JP2008038449A - 橋桁の構築方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】コンクリートからなる上床版と下床版と、これらを連結する波形鋼ウェブとで箱形断面を形成する橋桁を、片持ち状態で順次伸長させて形成する構築方法において、あらかじめ設定された施工ブロック毎の作業足場及び支保工を支持する移動架設装置の負荷を軽減すること、これにともない移動架設装置の軽量化及び簡易化又は一つの施工ブロックの長さを大きく設定することを可能とする。
【解決手段】 既に形成された桁1bの先端部に、一つの施工ブロック長に相当する波形鋼ウェブを含む鋼部材34を接合する。上床版10を形成するコンクリートを打設するための型枠を、前記移動架設装置50に支持させて組み立て、下床版20を形成するコンクリートを打設するための型枠は、先端部に接合された鋼部材34に支持させて組み立て、この型枠内にコンクリートを打設して、鋼部材と一体に連続するように上床版と下床版とを形成する。
【選択図】図5

Description

本願発明は、道路橋、鉄道橋等として用いられる橋桁の構築方法に係り、特に波形に折り曲げた鋼板をウェブとし、上下縁をコンクリートからなる上床版及び下床版に接合して、断面形状を箱形とした橋桁の構築方法に関する。
上床版と下床版とをプレストレスが導入されたコンクリートで形成し、この上床版と下床版とを連結するウェブ部分に波形鋼材を使用して断面を箱形とした橋桁が知られている。この橋桁では、上床版をコンクリートで形成することにより路面の広い範囲に作用する輪荷重を支持するとともに、鋼材をウェブに用いることによって橋桁の自重を軽くすることができる。また、鋼ウェブを縦方向の折り曲げ線で波形に折り曲げた、いわゆる波形鋼板ウェブとすることにより、横方向の曲げ剛性つまり桁断面の変形に対する剛性が著しく大きくなり、ウェブの座屈を有効に防止することができる。
このような構成を有する橋桁の架設には、プレストレストコンクリートからなる箱形断面の橋桁と同様に、橋脚又は橋台から両側又は片側へ所定の長さの施工ブロック毎に張り出して施工してゆく、いわゆる張り出し施工方法を採用することができる。
この張り出し施工の方法は、例えば特許文献1に記載されているように、地盤上に立ち上げられた橋脚の頭部からあらかじめ定められた所定の長さの施工ブロック毎に橋桁を構築し、橋桁を片持ち状に張り出してゆくものである。そして、多くの場合は、橋脚の頭部から両側へ転倒モーメントのバランスを採りながら各ブロックを構築する。また、地盤に強固に固着された橋台から片側へ張り出すように橋桁を構築することもできるし、橋脚の中心から桁軸線方向の一方へはあらかじめ支保工上で桁を構築し、他方へは片持ち状に桁を張り出すように構築することもできる。
所定の長さに分割された各施工ブロックの形成は、図11に示すように、既に構築された橋桁101の先端部分に、作業用の足場104及び支保工103を吊り支持する移動架設装置102を設置する。この移動架設装置102は、一般に移動作業車又はワーゲンと称されるものであり、既に構築された橋桁101の先端から張り出すように支持され、この橋桁101の先端部と連続させて一つの施工ブロック分の橋桁を構築することができるように作業足場104及び支保工103を吊り支持するものである。そして、ウェブが波形鋼材によって構成される橋桁では、まず一施工ブロック分の長さの波形鋼部材105を吊り支持して既存の橋桁101の先端部における所定位置に接続する。その後、上床版101bと下床版101aとを形成するための型枠を支保工103上で、又は移動架設装置102から吊り支持させて組み立て、この型枠内に未硬化のコンクリートを流し込む。コンクリートが硬化して一施工ブロック分の橋桁が形成されると、移動架設装置102を前進移動し、同じ作業を繰り返す。これにより、既に構築された橋桁101の先端に一施工ブロックづつ橋桁を継ぎ足し、所定の長さの橋桁を構築するものである。
特開2004−116060号公報
しかしながら、上述のような従来から知られている構築方法では、次のような問題点がある。
上記移動架設装置は、作業用の足場104の自重、上床版101b・下床版101aを形成するための型枠・支保工の重量及び未硬化のコンクリートの重量と多くの重量を支持しなければならない。また、既に形成された橋桁101の先端部から張り出した位置で上記荷重を支持するために、移動架設装置102が大型化し、自重も大きくなってしまう。このために、一サイクルで構築することができる一施工ブロックの長さを小さく設定する必要が生じ、構築の効率を改善することの障害となっている。また、移動の作業が難しくなったり、移動架設装置の費用が多大となることもある。
本発明は、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、橋桁の片持ち架設方法において、移動架設装置に作用する荷重を軽減し、一サイクルで構築することができる橋桁の長さ、つまり一つの施工ブロックの長さを大きく設定することを可能として作業効率の改善及び作業工程の短縮を図ることである。
上記問題点を解決するために、請求項1に記載の発明は、 コンクリートからなる上床版と下床版と、これらを上下に連結する複数の波形鋼板ウェブとで箱形断面を形成する橋桁を、所定長の施工ブロック毎に、張り出し施工により架設する方法であって、 既に形成された桁の先端部から張り出すように足場及び次に形成する施工ブロックの重量の一部を支持する移動架設装置を支持し、 既に形成された桁の先端部に、一つの施工ブロック長に相当する波形鋼板ウェブを接合し、 上床版を形成するコンクリートを打設するための型枠を、前記移動架設装置に支持させて組み立て、 下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠を、先端部に接合された波形鋼板ウェブに支持させて組み立て、 前記型枠内にコンクリートを打設して、上床版と下床版とを前記波形鋼板ウェブと一体に連続するように形成する橋桁の構築方法を提供する。
この方法では、下床版を形成するための型枠及びこの型枠内に流し込まれる未硬化コンクリートの重量が波形鋼板ウェブによって支持され、さらにこの波形鋼板ウェブは既に形成されている橋桁の先端部で支持される。したがって、下床版を形成するため型枠及び未硬化コンクリート重量の全部又は一部は、移動架設装置に負担させることなく支持され、移動架設装置の付加が軽減される。これにより、一つの施工ブロックの長さを同じとすると従来より移動架設装置の重量を低減することができ、この移動架設装置の移動・据え付け等の作業が簡単となって作業効率が改善される。また、移動架設装置の重量をほぼ同じとすると、一つの施工ブロックの長さを大きく設定することができ、橋桁全体を構築するためのサイクル数が低減される。したがって、橋桁を形成する効率が向上する。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の橋桁の構築方法において、 前記下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠は、前記波形鋼板ウェブの下縁に沿って固着された鋼製の下フランジに全ての重量又は一部の重量を支持させるものとする。
一般に、波形となった鋼板の下縁に沿って下フランジが取りつけられており、波形の鋼板の両面からほぼ水平に又は小さな傾斜角で張り出している。したがって、この下フランジ上に係止した部材によって下床版を形成するための型枠を簡単に支持することができる。
請求項3に係る発明は、請求項1に記載の橋桁の構築方法において、 前記波形鋼板ウェブの先端部に仮設受け材を取り付け、前記下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠は、前記仮設受け材に一部の重量を支持させるものとする。
この方法では、波形鋼板ウェブの先端部に取りつけられた仮設受け材によって、下床版を形成するための型枠の先端側を支持することができ、支持構造を簡単な構造とすることができる。
請求項4に係る発明は、請求項1に記載の橋桁の構築方法において、 前記波形鋼板ウェブの上に、該橋桁の軸線と直角方向に仮設受け梁を設け、前記下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠は、前記仮設受け梁から吊り材によって一部の重量を支持させるものとする。
この方法では、波形鋼板ウェブの上に載置された仮設受け梁によって、下床版を形成するための型枠が支持されるので、波形鋼板ウェブに仮設のための特別な加工はほとんど必要なく、簡単な構造で型枠を支持することができる。
請求項5に係る発明は、 コンクリートからなる上床版と下床版と、これらを上下に連結する複数の波形鋼板ウェブとで箱形断面を形成する橋桁を、所定長の施工ブロック毎に、張り出し施工により架設する方法であって、 既に形成された桁の先端部から張り出すように、足場及び次に形成する施工ブロックの重量の一部を支持する移動架設装置を支持し、 既に形成された桁の先端部に、一つの施工ブロック長に相当する波形鋼板ウェブを接合し、
下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠を、前記移動架設装置に支持させて組み立て、 前記型枠内にコンクリートを打設して、下床版を前記波形鋼板ウェブと一体に連続するように形成し、 上床版は、形成中の重量を先端部に接合された波形鋼板ウェブに支持させた状態で、該波形鋼板ウェブと一体に連続するように形成する橋桁の構築方法を提供する。
この方法では、上床版を形成するときの重量を、架設中の橋桁の先端部に固定された波形鋼板ウェブに支持させ、この波形鋼板ウェブと一体となるように上床版を形成することができる。したがって、移動架設装置によって支持する荷重を低減することができ、移動架設装置の重量を低減し、又は移動架設装置を用いて形成が可能な一つの施工ブロックの長さを大きく設定して効率よく橋桁を構築することができる。
請求項6に係る発明は、請求項5に記載の橋桁の構築方法において、 前記上床版は、前記波形鋼板ウェブの上に、プレキャストコンクリート板又はプレキャストコンクリート板とプレキャストコンクリート梁とを配列し、この上にコンクリートを打設して形成するものとする。
この方法では、プレキャストコンクリート部材を現場で打設するコンクリートの型枠の全部又は一部として用いることができ、型枠の組み立て及び解体を簡略化することができる。そして、プレキャストコンクリート部材は、架設中の橋桁の先端部に固着された波形鋼板ウェブ上に容易に支持させることができ、移動架設装置の負荷が大幅に軽減される。
以上説明したように、本願発明に係る橋桁の構築方法では、波形鋼板ウェブに上床版を形成するときの重量又は下床版を形成するときの重量を負荷させ、架設中の橋桁の先端部分から張り出すように支持された移動架設装置に負荷される荷重を軽減することができる。したがって、移動架設装置の自重を低減すること又は一施工ブロックの長さを大きく設定することが可能となり、施工の効率を向上させることができる。
以下、本願発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図1は、本願発明に係る方法で架設することができる橋桁の一例を示す概略側面図及び断面図である。
この橋桁1は、橋台2及び橋脚3に支持され、橋脚3とは一体に連続したラーメン橋を構成するものであり、橋台2上では支承4を介して支持され、該橋桁の軸線方向における水平方向の移動が可能となっている。この橋桁1の断面は、コンクリートからなる上床版10が左右1対の波形鋼板ウェブ30の上部に連結され、下床版20が下部に連結されて箱形断面となっている。
上記波形鋼板ウェブ30は、構造用の鋼板を上下方向の折り曲げ線で折り曲げ、断面を波形とした波形鋼板31によって形成されており、この波形鋼板31の上縁及び下縁に沿って鋼板からなる上フランジ32及び下フランジ33が溶接で接合されている。
上床版10及び下床版20は、構築の現場で型枠内に未硬化コンクリートを流し込んで形成された鉄筋コンクリートで構成されており、上床版10は波形鋼板ウェブ30に溶接接合された上フランジ32の上面に密着するように形成され、下床版20は下フランジ33の下面と密着するように形成されている。そして、上フランジ32の上面及び下フランジ33の下面には、アングルジベル、スタッドジベル(図示しない)等のずれ止め部材が溶接で接合されており、コンクリートはこれらの部材を埋め込んで上記フランジ32,33と密着している。したがって、コンクリートの上床版10及び下床版20は二つの波形鋼板ウェブ30のそれぞれと強固に一体となっている。
次に、上記橋桁1の構築方法であって、本願発明の一実施形態について説明する。
この構築方法は、図2に示すように、基礎地盤から立ち上げられた橋脚2の上部に支保工41を形成し、この上で波形鋼板ウェブ30の設置及び上床版10と下床版20とのコンクリートを打設して橋桁の一部つまり柱頭部1aを形成する。そして、図3に示すように、この柱頭部1aの上に二つの移動架設装置50を設置し、両側へ所定長さに分割された施工ブロックを順次張り出すように構築してゆくものである。移動架設装置50は、波形鋼板ウェブ30が設けられる位置の上方における上床版10の上にそれぞれ枠体51が設けられ、この枠体51の後端部51aは、既に形成された橋桁1bに固定されるともに、先端部51bは架設中の橋桁1bの先端から張り出すように設置される。そして、張り出した部分からは、一施工ブロックの長さの範囲の支保工(図3には図示しない)及び作業用の足場52を吊り支持することができるものとなっている。なお、一つの施工ブロックの長さは、例えば5m程度に設定することができる。
各施工ブロックの構築は次のように行う。
まず、図3に示すように、移動架設装置50から一施工ブロック分の長さに相当する鋼部材34を吊り支持し、既に形成された橋桁1bの先端から2つの波形鋼板ウェブを形成する位置にそれぞれ張り出すように支持する。この鋼部材34は、図4に示すようにあらかじめ波形鋼板ウェブ30となる波形鋼板31の上下端にそれぞれ上フランジ32と下フランジ33とを溶接で接合したものである。この鋼部材34は、工場又は架設現場付近に設けられた作業ヤードで製作することができる。
平行に張り出して支持された鋼部材34の上部に相当する高さ付近で、これら二つの鋼部材34間及び鋼部材34の外側には、図5及び図6に示すように形成する橋桁の軸線方向に吊り梁53を支持する、この吊り梁53は前方部53aを、移動架設装置50の二つの枠体51上に架け渡された横方向の梁54から吊り材55によって支持し、後方部53bは既に形成された橋桁1bの上床版10から吊り支持する。そして、複数の吊り梁53上に型枠56を支持させ、この上で鉄筋を組み立てた後、未硬化のコンクリートを流し込んで鉄筋コンクリートの上床版10を形成する。このとき、吊り梁53、型枠56及び上床版10を形成する未硬化コンクリートの重量は、吊り梁53の前方部53aから移動架設装置50に作用し、後方部53bからは既に形成された上床版10に作用する。
一方、作業足場52は、少なくとも一つの施工ブロックの長さに相当する範囲より広い範囲に設けるものであり、移動架設装置50から吊り支持して上床版10及び下床版20の形成に必要な作業を可能にしている。
張り出すように支持された鋼部材34の下フランジには、図5又は図6に示すように平行に配置された二つの鋼部材34,34間で、橋桁の軸線方向とほぼ直角となるように外側支持梁61と内側支持梁62とを架け渡す。外側支持梁61は、下フランジの外側に張り出した部分に係止し、下床版20を形成する範囲の下側に形鋼からなる梁部材61aを支持するものである。また、内側支持梁62は、下フランジ33の内側に張り出した部分間に架け渡し、上記梁部材61aと吊り材63によって連結する。梁部材61aには、橋桁の軸線方向に配置された複数の縦梁64の前方部64aを支持させ、後方部64bは既に形成された橋桁1bから吊り支持した横梁65によって支持する。これらの複数の縦梁64上に下床版20を形成するための型枠66を組み立てる。そして、この枠内にコンクリートを流し込み、鋼部材34の下フランジ33と密接する下床版20を形成する。
上記のように架設時の荷重を支持させることにより、架設中における上床版の重量、つまり未硬化コンクリートの重量、型枠56及び支保工として機能する吊り梁53等の重量は一部が移動架設装置50に作用し、作業用の足場52も移動架設装置50によって吊り支持される。しかし、下床版20を形成する未硬化のコンクリートの重量及び型枠66の重量は、支保工として機能するは縦梁64に支持され、この縦梁64に作用する重量は前方部64aで外側支持梁61及び内側支持梁62を介して鋼部材34に支持され、後方部64bでは横梁65を介して既に形成されている橋桁1bの下床版20に支持される。したがって、移動架設装置50に下床版20の荷重が作用することはなく、移動架設装置50の負荷が軽減される。
図7は、本願に係る発明の他の実施形態を示す概略側面図である。
この方法では、既に形成された橋桁1bに支持させた鋼部材34の先端に仮設受け材としてブラケット71をあらかじめ取りつけておく。このブラケット71は、二つのウェブとなる平行な二つの鋼部材34にそれぞれ取りつけられており、これらに架け渡すように横梁72を支持させる。そして、この横梁72から下方部横梁73を吊り支持し、縦梁64の前方部64aを支持させる。後方部64bは、図5及び図6に示す実施形態と同様に既に形成された橋桁1bの下床版20に吊り支持された横梁65に支持させる。
このように支持される縦梁64及び型枠66は図5及び図6に示す実施形態と同じ構成としており、上床版10を形成する手段及び作業足場52の構成も図5及び図6に示す実施形態と同じになっている。
このような構築方法でも、下床版20を形成するための型枠64及び未硬化のコンクリートの重量は移動架設装置50には負荷されず、移動架設装置50に作用する荷重を軽減することがが可能となる。
一方、下床版20を形成するための型枠66を支持する縦梁64は、前方部を鋼部材の上から吊り支持することもできる。つまり、図8に示すように張り出して固定された鋼部材34の上に仮受け梁81を橋桁の軸線と直角方向に架け渡し、この横梁81から縦梁64の前方部64aを吊り材82及び下方部横梁73によって吊り支持するものである。なお、縦梁64の後方部64bは、図7に示す方法と同様に既に形成された橋桁1bの下床版20によって支持する。このような方法でも同様に移動架設装置50に作用する負荷を軽減することができる。
図9及び図10は、本願に係る発明の他の実施形態であって、上床版10を形成するときの荷重を橋桁1bの先端部に固定した鋼部材34に支持させる例を示す概略側面図及び概略正面図である。
この方法では、下床版20を形成するための型枠66は縦梁64に支持させ、この縦梁64の前方部は、移動架設装置50から吊り材92によって吊り支持された横梁91に支持させる。後方部は、図7に示す方法と同様に既に形成された橋桁1bの下床版20によって支持する。しかし、上床版は、次のように既に形成された橋桁1bから張り出すように支持された鋼部材34によって支持した状態で形成する。
まず、鋼部材34の上に橋桁1bの軸線と直角方向にプレキャストコンクリート又は形鋼等からなる複数のリブ材93を架け渡す。そして、これらのリブ材93間に、薄いプレキャストコンクリート板94を架け渡し、これらのプレキャストコンクリート板94を型枠の一部として、リブ材93及びプレキャストコンクリート板94上に未硬化のコンクリート95を流し込む。未硬化のコンクリート95は、リブ材93及びプレキャストコンクリート板94と一体となって硬化し、上床版10を形成するものである。
このように上床版10を形成するときには、リブ材93及びプレキャストコンクリート板94が鋼部材34に支持され、未硬化のコンクリート95の重量もプレキャストコンクリート板94及びリブ材93を介して鋼部材34によって支持される。したがって、移動架設装置50には上床版10の形成時における荷重は負荷されず、移動架設装置50の負荷を軽減することができる。
なお、上記例では、上床版10を、リブ材92及びプレキャストコンクリート板93を用いて形成したが、鋼部材34に型枠を支持させ、この型枠内に未硬化コンクリートを流し込んで上床版を形成するものであっても良い。この場合には、図5及び図6に示す方法と同様に吊り梁53によって上床版を形成するための型枠を支持させるものとし、この吊り梁の前方部を鋼部材34によって支持させればよい。この吊り梁の前方部を支持する構造は、鋼部材の上に横梁を架け渡して支持しても良いし、鋼部材34にあらかじめ型枠を支持するためのブラケット等を取りつけておくこともできる。
本願発明に係る方法で構築することができる橋桁の一例を示す概略側面図及び断面図である。 図1に示す橋桁の構築方法であって、本願発明の一実施形態である橋桁の構築方法の一工程を示す概略側面図である。 図2に示す工程に続く工程を示す概略側面図である。 図1に示す橋桁のウェブとなる鋼部材の概略斜視図である。 本願発明の一実施形態である橋桁の構築方法における主要な工程であって、施工ブロック毎に張り出すように橋桁を形成する工程を示す概略側面図である。 図5に示すように支保工及び作業足場を支持した状態の概略正面図である。 支保工を支持する方法の他の例を示す概略側面図である。 支保工を支持する方法の他の例を示す概略側面図である。 本願発明の他の実施形態である橋桁の構築方法における主要な工程であって、施工ブロック毎に張り出すように橋桁を形成する工程を示す概略側面図である。 図9に示すように支保工及び作業足場を支持した状態の概略正面図である。 従来の構築方法を説明するための概略図である。
符号の説明
1:橋桁、 2:橋台、 3:橋脚、 4:支承、
10:上床版、 20:下床版、 30:波形鋼板ウェブ、
31:波形鋼板、 32:上フランジ、 33:下フランジ、 34:波形鋼板ウェブを含む鋼部材、
41:支保工、 50:移動架設装置、 51:移動架設装置の枠体、 52:作業用の足場、 53:吊り梁、 54:横方向の梁、 55:吊り材、 56:型枠、
61:外側支持梁、 62:内側支持梁、 63:吊り材、 64:縦梁、 65:横梁、 66:型枠、
71:ブラケット、 72:横梁、 73:下方部横梁、 81:仮受け梁、 82:吊り材、 91:横梁、 92:吊り材、 93:リブ材、 94:プレキャストコンクリート板、 95:未硬化のコンクリート

Claims (6)

  1. コンクリートからなる上床版と下床版と、これらを上下に連結する複数の波形鋼板ウェブとで箱形断面を形成する橋桁を、所定長の施工ブロック毎に、張り出し施工により架設する方法であって、
    既に形成された桁の先端部から張り出すように足場及び次に形成する施工ブロックの重量の一部を支持する移動架設装置を支持し、
    既に形成された桁の先端部に、一つの施工ブロック長に相当する波形鋼板ウェブを接合し、
    上床版を形成するコンクリートを打設するための型枠を、前記移動架設装置に支持させて組み立て、
    下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠を、先端部に接合された波形鋼板ウェブに支持させて組み立て、
    前記型枠内にコンクリートを打設して、上床版と下床版とを前記波形鋼板ウェブと一体に連続するように形成することを特徴とする橋桁の構築方法。
  2. 前記下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠は、前記波形鋼板ウェブの下縁に沿って固着された鋼製の下フランジに全ての重量又は一部の重量を支持させることを特徴とする請求項1に記載の橋桁の構築方法。
  3. 前記波形鋼板ウェブの先端部に仮設受け材を取り付け、前記下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠は、前記仮設受け材に一部の重量を支持させるものであることを特徴とする請求項1に記載の橋桁の構築方法。
  4. 前記波形鋼板ウェブの上に、該橋桁の軸線と直角方向に仮設受け梁を設け、前記下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠は、前記仮設受け梁から吊り材によって一部の重量を支持させるものであることを特徴とする請求項1に記載の橋桁の構築方法。
  5. コンクリートからなる上床版と下床版と、これらを上下に連結する複数の波形鋼板ウェブとで箱形断面を形成する橋桁を、所定長の施工ブロック毎に、張り出し施工により架設する方法であって、
    既に形成された桁の先端部から張り出すように、足場及び次に形成する施工ブロックの重量の一部を支持する移動架設装置を支持し、
    既に形成された桁の先端部に、一つの施工ブロック長に相当する波形鋼板ウェブを接合し、
    下床版を形成するコンクリートを打設するための型枠を、前記移動架設装置に支持させて組み立て、
    前記型枠内にコンクリートを打設して、下床版を前記波形鋼板ウェブと一体に連続するように形成し、
    上床版は、形成中の重量を先端部に接合された波形鋼板ウェブに支持させた状態で、該波形鋼板ウェブと一体に連続するように形成することを特徴とする橋桁の構築方法。
  6. 前記上床版は、前記波形鋼板ウェブの上に、プレキャストコンクリート板又はプレキャストコンクリート板とプレキャストコンクリート梁とを配列し、この上にコンクリートを打設して形成することを特徴とする請求項5に記載の橋桁の構築方法。

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