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JP4562631B2 - コンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造 - Google Patents

コンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造 Download PDF

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Description

本発明は、既設の支承部材を取り替えないで、例えば、鋼製ブラケットを用いて桁に損傷を与えることのない新規なコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造に関する。
従来、この種の補強構造の第1の例としては、図9に特開平9−235706号公開特許公報に開示した技術がある。これについて説明すれば、定着げた1と、それが支承する吊りげた2との間隙に充填された無収縮モルタル(充填材)3と、吊りげた2の下端部に設けられる定着ブラケット4と、定着ブラケット4に下端が固定され、吊りげた2に上端が固定された補強PC鋼棒(補強材)5と、定着げた1から定着ブラケット4に向かって斜め下方に延在するように、定着げた1の端部近傍に上端が固定され、定着ブラケット4に下端が固定された斜吊PC鋼棒(斜吊材)6とを備えている。定着ブラケット4は、コンクリート製の桁で、断面矩形をなし、吊りげた2下部の全幅にあたって形成されている。補強PC鋼棒5は、鉛直に延在し、橋軸方向に一定間隔をおいて2列に配設されている。橋軸直角方向においても所定間隔をおいて複数列配設されている。上端は定着具により固定されている。下端には留め具が固定され埋設されている。かかる補強PC鋼棒6により、定着ブラケット4は吊りげたSの端部下面に固定された状態となる。斜吊PC鋼棒6は、水平面と約30゜の角度で定着げた1から吊りげた2に向かって斜め下方に延在している。上半分が定着げた1に埋設され、下半分のうち一部は露出され、下端部のみがブラケット内に埋設されている。上端は定着具により固定されている。下端には留め具が固定され埋設されている。補強PC鋼棒5と斜吊PC鋼棒6との相対位置は、橋軸直角方向において交互になっている。
次に、この種のヒンジ部補強構造の第2の例としては、図10に示す特開平9−3825号公開特許公報に開示した技術がある。これについて説明すれば、7はコンクリート製ゲルバー橋の最も端部に位置する第1桁、8はこの第1桁7の右端をヒンジ部9を挟んで支持する第2桁で、施工前は図10に示すように第1桁端部と第2桁端部の間には遊間10が形成されている。このヒンジ部9の上面及び下面の両方に、第1桁7及び第2桁8を連続一体化する、RC構造の上面補強部11及び下面補強部12をそれぞれ形成している。また、ヒンジ部9の遊間10には、注入後3時間で所定値以上の強度を有し、かつ所定時間流動性を有する超速硬形ポリマーセメントモルタル注入材13を充填硬化させている。これによって、ヒンジ部9の遊間10が閉塞されると共に、超速硬形ポリマーセメントモルタル注入材13の接着力によって、第1桁7及び第2桁8の突き合わせ面を一体化している。さらには、ヒンジ部9の上下2段には連結材14が設置されている。この連結材14はヒンジ部9に穿設された貫通孔にボルト14aを通し、両端からプレート14bを介しナット14cを螺合することにより、機械的な締めつけ力で第1桁7及び第2桁8を一体化するものである。上面補強部11は、補強後の表面が路面と面一なるように既設床版をはつり、第1桁7及び第2桁8の上面に連続するように補強鉄筋を配筋し、ヒンジ部9を中心として両桁7、8側に上面補強部11を形成している。流し込むセメントモルタルとしては、早強度、流動性、低膨張性に優れた、打設後所定時間で所定値以上の強度を有するポリマーセメントモルタル13を使用する。また、下面補強部12は、第1桁7及び第2桁8の全域にわたって形成している。この場合もヒンジ部9で応力の伝達が分断されないように、第1桁7及び第2桁8の下面に連続するように補強鉄筋を配筋し、上面補強部11と同様のセメントモルタルを使用している。
特開平9−235706号公開特許公報 特開平9−3825号公開特許公報
従来の技術は、背景技術で述べたような構成、作用であるので次の課題が存在した。
すなわち、上記第1の例としての特開平9−235706号公開特許公報及び上記第2の例としての特開平9−3825号公開特許公報に開示した技術によれば、静定構造物であるゲルバー桁から不静定構造物である連続桁になり構造系が変わってしまうことにより、曲げモーメントに対する補強や固有振動数が変化するため下部構造にまで影響を及ぼすことになるため再度耐震性の設計照査が必要となるという問題点があり、また、桁下端の天秤ブラケットをPC鋼棒で吊るため、床版より多数の孔を明けるので桁のPC鋼線を損傷させる可能性が大きいという問題点があった。
さらに、一般的にこの種の技術は、常時には、死荷重の作用しないヒンジ部構造の支承部材は、例えばPC箱桁をディビダーク工法で架設された橋梁ではスパン中央をゲレンク支承部材にて連結されている。当該支承部材は鋼製の噛み合わせ構造となっているが、長スパンによる架設のためコンクリートのクリープ、各桁ブロックを繋いでいるPC鋼線のリラクゼーションや活荷重による疲労等で左右の桁が下方向に変形して噛み合わせ部が擦れたり、または支承部材自体が損傷して、その機能が不全に陥るという問題点があった。
本発明が解決しようとする課題は、背景技術で述べた問題点を解決することにある。
本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造は、構造等を変化させず施工に当って施工時間を短かくかつ長期の交通規制を行なうことなく、既存の桁PC鋼線を損傷させる可能性を抑えてヒンジ部の桁変形による段差部を形成することがないと共に既設の支承部分取替えを不要としたうえで桁に損傷を与えないことを目的としたものであって、次の構成、手段から成立する。
すなわち、請求項1記載の発明によれば、コンクリート構造物のヒンジ部に於いて、該ヒンジ部近傍の桁左・右両側にアンカーボルトで固設される一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットと、該略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の連結部に介装される単一若しくは複数のゴム製支承部材と、前記略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方を連結する単一又は複数本のPC鋼棒とを有したことを特徴とする。
請求項記載の発明によれば、コンクリート構造物のヒンジ部に於いて、該ヒンジ部近傍の桁左・右両側にアンカーボルトで固設される一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットと、該略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の連結部の隙間に介装される第1ゴム製支承部材と、該略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の連結部に連結し並びに前記一方の該略L字形鋼製ブラケットの連結部の上壁部位に第2ゴム製支承部材を配置・圧着するPC鋼棒とを有したことを特徴とする。
請求項記載の発明によれば、請求項1又は記載の発明に於いて、前記一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットが一部H型鋼で製作し、複数の壁面部としてのフランジにより画成すると共にウエブの所望位置にハンドホールを穿孔したことを特徴とする。
請求項記載の発明によれば、請求項1又は記載の発明に於いて、前記一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットを現場取付け可能にしたことを特徴とする。
本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造は、叙上の構成を有するので次の効果がある。
すなわち、請求項1ないし記載の発明によれば、構造系を変えず、施工にあたっては長期の交通規制を必要としないという効果がある。また、既存の桁PC鋼線を損傷させる可能性が低いと共にヒンジ部の桁変形による段差を防止できるという効果がある。さらに、ヒンジ部の上下の間隙にゴム支承部材を設置するための騒音を生じさせず既設の支承部材を取り替えないため、桁に損傷を与えることがなく施工時間を短くできるという効果がある。
以下、本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造の実施の形態について添付図面に基づき詳細に説明する。
図1は、コンクリート構造物、例えば、橋梁のヒンジ部分Bの近傍に於ける正面図である。図2は、図1の矢視A方向から見た図面であって、当該橋梁のヒンジ部分Bの近傍に於ける桁左・右両側に固定する略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の構造例を示す正面図である。上記した図1、図2に基づき本発明の実施の形態を明らかにする。
1は、コンクリート構造物の一例である橋梁に於ける床版である。2は、該床版1と連なる桁であり橋梁の左右に立設している。桁2、2の前・後に於いては従来から存在している前・後の桁2、2間すなわちヒンジ部Bに連結するゲレンク支承部材3が介設されている。該ゲレンク支承部材3は、一方の桁の側面壁に例えば、凹陥部を、他方の桁の側面壁に例えば、凸部品を構成し、この両者を嵌着し一方及び他方の桁を連結している。ところが、当該ゲレンク支承部材3は長年月の使用等により変形・変状され、床版1の水平面が段差状となり橋梁の床版1の上面に形成した舗装部材4に亀裂や段差が発生し、これを補修することが必要であるが、本発明では前記ゲレンク支承部材3を取外すことなく、追加補修工事を行なうことにより問題点を解決している。
2aは前記桁2の右側面壁であり、2bは前記桁2の左側面壁である。そして、該桁2の左・右両側つまり、該桁2の右側面壁2a及び該桁2の左側面壁2bには図2に示すように、それぞれ一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bの組が配置されている。
一方の略L字形鋼製ブラケット5Aは、本体部5A1と連結部5A2で構成され、また、他方の略L字形鋼製ブラケット5Bは、本体部5B1と連結部5B2で構成されている。そして、該一方の略L字形鋼製ブラケット5Aの連結部5A2と、該他方の略L字形鋼製プブラケット5Bの連結部5B2に於けるベース板5c、5d間の隙間S1には第1ゴム製支承部材6を介装している。また、前記一方の略L字形鋼製ブラケット5Aの連結部5A2の上壁部9a(壁面部)にはベース板5aを介して該ベース板5aと、別異のベース板5bとの隙間S2に第2ゴム製支承部材7を前・後に2列例えば4本のPC鋼棒8、8…により配置・圧着している。
尚、該PC鋼棒8、8…は前記第1及び第2ゴム製支承部材6、7と略L字形鋼製ブラケット5A、5Bの馴染みをよくするために例えば1本当り10(KN)の緊張力を付与している。
前記一方の略L字形鋼製ブラケット5Aに於いては、一部H型鋼で作製し、立設した複数の壁面部9aは該H型鋼のフランジで構成し、この複数の壁面部9aで画成された平面部9b、すなわち該H型鋼のウエブで構成している。このウエブ(平面部)9bにはその所望位置に作業員によるアンカーの打込みや組立作業に必要とするハンドホール9cを穿孔している。また、前記一方の略L字形鋼製ブラケット5Aの平面部9bに複数又は多数でなる所望数のアンカーボルト11又は樹脂を用いたアンカーを打込み、図1に示すように該一方の略L字形鋼製ブラケット5Aを前記桁2の右側面壁2a及び左側面壁2bに固設する。
前記他方の略L字形鋼製ブラケット5Bに於いては、前述した一方の略L字形鋼製ブラケット5Aと略同一の構成となっており、それぞれが連結されることにより一組として略L字形鋼製ブラケット5の総体が構成される。前記他方の略L字形鋼製ブラケット5Bに於いては、一部H型鋼で作製し、立設した複数の壁面部10aは該H型鋼のフランジで構成し、この複数の壁面部10aで画成された平面部10bにはその所望位置に作業員によるアンカー打込みや組立作業に必要とするハンドホール10cを穿孔している。また、前記他方の略L字形鋼製ブラケット5Bの平面部10bに複数又は多数でなる所望数のアンカーボルト11又は樹脂を用いたアンカーを打込み、図1に示すように該他方の略L字形鋼製ブラケット5Bを前記桁2の右側面壁2a及び左側面壁2bに固設する。
次に、一方、他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bの連結部5A2、5B2が互に連結される構成について詳しく述べる。
前記他方の略L字形鋼製ブラケットの連結部5B2には上下に壁面部10a、10aを備え、この上方の壁面部10a上にはベース板5cを、前記一方の略L字形鋼製ブラケット5Aの連結部5A2には上下に壁面部9a、9aを備え、この下方の壁面部9aにはベース板5dをそれぞれ固定し、このベース板5c、5dの隙間S1に第1ゴム製支承部材6を介装している。
前記一方の略L字形鋼製ブラケット5Aの連結部5A2の上壁部9a(壁面部)にはベース板5aを介して該ベース板5aと別異のベース板5bとの隙間S2に第2ゴム製支承部材7を前・後2列に4本のPC鋼棒8、8により配置・圧着している。
13は角座金であり、前記他方の略L字形鋼製ブラケット5Bの連結部5B2に於ける下側の壁面部10aの外表面と前記別異のベース板5bの外表面に積置され4本の前記PC鋼棒8、8…の両端に共締めし、前記一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bの連結部5A2、5B2を完全に結合する。その際、前記第1ゴム製支承部材6及び前記第2ゴム製支承部材7はそれぞれベース板5c、5d間及びベース板5a、5b間を圧着し又は挾圧・保持される。
次に、本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bの補修構造の実施の形態に基づき、その動作や作用及び組立手順等について説明する。
ここで図3は、コンクリート構造物、例えば、橋梁の全体構成図を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)の上方から見た平面図である。
Bは左、右の桁2、2間に存在するコンクリート構造物のヒンジ部Bでありコンクリート構造物、つまり橋梁の長さ方向に所定数存在する。そして、橋梁等のコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bつまり前記一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bが図2の矢印P1、P2の方向つまり図4(a)の矢印P1、P2方向に示すように荷重作用すれば、前記PC鋼棒8、8を介して第2ゴム製支承部材7が圧縮しながら活荷重反力を受ける。そして、図2の矢印P3、P4方向、つまり図4(b)の矢印P3、P4に示すように荷重作用すれば、前記PC鋼棒8、8…を介して第1ゴム製支承部材6が圧縮しながら活荷重反力を受ける。
尚、死荷重に対しては、図5に示すように桁2、2の剛性により中立状態であり、既設の構造物支承にも上記第1及び第2ゴム製支承部材6、7には荷重反力は生じていない。
そして、例えば工場にて一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bを予め製作する。ところで、該一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bは分離・分割して作製してもよく、また、取付時に添接板12で一体化構成をしてもよい。
次に、既設の桁2の所定位置に例えばコンクリートアンカーや樹脂アンカー等のアンカーボルト11を打込むためのボアホールを穿孔する。そして、該コンクリートアンカー等のアンカーボルト11をエポキシ樹脂系接着剤等で固設する。次で、前記一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bを既設の桁2に取付ける。この際、前記アンカーボルト11の締め付けは、作業員がハンドホール9c、10cに手を差し込み作業を行なう。
また、前記第1及び第2ゴム製支承部材6、7をベース板5c、5d間及びベース板5a、5b間の所定位置に配置すると共に接着剤等により固定する。そして、前記一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bに穿孔し、これに例えば前記4本のPC鋼棒8、8…を挿通する。所定のプレストレスを例えばセンターホールジャッキ等を用いて前記4本のPC鋼棒8、8…に導入する。
上述した本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bの補修構造の実施の形態によれば、従来のゲレンク支承部材3を存置したままの構造に於いて、本発明に係る一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bを追加施工するので長期の交通規制がなく、コンクリート構造物のヒンジ部Bの桁変形による段差を完全に防止でき加えて、第1及び第2ゴム製支承部材6、7を設置するための騒音等が発生しないという種々の利点がある。
次に、本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bの補修構造の実施例について図6ないし図8に基づき詳細に説明する。
図6は、コンクリート構造物例えば、橋梁のヒンジ部Bの近傍に於ける桁左・右両側に固定する略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の実施例を示す正面図である。図7は、図6の詳細部分を示す正面図である。図8は、図7の部分図面であって、(a)は図7の矢視C−C線方向から見た断面図、(b)は図7の矢視D−D線方向から見た断面図である。
当実施例は、基本的には前述した図2に示す実施の形態の構成について、第2ゴム製支承部材7を省略した構成となっている。12は添接板であり、図7に示すように高圧ボルト(HTB)14…により、前記一方の略L字形鋼製ブラケット5A及び前記他方の略L字形鋼製ブラケット5Bの上側の壁面部9a及び下側の壁面部10aのそれぞれ外表面に当接し、打込み固定されている。
ほかの構成部材は前述した実施の形態に於ける構成と略同一であり、同一番号を付し、その説明を省略する。
次に、本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bの補修構造の実施例に基づき、その動作や作用等について説明する。
ここで図3は、コンクリート構造物、例えば、橋梁の全体構成図を示すものであり、(a)は側面図、(b)は(a)の上方から見た平面図である。
Bは左、右の桁2、2間に存在するコンクリート構造物のヒンジ部Bでありコンクリート構造物、つまり橋梁の長さ方向に所定数存在する。そして、橋梁等のコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bつまり前記一方及び他方の略L字形鋼製ブラケット5A、5Bが図6の矢印P1、P2の方向つまり図4(a)の矢印P1、P2方向に示すように荷重作用すれば、前記PC鋼棒8、8…を介して第1ゴム製支承部材6が伸張しながら活荷重反力を受ける。そして、つまり図4(b)の矢印P3、P4に示すように図6の矢印P3、P4方向、つまり図4(b)の矢印P3、P4に示すように荷重作用すれば、前記PC鋼棒8、8…を介して第1ゴム製支承部材6が圧縮しながら活荷重反力を受ける。
尚、死荷重に対しては、図5に示すように桁2、2の剛性により中立状態であり、既設の構造物支承にも上記第1及び第2ゴム製支承部材6、7には荷重反力は生じていない。
また、組立手順については上述した実施の形態に於ける構成と略同一であり、その説明を省略する。
本発明に係るコンクリート構造物、例えば、橋梁のヒンジ部分Bの近傍に於ける正面図である。 図1の矢視A方向から見た図面であって、当該橋梁のヒンジ部分Bの近傍に於ける桁左・右両側に固定する略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の構造例を示す正面図である。 本発明に係るコンクリート構造物に於けるヒンジ部Bの補修構造の実施の形態に基づき、その動作や作用及び組立手順等について説明する。 本発明に係るコンクリート構造物に於ける荷重作用を示す概要図であって、(a)は矢印P1、P2の荷重方向であるときの概要図、(b)は矢印P3、P4の荷重方向であるときの概要図である。 本発明に係るコンクリート構造物に於ける荷重作用を示すものであって、左右の桁の剛性により中立状態を示す概要図である。 本発明に係るコンクリート構造物例えば、橋梁のヒンジ部Bの近傍に於ける桁左・右両側に固定する略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の実施例を示す正面図である。 図6の詳細部分を示す正面図である。 図7の部分図面であって、(a)は図7の矢視C−C線方向から見た断面図、(b)は図7の矢視D−D線方向から見た断面図である。 従来の技術に於ける補強構造の第1の例を示す説明図である。 従来の技術に於けるヒンジ部の補強構造の第2例を示すものであって、要部拡大図である。
1 床版
2 桁
2a 桁の右側面壁
2b 桁の左側面壁
3 ゲレンク支承部材
4 舗装部材
5 略L字形鋼製ブラケット
5A 一方の略L字形鋼製ブラケット
5A1 一方の略L字形鋼製ブラケットの本体部
5A2 一方の略L字形鋼製ブラケットの連結部
5B 他方の略L字形鋼製ブラケット
5B1 他方の略L字形鋼製ブラケットの本体部
5B2 他方の略L字形鋼製ブラケットの連結部
5a ベース板
5b ベース板
5c ベース板
5d ベース板
6 第1ゴム製支承部材
7 第2ゴム製支承部材
8 PC鋼棒
9a 壁面部(フランジ)
9b 平面部(ウエブ)
9c ハンドルホール
10a 壁面部(フランジ)
10b 平面部(ウエブ)
10c ハンドルホール
11 アンカーボルト(樹脂を用いたアンカー)
12 添接板
13 角座金
14 高圧ボルト(HTB)
B ヒンジ部
S1 ベース板5cとベース板5dとの隙間
S2 ベース板5aとベース板5bとの隙間

Claims (4)

  1. コンクリート構造物のヒンジ部に於いて、該ヒンジ部近傍の桁左・右両側にアンカーボルトで固設される一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットと、該略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の連結部に介装される単一若しくは複数のゴム製支承部材と、前記略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方を連結する単一又は複数本のPC鋼棒とを有したことを特徴とするコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造。
  2. コンクリート構造物のヒンジ部に於いて、該ヒンジ部近傍の桁左・右両側にアンカーボルトで固設される一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットと、該略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の連結部の隙間に介装される第1ゴム製支承部材と、該略L字形鋼製ブラケットの一方及び他方の連結部に連結し並びに前記一方の該略L字形鋼製ブラケットの連結部の上壁部位に第2ゴム製支承部材を配置・圧着するPC鋼棒とを有したことを特徴とするコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造。
  3. 前記一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットが一部H型鋼で製作し、複数の壁面部としてのフランジにより画成すると共にウエブの所望位置にハンドホールを穿孔したことを特徴とする請求項1又は記載のコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造。
  4. 前記一方及び他方でなる略L字形鋼製ブラケットを現場取付け可能にしたことを特徴とする請求項1又は記載のコンクリート構造物に於けるヒンジ部の補修構造。
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