JP2021031902A - コンクリート製プレキャスト部材の継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】大幅な工期短縮が図れるようにするとともに、継手１箇所当たりの係合面積を増加することにより、継手の配置間隔を大きくして架設時の精度管理を容易化する。【解決手段】継手部２を境に一方側のプレキャスト部材１Ａの接合端面に、水平方向に所定の間隔で、平面視で溝型断面からなる溝型係合部６と、その後方に延びる雌継手アンカー部７とからなる雌継手３が縦溝５を外部に臨ませた状態で埋設され、他方側のプレキャスト部材１Ｂの接合端面に、水平方向に所定の間隔で、先端が外部に突出形成された雄継手アンカー部９と、その先端に備えられた溝型係合部６内に挿入可能な定着部８とからなる雄継手４が埋設されている。溝型係合部６が上下方向に長い縦長の形状で形成されるとともに、定着部８が上下方向に長い縦長の形状で形成され、かつ雄継手アンカー部９が上下方向平面に沿った平板形状で形成されている。【選択図】図５

Description

本発明は、橋梁の床版などに用いられるコンクリート製プレキャスト部材同士を接合するための継手構造に関する。

従来より、橋梁などの床版取替え工事では、工期の短縮を図るために工場や現場ヤードなどで製作されたコンクリート製プレキャスト床版が用いられている。このコンクリート製プレキャスト床版同士を接続する継手構造としては、従来から種々の構造のものが提案され実用化されている。

最も一般的に多用されてきた継手構造は、所謂ループ継手である。このループ継手は、図２２に示されるように、位置をずらして橋軸方向に突出する互いのループ状継手鉄筋５１、５２を適宜の間隔で配置し、このループ状継手５１、５２の直角方向から補強筋５３を挿入して、プレキャスト床版本体間の間詰め部に場所打ちコンクリート５４を打設して隣接するプレキャスト床版同士を接続する継手構造５０である。

また、前記ループ継手構造の適用は、床版厚が２４０mm以上であることが条件とされるため、床版厚がそれよりも薄い場合は、例えば下記特許文献１に示される、「合理化継手」と呼ばれる継手構造が用いられている。前記「合理化継手」は、ループ鉄筋を使用せずに、図２３に示されるように、直線状の連結用鉄筋６１の先端に連結用鉄筋の径より大径の定着用頭部６２を形成し、これをプレキャスト床版本体の各継手側面において、その上縁側及び下縁側にそれぞれ水平方向に所定の間隔を隔てて多数突設させておき、継手用間隔内で、両プレキャスト床版本体の連結用鉄筋６１、６１…を互い違いに配置させて水平方向にオーバーラップさせ、補強鉄筋６３を所定の位置に配置した後、継手用間隔内に場所打ちコンクリート６４を打設した継手構造６０である。

更に、間詰部の鉄筋の設置を無くして省力化を図るとともに、間詰め材の低減などにより工期短縮を図るようにした、機械式継手が従来から種々提案されている。例えば、溝型断面の雌継手金具に対して雄継手を嵌合させる最も単純な機械式継手（例えば、下記特許文献２参照。）の他、下記特許文献３には、コンクリート製プレキャスト床版等の版状のコンクリート構造物を、面方向に並べた状態で互いに接合させるための継手構造であって、少なくとも上方への上部開口と、その周部の一部に上部開口に連通する周部開口とが形成され、その内部が嵌合孔とされた、横断面が略Ｕ字状の筒状の第１の継手金具を、互いに接合する前記コンクリート構造物の双方の接合端部に、その軸線をコンクリート構造物の厚さ方向に沿わせるかあるいは厚さ方向に対して斜めに配するとともに、前記上部開口を上面に、前記周部開口を接合端面にそれぞれ臨ませて各開口より前記嵌合孔が外部に連通する状態で埋設し、これら第１の継手金具の前記周部開口を互いに対向させ、その対向状態において、これら第１の継手金具の周部開口にわたる連結部と、この連結部の両端に一体に形成され、第１の継手金具の内部に収納されて周部開口から離脱不能な嵌合部とを有する第２の継手金具を、前記各嵌合部を双方の第１の継手金具の嵌合孔に上部開口から挿入して接合する各コンクリート構造物を連結し、嵌合孔の内部に固化材を充填して第１の継手金具と第２の継手金具の嵌合部とを固着させてなることを特徴とするコンクリート構造物の継手構造が開示されている。

また、下記特許文献４には、断面リップ溝型の溝穴を有するＣ型継手金具を対峙させ、相互にＨ型状に合体した溝穴に断面Ｈ型のコッターを挿入して締結するコッター式継手装置に於て、該断面Ｈ型のコッターの左右のフランジ部の中央部近傍にボルト孔を開穿し、更に、該Ｃ型継手金具には所定の厚さを有する底面部を形成し、該底面部に該ボルト孔に挿入するボルトの係止部を設けることを特徴とするコッター式継手装置が開示されている。

特開２０１５−１０４５号公報 特開２０１７−１９０６２９号広報 特開平７−７１１９５号公報 特開２００１−２１４６９４号公報

前述した機械式の継手構造は、工期短縮により車線規制や通行規制などによる制限を最小限に留め、周辺交通に与える影響を最小限化できる点で他よりも優れている。しかしながら、前記特許文献３，４のような所謂「コッター式継手」の場合は、Ｈ型のコッターを挿入するために床版架設に過度の精度を要求することになり、コッターの挿入が困難となるような事態が万が一発生すると、工程が大幅に遅延する原因となることが懸念される。また、前記特許文献３，４のような所謂「コッター式継手」は、製作費が嵩み工費に与える影響が大きいという問題もあった。

また、前記特許文献２のように、鉄筋の先端に円形の定着部材が備えられた雄継手を、溝型断面の雌継手に嵌合する継手構造では、１箇所当たりの雌継手と雄継手との係合面積が小さいため、床版同士が全体として一定の連結強度を有するようにするには、継手の配置間隔を小さくして、接合端面に多くの継手を設置しなければならない。このため、製作上の手間があるとともに、継手間隔が狭ければ狭いほど、架設時の位置合わせ精度が要求されるため、精度管理が困難になるなどの問題もあった。

そこで本発明の主たる課題は、間詰部の鉄筋の設置を無くし省力化を図り、間詰め材の低減などの効果の他、位置合わせの容易化等により施工効率の安定化を図り、大幅な工期短縮が図れるようにするとともに、継手１箇所当たりの係合面積を増加することにより、継手の配置間隔を大きくして架設時の精度管理を容易化したコンクリート製プレキャスト部材の機械式継手構造を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１に係る本発明として、コンクリート製プレキャスト部材同士を接合するための継手構造であって、
継手部を境に一方側のコンクリート製プレキャスト部材の接合端面に、水平方向に所定の間隔で、平面視で溝型断面からなる溝型係合部と、その後方に延びる雌継手アンカー部とからなる雌継手が縦溝を外部に臨ませた状態で埋設され、
継手部を境に他方側のコンクリート製プレキャスト部材の接合端面に、水平方向に所定の間隔で、先端が外部に突出形成された雄継手アンカー部と、その先端に備えられた前記溝型係合部内に挿入可能な定着部とからなる雄継手が埋設され、
一方側のコンクリート製プレキャスト部材の雌継手に、他方側のコンクリート製プレキャスト部材の雄継手が係合し、コンクリート製プレキャスト部材同士を結合した状態とし、前記溝型係合部の内部空間及び溝型係合部の上部側空間及び／又は下部側空間と、一方側のコンクリート製プレキャスト部材と他方側のコンクリート製プレキャスト部材との間隙部分にグラウト材が充填されており、
前記溝型係合部が上下方向に長い縦長の形状で形成されるとともに、前記定着部が上下方向に長い縦長の形状で形成され、かつ前記雄継手アンカー部が上下方向平面に沿った平板形状で形成されていることを特徴とするコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

上記請求項１記載の発明では、継手部を境に一方側のコンクリート製プレキャスト部材に平面視で溝型断面からなる溝型係合部を備えた雌継手が縦溝を外部に臨ませた状態で埋設され、継手部を境に他方側のコンクリート製プレキャスト部材に雄継手が埋設され、これらの雌継手と雄継手とが係合し、コンクリート製プレキャスト部材同士を結合した状態で、前記溝型係合部の内部空間及び溝型係合部の上部側空間及び／又は下部側空間と、一方側のコンクリート製プレキャスト部材と他方側のコンクリート製プレキャスト部材との間隙部分にグラウト材が充填されることによってコンクリート製プレキャスト部材同士が接合されている。

前記雌継手の溝型係合部に前記雄継手の定着部を係合させる単純な機械式係合構造であるため、誤差の許容幅が大きく、製作誤差及び施工誤差を吸収して位置合わせが容易に行えるため、工期の大幅な短縮が図れるようになる。グラウト材の充填は、前記溝型係合部の内部空間及び溝型係合部の上部側空間及び／又は下部側空間と、一方側のコンクリート製プレキャスト部材と他方側のコンクリート製プレキャスト部材との間隙部分であり、グラウト材の充填量も低減できるため、作業時間の短縮及び施工コストの削減が可能となる。更に、コンクリート製プレキャスト部材同士の間隙部分の間隔が小さいため、コンクリート製プレキャスト部材の大きさを輸送条件のギリギリまで大きくすることができ、従来のループ継手と比較してコンクリート製プレキャスト部材の設置枚数を１〜２割程度削減できる。

また、本発明に係る継手構造では、雌継手の溝型係合部が上下方向に長い縦長の形状で形成されるとともに、この溝型係合部内に挿入される雄継手の定着部が同じく上下方向に長い縦長の形状で形成され、かつ前記定着部の後方に延びる雄継手アンカー部が上下方向平面に沿った平板形状で形成されているため、従来の機械式継手のように鉄筋の先端に円形の定着部材が備えられた雄継手が雌継手に嵌合する構造に比べて、上下方向に長い縦長の係合構造を有することによって、１箇所当たりの雌継手と雄継手との係合面積が増加し、接合強度が大きくなる。そのため、継手の配置間隔を大きくしてもプレキャスト部材同士の一定の連結強度が確保でき、継手の数を減少することができるとともに、架設時の精度管理が容易化できる。

請求項２に係る本発明として、前記雌継手アンカー部が上下方向平面に沿った平板形状で形成されている請求項１記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

前記特許文献２のように雌継手の後面に鉄筋の先端が溶接又は摩擦圧接された構造では、鉄筋と雌継手との接合強度が低く、構造が不安定となりやすい。これに対して、上記請求項２記載の発明では、溝型係合部の後方に延びる前記雌継手アンカー部が上下方向平面に沿った平板形状で形成されているため、溝型係合部に一体的に形成された雌継手アンカー部によって雌継手の構造が安定化する。

請求項３に係る本発明として、前記雌継手アンカー部及び雄継手アンカー部が、コンクリート製プレキャスト部材に配置された鉄筋とは独立して配置されている請求項１、２いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

従来の機械式継手では、雄継手や雌継手が橋軸方向に延びる配力筋に直接連結されていたため、配力筋との関係で継手の設置位置が制約を受ける場合があり、設計の自由度が低くなる問題があった。これに対して、上記請求項３記載の発明では、配力筋と独立した継手構造とすることより、継手強度の向上が図れるとともに、設計の自由度が向上できる。

請求項４に係る本発明として、前記雌継手は金型鋳造法によって製作されている請求項１〜３いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

上記請求項４記載の発明では、前記雌継手の材質を規定している。雌継手としては、形状の自由度が高い金型鋳造法によって製作することが望ましい。一方、雄継手は、前記雌継手と同様に金型鋳造法によって製作しても良いし、鋼板などの平板によって製作しても良い。

請求項５に係る本発明として、前記グラウト材に代えて、コンクリートが充填されている請求項１〜４いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

上記請求項５記載の発明では、施工コストの低減のために前記グラウト材に代えて、コンクリートを充填するようにしたものである。

請求項６に係る本発明として、前記雌継手の外面に、所定の方向に延びる凸条又は凹条が、該凸条又は凹条の延びる方向と直交する方向に間隔を空けて複数形成されている請求項１〜５いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

上記請求項６記載の発明では、雌継手の外面に凹凸状の定着部を形成することによって、雌継手の定着性を高めている。

請求項７に係る本発明として、前記コンクリート製プレキャスト部材が床版である請求項１〜６いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造が提供される。

上記請求項７記載の発明では、前記コンクリート製プレキャスト部材として、橋梁などに使用される床版を用いている。

以上詳説のとおり本発明によれば、間詰部の鉄筋の設置を無くして省力化を図り、間詰め材の低減などの効果の他、設置枚数の低減、位置合わせの容易化等により施工効率の安定化を図り、大幅な工期短縮が図れるようになるとともに、継手１箇所当たりの係合面積が増加し、継手の配置間隔が大きくでき、架設時の精度管理が容易化できるコンクリート製プレキャスト部材の機械式継手構造を提供することが可能となる。

コンクリート製プレキャスト床版１Ａ、１Ｂを示す平面図である。 そのII−II断面図である。 図１のIII−III断面図である。 継手部２の拡大平面図である。 図４のV−V断面図である。 図１のVI−VI断面図である。 図１のVII−VII断面図である。 雌継手３を示す、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図、(E)は(B)のE-E断面図である。 雄継手４を示す床版斜視図である。 雄継手４を示す、(A)は正面図、(B)は平面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図である。 プレキャスト床版の接合要領手順図(A)〜(C)である。 変形例に係るコンクリート製プレキャスト床版１Ａ、１Ｂを示す平面図である。 そのXIII-XIII断面図である。 図１２のXIV-XIV断面図である。 他の形態例に係る雌継手３を示す、(A)は正面図、(B)は上面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図、(E)は底面図、(F)は縦断面図（(B)のF−F断面図）である。 雌継手３の外面の要部拡大断面図（図１５(C)のXVI−XVI断面図）である。 雌継手３の外面の要部拡大断面図（図１５(D)のXVII−XVII断面図）である。 他の形態例に係る雄継手４を示す、(A)は正面図、(B)は上面図、(C)は左側面図、(D)は右側面図である。 変形例に係る縦溝５の正面図である。 変形例に係る継手部２の断面図である。 雌継手３の埋設状態を示す斜視図である。 従来のループ継手を示す縦断面図である。 従来の合理化継手を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。

本発明は、コンクリート製プレキャスト床版（以下、単にプレキャスト床版という。）同士を接合するための機械式継手構造である。一般的に、機械式継手の場合、従来のループ継手や合理化継手に比べて、間詰部の鉄筋の設置を無くしたため省力化が図れるとともに、間詰め材の低減などにより大幅な工期短縮が図れるようになるが、継手自体が高価であり工費が嵩むとともに、位置合わせに高い精度が要求されるなどの欠点がある。そこで、本発明では、簡易的な構造の機械式継手にするとともに、所定量の誤差を吸収可能とし、位置合わせの施工性に優れた機械式継手構造を提案するものである。

継手構造は、具体的には、図１〜図３に示されるように、継手部２を境に一方側のプレキャスト床版１Ａの接合端面に、水平方向（橋軸直角方向）に所定の間隔で、平面視で溝型断面からなる溝型係合部６と、その後方に延びる雌継手アンカー部７とからなる雌継手３が縦溝５を外部に臨ませた状態で埋設され、継手部２を境に他方側のプレキャスト床版１Ｂの接合端面に、水平方向に所定の間隔で、先端が外部に突出形成された雄継手アンカー部９と、その先端に備えられた前記雌継手３の溝型係合部６内に挿入可能な定着部８とからなる雄継手４が埋設され、
図４〜図７に示されるように、一方側のプレキャスト床版１Ａの雌継手３に、他方側のプレキャスト床版１Ｂの雄継手４を係合させて、つまり雌継手３の溝型係合部６に雄継手４の定着部８を挿入して両床版を結合した状態とし、前記溝型係合部６の内部空間ＩＳ、溝型係合部６の上部側空間ＵＳ及び一方側のプレキャスト床版１Ａと他方側のプレキャスト床版１Ｂとの間隙部分Ｍにグラウト材１８が充填されている継手構造である。

以下、さらに具体的に詳述する。

先ず、前記一方側のプレキャスト床版１Ａに設けられた雌継手３について、図４〜図８に基づいて詳述する。

前記雌継手３は、詳細には図８に示されるように、前側の端面に縦溝５が形成された、平面視で溝型断面からなる溝型係合部６と、前記溝型係合部６の前記縦溝５が形成された端面と対峙する端面から後方に向けて延びる雌継手アンカー部７とで構成された、金属製の部材である。

前記溝型係合部６は、上面が開口するとともに、この開口する上面と連通して、前側の面に上下方向に沿う前記縦溝５が形成された箱形の形状を成している。前記溝型係合部６は、上面と同じように底面も開口させてもよいが、図８(E)に示されるように、底部を閉塞する底板を設けることにより、有底の溝型断面とするのが好ましい。これにより、溝型係合部６の両側への開きが防止できるようになる。また、前記溝型係合部６の底面の中央部には、充填物連通用の開孔（図示せず）を設けてもよい。

前記溝型係合部６は、上下方向に長い縦長の形状で形成されている。すなわち、図８(B)に示される平面視における幅Ｂ及び奥行きＣより、図８(A)に示される正面視における高さＨの方が大きな寸法で形成されている。前記溝型係合部６の高さＨは、前記幅Ｂ又は奥行きＣに対して、１．２〜３倍、好ましくは１．５〜２倍とするのがよい。また、前記溝型係合部６の高さＨは、プレキャスト床版１Ａの厚みに対して、５０〜９０％、好ましくは６０〜８０％程度がよく、プレキャスト床版１Ａの厚み方向のほぼ中央位置に配置するのがよい。

図８に示されるように、前記溝型係合部６の幅寸法Ｂは、概ね８０〜１５０mm、好ましくは１００〜１３０mmとされ、奥行き寸法Ｃは、前記幅寸法Ｂと同等以下とするのが好ましく、概ね６０〜１２０mm、好ましくは７０〜１００mmとされる。

図８(D)に示されるように、前記溝型係合部６に形成された縦溝５の幅Ｓは、２０〜６０mm、好ましくは３０〜５０mmとされ、後述する雄継手４を構成する雄継手アンカー部８の厚みに対して１１０〜２２０％、好ましくは１２０〜２００％の寸法とされる。この雄継手アンカー部８の厚みに対する比率は、製作誤差ないし施工誤差の許容幅が密接に関係するため適切な数値範囲とすることが望ましい。また、この比率を大きくし過ぎると雄継手４の定着部８との掛かりが小さくなり、接合強度が低下するため所定の比率で形成することが望ましい。なお、図１９に示されるように縦溝５の上端部を幅広に形成した場合（後述する傾斜部５ａを設けた場合）、前記幅Ｓは、上端部の幅広部分（傾斜部５ａ）を除く両側縁が平行する部分の幅寸法である。

前記縦溝５は、溝型係合部６の上端縁から下端縁まで上下方向に貫通して形成してもよいが、図８に示されるように、上端縁から下方向に途中までの長さで形成したＵ字状の縦溝とするのが好ましい。Ｕ字状の縦溝として下端部を接続することにより、縦溝５の両側への開きが防止できる。また、前記縦溝５は、図８(D)に示されるように、全長に亘ってほぼ等幅に形成してもよいし、図１９に示されるように、前記縦溝５の上端部に、上方に向けて徐々に溝幅が大きくなる傾斜部５ａを設けてもよい。前記傾斜部５ａを設けることにより、上方から他方側のプレキャスト床版１Ｂを落とし込むように設置した際、突出する雄継手アンカー部８が縦溝５にスムーズに挿入しやすくなる。

図４及び図５に示されるように、一方側のプレキャスト床版１Ａと他方側のプレキャスト床版１Ｂとを接合した状態では、他方側のプレキャスト床版１Ｂの接合端面に突出形成された雄継手アンカー部８が前記縦溝５に挿入されるとともに、前記雄継手アンカー部８の先端に設けられた定着部８が前記溝型係合部６の内部空間に挿入されるようになっている。

前記溝型係合部６の後方に延びる雌継手アンカー部７は、図８に示されるように、上下方向平面に沿った平板形状で形成するのが好ましい。前記雌継手アンカー部７は、前記溝型係合部６の縦溝５が形成された壁面と対峙する壁面の中央部から所定の長さで後方に延びている。前記雌継手アンカー部７の後端には、両側に突出して、接合端面と平行する平面に沿った平板形状からなる後端定着部７ａが設けられている。

前記雌継手アンカー部７の高さ寸法は、全長に亘ってほぼ等幅で形成するのが好ましく、溝型係合部６の高さＨに対して３０〜１００％、好ましくは４０〜６０％とするのがよい。

前記雌継手アンカー部７は、プレキャスト床版１Ａに配置された橋軸方向鉄筋とは独立して配置するのが好ましい。つまり、雌継手３に作用する橋軸方向の応力は、実質的に雌継手アンカー部７のみによって支持されており、橋軸方向鉄筋には作用していない。このように、雌継手アンカー部７を橋軸方向鉄筋とは独立して設けることにより、橋軸方向鉄筋の配置などにおいて設計の自由度が向上できるとともに、橋軸方向鉄筋と接続する場合には、曲線や傾斜する鉄筋に対しての適用が困難となるが、鉄筋から独立して配置される本発明に係る雌継手３の場合は、隣り合う鉄筋に支障が出ない程度であれば適用が可能となる。

また、雌継手アンカー部７の橋軸方向の長さは、溝型係合部６の奥行きＣに対して、１．２〜３倍、好ましくは１．５〜２倍とするのがよく、プレキャスト床版１Ａの橋軸方向の全長に亘って設ける必要はない。このように、雌継手アンカー部７の長さが短く、橋軸方向鉄筋に接続していないため、プレキャスト床版１Ａの製作時における取扱いが容易となり、ハンドリング性が良好となる。

前記雌継手３を一方側のプレキャスト床版１Ａに配置するには、図４及び図５に示されるように、溝型係合部６が、上面の開口部及び縦溝５を接合端面から外部に臨ませた状態で埋設され、前記雌継手アンカー部７が、プレキャスト床版１Ａの躯体内部に完全に埋設された状態で配置する。

前記雌継手３の製造法としては、形状の自由度を高くできる金型鋳造法によって製作するのが望ましい。これによって、前記溝型係合部６と雌継手アンカー部７とが一体的に形成でき、継手部本体とアンカー部とを溶接や圧接又はボルト締結などによることなく一体化することで、構造が安定化するとともに、疲労損傷の懸念がなくなり、高強度の継手構造が得られるとともに、プレキャスト床版１Ａの製作が容易となる。また、金型鋳造法によって製作することによって、コンクリートとの付着強度が増加し、雌継手３の定着性が良好となる。

次に、前記他方側のプレキャスト床版１Ｂに設けられた雄継手４について、図４〜図６、図９及び図１０に基づいて説明する。

前記雄継手４は、詳細には図９及び図１０に示されるように、先端側がプレキャスト床版１Ｂの接合端面から突出して設けられ、基端側がコンクリートに埋設される雄継手アンカー部９と、この雄継手アンカー部９の突出する先端に備えられ、前記雌継手３の溝型係合部６内に挿入可能な定着部８とから構成された、金属製の部材である。

前記定着部８は、図１０(B)に示される平面視で、前記雄継手アンカー部９より両側に突出した幅広部分であり、前記雌継手３の溝型係合部６の内部空間に上面開口部から下方に向けて挿入可能に形成されている。

前記定着部８は、上下方向に長い縦長の形状で形成されている。すなわち、図１０(B)に示される平面視における定着部８の幅Ｄより、図１０(A)に示される正面視における定着部８の高さＫの方が大きな寸法で形成されている。前記定着部８の高さＫは、前記溝型係合部６の高さＨに対して、６０〜９０％、好ましくは７０〜８０％とするのがよく、図５に示されるように、プレキャスト床版１Ａ、１Ｂを接合した状態で、溝型係合部６の上下方向のほぼ中央に配置されるようにするのがよい。

前記定着部８の幅Ｄは、上下方向の全長に亘ってほぼ等幅に形成され、その後方に延びる雄継手アンカー部９の両側からそれぞれほぼ同等の突出幅を有するように形成されている。前記定着部８の幅Ｄは、溝型係合部６に形成された縦溝５の幅Ｓより大きな寸法で形成され、図６に示されるように、定着部８を溝型係合部６に挿入した状態で、接合端面と直交する方向（橋軸方向）に対して、定着部８の両側部と縦溝５の両側とが重なり代Ｕを有するようになっている。この重なり代Ｕが定着部８の高さ方向の全長に亘って形成されるため、雌継手３と雄継手４との係合面積が大きくなり、雌継手３と雄継手４との接合強度を高めることができるようになる。

前記定着部８の後方に延びる前記雄継手アンカー部９は、上下方向平面に沿った平板形状で形成されている。このような平板形状からなる雄継手アンカー部９は、一端が他方側のプレキャスト床版１Ｂの接合端面から突出し、定着部８の幅方向中央部に上下方向に沿って接続され、他端が他方側のプレキャスト床版１Ｂの躯体内部に埋設された状態で配置されている。前記雄継手アンカー部９の後端には、図１０(B)に示される平面視で両側に突出して、接合端面と平行する平面に沿った平板形状からなる後端定着部９ａが設けられている。

前記雄継手アンカー部９と定着部８とは、これらの接続部において、雄継手アンカー部９の高さと定着部８の高さとがほぼ同等に形成され、両者の上下端がほぼ一致するように形成するのが好ましい。これにより、定着部８に作用する応力を雄継手アンカー部９の全体でほぼ均等に受け持つことができるようになる。

前記雄継手アンカー部９の高さは、図１０(A)に示される形態例では、中間部より後方を相対的に小さな高さで形成している。相対的に大きな高さで形成された前方部の高さに対して、相対的に小さな高さで形成された後方部の高さの割合は、４０〜８０％、好ましくは５５〜７５％とするのがよい。高さを変化させる際、急激に高さが変化する段差部などを設けると、そこに応力が集中し損傷の原因となるため、図示例のように徐々に高さが変化する傾斜部９ｂを設けるのが好ましい。この傾斜部９ｂの勾配としては、雄継手アンカー部９が延びる方向に対して３０％以下、好ましくは２０％以下とするのがよい。前記傾斜部９ｂは、雄継手アンカー部９の上下端のいずれか一方に設けてもよいが、図示例のように、上下両方の端縁に設けることによりテーパ状に形成するのが好ましい。前記傾斜部９ｂは、前記雄継手アンカー部９のうちプレキャスト床版１Ｂのコンクリートに埋設された部分に形成するのが好ましく、接合端面から突出する部分では、前記定着部８の高さＫとほぼ同じ一定の高さで形成するのが好ましい。一方、図２０に示されるように、前記雄継手アンカー部９が全長に亘ってほぼ均等の高さとなるように形成してもよい。これにより、雄継手アンカー部９の定着強度を更に高めることができる。このとき、前記雄継手アンカー部９の前側端縁及び後側端縁に接続される定着部８及び後端定着部９ａは、前記雄継手アンカー部９の高さとほぼ同じ高さで形成するのが好ましい。

前記雄継手アンカー部９の板厚Ｔは、全長に亘ってほぼ一定の寸法で形成してもよいし、変化させてもよい。いずれにしても、前記溝型係合部６の縦溝５の幅Ｓより小さな寸法で形成されている。

前記雄継手４の製造法としては、鋼板を溶接などで接合して製作してもよいが、形状の自由度を高くできる金型鋳造法によって製作するのが望ましい。金型鋳造法で製作することによって、前記定着部８と雄継手アンカー部９とが一体的に形成でき、継手部本体とアンカー部とを溶接や圧接又はボルト締結などによることなく一体化することで、構造が安定化するとともに、疲労損傷の懸念がなくなり、高強度の継手構造が得られるとともに、プレキャスト床版１Ｂの製作が容易となる。また、金型鋳造法によって製作することによって、コンクリートとの付着強度が増加し、雄継手４の定着性が良好となる。

（プレキャスト床版１Ａ、１Ｂの結合要領）
図１１(A)に示されるように、設置済みの先行するプレキャスト床版１Ａの雌継手３の溝型係合部６に対して、次順の後行するプレキャスト床版１Ｂの雄継手４の定着部８を上側から鉛直方向に落とし込むようにしながらプレキャスト床版１Ｂを設置し両者の位置合わせを行う（図１１(B)）。前記雌継手３と雄継手４との連結は、図１１(B)に示されるように、溝型係合部６の縦溝５に雄継手４の接合端面から突出する雄継手アンカー部９を係合させるとともに、定着部８を雌継手３の溝型係合部６の内部空間に挿入して両プレキャスト床版１Ａ、１Ｂを結合した状態とする。本願発明では、溝型係合部６を備えた雌継手３と、定着部８を備えた雄継手４とによる単純な嵌合構造としたため、誤差の許容値が大きく、製作誤差及び施工誤差を吸収して位置合わせが容易に行えるようになっている。

次に、図１１(C)に示されるように、前記溝型係合部６の内部空間ＩＳ、溝型係合部６の上部側空間ＵＳ及び一方側のプレキャスト床版と他方側のプレキャスト床版との間隙部分Ｍにグラウト材１８を充填する。なお、前記グラウト材１８に代えて、コンクリートを充填するようにしてもよい。

上記形態例では、一方側のプレキャスト床版１Ａの接合端面に雌継手３が設けられ、他方側のプレキャスト床版１Ｂの接合端面に雄継手４が設けられているとして説明を行ったが、プレキャスト床版を３連以上接合する場合には、１つの矩形のプレキャスト床版の対向する一方側の面に雌継手３が設けられ、対向する他方側の面に雄継手４が設けられ、各プレキャスト床版を順に接合していく手順でプレキャスト床版が設置される。

３連以上のプレキャスト床版を接合する場合は、上記のようにして設置した後行するプレキャスト床版１Ｂの前記雄継手４が備えられた端面と反対側の端面に、前記雌継手３が備えられており、同様にして、次順の後行するプレキャスト床版が設置される。

（開き防止用鉄筋１５）
図１及び図３に示されるように、前記雌継手３の両側にそれぞれ、前記雌継手３から所定の距離を空けて、前記雌継手アンカー部７が延びる方向と平行する方向に延びる開き防止用鉄筋１５を配置するのが好ましい。前記開き防止用鉄筋１５を配置することにより、雄継手４に過大な引張力が作用したときでも、縦溝５の開き方向（雌継手３の両側方向）が開き防止用鉄筋１５によって支持されているため、縦溝５が両側に開く方向に変形するのが防止できる。つまり、開き防止用鉄筋１５がない場合には、雌継手３の両側にコンクリートしか存在しないため、縦溝５が開き変形を生じやすくなる。これに対して、前記開き防止用鉄筋１５を配置した場合、雌継手３の両側のコンクリートが開き防止用鉄筋１５によって補強されるため、縦溝５の開き方向への変形が抑制できる。

前記開き防止用鉄筋１５としては、前記雌継手アンカー部７が延びる方向とほぼ平行する直線状の棒材としてもよいが、図４及び図５に示されるように、水平方向に前記溝型係合部６と重なる位置において、上下方向に沿うループ部１６が形成された略Ｕ字状又は環状の鉄筋を用いるのが好ましい。このようなループ部１６を形成するには、所定長さの棒材を、軸方向の略半分の位置で半円弧状に折り曲げて、略Ｕ字状に加工することにより成すことができる。これによって、開き防止用鉄筋１５は、溝型係合部６の側部に上下方向に沿うループ部１６が形成されるとともに、このループ部１６の上端及び下端からそれぞれ雌継手アンカー部７に平行して後方に延びる直線部が上下２段で配置されるようになり、雌継手３の両側部の補強強度がより一層増すようになる。前記ループ部１６の高さは、溝型係合部６の高さＨとほぼ同じ寸法で形成するのが好ましい。

前記開き防止用鉄筋１５の橋軸方向の長さは任意であるが、雌継手３より後方に延びる長さで形成するのが好ましい。図示例では、一方側のプレキャスト床版１Ａの橋軸方向のほぼ全長に亘って形成された橋軸方向鉄筋の接合端面側の一部によって構成されている。

前記開き防止用鉄筋１５のループ部１６は、図５に示されるように、水平方向（橋軸直角方向）に溝型係合部６と重なる位置に配置されている。つまり、図５に示される断面視で、開き防止用鉄筋１５のループ部１６が溝型係合部６と重なるように配置されている。これにより、単に直線状の開き防止用鉄筋を配置した場合より開き防止用鉄筋１５と溝型係合部６とが水平方向に重なる面積が多くなり、溝型係合部６に形成された縦溝５が開き方向に変形するのが確実に防止できるようになる。前記ループ部１６の頂部（開き防止用鉄筋１５の橋軸方向に対してプレキャスト床版１Ａの接合端面側の頂部）は、コンクリートのかぶり厚さの分だけ接合端面（雌継手３の縦溝５が形成された端面）より後側に位置している。

図４に示されるように、前記溝型係合部６と前記開き防止用鉄筋１５との水平方向の離隔距離Ｌは、開き防止用鉄筋１５によって溝型係合部６の縦溝５の開きが確実に防止できるように、２０〜６０mm、好ましくは３０〜５０mmとするのがよい。

前記開き防止用鉄筋１５は、図１に示される例では、隣接する雌継手３、３の間に２本配置され、各鉄筋が隣接する溝型係合部６の開き防止用鉄筋１５として作用しているが、雌継手３、３…の水平方向の配置間隔が小さい場合には、隣接する雌継手３、３の間に１本のみ配置し、これがその両側に配置されたそれぞれの雌継手３の側方に配置された開き防止用鉄筋１５を兼用するようにしてもよい（図示せず）。

前記開き防止用鉄筋１５は、橋軸方向鉄筋としての機能も有し、一方側のプレキャスト床版１Ａの橋軸方向のほぼ全長に亘って配置されるとともに、図１に示されるように、他方側のプレキャスト床版１Ｂにも橋軸方向に合わせた位置に、同様の橋軸方向鉄筋１７が複数配置されている。

一方側のプレキャスト床版１Ａ及び他方側のプレキャスト床版１Ｂの床版躯体内には、図１に示されるように、前記開き防止用鉄筋１５（橋軸方向鉄筋）や橋軸方向鉄筋１７の他に、橋軸直角方向鉄筋１９…、橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０…などを十字方向に配設して堅固に補強を行うようにしてもよい。

〔他の形態例〕
(1)上記形態例では、雄継手４を上方側から嵌合させる施工手順としていたが、これとは逆に、雌継手３を上方側から嵌合させる施工手順とする場合、雌継手３の下方側に開放空間を設け、前側縦溝５が下端縁から上方に連続して延びるように形成してもよい。この場合、グラウト材１８の充填空間は、雌継手３の内部空間ＩＳ、雌継手３の下部側空間及び間隙部分Ｍとなる。

(2)上記形態例では、溝型係合部６が有底の上面が開放した箱形に形成されていたが、上面及び下面が共に開放した上下方向に貫通した溝型断面で形成してもよい。この場合、溝型係合部６の上面及び下面を共に開放空間としておき、雄継手４を結合させた後、溝型係合部６の上部側空間ＵＳ及び下部側空間の両方にそれぞれグラウト材１８を充填する。

(3)橋軸直角方向に配置された前記橋軸直角方向鉄筋１９及び橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０は、図１〜図３及び図１２〜図１４に示されるように、種々の形態で配置することができる。図示例では、橋軸直角方向鉄筋１９と橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０とがそれぞれ、上下２段で配置されたものを組として、橋軸方向に所定の間隔で複数配置されている。前記橋軸直角方向鉄筋１９は、橋軸方向鉄筋１５と直交する位置において接続して配置され、前記橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０は、橋軸方向鉄筋１５より上下方向中央側に離隔して配置されている。このため、橋軸直角方向鉄筋１９の上下方向の離隔距離は、橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０の上下方向の離隔距離より大きくなっている。

図１〜図３に示される形態例では、接合端面近傍以外の領域では、橋軸直角方向鉄筋１９と橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０とが、橋軸方向にほぼ等間隔で交互に配置されているのに対して、前記雌継手３又は雄継手４が配置された接合端面近傍の領域では、雌継手３又は雄継手４と重なる位置に、相対的に上下方向の離隔距離が大きな橋軸直角方向鉄筋１９が橋軸方向に連続して配置され、その後方の前記雌継手３又は雄継手４と重ならない位置に、橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０が橋軸方向に連続して配置されている。前記雌継手３の雌継手アンカー部７及び雄継手４の雄継手アンカー部９は、橋軸直角方向鉄筋１９とは交差しない、上下に離隔した橋軸直角方向鉄筋１９、１９の中間に配置されている。

変形例として、図１２〜図１４に示される形態例では、前記橋軸直角方向鉄筋１９と橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０とが橋軸方向にほぼ等間隔で交互に配置されている。前記橋軸直角方向鉄筋１９及び橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０は、雌継手３の雌継手アンカー部７及び雄継手４の雄継手アンカー部９との交差部にも配置されており、この交差部の雌継手アンカー部７及び雄継手アンカー部９にはそれぞれ、前記橋軸直角方向鉄筋１９又は橋軸直角方向ＰＣ鋼線２０を挿通するための開孔又は切欠き部が設けられている。

(4)図１５に示されるように、雌継手３の外面に定着用の凹凸部が設けられるようにしてもよい。具体的には、雌継手３の外面に、所定の方向に延びる凸条２４又は凹条２５が、該凸条２４又は凹条２５の延びる方向と直交する方向に間隔を空けて複数形成されている。前記凸条２４は、図１６に示されるように、相対的に外側に突出した断面略台形状の部位であり、水平方向又は上下方向に延びる線状又は帯状に形成されている。また、前記凹条２５は、図１７に示されるように、相対的に窪んだ断面略台形状の部位であり、水平方向又は上下方向に延びる線状又は帯状に形成されている。

前記凸条２４及び凹条２５は、前記雌継手３の各外面のうち、いずれの面に形成するか任意であるが、前記溝型係合部６のうち前記縦溝５が形成されたプレキャスト床版１Ａの接合端面となる前側端面には凹条２５を形成し、その他の面には凸条２４を形成するのが好ましい。雌継手３の前側端面に凸部を形成した場合には、床版製作時に型枠に当たるとともに、据付け時に他方側のプレキャスト床版１Ｂとの間の隙間を侵すという問題が生じるため、これらの問題が生じない前記凹条２５を形成するのが好ましい。

雌継手３の各外面に対して、前記凸条２４又は凹条２５が延びる方向は、任意であるが、図１５に示されるように、前記溝型係合部６のうち前記縦溝５が形成された前側端面、雌継手アンカー部７が接続する後側端面、上面及び底面では水平方向に延び、両側面では上下方向に延びるように形成するのが好ましい。また、前記雌継手アンカー部７には、上下方向平面に沿った両側面にそれぞれ、上下方向及び水平方向に沿う直交する凸条２４を形成するのが好ましい。これにより、雌継手３を縦溝５の溝幅の中央部を通る中心線ＣＬ（図１５(B)）で幅方向に２分割した金型を用いて金型鋳造法によって製造する際、前後端面及び底面における２分割した金型の幅方向への抜き易さを確保しつつ、両側面及び底面において橋軸方向に作用する引張力に対する雌継手３の定着強度を高めることができるようになる。図１５(A)に示される例では、溝型係合部６の両側面には、上下方向に沿う凸条２４を所定の間隔を空けて複数間欠的に配置しているが、間隔を設けずに上下方向に連続する凸条を配置してもよい。また、同図１５(A)に示される例では、雌継手アンカー部７の両側面には、上下方向及び水平方向に沿う直交する凸条２４を配置しているが、上下方向又は水平方向に沿う凸条２４のみを配置してもよい。同図１５(A)、(B)、(F)に示されるように、溝型係合部６の上面にも凸条２４を設けた方が雌継手３の定着性が向上するので好ましい。図示例では、溝型係合部６の略Ｃ字状に形成された上面のうち、縦溝５と反対側の後側部分に、接合端面と平行する方向に延びる凸条２４が形成されている。この凸条２４は、図示例では後側部分の端縁まで達しない中間部のみに設けられているが、端縁まで延びるように配置してもよい。

また、前記溝型係合部６の内面にはそれぞれ、図１５(F)に示されるように、内側に突出する複数の凸部２６、２６…を形成するのが好ましい。前記凸部２６は山形断面からなる離散的な突起部であり、内面のうち、雌継手３の両側面に対向する面にそれぞれ設けられている。前記凸部２６…を設けることにより、溝型係合部６における雄継手４の定着性が向上する。上下方向の中間部に設けられた凸部２６は、中央部に頂点を有し、外側に向けて徐々に高さが低くなる山形に形成するのが好ましい。また、上端部にも凸部２６を設けるのが好ましく、この上端部に設けられた凸部２６は、中間部に設けられた凸部２６を頂部で上下方向に切断した下半部分によって形成され、上下方向の切断面が雌継手３の上面と面一に配置され、この端面から下側に向けて徐々に高さが低くなる形状で形成されるのが好ましい。前記溝型係合部６の内面の上端部に、上端縁に頂部を有する形状の凸部２６が配置されることにより、前記溝型係合部６に充填されたコンクリート又はグラウト材１７の定着性が更に良好になるとともに、コラム内に充填されたモルタルが振動等で飛び出るのが防止できる。

前記雄継手４を金型鋳造法によって製作する場合、前記雌継手３と同様に、図１８に示されるように、その外面に定着用の凹凸部を設けるようにしてもよい。具体的には、雄継手４のうち、定着部８の前側端面、雄継手アンカー部９の上下方向平面に沿った両側面及び雄継手アンカー部９の後端定着部９ａにおける後側端面にそれぞれ、凸条２４が形成されている。また、その他の面にも凹凸部を設けることができる。前記凸条２４が延びる方向は任意であるが、図１８に示されるように、定着部８の前面及び後端定着部９ａの後面には、水平方向に延びる凸条２４を形成し、雄継手アンカー部９の両側面には、上下方向及び水平方向に沿う直交する凸条２４を形成するのが好ましい。これにより、雄継手４を雄継手アンカー部９の板厚の中央部に沿って２分割した金型を用いて金型鋳造法によって製造する際、定着部８の前面及び後端定着部９ａの後面における２分割した金型の幅方向への抜き易さを確保しつつ、両側面において橋軸方向に作用する引張力に対する雄継手４の定着強度を高めることができるようになる。

(5)前記雌継手３を一方側のプレキャスト床版１Ａのコンクリートに配置する形態としては、プレキャスト床版１Ａ、１Ｂの結合時に雌継手３の溝型係合部６に雄継手４の定着部８が挿入可能に成されていれば任意である。上記形態例では、図２１(A)に示されるように、溝型係合部６の上面より上側では溝型係合部６の中空部の後端より後側にコンクリートが配置されるとともに、溝型係合部６の上面より下側では溝型係合部６の前側端面より後側にコンクリートが配置された階段状の接合端面となっているが、図２１(B)に示されるように、一方側のプレキャスト床版１Ａの接合端面のコンクリートを平坦に形成し、そのコンクリートの接合端面から溝型係合部６の中空部より前側部分が突出するように形成してもよいし、図２１(C)に示されるように、雌継手３をコンクリートに埋設し、縦溝５及び溝型係合部６の中空部とこれらの上側部分のみにコンクリートが設けられない部分を形成してもよい。

(6)上記形態例では、コンクリート製プレキャスト床版を例に挙げ説明したが、それ以外のコンクリート製プレキャスト部材同士を接合する継手構造にも用いることができる。

１Ａ・１Ｂ…コンクリート製プレキャスト床版、２…継手部、３…雌継手４…雄継手、５…縦溝、６…溝型係合部、７…雌継手アンカー部、８…定着部、９…雄継手アンカー部、１５…開き防止用鉄筋、１６…ループ部、１７…橋軸方向鉄筋、１８…グラウト材、１９…橋軸直角方向鉄筋、２０…橋軸直角方向ＰＣ鋼線、ＩＳ…溝型係合部の内部空間、ＵＳ…溝型係合部の上部側空間、Ｍ…間隙部分

Claims (7)

1. コンクリート製プレキャスト部材同士を接合するための継手構造であって、
   継手部を境に一方側のコンクリート製プレキャスト部材の接合端面に、水平方向に所定の間隔で、平面視で溝型断面からなる溝型係合部と、その後方に延びる雌継手アンカー部とからなる雌継手が縦溝を外部に臨ませた状態で埋設され、
   継手部を境に他方側のコンクリート製プレキャスト部材の接合端面に、水平方向に所定の間隔で、先端が外部に突出形成された雄継手アンカー部と、その先端に備えられた前記溝型係合部内に挿入可能な定着部とからなる雄継手が埋設され、
   一方側のコンクリート製プレキャスト部材の雌継手に、他方側のコンクリート製プレキャスト部材の雄継手が係合し、コンクリート製プレキャスト部材同士を結合した状態とし、前記溝型係合部の内部空間及び溝型係合部の上部側空間及び／又は下部側空間と、一方側のコンクリート製プレキャスト部材と他方側のコンクリート製プレキャスト部材との間隙部分にグラウト材が充填されており、
   前記溝型係合部が上下方向に長い縦長の形状で形成されるとともに、前記定着部が上下方向に長い縦長の形状で形成され、かつ前記雄継手アンカー部が上下方向平面に沿った平板形状で形成されていることを特徴とするコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。
2. 前記雌継手アンカー部が上下方向平面に沿った平板形状で形成されている請求項１記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。
3. 前記雌継手アンカー部及び雄継手アンカー部が、コンクリート製プレキャスト部材に配置された鉄筋とは独立して配置されている請求項１、２いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。
4. 前記雌継手は金型鋳造法によって製作されている請求項１〜３いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。
5. 前記グラウト材に代えて、コンクリートが充填されている請求項１〜４いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。
6. 前記雌継手の外面に、所定の方向に延びる凸条又は凹条が、該凸条又は凹条の延びる方向と直交する方向に間隔を空けて複数形成されている請求項１〜５いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。
7. 前記コンクリート製プレキャスト部材が床版である請求項１〜６いずれかに記載のコンクリート製プレキャスト部材の継手構造。

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