JP2007239365A - 橋梁コンクリート床版の取替え工法およびコンクリート床版。 - Google Patents

Abstract

【課題】 橋梁コンクリート床版の取替え工事に際し、短時間の作業で既設床版を撤去でき、続いて新設床版の取替えも、短時間に能率的に行え、交通渋滞を発生させない取替え工法を提供する。
【解決手段】 取替えられる位置の既設床版１における鋼桁４のウェブ６を、橋軸方向に沿って上下方向に切断して、既設床版１を鋼桁４の上側ウェブ９ｂごと撤去し、別途製作された、既設床版１と同形同大の新設床版２０を、既設鋼桁の下側ウェブ９ａ上に配置して、鋼桁下側ウェブ９ａと新設床版２０の鋼桁上側ウェブ２９とを一体に接合する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、交通量の多い道路橋で使用されて損傷したり、長期間の使用による老朽化により損傷を生じて、取替えの必要があるとされるＲＣ床版、ＰＣ床版、合成床版などのコンクリート床版を、短時間で能率的に架け替えできるようにした橋梁コンクリート床版の取替え工法、およびこの工法で使用されるにコンクリート床版の構造に関するものである。

橋梁コンクリート床版の取替え工事では、一時的にせよ、片側車線を閉鎖して、既設のコンクリート床版を撤去し、新設のコンクリート床版を架設し終えるまでの間、長時間にわたって通行止めが必要となって、交通渋滞の原因となるので、取替えに必要とされる工事期間を、できるだけ短くできる工法が求められる。

従来における、損傷もしくは老朽化した橋梁のコンクリート床版を取替えるための一般的な工法としては、例えば、図５に示すように、まず、床版コンクリートＡを、鋼桁Ｂの上フランジＣの両側縁部Ｄに沿ってコンクリートカッタなどにより切断し、鋼桁Ｂと鋼桁Ｂの間の床版コンクリートＡと鋼桁Ｂ上のコンクリートＥとを分離させて、鋼桁Ｂと鋼桁Ｂの間の床版コンクリートＡを鋼桁Ｂ上から撤去し、次いで、鋼桁Ｂ上のコンクリートＥをブレーカなどにより除去して、既設の床版コンクリートＡ、Ｅが撤去された後に、鋼桁Ｂ上に新床版を架設するという工法が知られている。

しかしながら、上記の取替え工法では、鋼桁Ｂ，Ｂ間の床版コンクリートＡの破砕に多くの時間と労力とを必要とするだけでなく、振動や騒音についても配慮しなければならないという問題がある。また、鋼桁Ｂ上のコンクリートＥを破砕する際には、鋼桁Ｂの上フランジＣに突出したジベルＦ等を損傷せずに、コンクリートＥだけを破砕するという作業は煩雑なので、既設のコンクリートＥとジベルＦとを全て撤去する作業と、フランジＣ上に新しいジベルを設けるための作業などが必要となり、多大な時間と労力と費用とを必要とするという問題を有している。

このような取替え工法を改善する方法として、従来では、特開昭６０−５９２１０号のように、鋼桁間の床版コンクリートを撤去した後に、鋼桁の上フランジの部分は、ジベルを残すようにしてコンクリートを破砕除去し、鋼桁上に鋼床板を配置する工法、また、特開昭６２−４５８０４号のように、鋼桁間の床版コンクリートを撤去した後に、鋼桁の上フランジの部分では、ジベルとコンクリートとを共に残して、鋼桁上に鋼床板を配置する工法、さらには、特開昭６３−１４９０６号のように、鋼桁間の床版コンクリートを撤去した後に、鋼桁の上フランジの部分では、ジベルとコンクリートとを共に除去して、鋼桁上に鋼床板を配置する工法などが知られている。

特開昭６０−５９２１０号公報 特開昭６２−４５８０４号公報 特開昭６３−１４９０６号公報

しかしながら、これらの特許文献１乃至３に示された取替え工法は、いずれも、鋼桁上に架設された既設の床版コンクリートを鋼桁上から撤去して、次の工程として、鋼桁上に新設床版用の鋼床板を配置し、この鋼床板上に新設床版を設けるという工法なので、既設床版及び鋼桁上のコンクリートの撤去作業から、鋼床板による新設床版の架設完了までの作業に多大な時間と労力と費用とを必要とし、交通渋滞の原因となる取替えに必要な工事期間を短縮することができないという問題を有している。

このようにして考えてみた場合、橋梁のコンクリート床版の取替えに必要な工事期間を大幅に短縮して、交通渋滞の原因を根本的に解消できるようにするためには、従来のように、既設のコンクリート床版や鋼桁上のコンクリートを鋼桁から分離するように破砕撤去するという工程を必要とする工法では、既設のコンクリート床版の破砕撤去だけに多大な時間を必要とし、新旧コンクリート床版の取替えに必要な工事期間の大幅な短縮を期待できないということが理解される。

本発明は、従来における橋梁コンクリート床版の取替え工事に際し、既設のコンクリート床版や鋼桁上のコンクリートを鋼桁から分離するように破砕撤去する作業は行わず、きわめて短時間の作業で既設のコンクリート床版を撤去でき、続いて新設のコンクリート床版の取替えも、短時間に能率的に行えるような取替え工法の提供を目的としたものである。

本発明は、そのための具体的手段として、橋梁の既設床版を、新設床版に取替えるための取替え工法であって、取替えられる位置の既設床版における鋼桁のウェブを橋軸方向に沿って上下方向に切断して、既設床版を鋼桁の上側ウェブごと撤去し、別途製作された、下面に既設床版のものと対応した鋼桁上側ウェブを備える新設床版を、前記既設鋼桁の下側ウェブ上に配置して、鋼桁の下側ウェブと新設床版の鋼桁上側ウェブとを一体に接合することを特徴としている。

上記の工法を実施する際には、新設床版の下面に突設する鋼桁上側ウェブの高さを、撤去される既設床版の下面に突設された鋼桁上側ウェブの高さよりも大きくして、新設床版の下面に突出する鋼桁上側ウェブと、既設鋼桁の下側ウェブとを接合することにより、新設床版の鋼桁桁高を、既設床版の鋼桁桁高よりも大きくなるようにしてもよい。

本発明は、損傷したコンクリート床版を取替えるための工法として開発されたので、既設床版を撤去する際には、既設床版の鋼桁ウェブを橋軸方向に沿って上下方向に切断する工程とか、鋼桁ウェブに接合用のボルト孔を開設する工程などが必要となるが、この工法に用いられるコンクリート床版は、既設床版の取替え工法だけでなく、新設橋梁の架設にも利用できる新しい形式のコンクリート床版とすることができる。

つまり、架設されるコンクリート床版を、将来損傷して取替えられる時のことを予測して、その鋼桁ウェブを予め橋軸方向に沿って鋼桁上側ウェブと鋼桁下側ウェブとに分断して、この鋼桁上側ウェブの下縁と鋼桁下側ウェブの上縁とを後に分離できるように接合した状態で架設し、後にコンクリート床版の取替えが必要となる時期が来たときに、前記鋼桁上側ウェブと鋼桁下側ウェブとの接合を解いて、既設床版が撤去された跡に同形の新設床版を配置して、再び鋼桁上側ウェブと鋼桁下側ウェブとが接合されるような構造としてもよい。

橋軸方向に沿って分断される鋼桁の上側ウェブと既設鋼桁の下側ウェブとを、一体に接合するための手段としては、高力ボルトと添接板とによる２面摩擦接合とすることが好ましい。

本発明の工法は、取替えられる位置の既設床版における鋼桁ウェブを、橋軸方向に沿って切断して、既設床版を鋼桁の上側ウェブごと撤去するので、既設床版をブレーカやコンクリートカッタにより破砕切断する作業としては、面倒な鋼桁上フランジ部のコンクリート破砕処理が不要となって、床版をクレーンで吊上げられる大きさに切断するだけで足り、鋼桁ウェブもガス溶断により騒音を生ずることなく切断できるので、コンクリート床版を橋軸方向に沿って切断する従来工法と比較して、コンクリート床版の撤去方法をきわめて簡易にして能率的に行うことができる。

また、本発明の工法では、取替えられるコンクリート床版の大きさ、形状、鋼桁の位置などの仕様が予め判明しているので、実際の取替え工事が開始される前の段階で、既設床版と対応する同形、同大の、上フランジおよび上側ウェブとを備える新設床版をプレキャスト床版として、予め製作しておくことができる。

そのため、既設床版が撤去された直後に、新設床版を、上フランジから突出する鋼桁上側ウェブが、既設鋼桁の下側ウェブ上に載置されるように配置し、新設床版の上側ウェブと、既設鋼桁の下側ウェブとを一体に接合するだけで工事が完了し、作業日数を大幅に短縮することができる。

また、本発明の工法によると、既設床版を撤去した後に、予め製造しておいた新設床版を既設鋼桁の上に配置することで取替え工事が完了するので、鋼桁上で場所打ちコンクリートを施工する必要がなく、現場での打設コンクリートは部材間の継ぎ目等に対する充填だけで足りるので、場所打ちコンクリート量を大幅に削減できて、工期の短縮を期待することができる。

本発明において、既設床版が撤去された跡に置き換えられる新設床版は、一般的には、撤去される既設床版と同形、同大のものであるが、新設床版の下面に突設する鋼桁の上側ウェブの高さを、既設床版の下面に突設されていた鋼桁上側ウェブの高さよりも大きくした場合には、この新設床版の下面に突出した上側ウェブと、既設鋼桁の下側ウェブとが継ぎ足されることで、桁高を既設床版の鋼桁桁高よりも大きくして、抵抗断面の大きい桁高とすることができ、従来のコンクリート床版の架け替え工法では得られない機能を発揮することができる。

この工法に用いられるコンクリート床版は、既設床版の取替え工法だけでなく、新設橋梁の架設施工にも利用することができるが、この場合、新設床版は、架設される時点で、鋼桁のウェブが橋軸方向に沿って上側ウェブと下側ウェブとに分断されて一体に接合されているので、その後コンクリート床版の取替えが必要となったときは、鋼桁ウェブの切断作業を省略でき、コンクリート床版を必要な大きさに切断することと、上側ウェブと下側ウェブの接合を解いて、新設床版を配置して再び上側ウェブと下側ウェブを接合するだけで取替え工事が終了し、取替えに要する作業時間を大幅に節減できる。

この発明のコンクリート床版の取替え工法では、既設床版を撤去する際に、鋼桁のウェブを橋軸方向に沿って上側ウェブと下側ウェブとに分離するので、鋼桁ウェブが上下に分離された後は、既設床版を撤去することができるが、既設床版は、予めクレーンにより吊り上げて撤去できる程度の大きさに破砕切断しておくことが好ましい。

次に、本発明のコンクリート床版の取替え工法を、図面に示す実施例について説明すると、図１は、取替えられる既設床版１の撤去作業開始前の状態を示しており、既に高欄、舗装等は撤去されている。なお、既設床版１の取替えが決定されて、撤去される床版１の形状、大き等が判明した時は、この床版１と同形同大の新設床版２０を、予め工場などでプレキャスト製品として製造し始めておく。

床版１の撤去作業が開始される前に、図１のように、既設床版１の上面作業側では、この床版１に、予めカッタ等による切断部２を設けることにより、クレーンにより吊り上げ、吊り降ろし操作ができ、かつ、移送し易いような所定の大きさのブロック１Ａとしておくとともに、これらの各ブロック１Ａに、クレーンによる昇降操作を行うための吊り孔３を所定の位置に開設しておく。

また、既設床版１の下面作業側では、図２ａに示すように、鋼桁４を互いに横桁５あるいは対傾構などにより、原位置を動かないようにしっかりと固定しておくとともに、図３のように、鋼桁４の上フランジ７に近い部分のウェブ６に、橋軸方向に沿って上下方向に分割される分離部８ａと、この分離部８ａの両端に前記分離部８ａの長さを規定する分離部８ｂをガス溶断により設ける。なお、この分離部８ｂを設ける際には、鋼桁４の上フランジ７もブロック１Ａの大きさに従って切断分離する。

同じく既設床版１の下面作業側では、図３に示すように、鋼桁４の橋軸方向に沿った分離部８ａの下方に位置する下側ウェブ９ａに、後の工事で使用するための連結ボルト孔１０を分離部８ａの長さ方向に沿って開設しておく。

既設床版１に切断部２を設けることと、鋼桁４のウェブ６に橋軸方向に沿って上下に分割される分離部８ａと分離部８ｂとを設けることにより、床版１はブロック１Ａとして撤去できる状態となるので、床版１に設けた吊り孔３を利用して、ブロック１Ａをクレーンにより鋼桁４の上側ウェブ９ｂを含めたままの状態で、図２ｂのように、地上へ吊り降ろし、引き続いて、図２ｃのように、撤去されたブロック１Ａと対応するべく同形同大に製造された新設床版２のブロック２０Ａを、既設鋼桁４の下側ウェブ９ａの上方に配置する。

新設ブロック２０Ａは、撤去された旧ブロック１Ａと同形同大なので、この新設ブロック２０Ａの上側ウェブ２９の下縁と、既設鋼桁４の下側ウェブ９ａの上縁とを突き合わせ、両ウェブ９ａ、２９の両面に添設板１１を配置して高力ボルト１２により一体に接合固定することで取替え工事を終了する。なお、下側ウェブ９ａと上側ウェブ２９との接合は、添設板１１とボルト１２による摩擦接合だけに限定されるわけではなく、溶接による接合であってもよい。

図４ａは、本発明の特性を利用して、新設床版２０の下面に突設する鋼桁上側ウェブ２９の高さＨを、図２ｃに示した新設床版２０の下面に突設されていた鋼桁上側ウェブ２９の高さｈよりも大きくした場合の実施例であり、この場合には、図４ｂのように、新設床版２０の下面に突出した上側ウェブ２９と、既設鋼桁４の下側ウェブ９ａとが継ぎ足されることで、桁高を図２ｄの新設床版２０の鋼桁桁高よりも大きくして、抵抗断面の大きい桁高とすることができるという利点を有する。

また、上記の工法では、既設床版１の取替え工事に際して、床版１を短時間に撤去できるようにするために、床版１の下面に突出する鋼桁４を、橋軸方向に沿って上下方向に分割すると説明したが、本発明は取替え工事だけでなく、新たな道路橋が架設される際の新設床版としても利用することができる。

この新設床版に使用される例としては、図２ｄおよび図４ｂと構造が同じなので特に図示はしないが、新設床版２０の下面に突出する鋼桁ウェブを、将来損傷して取替えられる時のことを予測して、例えば、図２ｄのように、最初から橋軸方向に沿って鋼桁上側ウェブ２９と鋼桁下側ウェブ９ａとに分けておき、これらのウェブ２９，９ａをボルト１２により後日分離できるように一体に接合したものとしておく。

この場合では、後に床版の取替えが必要となったときに、鋼桁上側ウェブ２９と鋼桁下側ウェブ９ａとの接合を解くだけで既設床版を迅速に撤去することができ、既設床版が撤去された跡に別の同形の新設床版２０を直ちに配置して、再び鋼桁上側ウェブ２９と鋼桁下側ウェブ９ａとを接合すればよいので、既設床版の撤去、新設床版の取替え工程がさらに短時間で行え、交通渋滞の解消に寄与することができる。

本発明の架設工法では、既設床版における鋼桁ウェブを、橋軸方向に沿って切断して、既設床版を鋼桁の上側ウェブごと撤去するので、既設床版を、面倒な鋼桁上フランジ部の破砕処理を必要とせずに短時間で撤去できること、新設床版もプレキャスト部材として予め製造しておいて、既設床版の撤去後に直ちに短い時間内で取替えることができるので、工期の短縮を期待でき、交通の渋滞防止に役立つという利点を有する。

本発明の取替え工法により撤去される前の、既設床版の構成を示す斜視図。 本発明の取替え工法を工程順に説明した断面図。 図２ａのＢ−Ｂ線による床版の側面図。 図２の床版とは別の取替え工法による床版の断面図。 従来の既設コンクリート床版の取替え工法を説明する斜視図。

符号の説明

１：既設床版、
１Ａ：ブロック、
２：切断部、
３：吊り孔、
４：鋼桁、
５：横桁、
６：ウェブ、
７：上フランジ、
８ａ：分離部、
８ｂ：分離部、
９ａ：下側ウェブ、
９ｂ：上側ウェブ、
１０：連結ボルト孔、
１１：添設板、
１２：高力ボルト、
２０：新設床版、
２０Ａ：新設ブロック、
２９：新設ブロックの上側ウェブ

Claims (4)

1. 補修を必要とする位置のコンクリート床版を、新設床版に取替えるための取替え工法であって、取替えられる位置の既設床版における鋼桁ウェブを橋軸方向に沿って上下方向に切断して、既設床版を鋼桁の上側ウェブごと撤去し、別途製作された、下面に既設床版のものと対応した鋼桁上側ウェブを備える新設床版を、前記既設鋼桁の下側ウェブ上に配置して、既設鋼桁の下側ウェブと新設床版の鋼桁上側ウェブとを一体に接合する、橋梁コンクリート床版の取替え工法。
2. 新設床版の下面に突設する鋼桁上側ウェブの高さを、撤去される既設床版の下面に突設された鋼桁上側ウェブの高さよりも大きくして、新設床版の下面に突出する鋼桁上側ウェブと、既設鋼桁の下側ウェブとを接合して、既設床版の鋼桁よりも大きい桁高の鋼桁とする請求項１の橋梁コンクリート床版の取替え工法。
3. 橋梁コンクリート床版の下面に設けられる鋼桁のウェブを、予め橋軸方向に沿って上側ウェブと下側ウェブとに分断して、この上側ウェブの下縁と、下側ウェブの上縁とを後に分離可能な状態で一体に接合しておき、後にコンクリート床版の取替えが必要となったとき、前記上側ウェブと下側ウェブとの接合を解いて既設床版を撤去し、下面に鋼桁の上側ウェブを備えた同形の新設床版を既設鋼桁の下側ウェブ上に配置して、上側ウェブの下縁と下側ウェブの上縁とを一体に接合することで、新設床版に取替える橋梁コンクリート床版。
4. 橋軸方向に沿って分断される鋼桁の上側ウェブと下側ウェブとを、一体に接合するための手段が、高力ボルトと添接板とによる摩擦接合による請求項１もしくは２のコンクリート床版の架け替え工法もしくは請求項３の橋梁コンクリート床版。

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