特許ウォッチ

公開番号2024171978
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-12
出願番号2023089369
出願日2023-05-31
発明の名称プレストレス鋼桁の製造方法
出願人川田工業株式会社
代理人個人
主分類E04C 3/10 20060101AFI20241205BHJP(建築物)
要約【課題】下フランジコンクリートにおけるひずみ変形を抑制するとともに、圧縮ひずみ差を減少させることにより、クラックの発生を効果的に防止することができるプレストレス鋼桁の製造方法を提供する。
【解決手段】分割方式のプレストレス鋼桁を製造する方法において、下フランジ14の下面に配置されているジベル21のうち、下フランジ14の端部14aから最も近い位置にある最端部側のジベル21Aの下フランジ幅方向中央部に切欠部23が形成され、最端部側のジベル21Aの外側の端部が、2列目以降のジベル21Bの両端部よりも外側に位置するように構成されている鋼材11を使用することを特徴とする。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
垂直なウェブと、その上下にそれぞれ形成された水平な上フランジ及び下フランジとによって構成された鋼材であって、複数本のジベルが、下フランジの下面において、下フランジの幅方向に沿った向きで、下フランジの長手方向へ間隔を置いて並列するように配置された鋼材を複数本用意し、
それらの鋼材を直列させ、隣り合う端部同士を連結して一本の鋼桁を組み立て、
鋼桁にプレフレクションを載荷して曲げ変形させ、
この状態で鋼材の下フランジの周りにコンクリートを打設して、連結部以外の部位に下フランジコンクリートを形成し、
下フランジコンクリートの硬化後にプレフレクション荷重をリリースして、鋼桁の曲げ変形を元に戻すことにより、下フランジコンクリートにプレストレスを導入し、
添接板を取り外して、一本の鋼桁を複数のブロックに分割し、
輸送後にブロックを連結し、下フランジの連結部にコンクリートを打設して、下フランジコンクリートを一体化することによりプレストレス鋼桁を製造する方法において、
前記鋼材として、下フランジの下面に配置されているジベルのうち、下フランジの端部から最も近い位置にある最端部側のジベルの下フランジ幅方向中央部に切欠部が形成されている鋼材を使用することを特徴とするプレストレス鋼桁の製造方法。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記最端部側のジベルの外側の端部が、２列目以降のジベルの両端部よりも外側に位置するように構成されている鋼材を使用することを特徴とする、請求項１に記載のプレストレス鋼桁の製造方法。
【請求項３】
下フランジの下面に配置されている複数本のジベルの間の１つの領域又は複数の各領域において、頭付きスタッドが、下フランジの幅方向へ間隔を置いて複数個配置されている鋼材を使用することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプレストレス鋼桁の製造方法。
【請求項４】
前記最端部側のジベル、及び、２列目から５列目のジベルのうち、少なくとも１つのジベルとして、上向きテーパ面を有する、断面が台形状のジベルが、下フランジの下面に配置されている鋼材を使用することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のプレストレス鋼桁の製造方法。
【請求項５】
垂直なウェブと、その上下にそれぞれ形成された水平な上フランジ及び下フランジとによって構成され、
複数本のジベルが、下フランジの下面において、下フランジの幅方向に沿った向きで、下フランジの長手方向へ間隔を置いて並列するように配置され、
前記ジベルのうち、下フランジの端部から最も近い位置にある最端部側のジベルの下フランジ幅方向中央部に切欠部が形成されていることを特徴とするプレストレス鋼桁用の鋼材。
【請求項６】
前記最端部側のジベルの外側の端部が、２列目以降のジベルの両端部よりも外側に位置するように構成されていることを特徴とする、請求項５に記載のプレストレス鋼桁用の鋼材。
【請求項７】
下フランジの下面に配置されている複数本のジベルの間の１つ領域又は複数の各領域において、頭付きスタッドが、下フランジの幅方向へ間隔を置いて複数個配置されていることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のプレストレス鋼桁用の鋼材。
【請求項８】
前記最端部側のジベル、及び、２列目から５列目のジベルのうち、少なくとも１つのジベルとして、上向きテーパ面を有する、断面が台形状のジベルが、下フランジの下面に配置されていることを特徴とする、請求項５又は請求項６に記載のプレストレス鋼桁用の鋼材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、下フランジコンクリートにプレストレスを導入してプレストレス鋼桁を製造する方法に関し、特に、分割方式のプレストレス鋼桁の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
プレストレス鋼桁は、Ｉ型断面の鋼材（垂直なウェブと、その上下にそれぞれ形成された水平な上フランジ及び下フランジとからなる鋼材）に、プレフレクションを載荷して曲げモーメントを与え、その状態で下フランジの周りにコンクリートを打設し、その硬化後にプレフレクションを解除して、下フランジコンクリートにプレストレスを導入する、という方法によって製造されている。
【０００３】
プレストレス鋼桁の製造方法には、いくつかの方式があり、一本の鋼材に対して上記のような方法を実施するオーソドックスな方式のほかに、複数本の鋼材を使用し、それらの鋼材を連結した状態でコンクリートにプレストレスを導入し、その後、分割することを特徴とする、「分割方式」と呼ばれるプレストレス鋼桁の製造方法等が知られている。
【０００４】
分割方式のプレストレス鋼桁の製造方法は、現地施工の省力化、長支間桁の輸送と架設の容易化のために開発されたものであり、次のような手順で実施される。まず、工場において、図１０（１）に示すように、複数本（この例では３本）のＩ型断面の鋼材１１を直列させて、隣り合う端部同士を突き合わせ、添接板１８を用いて連結し、一本の鋼桁１０を組み立てる。
【０００５】
添接板１８は、図示されている位置（鋼材１１のウェブ同士を連結する位置）だけでなく、上フランジ同士を連結する位置、及び、下フランジ１４同士を連結する位置にもそれぞれ配置し、ボルト孔に挿通したボルトを締結してそれぞれ固定する。尚、鋼材１１の下フランジ１４の上面及び下面には、多数のジベル２１（ずれ止め）が配置されている。
【０００６】
次に、図１０（２）に示すように、鋼桁１０にプレフレクションを載荷して、設計曲げモーメントを包含するプレフレクション曲げモーメントを与え、曲げ変形させる。その状態で鋼材１１の各下フランジ１４の周りに（より具体的には、図１０（２）において破線で示す位置に、下フランジ１４の上面、下面、及び、側面をそれぞれ覆うように）コンクリートを打設して、下フランジコンクリート１６を形成する。尚、下フランジ１４の連結部１７（下フランジ１４同士を連結する添接板が配置される部位、及び、その近傍部位）にはコンクリートは打設せず、ブランクとしておく。
【０００７】
下フランジコンクリート１６が硬化したら、プレフレクション荷重をリリースして、図１０（３）に示すように、鋼桁１０の曲げ変形を元に戻す。その際に生じるリリース曲げモーメントによって、下フランジ１４の引張力の減少分が、ジベル２１（図１０（１）参照）を介してコンクリートの圧縮力に変換され、下フランジコンクリート１６にプレストレスが導入される。
【０００８】
次に、図１０（４）に示すように、添接板を取り外して、一本の鋼桁１０を複数（この例では３つ）のブロック（一本の鋼材１１と下フランジコンクリート１６からなる分割ブロック）に分割する。そして、それらの分割ブロックを現地へ輸送し、図１０（５）に示すように、再び添接板１８を用いて連結する。最後に、下フランジ１４の連結部１７（図１０（５）において破線で示す位置）にコンクリートを打設してブランクを埋め、一連の下フランジコンクリート１６を一体化させる（連続した状態とする）。
【０００９】
分割方式によってプレストレス鋼桁を製造する場合、下フランジコンクリート１６にプレストレスを導入する工程を実施する際に、下フランジコンクリート１６にクラックが発生することがある。
【００１０】
下フランジコンクリート１６にプレストレスを導入する時点では、連結部１７（図１０（２）参照）にはコンクリートは打設されていないため、その両側には、図１０（３）に示すように、下フランジコンクリート１６の端部１６ａが形成されることになる。そして、プレフレクション荷重をリリースして、鋼桁１０の変形を元に戻す際に、ポアソン比ひずみにより下フランジ１４の両側縁が幅方向（桁軸直角方向）へ膨出するような変形が発生する。このため、下フランジコンクリート１６の端部１６ａ付近においてコンクリート断面が急変して応力集中が発生し、その結果、桁軸直角方向の引張応力が端部１６ａ付近に作用することになる。このような、端部１６ａ付近における応力集中と引張応力が、クラックの発生原因の一つであると考えられている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許