JP2003253621A - 既設単純桁橋梁を連続化した連続桁構造 - Google Patents
既設単純桁橋梁を連続化した連続桁構造Info
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Abstract
橋梁であっても、連続化できるようにする。 【解決手段】 既設の橋梁Bでは、径間S1の中央の主
桁10とその隣りの径間S2の中側の主桁10との通り
がずれて非直線状になっている。上記2つの径間S1,
S2の主桁10の端部と交差するようにして橋幅方向に
延びる鉄筋コンクリート製の横梁20を構築する。各主
桁10端部のウエブ14には、スタッド(応力伝達部
材)が溶植されて横梁20のコンクリート内に埋設され
ている。これによって、各主桁10と横梁20とが、応
力伝達可能に接続され、ひいては上記非直線状の通りを
なす2つの主桁どうしが、互いに応力伝達可能になって
いる。これによって、橋梁Bが連続桁構造になってい
る。
Description
梁を連続化した構造に関する。
より単純桁構造のものが多い。近年、このような既設の
単純桁橋梁の耐震補強工事として主桁を連結化する事例
が多くなっている。図6は、この主桁連結化工法の一例
を示したものであり、橋軸方向に隣り合う2つの主桁1
A,1B(単純桁)のウエブ2間に上下3段の連結板3
A,3B,3Cが架け渡されている。特に上段の連結板
3Aは、各主桁1A,1Bの垂直補剛材4を貫通して長
く延びている。これによって、2つの主桁1A,1Bの
活荷重及び連結後の死荷重に対する挙動を連続桁として
の挙動に近づけることができ、耐震性の向上を図ること
ができる。その他、重交通(道路橋示方書の改訂によ
り、設計時に比して現行の活荷重が増加したこと)に対
する長寿命化、振動・騒音の軽減による周辺地域の環境
改善、ノージョイント化によるメンテナンスフリー化な
どの多くのメリットを得ることができる。
工法を実施するには、連結されるべき2つの主桁どうし
の通りが略一直線になっていなければならないという制
約があり、通りが非直線状の場合、すなわち、(1)連
結されるべき主桁どうしが橋幅方向に大きくずれている
場合、(2)連結されるべき主桁どうしが大きく角折れ
している場合、(3)連結されるべき主桁の少なくとも
一方が大きく曲がった曲線桁である場合には、これら主
桁どうしを連結板で繋げるのが物理的に不可能であっ
た。そのため、連結化の必要性が高くても実施をあきら
めざるを得なかった。
めに、本発明は、径間ごとに鋼製主桁が架設され、しか
も隣り合う径間の主桁どうしの通りが非直線状(これら
主桁どうしの軸線が互いにずれ、若しくは角折れし、又
は少なくとも一方の主桁が曲線桁であること)になった
既設の単純桁橋梁を連続化した構造に係る。上記隣り合
う径間どうしの間には、橋幅方向に延びる鉄筋コンクリ
ート製の横梁が、各主桁の端部と交差するようにして構
築されている。各主桁の端部には、上記横梁のコンクリ
ートに埋設されるようにして応力伝達部材が設けられて
いる。この応力伝達部材を介して上記横梁と各主桁とが
応力伝達可能になっている。これによって、主桁の通り
が非直線状になっていても、確実に連続化でき、連続桁
橋梁とすることができる。
ウエブに溶植されたスタッドであることが望ましい。こ
れによって、構成を簡素化でき、しかも応力伝達を確実
に行わせることができる。
レス鋼材を含み、プレストレストコンクリートを構成し
ていることが望ましい。これによって、ねじりモーメン
トに対する抵抗を増大させることができ、梁断面を縮小
化することができる。これらプレストレス鋼材のうち数
本は、上記主桁のウエブを貫通して橋幅方向に延びてい
ることが望ましい。
側部と、上記横梁の上側部との間には、プレストレス鋼
材からなる外ケーブルが緊張されて架け渡されているこ
とが望ましい。これによって、主桁又は横梁の上側部に
作用する引張り応力の一部をこの外ケーブルを介して伝
達することができ、主桁と横梁の接合部に局所的な応力
集中が起きないようにすることができる。
は、上下のフランジとウエブとで画成された凹部に、鉄
筋コンクリートが、上記横梁に連なるようにして充填さ
れ、この鉄筋コンクリートが、上記フランジに対し垂直
に延びる第1鉄筋と、これに直交して上記ウエブに沿っ
て水平に延びる第2鉄筋とを含み、上記第1鉄筋の上下
端が上下のフランジに連結されていることが望ましい。
これによって、主桁と横梁との間の急激な断面変化を緩
和でき、接合部への局所的な応力集中を確実に防止でき
る。上記第2鉄筋は、上記横梁の内部に延長され、横梁
の鉄筋を兼ねていることが望ましい。これによって、横
梁と鉄筋コンクリートを確実に一体化することができ
る。
面を参照して説明する。図5は、連続化される前の既設
単純桁橋梁Bにおける主桁10の配置を示したものであ
る。各主桁10は、ウエブ11と上下のフランジ12,
13とを有するI形断面鋼で構成されている。ウエブ1
1の両側面には、垂直補剛材14が間隔を置いて設けら
れている。
切られた径間S1,S2…ごとに橋軸方向に延びるよう
にして架設されている。各々の径間S1,S2…には、
橋幅方向に離れて複数の主桁10が並設されている。こ
の実施形態の橋梁Bでは、径間S1に3つの主桁10が
並設され、その隣の径間S2に4つの主桁10が上記径
間S1より狭い間隔で並設されている。
0の端部どうしは、鋼製の端支点横桁(図示省略。図1
〜図4において同様。)によって連ねられている。端支
点横桁の端部は、支承(図2参照)の真上(主桁10の
最も端側)の垂直補剛材14に宛がわれてボルト締めさ
れている。
両サイドの主桁10どうしは、互いに一直線上に配さ
れ、通りが直線状になっている。一方、径間S1の橋幅
方向中央の主桁10と径間S2の橋幅方向中側の2つの
主桁10とは、互いに軸線がずれ、通りが非直線状にな
っている。本発明は、このような非直線状の通りをなす
主桁10どうしを連続化して連続桁を構築するものであ
る。
を説明する。図1に示すように、連続化された橋梁Bで
は、各中間支点すなわち隣り合う径間S1,S2…どう
しの境に、プレストレストコンクリートからなる横梁2
0が橋幅方向に延びるようにして構築されている。横梁
20は、各主桁10と交差している。すなわち、横梁2
0のコンクリート21内部に、各主桁10の端部が埋設
されている。図2及び図4に示すように、この埋設部分
のウエブ11には、適宜長さのスタッド15(応力伝達
部材)が溶植されている。スタッド15は、ウエブ11
の上下方向の全域にわたって多数配されている。これら
スタッドによって、主桁10と横梁20とが確実に応力
伝達可能になっている。
示すように、横梁20のコンクリート21内には、横梁
20の軸方向(橋幅方向)に延びる普通鉄筋22と、横
梁20の幅方向(橋軸方向)に延びる普通鉄筋24が複
数本ずつ配筋されている。
を確保する位置に配筋されている。一方の径間S1寄り
に配された鉄筋22は、その径間S1の主桁10の端部
と交差し、他方の径間S2寄りに配された鉄筋22は、
その径間S2の主桁10の端部と交差している。各主桁
10の端部のウエブ11には、これら鉄筋22を通す貫
通孔11aが形成されている。横桁20の軸方向にはす
べての鉄筋22を囲むようにしてスターラップ筋26が
配筋されるとともに、各主桁10の近傍には、その主桁
10を貫通する複数本の鉄筋22だけを囲むスターラッ
プ筋26も設けられている。
は、鉄筋22と平行をなして横梁20の軸方向(橋幅方
向)に延びるPCケーブル(プレストレス鋼材)23
と、鉄筋24と平行をなして横梁20の幅方向(橋軸方
向)に延びるPC鋼材(プレストレス鋼材)25とが、
複数本ずつ配筋されている。PCケーブル23は、鉄筋
22よりもコンクリート21の内側に配されている。こ
れらPCケーブル23のうち径間S1寄りに配されたP
Cケーブル23は、その径間S1の主桁10の端部と交
差し、径間S2寄りに配されたPCケーブル23は、そ
の径間S2の主桁10の端部と交差している。各主桁1
0のウエブ11には、PCケーブル23を通す貫通孔1
1bが形成されている。図1に示すように、これらPC
ケーブル23は、その延び方向に緊張され、両端が横梁
20の端面から突出されるとともに、この端面に設けら
れた定着部材28Aに定着されている。これによって、
コンクリート21には、横梁20の軸方向(橋幅方向)
に沿うプレストレスが付与されている。
横梁20の幅方向(橋軸方向)に延びるPC鋼材25
は、横梁20の側面から突出され、この側面に設けられ
た定着部材28Bに緊張状態で定着されている。これに
よって、コンクリート21には、幅方向(橋軸方向)の
プレストレスも付与されている。
ストレス鋼材23,25の延び方向、配筋位置、本数等
は、上記に限定されるものではなく、設計強度確保の必
要に応じて種々の態様(例えば延び方向を斜めや垂直に
する等)が採用される。
側部であって、しかも主桁10の近傍には、橋軸方向に
延びるプレストレス鋼材として、PC鋼材25に代えて
PC外ケーブル27が配筋されている。PC外ケーブル
27は、延び方向に緊張された状態で、一端部が横梁2
0における上記近傍の主桁10とは逆側の側面の定着部
材28Bに定着される一方、他端部が横梁20から外に
出されて、上記近傍の主桁10のウエブ11上側部に設
けられた定着部材29に定着されている。これによっ
て、主桁10と横梁20の上側部どうし間の応力伝達が
PCケーブル27を介してもなされるようになってい
る。
20との交差部近傍には、ウエブ11と上下のフランジ
12,13とで作る凹部10aに、鉄筋コンクリート3
0が充填されている。鉄筋コンクリート30のコンクリ
ート31は、横梁20のコンクリート21と打ち継目無
しに一体に連なっている。コンクリート31の外側面
は、フランジ12,13あるいは垂直補剛材14の縁と
面一になっている。なお、設計上必要とされる強度によ
っては、コンクリート31をフランジ12,13や垂直
補剛材14より薄く、あるいは厚く打設することもあ
る。鉄筋コンクリート30における横梁20とは逆側の
端面は、垂直補剛材14によって画されているが、これ
に限定されるものではなく、隣接する2つの垂直補剛材
14の間に露出するように位置されていてもよい。
部には、フランジに対し垂直をなす鉄筋32(第1鉄
筋)と、ウエブ11に沿ってフランジに水平をなす鉄筋
33(第2鉄筋)とがそれぞれ複数本ずつ埋設されてい
る。複数の垂直鉄筋32は、主桁10の延び方向に間隔
を置いて配されている。各垂直鉄筋32の上下端は、上
下のフランジ12,13にそれぞれ突き当てられ、アー
ク溶接やスポット溶接にて連結されている。
て配されている。これら水平鉄筋33は、主桁10の上
側部(桁断面の中立軸よりも上側の引張応力が作用する
領域)の方に、下側部(圧縮応力が作用する領域)より
も多数配されている。なお、主桁10の上側部に配され
る水平鉄筋33を、下側部に配される水平鉄筋33より
太くしたり、強度の高いものを用いたりしてもよい。各
水平鉄筋33は、横梁20の内部にも入り込み、横梁2
0の幅方向鉄筋24を兼ねている。これによって、横梁
20と鉄筋コンクリート30ひいては主桁10とが一層
確実に一体化されている。主桁10の垂直補剛材14に
は、上記水平鉄筋33を通す貫通孔14aが形成されて
いる。
は、上述の図示しない端支点横桁が埋められている。こ
の端支点横桁には、横梁20の幅方向鉄筋24,33、
PC鋼材25、及びPCケーブル27を通す貫通孔が形
成されている。
り合う径間S1,S2…どうしの間すなわち中間支点部
に、単純桁用の伸縮装置に代えて、場所打ちコンクリー
トからなる床版50が設けられている。床版50は、横
梁20のコンクリート21上に打ち継がれている。ま
た、橋脚40上には、各主桁10の端部ごとに中間支点
用支承41が設けられている。(なお、中間支点用支承
41は、横梁20の幅方向の中間位置に設け、横梁20
を介して各主桁10の端部を支えるようにしてもよ
い。)
る。まず、主桁10のウエブ11にスタッド15を溶植
する。また、鉄筋22,24,26,32,33やプレ
ストレス鋼材23,25,27を配筋する。配筋に際し
て、予め主桁10に貫通孔11a,11b,14aを開
穿しておく。(貫通孔は、上記図示しない端支点横桁に
も開穿しておく。)更に、横梁20用及び鉄筋コンクリ
ート30用の型枠(図示せず)を設置する。型枠には、
定着部材28,29を取り付け、それにプレストレス鋼
材23,25,27の端部を止める。なお、この実施形
態では、鉄筋コンクリート30における横梁20とは逆
側の端面については、垂直補剛材14によって画されて
いるので、この垂直補剛材14を上記逆側端面のための
型枠材として用いることができ、専用の型枠材は不要で
ある。(上記逆側端面を2つの垂直補剛材14の間に位
置させる場合には、この位置に上記逆側端面用の型枠材
を設置することになる。)
を打設する。このコンクリート21,31の養生後、型
枠を撤去する。そして、プレストレス鋼材23,25,
27を緊張させ、コンクリート21にプレストレスを付
与する。その後、橋梁Bの交通を一時遮断したうえで、
伸縮装置を外して床版50のコンクリートを場所打ちす
る。また、主桁10をジャッキで支えながら、単純桁用
の支承を連続桁用の支承41に取り替える。なお、横梁
20施工中の交通を考慮する必要が無い場合には、コン
クリート21,31の打設工程において床版50のコン
クリートをも一緒に打設することにしてもよい。また、
支承41の取り替えは連続化施工の初期ないし中途の段
階で行ってもよい。
えば、径間S1の中央の主桁10に下向きの活荷重が作
用したとする。この主桁10の端部は横梁20に拘束さ
れているため、そこに負の曲げモーメントが発生し、こ
れが横梁20に伝達される。この時、主桁10端部のス
タッド15によって横梁20への応力伝達を確実に行う
ことができる。また、主桁10と横梁20の上側部どう
しの間で伝達される引張り応力については、PC外ケー
ブル27を介しても伝達することができ、主桁10と横
梁20の接合部に局所的な応力集中が起きないようにす
ることができる。更に、横梁20近傍の主桁ウエブ11
には、鉄筋コンクリート30が横梁20に連なるように
して充填されているので、主桁10と横梁20との間の
急激な断面変化を緩和でき、上記接合部への局所的な応
力集中をより一層確実に防止することができる。この鉄
筋コンクリート30の垂直鉄筋32は、上下のフランジ
12,13を拘束することにより大きな強度を発現で
き、水平鉄筋33は、引張り応力に対して十分な耐力を
発現できる。これによって、上記負の曲げモーメントに
対して十分な強度を発揮することができる。
トがねじりモーメントとして径間S 1中央の主桁10と
の接合部から横梁20の軸方向の両側に向けて伝達され
る。この時、横梁20のコンクリート21は、プレスト
レス鋼材23,25によってプレストレスを付与されて
いるので、上記ねじれに対して大きな抵抗を発揮するこ
とができる。したがって、横梁20の断面を小さくで
き、軽量化ひいては橋脚に作用する地震時水平力の軽減
を図ることができる。
間S2の中側の2つの主桁10との接合部において、こ
れら主桁10の端部に負の曲げモーメントとして伝達さ
れる。この時、上述した径間S1中央の主桁の場合と同
様に、径間S2中側の主桁10のスタッド15によって
確実に応力伝達することができ、特に上側部の引張り応
力についてはPCケーブル27によって一層確実に伝達
でき、更に鉄筋コンクリート30によって応力集中を確
実に緩和できる。
の主桁10の通りが一直線になっていなくても、一方の
径間S1の主桁10に作用した応力を横梁20を介して
他方の径間S2の主桁10に確実に伝達することができ
る。よって、橋梁Bは、連続桁と同様の挙動を示す。こ
れによって、耐震性を向上でき、落橋を確実に防止する
ことができると共に、重交通に対する長寿命化が可能と
なる。また、横梁20はコンクリート製であるので、鋼
製の場合よりも現場に搬入すべき部材重量の軽量化を図
ることができ、現場作業性を向上させることができる。
更に、連結後の中間支点となる主桁端部の剛性が増加す
るため、車両走行時の振動・騒音を大幅に軽減すること
ができる。
直線状になっていない全ての場合に適用できる。すなわ
ち、隣り合う径間の主桁どうしがずれている場合に限ら
れず、角折れしている場合や、一方又は両方の主桁が曲
線桁になっている場合でも、これら主桁の端部と交差す
るコンクリート製横梁を構築することによって、この横
梁を介して確実に応力伝達でき、連続桁として挙動させ
ることができる。
きる。例えば、スタッドに代えて、主桁ウエブを貫通す
る鉄筋を横梁内に多数埋設し、これを主桁と横梁との間
の応力伝達部材としてもよい。
既設単純桁橋梁の主桁の通りが非直線状になっていて
も、これら主桁と交差するコンクリート製横梁を構築
し、応力伝達部材を介して横梁と各主桁間の応力伝達を
行わせることによって、主桁どうしを確実に連続化で
き、連続桁橋梁にすることができる。これによって、耐
震性の向上、落橋の防止、振動・騒音の軽減等を図るこ
とができる。主桁端部のウエブにスタッドを溶植して横
梁に埋設し、これを上記応力伝達部材とすることによっ
て構成を簡素化でき、しかも応力伝達を確実に行わせる
ことができる。
よって、ねじりモーメントに対する抵抗を増大させるこ
とができ、梁断面を縮小化して、軽量化ひいては橋脚に
作用する地震時水平力の軽減を図ることができる。
鋼材からなる外ケーブルを架け渡すことによって、主桁
又は横梁の上側部に作用する引張り応力の一部をこの外
ケーブルを介して伝達することができ、主桁と横梁の接
合部に局所的な応力集中が起きないようにすることがで
きる。
成された凹部に、横梁に連なるようにして鉄筋コンクリ
ートを充填することによって、主桁と横梁との間の急激
な断面変化を緩和でき、接合部への局所的な応力集中を
確実に防止できる。上記鉄筋コンクリートの水平な第2
鉄筋を横梁の内部に延長させることによって、横梁と鉄
筋コンクリートを確実に一体化することができる。
状態で示す斜視図である。
る。
る。
る。
る。
る。
Claims (7)
- 【請求項1】 鋼製の主桁が径間ごとに架設され、隣り
合う径間の主桁どうしの通りが非直線状になった既設の
単純桁橋梁を連続化した構造であって、上記隣り合う径
間どうしの間には、橋幅方向に延びる鉄筋コンクリート
製の横梁が、各主桁の端部と交差するようにして構築さ
れ、各主桁の端部には、上記横梁のコンクリートに埋設
されるようにして応力伝達部材が設けられ、この応力伝
達部材を介して上記横梁と各主桁とが応力伝達可能にな
っていることを特徴とする既設単純桁橋梁を連続化した
連続桁構造。 - 【請求項2】 上記応力伝達部材が、上記主桁のウエブ
に溶植されたスタッドであることを特徴とする請求項1
に記載の既設単純桁橋梁を連続化した連続桁構造。 - 【請求項3】 上記横梁が、緊張された複数本のプレス
トレス鋼材を含み、これによってプレストレストコンク
リートを構成していることを特徴とする請求項1又は2
に記載の既設単純桁橋梁を連続化した連続桁構造。 - 【請求項4】 上記複数のプレストレス鋼材のうち数本
が、上記主桁のウエブを貫通して橋幅方向に延びている
ことを特徴とする請求項3に記載の既設単純桁橋梁を連
続化した連続桁構造。 - 【請求項5】 上記主桁における横梁との交差部近傍の
上側部と、上記横梁の上側部との間には、プレストレス
鋼材からなる外ケーブルが緊張されて架け渡されている
ことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の既設単
純桁橋梁を連続化した連続桁構造。 - 【請求項6】 上記主桁における横梁との交差部近傍に
は、上下のフランジとウエブとで画成された凹部に、鉄
筋コンクリートが、上記横梁に連なるようにして充填さ
れ、この鉄筋コンクリートが、垂直に延びる第1鉄筋
と、上記ウエブに沿って水平に延びる第2鉄筋とを含
み、上記第1鉄筋の上下端が上下のフランジに連結され
ていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の
既設単純桁橋梁を連続化した連続桁構造。 - 【請求項7】 上記第2鉄筋が、上記横梁の内部に延長
され、横梁の鉄筋を兼ねていることを特徴とする請求項
6に記載の既設単純桁橋梁を連続化した連続桁構造。
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Cited By (13)
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