JP2005179924A - 鉄筋コンクリート構造物の爆破解体方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鉄筋コンクリート構造物を爆破により短期間・低コストで解体するともに、爆破後の構造物を想定どおりに崩落させ、安全に解体する。
【解決手段】 鉄筋コンクリート構造物内に配置されている鉄筋４が重ね継ぎ手４ａによって接続されている位置付近に削孔し、この装薬孔１１に爆薬１２を装填して前記重ね継ぎ手の周囲のコンクリートを破砕する。これにより重ね合わされた双方の鉄筋に付着して引張力を伝達するコンクリートが飛散して、鉄筋が重ね継ぎ手の部分で分離される。したがって、予め鉄筋をはつりだして切断しておかなくても、コンクリートを破砕することによって、この部分で構造物を確実に分断することができる。
【選択図】 図４

Description

本願発明は、鉄筋コンクリート構造物を爆破によって解体する方法に係り、作業の省力化を図るとともに、安全に効率よく構造物を解体する方法を提供するものである。

鉄筋コンクリート構造物が老朽化したり、使用性や耐荷性が低下した場合に、その構造物を解体・撤去する必要が生じる。その解体方法のひとつとして爆破解体方法がある。この方法は、構造物に削孔して爆薬を装填し、爆破することにより構造物を破砕し、その後撤去するものである。

解体される構造物が、例えば橋桁、アーチ構造、橋脚等のように地表面より高く構築されたものであるときは、爆破によって崩落又は倒壊させるのが効率のよい解体方法となる。このとき構造物は、安全性及び作業性等の要請により、あらかじめ設定されている状態に崩壊又は転倒させるものとし、構造物の所定の範囲を正確に破砕する必要がある。このため、破砕する領域の所定個所に装薬孔を穿設し、適切な量の爆薬を装填して構造物の所定部分を爆破する。これにより、限定された範囲が破砕され、構造物の自重により予定された方向及び状態で崩落する。このような技術は、例えば非特許文献１に開示されている。

このような爆破を用いた解体方法を採用すれば、構造物を短時間で崩落させ、解体することができるため、継続的な騒音や振動を回避することができる。また、短時間で崩壊させることができるので、作業効率が良いだけでなく崩壊後に地上で撤去作業ができることにより作業安全性に優れている。このことは工費の節減にもつながる。このような優れた点に鑑みて爆破による解体方法が注目されている。
日経コンストラクション，２００３．１．１０，ｐ．３０〜ｐ．３４

しかしながら、上記のように爆破によって鉄筋コンクリート構造物を解体する方法では次のような問題点がある。
一般に、鉄筋コンクリート構造物には、コンクリートの表面近くに多くの鉄筋が埋め込まれており、構造物に作用する引張力に抵抗するものとなっている。この鉄筋は、近くに爆薬を装填し、爆破しても切断することは難しい。鉄筋が切断されないと、コンクリートが破砕されても鉄筋が連続していることになり、構造物が完全に分断されるに至らない。このため崩れ落ちた構造物が不安定な状態で静止してしまうことがある。このような状態となるとその後のの処理が難しくなり、作業が危険ものとなってしまう。

このため、上記非特許文献１に記載の方法では、構造物の表面近くのコンクリートを切削し、鉄筋を露出させて切断した後に爆破する等の対策が採られている。しかし、コンクリートの切削に多くの時間と費用が必要となっている。

本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、鉄筋コンクリート構造物を爆破により短期間・低コストで解体するともに、爆破後の構造物を想定どおりに崩落させ、安全に解体することである。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 鉄筋コンクリート構造物内に配置されている鉄筋が重ね継ぎ手によって接続されている位置付近に削孔し、該孔に爆薬を装填して前記重ね継ぎ手の周囲のコンクリートを破砕する工程を含む鉄筋コンクリート構造物の爆破解体方法を提供する。

この方法では、鉄筋の重ね継ぎ手の周囲のコンクリートが破砕され、重ね合わされた双方の鉄筋に付着して引張力を伝達するコンクリートが飛散して、鉄筋が重ね継ぎ手の部分で分離される。したがって、予め鉄筋をはつりだして切断しておかなくても、コンクリートを破砕することによって、この部分で構造物を確実に分断することができる。そして、爆破による崩落の状態等を設定して、その計画どおりに解体することが容易となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の爆破解体方法において、 前記鉄筋コンクリート構造物は梁状又はアーチ状の構造物であり、該構造物の軸線方向に配置された鉄筋に重ね継ぎ手が設けられた複数の位置について、該重ね継ぎ手周囲のコンクリートを破砕し、該構造物を落下させるものとする。

一般に、梁状の構造物及びアーチ状の構造物は、その一部を破砕すると構造物全体が安定を失う。しかし、完全に破砕しないと一部が橋脚等と鉄筋で連結されたままで残留し、危険な状態となるおそれが生じる。しかし、上記方法では軸線方向の複数の位置で重ね継ぎ手の位置を破砕することによって、この部分で構造物を完全に分断することができ、構造物全体を地表面まで完全に崩落させることが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の爆破解体方法において、 前記鉄筋コンクリート構造物は柱状の構造物であり、該構造物の軸線方向に配置された鉄筋の重ね継ぎ手が設けられた位置について、該重ね継ぎ手周囲のコンクリートを破砕し、さらにその周辺のコンクリートを破砕して該構造物を転倒させることを特徴とするものである。

この方法では、曲げモーメントに抵抗する鉄筋を爆破によって不連続状態とすることができ、予め鉄筋をはつりだして切断しておかなくても、柱状の構造物、例えば橋脚等を確実に転倒させることができる。

請求項４に係る発明は、請求項１に記載の爆破解体方法において、 前記重ね継ぎ手の周囲のコンクリートを爆破するのに遅延して、該継ぎ手位置の周辺のコンクリート、又は該重ね継ぎ手の位置より構造物の中心側のコンクリートを爆破することを特徴とする。

一般に鉄筋コンクリート構造物は、表面付近に多くの鉄筋が配置されており、削孔してこの内側で爆薬を爆発させると、鉄筋が篭状にコンクリートを拘束し、破砕が生じにくくなる。しかし、はじめに鉄筋の重ね継ぎ手の位置を破砕することによって鉄筋の拘束力が著しく低減され、その後に周辺部で生じた爆発によりコンクリートは効率よく破砕されることになる。

以上説明したように、本願発明によれば、鉄筋コンクリート構造物内に配置された鉄筋を予めはつりだして切断することなく、鉄筋の継ぎ手部でこれを分離し、効率よく構造物を解体することができる。また、鉄筋を爆破によって完全に分断することができるので、構造物の崩落が不完全となって爆破後に不安定な状態になるのを確実に回避することができる。

以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本願発明の一実施形態である爆破解体方法によって効率よく解体することができる構造物を示す概略側面図である。
この構造物は、鉄筋コンクリートからなり、二つの橋台３ａ，３ｂ間に架け渡された橋桁１と、この桁を下方から支持する斜支持材２とを有するラーメン橋（斜πラーメン橋）である。

上記斜支持材２は、下端が基礎６上に支持され、上端が橋桁１と連続しており、その表面付近には、図２に示すように軸線方向の鉄筋４が配置されている。そして、これを取り囲むように周方向の鉄筋５が配置されている。軸線方向の鉄筋４は、斜支持材２に生じる曲げモーメントに抵抗するものであり、直径が２５ｍｍから２９ｍｍの太径の異形鉄筋が用いられている。この鉄筋は、図１中に斜線で示す部分２ａで重ね継ぎ手によって接合されており、斜支持材の全長にわたって曲げによる引張応力に対して抵抗するものとなっている。

上記鉄筋の重ね継ぎ手４ａは、図３に示すように、所定の長さが重ね合わされるように鉄筋を配置してコンクリート中に埋め込んだものであり、コンクリートとの付着力によって引張力が伝達されるものである。重ね継ぎ手４ａは、平行に多数が配置された軸方向の鉄筋４の一本置きに位置をずらして設けられている。このように位置をずらして設けることにより、配置する鉄筋間の間隙が小さくなりすぎてコンクリートの打設が困難となるのを回避することができ、一般に行われている。

上記橋桁１も鉄筋コンクリートからなるものであり、軸線方向に鉄筋が配置され、自重及び桁の上に載荷される荷重による曲げ応力に抵抗するものとなっている。そして、これらの鉄筋は重ね継ぎ手によって接合されている。

上記ラーメン橋の爆破による解体は、上記重ね継ぎ手４ａが設けられている位置１ａ，２ａを爆破により切断し、橋桁１及び斜支持材２を複数の部分に分断して地表面に落下させるものであり、重ね継ぎ手が設けられている部分の部材中心付近に装薬する。

斜支持材の削孔は、図４（ａ）に示すように、軸方向鉄筋の重ね継ぎ手４ａが設けられている範囲に、所定間隔で行い、図４（ｂ）に示すように、鉄筋の間を通って斜支持材２の厚さ方向のほぼ中心付近に至る装薬孔１１を設ける。
また、橋桁については中実断面の場合については同様に装薬孔を設けることができ、ホロースラブ等の中空断面である場合には、曲げモーメントに抵抗する軸方向鉄筋の重ね継ぎ手を包み込む部分のコンクリートが有効に破砕されるように装薬孔を設ける。

このような削孔が終了すると、この装薬孔１１に爆薬１２を装填し、その後砂１３又は粘土等を充填して装薬孔１１を塞ぐ。そして、電気雷管で爆薬１２に点火することにより、コンクリートが破砕され、重ね継ぎ手付近の鉄筋は露出して、引張力を伝達し得ない状態となる。したがって橋桁１及び斜支持材２はこの部分で分断され、複数の部分に分離されて地表面上に落下する。
なお、破砕されたコンクリート塊が落下する地表面に道路等がある場合には、舗装を保護するために、図１に示すように発泡樹脂のブロック２１を敷き並べておくのが望ましい。

また、爆破によってコンクリート片等が周辺部に飛散するため、橋桁１及び斜支持材２の破砕位置は飛散防止用の防護シート又は防護ネットで覆うものとする。防護シート等は、例えば次のようにして破砕部分を覆うものとする。
装薬後の橋桁１の周方向に防護シートを巻き回し、下方へ多少が垂れ下がるように余裕を持って巻き付ける。また、橋桁１の上方は、側部から簡易的な支柱を立設し、上方に余裕を設けてさらに防護シートで覆う。橋桁１に巻き回した防護シートの軸線方向の端部には防護シートを吊支持し、橋桁１の周囲に巻き回した防護シートと橋桁１との間の空間を塞ぐ。また、斜支持材についても破砕する部部の周囲を防護シートによって完全に覆う。このように破砕片の飛散を完全に防ぐことによって安全な解体が可能となる。

以上に説明した実施の形態では、斜支持材２の部材厚のほぼ中心付近に装薬して爆破を行っているが、部材の寸法が大きい場合には、次のように装薬して爆破するのが望ましい。
図５に示すように、鉄筋３１の重ね継ぎ手３１ａが設けられている位置に表面から削孔し、重ね継ぎ手３１ａの背面側から重ね継ぎ手周囲のコンクリートを表面側に破砕可能な深さに装薬孔３２ａを設ける。また、これらの装薬孔３２ａの他に、これより深い装薬孔３２ｂを設け、構造物のより深い部分のコンクリートを破砕するための爆薬を装填する。そして、深い位置の爆薬は表面に近いものよりわずかの時間差をおいて点火する。これにより表面付近のコンクリート３３ａがまず破砕され、鉄筋の重ね継ぎ手３１ａの部分で鉄筋が分離して拘束力がなくなる。その後、深い位置の爆薬の点火によりコンクリート３３ｂは効率よく破砕され、断面寸法が大きいコンクリート部材も完全に破断することができる。

また、必要に応じて鉄筋の重ね継ぎ手が設けられた位置の表面付近のコンクリート破砕した後、段発の爆破によってその周辺付近で表面近くのコンクリート３３ｃを破砕しても良い。これにより広い範囲で鉄筋の拘束を解除することができ、コンクリートを効率よく確実に破砕することが可能となる。

なお、上記実施形態は、ラーメン橋を解体するものであるが、アーチ橋に応用することもでき、特に上路式のコンクリートアーチ橋で、上路桁と支柱とは他の方法で破砕とするとしても、アーチリブの解体については本願発明に係る方法が有効となる。

図６は、本願に係る発明の他の実施形態である爆破解体方法で解体される構造物の概略図である。
この構造物は、鉄筋コンクリートからなる橋脚４１で、上部で橋桁４２を支持するものである。このような橋脚４１では、鉛直方向の軸線に沿って大きな曲げモーメントが生じ、これに抵抗するように軸方向つまり鉛直方向の鉄筋が周面に沿って多数配置されている。これらの鉄筋は、所定の間隔すなわち図６中に斜線で示す位置４１ａで重ね継ぎ手によって接合されている。

このような橋脚４１を爆破によって解体するときには、上記軸方向の鉄筋の重ね継ぎ手が設けられている位置４１ａに削孔し、爆薬によって重ね継ぎ手の部分のコンクリートを破砕する。これにより、軸線方向の鉄筋が分断され、橋脚は複数の部分に破断されて落下する。これにより爆破後のコンクリート橋脚を安定した状態まで崩落させ、その後の作業を安全かつ効率よく行うことができる。

本願発明に係る爆破解体方法によって解体することができるコンクリート構造物の概略側面図である。 図１に示す構造物の斜支持材の概略断面図である。 図２に示す斜支持材の構造物の配筋状態及び重ね継ぎ手の位置を示す平断面図である。 図２に示す斜支持材を破砕するために穿設された装薬孔を示す上面図及び立断面図である。 コンクリート構造物の断面寸法が大きいときの装薬孔を示す断面図である。 本願発明に係る爆破解体方法によって解体することができるコンクリート構造物の他の例を示す概略側面図である。

符号の説明

１：橋桁， ２：斜支持材， ３：橋台， ４：軸線方向の鉄筋， ５：周方向の鉄筋， ６：基礎， １１：装薬孔， １２：爆薬， １３：砂， ２１：発泡樹脂のブロック， ３１：鉄筋， ３２：装薬孔， ３３：コンクリート， ４１：橋脚， ４２：橋桁

Claims (4)

1. 鉄筋コンクリート構造物内に配置されている鉄筋が重ね継ぎ手によって接続されている位置付近に削孔し、該孔に爆薬を装填して前記重ね継ぎ手の周囲のコンクリートを破砕する工程を含むことを特徴とする鉄筋コンクリート構造物の爆破解体方法。
2. 前記鉄筋コンクリート構造物は梁状又はアーチ状の構造物であり、該構造物の軸線方向に配置された鉄筋に重ね継ぎ手が設けられた複数の位置について、該重ね継ぎ手周囲のコンクリートを破砕し、該構造物を落下させることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の爆破解体方法。
3. 前記鉄筋コンクリート構造物は柱状の構造物であり、該構造物の軸線方向に配置された鉄筋の重ね継ぎ手が設けられた位置について、該重ね継ぎ手周囲のコンクリートを破砕し、さらにその周辺のコンクリートを破砕して該構造物を転倒させることを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の爆破解体方法。
4. 前記重ね継ぎ手の周囲のコンクリートを爆破するのに遅延して、該継ぎ手位置の周辺のコンクリート、又は該重ね継ぎ手の位置より構造物の中心側のコンクリートを爆破することを特徴とする請求項１に記載の鉄筋コンクリート構造物の爆破解体方法。
   
   
   

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