JP7498152B2

JP7498152B2 - Tendon fixing structure

Info

Publication number: JP7498152B2
Application number: JP2021086040A
Authority: JP
Inventors: 勝藤代; 隆史内山; 有寿渡邊; 遼森田; 寛子高松
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2021-05-21
Filing date: 2021-05-21
Publication date: 2024-06-11
Anticipated expiration: 2041-05-21
Also published as: JP2022178913A

Description

本発明は、緊張材の定着構造に関する。 The present invention relates to a fixing structure for tension members.

箱桁橋の補強を目的として、外ケーブルの緊張による橋軸方向のプレストレスを箱桁に導入することがある。外ケーブルの緊張に伴う反力は、箱桁の橋軸方向の端部で負担させる場合もあるが、箱桁橋の設置状況等によっては、特許文献１のように箱桁内部にブロックを固定し、このブロックで負担させる場合もある。 To reinforce box girder bridges, prestress in the bridge axis direction is sometimes introduced into the box girder by tensioning the external cables. The reaction force caused by the tensioning of the external cables may be borne by the end of the box girder in the bridge axis direction, but depending on the installation conditions of the box girder bridge, blocks may be fixed inside the box girder as in Patent Document 1, and the force may be borne by these blocks.

特許第3754981号公報Patent No. 3754981

ブロックの固定に関しては、ブロックが上記の反力を負担し得るように、ブロックとその固定対象である箱桁に緊張材を挿通し、緊張材の緊張によるプレストレスをブロックに導入してブロックを箱桁に緊結固定することが考えられる。 To secure the block, one option is to insert tension rods through the block and the box girder to which it is to be secured, and then to introduce prestress into the block through tension in the tension rods, thereby fastening the block to the box girder so that the block can withstand the above-mentioned reaction force.

ただしこの場合、緊張材に対応する部位で箱桁に圧力が集中するため、箱桁の当該部位が圧力に耐えられず、箱桁にひび割れが生じるおそれがある。 In this case, however, pressure is concentrated on the box girder at the area corresponding to the tension member, and that area of the box girder cannot withstand the pressure, which may result in cracks in the box girder.

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、緊張材の緊張に伴う圧力の集中を避け、ひび割れ等の発生を防止できる緊張材の定着構造等を提供することである。 The present invention was made in consideration of the above problems, and its purpose is to provide a fixing structure for tension members that can avoid the concentration of pressure caused by tensioning the tension members and prevent the occurrence of cracks, etc.

前述した目的を達成するための本発明は、緊張材の通される箱桁橋の箱桁の下床版の下面に配置され、前記緊張材の端部が挿通されるUHPFRC製の補強板と、前記補強板の下面に配置され、前記緊張材の下端部を定着する定着具と、を有し、前記緊張材が前記下床版の断面を貫通し、前記緊張材の上端部が、前記下床版の上面に配置され、前記箱桁橋の外ケーブルの緊張に伴う反力を負担するブロックの上面に定着され、前記ブロックが前記緊張材により前記箱桁の前記下床版に緊結固定されることを特徴とする緊張材の定着構造である。
例えば、前記ブロックと前記緊張材が、前記箱桁内の隔壁の両側に設けられ、前記隔壁の両側の前記緊張材の下端部が前記定着具によって１枚の前記補強板に定着される。
また前記隔壁の両側の前記ブロックが、前記隔壁および前記隔壁の両側の前記ブロックに通された緊張材により、前記隔壁に緊結固定されることも望ましい。 In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a tension member fixing structure comprising: a reinforcing plate made of UHPFRC, which is placed on the underside of the lower deck of a box girder bridge through which tension members pass, and through which the ends of the tension members are inserted; and a fixing device, which is placed on the underside of the reinforcing plate and fixes the lower ends of the tension members, wherein the tension members penetrate the cross section of the lower deck, the upper ends of the tension members are fixed to the upper surface of a block which is placed on the upper surface of the lower deck and bears the reaction force associated with the tensioning of the external cables of the box girder bridge, and the block is fastened and fixed to the lower deck of the box girder by the tension members.
For example, the blocks and the tendons are provided on both sides of a bulkhead within the box girder, and the lower ends of the tendons on both sides of the bulkhead are fixed to one of the reinforcing plates by the fixing devices.
It is also desirable that the blocks on both sides of the bulkhead are tightly fastened to the bulkhead by tendons passing through the bulkhead and the blocks on both sides of the bulkhead.

本発明では、UHPFRC（Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete；超高性能繊維補強コンクリート）からなる高強度の補強板を対象物の表面に設け、補強板の表面の定着具によって緊張材の端部を定着することで、緊張材の緊張に伴う圧力が補強板により分散して面的に対象物に伝達される。そのため、圧力集中による対象物のひび割れ等の損傷が防止される。また緊張材は補強板の表面で定着具により定着するので、補強板に定着のための細工を施す必要がなく、補強板の製作が容易である。 In the present invention, a high-strength reinforcing plate made of UHPFRC (Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete) is provided on the surface of the object, and the ends of the tension members are fixed by fasteners on the surface of the reinforcing plate, so that the pressure caused by tensioning the tension members is dispersed by the reinforcing plate and transmitted to the object in a planar manner. This prevents damage to the object, such as cracks, caused by pressure concentration. In addition, because the tension members are fixed to the surface of the reinforcing plate by fasteners, there is no need to modify the reinforcing plate for fixing purposes, making the reinforcing plate easy to manufacture.

また本発明の定着構造は、固定物にプレストレスを導入して対象物に緊結固定する際に用いることができる。特に、箱桁橋の外ケーブルの緊張に伴う反力を負担するブロックを箱桁に緊結固定する際に用いることで、箱桁のひび割れ等の発生を防止できる。 The anchoring structure of the present invention can also be used when prestressing a fixed object and fastening it to the target object. In particular, by using it when fastening a block that bears the reaction force caused by the tension of the external cable of a box girder bridge to a box girder, the occurrence of cracks in the box girder can be prevented.

本発明によれば、緊張材の緊張に伴う圧力の集中を避け、ひび割れ等の発生を防止できる緊張材の定着構造等を提供できる。 The present invention provides a fixing structure for tension members that can avoid the concentration of pressure caused by tensioning the tension members and prevent the occurrence of cracks, etc.

箱桁橋１を示す図。A diagram showing box girder bridge 1. 箱桁橋１を示す図。A diagram showing box girder bridge 1. 鉛直緊張材４ａの定着部分を示す図。A diagram showing the fixing portion of the vertical tension member 4a. 定着構造の他の適用例を示す図。11A to 11C are diagrams showing other application examples of the fixing structure.

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。 The following describes in detail a preferred embodiment of the present invention with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る定着構造を有する箱桁橋１について、橋軸直交方向の断面を示す図である。図２は箱桁橋１の橋軸方向の断面を示す図である。 Figure 1 shows a cross section of a box girder bridge 1 having an anchoring structure according to an embodiment of the present invention, taken in a direction perpendicular to the bridge axis. Figure 2 shows a cross section of the box girder bridge 1 in the bridge axis direction.

箱桁橋１は、複数の箱桁１０を橋軸方向に接続し、これらの箱桁１０に橋軸方向のプレストレスを導入することで構築されたPC箱桁橋である。箱桁１０は、上床版１１、下床版１２、隔壁１３、側壁１４等を有する。橋軸方向のプレストレスは、図示しないPCケーブル等の緊張材を緊張することで導入される。 The box girder bridge 1 is a PC box girder bridge constructed by connecting multiple box girders 10 in the bridge axis direction and introducing prestress in the bridge axis direction to these box girders 10. The box girder 10 has an upper deck 11, a lower deck 12, bulkheads 13, side walls 14, etc. Prestress in the bridge axis direction is introduced by tensioning tension members such as PC cables (not shown).

本実施形態では、既設の箱桁橋１に橋軸方向の外ケーブルＣを増設して補強を行うものとし、外ケーブルＣの緊張に伴う反力を負担するブロック２が箱桁橋１の下床版１２等に緊結固定される。ブロック２には、外ケーブルＣの一方の端部を緊張したうえで定着する。外ケーブルＣの他方の端部は、横桁（不図示）など箱桁橋１の他の躯体部分に定着される。あるいは、箱桁橋１に上記のブロック２と同様に緊結固定したブロックに定着することも可能である。 In this embodiment, an existing box girder bridge 1 is reinforced by adding an external cable C in the bridge axis direction, and a block 2 that bears the reaction force caused by the tension of the external cable C is fastened to the lower deck 12 of the box girder bridge 1, etc. One end of the external cable C is tensioned and fixed to the block 2. The other end of the external cable C is fixed to another structural part of the box girder bridge 1, such as a cross beam (not shown). Alternatively, it is possible to fix the external cable C to a block that is fastened to the box girder bridge 1 in the same way as the block 2 described above.

ブロック２は、略直方体状の鉄筋コンクリート部材であり、下床版１２の上面に載置して、隔壁１３に当接するように配置される。ブロック２は隔壁１３の両側に一対配置される。ブロック２には、外ケーブルＣを通すためのシース５が橋軸方向に埋設される。 The block 2 is a roughly rectangular parallelepiped reinforced concrete member that is placed on the upper surface of the lower deck 12 and is positioned so as to abut against the bulkhead 13. A pair of blocks 2 are placed on both sides of the bulkhead 13. A sheath 5 for passing the external cable C is embedded in the block 2 in the bridge axis direction.

ブロック２（固定物）は、補強板３や緊張材４等を用いて箱桁橋１の下床版１２（対象物）や隔壁１３に緊結固定される。 The block 2 (fixed object) is tightly fixed to the lower deck 12 (target object) and bulkhead 13 of the box girder bridge 1 using reinforcing plates 3 and tension members 4, etc.

補強板３は、下床版１２の下面（ブロック２と反対側の面）に当接するように配置される矩形状の板材であり、UHPFRC（Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete；超高性能繊維補強コンクリート）により形成される。UHPFRCは、鋼繊維等の補強繊維を含有することで強度を向上させたコンクリートであり、本実施形態では圧縮強度を60(N/mm^２)以上200(N/mm^２)以下、引張強度を4(N/mm^２)以上15(N/mm^２)以下とする。ただし、圧縮強度や引張強度がこれに限ることはない。 The reinforcing plate 3 is a rectangular plate material arranged to abut against the underside of the lower floor slab 12 (the side opposite to the block 2), and is made of UHPFRC (Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete). UHPFRC is concrete whose strength has been improved by including reinforcing fibers such as steel fibers, and in this embodiment, the compressive strength is 60 (N/mm ² ) to 200 (N/mm ² ) and the tensile strength is 4 (N/mm ² ) to 15 (N/mm ² ). However, the compressive strength and tensile strength are not limited to these.

緊張材４は、ブロック２を箱桁橋１の下床版１２や隔壁１３に緊結固定するために用いられる。緊張材４には、鉛直方向に配置されるものと、水平方向に配置されるものがあり、前者を鉛直緊張材４ａ、後者を水平緊張材４ｂと呼ぶ。これらの緊張材４には例えばPC鋼棒が用いられるが、これに限ることはない。 The tendons 4 are used to fasten the blocks 2 to the lower deck 12 and bulkheads 13 of the box girder bridge 1. There are tendons 4 that are arranged vertically and tendons 4 that are arranged horizontally, the former being called vertical tendons 4a and the latter horizontal tendons 4b. These tendons 4 are made of, for example, PC steel bars, but are not limited to this.

鉛直緊張材４ａは、ブロック２、下床版１２、および補強板３を鉛直方向に貫通するように設けられる。鉛直緊張材４ａの下端部は補強板３の下面に定着され、上端部（別の端部）はブロック２の上面に定着される。 The vertical tension member 4a is arranged to penetrate vertically through the block 2, the lower deck 12, and the reinforcing plate 3. The lower end of the vertical tension member 4a is fixed to the lower surface of the reinforcing plate 3, and the upper end (another end) is fixed to the upper surface of the block 2.

図３は鉛直緊張材４ａの定着部分を示す図である。鉛直緊張材４ａは、ブロック２、下床版１２、および補強板３に形成された挿通孔（不図示）に通して配置される。 Figure 3 shows the fixing portion of the vertical tension member 4a. The vertical tension member 4a is placed through insertion holes (not shown) formed in the block 2, the lower deck 12, and the reinforcing plate 3.

鉛直緊張材４ａは、緊張力が導入された状態で、上端部が定着具６によりブロック２の上面に定着され、下端部が定着具６により補強板３の下面に定着される。本実施形態では、隔壁１３の両側のブロック２に通された複数の鉛直緊張材４ａの下端部が、１枚の補強板３の下面で定着される。ブロック２、補強板３、鉛直緊張材４ａおよび定着具６は本実施形態の定着構造を構成する。 When tension is applied to the vertical tension members 4a, their upper ends are fixed to the upper surface of the block 2 by the fixing device 6, and their lower ends are fixed to the lower surface of the reinforcing plate 3 by the fixing device 6. In this embodiment, the lower ends of the multiple vertical tension members 4a passed through the blocks 2 on both sides of the bulkhead 13 are fixed to the lower surface of one reinforcing plate 3. The block 2, reinforcing plate 3, vertical tension members 4a, and fixing device 6 constitute the fixing structure of this embodiment.

定着具６はブロック２や補強板３の表面に配置され、例えばアンカープレート６１、ワッシャ６２、ナット６３等を有する。鉛直緊張材４ａの上下の端部にはネジが設けられ、当該端部をアンカープレート６１の貫通孔（不図示）に貫通させ、アンカープレート６１から突出する鉛直緊張材４ａの突出部分にナット６３を締め込むことで、鉛直緊張材４ａの端部がブロック２や補強板３の表面に定着される。ワッシャ６２はアンカープレート６１とナット６３の間に配置される。 The fixing device 6 is arranged on the surface of the block 2 or the reinforcing plate 3, and includes, for example, an anchor plate 61, a washer 62, a nut 63, etc. The upper and lower ends of the vertical tension member 4a are provided with screws, and the ends are passed through through holes (not shown) in the anchor plate 61, and the nut 63 is tightened to the protruding portion of the vertical tension member 4a protruding from the anchor plate 61, thereby fixing the end of the vertical tension member 4a to the surface of the block 2 or the reinforcing plate 3. The washer 62 is arranged between the anchor plate 61 and the nut 63.

鉛直緊張材４ａの上端部（固定端）を定着具６によりブロック２の上面に定着した状態で、補強板３に挿通された鉛直緊張材４ａの下端部（緊張端）にナット６３を締め込むことで、鉛直緊張材４ａを緊張したうえでその下端部を補強板３の下面に定着することができ、これによりブロック２が下床版１２に緊結固定される。この際、箱桁橋１の下床版１２に関しては、鉛直緊張材４ａの緊張に伴う圧力が補強板３により分散して伝達され、圧力集中による下床版１２のひび割れ等の損傷が防止される。補強板３の厚さ等は、事前の解析により下床版１２に有害な応力（引張応力）が発生しないように設定される。 With the upper end (fixed end) of the vertical tension member 4a fixed to the upper surface of the block 2 by the fixing device 6, the nut 63 is tightened to the lower end (tensioned end) of the vertical tension member 4a inserted into the reinforcing plate 3, thereby tensioning the vertical tension member 4a and fixing its lower end to the underside of the reinforcing plate 3, thereby fastening the block 2 to the lower deck 12. At this time, with regard to the lower deck 12 of the box girder bridge 1, the pressure caused by the tension of the vertical tension member 4a is dispersed and transmitted by the reinforcing plate 3, preventing damage such as cracks in the lower deck 12 due to pressure concentration. The thickness of the reinforcing plate 3 is set by prior analysis so that harmful stress (tensile stress) is not generated in the lower deck 12.

なお、鉛直緊張材４ａの固定端と緊張端は逆でもよい。また、鉛直緊張材４ａの緊張後には、アンカープレート６１に設けた注入孔（不図示）を介して補強板３、下床版１２、およびブロック２の前記した挿通孔に充填材（不図示）が充填され、定着具６には図示しないグラウトキャップ等も設けられる。 The fixed end and tensioned end of the vertical tension member 4a may be reversed. After tensioning the vertical tension member 4a, a filler (not shown) is filled into the insertion holes of the reinforcing plate 3, the lower deck 12, and the block 2 through an injection hole (not shown) provided in the anchor plate 61, and a grout cap (not shown) is also provided on the fixing device 6.

水平緊張材４ｂは、隔壁１３および隔壁１３の両側のブロック２に形成された水平方向の挿通孔に通され、鉛直緊張材４ａと同様、緊張力を導入した状態で、その両端部が定着具によりブロック２の側面に定着される。これによりブロック２に水平方向のプレストレスを導入し、箱桁橋１の下床版１２だけでなく隔壁１３にも緊結固定できる。 The horizontal tension members 4b are passed through horizontal insertion holes formed in the bulkhead 13 and the blocks 2 on both sides of the bulkhead 13, and, like the vertical tension members 4a, both ends are fixed to the sides of the block 2 by fasteners while tension is being applied. This allows horizontal prestress to be applied to the block 2, which can be tightly secured not only to the lower deck 12 of the box girder bridge 1 but also to the bulkhead 13.

このように、本実施形態では、UHPFRC製の高強度の補強板３を箱桁橋１の下床版１２の下面に設け、補強板３の表面の定着具６によって鉛直緊張材４ａの端部を定着することで、鉛直緊張材４ａの緊張に伴う圧力が補強板３により分散して面的に下床版１２に伝達される。そのため、圧力集中による下床版１２のひび割れ等の損傷が防止される。 In this way, in this embodiment, a high-strength reinforcing plate 3 made of UHPFRC is provided on the underside of the lower deck 12 of the box girder bridge 1, and the ends of the vertical tension members 4a are fixed by fasteners 6 on the surface of the reinforcing plate 3, so that the pressure caused by the tension of the vertical tension members 4a is dispersed by the reinforcing plate 3 and transmitted to the lower deck 12 in a planar manner. This prevents damage such as cracks in the lower deck 12 due to pressure concentration.

また本実施形態では、鉛直緊張材４ａを補強板３の表面で定着具６により定着するので、補強板３には鉛直緊張材４ａの定着のため特別な細工を施す必要がなく、補強板３の製作が容易である。またUHPFRC製の補強板３は、鋼製の補強板とは異なり外部に露出しても劣化が少なく、メンテナンスの負担も軽減される。 In addition, in this embodiment, the vertical tension members 4a are fixed to the surface of the reinforcing plate 3 by the fixing devices 6, so there is no need to perform special work on the reinforcing plate 3 to fix the vertical tension members 4a, and the reinforcing plate 3 is easy to manufacture. Furthermore, unlike steel reinforcing plates, the UHPFRC reinforcing plate 3 is less susceptible to deterioration even when exposed to the outside, and the maintenance burden is also reduced.

しかしながら、本発明は上記の実施形態に限らない。例えば定着具６は前記したものに限らず、既知のくさび式の定着具を用いることも可能である。 However, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the fixing device 6 is not limited to the above embodiment, and a known wedge-type fixing device can also be used.

また本実施形態の定着構造は、箱桁橋１の下床版１２に鉄筋コンクリート製のブロック２を緊結固定するために用いられるが、固定物やその固定位置はこれに限らず、箱桁橋１の各躯体部分に各種の固定物を緊結固定する際に用いることができる。また、固定物が鉄筋コンクリート製のものに限ることもない。 The fixing structure of this embodiment is used to fasten a reinforced concrete block 2 to the lower deck 12 of the box girder bridge 1, but the fixed object and its fixing position are not limited to this, and it can be used to fasten various fixed objects to each structural part of the box girder bridge 1. Furthermore, the fixed object is not limited to being made of reinforced concrete.

例えば本実施形態の定着構造は、鋼製の落橋防止装置を箱桁橋１に緊結固定する際にも用いることができ、鉛直緊張材４ａの下端部を下床版１２の下面に設けた落橋防止装置に定着し、上端部を下床版１２の上面に設けた補強板３の表面に定着することも可能である。 For example, the fixing structure of this embodiment can also be used when fastening a steel bridge fall prevention device to a box girder bridge 1, and the lower end of the vertical tension member 4a can be fixed to the bridge fall prevention device provided on the underside of the lower deck 12, and the upper end can be fixed to the surface of the reinforcing plate 3 provided on the upper surface of the lower deck 12.

また本実施形態の定着構造は、固定物を箱桁橋１に緊結固定するものに限ることもなく、その他の橋梁、あるいは橋梁以外の構造体に固定物を緊結固定する際にも用いることができる。 Furthermore, the fixing structure of this embodiment is not limited to fastening fixed objects to the box girder bridge 1, but can also be used to fasten fixed objects to other bridges or structures other than bridges.

さらに、本実施形態の定着構造は、固定物を構造体に緊結固定する際に用いるものにも限らず、例えば図４に示すように、地盤２０（対象物）内に通され、一方の端部が地盤２０内に固定されたグラウンドアンカー４’（緊張材）についても適用できる。この場合、グラウンドアンカー４’の他方の端部を緊張し、地表面に配置した補強板３の表面で定着具６により定着すればよい。 Furthermore, the anchoring structure of this embodiment is not limited to use when fastening a fixed object to a structure, but can also be applied to a ground anchor 4' (tensioning material) that is passed through the ground 20 (target object) and has one end fixed to the ground 20, as shown in FIG. 4. In this case, the other end of the ground anchor 4' is tensioned and fixed to the surface of a reinforcing plate 3 placed on the ground surface by a fixing device 6.

以上、添付図面を参照しながら、本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The above describes preferred embodiments of the present invention with reference to the attached drawings, but the present invention is not limited to these examples. It is clear that a person skilled in the art can come up with various modified or revised examples within the scope of the technical ideas disclosed in this application, and it is understood that these also naturally fall within the technical scope of the present invention.

１：箱桁橋
２：ブロック
３：補強板
４：緊張材
４’：グラウンドアンカー
４ａ：鉛直緊張材
４ｂ：水平緊張材
６：定着具
１２：下床版 1: Box girder bridge 2: Block 3: Reinforcement plate 4: Tendon 4': Ground anchor 4a: Vertical tendon 4b: Horizontal tendon 6: Fixture 12: Lower deck

Claims

A reinforcing plate made of UHPFRC is placed on the underside of the lower deck of the box girder of the box girder bridge through which the tendons pass, and through which the ends of the tendons pass;
a fixing device disposed on a lower surface of the reinforcing plate and fixing a lower end of the tension member;
having
The tendon penetrates the cross section of the lower deck,
The upper end of the tension member is disposed on the upper surface of the lower deck and fixed to the upper surface of a block that bears the reaction force associated with the tension of the external cable of the box girder bridge;
A tension member fixing structure, characterized in that the block is fastened to the lower deck of the box girder by the tension member .

The block and the tendon are provided on both sides of the bulkhead within the box girder,
2. The structure according to claim 1, wherein lower ends of the tension members on both sides of the bulkhead are fixed to one of the reinforcing plates by the fixing devices.

3. A tension member fixing structure according to claim 2, wherein the blocks on both sides of the bulkhead are tightly fastened to the bulkhead by tension members passed through the bulkhead and the blocks on both sides of the bulkhead.