JP2007107339A

JP2007107339A - 鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造とその施工方法

Info

Publication number: JP2007107339A
Application number: JP2005301549A
Authority: JP
Inventors: Shigehiro Kasama; 慈弘笠間
Original assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Current assignee: Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Priority date: 2005-10-17
Filing date: 2005-10-17
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2025-10-17
Also published as: JP4901178B2

Abstract

【課題】構造高を小さくできて、活荷重たわみ剛性に優れ、建設コストを削減できる、特に30〜40mの中小支間に架設するのに適した鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造とその施工方法を提供する。
【解決手段】橋台の基礎部10の台座面10aに架設用鋼材11を構築し、この架設用鋼材11に仮支持部材12を介して橋桁13を掛け渡す。支間の中間位置では、必要に応じて仮設ベント15を構築し、橋桁13の中間部を支持する。橋桁13を締結ボルトで固定しながら、架設用鋼材11と仮支持部材12とに橋台コンクリート14を打ち込み、架設用鋼材11を鉄骨材としたコンクリート製の橋台を構築することにより下部構造と上部構造とを結合する。前記仮設ベント15を適時撤去し、橋桁13の上面に床版17を設置し、舗装を行う。

【選択図】図１

Description

この発明は、中小支間長に掛け渡されるのに適した橋梁の構造であって、橋台と橋桁との結合構造を簡略化した鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造と、その施工方法に関する。

河川や渓谷を越える河川橋や、道路や鉄道との平面交差を避けるために設けられる高架橋等の各種の橋梁では、地形や河川阻害率、交差構造物あるいは航路などの制約を受けるため、支間割が不等径間となる場合がある。例えば、図７は河川を越えて架設される河川橋の一例を示すもので、この河川橋１は、河川を跨ぐ部分の長径間部Ｄ_Lと河岸を跨ぐ部分の短径間部Ｄ_Sとに掛け渡されている。図７に示す河川橋では、長径間部Ｄ_Lにトラス橋２の構造が採用され、短径間部Ｄ_Sに単純桁橋３が採用された構造とされている。

前記短径間部Ｄsは、この河川橋１により接続させる取付道路４と接続させる部分となり、この短径間部Ｄ_Sは、長径間部Ｄ_Lと比べて支間長が短いものである。この短径間部Ｄ_Sに掛け渡される橋梁では、取付道路４の路面と橋下空間とから、構造高を確保できる場合には、単純合成桁橋や単純非合成桁橋が、構造高を確保できない場合には、単純鋼床版桁橋または中間橋脚を設けた連続桁橋が採用されているのが一般的である。すなわち、基礎5aと躯体5bとからなる下部構造５に支承６を介して橋桁となる上部構造３が構築された構造とされている。

他方、上下部複合部材の剛結構造として、特許文献１には、Ｈ形鋼製主桁とコンクリート橋脚部との接合部において、主桁の上、下フランジにそのフランジ幅よりも広幅のカバープレートが接合されると共に、カバープレートの前記フランジ幅から延出した領域に長手方向に延びて立設された上下合計８列のずれ止め有孔鋼板を、主桁まで立ち上げた橋脚部に埋設させることにより、主桁と橋脚部とを直接一体的に接合した構成が開示されている。

特開２００２−３０２９０８

上述した単純桁構造の橋梁では、下部構造５と上部構造３とを接合させる支承６の部位に、橋桁の伸縮を許容するための伸縮装置や、地震等の際に上部構造３が下部構造５から脱落することを防止するための落橋防止装置等を必要とする。これらの各装置が備えられる場合であって、鋼橋とした場合には、これら装置やその近傍における橋桁等の腐食が生じるおそれがあるため、これら装置及び鋼橋の維持管理が必要となり、管理コストを増加させるおそれがある。他方、桁高の制限や現地工期等を比較した場合には、PC桁やプレビーム桁、合成床版橋等が採用されることになり、このような観点からも鋼橋が採用される場合が限定される。

また、特許文献１に開示された剛結構造では、橋梁上部工部材とコンクリート橋脚部との格点部において、橋脚部の頂面を橋梁上部工部材より上になるまで立ち上げ、床版コンクリート下面または床版コンクリートと連続させてあり、橋脚部の本体部上端に接合部コンクリートが一体的に打ち込まれて築造してある構造が開示されている。しかし、この剛結構造では、橋脚部の上に鋼製主桁を載置し、この構成主桁の上部のカバープレートの上面に有孔鋼板を立設し、この有孔鋼板の上まで接合部コンクリートが打ち込まれて築造されているため、構造高が大きくなり、橋下空間等との関係で構造高が制限される場合には、不都合が生じるおそれがある。

そこで、この発明は、構造高を小さくして、活荷重撓み剛性に優れ、現地工期の短縮と建設コストを抑制することができるラーメン構造橋とその施工方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するための技術的手段として、この発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造は、中小支間に架設される橋梁であって、鋼製の橋桁とコンクリート製の橋台からなる鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造において、コンクリート製橋台の鉄骨材として配置した架設用鋼材と、前記架設用鋼材の上面に配置した橋桁仮支持部材と、前記橋桁仮支持部材に架設した橋桁と、橋台コンクリートとからなることを特徴としている。

前記橋台コンクリートにより、架設用鋼材と橋桁とが、すなわち下部構造と上部構造とが一体化されて、鋼とコンクリートとの複合ラーメン構造の橋梁となる。

また、請求項２の発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造は、前記橋桁と前記コンクリート製橋台との結合部に、孔あき鋼板ジベルまたはスタッドジベルを配してあることを特徴としている。

すなわち、橋桁と橋台コンクリートとの結合に、孔あき鋼板ジベルやスタッドジベルを用いて、一体的構造としたものである。

また、この鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法として、この発明は、中小支間に架設される橋梁であって、鋼製の橋桁とコンクリート製の橋台からなる鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法において、鉄骨材となる架設用鋼材を配置し、前記架設用鋼材の上面に仮支持部材を配置し、前記仮支持部材に橋桁を掛け渡して、橋桁の上面まで橋台コンクリートを打ち込むことを特徴としている。

橋台の基礎工が完了した状態で、コンクリート製橋台の鉄骨材となる架設用鋼材を配設する。この架設用鋼材の上面に仮支持部材を配設して、この仮支持部材に橋桁を掛け渡す。ここで、支間長が大きく、輸送上橋桁を数個のブロックに分割しなければならないことがある。この場合には支間の中間の適宜位置に仮設ベントを配して必要な個数の橋桁ブロックを配設し、橋桁ブロック同士を橋軸方向と橋軸直角方向でそれぞれボルトにて連結する。次いで、橋桁の両端部と前記架設用鋼材とに橋台コンクリートを橋桁上面まで打ち込んで、橋桁と架設用鋼材とを一体的に結合させる。すなわち、コンクリート構造となる下部構造と鋼構造である上部構造とが一体的に結合されて、鋼とコンクリートとの複合ラーメン構造の橋梁となる。その後、前記仮設ベントを配した場合には、これを撤去する。そして、この鋼製の橋桁に床版を取り付ける。

また、請求項４の発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法は、中小支間に架設される橋梁であって、鋼製の橋桁とコンクリート製の橋台からなる鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法において、鉄骨材となる架設用鋼材を配置し、前記架設用鋼材の上面に仮支持部材を配置し、前記仮支持部材に橋桁を掛け渡して、前記架設用鋼材の上面まで橋台コンクリートを打ち込み、前記橋桁の端部と橋台コンクリートとを結合させる結合部コンクリートを打ち込むことを特徴としている。

橋台の基礎工が完了した状態で、架設用鋼材を配設する。この架設用鋼材の上面に仮支持部材を配設して、この仮支持部材に橋桁を掛け渡し、橋台コンクリートを架設用鋼材の上面まで打ち込む。ここで、支間長が大きく、輸送上橋桁を数個のブロックに分割しなければならないことがある。この場合には支間の中間の適宜位置に仮設ベントを配して必要な個数の橋桁ブロックを配設し、橋桁ブロック同士を橋軸方向と橋軸直角方向でボルトにて連結する。その後、前記仮設ベントを配した場合には、これを撤去する。次いで、前記橋台コンクリートに重ねて橋桁の端部に対して結合部コンクリートを打ち込んで、この結合部コンクリートを介して橋桁の端部と橋台コンクリートとを結合させる。すなわち、下部構造と上部構造とが一体的に結合されて、鋼とコンクリートとの複合ラーメン構造の橋梁となる。そして、この鋼製の橋桁に床版を取り付ける。

また、請求項５の発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法は、前記橋桁と前記コンクリート製橋台との前記結合部コンクリートによる結合部に、孔あき鋼板ジベルまたはスタッドジベルを配してあることを特徴としている。

すなわち、橋桁と結合部コンクリートとの結合に、孔あき鋼板ジベルやスタッドジベルを用いて、一体的構造としたものである。

この発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造とその施工方法によれば、橋桁を主体とした上部構造と下部構造を一体化した構造として、支承部に伸縮装置や落橋防止装置等を必要としないから、これら装置や橋梁の維持管理の手間を減じることができる。また、橋台コンクリートを橋桁の上面まで打ち込むことでよく、構造高を小さくすることができる。このため、施工の自由度が向上し、中小支間に架設する橋梁構造の選択の範囲を広げることができる。また、下部構造の前記架設用鋼材を、上部構造である橋桁を架設するための支持部材としてあるから、建設工程が簡便となり、しかも、橋桁の掛け渡し施工と架設用鋼材に対する橋台コンクリートの打ち込み施工とをほぼ同時に行うため、上部構造と下部構造との施工をほぼ同時に行うことができて、現地施工のための工期を短縮することができる。

また、請求項２の発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造、または請求項５の発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法によれば、下部構造と上部構造との結合を確実にして、これらの構造を確実に一体的にすることができる。

また、請求項４の発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法によれば、構造高を小さくすることができると共に、現地施工の工期を短縮することができる。また、橋桁の鋼材と橋台コンクリートとの結合部の発生断面力が改善される。

以下、図示した好ましい実施の形態に基づいて、この発明に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造とその施工方法を具体的に説明する。

図１〜図３は、この発明の第１の実施形態に係る鋼・コンクリート複合ラーメン構造橋の概略構造を示している。また、図３はこの鋼・コンクリート複合ラーメン構造橋の施工方法を示している。図３(ａ)に示すように、一対の橋台の基礎部10の所定の高さに台座面10aが形成される。次に図３(ｂ)に示すように、この台座面10aに鉄筋が配置された架設用鋼材11が構築される。また、この架設用鋼材11の上面に、仮支持部材12が配設される。また、輸送される条件から、支間長が例えば工場で組立られる橋桁ブロック13aの長さよりも大きい場合には、一対の基礎部10間の適宜位置に、それぞれの橋桁ブロック13aを支持するのに十分な間隔で仮設ベント15が組み立てられて配置される。そして、図３(ｃ)に示すように、これら架設用鋼材11と架設用ベント15とに複数の鋼製の橋桁ブロック13aが掛け渡されて橋桁13として架設される。橋桁ブロック13aは橋軸方向と橋軸直角方向でそれぞれ締結ボルトで締め付けられて固定される。次に、橋桁ブロック13aが一体化されて橋桁13とされた状態で、前記架設用鋼材11と橋桁13が支持された橋桁13の端部とに橋桁13の上面まで橋台コンクリート14を打ち込んで、架設用鋼材11と橋桁13とを結合させる。すなわち、コンクリート造の橋台部が構築される。そして、橋桁13を主体とした橋梁の上部構造と架設用鋼材11とを主体とした下部構造とを結合したラーメン構造の橋梁として完成される。なお、前記橋桁13の端部であって架設用鋼材11との結合部16には、孔あきジベルまたはスタッドジベル等の結合構造が施されている。そして、前記仮設ベント15を撤去して、橋桁13の上面には床版17が設置され、舗装が施され、図２に示すラーメン橋が完成する。

すなわち、前記架設用鋼材11は、コンクリート製橋台の鉄骨材として機能すると共に、橋桁13の支持体としても機能する兼用材とされ、この架設用鋼材11に橋桁13を支持させた状態で橋台コンクリート14を打ち込むことにより、橋梁の上部構造と下部構造とがほぼ同時に施工されることになる。このため、現地における施工の工期の短縮化を図ることができるものである。

図４及び図５は、第２の実施形態に係る鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造とその施工方法を示している。橋台の基礎部10には、鉄筋が配置された架設用鋼材11が構築され、その上面に仮支持部材12が配される。次いで、この架設用鋼材11の上面まで橋台コンクリート21を打ち込んで養生する。すなわち、図５に示すように、コンクリート造の橋台部が構築される。養生後に仮支持部材12に橋桁23を掛け渡す。このとき、第１実施形態の場合と同様に、輸送される条件から必要に応じて中間部に前記仮設ベント15を配して橋桁ブロック23aを支持する。また、橋桁ブロック23aの橋軸方向及び橋軸直角方向を締結ボルトによって固定し、橋桁ブロック23aが一体化されて橋桁23が掛け渡される。次に、前記仮設ベント15を撤去する。そして、前記橋台コンクリート21の上面であって、架設用鋼材11の上面まで結合部コンクリート22を打ち込み、図４に示すように、橋桁23を橋台部と結合させる。なお、橋桁23の端部であって結合部コンクリート22との結合部16には、孔あき鋼板ジベルまたはスタッドジベル等の結合構造が施されている。そして、橋桁23の上面に床版を配し、舗装を施してラーメン構造の橋梁が完成する。

すなわち、前記架設用鋼材11は、コンクリート製橋台の鉄骨材として機能すると共に、橋桁23の支持体としても機能する兼用材とされ、この架設用鋼材11に橋桁23を支持させた状態で橋台コンクリート21を打ち込み、さらに結合部コンクリート22を打ち込むことにより、橋梁の上部構造と下部構造とがほぼ同時に施工されることになる。このため、現地における施工の工期の短縮化を図ることができるものである。

特に、第２実施形態に係る施工方法により架設する橋梁では、橋桁の鋼材と橋台コンクリートとの結合部の発生断面力が改善されることから、橋桁23に合成桁が用いられる場合に適している。図６(ａ)は第１実施形態に係るラーメン構造橋の橋桁13に生じる曲げモーメント性状を示し、図６(ｂ)は第２実施形態に係るラーメン構造橋の橋桁23に生じる曲げモーメント性状を示している。これらの図において、実線で完成系の曲げモーメントを、破線で後死荷重における曲げモーメントを、一点鎖線で前死荷重における曲げモーメントを示している。図６(ａ)に示すように、第１実施形態に係る橋梁では、橋桁13と架設用鋼材11とが橋台コンクリート14により結合されているため、前死荷重が生じた状態でこの結合部に負曲げモーメントが生じており、この初期の負曲げモーメントに後死荷重による負曲げモーメントが加えられることになる。他方、図６(ｂ)に示すように、第２実施形態に係る橋梁では、コンクリート造の橋台コンクリート21を構築し、この橋台コンクリート21に橋桁23を結合部コンクリート22を打ち込んで結合する構造であるため、前死荷重が生じた状態で負曲げモーメントは生ぜず、後死荷重による負曲げモーメントが生じるのみである。したがって、図６(ａ)、(ｂ)のそれぞれに実線で示す完成系の曲げモーメント性状では、負曲げモーメントは第２実施形態の構造によるものの方が小さく、正曲げモーメントは第１実施形態に係る構造の方が小さく、かつ、正曲げモーメント域が小さい。

このため、第１実施形態に係る構造の橋梁の場合には、橋桁13のみで負曲げモーメントに抵抗できる非合成桁を用いる場合に適しており、第２実施形態に係る構造の橋梁の場合には、橋桁23が過大な正曲げモーメントに抵抗できる合成桁を用いるのに適した構造となる。

この発明に係るラーメン構造橋とその施工方法によれば、構造高を小さくすることができると共に、現場での施工工期を短縮することができ、特に中小支間に架設するのに広く利用できる構造の橋梁とすることができる。

この発明の第１実施形態に係るラーメン構造橋を示す正面図で、上下部構造を透視して示している。この発明の第１実施形態に係るラーメン構造橋を示す正面図である。この発明の第１実施形態に係るラーメン構造橋の施工方法を説明する正面図である。この発明の第２実施形態に係るラーメン構造橋の正面図で、上下部構造を透視して示している。この発明の第２実施形態に係るラーメン構造橋の施工方法を説明する正面図であり、結合部コンクリートを打ち込む前の状態を示している。この発明に係るラーメン構造橋における荷重ごとの曲げモーメント分布図であり、(ａ)は第１実施形態に係る分布を、(ｂ)は第２実施形態に係る分布をそれぞれ示している。不等径間に架設される従来の橋梁構造であって、トラス橋と桁橋とを併用した場合を説明する図である。

符号の説明

10 基礎部
10a 台座面
11 架設用鋼材
12 仮支持部材
13 橋桁
13a 橋桁ブロック
14 橋台コンクリート
15 仮設ベント
16 結合部
17 床版
21 橋台コンクリート
22 結合部コンクリート
23 橋桁
23a 橋桁ブロック

Claims

中小支間に架設される橋梁であって、鋼製の橋桁とコンクリート製の橋台からなる鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造において、
コンクリート製橋台の鉄骨材として配置した架設用鋼材と、
前記架設用鋼材の上面に配置した橋桁仮支持部材と、
前記橋桁仮支持部材に架設した橋桁と、
橋台コンクリートとからなることを特徴とする鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造。
前記橋桁と前記コンクリート製橋台との結合部に、孔あき鋼板ジベルまたはスタッドジベルを配してあることを特徴とする請求項１に記載の鋼・コンクリート複合ラーメン橋の構造。
中小支間に架設される橋梁であって、鋼製の橋桁とコンクリート製の橋台からなる鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法において、
鉄骨材となる架設用鋼材を配置し、
前記架設用鋼材の上面に仮支持部材を配置し、
前記仮支持部材に橋桁を掛け渡して、橋桁の上面まで橋台コンクリートを打ち込むことを特徴とする鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法。
中小支間に架設される橋梁であって、鋼製の橋桁とコンクリート製の橋台からなる鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法において、
鉄骨材となる架設用鋼材を配置し、
前記架設用鋼材の上面に仮支持部材を配置し、
前記仮支持部材に橋桁を掛け渡して、前記架設用鋼材の上面まで橋台コンクリートを打ち込み、
前記橋桁の端部と橋台コンクリートとを結合させる結合部コンクリートを打ち込むことを特徴とする鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法。
前記橋桁と前記コンクリート製橋台との前記結合部コンクリートによる結合部に、孔あき鋼板ジベルまたはスタッドジベルを配してあることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の鋼・コンクリート複合ラーメン橋の施工方法。