JP2000008324A - 床版合成桁構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 床版を強度面等で最も合理的に支持できる桁
構造とした合成桁構造を提供する。 【解決手段】 支間方向に伸長して上桁７と下桁８を設
け、この上下の桁間をコンクリート床版１０を介在させ
て固定することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木，建築，橋梁
分野において、桁と床版とからなる床版合成桁構造に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、橋における道路床版等を合成桁で
構築する場合にあっては、図１３に示すように支間方向
に伸長してＨ型鋼材等からなる桁（以下主桁という）１
を複数配設し、この主桁１の上面にコンクリートの床版
２を構築している。つまり、床版２の下側に主桁１を固
定することにより合成桁構造を構築してきた。コンクリ
ート床版２の車両走行面の両端には縁石部３が設けられ
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】合成桁構造を構成する
場合において、従来の床版下面に下方に向けて床版支間
方向に主桁を固定して構築した桁構造には、下記の問題
点があった。 大きな支間間隔（つまり、橋脚間のスパン）が必要
な場合、この大スパン間の床版を支持するには、より大
きな力が必要であり、このため、床版下面に大きな断面
性能の桁が必要となることから、主桁が例えば鋼桁の場
合、 Ａ．所要の高さの桁が必要となり、床版設置高さが決ま
っているため、おのずから桁下端の位置が下がり、その
ぶん床版下部の利用空間が小さくなる。また、桁高が大
きくなると、この桁のトラックによる道路運搬時に高さ
制限等で道路交通障害をきたす。 Ｂ．また、桁高制限をして必要な強度を出すためには、
鋼材の各部の板厚の著るしい増大となり、過大な鋼材量
となってコストアップとなる。 Ｃ．特に、製作上桁高限界（９００ｍｍ）のあるロール
Ｈ型鋼を桁として用いる場合、大きな支間間隔（スパン
２０ｍ以上）が必要な場合は、適用不可能となる。 コンクリートの床版と鋼Ｈ桁を固定して合成桁構造
の橋梁を構築する場合、合成桁に生じる正曲げ部（橋脚
上部の支点とその両側付近）のコンクリート床版には大
きな圧縮力が作用し、また合成桁負曲げ部（つまり、支
点間中間とその両側付近）のコンクリート床版には、大
きな引っ張り力が作用し、これらの大きな力が橋梁にと
って最も重要な車両走行部となるコンクリート床版の亀
裂損傷に繋がる。 車両走行に対応した防音壁やガードレールが、走行
踏面である床版両端に床版より上方に向けて床版梁間方
向に別途必要である。本発明は前記の課題を解決した合
成桁構造を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
め、本発明に係る床版合成桁構造は、支間方向に伸長し
て上桁と下桁を設け、この上下の桁間を床版を介在させ
て固定することを特徴とする。本発明において、前記の
上桁を前記床版の車両走行面両端に固定することを特徴
とする。また本発明において、前記の床版が鉄筋コンク
リートよりなり、上桁と下桁が鋼桁よりなることを特徴
とする。また本発明において、前記鋼桁とコンクリート
床版の接合界面には、鋼桁からコンクリート床版に向っ
てシヤーキイが突出固定されていることを特徴とする。
また本発明において、前記鋼上桁がＨ型鋼材からなり、
そのウエブとフランジがコンクリート床版両端面で接合
界面を持つことを特徴とする。

【０００５】本発明の床版合成桁構造によると、上桁と
下桁とが床版を介して固定される構造であるので、大き
な桁高性能を持った重ね合成桁に容易に構成でき、しか
も大きな桁高の割りには桁上，桁下の建築限界に妨げら
れず、さらに桁構造が合理化されたことにより、同一支
間間隔（スパン）では従来より桁鋼材重量を少なくで
き、同一桁鋼材重量では支間間隔を従来より長くでき
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を参
照して説明する。図１は本発明の第１実施形態を示し、
それぞれウエブ４及び上下のフランジ５，６を有するＨ
型鋼からなる上桁７と下桁８が、支間方向に伸長して設
けられ、この上下の桁間にコンクリート床版１０が介在
され、コンクリート床版１０の上下面が、それぞれ上桁
７の下フランジ６および下桁８の上フランジ５に当てが
われ、固定されて床版合成桁構造が構築された例が示さ
れている。

【０００７】図示例の場合、上桁７は車両走行路に用い
られるコンクリート床版１０の両端に設けられること
で、桁機能に加えて縁石ないし防護，防音壁機能を持た
せている。下桁８はコンクリート床版１０を介して上桁
７の直下に設けられているので、上桁７からの荷重はこ
の下桁８で直に受けられる。

【０００８】図２は第２実施形態を示し、この第２実施
形態に示す床版合成桁構造では、上桁７はコンクリート
床版１０に対し、第１実施形態と同様に配設されるのに
対し、下桁８はコンクリート床版１０の下側に道路幅方
向に複数平行に並べて設けられている。そして、両外側
の下桁８（これを仮に下外桁８ｂという）は第１実施形
態と同様に上桁７の直下に設けられていて、上桁７から
の荷重を直に受けるのに対し、内側に設けられる下桁８
（これを仮に下内桁８ａという）は、上桁７に対して、
平面的に位置がずれて設けられており、上桁７からの下
向きの力は、上桁７と下内桁８ａの間を繋ぐコンクリー
ト床版１０を介して、この下内桁８ａへ伝えられる。

【０００９】図３，図４は第３実施形態を示し、この第
３実施形態では、第２実施形態における下外桁８ｂがな
い床版合成桁構造が示されている。また、第３実施形態
では、上桁７の下フランジ６の下面と下内桁８ａの上フ
ランジ５の上面にシエアキーとしてのスタッドジベル１
１が溶接されている。このスタッドジベル１１は、所定
の厚み（Ｔ）を有し、内部に補強鉄筋１２が配筋された
コンクリート床版１０内に埋込まれており、このスタッ
ドジベル１１を介してコンクリート床版１０と、上桁７
と、下内桁８ａとが強固に結合されている。このスタッ
ドジベル１１による上下の桁とコンクリート床版との結
合構造は第１，第２実施形態でも同様に実施される。

【００１０】図５，図６は、第４実施形態に係る床版合
成桁構造を示す。この第４実施形態では、コンクリート
床版１０の両端下面が、両側の上桁７の下フランジ６の
上面で支持され、かつ両端面をウエブ４の側面に当てが
うことでコンクリート床版１０のよこ方向の動きが制限
されて、コンクリート床版１０の両端部が上桁７に支持
されている。コンクリート床版１０の下面が下桁８の上
フランジ５で支持されるのは、先の実施形態と同じであ
る。さらに、このコンクリート床版１０を支える上桁７
の下フランジ６の上面と、ウエブ４の側面にそれぞれス
タッドジベル１１が溶接され、この上向きと横向きのス
タッドジベル１１がコンクリート床版１０の端部に埋設
されることで、コンクリート床版１０の両端部と上桁７
の結合が確実になされている。他の構成は第３実施形態
と同じである。

【００１１】図７，図８は第５実施形態を示す。第１〜
第４実施形態では、上桁７と下桁８はいずれもそれ自体
が鋼桁を構成しているのに対し、この第５実施形態で
は、Ｈ型鋼材からなる上桁７と下桁８のそれぞれが桁補
強材としてコンクリート中に埋設されたコンクリート上
桁１７およびコンクリート下桁１８が構成されており、
コンクリート床版１０と上下のコンクリート桁１７，１
８とは、コンクリートの一体的打設により構築されてい
る。

【００１２】第１〜第５実施形態において共通する構成
は、上桁７と下桁８の中間にコンクリート床版１０が位
置し、このコンクリート床版１０によって上桁７（およ
びコンクリート上桁１７）と下桁８（およびコンクリー
ト下桁１８）を固着して床版合成桁を構成していること
である。これらの床版合成桁は、例えば図１の施工例と
して図９に示すように、所定の支間間隔をおいて配設の
橋脚１３の上端に設けられる。

【００１３】本発明に係る床版合成桁と、従来構造の床
版合成桁における各コンクリート床版２と１０に作用す
る耐曲げ応力の比較例が図１０と図１１に示されてい
る。各図から分かるように、従来構造（図１１に示す）
の床版合成桁では、Ｈ型鋼材の主桁１の上フランジ上に
コンクリート床版２が配置されるのに対し、本発明の床
版合成桁（図１０に示す）では、コンクリート床版１０
の上下にＨ型鋼材の上桁７と下桁８が位置しているの
で、従来例における各部の寸法関係（以下その記号に
(ィ）を付記する）を(ィ）Ｃ・ｈc ，(ィ）Ｔ・ｈt とし、
本発明における各部の寸法関係（以下その記号に(ロ) を
付記する）を、(ロ) Ｃ・ｈc ，(ロ) Ｔ・ｈt とすると、
(ィ）Ｃ・ｈc ＜(ロ) Ｃ・ｈc ，(ィ）Ｔ・ｈt ＜(ロ) Ｃ・
ｈc の関係にある。それ故に、耐曲げ応力であるＭR
は、従来例では、ＭR ＝(ィ）Ｃ・ｈc ＋(ィ）Ｔ・ｈt 、
本発明ではＭR ＝(ロ) Ｃ・ｈc ＋(ロ) Ｔ・ｈt であり、
本発明のコンクリート床版１０の耐曲げ応力が従来より
も著るしく増大していることが明らかである。

【００１４】図１２には、本発明に係る合成桁構造と、
従来例に係る合成桁構造における主桁鋼材重量比較例が
グラフで示されている。▲は従来タイプ、●は本発明を
示し、この図から分かるように、従来例に比べ本発明で
は、床版の支点間隔が同じ長さであれば、桁の鋼材重量
が３０％程度少なくてすみ、鋼材重量が同じであれば、
支点間距離（スパン）を３０％程度長くできることが明
らかである。

【００１５】第１〜第５実施形態の構造的特徴にもとづ
く作用効果をまとめて説明する。 （イ）上桁７が車両走行路となる床版両端から上方に向
けて立上り、梁間方向（スパン方向）に伸長して固定し
てあるので、上桁７とコンクリート床版両端での接合固
定は、コンクリート床版１０を介して、下桁８と強固に
構造一体化でき、大きな桁高性能を持った重ね合成桁に
容易に構成できる。 （ロ）コンクリート床版１０の両端部の上桁７は桁構造
としての大きな構造要素を構成すると同時に、走行車両
のための騒音防止壁やガードレールの機能を果たす。 （ハ）また、図３以下で示すように、床版コンクリート
１０に発生する断面力低減のため、上桁７と下桁８との
平面的ずれ配置による適正桁間隔を採っても、床版構造
は、面内剪断力が大きく、上桁７と下桁８の構造一体化
を妨げることはない。特に床版がコンクリートの場合、
その平面剛性は大きく、上桁７と下桁８相互の接合固定
は、容易に構造一体化が可能となる。 （ニ）床版が鉄筋コンクリートからなり、上桁７と下桁
８が鋼桁からなる構成とすることにより、床版として安
価で高性能な鉄筋コンクリートは、上桁７と下桁８を現
場で容易に接合固定できる。 （ホ）上桁７と下桁８が鋼桁よりなり、さらに鋼桁とコ
ンクリート床版の接合界面では、コンクリート床版１０
に向って鋼桁に固着したスタッドジベル１１や穴あき鋼
板ジベルを取り付けることで両部材を容易に接合固定で
きる。 （へ）図５，図６に示す例では、コンクリート床版１０
の両端面と下面が上桁７の下フランジ６の上面とウエブ
４の側面とで接合界面を持つので、打設コンクリートと
鋼面との密着性が高い。

【００１６】

【発明の効果】本発明に係る特許請求の範囲に記載する
床版合成桁構造によると次の効果がある。 車両走行に用いられる床版を上桁と下桁の重ね接合
界面構造に兼用させることにより、大きな桁高性能を持
った重ね合成桁に容易に構成できるので、低コストで大
きな支間の合成桁構造を構築できる。 床版から上桁と下桁がそれぞれ別々に上下に突出し
ているので、大きな桁高の割りには、桁上，桁下の建築
限界に妨げられない。また、桁高の低い上桁と下桁を別
々に分離運搬できるので、道路交通制限を受けない。 特に製作上、桁高限界（９００ｍｍ）のあるロール
Ｈ型鋼を桁として用いる場合、より大きな桁高となる上
桁と下桁の重ね桁として用いることができるので、大き
な支間間隔（スパン３０ｍ程度）が必要な場合も適用可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る床版合成桁構造の
破断斜視図である。

【図２】第２実施形態に係る床版合成桁構造の破断斜視
図である。

【図３】第３実施形態に係る床版合成桁構造の破断斜視
図である。

【図４】図３の破断拡大断面図である。

【図５】第４実施形態に係る床版合成桁構造の破断斜視
図である。

【図６】図５の破断拡大断面図である。

【図７】第５実施形態に係る床版合成桁構造の破断斜視
図である。

【図８】図７の右側部分の拡大断面図である。

【図９】本発明の実施形態に係る床版合成桁を用いた橋
の側面図である。

【図１０】本発明に係るコンクリート床版の耐曲げ応力
を示す説明図である。

【図１１】従来の合成桁におけるコンクリート床版の耐
曲げ応力を示す説明図である。

【図１２】本発明と従来例の合成桁構造において、それ
ぞれの桁に用いられる鋼材重量と、桁を支持できるスパ
ンとの関係をグラフで示す図である。

【図１３】従来の床版合成桁構造の破断斜視図である。

【符号の説明】

１ 主桁 ２ コンクリート床版 ３ 縁石部 ４ ウエブ ５ 上フランジ ６ 下フランジ ７ 上桁 ８ 下桁 １０ コンクリート床版 １１ スタッドジベル １２ 補強鉄筋 １３ 橋脚 １７ コンクリート上桁 １８ コンクリート下桁

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支間方向に伸長して上桁と下桁を設け、
   この上下の桁間を床版を介在させて固定することを特徴
   とする床版合成桁構造。
2. 【請求項２】 前記の上桁を前記床版の車両走行面両端
   に固定することを特徴とする請求項１に記載の床版合成
   桁構造。
3. 【請求項３】 床版が鉄筋コンクリートよりなり、上桁
   と下桁が鋼桁よりなる請求項１または２に記載の床版合
   成桁構造。
4. 【請求項４】 前記鋼桁とコンクリート床版の接合界面
   には、鋼桁からコンクリート床版に向ってシヤーキイが
   突出固定されている請求項３記載の床版合成桁構造。
5. 【請求項５】 前記鋼上桁がＨ型鋼材からなり、そのウ
   エブとフランジがコンクリート床版両端面で接合界面を
   持つ請求項３または４のいずれかに記載の床版合成桁構
   造。