JPH059910A - Ｐｃ複合トラス構造およびその構築工法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プレストレスによる補強を効果的に行うこと
ができるとともに、軽量できわめて経済的なＰＣ複合ト
ラス構造およびその構築工法を提供する。 【構成】 ＰＣ構造の上下床板3,4 と、トラス構造のウ
ェブ５とから構築し、上下床板3,4 およびトラス構造の
ウェブ５とをそれぞれ複数ユニットに分割して構築し、
各ユニットをプレストレスを導入しつつ、施工ブロック
の長さに組み立て、この施工ブロックをプレストレスを
導入しつつ、順次架設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、おもに、橋梁などに
適用されるＰＣ複合トラス構造およびその構築工法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、押し出し工法や片持ち施工のよ
うに、断面力が交番するプレストレストコンクリ−ト構
造（以下、ＰＣ構造という）においては、上床板および
下床板の双方にＰＣ鋼材を配置して断面力に対処するの
が一般的である。

【０００３】この補強方法は合理的な方法であるが、架
設中に曲げモーメントによる圧縮応力にプレストレスに
よる圧縮応力が加算されるために、一般のＰＣ桁では、
桁高を高くして曲げモーメントによる応力を減らすよう
に工夫されているが、主桁重量が増加するとうい課題が
ある。

【０００４】そこで、最近では高強度コンクリ−トの使
用や複合構造による軽量化方法が、種々検討されている
が、実用化には、以下に述べるような様々な課題があ
る。

【０００５】このうち、従来のＰＣ箱桁構造におけるウ
ェブの部材寸法は、剪断耐力などによって決定されるの
ではなく、ＰＣ鋼材の配置間隔やコンクリ−ト打設時の
バイブレーターの挿入用空間などの構造細目によって決
定されているのが一般的である（図19,20 参照) 。

【０００６】したがって、前記のような従来の断面形状
で高強度コンクリ−トを使用しても、構造細目上の最小
寸法以下にはできないため、軽量化には限界がある。

【０００７】また、ＰＣ構造の軽量化方法として、図21
に示すようなウェブを鋼構造とした複合構造が開発され
ているが、この構造ではウェブの軸方向剛性が高いため
に導入したプレストレスの一部がウェブによって拘束さ
れ、有効に利用できなくなるという課題がある。特に、
高強度コンクリ−トを使用した場合、導入するプレスト
レス量も増加し、クリープ係数も大きくなる傾向がある
め、ウェブの拘束力によるプレストレスのロスが大きく
なるばかりでなく、ウェブ内に伝達された導入力（プレ
ストレのロス分）が不必要な圧縮力として悪影響を及ぼ
す。

【０００８】また、コンクリ−トのクリープ、乾燥収縮
によって鋼とコンクリ−トとの接合部に大きなずれ剪断
力が発生し、高強度コンクリ−トを使用した場合、さら
に大きくなるばかりでなく、コンクリ−ト強度が上がっ
てもずれ剪断力の増加はあまり期待できないことが実験
で明らかになっており、接合構造（ジベル構造）の補強
が難しくなる。

【０００９】この発明はこのような前記従来の課題を解
決するために提案されたもので、プレストレスによる補
強を効果的に行うことができるとともに、軽量できわめ
て経済的なＰＣ複合トラス構造およびその構築工法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
にこの発明にかかるＰＣ複合トラス構造およびその構築
工法は、以下のように構成されている。

【００１１】この発明にかかるＰＳ複合トラス構造は、
ＰＣ構造の上下床板と、この上下床板間に設置されるト
ラス構造のウェブとから構築され、ウェブは鋼構造若し
くはＰＣ構造として構築されている。

【００１２】また、その構築工法は、ＰＣ構造の上下床
板およびトラス構造のウェブをプレストレスの導入によ
り不静定力が発生しないように複数ユニットに分割して
構築し、各ユニットをプレストレスを導入しつつ、施工
ブロックの長さに組み立て、この施工ブロックをプレス
トレスを導入しつつ、順次架設する。

【００１３】また、ＰＣ構造の上下床板を全長にわたっ
て構築するとともに、その全長にわたってプレストレス
を導入し、つづいて、上下床板間にトラス構造のウェブ
を構築することもできる。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を図示する一実施例に基づい
て説明すると、図１において、符号１はこの発明にかか
るＰＣ複合トラス構造によって構築された橋桁などの主
桁であり、主桁１は複数個の主桁ユニット２（以下、単
にユニット２という）を主桁１のスパン方向に複数個、
繋ぎ合わせるとともにその全長にわたって所定大のプレ
ストレスを導入することにより構築されている。

【００１５】各ユニット２は上下床板3,4 とウェブ５と
から構築され、上下床板3,4 は高強度コンクリ−トを使
用した鉄筋コンクリ−トより矩形板状に構成され、か
つ、コンクリ−ト中には、複数本のＰＣ鋼材６が主桁１
のスパン方向に沿ってそれぞれ挿通されている（図２参
照）。

【００１６】ＰＣ鋼材６は主桁完成後のクリープによっ
て発生する不静定力を最小限に抑えるために、主桁断面
の図心と略一致するようにその本数および位置を考慮し
て挿通されている。

【００１７】また、ＰＣ鋼材６はそれぞれ緊張した状態
でコンクリ−ト中に挿通され、これによって上下床板3,
4 に所定大のプレストレスがそれぞれ導入されている。
また、となり合うユニット2,2 のＰＣ鋼材6,6はカプラ
ー７によって緊張した状態でそれぞれ連結されている
（図４参照）。したがって、各ユニット2,2 の上下床板
3,4 に個々にプレストレスが導入されているだけでな
く、主桁全長にわたってもプレストレスが導入されてい
る。

【００１８】ウェブ５は上下床板3,4 の幅方向の左右縁
端部に建て付けられた垂直材８と、この垂直材８の両側
に添え付けるように建て付けられた斜材9,9 と、必要に
応じて左右垂直材8,8 間に上下床板3,4 の幅方向に沿っ
てＸ形状に架設されたブレース材10,10 とから構築され
ている。

【００１９】垂直材８、斜材９およびブレース材10は、
いずれも、上下床板3,4 と同様に高強度コンクリ−トを
使用した鉄筋コンクリ−トより矩形断面形に構成され、
かつ、各部材のコンクリ−ト中に複数本のＰＣ鋼材11が
緊張した状態でそれぞれ挿通され、これによって垂直材
８、斜材９およびブレース材10にも所定大のプレストレ
スが導入されている。

【００２０】また、垂直材８、斜材９およびブレース材
10の両端部は上下床板3,4 の縁端部に一体的に接合さ
れ、また、となり合うユニット2,2 の斜材部９と９も複
数本の接合ボルト若しくは接合ピン12,12 によってそれ
ぞれ接合されている（図５参照）。

【００２１】したがって、主桁１全体がスパン方向およ
び幅方向に構造的にきわめて有利なトラス構造として構
築され、かつ、高強度コンクリ−トを使用したＰＳ構造
として構築されている。

【００２２】なお、ウェブ５の垂直材８、斜材９および
ブレース材10は、必ずしも、鉄筋コンクリ−ト構造であ
る必要はなく、鋼構造でも良い。

【００２３】図６および図７は、ユニット２の他の実施
例を示したもので、おもに、主桁１のスパンが比較的小
いさく、ウェブ５にあまり大きな曲げ剛性が必要とされ
ない場合に適用されるものである。

【００２４】その詳細を説明すると、ユニット２のウェ
ブ５が上下に分割して構成され、その上側部および下側
部は、それぞれ、上下床板3,4 の幅方向の左右縁端部に
垂直材７および斜材８を建て付ける代わりに２個乃至複
数個のＶ字形ウェブ材13,13を並列に建て付けることに
より構成されている（実施例では２個のＶ字形ウェブ材
が設置されている）。

【００２５】そして、ユニット２はウェブ５の上下Ｖ字
形ウェブ材13,13を複数本の接合ボルト若しくは接合ピ
ン12,12 によってそれぞれ接合し、かつ、上下床板3,4
間にその幅方向に沿ってＸ形のブレース材（図省略）を
架設することにより構成されている。その他の構成は、
先に説明したユニットと略同じである。

【００２６】なお、Ｖ字形ウェブ材13は、原則としてＨ
形鋼などの鉄骨材より構成されているが、高強度コンク
リ−トを使用した鉄筋コンクリ−トや鉄骨コンクリ−
ト、或いは、ＰＣコンクリ−トより構成される場合もあ
る（図７参照）。

【００２７】つづいて、施工方法を順をおって説明す
る。

【００２８】 まず、地上において、ユニット２を組
み立て、各ユニット2,2 をクレーンなどによって運搬可
能な長さに繋ぎ合わせる（図３参照、以下これを施工ユ
ニットという）。

【００２９】各ユニット２を繋ぎ合わせて施工ユニット
とするには、となり合うユニット2,2 の上床板３と３の
端部、下床板４と４の端部および斜材９と９の端部をそ
れぞれ突き合わせる。そして、上床板３、下床板４のＰ
Ｃ鋼材６と６をカプラー７によってそれぞれ連結する。
その際、単に連結するのではなくカプラー７を締め付け
てＰＣ鋼材６と６を互いに引き寄せることによりＰＣ鋼
材６と６の連結部にプレストレスを導入する。かかる場
合のプレストレスは、上下床板3,4 のコンクリ−ト中の
ＰＣ鋼材６に導入されたプレストレスと同じ大きさとす
る。

【００３０】また、斜材９と９とを複数本の接合ボルト
若しくは接合ピン12,12 によって接合する（図５参
照）。

【００３１】 つづいて、所定長さに組み立てられた
ユニット２の集合体、すなわち、施工ユニットを橋脚1
4,14 間に最も適した架設方法によって施工ユニットど
うしを接合しつつ架け渡す。かかる場合の施工ユニット
どうしの接合も、先に説明したユニット2,2 どうしの接
合方法と全く同じであり、上下床板3,4 のＰＣ鋼材６と
６をカプラー７によって連結するとともに、このＰＣ鋼
材6,6 の連結部にプレストレスを導入し、また、斜材９
と９を複数本の複数本の接合ボルト若しくは接合ピン1
2,12 によって接合する（図4,5 参照) 。なお、図18は
ベント式支保工を用いたクレーン架設方法を示したもの
である。

【００３２】このように、主桁１の上下床板3,4 に主桁
１の全長にわたって一度にプレストレスを導入するので
はなく、ユニット２の上下床板3,4に個々にプレストレ
スを導入し、つづいて、となり合うユニット2,2 の上下
床板3,4 の連結部にプレストレスを導入することによ
り、プレストレスが剛性の高いウェブによって拘束され
るのを回避することができるため、導入されたプレスト
レスの略100％を有効に活用させることができる。

【００３３】次に、他の発明にかかるＰＳ複合トラス構
造を図示する一実施例に基づいて説明する（図8,9,10,1
1 参照）。

【００３４】図において、符号15はこの発明にかかるＰ
Ｓ複合トラス構造によって構築された橋桁などの主桁で
あり、主桁15は複数個の上下床板16および17を主桁15の
スパン方向に繋ぎ併せるとともにスパンの全長にわたっ
てプレストレスを導入し、かつ、上下床板16,17 間の左
右両側に複数個のＸ形ウェブ材18,18 を設置することに
より構築されている。

【００３５】上下床板16および17は、先の上下床板３お
よび４の構成と略同じであるが、前後の突き合わせ部の
略中央部に、互いに嵌合し合う凹凸部19と20が形成さ
れ、左右縁端部の略中央部に、Ｘ形ウェブ材18の端部を
それぞれ接合するための凹部21,21 がそれぞれ形成され
ている。凹部21の底部はこの部分の剛性を高めるために
厚めに形成されている( 図11参照) 。

【００３６】Ｘ形ウェブ材18は、ブレース材10の構成と
略同じであり、その上下両端部は上下床板16および17の
凹部21,21に接合ボルト22,22 によって接合されてい
る。

【００３７】つづいて、施工方法を順をおって説明す
る。

【００３８】 まず、上下床板16および17を主桁14の
スパン方向に一つ々繋ぎ併せ、複数枚毎にプレストレス
を導入する（図12参照) 。係る場合、上下床板16および
17はウェブ材によって何ら拘束されないため、必要大の
プレストレスを導入することができ、また、プレストレ
スによる有害な二次応力が発生することもない。

【００３９】 つづいて、上下床板16,17 間の左右両
側に、Ｘ形ウェブ材18,18 を一つ々設置するとともに、
それぞれの上下両端部を上下床板16および17の凹部21,2
1 に嵌め込み、接合ボルト22,22 によって接合する( 図
11,13,14参照) 。

【００４０】なお、Ｘ形ウェブ材18は、ブレース材10と
同様にあらかじめ工場などで構成されるが、ＰＳ構造と
する場合、何ら拘束されないため、必要大のプレストレ
スを導入することができ、また、プレストレスによる有
害な二次応力が発生することもない。

【００４１】以下、同様にして、の作業を主桁15の
全長にわたって交互に繰り返し行うことにより、主桁全
長を組み立てる( 図15,16,17参照) 。

【００４２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、以下に記載するような効果を奏する。

【００４３】この発明にかかるＰＳ複合トラス構造は、
ＰＳ構造の上下床板とトラス構造のウェブとから構築さ
れているため、梁成をできるだけ抑えて構造的に無駄が
なく、軽量で大スパン構造とすることができる。

【００４４】また、この発明にかかる構築工法によれ
ば、上下床板にその全長にわたって一度にプレストレス
を導入するのではなく、ユニットをプレストレスを導入
しながら組み立てるため、上下床板に導入されるプレス
トレスが剛性の高いウェブによって拘束され、その効力
が半減することはない。したがって、導入されたプレス
トレスの略100 ％を有効に活用させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】主桁ユニット（ユニット）の一部斜視図であ
る。

【図２】主桁の側面図である。

【図３】複数個のユニットからなるユニットの集合体
（施工ユニット）の側面図である。

【図４】床板のＰＣ鋼材の接合部の断面図である。

【図５】ウェブ接合部の断面図である。

【図６】ユニットの他の実施例を示す分解側面図であ
る。

【図７】ウェブのＶ字形ウェブ材の接合部の断面図であ
る。

【図８】主桁の側面図である。

【図９】主桁の平面図である。

【図１０】主桁の縦断面図である。

【図１１】床板とＸ形ウェブ材との接合部の構造を示す
分解斜視図である。

【図１２】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１３】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１４】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１５】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１６】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１７】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１８】主桁の架設方法の一例を示す側面図である。

【図１９】従来の主桁の断面図である。

【図２０】従来の主桁の断面図である。

【図２１】従来の主桁の断面図である。

【符号の説明】

１…主桁、２…主桁ユニット（ユニット）、３…上床
板、４…下床板、５…ウェブ、６…ＰＣ鋼材、７…カプ
ラー、８…垂直材、９…斜材、10…ブレース材、11…Ｐ
Ｃ鋼材、12…接合ボルト若しくは接合ピン、13…Ｖ字形
ウェブ材、14…橋脚、15…主桁、16…上床板、17…下床
板、18…Ｘ形ウェブ材、19…凹部、20…凸部、21…凹
部、22…接合ボルト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＰＣ構造の上下床板と、この上下床板間
   に設置されるトラス構造のウェブとから構築してあるこ
   とを特徴とするＰＣ複合トラス構造。
2. 【請求項２】 ウェブは鋼構造若しくはＰＣ構造として
   構築してあることを特徴とする請求項第１項記載のＰＣ
   複合トラス構造。
3. 【請求項３】 ＰＣ構造の上下床板およびトラス構造の
   ウェブをそれぞれ複数ユニットに分割して構築し、各ユ
   ニットをプレストレスを導入しつつ、施工ブロックの長
   さに組み立て、この施工ブロックをプレストレスを導入
   しつつ、順次架設することを特徴とするＰＣ複合トラス
   構造の構築工法。
4. 【請求項４】 ＰＣ構造の上下床板を全長にわたって構
   築するとともに、その全長にわたってプレストレスを導
   入し、つづいて、上下床板間にトラス構造のウェブを構
   築することを特徴とするＰＳ複合トラス構造の構築工
   法。