JP5458959B2

JP5458959B2 - 鋼箱桁、鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造、コンクリート床版、桁橋および橋梁

Info

Publication number: JP5458959B2
Application number: JP2010045827A
Authority: JP
Inventors: 丈広高須賀; 明弘上村
Original assignee: JFE Engineering Corp
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2010-03-02
Filing date: 2010-03-02
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-03-02
Also published as: JP2011179261A

Description

本発明は、鋼箱桁、鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造、コンクリート床版、桁橋および橋梁に関し、詳しくは、鋼箱桁の長手方向の水平せん断力および上揚力に対する鋼箱桁とコンクリート床版とのずれ止め性能に優れ、かつ、鋼箱桁の上フランジの下面への補強リブを省略することができる、鋼箱桁、鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造、該接合部構造を備えたコンクリート床版、桁橋および橋梁に関する。

鋼材とコンクリートの合成構造では、鋼材とコンクリート間に生じる水平せん断力が卓越するため、それに対するずれ止めが重要であり、現状では鋼材とコンクリートのずれ止めとしてスタッドジベルが一般的に用いられている。一方、スタッドジベル以外の鋼材とコンクリートのずれ止め技術も提案されてきており、例えば特許文献１、２では、上部フランジの上面に外面突起を設けたＴ形鋼を用いることが提案されている。

図８は、鋼箱桁とコンクリート床版との接合をスタッドジベルを用いて行った従来例を示す斜視図であり、図９は従来の鋼箱桁の正面図である。鋼箱桁１００の上フランジ１０２の上面には複数のスタッドジベル１０４が溶接で取り付けられており、鋼箱桁１００とコンクリート床版１０６とのずれを抑制する。また、上フランジ１０２の下面の幅方向中央部には、上フランジ１０２を補強する板状の補強リブ１０２Ａが鋼箱桁１００の長手方向に溶接で取り付けられている。なお、符号１０８はウェブ、１１０は下フランジ、１１０Ａは下フランジ１１０の補強リブである。

特開昭６０−１９５２０５号公報特開昭６２−２１９１０号公報

しかしながら、鋼箱桁とコンクリート床版との接合がスタッドジベルを用いてなされている従来技術では、鋼箱桁１００の上フランジ１０２の上面に多数のスタッドジベル１０４が溶接で取り付けられているとともに、鋼箱桁１００の上フランジ１０２の下面にも板状の補強リブ１０２Ａが鋼箱桁１００の長手方向に溶接で取り付けられており、溶接箇所が多く、従来技術はコストのかかる構造となっている。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、鋼箱桁とコンクリート床版との接合をずれ止め性能を低下させずに従来よりも低コストに行なうことができる、鋼箱桁、鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造、コンクリート床版、桁橋および橋梁を提供することを課題とする。

本発明は、以下の鋼箱桁、鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造、コンクリート床版、桁橋および橋梁により、前記課題を解決したものである。

即ち、本発明に係る鋼箱桁は、上フランジと、下フランジと、前記上フランジと前記下フランジとの間に、所定の間隔を開けて配置されて側面を形成する２つのウェブと、前記上フランジの上面に該上フランジの長手方向に設けられたＴ形鋼と、を有してなる鋼箱桁であって、前記Ｔ形鋼のフランジには突起が設けられ、一方、前記Ｔ形鋼のウェブには貫通孔が設けられておらず、かつ、前記上フランジの下面には補強リブが設けられていないことを特徴とする鋼箱桁である。

前記Ｔ形鋼は、前記鋼箱桁の前記上フランジの幅方向中央部に設けられていることが好ましい。

また、前記Ｔ形鋼が複数設けられている場合、複数設けられた該Ｔ形鋼が前記鋼箱桁の上フランジの幅方向中央を中心として対称に配置されていることが好ましい。

前記突起は、前記Ｔ形鋼の長手方向と略直交する線状の突起とすることが好ましい。

また、前記突起は、前記Ｔ形鋼のフランジの上面に設けた外面突起としてもよい。

また、前記突起は、前記Ｔ形鋼のフランジの下面と前記Ｔ形鋼のウェブの側面とに接合したリブ状の内面突起としてもよい。

前記Ｔ形鋼は、前記鋼箱桁の前記上フランジの上面に溶接で取り付けてもよい。

本発明に係る鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造は、前記鋼箱桁の前記上フランジの上面に、前記Ｔ形鋼のフランジの上面よりも所定の高さだけ上方までコンクリートが打設されてなることを特徴とする鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造である。

本発明に係るコンクリート床版は、前記接合部構造を備えてなることを特徴とするコンクリート床版である。

本発明に係る桁橋は、前記コンクリート床版を備えてなることを特徴とする桁橋である。

本発明に係る橋梁は、前記桁橋を備えてなることを特徴とする橋梁である。

本発明に係る鋼箱桁、鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造、コンクリート床版、桁橋および橋梁は、鋼箱桁の上フランジの上面に該上フランジの長手方向に設けられたＴ形鋼を有し、該Ｔ形鋼のフランジには突起が設けられ、一方、前記Ｔ形鋼のウェブには貫通孔が設けられておらず、かつ、前記上フランジの下面には補強リブが設けられていないので、鋼箱桁の長手方向の水平せん断力に対する鋼箱桁とコンクリート床版とのずれ止め性能に優れている上に、使用する部材の数を従来よりも少なくでき、溶接箇所および使用鋼材量を減少させることができる。また、従来設置していた鋼箱桁の上フランジ下面の補強リブの塗装が不要となり塗装面積も減少させることができる。このため、本発明に係る鋼箱桁を用いることにより、スタッドジベルを用いた従来技術と比べて、同等以上のずれ止め性能をより低コストに実現することができる。

本発明の第１実施形態に係る鋼箱桁を示す斜視図同じく正面図外面突起付きＴ形鋼１８のフランジ１８Ａを側方から見た拡大断面図本実施形態に係る鋼箱桁１０とコンクリート床版５４の接合部構造５０を模式的に示す斜視図本発明の第２実施形態に係る鋼箱桁７０を示す正面図本発明の第３実施形態に係る鋼箱桁８０を示す正面図鋼箱桁８０に用いられているリブ状内面突起付きＴ形鋼８２を拡大して示す斜視図鋼箱桁とコンクリート床版との接合をスタッドジベルを用いて行った従来例を示す斜視図従来の鋼箱桁の正面図

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。

図１は本発明の第１実施形態に係る鋼箱桁を示す斜視図であり、図２は同じく正面図である。

この鋼箱桁１０は、上フランジ１２と、所定の間隔を開けて配置されて両側面を形成する２つのウェブ１４と、下フランジ１６と、外面突起付きＴ形鋼１８と、を有してなり、上フランジ１２の上面に、外面突起付きＴ形鋼１８が上フランジ１２の幅方向中央部に鋼箱桁１０の長手方向に取り付けられて形成されている。外面突起付きＴ形鋼１８の数は１つである。また、下フランジ１６の上面には補強リブ１６Ａが設けられているが、上フランジ１２の下面には補強リブは設けられていない。

外面突起付きＴ形鋼１８は、本実施形態では上フランジ１２の上面に溶接により取り付けられているが、工場溶接、現場溶接のどちらでもよく、また、工場溶接、現場溶接を併用してもよい。また、取り付け方法は溶接に限定されず、例えばアングル鋼材等の接合部材を介してボルトで接合してもよい。

本実施形態では、外面突起付きＴ形鋼１８が、上フランジ１２の上面に、上フランジ１２の幅方向中央部に、鋼箱桁１０の長手方向に取り付けられているので、外面突起付きＴ形鋼１８による補強効果により上フランジ１２の座屈が防止されている。このため、本実施形態では、上フランジ１２の下面に補強リブは設けられておらず、従来設置していた鋼箱桁の上フランジ下面の補強リブの塗装が不要となり塗装面積を減少させることができる。一方、図８に示す従来技術では、上フランジ１０２の下面に補強リブ１０２Ａが設けられている。

なお、外面突起付きＴ形鋼１８の上フランジ１２の上面への取り付け位置を、上フランジ１２の幅方向中央部としている理由は、上フランジ１２の座屈を全面にわたって効率的に防止するためである。

また、外面突起付きＴ形鋼１８はフランジ１８Ａを有しており、従来技術の補強リブ１０２Ａよりも補強効果が高いので、本実施形態では上フランジ１２の厚さを従来技術の上フランジ１０２よりも薄くすることができる。

図３は、外面突起付きＴ形鋼１８のフランジ１８Ａを側方から見た拡大断面図である。フランジ１８Ａの上面には、外面突起付きＴ形鋼１８の長手方向と直交する方向に線状の外面突起１８Ｂが所定の間隔で設けられている。外面突起１８Ｂの外面突起付きＴ形鋼１８の長手方向鉛直面による断面形状は特に限定されず、例えば矩形状でも台形状でも半円形状でもよい。

図４は、本実施形態に係る鋼箱桁１０とコンクリート床版５４の接合部構造５０を模式的に示す斜視図である。外面突起付きＴ形鋼１８は実際にはコンクリート床版５４の内部に含まれているが、図示をわかりやすくするためコンクリート床版５４の内部に含まれている部分も含めて全て実線で描いている。

接合部構造５０は、外面突起付きＴ形鋼１８のフランジ１８Ａの上面から所定の高さだけ上方まで、鋼箱桁１０の上フランジ１２の上面にコンクリート５２を打設してコンクリート床版５４を形成してなる構造である。

外面突起付きＴ形鋼１８のフランジ１８Ａ上面に設けられた線状の外面突起１８Ｂは、外面突起付きＴ形鋼１８の長手方向（橋軸方向）と直交する方向に配置されている。このため、フランジ１８Ａ上面に設けられた線状の外面突起１８Ｂは、コンクリート５２との付着・支圧・摩擦により橋軸方向の水平せん断力に対する強力な抵抗となり、外面突起付きＴ形鋼１８は橋軸方向の水平せん断力に対してスタッドジベル１０４（図８参照）と同等以上のずれ止め性能を発揮する。また、外面突起付きＴ形鋼１８は、上揚力に対してもフランジ１８Ａの下面とコンクリート５２との支圧で抵抗することができ、この点でもずれ止め性能を発揮する。

このため、本実施形態に係る鋼箱桁１０を用いることにより、鋼箱桁とコンクリート床版との接合部にずれ止め防止用のスタッドジベルを設ける必要はなくなる。

また、前述したように、外面突起付きＴ形鋼１８による補強効果により、本実施形態に係る鋼箱桁１０では、上フランジ１２の下面に従来用いられてきた補強リブが用いられておらず、さらに、従来技術と比べて上フランジ１２の厚さも小さくすることができる。したがって、本実施形態に係る鋼箱桁１０を用いることにより、使用する部材の数を従来よりも少なくできる上に、溶接箇所、使用鋼材量および塗装面積を減少させることができる。

したがって、本実施形態に係る鋼箱桁１０を用いることにより、（スタッドジベル１０４を用いた）従来技術と比べて同等以上のずれ止め性能をより安価に実現することができる。

なお、図４において、鋼箱桁１０とコンクリート床版５４の接合部のみに着目せず、図４に示す構造を上部工全体と捉えれば、図４は、鋼箱桁１０とコンクリート床版５４とからなる桁橋６０を示していることとなる。この桁橋６０を用いて、下部工も含めた橋梁を構成することができる。

図５は本発明の第２実施形態に係る鋼箱桁７０を示す正面図である。第１実施形態と同一の構成については同一の番号を付し、説明は省略する。

第１実施形態では、用いる外面突起付きＴ形鋼１８の数は１つであったが、第２実施形態では、用いる外面突起付きＴ形鋼１８の数は例えば３つである。

３つの外面突起付きＴ形鋼１８は、上フランジ１２の幅方向中央を中心として対象に配置されており、橋軸方向の曲げモーメントを受けた際に鋼箱桁７０の上フランジ１２の座屈を全面にわたって効率的に防止することができる。

図６は本発明の第３実施形態に係る鋼箱桁８０を示す正面図であり、図７は鋼箱桁８０に用いられているリブ状内面突起付きＴ形鋼８２を拡大して示す斜視図である。第１実施形態と同一の構成については同一の番号を付し、説明は省略する。

第１実施形態の外面突起付きＴ形鋼１８では、フランジ１８Ａの上面に外面突起１８Ｂが設けられていたが、第３実施形態のリブ状内面突起付きＴ形鋼８２では、外面突起１８Ｂに替えて、フランジ８２Ａの下面とウェブ８２Ｂの側面とに接合した三角形状のリブ状内面突起８２Ｃが所定の間隔で設けられている。

第３実施形態では、リブ状内面突起８２Ｃがコンクリート５２との付着・支圧・摩擦により橋軸方向の水平せん断力に対する抵抗となり、ずれ止め性能を発揮する。

１０、７０、８０…鋼箱桁
１２…上フランジ
１４…ウェブ
１６…下フランジ
１８…外面突起付きＴ形鋼
１８Ａ…フランジ
１８Ｂ…外面突起
５０…接合部構造
５２…コンクリート
５４…コンクリート床版
６０…桁橋
８２…リブ状内面突起付きＴ形鋼
８２Ａ…フランジ
８２Ｃ…リブ状内面突起

Claims

上フランジと、
下フランジと、
前記上フランジと前記下フランジとの間に、所定の間隔を開けて配置されて側面を形成する２つのウェブと、
前記上フランジの上面に該上フランジの長手方向に設けられたＴ形鋼と、
を有してなる鋼箱桁であって、
前記Ｔ形鋼のフランジには突起が設けられ、一方、前記Ｔ形鋼のウェブには貫通孔が設けられておらず、かつ、前記上フランジの下面には補強リブが設けられていないことを特徴とする鋼箱桁。
前記Ｔ形鋼が前記鋼箱桁の前記上フランジの幅方向中央部に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼箱桁。
前記Ｔ形鋼が複数設けられ、複数設けられた該Ｔ形鋼が前記鋼箱桁の上フランジの幅方向中央を中心として対称に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の鋼箱桁。
前記突起は、前記Ｔ形鋼の長手方向と略直交する線状の突起であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼箱桁。
前記突起は、前記Ｔ形鋼のフランジの上面に設けられた外面突起であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の鋼箱桁。
前記突起は、前記Ｔ形鋼のフランジの下面と前記Ｔ形鋼のウェブの側面とに接合したリブ状の内面突起であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鋼箱桁。
前記Ｔ形鋼は、前記鋼箱桁の前記上フランジの上面に溶接で取り付けられていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の鋼箱桁。
請求項１〜７のいずれかに記載の鋼箱桁の前記上フランジの上面に、前記Ｔ形鋼のフランジの上面よりも所定の高さだけ上方までコンクリートが打設されてなることを特徴とする鋼箱桁とコンクリート床版の接合部構造。
請求項８に記載の接合部構造を備えてなることを特徴とするコンクリート床版。
請求項９に記載のコンクリート床版を備えてなることを特徴とする桁橋。
請求項１０に記載の桁橋を備えてなることを特徴とする橋梁。