JP4126514B2 - Kibashi with pre-stressed wood deck - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の技術分野】
本発明は、集成材床版を並設して木床を構成し、その木床体にプレストレス力を導入した集成材木床版を採用した木橋に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
大型のコンクリート構造物を構築する際に、PC鋼棒を用いてプレストレスを導入し、構造物の機械的強度を向上させ、構造物の信頼性を改善する手法は従来から行われてきた。
一方、種々の構造材料の中で、木材の利用は、森林資源の枯渇、自然環境保護、不安定な材料特性などの理由から大型構造物への適応は敬遠されてきた。特に、大型の橋梁などは、鉄骨や鉄筋コンクリート構造が主流を占めている。しかし、戦後の積極的な植林施策が次第に実を結び、国産木材の利用も今後徐々に拡大していく見通しがあること、森林の適正な整備のために発生する小径木や間伐材の有効利用が急務になってきたこと、新技術の開発が次々と行われていること等から、新しい材料として木材を見直す動きも活発となってきた。
その新技術の一つとして、集成材の開発があげられる。一般に、材質が均一で寸法精度も優れ、長尺の丸太状の木材を入手することは極めて難しく、たまたま入手が可能でも数量が限定されたり、コスト高となって材料として採用が困難なことが多いが、これらの問題は集成材の開発により大幅に解決されている。
集成材は、一層が厚さ4〜20mm、長さが2m前後、巾200mm前後のラミナ(単板)を加圧接着積層してできる丸太状木材加工品である。ラミナを積層する際に、継ぎ目をずらせて千鳥状に配列することにより必要な長さの角材が容易に供給されるようになった。しかも、材質的な均一性、寸法的な精度、用途に応じたラミナ材質の選定及びコスト的な優位性など、優れた特性を具備している。
【0003】
これらの技術開発の背景には、木材の持つ特性を利用した構造物建設の需要が次第に増加していることがあげられる。社会の発展期においては、材料の機能と経済性を重視する価値観が支配的であるが、社会の成熟と共に材料の評価基準も次第に変化して、文化的な要素の追求、精神的な快適性を重んずる風潮が醸成されて、木材を見直す背景が育ちつつある。一例として、周辺の景観にマッチした木橋の建設が、自然環境との調和が要求される重要文化財の保守、整備、更新などの時に、前向きに検討されてきた。
集成材の持つ利点を生かして、集成材木床版の木橋も国の内外で実際に採用されている。集成材を使用する際には、鉄筋コンクリート構造物で実績のあるプレストレス構造を適用することが多く、複数の床版を並設して強固な床版体を形成するために、この技術が有効に働いている。
従来から行われてきた集成材のプレストレス構造の技術概要は以下の通りである。
(1)プレストレス木床版は、巾15〜20cmの集成材の多数を並列に並べ、その側面に穿設した多数の貫通孔に各々PC鋼棒を挿入して緊張力を導入して一体化することによって製造される。
(2)プレストレス力による各集成材間に発生する摩擦力により、各々のずれを防止すると共に、床版体内に圧縮応力を発生させている。
(3)木床版の支間長が大きくなると構造体としての支持強度を維持するために集成材の厚さも大きくなっている。(例えば、支間長22mの木橋の場合、集成材梁の厚さは1m近くになる)
(4)プレストレス力を集成材床版体内に均一に発生させるために、集成材床版の厚さ方向の中央部に多数のPC鋼棒を挿入する多数の貫通孔を設けることが肝要である。
【0004】
次に現状技術の問題点及び課題を以下に示す。
(1)集成材床版を貫通して多数の集成材内にプレストレス力を発生させるために、PC鋼棒を緊張させて得た圧縮力は、金属製の定着板を介して集成材床版の端部面に伝達される。この際、金属製の定着板と集成材床版の側面が、完全に平面密着して均一な応力の伝達を行わせることは、非常に難しい。
集成材床版の側面はラミナの積層構造になっており精度の高い加工が行われているものの、微妙な凹凸は避けられず、比較的平滑で変形しにくい金属製定着板との間に、点または線での接触が起こって、圧縮力の伝達が偏在した状態となっている。いわば、集成材床版と金属製定着板とは“なじみ”が悪い。
(2)また、集成材床版の側面面積に比べて定着板の面積は小さく、定着板に接していない面の後方の床版はプレストレス力の導入状況は決して充分ではない。この傾向は、大型の集成材床版を採用する構造物では一層顕著であり、長期に安定した構造が要求される建築物という観点から見ると大きな課題となる。
本発明者らは以上の問題点を定量的に立証するために、三次元FEM解析により解明してみた。その結果、集成材床版体端部付近での集成材床版内に発生している応力差が位置によって25kgf/cm2〜75kgf/cm2にまで変化しており均一なプレストレス力が発生していないことが判明した。
さらに、集成材床版端部付近のプレストレス力方向に直角方向に、引っ張り応力(15kgf/cm2程度)が発生しており積層で構成されている集成材床版にとって好ましくない応力分布になっていることが判明した。
【0005】
【課題を解決する手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく研究の結果、集成材床版が並設された床版体の端部に発生している応力の不均一性は、緊張力発生機能を有するPC鋼棒の定着構造と関係があることが解った。
従来技術において、PC鋼棒の端部のねじ部分に挿入されたナットの締め付けにより圧縮力が発生し、金属製支圧板、金属製定着板の順に伝達されていくが、各伝達面において接触面全体が均一に伝えられることが必要である。
特に、金属製定着板と集成材床版端部の接触において、接触部分が点や線で行われると、床版体内部に発生するプレストレス力が部位によって変動する結果となる。
すなわち、この定着板に金属板が使われていたために、金属の変形能が少ないことと、集成材床版表面の平滑さ不足から均一な伝達が行われなかった。
本願発明者らは、以上の問題に着目して種々の研究を重ね、有効な緊張力の伝達法を開発し、下記構成の本発明をなすに至った。すなわち
(1)多数の長尺集成材が前後及び左右に当接及び密接して千鳥状に並設されて形成される床版体と、その集成材床版体の厚みの中央部に床版面に平行で集成材の繊維方向に直交して穿設された多数の貫通孔と、同貫通孔に貫挿されたPC鋼棒と、その貫挿PC鋼棒の両端に配設された木製の定着板を用いた定着具とより構成され、前記定着具を介して前記PC鋼棒及び集成材床版体にプレストレス力が導入されてなるプレストレス木床版を木橋の床版に用いることを特徴とするプレストレス木床版を採用した木橋。
:集成材床版が並設された床版体への均一な圧縮力を伝達するためには、定着板と集成材床版端部との良好な密着が必要である。そこで定着板の材質を従来の金属板から木製のものとして、集成材床版との接触面での「なじみ」効果によって定着板と床版があたかも固相接合されて一体となったような構造とする(以下、木製定着板を単に定着板と称す)。その結果、集成材床版体の両端の定着部で、ボルトの締め付けにより発生する圧縮力は、金属製支圧板を介して密着した定着板及び接触する床版に伝達されて、床版体内部に均一な所定のプレストレス力を導入できる。
【0006】
(2)定着板の材質が、集成材と同一のものであることを特徴とする前項1記載のプレストレス木床版を採用した木橋。
:集成材床版と定着板との「なじみ」効果による十分で良好な密着度合は、集成材床版と定着板の両者の材質が類似していた方が高まることは明らかなことから、定着板を集成材で構成した構造とする。
【0007】
(3)定着板が、その周縁に金属又はプラスチックよりなる高強度材料製のリングをたが状に嵌合してなるものであることを特徴とする前項1又は2のいずれか1項に記載のプレストレス木床版を採用した木橋。
:床版体が大型となって、集成材床版体内に発生させるべきプレストレス力が大きくなると、当然ながら定着具で加える圧縮力も増大してくる。このような場合には、定着板のプレストレス力の方向に直角方向の力も大きくなり、前項1及び前項2の発明における定着板の劣化が懸念される。
そこで、定着板の周縁に、金属やプラスチック等の高強度材料のリングを、たが状に嵌合して締め付け、プレストレス力に直角方向に働く引っ張り応力による定着板の劣化や損傷を防止する構造とする。
【0008】
(4)定着板が、集成材床版体と接触する面を除く残部表面に、金属又はプラスチックよりなる高強度材料製のキャップ体で被着してなるものであることを特徴とする前項1又は2のいずれか1項に記載のプレストレス木床版を採用した木橋。
:さらに定着板にかかる圧縮力が増大して前項1及び前項2の発明における定着板の劣化や損傷あるいは強度不足が一層懸念されるときには、定着部で支圧板と接触する定着板の面を高強度材料製のキャップで覆う構造とする。
すなわち、前項1及び前項2の発明に係る定着板の、木床版と接する面以外を、高強度材料で構成されたキャップをはめた状態で定着板を装着しかつ内面を密着させた構造とする。
この場合、キャップの厚み、特に天井板の厚みを増したものは支圧板を兼用したものになり、別途に支圧板を用意する必要がなくなり、好ましいものとなる。
【0009】
(5)定着板の繊維方向がプレストレス力の導入方向と平行であることを特徴とする前項1〜4のいずれか1項に記載のプレストレス木床版を採用した木橋。
:木材の一般特性として、その物理的な耐圧縮強度は、その繊維方向と密接な関係がある。すなわち、繊維方向と平行方向の耐圧縮強度は、繊維方向と直角方向の耐圧縮強度に比べて圧倒的に大きい。そこで、定着板に採用する木材及び集成材の繊維方向を考慮することで、定着板の耐久性は大きく改善される。定着板の繊維方向を、プレストレス力方向と平行になるような構造とする。
【0010】
(6)定着板の形状が円盤状のものであることを特徴とする前項1〜5のいずれか1項に記載のプレストレス木床版を採用した木橋。
:従来法で広く採用されている角形定着板は、定着具からの大きな圧縮力を受ける時、加圧方向に直角方向に引っ張り力も同時に発生して、定着板の周辺部、特に四辺のコーナー部が損傷することが多い。また、定着具の取り付けの際に、角形定着板の上下の辺が、床版の上下面に平行になるように設置する必要があり、定着板を仮止めするなど煩雑な作業を必要としている。これらの問題の解消のために、円盤状の定着板を採用する構造とする。
【0011】
(7)定着具が、複数の定着板の支持圧が1つに集合されて定着される構成のものであることを特徴とする前項1〜6のいずれか1項に記載のプレストレス木床版を採用した木橋。
:定着具で発生する加圧力を均一に定着板を介して床版端部面に伝えるには、理想的には、定着板の面積を床版端部面と同一にすることが必要であるが、PC鋼棒によるプレストレス力の導入方式を前提としている限りでは、定着板の面積は床版端部面に対して少なくなる。しかし定着板を分散させ、PC鋼棒中心部の圧縮力を等分に分割させて均一化を図ることができる。すなわち、複数個の定着板を加圧力の中心部から等距離に配置する構造とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
多数の長尺集成材床版を並設して木橋の木床版を構成する際に、本発明によるプレストレス構造を採用した事例を、図面に基づいて説明する。
本発明の木橋は、図9にその概説図を示すもので、左右の橋台13,13上に並設された支承体14,14上に本発明に係るプレストレス木床版20が架設されて構成される。
図1は本発明に係る木床版の定着部の一部断面斜視図であり、図2はその断面図である。
図1には多数の集成材2を並列かつ千鳥状に配置した床版体に、定着部1によりプレストレス力を導入する構造を示している。
多数の長尺集成材2の厚さ方向の中央部で、木橋の床版体の巾方向に貫通する貫通孔40を設け、そこにPC鋼棒4を貫挿させその両端部に設けたねじ部にナット8を装着して、ナット8を床版方向に締め付けることにより圧縮力が発生する。
この圧縮力は、ワッシャ9を介して金属製支圧板5に伝達され、されて定着板3を経由して、木床版の側面に伝達される。この圧縮力が、木床版本体の中で、プレストレス力となって、木床版20全体を建造物として一体化し、すなわち木橋のプレストレス床版版となって鉄筋コンクリートの橋床面と同じ役割を果たすことになる。
ここで、定着板3と床版端部面との接触状態が非常に重要になる。もし定着板が床版の一部としか接触していないと、定着具で発生した圧縮力は、その接触している一部にしか伝達されず、床版体の中でプレストレス力は、構造体を構成するのに必要な値に達せず不完全な構造物となる。
本発明では、この定着板3に木製定着板を採用して、集成材木床版との密着性を向上して、均一なプレストレス力を床版体に導入させる構造としている。
木橋の木床版20の支間距離が大きくなり、プレストレス力を増加させる必要があるときには、補強構造の木製定着板が有効である。
【0013】
図7(a)及び(b)は、それぞれ角形定着板、円盤型定着板に金属又はプラスチックなどの高強度材料製のリング10をたが状に嵌合させた定着板の斜視図である。定着板の中央にはプレストレス力導入のためにPC鋼棒が貫挿される貫通孔11を設ける。このリング10の作用は、プレストレス力を増加させるときに、定着板3においてプレストレス力方向に直角方向に発生する引っ張り応力によって定着板の劣化や破損することが防止できる。
図7の(c)には別の補強構造の木製定着板を示す。すなわち、補強リング10と天井板100aを一体化したキャップ100を装着した補強構造の定着板である。なお、キャップ100の天井板100aを分厚く構成したものは、支圧板を兼用することができる。いずれの補強定着板も、集成材木床版端部面との密着構造を確保しながら、定着具からの圧縮力による木製定着板の劣化や破損を回避してプレストレス力を導入させることができる(図8の(d)及び(e)は、(c)と同様のものであるが、図5,6に示す複数の定着板の支持圧を1つに集合して集成材木床版に伝達させる方式に使用されるもので、ダボ嵌入用孔12を備え、PC鋼棒の貫挿用の貫通孔11具備していないものである。)。
【0014】
図3及び図4には、円盤型の定着板を定着部に装着した状況を示す一部断面斜視図と断面図を示す。高強度材料のリング10’が定着板の周縁をたが状に嵌合して定着板3と集成材木床版端部面と密着されている。
図5及び図6は、一本のPC鋼棒から発生する圧縮力を複数の定着板により集成材木床版に伝達させる構造の一部断面斜視図と断面図である。
大型の集成材木床版になると、集成材木床版の厚さが増加して、中央部の定着板からの圧縮力は集成材木床版の上下位置まで均一に伝達しにくくなる。そこで複数個の定着板を用いて、集成材木床版への圧縮力を分散して、木床版本体内に均一なプレストレス力を導入させることができる。
図5及び図6では2枚の定着板を用いた状態を示している。ボルト8の締め付けで発生した圧縮力は、フランジ7により集成材床版の厚さ方向に配分されて、上下の加圧位置で、それぞれソールプレート6,金属製支圧板5及び定着板3を介して集成材木床版2の側面を圧縮する。この際、各定着板の中心部までの距離は、PC鋼棒中心点から等距離にすることが肝要である。
図8の(d)に定着板中央部にダボ嵌入穴12を設け支圧板5中央のダボ11と勘合することで、容易にセンタリング固定作業を行うことができる。
なお、集成材と同一材質からなる定着板を配置した定着法を採用したときの、集成材木床版内に発生する応力分布を三次元FEM解析により算出した結果では、定着部近傍の集成材木床版内の位置による応力差は18kgf/cm2〜10kgf/cm2に、プレストレス方向に直角方向の引っ張り応力は8kgf/cm2〜10kgf/cm2に大幅に低減している。
【0015】
次に本発明を実際の木橋の木床版に採用した実施例の概要を紹介する。
木床版の支間長:22m
幅員:5m
集成材:床版(巾150mm、200mmの二種、高さ1040〜1070mm、 長さ22.8m、材質からまつ)34枚、
PC鋼棒:径32v、長さ6.130m、46本
定着板:縦320mm、横320mm、厚さ25mm、92枚
上記の集成材で構成された木床版状にアスファルト舗装(厚さ7.1cm)を施工し一般自動車道路として問題なく使用に供されている。
【0016】
【発明の効果】
上記本発明によれば、高強度が要求される建造物の橋梁等に大型の集成材床版を適用する際、必要なプレストレスを均一かつ正確に加えることができ、安全で信頼性の高い集成材床版による木橋の構築が可能となった。
また、定着板に金属材料を使用しないため、木橋の軽量化、低コスト化も図られる。
よって、従来からの資源の有効活用の要求の高い低木材、間伐材の用途に、更に有効な道を開くことになるばかりでなく、景観、環境改善からの木造建造物への社会の要求に応えられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる木橋木床版の定着部の一部断面斜視図
【図2】本発明に係わる木橋木床版の定着部の断面図
【図3】本発明に係わる高強度材料のリングを嵌合した定着板を装着した定着部の一部断面斜視図
【図4】本発明に係わる高強度材料のリングを嵌合した定着板を装着した定着部の断面図
【図5】本発明に係わる複数の定着板により木橋木床版にプレストレス力を発生させる定着部の一部断面斜視図
【図6】本発明に係わる複数の定着板により木橋木床版にプレストレス力を発生させる定着部の断面図
【図7】本発明に係わる高強度材料によりリング状、キャップ状に補強策を施した角形及び円盤形木製定着板の一部断面斜視図及び断面図
【図8】本発明に係わる高強度材料によりリング状、キャップ状に補強策を施した角形及び円盤形木製定着板の一部断面斜視図及び断面図
【図9】集成材木床版を採用した木橋の概説図
【符号の説明】
1:定着部, 2:集成材,
3:定着板, 4:PC鋼棒,
5:支圧板, 6:ソールプレート,
7:フランジ, 8:ナット,
9:ワッシャ, 10:リング,
11:ダボ, 12:ダボ嵌入穴,
20:木床版, 40:貫通孔,
100:キャップ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a wooden bridge that employs a laminated wood floor slab in which laminated wood floor slabs are arranged in parallel to constitute a wooden floor, and prestressing force is introduced into the wooden floor body.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
When constructing a large concrete structure, a method for improving the reliability of the structure by introducing a pre-stress using a PC steel rod to improve the mechanical strength of the structure has been conventionally performed.
On the other hand, among various structural materials, the use of wood has been refrained from adapting to large structures for reasons such as depletion of forest resources, protection of the natural environment, and unstable material characteristics. Especially for large bridges, steel frames and reinforced concrete structures dominate. However, the active post-war afforestation measures will bear fruit, and the use of domestic timber is expected to gradually expand in the future, and effective use of small-diameter trees and thinned wood generated for the proper maintenance of forests. As urgent issues have arisen and new technologies are being developed one after another, there has been an active movement to review wood as a new material.
One of the new technologies is the development of laminated timber. In general, it is extremely difficult to obtain long log-like wood with uniform material and excellent dimensional accuracy, and even if it can be obtained, the quantity is limited and it is difficult to adopt it as a material due to high cost. Many of these problems have been largely solved by the development of laminated timber.
The laminated wood is a log-like wood processed product made by pressure-bonding and laminating lamina (single plate) having a thickness of 4 to 20 mm, a length of about 2 m, and a width of about 200 mm. When lamina is laminated, square members of a necessary length can be easily supplied by shifting the joints in a staggered manner. In addition, it has excellent characteristics such as material uniformity, dimensional accuracy, selection of lamina material according to application, and cost advantage.
[0003]
The background of these technological developments is that the demand for construction of structures using the characteristics of wood is gradually increasing. In society's development period, values that emphasize the function and economics of materials are dominant, but with the maturity of society, the evaluation criteria for materials gradually change, pursuing cultural elements, and mental comfort. A background that emphasizes sex is nurtured, and the background for reviewing timber is growing. As an example, the construction of wooden bridges that match the surrounding landscape has been studied positively during the maintenance, maintenance, and renewal of important cultural properties that require harmony with the natural environment.
Taking advantage of laminated wood, wooden bridges made of laminated wood are also used in and outside the country. When using laminated timber, a prestressed structure with a proven track record in reinforced concrete structures is often applied, and this technology is effective in forming a strong floor slab by arranging multiple floor slabs side by side. Working.
The technical outline of the prestressed structure of laminated timber that has been conventionally used is as follows.
(1) The prestressed wooden slab is made by arranging a large number of laminated timbers with a width of 15-20cm in parallel and inserting a PC steel rod into each of a large number of through-holes drilled in the side surface to introduce tension and integrate them. It is manufactured by converting.
(2) The frictional force generated between the laminated members due to the prestressing force prevents each shift and generates a compressive stress in the floor slab.
(3) When the span length of the wood floor slab increases, the thickness of the laminated material also increases in order to maintain the support strength as a structure. (For example, in the case of a wooden bridge with a span length of 22 m, the thickness of the laminated lumber beam will be close to 1 m)
(4) In order to generate a pre-stress force uniformly in the laminated slab, it is important to provide a large number of through holes into which a large number of PC steel rods are inserted in the central portion of the laminated slab. is there.
[0004]
Next, problems and issues of the current technology are shown below.
(1) In order to generate a prestress force in a large number of laminated wood through the laminated wood floor slab, the compressive force obtained by tensioning the PC steel bar is applied to the laminated wood floor via a metal fixing plate. Transmitted to the end face of the plate. At this time, it is very difficult for the metal fixing plate and the side surfaces of the laminated slab to be in close contact with each other and to transmit uniform stress.
Although the side of the laminated slab has a laminated structure of lamina and is processed with high accuracy, delicate unevenness is inevitable, and between the metal fixing plate that is relatively smooth and difficult to deform, Contact at a point or line occurs, and the transmission of compressive force is unevenly distributed. In other words, the “familiarity” between the laminated slab and the metal fixing plate is bad.
(2) In addition, the area of the fixing plate is smaller than the side surface area of the laminated slab, and the floor slab behind the surface not in contact with the fixing plate is not sufficient in introducing prestressing force. This tendency is more conspicuous in structures that employ large laminated slabs, and is a major issue from the viewpoint of buildings that require a stable structure over a long period of time.
In order to quantitatively prove the above problems, the present inventors have clarified them by three-dimensional FEM analysis. As a result, laminated wood slab body 25kgf / cm 2 ~75kgf / cm has changed 2 to a uniform prestressing force stress difference occurring in laminated wood bed version by the position in the vicinity of the end portion is generated Turned out not to have.
Further, in the direction perpendicular to the prestressing force direction of the laminated wood near deck end, become undesirable stress distribution for a tensile stress (15 kgf / cm 2 or so) is laminated wood deck is composed of laminated has occurred Turned out to be.
[0005]
[Means for solving the problems]
As a result of studies to solve the above problems, the present inventors have found that the non-uniformity of the stress generated at the end of the floor slab in which the laminated slabs are arranged side by side is a PC steel having a tension generating function. It was found that there is a relationship with the stick fixing structure.
In the prior art, a compressive force is generated by tightening a nut inserted into the threaded portion of the end of the PC steel bar, and the compressive force is transmitted in the order of the metal bearing plate and the metal fixing plate. It is necessary to convey the whole thing uniformly.
In particular, in the contact between the metal fixing plate and the laminated slab end portion, if the contact portion is made with a point or a line, the prestress force generated inside the floor slab body varies depending on the part.
That is, since a metal plate was used for this fixing plate, uniform transmission could not be performed due to a low metal deformability and insufficient smoothness of the laminated slab surface.
The inventors of the present application have made various studies by paying attention to the above problems, developed an effective tension transmission method, and have made the present invention having the following configuration. That is, (1) a floor slab formed by a large number of long laminated timbers abutting and closely contacting each other in the front and rear and left and right sides, and a floor slab surface at the center of the thickness of the laminated slab A large number of through-holes drilled perpendicular to the fiber direction of the laminated wood, PC steel bars inserted through the through-holes, and wooden bars disposed at both ends of the inserted PC steel bars A prestressed wooden slab comprising a fixing tool using a fixing plate and having a prestressing force introduced into the PC steel bar and the laminated slab slab through the fixing tool is used for the wooden slab. A wooden bridge that employs a prestressed wood deck that features
: In order to transmit a uniform compressive force to the floor slab in which the laminated slabs are arranged side by side, good adhesion between the fixing plate and the edge of the laminated slab slab is required. Therefore, the material of the fixing plate is changed from a conventional metal plate to a wooden one, and the fixing plate and the floor slab are integrated by solid phase bonding as a result of the “familiar” effect on the contact surface with the laminated slab. (Hereinafter, the wooden fixing plate is simply referred to as a fixing plate). As a result, the compressive force generated by tightening the bolts at the fixing parts at both ends of the laminated slab is transmitted to the fixing plate and the contacting floor slab through the metal support plate, and the floor slab Uniform prestressing force can be introduced.
[0006]
(2) A wooden bridge using the prestressed wooden floor slab described in
: Adequate and good adhesion due to the “familiarity” effect between the laminated wood slab and the fixing plate, it is clear that the material of both the laminated wood floor slab and the fixing plate is more similar, so fixing The board is made of laminated material.
[0007]
(3) The fixing plate according to any one of (1) and (2), wherein the fixing plate is formed by fitting a ring made of a high-strength material made of metal or plastic around the periphery thereof. A wooden bridge using a prestressed wooden floor.
: When the floor slab becomes large and the prestressing force to be generated in the laminated slab increases, the compressive force applied by the fixing tool naturally increases. In such a case, the force perpendicular to the direction of the prestressing force of the fixing plate also increases, and there is a concern about the deterioration of the fixing plate in the inventions of the preceding
Therefore, a ring made of high-strength material such as metal or plastic is fitted around the periphery of the fixing plate in a round shape to prevent deterioration and damage to the fixing plate due to tensile stress acting in a direction perpendicular to the pre-stress force. Structure.
[0008]
(4) The
When the compression force applied to the fixing plate is further increased, and there is a further concern about the deterioration, damage or insufficient strength of the fixing plate in the inventions of the preceding
That is, a structure in which the fixing plate is mounted with the cap made of a high-strength material attached to the fixing plate according to the inventions of the preceding
In this case, an increased thickness of the cap, particularly the thickness of the ceiling plate, is also used as the bearing plate, which is preferable because it is not necessary to separately prepare the bearing plate.
[0009]
(5) A wooden bridge using the prestressed wood slab according to any one of
: As a general characteristic of wood, its physical compressive strength is closely related to its fiber direction. That is, the compressive strength in the direction parallel to the fiber direction is overwhelmingly higher than the compressive strength in the direction perpendicular to the fiber direction. Therefore, the durability of the fixing plate is greatly improved by taking into consideration the fiber direction of the wood and the laminated material used for the fixing plate. A structure in which the fiber direction of the fixing plate is parallel to the prestressing force direction is employed.
[0010]
(6) A wooden bridge adopting the prestressed wooden slab described in any one of (1) to (5) above, wherein the fixing plate has a disk shape.
: The square fixing plate widely used in the conventional method, when receiving a large compressive force from the fixing tool, also generates a tensile force in the direction perpendicular to the pressing direction at the same time. Is often damaged. In addition, when installing the fixing tool, it is necessary to install the rectangular fixing plate so that the upper and lower sides of the square fixing plate are parallel to the upper and lower surfaces of the floor slab, which requires complicated work such as temporarily fixing the fixing plate. . In order to solve these problems, a disk-shaped fixing plate is adopted.
[0011]
(7) The prestress wooden floor according to any one of the preceding
: Ideally, the area of the fixing plate should be the same as the end face of the floor slab in order to uniformly transmit the pressure generated by the fixing tool to the end face of the floor slab via the fixing plate. However, as long as the prestressing force introduction method using the PC steel bar is assumed, the area of the fixing plate is reduced with respect to the end face of the floor slab. However, the fixing plate can be dispersed and the compressive force of the central portion of the PC steel bar can be divided equally to achieve uniformity. That is, a plurality of fixing plates are arranged at an equal distance from the central portion of the pressing force.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An example in which the prestress structure according to the present invention is adopted when a wooden floor slab of a wooden bridge is configured by arranging a large number of long laminated slabs will be described with reference to the drawings.
FIG. 9 shows a schematic view of the wooden bridge of the present invention. A prestressed
FIG. 1 is a partial sectional perspective view of a fixing portion of a wood floor slab according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view thereof.
FIG. 1 shows a structure in which a prestressing force is introduced by a fixing
A through-hole 40 is formed in the center of the long
This compressive force is transmitted to the
Here, the contact state between the fixing
In the present invention, a wooden fixing plate is adopted as the fixing
When the span distance of the
[0013]
7A and 7B are perspective views of a fixing plate in which a
FIG. 7C shows a wooden fixing plate having another reinforcing structure. In other words, the fixing plate has a reinforcing structure with a
[0014]
3 and 4 are a partial cross-sectional perspective view and a cross-sectional view showing a state in which a disk-type fixing plate is mounted on the fixing portion. A
5 and 6 are a partial cross-sectional perspective view and a cross-sectional view of a structure in which a compressive force generated from one PC steel bar is transmitted to the laminated wood floor slab by a plurality of fixing plates.
In the case of a large laminated timber slab, the thickness of the laminated timber slab increases, and the compressive force from the fixing plate in the central part is not easily transmitted to the vertical position of the laminated timber slab. Therefore, a plurality of fixing plates can be used to disperse the compressive force applied to the laminated wood floor slab, so that a uniform pre-stress force can be introduced into the wood floor slab body.
5 and 6 show a state in which two fixing plates are used. The compressive force generated by tightening the
The centering fixing work can be easily performed by providing the
Note that the stress distribution generated in the laminated wood floor slab when the fixing method using a fixing plate made of the same material as the laminated wood is adopted is calculated as a result of three-dimensional FEM analysis. stress difference due to the position of the plate to 18kgf / cm 2 ~10kgf / cm 2 , prestress direction of the perpendicular tensile stresses are significantly reduced 8kgf / cm 2 ~10kgf / cm 2 .
[0015]
Next, the outline | summary of the Example which employ | adopted this invention for the wooden deck of the actual wooden bridge is introduced.
Wooden floor slab length: 22m
Width: 5m
Glulam: 34 floor plates (width 150mm, 200mm, 2 types, height 1040-1070mm, length 22.8m, material)
PC steel rod: diameter 32v, length 6.130m, 46 fixing plates: length 320mm, width 320mm, thickness 25mm, 92 sheets Asphalt pavement (
[0016]
【The invention's effect】
According to the present invention, when a large laminated slab is applied to a bridge or the like of a building that requires high strength, the necessary prestress can be applied uniformly and accurately, and it is safe and highly reliable. Construction of wooden bridges with laminated slabs became possible.
Further, since no metal material is used for the fixing plate, the weight and cost of the wooden bridge can be reduced.
Therefore, it will not only open up a more effective path for the use of low timber and thinned wood, which have been highly demanded for effective use of conventional resources, but also to meet society's demand for wooden structures from landscape and environmental improvements. I can respond.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a partial cross-sectional perspective view of a fixing portion of a wooden bridge slab according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a fixing portion of a wooden bridge slab according to the present invention. FIG. 4 is a partial cross-sectional perspective view of a fixing portion fitted with a fixing plate fitted with a ring of the same. FIG. 4 is a sectional view of a fixing portion fitted with a fixing plate fitted with a ring of high strength material according to the present invention. FIG. 6 is a partial cross-sectional perspective view of a fixing portion that generates prestressing force on a wooden bridge slab by a plurality of fixing plates according to the present invention. FIG. 6 shows prestressing force on a wooden bridge slab by a plurality of fixing plates according to the present invention. FIG. 7 is a partial cross-sectional perspective view and cross-sectional view of a square and disk-shaped wooden fixing plate in which a reinforcing measure is applied in a ring shape and a cap shape with a high-strength material according to the present invention. Square shape with ring-shaped and cap-shaped reinforcement measures made of high-strength material according to the present invention Some of the fine disk-shaped wooden fixing plates sectional perspective view and a
1: fixing part, 2: laminated wood,
3: Fixing plate, 4: PC steel bar,
5: Pressure plate, 6: Sole plate,
7: Flange, 8: Nut,
9: Washer, 10: Ring,
11: Dowel, 12: Dowel insertion hole,
20: Wood floor slab, 40: Through hole,
100: Cap
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