JP2003020618A - 既設橋の補強工法および補強された既設橋 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は既設橋の有効利用を継続しながら劣
化損傷の進行にあわせた補強が可能になる、補強性能、
経済性、施工性、環境保全に好適な、既設橋の補強工法
および補強された既設橋を提供することを目的とする。 【解決手段】 既設橋の橋軸と平行に、アーチ形支持
材を架設する工程と、該アーチ形支持材にハンガーケー
ブルを設置する工程と、該ハンガーケーブルを前記既設
橋に定着するためのケーブル定着装置を設ける工程と、
該ケーブル定着装置に前記ハンガーケーブルを定着する
工程と、該ハンガーケーブルに緊張力を付与する工程を
有す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、既設の橋を補強する工
法、特に、既設橋を架け替えることなく補強する、既設
橋の補強工法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】交通量の増加や自動車荷重の増大に対応
するための既設橋の補強工法、あるいは、使用に伴い劣
化損傷を受けて老朽化した既設橋の補強工法には、外
ケーブル工法、鋼板接着工法、繊維シート工法があ
る。

【０００３】（外ケーブル工法）図５は従来の補強工法
である外ケーブル工法を説明する、橋軸方向の断面図で
ある。図５において、コンクリート橋梁２００の、橋軸
方向の両端部に定着部２１０を有す削孔２２０が設けら
れ、削孔２２０を貫通して、コンクリート橋梁２００の
下縁外側にＰＣ鋼材２３０が配置されている。ＰＣ鋼材
２３０は削孔２２０を出たところで、偏向装置２４０に
よりその方向を変えれ、定着部２１０において、図示し
ない緊張手段によりプレストレスが付与された状態で、
定着されている。したがって、ＰＣ鋼材２３０が効率の
良いプレストレスを与えコンクリート橋梁２００の強度
アップを図っている。

【０００４】（鋼板接着工法）図６は従来の補強工法で
ある鋼板接着工法を説明する斜視図である。図６におい
て、コンクリート床版３００の下面に、鋼板３１０がア
ンカーボルト３２０により固定されている。鋼板３１０
の周囲はシール材３３０（ショーボンド＃１０１）によ
りシールされ、コンクリート床版３００と鋼板３１０の
隙間には、注入パイプ３４０から接着材３５０（ショー
ボンドグラウト）が注入されている。

【０００５】したがって、コンクリート床版下面に鋼材
を接着一体化させ、コンクリート床版の剛性を増すこと
により耐荷力を増強させている。

【０００６】（繊維シート工法）図７は従来の補強工法
である繊維シート工法を説明する斜視図である。図７に
おいて、コンクリート床版４００の下面は所定の下地処
理の後、その上にカーボン繊維補強樹脂からなる繊維シ
ート４１０および４２０が、それぞれ橋軸方向および橋
軸方向と直角方向に接着一体化されている。繊維シート
４１０、４２０は、カーボン繊維クロスにエポキシ樹脂
を含浸させながら積層し、接着一体化したものである。

【０００７】したがって、コンクリート床版下面に繊維
シートを接着一体化させ、コンクリート床版の剛性を増
すことにより耐荷力を増強させている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には、以下の問題があった。 １）既設橋の自動車荷重による応力を軽減する目的で使
用され、死荷重による応力を軽減するような大規模な補
強効果は期待できない。 ２）補強後に既設橋の劣化損傷が進行した場合、補強部
材の追加が困難である。 ３）既設橋を全面撤去し、新たな橋を建設する場合、仮
橋の建設、既設橋の撤去、新設橋の建設、仮橋の撤去の
作業を順に行うため、工期が長くなるだけでなく工費も
橋の新設と比較して何倍にもなる。 ４）撤去する既設橋の部材はすべて廃材となるため、環
境の面からも問題がある。 ５）全面撤去せずに従来用いられている補強工法を採用
する場合、劣化損傷度が大きい橋を新設橋相当へ機能回
復させることはむずかしい。

【０００９】本発明は、前記問題を解決するためになさ
れたもので、本発明は既設橋の有効利用を継続しながら
劣化損傷の進行にあわせた補強が可能になる、補強性
能、経済性、施工性、環境保全に好適な、既設橋の補強
工法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るための本発明の、既設橋の補強工法は、以下のとおり
である。

【００１１】［１］ 既設橋の橋軸と平行に、アーチ形
支持材を架設する工程と、該アーチ形支持材にハンガー
ケーブルを設置する工程と、該ハンガーケーブルを前記
既設橋に定着するためのケーブル定着装置を設ける工程
と、該ケーブル定着装置に前記ハンガーケーブルを定着
する工程と、該ハンガーケーブルに緊張力を付与する工
程を有すものである。

【００１２】［２］ 橋軸と平行にアーチ形支持材を具
備する既設橋において、前記アーチ形支持材にハンガー
ケーブルを設置する工程と、該設置されたハンガーケー
ブルを前記既設橋の主桁に定着するためのケーブル定着
装置を設置する工程と、該設置されたケーブル定着装置
に前記設置されたハンガーケーブルを定着する工程と、
該設置されたハンガーケーブルに緊張力を付与する工程
を有すものである。

【００１３】［３］ 前記［１］または［２］におい
て、前記アーチ形支持材にハンガーケーブルを追設する
工程と、該追設されたハンガーケーブルを前記既設橋に
定着するためのケーブル定着装置を追設する工程と、該
追設されたケーブル定着装置に前記追設されたハンガー
ケーブルを定着する工程と、該追設されたハンガーケー
ブルに緊張力を付与する工程を有すものである。

【００１４】［４］ 前記［１］〜［３］のいずれかに
おいて、前記アーチ形支持材、前記ハンガーケーブルま
たは前記ケーブル定着装置の少なくとも一箇所に、前記
既設橋の劣化状況をモニターする劣化モニターが設置さ
れ、該劣化モニターのモニター結果に基づいて前記緊張
力を調整する工程を有すことを特徴とするものである。

【００１５】［５］ 前記［１］〜［４］のいずれかに
おいて、前記アーチ形支持材、前記ハンガーケーブルま
たは前記ケーブル定着装置の少なくとも一箇所に、前記
既設橋の劣化状況をモニターする劣化モニターが設置さ
れ、該劣化モニターのモニター結果に基づいて、ハンガ
ーケーブルの追設すべき箇所およびこれに付与すべき緊
張力を決定する工程を有すことを特徴とするものであ
る。

【００１６】［６］ 前記［１］〜［５］のいずれかに
おいて、前記アーチ形支持材、前記追設されたハンガー
ケーブルまたは前記追設されたケーブル定着装置の少な
くとも一箇所に、前記既設橋の劣化状況をモニターする
劣化モニターが追設され、該追設された劣化モニターの
モニター結果に基づいて前記緊張力を調整することを特
徴とするものである。

【００１７】［７］ 前記［６］において、前記劣化モ
ニターが、ひずみ計、伸び計、応力測定計、荷重測定計
の何れかであることを特徴とするものである。

【００１８】さらに、本発明の、補強された既設橋は、
以下のとおりである。

【００１９】［８］ 橋軸と平行に架設されたアーチ形
支持材と、該アーチ形支持材に設置されたハンガーケー
ブルと、該ハンガーケーブルを定着するためのケーブル
定着装置が追設され、該ケーブル定着装置において定着
した前記ハンガーケーブルに緊張力が付与されているこ
とを特徴とするものである。

【００２０】［９］ 前記［８］において、前記補強さ
れた既設橋において、前記アーチ形支持材にハンガーケ
ーブルがさらに追設され、該さらに追設されたハンガー
ケーブルを定着するためのケーブル定着装置がさらに追
設され、該ケーブル定着装置において定着した前記ハン
ガーケーブルに緊張力が付与されていることを特徴とす
るものである。

【００２１】［１０］ 前記［８］または前記［９］に
おいて、前記アーチ形支持材、前記ハンガーケーブルま
たは前記ケーブル定着装置の少なくとも一箇所に、前記
補強された既設橋の劣化状況をモニターする劣化モニタ
ーが設置されていることを特徴とするものである。

【００２２】［１１］ 前記［１０］において、前記劣
化モニターが、ひずみ計、伸び計、応力測定計、荷重測
定計の何れかであることを特徴とするものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】［実施の形態1］図１は、本発明
に係る既設橋の補強工法の一実施の形態を、工程を追っ
て説明する側面図である。図１において、図１の（ａ）
は既設橋の補強前の初期工程、（ｂ）はアーチ形支持材
を設置した工程、（ｃ）はケーブル定着部を設置した工
程、（ｄ）はハンガーケーブルを設置した工程、（ｅ）
は緊張力を付与した工程である。なお、ケーブル定着部
を設置した工程とハンガーケーブルを設置した工程と
は、何れが先行してもよい。また、図１の（ｅ）は、本
発明に係る補強された既設橋の一実施の形態を示す側面
図でもある。以下、工程を追って説明する。

【００２４】図１の（ａ）において、既設橋１は、その
主桁１０の両端部が支持手段９１、９２により支持され
ている。

【００２５】図１の（ｂ）において、主桁１０と平行で
既設橋１の両岸位置に、一対のアーチ形支持部２が設置
されている。アーチ形支持部２の両端は、コンクリート
アンカー９３、９４により固定されている。

【００２６】図１の（ｃ）において、既設橋１の横桁の
内うち所定の横桁（図において、横桁１１、１２、１３
の両端部に、それぞれケーブル定着部３１，３２，３３
は断面が略横梁と略同じ形状であって、上下方向に下記
ハンガーケーブルが貫通自在な定着用貫通穴４１，４
２，４３が設けられている。、図１の（ｄ）において、
アーチ形支持部２の前記横桁１１，１２，１３に相当す
る位置にケーブル設置手段２１、２２、２３が設けら
れ、それぞれにハンガーケーブル５１，５２，５３が設
置されている。ハンガーケーブル５１，５２，５３はそ
れぞれ、前記定着用貫通穴４１、４２、４３を貫通して
いる。

【００２７】図１の（ｅ）において、ハンガーケーブル
５１，５２，５３の下端部に緊張手段６１、６２、６３
が設置され、それぞれのハンガーケーブル５１，５２，
５３に所定の緊張力が付与されている。したがって、こ
れら緊張力が既設橋１の死荷重を分担することになる。

【００２８】なお、本発明は設置するハンガーケーブル
を３対（橋の両側）に限定するものではなく、何れの数
量であってもよい。また、橋の軸方向の両岸に、対称に
配置するものに限定しない。

【００２９】さらに、本発明はアーチ形支持部を一対に
限定するものではなく、たとえば橋幅の中央に１基、あ
るいは、橋の軸方向の両岸に複数基設置してもよい。ま
た、アーチ形支持部の形状は円弧に限定するものではな
く、ハンガーケーブルを吊設置自在である限り、門型ラ
ーメン構造などであってもよい。

【００３０】なお、あらかじめアーチ形支持部を具備す
る既設橋においては、図１の（ｂ）に示す工程が省略さ
れる。

【００３１】また、図１の（ｅ）は、本発明に係る補強
された既設橋の一実施の形態を説明する側面図でもあ
る。

【００３２】［実施の形態２］図２は、本発明に係る既
設橋の補強工法の他の実施の形態における緊張力が付与
された工程を説明する、橋軸に直角に切断した断面図で
ある。なお、図１で説明したものと同じ部分には、これ
と同じ附合を付し、一部の説明を省略する。図２におい
て、緊張手段６１にハンガーケーブル５１に掛かる引張
り荷重を測定するロードセル７１が設置され、ロードセ
ル７１の測定結果に基づいて、緊張手段６１を調整する
ものである。したがって、既設橋１の劣化が進み、主桁
１０自体の構造支持能力が低下した場合には、これを補
うだけ緊張力を増加する。

【００３３】なお、ロードセルの配置は緊張手段６１に
限定するものではなく、前記緊張手段６１、６２、６３
のうちの、いずれの１以上に選択的に配置してもよい。

【００３４】なお、主桁１０は図示する一対の箱桁に限
定するものではなく、Ｈ形、Ｉ形等その形状は何れであ
ってもよい、また、その数量は１ないし３以上の複数で
あってもよい。

【００３５】さらに、ロードセル７１に代えて、ケーブ
ル設置手段２１またはハンガーケーブル５１に、ひずみ
計を設置してもよい。

【００３６】また、コンクリートアンカー９３、９４に
ロードセルを設置し、アーチ状支持材２に掛かる全体の
荷重を測定して、既設橋１の劣化の進みを推定し、所定
の緊張手段の緊張力を増加してもよい。

【００３７】［実施の形態３］図３は、本発明に係る既
設橋の補強工法の他の実施の形態を、工程を追って説明
する側面図であって、一旦、補強が終了した既設橋１に
対し、その後の使用にともなう劣化に対応して、再度補
強をする工程を説明するものである。なお、図１で説明
した実施の形態１と同じ部分には、これと同じ附合を付
し、一部の説明を省略する。

【００３８】図３の（ｅ）において、一旦、既設橋１の
補強が一旦終了している。

【００３９】図３の（ｆ）において、補強された既設橋
１のその後に使用により、既設橋１の劣化がさらに進ん
だ場合、前記実施の形態１と同じ要領により、ハンガー
ケーブル４４、４５が設置され、該ケーブルに緊張力が
付与されている。したがって、既設橋の死荷重が、より
狭い間隔で支えられることになる。

【００４０】図３の（ｇ）において、再補強された既設
橋１のその後に使用により、既設橋１の劣化がさらに一
層進んだ場合、前記実施の形態１と同じ要領により、ハ
ンガーケーブル４６、４７が設置され、該ケーブルに緊
張力が付与されている。したがって、既設橋の死荷重
が、より広い範囲で支えられることになる。

【００４１】なお、本発明は再補強ないし再再補強する
回数を限るものではなく、何回補強を繰返してもよい。
また、その際、一回の補強で追加するハンガーケーブル
の数量は何れであってもよい。

【００４２】さらに、再補強ないし再再補強に際し、そ
れぞれのハンガーケーブルの緊張力は調整（低減）す
る。

【００４３】また、図３の（ｇ）は、本発明に係る補強
された既設橋の他の実施の形態を示す側面図でもある。

【００４４】［実施の形態４］図４は、本発明に係る既
設橋の補強工法の他の実施の形態における、ケーブル定
着構造を示す、橋軸に直角方向の断面図であって、既設
のコンクリート橋を補強したものである。

【００４５】図４の（ａ）において、既設コンクリート
橋１１０は、主桁１１１と床版１１２および橋軸方向に
間隔を設けて配置された補剛板１１３を有している。そ
して、床版１１２に貫通穴１１４が穿設され、該貫通穴
１１４をハンガーケーブル１１５が貫通し、該ハンガー
ケーブル１１５には緊張手段１１６により緊張力が付与
されている。

【００４６】図４の（ｂ）において、既設コンクリート
橋１２０は、主桁１２１と床版１２２および橋軸方向に
間隔を設けて配置された補剛板１２３を有している。ま
た、床版１２２の下面に横桁部材１２７が設置されてい
る。そして、床版１２２を貫通する貫通穴１２４および
横桁部材１２７を貫通する貫通穴１２８が貫通してハン
ガーケーブル１２５が装入され、該ハンガーケーブル１
２５は緊張手段１２６により緊張力が付与されている。

【００４７】図４の（ｃ）において、既設コンクリート
橋１３０は、主桁１３１と床版１３２および橋軸方向に
間隔を設けて配置された補剛板１３３を有している。ま
た、主桁１３１の下面に横桁１３７が設置されている。
そして、床版１３２を貫通する貫通穴１３４および横桁
１３７を貫通する貫通穴１３８が貫通してハンガーケー
ブル１３５が装入され、該ハンガーケーブル１３５は緊
張手段１３６により緊張力が付与されている。

【００４８】

【発明の効果】以上述べた本発明の既設橋の補強工法に
よれば、以下のような顕著な効果が得られる。 １）大規模な死荷重を分担することができるため、補強
効果が大きい。 ２）したがって、劣化損傷度が大きい橋であっても、新
設橋相当へ機能回復させることができる。 ３）また、使用の途中で、既設橋を大荷重を許容する橋
に更新することができる。 ４）さらに、補強後に既設橋の劣化損傷が進行した場合
でも、追加の補強が容易であり、該補強を繰返し実施で
きる。 ５）また、モニタリングにより、既設橋の劣化の進行に
あわせて、効率良く補強することができる。 ６）既設橋を全面撤去する必要がないから、新規の橋を
架設する場合に比較して、工期が短く、工費が安い。 ７）既設橋の部材を有効利用するから、廃材の発生がな
く、環境保全に好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る既設橋の補強工法の一実施の形態
を、工程を追って説明する側面図である。

【図２】本発明に係る既設橋の補強工法の他の実施の形
態における緊張力が付与された工程を説明する、橋軸に
直角に切断した断面図である。

【図３】本発明に係る既設橋の補強工法の他の実施の形
態を、工程を追って説明する側面図であって、一旦、補
強が終了した既設橋に対し、その後の使用にともなう劣
化に対応して、再度補強をする工程を説明するものであ
る。

【図４】本発明に係る既設橋の補強工法の他の実施の形
態における、ケーブル定着構造を示す、橋軸に直角方向
の断面図であって、既設のコンクリート橋を補強したも
のである。

【図５】従来の補強工法である外ケーブル工法を説明す
る、橋軸方向の断面図である。

【図６】従来の補強工法である鋼板接着工法を説明する
斜視図である。

【図７】従来の補強工法である繊維シート工法を説明す
る斜視図である。

【符号の説明】

１ 既設橋 ２ アーチ形支持部 １０ 主桁 １１、１２、１３ 横桁 ２１、２２、２３ ケーブル設置手段 ３１，３２，３３ ケーブル定着部 ４１，４２，４３ 定着用貫通穴 ５１，５２，５３ ハンガーケーブル ５４，５５ ハンガーケーブル ５６，５７ ハンガーケーブル ６１、６２、６３ 緊張手段 ７１ ロードセル ９１，９２ 支持手段 ９３，９４ コンクリートアンカー １１０、１２０、１３０ 既設コンクリート橋 １１１、１２１、１３１ 主桁 １１２、１２２、１３２ 床版 １１３、１２３、１３３ 補剛板 １１４、１２４、１３４ 貫通穴 １１５、１２５、１３５ ハンガーケーブル １１６、１２６、１３６ 緊張手段 １２７ 横桁部材 １２８ 貫通穴 １３７ 横桁 １３８ 貫通穴 ２００ コンクリート橋梁 ２１０ 定着部 ２２０ 削孔 ２３０ ＰＣ鋼材 ２４０ 偏向装置 ３００ コンクリート床版 ３１０ 鋼板 ３２０ アンカーボルト ３３０ シール材（ショーボンド＃１０１） ３４０ 注入パイプ ３５０ 接着材（ショーボンドグラウト） ４００ コンクリート床版 ４１０ 繊維シート ４２０ 繊維シート

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 既設橋の橋軸と平行に、アーチ形支持材
   を架設する工程と、 該アーチ形支持材にハンガーケーブルを設置する工程
   と、 該ハンガーケーブルを前記既設橋に定着するためのケー
   ブル定着装置を設ける工程と、 該ケーブル定着装置に前記ハンガーケーブルを定着する
   工程と、 該ハンガーケーブルに緊張力を付与する工程を有す、既
   設橋の補強工法。
2. 【請求項２】 橋軸と平行にアーチ形支持材を具備する
   既設橋において、 前記アーチ形支持材にハンガーケーブルを設置する工程
   と、 該設置されたハンガーケーブルを前記既設橋の主桁に定
   着するためのケーブル定着装置を設置する工程と、 該設置されたケーブル定着装置に前記設置されたハンガ
   ーケーブルを定着する工程と、 該設置されたハンガーケーブルに緊張力を付与する工程
   を有す、既設橋の補強工法。
3. 【請求項３】 前記アーチ形支持材にハンガーケーブル
   を追設する工程と、 該追設されたハンガーケーブルを前記既設橋に定着する
   ためのケーブル定着装置を追設する工程と、 該追設されたケーブル定着装置に前記追設されたハンガ
   ーケーブルを定着する工程と、 該追設されたハンガーケーブルに緊張力を付与する工程
   を有す請求項１または２記載の、既設橋の補強工法。
4. 【請求項４】 前記アーチ形支持材、前記ハンガーケー
   ブルまたは前記ケーブル定着装置の少なくとも一箇所
   に、前記既設橋の劣化状況をモニターする劣化モニター
   が設置され、 該劣化モニターのモニター結果に基づいて前記緊張力を
   調整する工程を有すことを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれかに記載の、既設橋の補強工法。
5. 【請求項５】 前記アーチ形支持材、前記ハンガーケー
   ブルまたは前記ケーブル定着装置の少なくとも一箇所
   に、前記既設橋の劣化状況をモニターする劣化モニター
   が設置され、 該劣化モニターのモニター結果に基づいて、ハンガーケ
   ーブルの追設すべき箇所およびこれに付与すべき緊張力
   を決定する工程を有すことを特徴とする請求項１〜４の
   いずれかに記載の、既設橋の補強工法。
6. 【請求項６】 前記アーチ形支持材、前記追設されたハ
   ンガーケーブルまたは前記追設されたケーブル定着装置
   の少なくとも一箇所に、前記既設橋の劣化状況をモニタ
   ーする劣化モニターが追設され、該追設された劣化モニ
   ターのモニター結果に基づいて前記緊張力を調整するこ
   とを請求項１〜５のいずれかに記載の、既設橋の補強工
   法。
7. 【請求項７】 前記劣化モニターが、ひずみ計、伸び
   計、応力測定計、荷重測定計の何れかであることを特徴
   とする請求項６記載の、既設橋の補強工法。
8. 【請求項８】 橋軸と平行に架設されたアーチ形支持材
   と、該アーチ形支持材に設置されたハンガーケーブル
   と、該ハンガーケーブルを定着するためのケーブル定着
   装置が追設され、 該ケーブル定着装置において定着した前記ハンガーケー
   ブルに緊張力が付与されていることを特徴とする補強さ
   れた既設橋。
9. 【請求項９】 前記補強された既設橋において、前記ア
   ーチ形支持材にハンガーケーブルがさらに追設され、該
   さらに追設されたハンガーケーブルを定着するためのケ
   ーブル定着装置がさらに追設され、 該ケーブル定着装置において定着した前記ハンガーケー
   ブルに緊張力が付与されていることを特徴とする請求項
   ８記載の補強された既設橋。
10. 【請求項１０】 前記アーチ形支持材、前記ハンガーケ
    ーブルまたは前記ケーブル定着装置の少なくとも一箇所
    に、前記補強された既設橋の劣化状況をモニターする劣
    化モニターが設置されていることを特徴とする請求項８
    または９記載の補強された既設橋。
11. 【請求項１１】 前記劣化モニターが、ひずみ計、伸び
    計、応力測定計、荷重測定計の何れかであることを特徴
    とする請求項１０記載の補強された既設橋。