JP2005113539A - 橋梁セグメントとその架設工法 - Google Patents

Abstract

【課題】スパンバイスパン工法による橋梁セグメントの架設工法において、セグメントおよびその製作型枠が大幅に簡易化され、製作コストの低減が図られると共に、施工作業の困難性、危険性も解消される。
【解決手段】プレキャストセグメント２０を架設桁に吊り下げ支持すると共に、橋脚上のピアセグメント３に接合した既設側のセグメント２０に対して位置調整を行った後、セグメント２０同士を接着剤を介して接合する。セグメント２０のうち、主ケーブルをガイドするデビエータセグメント２０ａに設けた中間隔壁２４に複数の引寄せ孔２６を開設し、間隔をおいて位置する中間隔壁２６の引寄せ孔２６に跨って引寄せ鋼棒２１を挿通したうえ、その端部を緊張することにより、既に架設された橋桁の側から複数個のセグメント２０を同時に引寄せる。
【選択図】図１

Description

本発明は、工場またはヤードで製作されたプレキャスト橋梁セグメントを１径間分ごと架設架設桁に吊下げて架設する吊り下げ方式のスパンバイスパン工法に係り、その橋梁セグメントの架設工法および橋梁セグメントに関するものである。

プレキャストセグメント工法は、工場あるいは製作ヤードで橋軸方向または橋軸直角方向に分割して構造物を製作し、架設現場に搬入し、プレストレスを導入して一体構造物に作り上げる工法であり、橋梁の施工等に用いられている。

プレキャストセグメント工法を橋梁の架設に適用した場合の利点としては、以下のようなものが挙げられる。
（１）プレキャストセグメントを下部工の施工中に製作しストックできるので、製作工程と架設工程を別々に設定でき、工期が大幅に短縮できる。
（２）プレキャストセグメントの製作は、工場または製作ヤードでの繰り返し作業となり、品質の安定した構造物を造ることができる。また、機械化施工を行うことで合理化、省力化が可能である。
（３）ストックヤードでセグメントを保管することにより、架設後の乾燥収縮、クリープによる変形が小さくなる。

前記の点から、プレキャストセグメント工法は、ＰＣ橋工事の分野で最も急速施工、省力化施工が期待できるが、そのためには、セグメント製作面では型枠構造の単純化、設備等の自動化が課題であり、セグメント架設の面では、主ケーブル緊張定着前の引寄せ鋼棒によるセグメント接合の合理化の課題があって、これらの課題が克服されることで大規模な橋梁工事において有利な工法となり、その実効性を一層生かすことができる。

プレキャストセグメント工法の代表的な架設工法の一つにスパンバイスパン工法がある。これは、工場またはヤードで製作された１径間のセグメントを架設桁上に運搬して、所定の位置決め後、接合し、プレストレスを与えながら１径間ずつ架設して行く工法であり、支間４０〜６０ｍのＰＣ桁橋に適した工法である。

スパンバイスパン架設手順を、図５（ａ）〜（ｅ）によって説明すると、ステップ１では、３本の橋脚１ａ、１ｂ、１ｃの支点２上にピアセグメント３をクレーンにて予め据え付け、架設桁（ガーダー）４を橋脚１ａと１ｂとの径間にセットする（図ａ）。

ステップ２では、架設桁４のセット完了後、トレーラーにて運搬されてきたセグメント５を１個づつ１径間分、吊り上げ装置６により吊り上げる（図ｂ）。

ステップ３では、吊り上げられたセグメント５の位置調整を行い、接着剤をセグメントの接合面に塗布の後、引寄せ鋼棒７（詳細は図６に示す）にてセグメント５の一体化を行い、コンクリートの場所打ちによる目地８の施工を行う（図ｃ）。

ステップ４では、場所打ち目地８のコンクリート硬化後、主ケーブル（ＰＣ鋼線）１０の配設と緊張定着を行い、その後、引寄せ鋼棒７を撤去する（図ｄ）。

ステップ５では、橋脚１ａと１ｂ径間の施工終了後、架設桁４を橋脚１ｂと１ｃ径間に移動させる。順次ステップ１〜５を繰り返して橋桁５ａを構築する（図ｅ）。

図６、図７（ａ）には１径間における橋桁５ａが示されており、支点２上に設置されたピアセグメント３間に、複数個のセグメント５が架設桁（図示省略）によって吊り下げられて位置決め接合されている。

セグメント５は、図７（ｂ）に示すように、上床版１２と下床版１３をウエブ１４で結合した箱桁であり、各セグメント５のウエブ１４の内側面に引寄せ突起１５が突設されていて、この引寄せ突起１５に複数（図では、左右側それぞれ８個）の引寄せ孔１６が開設されており、この引寄せ孔１６に引寄せ鋼棒７が挿通されている。一般にセグメント端面にはせん断キー１７（図４に示す）が突設されている。

スパンバイスパン工法では前述のとおり、吊り下げたセグメント５の位置調整を行った後、接合するセグメント５の端面に接着剤を塗り、セグメント５の内側に設けられた引寄せ突起１５に引寄せ鋼棒７を通し、引寄せ鋼棒７の端部に設置した定着部材１８と定着装置１９により隣合うセグメント間で緊張定着し、接着剤が硬化するまで緊張しつづけている。その後、支点上のピアセグメント３と一体化されたセグメント５の間に設けられた目地８にコンクリートを打設し、橋桁全体に主ケーブル（図５ｄ）８を架け渡して緊張定着する。その後、引寄せ鋼棒７の緊張を解き引寄せ孔１６から引き抜くと共に、セグメント５は架設桁４から取り外される。

スパンバイスパン工法による橋梁においては、前述のとおり、橋桁の全体にプレストレスを導入するための主ケーブル１０がセグメント５の内空部を通して配設される（図６、図７では省略する）。この場合、径間において荷重が大きく掛る部位では、主ケーブル１０の緊張による作用効果が一層発揮されるよう、当該主ケーブル１０をセグメセグメント中立軸から離れた部位に偏向位置させる。このためセグメント３の下床版にケーブル挿通孔を有したデビエータ（偏向部材）を設けたセグメント（これをデビエータセグメントという）が所定の部位に配置される。デビエータセグメントには中間隔壁が設けられる。
特開平８−１３４８４５号公報 特開平６−１９３０１７号公報

スパンバイスパン工法では、主ケーブルを配設する前段階において、セグメント端面に塗布した接着剤の圧接状態を保持するためセグメント相互間を引寄せておく必要がある。この引き寄せ手段として、従来は、隣合うセグメントを１個づつ引寄せ鋼棒で引寄せていたため、次の（１）〜（４）ようなセグメント製作の煩雑さ、架設時に手間が掛る問題があった。

（１）セグメントの製作で、引寄せ突起を設けるためにセグメント型枠を改造しなければならないため、それに要する時間と製作コストが掛る。（２）架設時、１セグメントずつ引寄せ突起に鋼棒を挿入したうえ緊張定着し、これら多数本の鋼棒を本設のケーブル緊張後に撤去しなければならないため、作業が煩雑である。（３）本設の外ケーブルを挿通する時、中空のセグメント（箱桁）内が狭く、この点でも作業が手間取る。（４）引寄せ突起は橋桁が完成した後は必要がないものであり、これを全てのセグメントに設けるのは無駄である。

本発明は、吊り下げ方式のスパンバイスパン工法による橋梁セグメントの架設工法において、引寄せ鋼棒によるセグメント間の引寄せ工程を合理化することで、前記（１）〜（４）の問題点を解決することを目的とし、作業の簡略化、迅速化による施工性の向上に加えて、セグメント構造の簡略化、セグメント製作の容易性の実現を図ったものである。

前記の目的を達成するため、本発明は次のように構成する。

第１発明は、中空のプレキャストセグメントを架設桁に吊り下げ支持すると共に、橋脚上のピアセグメントに接合した既設側のセグメントに対して位置調整を行った後、両セグメントを接着剤を介して接合し、前記セグメントに設けた引寄せ突起に引寄せ鋼棒を挿通して緊張を維持し、１径間分の橋桁全長にわたって挿通した主ケーブルを緊張定着し、その後、前記引寄せ鋼棒を撤去すると共に、架設桁から橋桁を取り外す吊り下げ方式のスパンバイスパン工法による橋梁セグメントの架設工法において、前記セグメントに設けた隔壁に複数の引寄せ孔を開設し、前記引寄せ孔に引寄せ鋼棒の端部を挿通したうえ、当該引寄せ鋼棒の端部を緊張定着することにより既に架設された橋桁の側から複数個のセグメントを同時に引寄せることを特徴とする。

第２発明は、第１発明において、前記隔壁の左右にそれぞれ２個以上の複数個の引寄せ孔を開設して、当該引寄せ孔を、先に架設された側から伸びる引寄せ鋼棒を挿通するための引寄せ孔と、次に新設する側に伸びる引寄せ鋼棒を挿通するための引寄せ孔とに同数づつ割り振りし、一方の引寄せ孔には、先に架設された橋桁の側の複数個のセグメントを引寄せる鋼棒を挿通したうえ端部を緊張定着し、他方の引寄せ孔には、次の複数個のセグメントを引寄せる鋼棒を挿通したうえ端部を緊張定着することを特徴とする。

第３発明は、中空セグメントの内部に、ケーブル挿通孔を有するデビエータと隔壁が設けられた橋梁セグメントにおいて、前記隔壁には、複数のセグメントを引寄せて接合するための引寄せ鋼棒の挿通孔が複数開設されていることを特徴とする。

本発明では、デビエータセグメントの隔壁を利用してこれに引寄せ孔を開設し、該引寄せ孔に引寄せ鋼棒を挿通して緊張することで複数個のセグメントをまとめて一度に接合するので、従来のように全てのセグメントに引寄せ突起を設け、架設時に隣り合うセグメント同士を引寄せる工法に比べて、次の効果がある。

（１）本発明は、従来のように製作の段階で各セグメントごとに引寄せ突起を設けなくてよいので、セグメント型枠を大幅に簡易化でき、製作コスト低減に大きく寄与する。

（２）本発明は、架設時、複数個おきに設置のデビエータセグメントの隔壁に開設の引寄孔に鋼棒を挿入して緊張定着するから、従来のようにセグメントごとに設けた引寄せ突起に多数本の引寄せ鋼棒を挿入定着する作業に比べて、作業量が大幅に低減される。

（３）また、従来工法であると、主ケーブルを挿通する時、箱桁内が非常に狭く、引寄せ鋼棒の端部も多く非常に危険であるが、本発明ではこの面での作業の困難性、危険性も解消される。

（４）前記の通りであり、本発明は橋桁が完成した後は、本来、不要かつ無駄である引寄せ突起をセグメントから無くし、デビエータセグメントの隔壁に従来の引寄せ突起を兼用させたので、施工作業の簡略化、迅速化に加えて、橋梁セグメント構造の簡略化とそれに伴う製作の容易性、コストの削減等が実現される。

次に本発明を図示の実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係るスパンバイスパン工法で施工した橋梁の側面概要図、図２は、図１の拡大部分図、図３（ａ）は、本発明に係るデビエータセグメントの断面図、（ｂ）は、図（ａ）の中央部断面図、図４は、デビエータセグメントの破断斜視図である。図において、従来と共通要素には共通符号を付して説明する。

図１には、支間４０〜６０ｍのＰＣ桁橋の１径間において、支点２上に設置のピアセグメント３間に、複数個のプレキャストセグメント２０が架設桁（図示省略）によって吊り下げられて位置決めされた後、引寄せ鋼棒２１により接合された状態が示されている。１径間に設置されるセグメント２０は、工場またはヤードで製作された後、吊り上げ装置で順次吊り上げられ、架設桁に移されて吊り下げられ、所定の位置に位置決めされる。ここまでの工程は従来と同じである。

本発明では、１径間に設置の複数セグメント２０のうち、本設の主ケーブル（外ケーブル）をガイドするためのデビエータセグメント２０ａが所定の間隔で設置されることに着目し、このデビエータセグメント２０ａを改良することにより、引寄せ鋼棒２１にて緊張する引寄せセグメントを兼用させたもので、その接合工程と接合構造に本発明の特徴がある。

図３、図４はデビエータセグメント２０ａの構造例を示し、上床版１２と下床版１３をウエブ１４で結合した箱桁で構成されている。このデビエータセグメント２０ａは、下床版１３の上面に主ケーブル挿通孔２２を有するデビエータ（偏向部材）２３が構築されていると共に、中間隔壁２４が設けられている。中間隔壁２４は一定の厚みと強度を有していて、下端がデビエータ２２と一体に設けられると共に上端が上床版１２の下面と一体に設けられ、一側面がウエブ１４と一体に設けられている。中間隔壁２４はセグメントの強度を補強すると共に、この中間隔壁２４に偏向位置させる主ケーブルを貫通させることもある。

本発明では、中間隔壁２４の左右にそれぞれ４個の引寄せ孔２６を橋軸方向に開設しており、各引寄せ孔２６に引寄せ鋼棒２１を挿入し、端部を緊張定着する。複数個の引寄せ孔２６のうち、上から１番目と３番目の孔を、先に架設されたセグメント側から伸びる引寄せ鋼棒を挿通するための引寄せ孔２６ａとし、上から２番目と４番目の孔を新設するセグメント側に伸びる引寄せ鋼棒を挿通するための引寄せ孔２６ｂとし、前記の孔を同数ずつ割り振ってある。

さらに説明すると、図１、図２において、デビエータセグメント２０ａは、径間中央部では隣り合あって配置され、その両側では普通セグメント２０ｂを介して配置されている。また、支点２上のピアセグメント３との間では２個の普通セグメント２０ｂを介して設けられている。

前記において、一方の引寄せ孔２６ａに既に架設された橋桁側（つまり、ピアセグメント３の側）から複数個のセグメント２０を引寄せる鋼棒２１を挿通したうえ、端部を緊張し定着部材２７で定着する。つづいて、他方の引寄せ孔２６ｂに次の複数個のセグメント２０（径間中央部側）を引寄せる鋼棒２１を挿通したうえ、端部を緊張し定着部材２７で定着する。セグメント２０の接合端面に接着剤を塗布しながらこの引寄せ作業を繰り返し、適切な圧縮応力を与えつづける。図１において、支点２近傍の両端セグメントには鋼製ブラケット２８が設けてあり、径間中央部側から伸びる引寄せ鋼棒２１の端部は、この鋼製ブラケット２８に定着装置２９により定着される。

その後、支点２上のピアセグメント３と一体化されたセグメント２０間に設けられた目地にコンクリートを打設し、硬化するのを待って橋桁全体にわたって配設の中空のセグメント２０内部に本設の外ケーブル（図示省略）を挿通し端部を緊張定着する。その後、引寄せ鋼棒２１の緊張を解除したうえ中間隔壁２４の引寄せ孔２６から引き抜いて撤去する。その後、セグメント２０は架設桁から取り外される。

実施形態において、デビエータセグメント２０ａ以外の普通セグメント２０ｂは、中空内面に引寄せ突起を設置する必要がない。したがって、セグメントの製作型枠は、側面、上面の３方向に平面の鋼製型枠を設けて、かつ下床版の上面には型枠のない簡易な型枠装置でよく、セグメントの製作が大変楽になる。デビエータセグメント２０ａを利用して引寄せ鋼棒２１を配設するので、仮緊張の回数が減る。また、接合後のボックスの中がすっきりしていて後の作業の効率や安全性に優れる等の利点がある。複数のセグメントをまとめて緊張するので、接着剤の塗布から仮緊張定着まで若干時間がかり、最初に塗った接着剤の硬化が懸念されるが、この点は接着剤の調合で可使時間を伸ばすことで解決できる。

なお、中間隔壁２４は、デビエータセグメントに限らず普通セグメントに設けられることがある。また、デビエータセグメントに隔壁が設けられない場合もあり、何れのセグメントでも中間隔壁２４が設けられていればそれを利用できる。さらに、本発明は、実施形態で説明した構成を設計変更して実施する場合も含まれる。

本発明に係るスパンバイスパン工法で施工した橋梁の側面概要図である。 図１の部分拡大図である。 （ａ）は、本発明に係るデビエータセグメントの中央部断面図、（ｂ）は、図（ａ）の中央部断面図である。 デビエータセグメントの破断斜視図である。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、橋梁セグメントを従来のスパンバイスパン工法を用いて施工する施工手順の側面説明図である。 従来のスパンバイスパン工法で施工した橋梁の側面概要図である。 （ａ）は、図６の拡大部分図、（ｂ）は、橋梁セグメントの正面図である。

符号の説明

１ａ 橋脚
１ｂ 橋脚
１ｃ 橋脚
２ 支点
３ ピアセグメント
４ 架設桁（ガーダー）
５ セグメント
５ａ 橋桁
６ 吊り上げ装置
７ 引寄せ鋼棒
８ 場所打ち目地
１０ 主ケーブル
１２ 上床版
１３ 下床版
１４ ウエブ
１５ 引寄せ突起
１６ 引寄せ孔
１７ せん断キー
１８ 定着部材
２０ セグメント
２０ａ デビエータセグメント
２０ｂ 普通セグメント
２１ 引寄せ鋼棒
２２ 主ケーブル挿通孔
２３ デビエータ
２４ 中間隔壁
２６ 引寄せ孔
２７ 定着部材
２８ 鋼製ブラケット
２９ 定着装置

Claims (3)

1. 中空のプレキャストセグメントを架設桁に吊り下げ支持すると共に、橋脚上のピアセグメントに接合した既設側のセグメントに対して位置調整を行った後、両セグメントを接着剤を介して接合し、前記セグメントに設けた引寄せ突起に引寄せ鋼棒を挿通して緊張を維持し、１径間分の橋桁全長にわたって挿通した主ケーブルを緊張定着し、その後、前記引寄せ鋼棒を撤去すると共に、架設桁から橋桁を取り外す吊り下げ方式のスパンバイスパン工法による橋梁セグメントの架設工法において、前記セグメントに設けた隔壁に複数の引寄せ孔を開設し、前記引寄せ孔に引寄せ鋼棒の端部を挿通したうえ、当該引寄せ鋼棒の端部を緊張定着することにより既に架設された橋桁の側から複数個のセグメントを同時に引寄せることを特徴とする橋梁セグメントの架設工法。
2. 前記隔壁の左右にそれぞれ２個以上の複数個の引寄せ孔を開設して、当該引寄せ孔を、先に架設された側から伸びる引寄せ鋼棒を挿通するための引寄せ孔と、次に新設する側に伸びる引寄せ鋼棒を挿通するための引寄せ孔とに同数づつ割り振りし、一方の引寄せ孔には、先に架設された橋桁の側の複数個のセグメントを引寄せる鋼棒を挿通したうえ端部を緊張定着し、他方の引寄せ孔には、次の複数個のセグメントを引寄せる鋼棒を挿通したうえ端部を緊張定着することを特徴とする請求項１記載の橋梁セグメントの架設工法。
3. 中空セグメントの内部に、ケーブル挿通孔を有するデビエータと隔壁が設けられた橋梁セグメントにおいて、前記隔壁には、複数のセグメントを引寄せて接合するための引寄せ鋼棒の挿通孔が複数開設されていることを特徴とする橋梁セグメント。

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