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技術 プレストレストコンクリート床版

出願人 大成建設株式会社
発明者 北村健岩崎郁夫相浦聡
出願日 2015年4月20日 (5年7ヶ月経過) 出願番号 2015-086068
公開日 2016年12月8日 (3年11ヶ月経過) 公開番号 2016-204925
状態 特許登録済
技術分野 橋または陸橋
主要キーワード 断面視矩形状 作用箇所 断面視矩形 各横リブ 小断面化 格子状リブ プレテンション 東日本大震災
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この項目の情報は公開日時点(2016年12月8日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (4)

課題

床版の軽量化による橋梁全体耐震性の向上を図ることが可能なプレストレストコンクリート床版を提案する。

解決手段

繊維補強コンクリートを用いたプレストレストコンクリート床版1であって、板部2と、板部2の下面に形成された縦リブ31および横リブ32とからなる格子状リブ3とを備え、縦リブ31はポストテンション方式によってプレストレスが導入されていて、横リブ32にはプレテンション方式によってプレストレスが導入されている。

概要

背景

阪神大震災や東日本大震災等の大規模災害に起因して、設計指針等の改定が行われている。一方、既存の橋梁の中には、改定後の設計指針等の基準を満たさないものもある。このような橋梁等に対しては、耐震補強を目的とした改修工事を実施する場合がある。

既存の橋梁の改修工事として、床版の架け替え工事を行う場合がある。
架け替え工事に使用する床版が軽量であれば、既存の橋脚への負担を軽減することが可能となり、ひいては、橋梁全体耐震性の向上を図ることができる。
また、プレキャスト床版の軽量化により施工性の向上を図ることもできる。

現在、橋梁の床版には、プレストレストコンクリート床版が多く採用されている。
プレストレストコンクリート床版では、PC鋼材鉄筋とを配置するのが一般的である。PC鋼材および鉄筋の配置を考慮すると、プレストレストコンクリート床版の基本的な形状としては、平板構造とするのが効率的であった(例えば、特許文献1参照)。

概要

床版の軽量化による橋梁全体の耐震性の向上をることが可能なプレストレストコンクリート床版を提案する。繊維補強コンクリートを用いたプレストレストコンクリート床版1であって、板部2と、板部2の下面に形成された縦リブ31および横リブ32とからなる格子状リブ3とを備え、縦リブ31はポストテンション方式によってプレストレスが導入されていて、横リブ32にはプレテンション方式によってプレストレスが導入されている。

目的

本発明は、軽量化による橋梁全体の耐震性の向上を図ることが可能なプレストレストコンクリート床版を提案することを課題とする

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
1件

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請求項1

繊維補強コンクリートを用いたプレストレストコンクリート床版であって、板部と、前記板部の下面に形成された縦リブおよび横リブとからなる格子状リブと、を備え、前記縦リブおよび横リブにプレストレスが導入されていることを特徴とする、プレストレストコンクリート床版。

請求項2

前記縦リブおよび前記横リブのいずれか一方にプレテンション方式によってプレストレスが導入されており、他方にポストテンション方式によってプレストレスが導入されていることを特徴とする、請求項1に記載のプレストレストコンクリート床版。

請求項3

前記縦リブと前記横リブとの交差部において、少なくとも一対のプレテンション用のPC鋼材が、ポストテンション用のPC鋼材を挟んで対向する位置に配設されていることを特徴とする、請求項2に記載のプレストレストコンクリート床版。

請求項4

前記板部の最小部材厚が40mm以下であることを特徴とする、請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のプレストレストコンクリート床版。

技術分野

0001

本発明は、プレストレストコンクリート床版に関する。

背景技術

0002

阪神大震災や東日本大震災等の大規模災害に起因して、設計指針等の改定が行われている。一方、既存の橋梁の中には、改定後の設計指針等の基準を満たさないものもある。このような橋梁等に対しては、耐震補強を目的とした改修工事を実施する場合がある。

0003

既存の橋梁の改修工事として、床版の架け替え工事を行う場合がある。
架け替え工事に使用する床版が軽量であれば、既存の橋脚への負担を軽減することが可能となり、ひいては、橋梁全体耐震性の向上を図ることができる。
また、プレキャスト床版の軽量化により施工性の向上を図ることもできる。

0004

現在、橋梁の床版には、プレストレストコンクリート床版が多く採用されている。
プレストレストコンクリート床版では、PC鋼材鉄筋とを配置するのが一般的である。PC鋼材および鉄筋の配置を考慮すると、プレストレストコンクリート床版の基本的な形状としては、平板構造とするのが効率的であった(例えば、特許文献1参照)。

先行技術

0005

特開2009−264040公報

発明が解決しようとする課題

0006

前記従来のプレストレストコンクリート床版は、PC鋼材の配置に加え、鉄筋のコンクリート被りや、鉄筋同士または鉄筋とPC鋼材とのあきを考慮する必要があるため、床版厚が必然的に大きくなってしまう。床版厚が大きいと、床版の重量が重くなってしまう。
このような観点から、本発明は、軽量化による橋梁全体の耐震性の向上を図ることが可能なプレストレストコンクリート床版を提案することを課題とする。

課題を解決するための手段

0007

前記課題を解決するために、本発明のプレストレストコンクリート床版は、繊維補強コンクリートを用いており、板部と、前記板部の下面に形成された縦リブおよび横リブとからなる格子状リブとを備え、前記縦リブおよび前記横リブにプレストレスが導入されていることを特徴としている。

0008

かかるプレストレストコンクリート床版によれば、繊維補強コンクリートを採用しているので、鉄筋を省略することができる。そのため、補強材を配置するために必要な最低限の形状としては、PC鋼材の配置やかぶりのみを考慮すればよいので、床版厚の薄肉化を図ることができ、ひいては、軽量化を図ることができる。
そして、PC鋼材を格子状リブに配置することで、板部の薄肉化を可能としている。そのため、板部は、例えば最小部材厚を40mm以下としてもよい。

0009

前記縦リブおよび前記横リブのいずれか一方にプレテンション方式によってプレストレスが導入されており、他方にポストテンション方式によってプレストレスが導入されていれば、プレストレスをむらなく導入することが可能となる。

0010

なお、前記縦リブと前記横リブとの交差部において、少なくとも一対のプレテンション用のPC鋼材が、ポストテンション用のPC鋼材を挟んで対向する位置に配設されているのが望ましい。

発明の効果

0011

本発明のプレストレストコンクリート床版によれば、床版の軽量化による橋梁全体の耐震性の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

0012

本発明の実施形態のプレストレストコンクリート床版を示す図であって、(a)は上面から望む斜視図、(b)は下面から望む斜視図である。
(a)は図1のA−A断面図、(b)はB−B断面図、(c)はC−C断面図である。
(a)はプレストレストコンクリート床版の接合部の拡大平断面図、(b)は(a)のD−D断面図である。

実施例

0013

本発明の実施形態では、既設道路用橋梁の床版架け替え工に使用する、繊維補強コンクリートを用いたプレキャスト製のプレストレストコンクリート床版1(以下、単に「床版1」という)について説明する。

0014

本実施形態の床版1は、図1の(a)および(b)に示すように、平板状に形成された板部2と、板部2の下面(裏面)に形成された格子状リブ3と、格子状リブ3に配設された緊張材4と、橋軸方向LGの端部に形成された接合部5とを備えて構成されている。

0015

板部2は、床版1の上部(路面側部分)を構成しており、繊維補強コンクリートにより形成されていて、内部には鉄筋が配筋されていない。
板部2の板厚は、想定される上載荷重自重等に応じて適宜設定すればよいが、本実施形態では、最小部材板厚tminを40mm以下とする(図2の(a)参照)。なお、板部2の最小部材板厚tminは40mm以下に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。

0016

板部2には、橋桁の位置に応じて増厚部を形成してもよい。
増厚部の高さ(肉厚)は、新設の床版1を利用して構築された橋梁の路面高さが、改修前の路面高さと同じとなるように設定する。
なお、増厚部の断面形状は限定されるものではなく、例えば、断面視矩形台形状に形成すればよい。

0017

格子状リブ3は、板部2と一体に成型された部分であって、図1の(b)に示すように、橋軸方向LG(床版1の短辺方向)に沿って延設された縦リブ31と、縦リブ31に直交する方向(床版の長辺方向)に沿って延設された横リブ32とにより形成されている。
縦リブ31および横リブ32には、緊張材(PC鋼材)4によってプレストレスが導入されている。

0018

本実施形態では、10本の縦リブ31が、床版1の長辺方向(橋軸方向LGに直交する方向)に間隔をあけて並設されている。また、本実施形態では、2本の横リブ32が、床版1の短辺方向(橋軸方向LG)に間隔をあけて並設されている。

0019

なお、縦リブ31および横リブ32の数は限定されるものではない。また、縦リブ31および横リブ32の間隔は、想定される上載荷重の大きさや作用箇所に応じて適宜設定すればよく、必ずしも等間隔である必要はない。さらに、縦リブ31は、床版1の短辺方向に対して傾斜していてもよいし、横リブ32は、縦リブ31に対して直交していなくてもよい。

0020

格子状リブ3の間隔は、例えば、板部の最小部材板厚tminの位置に、道路橋示方書のT荷重を作用させたときに、発生する引張主応力度最大値と、繊維補強コンクリートのひびわれ発生強度とを比較して決定すればよい。

0021

縦リブ31には、ポストテンション方式によるプレストレスが導入されており、横リブ32には、プレテンション方式によるプレストレスが導入されている。

0022

なお、縦リブ31および横リブ32へのプレストレスの導入方式は限定されるものではないが、より効果的に床版1全体へのプレストレスを導入する観点から、縦リブ31および横リブ32のいずれか一方をプレテンション方式、他方をポストテンション方式とするのが望ましい。

0023

縦リブ31の断面中央には、図2の(a)に示すように、管材40が埋設されている。管材40には、ポストテンション用の緊張材4としてのPC鋼棒41が挿入されている。

0024

管材40を構成する材料は限定されるものではないが、本実施形態ではシース管を使用する。また、緊張材4を構成する材料はPC鋼棒に限定されるものではなく、例えばPC鋼より線であってもよい。

0025

鋼棒41の端部は、図2の(b)に示すように、接合部5に固定されている。
接合部5には、管材40の位置に対応して、ボルトボックス50が形成されている。
鋼棒41の両端部は、ボルトボックス50内に突出しており、ボルトボックス50内においてナット43を螺合することで、接合部5に固定する。

0026

横リブ32には、図2の(c)に示すように、プレテンション用の緊張材4としてのPC鋼より線42が埋設されている。本実施形態では、各横リブ32において、横方向の並設された2本のPC鋼より線42が上下2段(計4本)に配設されている。
PC鋼より線42は、横リブ32の断面内に埋設されており、横リブ32内において定着している。

0027

上段のPC鋼より線42および下段のPC鋼より線42は、図2の(c)に示すように、縦リブ31と横リブ32との交差部において、PC鋼棒41を挟んで対向する位置に配設されている。
なお、PC鋼より線42の配置や本数は限定されるものではない。また、横リブ32に埋設される緊張材4はPC鋼より線に限定されるものではなく、例えばPC鋼棒であってもよい。

0028

接合部5は、図1に示すように、床版1の端部において、断面視矩形状に形成されている。本実施形態では、接合部5の高さを格子状リブ3の高さと同等とする。なお、接合部5の高さは限定されるものではなく、格子状リブ3よりも高くてもよいし、低くてもよい。

0029

接合部5には、図3の(a)および(b)に示すように、橋軸方向LGに沿った複数の貫通孔51が形成されている。貫通孔51は、PC鋼棒41およびPC鋼より線42と重ならない位置に配置されている。

0030

貫通孔51は、PC鋼棒41と平行であり、接合部5に埋設された管材(例えば、シース管)により形成されている。貫通孔51には、隣接する他の床版1と接合するための接合部PC鋼棒52が挿通される。

0031

接合部PC鋼棒52は、隣り合う床版1,1の接合部5,5に跨って配設されている
接合部PC鋼棒52の一方の端部は一方の床版1の接合部5の端面から突出し、他方の端部は他方の床版1の接合部5の端面から突出している。この接合部PC鋼棒52の両端部(突出部分)にナット53を螺着と、床版1同士が連結される。

0032

次に、本実施形態の床版1の架設方法について説明する。
まず、予めPC鋼より線42により橋軸方向LGと直交する方向にプレストレスが導入された床版1を橋桁上に載置する。床版1は、先行して橋桁上に載置された他の床版1と、接合部5同士を突き合わせた状態で設置する。

0033

床版1を載置したら、鋼棒41を利用して、橋軸方向LGのプレストレスを導入するとともに、貫通孔51を利用して、隣り合う床版1同士を接合する。
なお、鋼棒41は、予め管材40に挿通しておいてもよいし、橋桁上に床版1を載置してから、管材40に挿通してもよい。

0034

また、床版1同士の接合は、隣り合う床版1の接合部5(貫通孔51)同士の間に跨って接合部PC鋼棒52を挿通し、ナット53を螺着することにより行う(図3の(a)参照)。

0035

本実施形態の床版1によれば、繊維補強コンクリートを採用しているので、板部2において鉄筋を省略することできる。さらに、緊張材4を格子状リブ3に配設しているため、板部2の薄肉化を図ることができ、ひいては、床版1全体の軽量化を図ることができる。

0036

また、格子状リブ3の寸法・形状は、PC鋼材4の周囲に必要な被りを確保できる寸法・形状であればよいので、床版1の小断面化が可能である。
床版1の軽量化により、死荷重を低減し、ひいては、橋脚ならびにフーチング等の基礎耐震性能の向上も図ることができる。

0037

縦リブ31にポストテンション方式によってプレストレスを導入し、横リブ32にプレテンション方式によってプレストレスが導入しているため、プレストレスを床版1の略全体にむらなく導入することが可能となる。

0038

ポストテンション方式を採用すると、PC鋼材4の定着ロス長を考慮する必要がないので、プレストレスが有効に導入される。
また、プレストレスは格子状リブ3を介して導入されるため、従来の平板構造の床版に比べて、プレストレスの導入効率が良い。

0039

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
例えば、前記実施形態では、本発明のプレストレストコンクリート床版を、既設の橋梁の床版の架け替えに使用する場合について説明したが、プレストレストコンクリート床版の使用目的はこれに限定されるものではなく、例えば、新設の橋梁に使用してもよい。

0040

また、前記実施形態では、道路橋の改修工事に本発明のプレストレストコンクリート床版を採用する場合について説明したが、改修工事を行う橋梁の種類は限定されるものではなく、例えば、鉄道用の橋梁であってもよい。

0041

また、前記実施形態では、縦リブと横リブとの交差部において、ポストテンション用のPC鋼材の上下にプレテンション用のPC鋼材を2本ずつ配設するものとしたが、少なくとも一対のプレテンション用のPC鋼材がポストテンション用のPC鋼材を挟んで対向いればよく、プレテンション用のPC鋼材の本数は限定されない。

0042

1床版(プレストレストコンクリート床版)
2 板部
3格子状リブ
31縦リブ
32横リブ
4緊張材(PC鋼材)
41PC鋼棒(ポストテンション用のPC鋼材)
42PC鋼より線(プレテンション用のPC鋼材)

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