼管を採用し得る。鋼管１０５の上側の一端は、鋼製せん断キー１０４の上面１０４ａと一致させてあり、鋼製せん断キー１０４の下面１０４ｂから鋼管１０５の他方側の部分が突出させてある。鋼管１０５の上側の一端は、ストラット２０のアンカーバー１０６を挿入可能なように開口している。アンカーバー１０６は円形断面形状を有し、外径は鋼管１０５の内径よりも僅かに小さい。例えば、アンカーバー１０６の径をφ２０ｍｍとした場合、鋼管１０５の内径はφ３０ｍｍ程度である。鋼管１０５の内壁面とアンカーバー１０６との隙間には、エポキシ樹脂などの充填剤によって充填される。アンカーバー１０６の材質は非腐食性であり、例えば、炭素繊維強化プラスチック、ステンレス鉄筋などで構成されたものであってよい。

【0016】

図２に戻って、ウェブ部側接合面１０１とストラット側接合面１０７は互いに当接される。ウェブ部側接合面１０１は、ストラット２０の軸方向に対して直交する面（傾斜面）となっている。より詳細には、ウェブ部１１ｂの下端部には側方に膨出させた台座部１６が設けられており、この台座部１６にウェブ部側接合面１０１が設けられている。そして台座部１６にはウェブ部側接合面１０１に開口する鋼管挿入孔１０２が削孔されている。

【0017】

一方、ストラット側接合面１０７はウェブ部側接合面１０１に当接される面であり、ストラット２０の軸方向に対して直交する面となっている。このストラット側接合面１０７には上記の窪み部１０３が設けられている。窪み部１０３は、ストラット側接合面１０７の中央部に形成され、ウェブ部側接合面１０１との間に鋼製せん断キー１０４を嵌め込むための空間を形成する。この空間には、上記の鋼製せん断キー１０４が、台座部１６のウェブ部側接合面１０１に開口する鋼管挿入孔１０２に、鋼製せん断キー１０４の下面１０４ｂから突出する鋼管１０５を挿入させた状態で配置される。鋼管１０５の外径は鋼管挿入孔１０２の内径よりも僅かに小さい。例えば、鋼管１０５の外径をφ３８ｍｍとした場合、鋼管挿入孔１０２の内径はφ５０ｍｍ程度である。鋼管挿入孔１０２の内壁面と鋼管１０５の外周面との隙間には例えばエポキシ樹脂などの充填剤によって充填され、鋼管挿入孔１０２の内への水等の侵入を防止している。

【0018】

ストラット２０の下端部には前述のアンカーバー１０６が固定されている。アンカーバー１０６はストラット２０の窪み部１０３からストラット２０の軸方向に一端部を突出させて設けられる。このアンカーバー１０６の突出部が、ウェブ部側接合面１０１と窪み部１０３との間の空間に嵌め入れられた鋼製せん断キー１０４の鋼管１０５内に挿入されるようになっている。ここで、鋼製せん断キー１０４の下面１０４ｂから突出する鋼管１０５が台座部１６のウェブ部側接合面１０１に設けられた鋼管挿入孔１０２内に挿入されてここに保持される。これによって、所要のせん断剛性が確保されたストラット２０の接続構造が得られる。

【0019】

次に、図４を参照して本実施形態のストラット接続構造の施工手順を説明する。
図４はストラット接合構造の施工手順を示す図である。
まず、（Ａ）に示すように、ウェブ部側接合面１０１にストラット２０の軸方向に沿った方向で鋼管挿入孔１０２を削孔し、この鋼管挿入孔１０２の内にエポキシ樹脂などの充填剤を注入する。
続いて（Ｂ）に示すように、鋼製せん断キー１０４の鋼管１０５の突出部分を鋼管挿入孔１０２に挿入する。このとき鋼製せん断キー１０４の下面１０４ｂがウェブ部側接合面１０１に当接するまで挿入する。
次に、鋼製せん断キー１０４の鋼管１０５内にエポキシ樹脂などの充填剤を注入し、（Ｃ）に示すように、ストラット２０に設けられたアンカーバー１０６の下端より突出させた部分を、鋼製せん断キー１０４の上面１０４ａに開口する鋼管１０５内に挿入する。これにより、鋼管１０５の内壁面とアンカーバー１０６の表面との間に充填剤が充填される。ストラット側接合面１０７がウェブ部側接合面１０１と当接したところで、ウェブ部側接合面１０１とストラット側接合面１０７の窪み部１０３との間の空間に鋼製せん断キー１０４が嵌め込まれ、もって、ストラット２０とウェブ部１１ｂとの接続が完了する。

【0020】

以上の構成を有するストラット２０の接合構造によれば、従来の技術として挙げた特許文献１の技術に比較して、次のような効果が得られる。
特許文献１の技術によれば、主桁部への係合凹部の形成のために、コンクリートカッターを用いて主桁部に切り込みを入れて係合凹部とする部分のコンクリートを取り除いていた。かかる特許文献１の技術は、受部材の係合凸部と主桁部の係合凹部の噛み合わせによって、受部材に作用するせん断力を主桁部へ伝達するものであるため、主桁部への係合凹部の形成に高い精度を要求され、施工に手間を要し、この点が工期短縮の壁の一つになると考えられる。これに対し、本実施形態のストラット接続構造では、ウェブ部１１ｂ側の施工がドリルによる鋼管挿入孔１０２の削孔だけで済むので、施工の手間を軽減することができ、工期短縮を実現できる。また、ストラット２０の接続箇所一つにつき鋼管挿入孔１０２を一つ設ければよいので、ウェブ部１１ｂに配置された鉄筋との干渉を回避しやすい。

【0021】

また、特許文献１の技術では、ストラットのアンカーバーが主桁部の係合凹部の挿通孔に直接挿入される構造であるため、ストラットの接続の際に、主桁部の挿通孔やその周辺部分を傷害する恐れがある。一方、本実施形態によれば、アンカーバー１０６は鋼管１０５内に挿入されて保持される構造であるため、ウェブ部１１ｂを傷害する危険を引き下げることができる。

【0022】

さらに、本実施形態のストラット接続構造では、超高強度繊維コンクリート製の受部材のような特別な材料部材が不要となるので、部材製作工程の簡素化及びコスト低減を図ることができる。

【0023】

次に、本実施形態のストラット接合構造の変形例を説明する。
図５は本変形例のストラット接続構造を示す断面図、図６は本変形例のストラット接続構造で用いられる鋼製せん断キー１０４の３面図である。なお、これらの図において、前記の実施形態と同じ部分には同一の符号を付してある。ここでは前記の実施形態の構造とは相違する部分のみ説明する。

【0024】

図５及び図６に示すように、本変形例のストラット接続構造で用いられる鋼製せん断キー１０４にはねじり防止プレート１１０が追加されている。ねじり防止プレート１１０は鋼製せん断キー１０４の、第１の接合面１０１に対向する側の下面１０４に例えば溶接、ネジ止めなどにより固着されている。ねじり防止プレート１１０は、鋼製せん断キー１０４に上下貫通する鋼管１０５を挿通させるための鋼管通挿孔１１２を有する。

【0025】

一方、ウェブ部側接合面１０１に削孔された鋼管挿入孔１０２の開口端部には、図７の（Ａ）に示すように、ねじり防止プレート１１０をストラット２０の軸方向に嵌め込むプレート嵌め込み部１１１が設けられている。プレート嵌め込み部１１１はねじり防止プレート１１０の外形に対応する陥凹部であり、プレート嵌め込み部１１１の厚さ分の深さを有する。ねじり防止プレート１１０がプレート嵌め込み部１１１に三次元的に嵌まり込むことで、ストラット２０に加わった回転方向の力に対して、ストラット２０側の構造体である鋼管１０５、鋼製せん断キー１０４およびストラット２０が回転することを防止することができる。また、鋼製せん断キー設置時に所定の位置から回転してしまい、ストラットの接続時に窪み部に正しく収まらないといった施工上の問題を未然に防止することができる。

【0026】

なお、この変形例では、四角形の矩形ねじり防止プレート１１０を採用することとしたが、ストラット２０側の構造体の回転を抑制できれば、どのような形状のものであってもよい。

【0027】

以上説明した実施形態およびその変形例のストラット接続構造は、ストラットを用いた張出床版付きの道路橋を新設する場合、及び既存の道路橋に張出床版とそのためのストラットを追加する場合の各施工において採用し得ることは言うまでもない。特に、張出床版とそのためのストラットを追加する場合に、既存の主桁部１１に対する施工作業が鋼管挿入孔１０２の削孔のみで済むという点は施工費用の削減および工期の短縮を図るうえで大きな利点である。

【符号の説明】

【0028】

１１ａ、１１ｂ…ウェブ部
１２…主床版
１３…張出床版
１４…底版
１５…接続部
１６…台座部
２０…ストラット
１０１…ウェブ部側接合面
１０２…鋼管挿入孔
１０３…窪み部
１０６…アンカーバー
１０７…ストラット側接合面
１１０…ねじり防止プレート
１１１…プレート嵌め込み部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】