JP2007077630A - プレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁およびその架設方法 - Google Patents

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嘉満 森田
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Abstract


【課題】桁の曲げ応力度を低減することができ、桁そのもののPC鋼材、または鉄筋量を減らすことが可能なプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁およびその架設方法を提供すること。
【解決手段】 複数のプレキャスト主桁セグメント6にわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロック7を、橋脚上で連結して連続一体化するにあたり、橋脚間の架設された桁ブロック7の中間部をジャッキアップした後、連結部のコンクリート8を打設・硬化して連続桁11とし、その連続桁11にプレストレスを導入し、橋脚1間の中間部に床版15を敷設して一体化した後、前記橋脚1間の連続桁11の中間部をジャッキダウンすることにより、桁ブロック7の自重と前記床版荷重による断面力を、プレキャスト主桁セグメント7と前記床版15とが合成された断面で抵抗させて、プレキャスト主桁セグメント7の曲げ応力度を低減するようにした連続桁とする。
【選択図】図4

Description

本発明は、プレキャスト主桁セグメントを使用したコンポ桁または合成桁からなる連続桁およびその架設方法に関する。
PCコンポ桁または合成桁は、橋梁単位部材であるプレキャストコンクリート製T桁や箱桁等のプレキャスト主桁セグメントを、工場または施工現場においてショートライン工法などで構築した後、該プレキャスト主桁セグメントをトラッククレーンで所定の部位に吊り上げ、支保工を用いて支持させながら橋軸方向に接続すると共に、前記プレキャスト主桁セグメントとPC合成床版または場所打ち床版を一体合成化した桁である。
図13(a)には、前記のような合成桁を使用したPCコンポ橋の代表的な断面形状を示されている。同図において、プレキャストコンクリート製のT桁11aが所定間隔で平行に配置されており、隣り合うT桁11aの頭部における係合段部22にPC板26を支持させた上、その上部に場所打ちコンクリートを打設して床版23を構成しており、プレキャストコンクリートのT桁11aと床版23が一体になった合成断面で荷重に抵抗する。24はアスファルト舗装である。
図13(b)、(c)には他の2例に係るPCコンポ橋の断面形状を示す。13図(b)において、プレキャストコンクリート製の箱桁25が所定間隔で平行に配置されており、隣り合う箱桁25の上端部における係合段部22にPC板26を支持させた上、その上部に場所打ちコンクリートを打設して床版23を構成している。図13(c)では、隣り合う箱桁25の上端部によってPC床版27を支持させてPCコンポ橋を構築している。図13(b)、(c)何れの場合もプレキャストコンクリート製の箱桁25と床版23、27が一体になった合成断面で荷重に抵抗する。
前記のようなコンポ桁(または合成桁)は、プレキャスト主桁と場所打ち床版あるいはプレキャスト床版とを合成して単純桁相互を連結して連続桁とした構造である。このようなコンポ桁の場合には、主桁自重および床版荷重に対しては、主桁断面のみが抵抗し、橋面荷重および活荷重に対しては、合成断面で抵抗する様に通常は設計される。
例えば、複数のプレキャスト主桁を使用すると共に、これらを直列に配置して橋脚間の単純桁を構成した後、単純桁相互を橋脚上において橋軸方向の連結部(橋軸方向の連結部と橋軸直角方向の桁相互の連結部を備えた連結横桁等)により連結して連続桁とする施工方法として、図14(a)〜(e)に示すような施工方法がある。
前記の従来の施工法について、簡単に説明すると、まず、図14(a)に示すように、橋脚1間に橋軸方向に間隔をおいて複数の仮受け支柱2を設けると共に、連結部となる橋脚1上に、橋軸方向に間隔をおいた複数の本設の本支承4を設置し、隣り合う橋脚1間において、断面U字状で短尺の複数のプレキャストU型桁セグメント6を、橋脚1上の本支承4と仮受け支柱2上の仮支承3に支持させるように配置すると共に、隣合う仮受け支柱2上の仮支承3により支承させるように配置する。次いで、各短尺のプレキャストU型桁セグメント6を、これらの断面内に渡って配置されたインナーケーブルからなるPC鋼材21を橋脚1上の端部で緊張定着することにより、桁ブロック(単純桁)7を構成する。
この施工方法では、連結部となる中間部の橋脚1上では、橋軸方向に2つの本支承4を必要としている。また、インナーケーブルからなるPC鋼材21は、桁ブロック(単純桁)7の自重に対応した緊張力により緊張定着するが、橋脚1上の桁ブロック(単純桁)7端部間Pが狭隘になり、インナーケーブルからなるPC鋼材21の端部を橋脚1上において緊張定着するジャッキ配置スペースがないため、桁ブロック7(単純桁)が直列に重ならない位置で緊張定着した後に、桁ブロック7を横取り(横移動)させることで対応している。
図14(b)は、仮受け支柱2を撤去すると共に、右側の桁ブロック7を横取りして、直列に桁ブロック7が橋軸方向に直列に配置され、かつ橋軸直角方向に並列した桁ブロック7が架設された状態である。次いで、図14(c)に示すように、橋脚1上において橋軸方向に間隔をおいて配置されている桁ブロック(単純桁)7相互を連結して連続させると共に、橋軸直角方向に並列する単純桁7相互を連結して一体化するために、橋軸方向端部側では、端部横桁14を、桁ブロック7中間部では中間横桁(または中間隔壁)13を、橋脚1上では、橋軸方向および橋軸直角方向の両方の連結を兼ねた連結横桁31を、それぞれ築造して、橋軸方向に連続した連続桁32としている。
次いで、図14(d)に示すように、連続桁32に、連続外ケーブル33を配置すると共に端部で緊張定着して、連続外ケーブル33により、その緊張定着以後に載荷される床版コンクリート等の荷重の断面力に対応させる。
次いで、図14(e)に示すように、連続桁32における橋脚1間の中間部に多数のプレキャスト製床版15を敷設すると共に一体化し、桁ブロック(単純桁)7相互の連結部である橋脚1上およびその近傍の橋脚上床版15を敷設して一体化している。
このような架設方法であるので、連続桁32における橋脚1間の中間部の各床版15および橋脚上の各床版15の自重による断面力は、床版を含まない主桁断面のみで抵抗することになるため、床版を含まない主桁の曲げ応力度の変動が大きくなる架設方法の連続桁32になっていた。また、連続外ケーブル33は、前記中間部の床版15および橋脚上の床版15の自重を負担する形態であるので、前記連続外ケーブル33に大型のケーブルを用いる必要があった。そのため、端部緊張定着部の応力度も高いものであった。
また、このようなコンポ桁、合成桁では、橋脚上で連続化されて連続桁とされる架設方法であり、支間中央の曲げモーメントは、載荷荷重による曲げモーメントと、材令の異なるコンクリートのクリープ差による2次力を加算すると、単純桁の曲げモーメントより大きくなる場合があり、これに対応させるために、コンポ桁、合成桁断面内に配置するPC鋼材または鉄筋量を増やし補強していた。
また、前記コンポ桁(または合成桁)では、橋脚上において鋼桁端板全体を利用して継手板により接合する鋼桁を連続化する鋼桁橋の場合(例えば、特許文献1〜3)と異なり、橋軸方向の断面内にインナーケーブルとしてPC鋼材を配置する構造であるので、合成桁断面内に配置するPC鋼材または鉄筋量を増やすのも制約を受けるなかで補強していた。まして、桁そのもののPC鋼材、または鉄筋量を減らすまでには到っていなかった。
特開平07−197420号公報 特開2002−302909号公報 特開2002−4219号公報 特開平11−323836号公報
桁の曲げ応力度が大きくなることに対する補強のために、桁断面内にPC鋼材または鉄筋量を増やすと、施工および施工コストが高くなる共に、PC鋼材または鉄筋が密な配置になると、それらの配置設計も困難になる恐れがあった。また、桁そのもののPC鋼材、または鉄筋量を減らすことは考えられていなかった。
本発明は、桁の曲げ応力度を低減することができ、桁そのもののPC鋼材、または鉄筋量を減らすことが可能なプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁およびその架設方法を提供することを目的とする。
前記の課題を有利に解決するために、第1発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁においては、複数のプレキャスト主桁セグメントにわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロックを、橋脚上の連結部で一体化する連続桁において、桁ブロックの自重と橋脚間の中間部の床版荷重による断面力を、プレキャスト主桁セグメントと前記床版とが合成された断面で抵抗させて、プレキャスト主桁セグメントの曲げ応力度を低減するようにしたことを特徴とする。
また、第2発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法では、複数のプレキャスト主桁セグメントにわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロックを、橋脚上で連結して連続一体化するにあたり、橋脚間の架設された桁ブロックの中間部をジャッキアップした後、連結部のコンクリートを打設・硬化して連続桁とし、その連続桁にプレストレスを導入し、橋脚間の中間部に床版を敷設して一体化した後、前記橋脚間の連続桁の中間部をジャッキダウンすることにより、桁ブロックの自重と前記床版荷重による断面力を、プレキャスト主桁セグメントと前記床版とが合成された断面で抵抗させて、プレキャスト主桁セグメントの曲げ応力度を低減するようにしたことを特徴とする。
また、第3発明では、第2発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法において、橋脚間の連続桁の中間部をジャッキダウンした後、橋脚上またはその近傍の床版と、橋脚間の中間部の床版とを接合することを特徴とする。
また、第4発明では、第2発明または第3発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法において、橋脚間の桁ブロックを仮受け支柱で受け、複数のPC鋼材のうちの一部を緊張することでプレストレスを導入して接続一体化した橋脚間の桁ブロックとし、その後、前記桁ブロックの中間部をジャッキアップすることを特徴とする。
また、第5発明では、第2〜4発明のいずれかに記載のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法において、前記連続桁は、コンポ桁または合成桁であることを特徴とする。
本発明の連続桁によると、複数のプレキャスト主桁セグメントにわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロックを橋脚上の連結部で一体化する連続桁において、桁ブロックの自重と橋脚間の中間部の床版荷重による断面力を、プレキャスト主桁セグメントと前記床版とが合成された断面で抵抗させるようにしたので、桁ブロックの自重と橋脚間の中間部の床版荷重による断面力をプレキャスト主桁セグメントの断面のみで抵抗する場合に比べて、プレキャスト主桁セグメントに作用する曲げ応力度を低減でき、そのため、プレキャスト主桁セグメントの断面内に配置するPC鋼材の負担が小さくなり、PC鋼材の断面の配置数を低減したりPC鋼材の小型化が可能になり、PC鋼材の配置設計の自由度が増し、断面内に配置するPC鋼材の一部を桁ブロックの緊張定着用に、断面内に配置されている残りのPC鋼材を連続ケーブルとして、あるいは隣接する桁ブロックに定着して連続化ケーブルとして用いることが容易になり、最後に張設される外ケーブルの小型化も可能になり、PC鋼材の使用量の低減およびコストの低減が可能な連続桁になる。
また、本発明の連続桁の架設方法によると、複数のプレキャスト主桁セグメントにわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロックを、橋脚上で連結して連続一体化するにあたり、橋脚間の架設された桁ブロックの中間部をジャッキアップすることにより、桁ブロックの中間部の荷重が軽減されて一体化に必要なケーブル数を低減でき、また、ジャッキアップした後、橋軸方向における桁ブロック間の連結部のコンクリートを打設・硬化して連続桁とし、その連続桁にプレストレスを導入し、橋脚間の中間部に床版を連続させるように敷設して一体化した後、ジャッキダウンすることにより、桁ブロック中間部ではプレキャスト桁セグメントと床版とが一体化された断面で抵抗(負担)できる構造になるので、従来のようにプレキャスト桁セグメントの断面のみで抵抗する場合に比べて、本発明では、橋脚間中間部の連続桁(プレキャスト桁セグメント)の曲げ応力度を低減させることができる。
また、桁ブロック中間部をジャッキにより支持して、床版敷設施工の前後において、単にジャッキアップまたはジャッキダウンを行うことにより、それぞれ床版荷重に対する抵抗する桁断面の変更が可能になり、桁ブロック中間部においては合成断面で抵抗でき、橋脚上においても曲げ応力度の低減される連続桁を架設できる。
また、橋脚間等の支間中間部に仮支柱等に支持されたジャッキにより、プレストレスを導入して一体化された桁ブロックをジャッキアップ後、橋脚上の連結部のコンクリートを打設し、プレストレスを導入して連続桁とし、その後ジャッキダウンを行うように、施工ステップ毎にジャッキアップ・ジャッキダウンを行うことにより、橋脚上に負曲げモーメントが発生して、コンクリート製の連続桁における材令の異なるコンクリートのクリープ差による2次力の発生を抑えることができる。そのため、橋脚上においても曲げ応力度を低減させることができ、本発明方法とは異なる全支保工により桁および床版を一括施工する場合の連続桁の断面力に近づけることができる。
また、桁ブロック端面でケーブルを定着する箇所が少なくなり、桁ブロック端面から離れた位置で定着できるので、桁ブロック端面間すなわち橋脚上の連続部の負担が低減される。
また、橋脚上の連続部の負担が低減されるため、桁そのもののPC鋼材、または鉄筋量を減らすことが可能になり、しかも、その設計および施工が容易になりコストが縮減される。
また、連結部のコンクリートの打設・硬化しプレストレス導入後にジャッキダウンして、橋脚上またはその近傍の床版を敷設して連続桁と一体化し、中間部の床版と接合するので、連続桁における桁ブロック相互の連結部(桁)の曲げ応力度と、橋脚上またはその近傍の床版の曲げ応力度を低減して、中間部の床版と接合することができる。
また、桁ブロックを仮受け支柱で受け、複数のPC鋼材のうちの一部を緊張することで、プレストレスを導入して接続一体化した橋脚間の桁ブロックとし、その後、前記桁ブロックをジャッキアップするので、複数のPC鋼材の全部を使用することなく一部のPC鋼材を利用して、橋脚間の桁ブロックの一体化に利用することができ、残りのPC鋼材を、桁ブロック相互を接合して連続させた連続桁のプレストレスに有効に活用することができ、残りのPC鋼材を連続ケーブルとして使用したり、隣接するケーブルと相俟って、連続化ケーブルとして使用することが可能になり、施工の自由度が向上すると共に経済的に施工できる。
このような連続桁が、コンポ桁または合成桁であると、接続部の負担が軽減され、設計および施工が容易で施工コストの安価なコンポ桁または合成桁とすることができる。
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〜図12は、本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の施工手順を示すものであって、まず、図1に示すように、橋脚1間に仮受け支柱2を、橋軸方向に間隔をおいて設け、中間部に位置する各橋脚1上には、橋軸直角方向に間隔をおくと共に、橋軸方向両側に仮受け支承3を設置し、かつ仮受け支承3間に本支承4を設ける。
橋脚1の橋軸方向両側に仮受け支承3を設置することで、橋脚1上は、橋軸方向に直列に隣り合う桁ブロック(後記する)端部間の距離を大きく広げることが可能になると共に、緊張用ジャッキの配置スペースを確保することができる。
また、連続桁とした場合の桁端部に位置する橋脚1には、本支承4を設けておく。さらに、ブロック組立て用ベントの建て込みからなる仮受け支柱2を、橋軸方向に間隔をおくと共に橋軸直角方向に間隔をおいて構築し、その各仮受け支柱2上には、橋軸方向両側に仮受け支承3を設置し、かつ仮受け支承3間に、伸縮式ジャッキ等からなる仮受けジャッキ5を設ける。
次いで、橋脚1上の仮受け支承3と、仮受け支柱2の仮受け支承3とに支持させるように、または仮受け支柱2の仮受け支承3とこれに隣接する仮受け支柱2の仮受け支承3とに支持させるように、工場または現場付近で製作されたプレキャスト主桁セグメントとしてのプレキャスト製U型桁セグメント6を運搬して、これを吊り上げて、橋軸方向に直列に架設すると共に橋軸直角方向に並列して架設する。
次いで、各U型桁セグメント6の複数のPC鋼材挿通孔に、単純桁用インナーケーブルからなるPC鋼材21を配置して、橋脚上の桁端部で緊張すると共に定着し、各U型桁セグメント6を一体化した橋脚間の桁ブロック(単純桁)7を直列に構成すると共に、このような桁ブロック7を並列して築造する。なお、隣接して接合されるU型桁セグメント6の端面相互には、適宜凹凸嵌合部(トング部)が設けられると共に接着剤等が介在される。
また、各U型桁セグメント6の複数のPC鋼材挿通孔に、連結用インナーケーブル10を配置し、橋軸方向に間隔をおいて隣接する桁ブロック7の縦部分9に挿通配置しておく。なお、桁ブロック7間には、適宜シースが位置されて、連結用インナーケーブル10は前記シース内に配置される。
前記のように、単純桁用インナーケーブルとしてのPC鋼材21を橋脚1間の桁ブロック7端部で緊張定着した状態で、橋脚1間における桁ブロック7中間部には、少なくとも橋軸方向に2本の仮受け支柱2を残しておくことにより、仮受けジャッキ5を装備している残置された仮受け支柱2により桁ブロック7を支持して、図6に示すように、橋脚1に隣接する仮受け支柱2等を撤去することができる。残置する仮受け支柱2の本数は、橋軸方向から見て少なくとも2本用いるとよく、図示形態では橋脚間において橋軸方向4点(桁ブロック7の一端側の橋脚1上の本支承4、および他端側の橋脚1の仮支承3を含めると4点)で支持する。
次いで、図2に示すように、橋脚中間部(中央部)に位置する各仮受け支柱2上の仮受けジャッキ5を伸張して、各桁ブロック7の中間部をジャッキアップする。前記の仮受けジャッキ5のジャッキアップ(各図では、理解しやすくするために誇張して図示している。)は、PC鋼材21の応力調整(応力の低減)および桁ブロック7に作用している応力調整をするために行うものであって、各桁ブロック7の端部は、橋脚1上の本支承4(図2左端)または橋脚1上の仮支承3(図2中間部)に支持させた状態でおこなう。各桁ブロック7の端部が、前記の本支承4または仮支承3から離反して、浮き上げることはない。
前記のように各桁ブロック7の中間部を仮受けジャッキ5を伸長してジャッキアップすることにより、部材長手方向における桁ブロック7に作用している断面力(応力)を移行することになる。すなわち、桁ブロック7中央での断面力を軽減し、桁ブロック7の桁端側に移行させている。
前記の各桁ブロック7の断面力の移行は、橋脚1間に多数の支保工を設けて、連続桁を一括施工する全支保工施工した場合における桁の断面力に近づけるようにするためであり、後工程においてプレストレス導入後のジャッキダウンとの組合わせにより、プレキャスト桁セグメントあるいは接合部コンクリート等、材令の異なるコンクリートのクリープ差による2次力は低減される。
次いで、図3および図4に示すように、橋脚上の橋軸方向に隣接する桁ブロック7間の連結部にコンクリート8を打設し、連結部コンクリート8が硬化した後、図5に示すように、連結部コンクリート8を介して隣り合う桁ブロック7端部の縦部分9に渡って挿通されている一方の連結用インナーケーブル10の一端を桁ブロック7の縦部分9の内側に、他方の連結用インナーケーブル10他端を隣接する桁ブロック7の縦部分9の内側に締張定着して連続桁11を構築すると共に、仮受け支柱2上の伸縮式仮受けジャッキ5の伸量を短縮するようにジャッキダウンして連続桁中間部あるいは橋脚上の連続桁に作用している断面力の応力調整することにより、前記連結用インナーケーブル10にも桁ブロック7の荷重を負担させるように調整(応力調整)して、橋脚1上の反力を調整する。
前記の伸縮式仮受けジャッキ5の伸縮によるPC鋼材21および連結用インナーケーブル10あるいは桁ブロック7の応力調整は、適宜、荷重計測装置または歪計測装置により計測して調整する。
前記のようにすると、一方の桁ブロック7から連結部コンクリート8を介して他方の桁ブロック7側で定着される連結用インナーケーブル10は、連結部コンクリート8の部分で2重に配置されているので、橋軸方向の各連結用インナーケーブル10による連結用ケーブル全体として橋軸方向側面視で連続するように配置されることになり、ケーブルの連続化を図っており、連続ケーブルとして活用することが可能にされている。
また、連結用インナーケーブル10は、桁ブロック7端面に定着する必要がなく、桁ブロック7端部の縦部分9の内側で緊張定着され、すなわち、桁ブロック7端面で定着しないで桁ブロック7端面から位置を橋軸方向にずらした位置で定着されるため、桁ブロック7端面の定着箇所が密にならず定着構造が軽減される。
また、前記のように連結用インナーケーブル10を用いることにより、隣接する連結用ケーブル10と共同して、ケーブルの連続化が可能になっているため、1本ものの連続外ケーブルのみの場合に比べて、連続桁の断面力に対応したプレストレス力に対して連結用インナーケーブルと、後記する連続外ケーブル12との組み合わせ選定に自由度を増すことができる。
また、各連結用インナーケーブル10により、橋軸方向全体として、連続ケーブルとして活用できることにより、後記する連続外ケーブル12の配置本数あるいは断面積を低減することができ、小型の連続外ケーブル12とすることができる。
次に、前記のように連結用インナーケーブル10を緊張定着した後(橋脚間の中間部に上向き力を付与し、橋脚支点側に荷重負担を増すようにした後)、反力調整すべく前記伸縮式仮受けジャッキ5を短縮して、橋脚上の本支承4に連続桁11を支承させ、また、前記のように、橋脚1に隣接する仮受け支柱2を撤去する(図6参照)。
次いで、図6〜図8に示すように、橋軸直角方向に隣接する連続桁11における桁ブロック7相互を連結一体化する中間横桁13を、適宜配筋すると共に現場打ちコンクリートを打設することにより設けると共に、橋脚1上において橋軸直角方向に隣接する連続桁11相互を連結一体化する支点間横桁(端部横桁を含む)14を設ける。また、橋脚1上の仮受け支承3を撤去する。
次いで、図6に示すように、橋脚1間の連続桁11の中間部に、中間部プレキャスト製床版15を敷設すると共に、中間部プレキャスト製床版15間の目地部にコンクリート(または無収縮モルタル)35を充填し、また、図7および図8に示すように、中間部プレキャスト製床版15と、その中間部プレキャスト製床版15における縦貫通孔30内に配置されている連続桁11の継手アンカー筋28とを、一体化すべく結合用モルタル29を充填して、各中間部プレキャスト製床版15と連続桁11を一体化する。この場合、連続桁11中間部上のプレキャスト製床版15の施工時には、床版荷重によるタワミが生じない状態に、仮受け支柱2の伸縮式仮受けジャッキ5で支持する。このように、仮受け支柱2で支持しているため、床版荷重による断面力は小さく、従来工法のように連続外ケーブルを事前に緊張定着しなくてもよくなる。
なお、橋軸方向の各中間部プレキャスト製床版15におけるPC鋼材挿通孔(図示を省略した)には、これらに渡ると共に橋軸直角方向に間隔をおいて平行な複数のPC鋼材(図示省略した)が配置されて、橋軸方向の一体化が図られる。
次いで、連続桁11に渡って連続外ケーブル12を橋脚上において上に凸となるように、かつ橋脚間中央部で下に凸となるように配置すると共に、連続外ケーブル12を緊張し連続桁11の端部に定着する。なお、前記の連続外ケーブル12は、適宜桁ブロック7内の中空部に設けた隔壁または偏向部により支承される。前記の連続外ケーブル12を緊張定着させることにより、連続桁11の支間中間部を持ち上げるように作用するので、連続外ケーブル12の緊張たわみによって、仮受け支柱上では、ジャッキダウンした効果がある。
前記のようにして、プレキャスト製床版16および結合用モルタルが所定の強度を発現した後に、仮受け支柱2上の仮受けジャッキ5を短縮してジャッキダウンを行うことにより、主桁自重と床版荷重は連続桁(主桁)11と床版の合成断面で抵抗(負担)することになり、プレキャスト主桁セグメントのみの断面で負担する場合の曲げ応力度に比べて、曲げ応力度は小さくなり、主桁断面形状を小さくすることも可能になり、また、主ケーブルのプレストレス量が削減できる。
次いで、図8〜図10および図11に示すように、橋脚1上および橋脚近傍にプレキャスト製床版15を敷設すると共に、これらのプレキャスト製床版15間にコンクリート(または無収縮モルタル)を充填し、かつ橋脚1上および橋脚近傍のプレキャスト製床版15のPC鋼材挿通孔に渡り、橋軸方向に連続するPC鋼より線からなるPC鋼材17を挿通配置し、橋脚近傍端部に位置するプレキャスト製床版15の部分で緊張定着し、さらに、橋脚1上および橋脚近傍のプレキャスト製床版15における縦貫通孔30内に配置されている連続桁11のアンカー筋28とを一体化すべく結合用モルタル29を充填して、各橋脚上および橋脚近傍のプレキャスト製床版15と連続桁11を一体化する。
次いで、図12に示すように、連続された中間部プレキャスト製床版15端部と、連続された橋脚1上および橋脚近傍のプレキャスト製床版15の端部との間に、連続した連続床版相互を結合する結合床版部用コンクリート18を打設して、橋軸方向にすべての床版を連続させて連続床版19として、連続桁11と連続床版19とからなる連続したコンポ桁(または合成桁)20を築造する。なお、橋軸方向端部側の前記の中間部プレキャスト製床版15と、橋脚1上または橋脚近傍のプレキャスト製床版15とにおけるPC鋼材挿通孔(図示省略した)には、これらに渡ると共に橋軸直角方向に間隔をおいて平行な複数のPC鋼材(図示省略した)が配置されて、橋軸方向の一体化が図られる。
前記のコンポ桁20の築造後、仮受け支柱2上の仮受けジャッキ5を完全にジャッキダウンして、残りの仮受け支柱2および仮受けジャッキ5を撤去する。
このように仮受けジャッキ5を完全にジャッキダウンすることにより、仮受けジャッキ5を連続桁11から離反させ、前記の仮受けジャッキ5のジャッキダウンによる橋軸方向の連続桁に作用している断面力の変更は、プレキャスト製床版15とプレキャスト主桁セグメントとの合成一体化された合成断面で抵抗する構造になり、プレキャスト主桁セグメントの断面のみで負担する場合に比べて、プレキャスト主桁セグメントの曲げ応力度を低減することができる。
本発明によると、従来の場合に比べて、プレキャスト主桁セグメントに作用している曲げモーメントを低減することができるため、従来の場合よりも桁そのもののPC鋼材、または鉄筋量を減らすことができ、経済的に施工することができる。
その後、図示を省略するが、地覆部コンクリートあるいは壁高欄コンクリート等が打設されると共に、床版上に均しコンクリートおよびアスファルトが舗装されて、Uコンポ橋または合成桁橋が構築される。
前記のように、U型コンポ桁の場合には、ブロック桁結合時の仮受け支柱2からなる支保工をそのまま仮支柱として活用することが可能となり、また、橋脚1上において、桁ブロック(単純桁)7端部間の間隔を大きくすることができるため、緊張用ジャッキの配置が可能になり、従来のような主桁(桁ブロックまたは単純桁)の横取工を省略することもでき、施工コストの縮減が可能になる。
なお、前記実施形態の場合、連結用横桁31の構築時点にかかわらず、連結部コンクリート8を設けておけば、連結用インナーケーブル10の緊張が可能であるので、連結用横桁31の構築後に、連結用インナーケーブル10の緊張が可能であるので、連続桁の橋軸直角方向を連結する連結用横桁31の構築時点に、連結用インナーケーブル10の緊張定着は左右されない。
次に、一般的な単純桁の場合の曲げモーメントと、単純桁を連続桁に変化させる場合の曲げモーメントと、本発明の架設方法を採用した場合の曲げモーメントとの関係について、図15を参照しながら説明する。
図15(a)の上側に単純桁7aの場合が、下側に単純桁7a相互を連結部用コンクリート8aで一体化し連続桁11aとした場合が示されている。また、図15(b)の上側に単純桁7aの場合の曲げモーメントM1を、下側に各径間を支保工上で一体として架設した場合の連続桁の曲げモーメントM2と、本発明の架設工法により施工した場合の曲げモーメントM3が示されている。
さらに、単純桁の施工途中で、図15(b)下側の連続桁に変化させる施工を行った場合には、図15(c)に斜線で示すように、前記の単純桁の曲げモーメントM1と、支保工上で一体として架設した場合の曲げモーメントM2で挟まれる斜線領域内で、曲げモーメントが変化することが知られている。なお、図15(c)には、本発明の架設工法により施工した場合の曲げモーメントもM3として示されている。
また、一般に連続桁の場合には、橋脚上における連結部において負の曲げモーメントが最大になり、また、橋脚間の中央部において、曲げモーメントが最大になり、それぞれの位置で曲げ応力度が最大になるが、本発明の工法を採用した場合には、いずれの部分においても、従来の場合に比べて曲げ応力度を低減することができ、一体施工した場合の曲げモーメントに近づけることができる。
また、橋脚中間部および橋脚(支点)上において、プレキャストU型桁セグメントおよび床版との合成断面で応力を分担(負担)させるようにするため、橋脚間の中間部においては、従来のようにプレキャストU型桁セグメントのみの断面で負担する単純桁7aの場合の応力度(断面力)に比べて、格段に応力度を低減することができ、しかも、橋脚間中間部の桁断面は合成されて高剛性化された後に連続桁としているため、合成化されていないプレキャスト桁セグメントの状態で連続桁とする場合における橋脚支点側の負曲げモーメントに比べて軽減され、しかも合成化された断面で負担するようにしているため、従来の連続桁11aの場合よりも、橋脚支点上における連続桁の曲げ応力度を低減させることができる。
前記実施形態のように、橋脚1間にプレキャストU型セグメント6を5個配置して桁ブロック7とした場合で、本発明の架設工法により施工した場合の曲げモーメント図を、図15(C)にM3として示す。 前記図15(c)の曲げモーメントM3から判るように、本願発明の施工方法を採用して連続桁とすると、橋脚間中間部における曲げモーメントおよび橋脚上の曲げモーメントを低減することができ、また、これらの部分の応力度を低減することができ、合理的な連続桁とすることができる。
なお、単純桁を構築する場合にも、本発明の一部を採用することにより、床版荷重の抵抗する断面変更(従来工法では、桁のみの断面で抵抗するが、本発明では、桁と床版との合成断面で抵抗する)が可能となり、また、桁と床版の合成された断面で抵抗するため、これらの合成断面積を従来の場合よりも小さくすることも可能になり、したがって、プレキャスト製桁セグメントの小型化およびプレキャスト製床版の薄肉化が可能になり、安価な単純桁となると共に単純桁中間部の応力度を低減できPC鋼材を低減できる経済的な単純桁の架設工法となる。
本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 中間横桁付近の縦断正面図である。 支点間横桁付近の縦断正面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 図10における橋脚上および橋脚付近のプレキャスト製床版および桁ブロックとの関係を示す一部省略平面図である。 本発明のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法の工程を示す側面図である。 (a)、(b)、(c)は、従来の第1例と第2例と第3例に係るPCコンポ橋の縦断正面図である。 (a)〜(e)は、従来の架設方法の工程を示す概略側面図である。 (a)は、単純桁を支持する場合の側面図(上側)と、連続桁を支持する場合の側面図(下側)である。(b)は、単純桁の場合の曲げモーメント図M1(上側)と、各径間を支保工上で一体として架設した連続桁の場合の曲げモーメント図M2(下側)である。(c)は、単純桁の施工途中で、図15(b)下側の連続桁に変化させる場合に、前記の単純桁の曲げモーメントM1と、支保工上で一体として架設した場合の曲げモーメントM2とで挟まれる領域内で、曲げモーメントが変化することを説明するため、および本発明の施工方法よる場合の曲げモーメントM3を示す説明図である。
符号の説明
1 橋脚
2 仮受け支柱
3 仮支承
4 本支承
5 仮受けジャッキ
6 U型桁セグメント
7 桁ブロック
8 コンクリート
9 縦部分
10 連結用インナーケーブル
11 連続桁
11a T桁
12 外ケーブル
13 中間横桁
14 支点間横桁
15 プレキャスト製床版
16 床版コンクリート
17 PC鋼材
18 結合床版部用コンクリート
19 連続床版
20 コンポ桁(または合成桁)
21 PC鋼材
22 係合段部
23 床版
24 アスファルト舗装
25 箱桁
26 PC板
27 PC床版
28 アンカー筋
29 結合用モルタル
30 縦貫通孔
31 連結用横桁
32 連続桁
33 連続外ケーブル
35 コンクリート(または無収縮モルタル)

Claims (5)

  1. 複数のプレキャスト主桁セグメントにわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロックを、橋脚上の連結部で一体化する連続桁において、桁ブロックの自重と橋脚間の中間部の床版荷重による断面力を、プレキャスト主桁セグメントと前記床版とが合成された断面で抵抗させて、プレキャスト主桁セグメントの曲げ応力度を低減するようにしたことを特徴とするプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁。
  2. 複数のプレキャスト主桁セグメントにわたりプレストレスを導入して一体化した橋脚間の桁ブロックを、橋脚上で連結して連続一体化するにあたり、橋脚間の架設された桁ブロックの中間部をジャッキアップした後、連結部のコンクリートを打設・硬化して連続桁とし、その連続桁にプレストレスを導入し、橋脚間の中間部に床版を敷設して一体化した後、前記橋脚間の連続桁の中間部をジャッキダウンすることにより、桁ブロックの自重と前記床版荷重による断面力を、プレキャスト主桁セグメントと前記床版とが合成された断面で抵抗させて、プレキャスト主桁セグメントの曲げ応力度を低減するようにしたことを特徴とするプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法。
  3. 橋脚間の連続桁の中間部をジャッキダウンした後、橋脚上またはその近傍の床版を敷設して桁と一体化した後、前記橋脚上またはその近傍の床版と、橋脚間の中間部の床版とを接合することを特徴とする請求項2に記載のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法。
  4. 橋脚間の桁ブロックを仮受け支柱で受け、複数のPC鋼材のうちの一部を緊張することでプレストレスを導入して接続一体化した橋脚間の桁ブロックとし、その後、前記桁ブロックの中間部をジャッキアップすることを特徴とする請求項2または3に記載のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法。
  5. 前記連続桁は、コンポ桁または合成桁であることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のプレキャスト主桁セグメントを使用した連続桁の架設方法。
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