JP2003313822A - 鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道・道路などに適用する高架橋を鋼製ラー
メンとし、かつ、鋼製ラーメン高架橋を構築する際にお
ける作業スペースの最小化、工期の短縮化の可能な施工
法を提案する。 【解決手段】 交通路盤の供用中の施工を可能となすべ
く、交通路盤２の両側に中空または、コンクリートを充
填した鋼管よりなる柱３を建て込み、その後、鋼管柱３
の柱頭部３ａに鋼製の枕梁４を仮固定したうえ、中詰め
コンクリート１４などの充填材により鋼管柱３と鋼製枕
梁４を固着し、続いて、鋼製枕梁４に鋼製桁５を接合し
て一体化し、その後、鋼製桁５の上に合成構造の床版６
を架設して施工する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、道路や鉄道の高架
構造に関するもので、特に、鋼製桁と鋼管橋脚からなる
鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】既設の鉄道の直上にラーメン高架橋を構
築する通常の方法としては、建築限界（列車の走行に障
害とならない範囲）の外側にコンクリート製の柱を構築
し、建築限界より上面に大規模な支保工や型枠を設置
し、桁、床版となるコンクリートの打設を行っている。
このような従来通常の構築方法では、すべての工事を現
場にて施工するため、工期が長くなる欠点があった。

【０００３】前記従来技術の改良方法として、特開平１
１−２４７１０９号には、プレキャストコンクリート部
材を用いて施工する方法が提案されている。この施工法
は、軌道の両側にハーフプレキャスト柱を建て込み、続
いて、該柱にハーフプレキャスト桁を架設すると共に、
該桁にハーフプレキャストスラブを架設して、高架橋の
施工中における交通路盤の供用を可能とするものであ
る。

【０００４】前記特開平１１−２４７１０９号の場合、
ハーフプレキャスト部材における現場打設のコンクリー
ト量を減らそうとすれば部材が大きくなり、ブロックの
重量が大きくなるため、施工のために大型の重機が必要
になる。他方、ブロックの重量を減らそうとすれば、現
場のコンクリート打設量が多くなり、工期の短縮が難し
くなるといった問題があった。

【０００５】また、コンクリート製部材の欠点を補う技
術として、鋼製のラーメン高架構造が、特開２０００−
２６５４１６号によって提案されている。この発明に開
示の工法は、柱部材としてのコンクリート充填鋼管柱の
下部を、場所打ち杭の上部に一体に形成した合成鋼管柱
に定着させると共に、橋軸方向に隣接するコンクリート
充填鋼管杭間に、縦桁部材としての鉄筋コンクリート桁
を架設するものである。

【０００６】前記特開２０００−２６５４１６号に開示
の技術は、ラーメン高架構造とコンクリートと鋼管の合
成構造とすることで、専ら、せん断破壊の抑制、高い靭
性の確保および地中梁の省略を図るもので、施工中の交
通路盤の供用化や施工の効率化等、施工法についての提
案はなされていない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、鉄道・道路
などに適用する高架橋を鋼製ラーメンとし、かつ、交通
路盤の供用下での施工を可能にすることに加えて、特開
平１１−２４７１０９号及び、特開２０００−２６５４
１６号等で解決されない課題、すなわち、鋼製ラーメン
高架橋を構築する際における作業スペースの最小化、工
期の短縮化の可能な施工法を提案することを目的として
いる。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記の目的を解決するた
め、本発明は次のように構成する。

【０００９】第１の発明は、交通路盤の供用中の施工を
可能となすべく、当該交通路盤の両側に中空または、コ
ンクリートを充填した鋼管よりなる柱を建て込み、その
後、前記鋼管柱の頭部に枕梁を仮固定したうえコンクリ
ートなどの充填材により当該鋼管柱と枕梁を固着し、続
いて前記枕梁に鋼製桁を接合して一体化し、その後、前
記鋼製桁の上に床版を架設して施工することを特徴とす
る。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、前記
鋼管柱の柱頭部には、前記枕梁取付け用の支持材を取り
付けたことを特徴とする。

【００１１】第３の発明は、第２の発明において、前記
枕梁は、内側にコンクリートなどの充填材を充填可能な
空間を形成する鋼殻で構成され、該鋼殻には、鋼管柱の
柱頭部に設けた前記支持材の相手側となる支持材を取り
付けたことを特徴とする。

【００１２】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、鋼製桁の上に架設する前記床版は、現場にて底鋼板
に鉄筋・鉄骨などを取り付けた骨組みパネルを前記鋼製
桁の上に設置したうえ、前記底鋼板に型枠を兼用させる
ことにより現場にてコンクリートを打設し、型枠が不要
な合成床版として構成することを特徴とする。

【００１３】

【作用】第１の発明では、交通路盤の両側に中空、ある
いはコンクリートを充填してなる鋼管柱を建て込み続い
て、橋軸直角方向に複数存在する鋼管柱の頭部に鋼製の
梁、またはプレキャスト製のコンクリート梁を架け渡
し、支持部材にて支持し、鋼管柱と枕梁の接合が完了し
た後、鋼製の桁を架設し、続いて、鋼製桁の上に床版を
設置するという施工工程を取ることで、新規に必要とな
る作業スペースは、柱の建て込み作業に必要となるスペ
ースのみであり施工スペースが小さくてすみ、鋼殻を主
体とした構造であるため型枠工などの付帯作業が必要な
く、工期を短縮できる。また、鋼管の柱はコンクリート
製の柱にて比べて強度が大きいので柱の断面を小さくで
きる。

【００１４】第２、第３の発明では、鋼製の梁（鋼殻）
は、柱頭部の接合を行うために内部にコンクリート充填
を行う際の型枠も兼ねているので、この点でも交通路面
上での型枠作業が省略でき、それにより作業効率が大幅
に上がり、かつ、支保工を不要にできることから建築限
界上での作業スペース低減により、ラーメンの高さを低
くできる作用がある。

【００１５】第４の発明では、床版の底面に鋼板などの
型枠作用をする部材を有する合成床版を用いることによ
り、床版コンクリート打設時の型枠作業が省略できる。
これにより工期の短縮、建築限界上での作業スペース低
減ができ、ラーメンの高さを低くすることが可能とな
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を参
照して説明する。

【００１７】図１〜図４は、本発明に係る鋼製立体ラー
メン高架橋の構築方法を４工程に分けて示す斜視図で、
図１は第１工程、図２は第２工程、図３は第３工程、図
４は第４工程を示す。図５と図６は、鋼製柱と鋼製の枕
梁の結合手段の第１実施例を示す図、図７と図８は、鋼
製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第２実施例を示す図であ
る。

【００１８】図１〜図４を参照して鋼製立体ラーメン高
架橋の構築方法の施工工程を説明する。

【００１９】第１工程を示す図１において、基礎１の上
に既設の軌道（以下、交通路盤という）２が敷設されて
いる。この交通路盤２の供用中の立体ラーメン高架橋の
施工を可能となすべく、当該交通路盤２の両側に中空ま
たは、コンクリートを充填した鋼管よりなる柱３を建て
込む。鋼管柱３は、交通路盤２の両側（つまり、橋軸直
角方向）の２本の柱を一組とし、橋軸方向に所定の間隔
をあけて多数組み設けられる。

【００２０】図２に示す第２工程において、前記鋼管柱
３の頭部に鋼製の枕梁４を仮固定したうえ、コンクリー
トなどの充填材により当該鋼管柱３と枕梁４を固着する
（図２ではコンクリートを省略している）。

【００２１】図３に示す第３工程において、前記鋼製の
枕梁４に鋼製桁５を接合して一体化する。

【００２２】図４に示す第４工程（最終工程）におい
て、前記鋼製桁５の上に床版（スラブ）を架設して施工
する。

【００２３】本発明では、前記第１〜第４の工程で鋼製
立体ラーメン高架橋を構築するものであり、次に各工程
での詳細を説明する。

【００２４】まず、図５〜図８を参照して、前記第２工
程の段階で施工する、鋼管柱３の頭部への鋼製枕梁４の
仮固定手段の２例、および、仮固定した鋼管柱３と枕梁
４のコンクリートなどの充填材による固着手段を説明す
る。

【００２５】図５、図６に示す仮固定手段の第１例にお
いて、コンクリート９が充填された鋼管柱３の柱頭部３
ａの外周で、かつ対称の位置には、複数のボルト孔７を
上下に多段に形成した２枚の支持部材８が溶接されてい
る。この支持部材８は、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定
するためのものであり、上下に長い長方形の鋼板で構成
され、この鋼板に開設される前記ボルト孔７は、ボルト
挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能なように長孔
とされている。

【００２６】鋼製枕梁４は図２に示すように、所定長の
Ｈ形鋼からなる橋軸直角方向枕梁材４ａを所定間隔離し
て平行に配設し、この枕梁材４ａの両端部に、同じくＨ
形鋼を所定間隔離して平行に配設した橋軸方向枕梁材４
ｂを溶接し、またはボルト接合して構成される。図では
３本の橋軸方向枕梁材４ｂが、橋軸直角方向に所定の間
隔離して平行に配設され、各橋軸方向枕梁材４ｂに橋軸
直角方向枕梁材４ａの端部を接合することで、一単位の
鋼製枕梁４が構成されている。

【００２７】橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸直角方向枕
梁材４ａの溶接接合構造は任意でよいが、図のように両
枕梁材４ａ、４ｂに同一のＨ形鋼を用いる場合は、一方
の枕梁材４ｂの両端の上下フランジを所定長にわたり切
除し、切除部のウェブを他方の枕梁材４ａの上下フラン
ジ間に挿入して突合せ、両枕梁材４ａ、４ｂのウェブと
フランジの突合せ接合部を溶接またはボルト接合するこ
とで、両枕梁材４ａ、４ｂを固着できる。

【００２８】前記のよう橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸
方向枕梁材４ｂを組むことにより、各枕梁材４ａ、４ｂ
で取り囲まれる内側が中詰めコンクリート１４充填用の
空間１０となる。つまり、各枕梁材４ａ、４ｂは、内側
空間１０に中詰めコンクリート１４を充填する際に型枠
として機能する鋼殻となる。

【００２９】平行する橋軸直角方向枕梁材４ａの間隔
は、その内側に鋼管柱３の柱頭部３ａを挿入できるよ
う、柱頭部３ａの直径よりも少し大きく設定してある。
また、橋軸方向枕梁材４ｂの長さは、橋軸直角方向枕梁
材４ａの間隔幅より大きく設けてあり、したがって、枕
梁材４ａの両端は、平行する両枕梁材４ａよりも橋軸方
向に突出している。各橋軸方向枕梁材４ｂには、Ｈ形鋼
製の桁５の端部が接合部位１８において溶接またはボル
ト接合される（図３の第３工程に示す）。

【００３０】また、図５、図６において左右の橋軸直角
方向枕梁材４ａには、枕梁側支持部材１１が設けてあ
る。この枕梁側支持部材１１は、柱頭部３ａの鋼管柱側
支持部材８に相対して設けるものである。枕梁側支持部
材１１は、Ｈ形鋼の枕梁部材４ａの上下のフランジ間隔
と略同じ長さで、かつフランジの一側縁から所定寸法だ
け突出する幅の鋼板で構成され、かつ、複数のボルト孔
７が上下多段に開設されている。

【００３１】すなわち枕梁側支持部材１１は、平行配置
の枕梁部材４ａの対向側面に配置され、該支持部材１１
の上下縁および一側縁を枕梁部材４ａの上下のフランジ
内面とウェブの一側面に当てがい、その当接部を溶接ま
たはボルト接合することにより枕梁部材４ａに固着され
る。前記支持部材１１に開設されるボルト孔７は、ボル
ト挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能なように長
孔とされている。

【００３２】鋼製枕梁４を鋼管柱３に固着するに際して
は、図２に示す左右の鋼製枕梁４をそれぞれ一単位部材
として、各鋼製枕梁４を各柱頭部３ａの高さまで重機で
吊り上げ、橋軸直角方向に立設する鋼管柱３の間に位置
させる。つぎに、鋼管柱側支持部材８の一側面に枕梁部
材４ａの側縁から出張っている枕梁側支持部材１１の一
側面を当てがって各ボルト孔７を合致させ、そのボルト
孔７にボルト１２を挿入しナット１３を締結することに
より、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定する。

【００３３】つづいて、橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸
方向枕梁材４ｂで取り囲まれる内側空間１０に中詰めコ
ンクリート１４を充填する。これにより中詰めコンクリ
ート１４を介して鋼製枕梁４が鋼管柱３へ固着され、合
成枕梁が構築される。鋼管柱４にジベル筋１５等を溶接
しておくことで、その固着は一層確実となる。

【００３４】前記中詰めコンクリート１４の充填に際
し、枕梁材４ａ、４ｂが鋼殻となり型枠として機能する
ので、４辺の側部型枠は不要であり、底面のみ簡易型枠
を組めばよい。したがって、従来のように支保工を作り
大掛かりな型枠を組むのが不要であり、その分枕梁の構
築に要する工期が従来に比べ大幅に短縮される。

【００３５】図７、図８は、鋼管柱頭部３ａへの鋼製枕
梁４の仮固定手段の第２例を示す。

【００３６】図７、図８の第２例において、鋼管柱３の
柱頭部３ａの外周で、かつ対称の位置には支持部材１６
の一端が溶接されている。この支持部材１６は、Ｈ形鋼
を所定長に切断して構成されており、鋼管柱３に鋼製枕
梁４を仮固定するために設けられる。支持部材１６の上
フランジにボルト孔７が開設されており、このボルト孔
７は、ボルト挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能
なように長孔とされている。

【００３７】また、第２例が実施される鋼製枕梁４で
は、橋軸直角方向枕梁材４ａに設ける枕梁側支持部材１
７の構成のみが、図５、図６で説明した第１例と相違し
ている。この第２例では枕梁側支持部材１７は、縦部材
１７ａに横部材１７ｂを固着して構成されている。さら
に説明すると縦部材１７ａは、上下に長い鋼板、つま
り、Ｈ形鋼の枕梁部材４ａの上下のフランジ間隔と略同
じ長さで、かつフランジの略半分の幅（Ｌ）と同じ幅
（Ｌ₁）の鋼板から構成されており、横部材１７ｂは、
図８（ｂ）に拡大図示するように、所定長に切断したＨ
形鋼の一端部の上下のフランジを切除して鋼製され、そ
の切除した部分のウェブ１７ｃの側面を鋼板からなる縦
部材１７ａの中間部の側面に当てがって溶接またはボル
ト接合している。

【００３８】枕梁側支持部材１７は、左右平行に配置の
枕梁部材４ａの対向側面に配置されるもので、縦部材１
７ａの上下縁および一側縁を枕梁部材４ａの上下のフラ
ンジ面とウェブ面に当てがい、その当接部を溶接するこ
とにより、横部材１７ｂのＨ断面部分が枕梁部材４ａの
側縁から出張った態様で枕梁部材４ａに固着される。横
部材１７ｂの下フランジ１７ｄにはボルト孔７が開設さ
れている。このボルト孔７は、ボルト挿入時の鋼製枕梁
４の横方向の調整が可能なように長孔とされている。

【００３９】仮固定手段の第２例においては、鋼製枕梁
４を鋼管柱３に固着するに際しては、橋軸直角方向に平
行に立設した鋼管柱３の間に配置する当該鋼製枕梁４を
一単位部材として、当該鋼製枕梁４を各柱頭部３ａの高
さまで重機で持上げる。つぎに、枕梁側支持部材１７の
Ｈ形鋼の下フランジ１７ｃを鋼管柱側支持部材１６のＨ
形鋼の上フランジ１６ｃの上面に載置し、それぞれのボ
ルト孔７にボルト１２を挿入しナット１３を締結するこ
とにより、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定する（なお、
スポット溶接による仮固定でもよい）。

【００４０】つづいて、橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸
方向枕梁材４ｂで取り囲まれる内側空間１０に中詰めコ
ンクリート１４を充填するもので、これにより中詰めコ
ンクリート１４を介して鋼製枕梁４が鋼管柱３へ固着さ
れ合成枕梁が構築される。鋼管柱４にジベル筋１５等を
溶接しておくことで、その固着は一層確実となる。

【００４１】第２例においても、中詰めコンクリート１
４の充填に際し、枕梁材４ａ、４ｂが鋼殻であって型枠
として機能するので、４辺の側方型枠は不要であり、底
面のみ簡易型枠を組めばよいから、支保工を作り大掛か
りな型枠を組むのが不要であり、その分枕梁の構築に要
する工期が従来に比べ大幅に短縮される点は、仮固定手
段の第１例と同じである。

【００４２】次に、図３の第３工程に示すように、鋼管
柱３に固着した鋼製枕梁４における橋軸方向枕梁材４ｂ
の端部には、橋軸方向に伸長するＨ形鋼製の鋼製桁５の
端部を接合部位１８で溶接またはボルト接合する。橋軸
方向枕梁材４ｂは交通路盤２の上方において、中間部と
両端部に３本平行に配設されていて、それぞれに橋軸方
向に伸長する鋼製桁５が３列接合されている。

【００４３】また、鋼製桁５の上に架設される床版６
は、構築時に下面側の型枠が不要な合成床版によって構
成されている。すなわち、図４（ｂ）に同図（ａ）の
（イ）部分の拡大断面図を示すように、現場作業にて底
鋼板１９に鉄筋２０やスタッド２１あるいは鉄骨（図示
省略）などを取り付けて骨組みパネルを構成し、この骨
組みパネルを前記鋼製桁５の上に設置したうえ、現場に
てコンクリート２２を打設され合成床版として構成され
る。床版コンクリート２２の打設に際し、底鋼板１９は
型枠機能を兼用するので、型枠作業を省略できるので工
期が短縮化され、さらに、作業用の大掛かりな支保工を
不要とする建築限界上での作業スペースを低減できるこ
とにより、高架橋の高さを低く設置することが可能とな
る。

【００４４】最後に、床版６の両側に防音壁２３を構築
し、床版６上に軌道２４を敷設して、鋼製立体ラーメン
高架橋が完成する。そして、第１〜第４工程は交通路盤
２の供用と平行して施工できる。

【００４５】前記に説明した鋼管柱３と鋼製枕梁４の仮
固定手段や、鋼製枕梁４の構成等は一例であって、本発
明はこれに限定されず、実施形態の構成を設計変更して
実施することは構わない。

【００４６】

【発明の効果】本発明によると、交通路盤の両側に建て
込んだ鋼管柱の頭部に鋼製枕梁を固着し、枕梁に鋼製桁
を取り付け、その後鋼製桁の上に架設する床版（スラ
ブ）を施工する工程を実施するので、交通路盤供用時の
施工、つまり活線上空で架設工事ができると共に、従来
必要とされた複雑な型枠や支保工のための施工スペース
の低減が可能である。また、鋼製立体ラーメン高架橋は
鋼製構造が主体であるので、コンクリートの型枠作業の
省略、コンクリート量の低減が可能であり、さらに、架
設する部材が軽量となるので、小型の重機で施工できる
ことなどにより、工期の短縮・省力化が可能になる。

【００４７】さらに、鋼製桁の上に架設する床版を施工
するための型枠工が省略できるので、ラーメン構造の桁
下空間が小さくて済み、ラーメン構造の高さを低くでき
るので、交通路盤上での施工が容易かつ経済的となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方
法を４工程に分けて示す第１工程の斜視図である。

【図２】本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方
法の第２工程の斜視図である。

【図３】本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方
法の第３工程の斜視図である。

【図４】（ａ）は、本発明に係る鋼製立体ラーメン高架
橋の構築方法の第４工程の斜視図、（ｂ）は図（ａ）の
（イ）の拡大断面図である。

【図５】鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第１実施例を
示す分離斜視図である。

【図６】（ａ）は、図５に示す鋼製柱と鋼製の枕梁の結
合手段の結合時の部分縦断面図、（ｂ）は横断面図であ
る。

【図７】鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第２実施例を
示す分離斜視図である。

【図８】（ａ）は、図７に示す鋼製柱と鋼製の枕梁の結
合手段の結合時の部分縦断面図、（ｂ）は鋼製枕梁側支
持部材の斜視図である。

【符号の説明】

１ 基礎 ２ 交通路盤（軌道） ３ 鋼管柱 ４ 鋼製枕梁 ５ 鋼製桁 ６ 床版 ７ ボルト孔 ８ 支持部材 ９ コンクリート １０ 空間 １１ 枕梁側支持部材 １２ ボルト １３ ナット １４ 中詰めコンクリート １５ ジベル筋 １６ 支持部材 １７ 枕梁側支持部材 １８ 接合部位 １９ 底鋼板 ２０ 鉄筋 ２１ スタッド ２２ コンクリート ２３ 防音壁 ２４ 軌道

フロントページの続き (72)発明者 川端 規之 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 2D059 AA07 AA14 CC04 GG55

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交通路盤の供用中の施工を可能となすべ
   く、当該交通路盤の両側に中空または、コンクリートを
   充填した鋼管よりなる柱を建て込み、その後、前記鋼管
   柱の頭部に枕梁を仮固定したうえコンクリートなどの充
   填材により当該鋼管柱と枕梁を固着し、続いて前記枕梁
   に鋼製桁を接合して一体化し、その後、前記鋼製桁の上
   に床版を架設して施工することを特徴とする鋼製立体ラ
   ーメン高架橋の構築方法。
2. 【請求項２】 前記鋼管柱の柱頭部には、前記枕梁取付
   け用の支持材を取り付けたことを特徴とする請求項１記
   載の鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。
3. 【請求項３】 前記枕梁は、内側にコンクリートなどの
   充填材を充填可能な空間を形成する鋼殻で構成され、該
   鋼殻には、鋼管柱の柱頭部に設けた前記支持材の相手側
   となる支持材を取り付けたことを特徴とする請求項２記
   載の鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。
4. 【請求項４】 鋼製桁の上に架設する前記床版は、現場
   にて底鋼板に鉄筋・鉄骨などを取り付けた骨組みパネル
   を前記鋼製桁の上に設置したうえ、前記底鋼板に型枠を
   兼用させることにより現場にてコンクリートを打設し、
   型枠が不要な合成床版として構成することを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１項記載の鋼製立体ラーメン高
   架橋の構築方法。