特開 2024-37285 合成床版の接合構造

(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】P2024037285

(43)【公開日】2024-03-19

(54)【発明の名称】合成床版の接合構造

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/12 20060101AFI20240312BHJP

【ＦＩ】

E01D19/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022142011

(22)【出願日】2022-09-07

(71)【出願人】

【識別番号】509338994

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩインフラシステム

(71)【出願人】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(74)【代理人】

【識別番号】110001863

【氏名又は名称】弁理士法人アテンダ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 統

(72)【発明者】

【氏名】末次 剛

(72)【発明者】

【氏名】福井 敦史

(72)【発明者】

【氏名】高井 祐輔

(72)【発明者】

【氏名】吉田 有希

(72)【発明者】

【氏名】聶 菁

(72)【発明者】

【氏名】木作 友亮

【テーマコード（参考）】

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D059AA17

2D059GG55

(57)【要約】

【課題】合成床版のコンクリートと間詰め材との境界面の剥離や亀裂の発生を抑制することのできる合成床版の接合構造を提供する。
【解決手段】各合成床版１０のコンクリート部１５の端面１５ａから延出し、コンクリート部１５間の間詰めコンクリート１９内に埋設される第１の鉄筋１２が先端部に拡径した定着部１２ａを有するとともに、先端側を橋軸方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成されているので、間詰めコンクリート１９の上面側よりも引張応力の小さい上下方向中央側に定着部１２ａを位置させることができ、定着部１２ａへの応力集中によるコンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面の剥離や亀裂の発生を抑制することができ、合成床版１０の接合部の耐久性を向上させることができる。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼製の底板上に所定方向に延びる鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより形成される合成床版の底板の端部同士を連結するとともに、互いに隣り合う合成床版のコンクリートの端面間に前記鉄筋の端部側を配置し、前記コンクリートの端面間に間詰め材を充填することにより、合成床版同士を所定方向に接合する合成床版の接合構造において、
前記コンクリートの端面間に配置される鉄筋は、先端部に径方向に拡大した定着部を有するとともに、先端側を前記所定方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成されている
ことを特徴とする合成床版の接合構造。

【請求項2】

前記コンクリートの端面における少なくとも前記鉄筋の上方部分が凹凸状をなすように形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の合成床版の接合構造。

【請求項3】

前記コンクリートの端面における少なくとも前記鉄筋の上方部分と前記間詰め材との間が接着剤によって接着されている
ことを特徴とする請求項１または２記載の合成床版の接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば一般道や高速道路等の橋梁に用いられる合成床版の接合構造に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば橋梁の架設に用いられる合成床版として、工場で製作した鋼製の底板を現場で主桁上に固定し、底板上に鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより床版を構築するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような合成床版を用いた施工では、底板上に直接コンクリートを打設することができるので、型枠を用いる必要がなく、現場作業の効率化を図ることができる。しかしながら、現場で床版全体のコンクリートを打設する工法では、現場でのコンクリートの打設及び長い養生期間を必要とするため、工期の短縮を十分に図ることができなかった。

【0003】

また、予め工場でコンクリートと一体に製作したプレキャスト合成床版を用いることにより、現場施工の効率化及び工期の短縮化を図るようにしたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。この工法では、主桁上に合成床版を設置するとともに、互いに隣り合う合成床版の端面間に間詰めコンクリートを打設するようにしているが、合成床版間における荷重の伝達力を確保するために、合成床版の端面から間詰め部内に複数の鉄筋を延出させ、各鉄筋により合成床版と間詰めコンクリートとの結合強度を高めるようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４１０６３１７号公報

【特許文献2】特開２０２０－６３６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、前記プレキャスト合成床版の接合構造においては、コンクリートの端面から延出する鉄筋の先端部に径方向に拡大した定着部を形成し、定着部によって間詰めコンクリートに対する鉄筋の引張方向の支圧力を高めるようにしている。しかしながら、各合成床版に曲げ応力が生じ、間詰めコンクリート内の鉄筋に引張力が加わると、鉄筋の定着部に応力が集中し、合成床版のコンクリートと間詰めコンクリートとの境界部の剥離や、鉄筋の定着部を起点とする間詰めコンクリートの亀裂が発生するおそれがあった。

【0006】

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、合成床版のコンクリートと間詰め材との境界面の剥離や亀裂の発生を抑制することのできる合成床版の接合構造を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は前記目的を達成するために、鋼製の底板上に所定方向に延びる鉄筋を配置してコンクリートを打設することにより形成される合成床版の底板の端部同士を連結するとともに、互いに隣り合う合成床版のコンクリートの端面間に前記鉄筋の端部側を配置し、前記コンクリートの端面間に間詰め材を充填することにより、合成床版同士を所定方向に接合する合成床版の接合構造において、前記コンクリートの端面間に配置される鉄筋は、先端部に径方向に拡大した定着部を有するとともに、先端側を前記所定方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成されている。

【0008】

これにより、各合成床版のコンクリートの端面間に配置される鉄筋の端部側が先端側を橋軸方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成されていることから、間詰め材の上面側よりも引張応力の小さい上下方向中央側に定着部が位置し、定着部への応力集中による合成床版のコンクリートと間詰め材との境界面の剥離や亀裂の発生が抑制される。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、合成床版のコンクリートと間詰め材との境界面の剥離や亀裂の発生を抑制することができるので、合成床版の接合部の耐久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の第１の実施形態を示す合成床版の平面図

【図2】合成床版の要部平面図

【図3】合成床版の要部側面断面図

【図4】合成床版の接合工程を示す側面断面図

【図5】合成床版の接合工程を示す側面断面図

【図6】合成床版の接合工程を示す側面断面図

【図7】合成床版の接合工程を示す側面断面図

【図8】合成床版の接合状態を示す側面断面図

【図9】合成床版の接合部を示す概略側面断面図

【図10】合成床版の接合部の比較例を示す概略側面断面図

【図11】本発明の第２の実施形態を示す合成床版の接合部の側面断面図

【図12】本発明の第３の実施形態を示す合成床版の接合部の側面断面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１乃至図９は本発明の第１の実施形態を示すもので、例えば一般道や高速道路等の橋梁に用いられる合成床版を示すものである。

【0012】

同図に示す合成床版１０は、主桁２０上に設置されるとともに、他の合成床版１０と橋軸方向に接合されることにより架設される。

【0013】

合成床版１０は、床版本体の底面をなす鋼製の底板１１と、橋軸方向に延びる配力筋としての複数の第１の鉄筋１２と、橋軸直角方向に延びる主鉄筋としての複数の第２の鉄筋１３と、底板１１上に固定された複数の補剛材１４と、底板１１上に打設されたコンクリート部１５とから構成され、底板１１は他の合成床版１０の底板１１とボルト１６及び添接板１７によって連結される。

【0014】

底板１１は、平板状の鋼板からなり、その橋軸方向両端側にはボルト１６を挿通する複数のボルト挿通孔１１ａが設けられている。各ボルト挿通孔１１ａは互いに橋軸直角方向に間隔をおいて配置され、それぞれ底板１１を厚さ方向に貫通するように設けられている。また、底板１１上には、コンクリート部１５内または後述する間詰めコンクリート１９内に埋設される複数のスタッド１１ｂが設けられている。

【0015】

各第１の鉄筋１２は、底板１１の上方に位置するように橋軸直角方向に配列され、その両端側はコンクリート部１５の外部に延出している。各第１の鉄筋１２の端部には、後述する間詰めコンクリートに定着させるための定着部１２ａが設けられ、定着部１２ａは第１の鉄筋１２の径方向に拡大するように形成されている。また、各第１の鉄筋１２の先端側は、橋軸方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成されている。各第１の鉄筋１２は、図２に示すように隣り合う他の合成床版１０の各第１の鉄筋１２と橋軸直角方向に一本ずつ交互に配列されるように設けられている。この場合、各第１の鉄筋１２は、一方の合成床版１０の第１の鉄筋１２と他方の合成床版１０の第１の鉄筋１２が互いに一つおきに広い間隔Ａ1 と狭い間隔Ａ2 になるように配置されるとともに、広い間隔Ａ1 の下方にボルト１６が位置するように配置されている。

【0016】

各第２の鉄筋１３は、底板１１の上方に位置するように橋軸方向に配列され、各第１の鉄筋１２の上方に配置されている。

【0017】

各補剛材１４は、橋軸直角方向に延びる鋼材（例えば、溝形鋼）からなり、互いに橋軸方向に間隔をおいて配置されている。

【0018】

コンクリート部１５は、工場等で型枠を用いて底板１１に打設され、底板１１上に底板１１の全幅に亘る床版部分を形成している。コンクリート部１５には、第１の鉄筋１２、第２の鉄筋１３、補剛材１４及びスタッド１１ｂが埋設され、底板１１の端部側及び第１の鉄筋１２の端部側はコンクリート部１５の端面１５ａから外部に水平方向に延出している。この場合、各第１の鉄筋１２は、コンクリート部１５の上下方向中央よりも上方に配置されている。また、コンクリート部１５には、主桁２０のずれ止め部材を挿通する複数の孔１５ｂが設けられている。

【0019】

ボルト１６は、高力ボルトからなり、合成床版１０を施工現場に搬入する前に予め底板１１に仮固定される。その際、ボルト１６は、図３に示すように底板１１のボルト挿通孔１１ａに下方から挿入されるとともに、底板１１の上方から仮固定ナット１６ａを螺着することにより底板１１に仮固定される。仮固定ナット１６ａには、例えば添接板１７よりも厚さ寸法の小さい合成樹脂製のリング状部材が用いられる。

【0020】

添接板１７は、橋軸直角方向に延びる鋼板からなり、互いに隣り合う合成床版１０の底板１１に亘って各底板１１の端部側の上面に載置されるように形成されている。添接板１７にはボルト１６を挿通する複数のボルト挿通孔１７ａが設けられ、ボルト挿通孔１７ａは仮固定ナット１６ａの外径よりも大きい内径に形成されている。

【0021】

以上のように構成された合成床版１０は、工場等で製作された後、施工現場に搬送される。その際、合成床版１０の底板１１には予め高力ボルト１６が仮固定されている。

【0022】

以下、図４乃至図８を参照して合成床版１０の接合工程を説明する。

【0023】

まず、現場に搬入された合成床版１０は、図４に示すように主桁２０上に先行して設置されている合成床版１０に対し、図５に示すように橋軸方向一方に位置するように主桁２０上に設置される。その際、合成床版１０の底板１１同士が僅かな間隔をおいて橋軸方向に突き合わされるとともに、各合成床版１０のコンクリート部１５の間に間詰め領域が形成される。また、コンクリート部１５の孔１５ｂ内には主桁２０のずれ止め部材（図示せず）が配置される。

【0024】

次に、図６に示すように各合成床版１０の底板１１の端部上面に添接板１７を配置し、底板１１に予め仮固定されているボルト１６にナット１６ｂを螺合して仮締めする。その際、仮固定ナット１６ａは添接板１７のボルト挿通孔１７ａ内に配置されることから、仮固定ナット１６ａがナット１６ｂに干渉することがない。

【0025】

ここで、互いに隣り合う合成床版１０においては、図２に示すように各第１の鉄筋１２の広い間隔Ａ1 の下方にボルト１６が位置しているので、図７に示すように各第１の鉄筋１２の上方から広い間隔Ａ1 を挿通可能な締め付け工具３０（例えば、ロングソケット付きシャーレンチ）を用いてナット１６ｂをボルト１６に本締めする。

【0026】

この後、図８に示すように、各コンクリート部１５間の間詰め領域に位置する第１の鉄筋１２上に橋軸直角方向に延びる複数の補強鉄筋１８を互いに橋軸方向に間隔をおいて配置し、各コンクリート部１５間の間詰め領域に間詰め材としての間詰めコンクリート１９を打設する。間詰めコンクリート１９には、例えば速硬性コンクリートが用いられる。これにより、間詰め領域の各第１の鉄筋１２が間詰めコンクリート１９と一体化し、各第１の鉄筋１２と間詰めコンクリート１９との間に生ずる付着力と支圧力（水平方向のせん断力に抗する力）によって各合成床版１０同士の結合強度が高められる。その際、各第１の鉄筋１２の端部に設けられた定着部１２ａによって付着力と支圧力が更に高められることから、図３に示すように、各合成床版１０の第１の鉄筋１２同士の橋軸方向における重なり部分の長さＬは、定着部１２ａを有しない鉄筋を用いた場合よりも短くすることができる。

【0027】

また、コンクリート部１５の孔１５ｂ内に無収縮モルタルを充填することにより、主桁２０のずれ止め部材（図示せず）とコンクリート部１５が一体化される。

【0028】

ここで、図９に示すように、各合成床版１０にそれぞれ荷重Ｆが加わり、間詰めコンクリート１９に曲げ応力が生ずると、間詰めコンクリート１９内の第１の鉄筋１２に引張力Ｐが加わる。その際、第１の鉄筋１２の先端側は橋軸方向に対して斜め下方に向かって屈曲しているので、図１０の比較例に示すように第１の鉄筋１２の先端側が屈曲していない場合に比べ、先端の定着部１２ａから間詰めコンクリート１９の上面までの高さ距離Ｄが長くなる。これにより、間詰めコンクリート１９の上面側よりも引張応力の小さい上下方向中央側に定着部１２ａが位置することから、定着部１２ａへの応力集中による合成床版１０のコンクリート部１５の端面１５ａと間詰めコンクリート１９との境界面（特に第１の鉄筋１２の上方部分）の剥離や定着部１２ａを起点とする亀裂の発生が抑制される。この場合、境界部から定着部１２ａまでの間には、例えば１０ｍｍ～６０ｍｍ程度の水平方向の距離Ｃが確保されることが剥離防止の上で好ましい。

【0029】

このように、本実施形態によれば、各合成床版１０のコンクリート部１５の端面１５ａから延出し、コンクリート部１５間の間詰めコンクリート１９内に埋設される第１の鉄筋１２が先端部に拡径した定着部１２ａを有するとともに、先端側を橋軸方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成されているので、間詰めコンクリート１９の上面側よりも引張応力の小さい上下方向中央側に定着部１２ａを位置させることができ、定着部１２ａへの応力集中によるコンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面の剥離や亀裂の発生を抑制することができ、合成床版１０の接合部の耐久性を向上させることができる。

【0030】

尚、前記実施形態では、一方の合成床版１０の第１の鉄筋１２と他方の合成床版１０の第１の鉄筋１２が互いに一つおきに広い間隔と狭い間隔になるように配置したものを示したが、各合成床版１０の第１の鉄筋１２を等間隔で配置するようにしたものであってもよい。

【0031】

また、前記実施形態では、合成床版１０同士を橋軸方向に接合するようにしたものを示したが、橋軸直角方向に接合する場合にも適用することができる。

【0032】

図１１は本発明の第２の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0033】

本実施形態では、各合成床版１０のコンクリート部１５の端面１５ｃが凹凸状をなすように形成されている。これにより、コンクリート部１５の端面１５ｃ間に充填された間詰めコンクリート１９とコンクリート部１５との境界面が凹凸状になり、境界面の付着力が高められる。

【0034】

本実施形態によれば、コンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面の付着力を高めることができるので、定着部１２ａへの応力集中による合成床版１０のコンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面（特に第１の鉄筋１２の上方部分）の剥離や定着部１２ａを起点とする亀裂の発生を抑制することができ、合成床版１０の接合部の耐久性を向上させることができる。

【0035】

尚、前記第２の実施形態では、コンクリート部１５の端面全体を凹凸状に形成したものを示したが、コンクリート１５の端面における第１の鉄筋１２の上方部分をのみを凹凸状に形成するようにしてもよい。

【0036】

図１２は本発明の第３の実施形態を示すもので、前記第１の実施形態と同等の構成部分には同一の符号を付して示す。

【0037】

本実施形態では、各合成床版１０のコンクリート部１５の端面に接着剤１５ｄを塗布するようにしている。これにより、コンクリート部１５の端面間に充填された間詰めコンクリート１９がコンクリート部１５の端面に接着剤１５ｄによって接着され、コンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面の付着力が高められる。

【0038】

本実施形態によれば、コンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面の付着力を高めることができるので、定着部１２ａへの応力集中による合成床版１０のコンクリート部１５と間詰めコンクリート１９との境界面（特に第１の鉄筋１２の上方部分）の剥離や定着部１２ａを起点とする亀裂の発生を抑制することができ、合成床版１０の接合部の耐久性を向上させることができる。

【0039】

尚、前記第２の実施形態では、コンクリート部１５の端面全体に接着剤１５ｄを塗布するようにしたものを示したが、コンクリート１５の端面における第１の鉄筋１２の上方部分をのみに接着剤を塗布するようにしてもよい。

【0040】

また、前記第２及び第３の実施形態では、前記第１の実施形態と同様、第１の鉄筋１２の先端側を橋軸方向に対して斜め下方に向かって屈曲するように形成したものを示したが、第１の鉄筋１２の先端側が屈曲していないものにも第２及び第３の実施形態の少なくとも一方の発明を適用することができる。

【0041】

尚、前記各実施形態は本発明の一実施例であり、本発明は前記実施形態に記載されたものに限定されない。

【符号の説明】

【0042】

１０…合成床版、１１…底板、１２…第１の鉄筋、１２ａ…定着部、１５…コンクリート部、１５ａ，１５ｃ…端面、１５ｄ…接着剤、１９…間詰めコンクリート。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】