JPH0656034B2 - 張弦梁の施工方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は、弦材を緊張することによって張力が導入さ
れる張弦梁の施工方法に関するものである。

「従来の技術およびその課題」 長大スパン構造物の屋根の架構形式の一つに張弦梁構造
があり、第５図を張弦梁１を用いて構築された構造物の
一例を示す。この構造は、鉄骨トラスからなるビーム２
を柱３，３間に架け渡してその両端を柱３，３の上端に
支承するとともに、ビーム２の両端部間に連結されたス
トリング（弦材）４を緊張することによってビーム２に
作用する応力を制御するものである。図中符号５はスト
リングの中央部を支持する束材である。

上記のような張弦梁１を施工するには、予めトラス状に
組み立てかつストリング４を連結したビーム２を柱３，
３間に架け渡し、その後、直ちにあるいは屋根工事等の
仕上げ工事を完了させた後に、ストリング４を緊張して
張力を導入するのであるが、張力導入時におけるビーム
２の柱３に対する支承の形態は、ビーム２が柱３に対し
てその長さ方向（スパン方向）に自由に滑動し得るよう
なローラ支承とする必要がある。これは、張力導入時に
ビーム２を柱３に対して自由に変位させることによっ
て、導入した張力をビーム２に有効に作用させるためで
ある。

また、張力を導入した後においては、ビーム２の柱３に
対する支承の形態をそのままローラ支承としておく、と
いうものと、ローラ支承からピン支承に切り替える、と
いうものの２通りの考え方があり、従来一般には後者が
採用されることが多い。すなわち、前者の場合には、下
部構造へのスラスト力を地震時にのみ作用させるように
することができ、したがって下部構造の負担を軽減でき
る、という利点はあるものの、変形量が大きくなるとい
う欠点があるのに対し、後者の場合には、下部構造は付
加荷重のスラスト力だけを負担するだけで済み、したが
って自重が支配的荷重となる場合には下部構造の経済性
を大きく図ることができ、有利であるからである。

そして、上記のように、張力導入時におけるローラ支承
を張力導入時にピン支承に切り替える場合には、そのピ
ン支承の具体的な形態は、ビーム２の支点部を柱に対し
て溶接して固定する、というものが従来一般的である。
そのような支承の形態は厳密には剛接合であってピン支
承とはいえないものであるが、従来においてそのような
支承の形態が採用されているのは、ローラ支承とされて
いたものを完全なピン支承に切り替えることが困難であ
ること、また、そのような支承の形態において生じるモ
ーメントは一般に無視できる程度に小さいのでほぼピン
支承と見なせることによるものである。

しかしながら、特にスパン長が大きい張弦梁に対して上
記のような溶接による支承の形態を採用した場合には、
それが完全なピン支承とはいえないものであることから
力学的な諸問題が生じる恐れがあり、したがって、より
明確な、すなわち完全なピン支承を採用し得る手段の提
供が望まれていた。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、張弦梁に
おけるビームの柱に対する支承の形態を、張力導入時に
おいてはローラ支承とし、かつ、張力導入後は容易にか
つ速やかに完全なピン支承に切り替えることのできる張
弦梁の施工方法を提供することにある。

「課題を解決するための手段」 この発明は、下端部にピン挿通孔が形成されている柱部
材を両端部に有する梁本体に対してその梁本体に連結さ
れている弦材を緊張することによって張力を導入するよ
うにされた張弦梁を、柱相互間に架け渡して前記柱部材
の下端部を柱の上端に支承するに際し、まず、前記柱部
材のピン挿通孔に合致し得るピン挿通孔が形成されてい
るとともに前記梁本体のスパン方向の変位を案内しかつ
桁行方向への変位を拘束するガイド部材を、前記柱の上
端にスパン方向に移動可能に仮固定し、次いで、前記梁
本体をその柱部材の下端を柱上端に支持させることによ
って柱相互間に架け渡し、その後、前記弦材を緊張して
梁本体に張力を導入するとともに、前記ガイド部材を前
記梁本体の変位量に応じてスパン方向に移動させてピン
挿通孔どうしを合致させ、そられピン挿通孔にピンを挿
通して梁本体をガイド部材に対して回転自在に連結した
後、前記ガイド部材を柱の上端に固定することを特徴と
している。

「作用」 この発明の張弦梁の施工方法においては、梁本体の柱に
対する支承の形態を、張力導入前においてはローラ支承
としておき、張力導入後は速やかにピン支承に切り替え
るものである。

すなわち、張力導入前においては、梁本体の端部に設け
られている柱部材の下端を柱上端に支持するのみとし
て、張力導入時に梁本体がスパン方向に自由に変位可能
なローラ支承としておき、しかも、柱上端に仮固定した
ガイド部材によって梁本体のスパン方向の変位を案内す
るとともに桁行方向の変位を拘束する。

そして、張力導入後においては、ガイド部材を梁本体の
変位量に応じてスパン方向に移動させてピン挿通孔どう
しを合致させ、それらにピンを挿通して回転可能に連結
するとともに、ガイド部材を柱に対して固定することに
よって、梁本体をガイド部材を介して柱に対してピン支
承するものである。

「実施例」 以下、この発明の一実施例を第１図ないし第４図を参照
して説明する。

第１図は、第５図に示した張弦梁１の端部の拡大図であ
って、図中符号６，７，８はそれぞれビーム（梁本体）
２を構成している上弦材、下弦材、ラチス材であり、９
はストリング（弦材）４が定着される定着部材である。
また、１０はビーム２の端部に設けられている柱部材で
あって、この柱部材１０の下端が柱３の上端にピン支承
されることによってビーム２は柱３，３間に架け渡され
るようになっている。なお、図示の例では、ビーム２を
構成している上弦材６および下弦材７としてカットティ
ー形鋼が、ラチス材８として鋼管が、柱部材１０として
Ｈ型鋼がそれぞれ採用されており、柱３としては上記の
柱部材１０よりは大きな断面寸法のＨ型鋼が採用されて
いるが、各部材の断面形状は適宜で良い。

上記の柱部材１０の柱３に対するピン支承の詳細を第２
図ないし第４図に示す。

これらの図に示されるように、柱部材１０の下端部は円
弧状に湾曲する形状とされていて、ここにはピン挿通孔
１１が形成されている。

一方、柱３の上端にはベースプレート１２およびその補
強のためのリブ１３，１３が取り付けられ、そのベース
プレート１２の上面に、上記柱部材１０の下端部を両側
から挟む対のガイド部材１４，１４が溶接されて固定さ
れている。これらのガイド部材１４，１４は鋼板によっ
てアングル状とされたもので、その底面板には長穴１５
…が形成されているとともに、垂直板には上記柱部材１
０の下端部に形成されている上記ピン挿通孔１１に合致
するピン挿通孔１６，１６が形成されている。また、上
記のベースプレート１２には、ガイド部材１４，１４の
底面板に形成されている長穴１５…に対応する位置にボ
ルト孔（図示せず）が形成されている。上記のガイド部
材１４，１４は、詳細は後述するが、張力を導入する際
にビーム２のスパン方向の変位を案内し、かつ、桁行方
向の変位を拘束するためのものである。

そして、ベースプレート１２上に固定されたガイド部材
１４，１４間に上記の柱部材１０の下端部が配置され、
それらのピン挿通孔１６，１１，１６にピン１７が挿通
され、これによってビーム２はガイド部材１４，１４を
介して柱３に対して回転自在にピン支承されている。

以上の説明で明らかなように、この支承の形態は完全な
ピン支承であって、鉛直荷重と水平荷重は柱３に伝達さ
れるがモーメントは伝達されないものである。したがっ
て、このピン支承によって上述したように下部構造の経
済性を十分に図ることができるとともに、スパン長が大
きい場合にあっても力学的な諸問題が生じる恐れのない
明確な支承の形態となっている。

なお、上記の場合、円弧状に湾曲している柱部材１０の
下端はベースプレート１２に接していてその表面上を転
動可能とされており、これにより、ビーム２の自重およ
び付加荷重の鉛直反力はピン１７を介することなく直接
的に柱３に伝達されるようになっている。このため、ピ
ン１７には鉛直荷重による剪断力が加わることがなく、
したがってその強度は付加荷重のスラスト力に耐え得る
もので良い。

以上で、この実施例における張弦梁１の構成、および柱
３に対するピン支承の形態を説明したが、次に、その施
工方法を説明する。

まず、柱３上端のベースプレート１２上にテフロンシー
ト等の摩擦抵抗の小さい滑り材（図示せず）を敷き込
み、その上面にガイド部材１４，１４を仮固定する。そ
の仮固定は、ガイド部材１４，１４に形成されている長
穴１５…およびベースプレート１２に形成されているボ
ルト孔（図示せず）にそれぞれボルト（図示せず）を挿
通することにより行うが、そのボルトに螺合させるナッ
ト（図示せず）は緩く締め付けるに止どめて、ベース部
材１４，１４が長穴１５…の範囲内でスパン方向（第２
図、第４図に示すＸ方向）に移動可能な状態としてお
く。

次いで、予めトラス状に組み立てられ、ストリング４が
取り付けられたビーム２をクレーン（図示せず）により
吊り上げ、柱３，３間に架け渡す。その際、柱部材１０
の下端部を上記のようにして仮固定されているベース部
材１４，１４相互間に配置して柱３の上端に支持する。
これにより、ビーム２はそれらのガイド部材１４，１４
に案内されてスパン方向に自由に変位できるが、桁行方
向（第３図、第４図に示すＹ方向）の変位はガイド部材
１４，１４により拘束されることになる。

そして、ストリング４を緊張してビーム２に張力を導入
する。張力が導入されるに伴ってビーム２は変形し、柱
部材１０の下端はベースプレート１２上をスパン方向に
滑って変位していくことになる。この際、ベースプレー
ト１２上には滑り材が敷かれているので、柱部材１０の
下端は滑らかに滑っていき、また、この際、上述したよ
うにビーム２の桁行方向の変位はガイド部材１４，１４
により拘束されるので、ビーム２の端部が桁行方向に移
動して柱部材１０の下端がベースプレート１２上から外
れて落下してしまうような恐れは全くない。

ビーム２に対して所定の張力を導入したら、ガイド部材
１４，１４を柱部材１０の変位量に応じてスパン方向に
移動させることにより、それらのピン挿通孔１６，１６
と柱部材１０のピン挿通孔１１とを正確に合致させ、そ
こにピン１７を挿通してそれらを連結する。この際、ガ
イド部材１４，１４とベースプレート１２との間には滑
り材が挟み込まれているので、ベース部材１４，１４を
容易に移動させることができる。

最後に、ガイド部材１４，１４をベースプレート１２に
対して溶接して固定すれば、ビーム２はガイド部材１
４，１４を介して柱３にピン支承されることになる。そ
して、ベース部材１４，１４を仮固定していたボルト、
ナットは不要となるのでこれを取り外す。

以上の方法によれば、柱３に対するビーム２の支承の形
態が、張力導入時においてはビーム２のスパン方向への
変位が可能なローラ支承となっているので、導入された
張力をビーム２に十分に作用させることができることは
勿論のこと、張力を導入した後においては、ガイド部材
１４，１４を移動させてピン挿通孔１６，１１，１６を
合致させ、それらにピン１７を挿通し、ガイド部材１
４，１４を柱３に溶接して固定することのみで、ローラ
支承から直ちに完全なピン支承に切り替えることができ
る。

そして、張力導入時においてはガイド部材１４，１４を
柱３に対して仮固定しておき、これを張力導入後にビー
ム２の変位量に応じてスパン方向に移動させるように
し、しかも、ガイド部材１４，１４とベースプレート１
２の間に滑り材を挟み込んだので、ガイド部材１４，１
４の移動、位置決めを容易にかつ正確に行うことができ
るものとなっている。

なお、この発明は上記実施例に限定されることなく、ビ
ーム（梁本体）やその端部に設ける柱部材、あるいはガ
イド部材等の形状や寸法等は、設計条件等に応じて適宜
変更して良いことは勿論である。

「発明の効果」 以上で詳細に説明したように、この発明の張弦梁の施工
方法は、柱の上端にガイド部材を仮固定した後、梁本体
をスパン方向に変位可能な状態で柱上端に支持し、ガイ
ド部材によって梁本体の変位を案内しつつ張力を導入す
るようにしたので、張力導入時においてはローラ支承と
なっていて導入張力を十分に梁本体に対して作用させる
ことができるとともに、張力導入後にガイド部材を移動
させることによってピン挿通孔どうしを合致させ、それ
らにピンを挿通した後、ガイド部材を柱に固定するよう
にしたので、ローラ支承から速やかに完全なピン支承に
切り替えることができる。したがって、下部構造の経済
性を十分に図ることができるとともに、スパン長が大き
い場合にあっても力学的な諸問題が生じる恐れのない明
確なピン支承を容易に実現することができる、という効
果を奏し、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図はこの発明の一実施例を示すもの
で、第１図はこの実施例における張弦梁の端部を示す立
面図、第２図は第１図のII部の拡大図、第３図はその正
面図、第４図は第３図のIV−IV線視図である。 第５図は張弦梁の全体概略構成を示す立面図である。 １……張弦梁、２……ビーム（梁本体）、 ３……柱、４……ストリング（弦材）、 １０……柱部材、１１……ピン挿通孔、 １４……ガイド部材、１６……ピン挿通孔、 １７……ピン。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下端部にピン挿通孔が形成されている柱部
   材を両端部に有する梁本体に対してその梁本体に連結さ
   れている弦材を緊張することによって張力を導入するよ
   うにされた張弦梁を、柱相互間に架け渡して前記柱部材
   の下端部を柱の上端に支承するに際し、まず、前記柱部
   材のピン挿通孔に合致し得るピン挿通孔が形成されてい
   るとともに前記梁本体のスパン方向の変位を案内しかつ
   桁行方向への変位を拘束するガイド部材を、前記柱の上
   端にスパン方向に移動可能に仮固定し、次いで、前記梁
   本体をその柱部材の下端を柱上端に支持させることによ
   って柱相互間に架け渡し、その後、前記弦材を緊張して
   梁本体に張力を導入するとともに、前記ガイド部材を前
   記梁本体の変位量に応じてスパン方向に移動させてピン
   挿通孔どうしを合致させ、それらピン挿通孔にピンを挿
   通して梁本体をガイド部材に対して回転自在に連結した
   後、前記ガイド部材を柱の上端に固定することを特徴と
   する張弦梁の施工方法。