JP2009249907A - 橋梁用伸縮継手及びその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】特定の材料に頼るのではなく、在来の材料を使用したとしても耐久性を向上させられるような、橋梁用伸縮継手の施工方法を提案する。
【解決手段】上部構造の目地部分に、遊間Ｃを跨いだ凹部Ｄを形成する工程と、該凹部底面の所定箇所にアンカー６ｅを打ち込む工程と、該アンカーの突出部分を支柱として凹部内にベース筋６ｄを固定する工程と、遊間にバックアップ材５を挿入する工程と、遊間を対称軸にしてメッシュ６及びメッシュ７’をベース筋に固定する工程と、遊間にシール剤１０を流し込み、そして下側目地材３を挿入して凹部内に立設する工程と、メッシュ６及びメッシュ７’の間に上側目地材４を挿入し保持する工程と、当該凹部内に粘弾性合材２を充填する工程と、を実施する橋梁用伸縮継手の施工方法を提案する。
【選択図】図４

Description

本発明は、橋梁における上部構造の目地部分に施工される伸縮継手に関する。

下部構造である橋台、橋脚で橋桁を支えてなる道路橋などにおいては、その橋桁を含む上部構造端面間に伸縮を考慮した遊間が設けられるので、当該目地部分に伸縮継手を施工して表面（路面）に連続性を持たせ、交通に支障が出ないようにしてある。その伸縮継手としては、フィンガージョイントなどの機械装置もよく使用されているが、最近では、車の走行性を考慮して、特許文献１，２に開示されるようなアスファルトゴム合材などを目地部分に施工する伸縮継手が登場している。これら橋梁用伸縮継手は、上部構造の目地（橋脚上では上部構造どうしの端面間、橋台上では上部構造及び路盤の端面間）部分の床版やアスファルト舗装などをはつって遊間を跨いだ凹部を形成し、該凹部に、遊間を跨ぐようにして粘弾性合材を充填した構造を有する。

特開２００４−２７６３０号公報 特開２００４−１２４４５６号公報

上記特許文献の技術はいずれも、伸縮継手をなす粘弾性合材が経時劣化でひび割れたり角欠けしたりする課題に対し、その粘弾性合材の材質を工夫することからアプローチしており、特許文献記載の条件を満たす樹脂系材料を使用することで課題を解決しようとしている。

本発明はこの点に着目したもので、特定の材料に頼るのではなく、在来の材料を使用したとしても耐久性を向上させられるような、橋梁用伸縮継手の施工方法及び構造を提案するものである。

本発明では、上部構造の目地部分に、遊間を跨いだ凹部を形成する工程と、該凹部底面の所定箇所にアンカーを打ち込む工程と、該アンカーの突出部分を支柱として凹部内にベース筋を固定する工程と、遊間にバックアップ材を挿入する工程と、遊間を対称軸にしてその両外方へ略等距離延長された延長面部を有し、該両延長面部先端縁部分に上側目地材を保持させるためのメッシュを、ベース筋に固定する工程と、遊間にシール剤を流し込み、そして下側目地材の下部を挿入して該挿入下部から上の部分を凹部内に立設する工程と、メッシュの延長面部先端縁部分に上側目地材を保持させる工程と、当該凹部内に粘弾性合材を充填する工程と、を実施することを特徴とした橋梁用伸縮継手の施工方法を提案する。なお、これら各工程の記載順は時系列を限定しているのではない。本発明に係る各工程は、場合に応じて前後したり同時に実施したりすることがあり得る。

また、本発明では、上部構造の目地部分に遊間を跨いだ凹部を形成し、該凹部に粘弾性合材を充填した構造をもつ橋梁用伸縮継手において、前記遊間上部位の前記粘弾性合材中に、該粘弾性合材の下面から所定の埋め込み高さで延設された一筋の下側目地材と、この下側目地材を対称軸にして略対称部位の前記粘弾性合材中に、該粘弾性合材の上面から所定の埋め込み深さで延設された二筋の上側目地材と、前記下側目地材と前記上側目地材との間の前記粘弾性合材中に、橋幅方向へ延在する中空材と、を含んだ構成とすることを提案する。

上記提案に係る施工方法により作られる橋梁用伸縮継手は、上部構造の目地部分に遊間を跨いで形成された凹部に粘弾性合材を充填した構造をもつ橋梁用伸縮継手であって、その遊間上部位の粘弾性合材中に、該粘弾性合材の下面から所定の埋め込み高さで延設された一筋の下側目地材と、この下側目地材を対称軸にして略対称部位の粘弾性合材中に、該粘弾性合材の上面から所定の埋め込み深さで延設された二筋の上側目地材と、を含んだ構成となる。このように、遊間部分の一筋の下側目地材とその両脇の二筋の上側目地材とを設けた構造により、上部構造の伸縮に対する追従性が高まり、粘弾性合材に特殊な材料を使用しなくても、角欠けやひび割れに対する耐久性を向上させることができる。当該施工方法に係る橋梁用伸縮継手に、上記特許文献にあるような合材材料を使用することも可能であるが、在来の材料を使用できることで、汎用性を高めることができる。また、フィンガージョイント等の継手装置を使用する場合に比べてコスト低減が可能であるし、目地幅が小さくなるので、走行性が良く、騒音の抑制につながる。

また特に、上記施工方法によれば、目地材をメッシュにより適切な位置に保持して簡単確実に配設することができ、且つ、当該メッシュが粘弾性合材中要部に埋設された補強構造を簡単な施工手順で得ることができる。

さらに、上記提案に係る橋梁用伸縮継手によれば、上部構造の伸縮時にせん断力がかかる部分、すなわち下側目地材と上側目地材との間の粘弾性合材中に、中空材を埋め込むようにしている。当該中空材があることにより、水平方向のせん断力がかかったときの応力が吸収されるので、粘弾性合材の耐久性を向上させることができる。

橋梁用伸縮継手の実施形態につき説明するための要部断面図を図１に示す。図１は、橋軸の方向に沿って切断した遊間部分を表している。

橋梁用伸縮継手１は、床版Ａ及び該床版Ａ上の舗装Ｂを含んで構成されている上部構造の目地部分（すなわち、上部構造どうしの突き合わせ端面部分、あるいは、上部構造と胸壁（パラペット）との突き合わせ端面部分）において、床版Ａ間の遊間Ｃを跨いだ凹部Ｄを形成し、該凹部Ｄに粘弾性合材２を充填した構造をもつ。図示の例の凹部Ｄは、遊間Ｃ上の舗装Ｂを所定幅切り欠いて橋幅方向に延設した目地溝の形態を有する。

このような橋梁用伸縮継手１において、本例では、凹部Ｄに充填した粘弾性合材２の中に、遊間Ｃ上部位の下側目地材３と、この下側目地材３を対称軸にして略対称部位（精密な対称ではなく、見た目で対称になっている程度で良い）の上側目地材４と、が埋め込まれている。

下側目地材３は、粘弾性合材２の下面２ａから所定の埋め込み高さで一筋、遊間Ｃに沿って延設されている。具体的には、本例の下側目地材３は、遊間Ｃ中に下部３ａが挿入され、該挿入下部３ａから上の部分３ｂが粘弾性合材２中に所定の埋め込み高さ突出している。このように、下側目地材３の下部３ａを遊間Ｃに差し込む構造としてあることにより、下側目地材３の配設位置がずれることなく遊間Ｃ上に位置決めされ、また、埋め込み高さの調節も容易である。当該下地目地材３は、板状の低弾性材を２枚合わせにして形成されており、伸縮への追従性に、より優れたものにしてある。

この下側目地材３を橋幅方向に延びる対称軸にして、橋軸方向の略対称部位に、粘弾性合材２の上面２ｂから所定の埋め込み深さで、二筋の上側目地材４が橋幅方向へ延設されている。当該上側目地材４は、板状の低弾性材を中央軸で二つ折りにして埋め込んであり、伸縮への追従性に、より優れたものにしてある。

これら、遊間Ｃ部分の一筋の下側目地材３とその両脇の二筋の上側目地材４とを設けた構造により、本例の橋梁用伸縮継手１は、上部構造（遊間）の伸縮に対する追従性が高まり、粘弾性合材２に特殊な材料を使用しなくても耐久性を向上させることができる。したがって、在来の材料を使用できるため汎用性を高めることができ、また、フィンガージョイント等の機械式継手装置を使用する場合に比べてコスト低減が可能である。さらに、目地幅（橋軸方向の幅）が小さくなるので、走行性が良く、騒音の抑制につながる。

このような下側目地材３と各上側目地材４とは、上側目地材４のそれぞれの幅４ｗを、下側目地材３の幅３ｗの半分程度とすることで、上面が走行面に位置する上側目地材４の目地幅が狭くなり、走行性を良くすることができる。また、各上側目地材４の埋め込み深さ４ｈに対する下側目地材３のラップ長（重なり長さ）３ｈについて、ある程度の長さ（例えば４ｈ：３ｈ＝２：１程度）を確保することによって、上部構造の伸縮挙動に対し、上側目地材４が追従して変形しやすくなる。

以上のような下側目地材３と上側目地材４とを含む本例の橋梁用伸縮継手１は、遊間Ｃ中に保持されたバックアップ材５をさらに含んでいる。このバックアップ材５は漏水防止のために加えられる低弾性材である。また、両上側目地材４は、粘弾性合材２中に埋設された補強材でもあるメッシュ６に保持させて設置されている。当該メッシュ６は、遊間Ｃを対称軸にしてその両外方へ略等距離延長された延長面部６ａを有し、該両延長面部６ａから“Ｌ”字状に立ち上がった延長面部先端縁部分６ｂに上側目地材４を保持させるようにしてある。この上側目地材４は、内側面を延長面部先端縁部分６ｂに当接させて保持される一方、外側面に外側メッシュ７が固定され、角欠けやひび割れに対する強度向上に一役買っている。本例のメッシュ６はさらに、延長面部６ａから屈折して遊間Ｃ内へ垂下する垂下面部６ｃを有し、これにより、下側目地材下部３ａの側面を覆う補強構造が提供されている。なお、垂下面部６ｃは、必要に応じて設ければよい。

メッシュ６は、凹部Ｄの底部に配設した金属製のベース筋６ｄに延長面部６ａが載置され、要所を溶接するなどして固定されている。このベース筋６ｄは、凹部Ｄの底面に打ち込まれた多数のアンカー６ｅの突出部分を支柱として溶接等により固定され、凹部Ｄ内に位置決めされている。本例の場合、上側目地材４の下端面は、メッシュ延長面部６ａとおおよそ面一となる程度に埋め込まれている。この上側目地材４の埋め込み深さに関しては、上記のようにラップ長３ｈをある程度確保できる範囲で適宜設定可能である。

また、本例の場合、二筋ある上側目地材４の間の部位における粘弾性合材２中に、補強用の追加メッシュ８をさらに埋め込んで、延在させてある。これらのメッシュ６，７，８は、プラスチック製、金属製などの耐腐食性材質で形成されている。

図２に、上側目地材４を入れた部分の粘弾性合材２の角欠け耐性をより高めた例について示している。すなわち、この例の場合、上側目地材４の内側面に当接したメッシュ先端縁部分６ｂの上端縁及び上側目地材４の外側面に当接したメッシュ７の上端縁に、それぞれフランジ部６ｆ，７ｆが形成されているものである。両フランジ部６ｆ，７ｆは、当例の場合、各メッシュ６，７の上端縁部分を所定幅折り返すことにより形成されており、その曲折角度θは、０°＜θ≦９０°とすると良い。曲折角度θが９０°を超えてしまうと、轍掘れなどが発生したときにフランジ先端縁が露出して通行に支障がでる可能性を否定できないので、９０°以下とするのが好ましい。

以上の構造をもつ橋梁用伸縮継手の施工方法について、以下説明する。

まず、図３に示す凹部Ｄの形成に際し、既存の橋梁に対し施工する場合は、上部構造の目地部分にある既存の継手を撤去して舗装Ｂをはつり取ることで、遊間Ｃを跨いだ凹部Ｄを形成する。また、新設の橋梁に対し施工する場合は、上部構造の目地部分の舗装Ｂを除去する、あるいは、該当部分に舗装Ｂを施工せずにおいて、遊間を跨いだ凹部Ｄを形成する。

次に、その形成した凹部Ｄの底面所定箇所、つまりベース筋６ｄを這わせたい箇所に、アンカー６ｅを打ち込んでいく。さらに、打ち込んだアンカー６ｅの突出部分を支柱としてベース筋６ｄを溶接し、固定する。継いで、バックアップ材５を遊間Ｃに嵌入して、遊間Ｃ内の所定深さに設置する。そして、ベース筋６ｄを取り付けベースとして、メッシュ６の延長面部６ａを溶接して固定する。メッシュ６は、その垂下面部６ｃを遊間Ｃに挿入し、延長面部６ａをベース筋６ｄ上に載置して要所を溶接するようにして固定する。

メッシュ６を固定した後は、遊間Ｃに常温硬化型のシール剤１０を流し込み、続いて下側目地材３の下部３ａを遊間Ｃに挿入して、その挿入下部３ａから上の上部３ｂを凹部Ｄ内に立設する。

凹部Ｄ内に配置したメッシュ６は、遊間Ｃを対称軸にして、その両外方へ略等距離延長された延長面部６ａを有するので、当該両延長面部先端縁部分６ｂに上側目地材４を保持させると、二筋の上側目地材４の位置が決まる。この上側目地材４の取り付けにあたっては、上側目地材４を二つ折りとし且つその折り曲げ部が下になるようにして、当該上側目地材４の内側面を延長面部先端縁部分６ｂに固定し、さらに該上側目地材４の外側面に外側メッシュ７を固定する。このときに上側目地材４は、Ｃクランプにより挟み込むなどして二つ折りの状態を維持することができる。

メッシュ６に上側目地材４を保持させた後は、当該凹部Ｄ内に粘弾性合材２を充填する。粘弾性合材２は、たとえば、ゴムチップ、粗骨材、常温硬化型バインダーを含んで構成した低反発、粘弾性の合材である。この凹部Ｄ内に粘弾性合材２を充填する工程において、図１及び図２の形態のように、下側目地材３上方の上側目地材４間に追加メッシュ８を設置する場合、下側目地材３が隠れる程度まで粘弾性合材２を入れたところで一旦充填作業を中断して、追加メッシュ８を上側目地材４間に置く。続いて、この上から粘弾性合材２をさらに満杯まで充填することで、追加メッシュ８を埋設することができる。

粘弾性合材２を充填した後は、使用した治具等を取り払い、その治具跡を同じ（場合に応じて違っていても良い）粘弾性合材にて充填してレベル仕上げを行う。

以上の工程順は、施工性を考えた順序としたものであるが、バックアップ材の配置などをどのタイミングで行うかは、現場の状況に応じて適宜決定し得るものである。

図４には、より簡単に施工できるように工夫を加えた施工方法による伸縮継手の構造を示している。

この例の施工方法は、アンカー６ｅにより凹部Ｄ内に配設したベース筋６ｄにメッシュ６を固定する工程において、メッシュ６よりもさらに外側に位置したベース筋６ｄに、メッシュ６と概略対称形をなすメッシュ７’を固定し、これにより形成されるメッシュ７’とメッシュ６との間の保持間隙に、上側目地材４を挟持するようにした方法である。メッシュ７’は、メッシュ６の先端縁部分６ｂと対向する対向面部７ａ’を有し、該対向面部７ａ’からフランジ部７ｂ’を張り出させた“Ｌ”字状で、そのフランジ部７ｂ’をベース筋６ｄに溶接することで固定されている。なお、上述の実施形態における外側メッシュ７も、一例として、同様にフランジ部を張り出させた“Ｌ”字状にしてある。

当該メッシュ７’は、対向面部７ａ’が、保持間隙を形成するだけ先端縁部分６ｂから離れ且つ該先端縁部分６ｂと略平行となるようにして、ベース筋６ｄに固定される。そのメッシュ６とメッシュ７’により形成される保持間隙には、二つ折りとし且つその折り曲げ部が下になるようにした上側目地材４が挿入され、保持される。すなわち、この工法の場合の上側目地材４は、二つ折りにして保持間隙に挿入するだけで所定位置に保持され、別途治具を必要としないので、上側目地材４の保持工程以降の上記工程が簡単になる。

このようなメッシュ７’においても、上記メッシュ７のフランジ部７ｆ同様のフランジ部７ｆ’を上端縁に形成することができる。

図５には、さらに耐久性について工夫を加えた施工方法による伸縮継手の構造を示している。

この例の施工方法は、上述同様にアンカー６ｅにより凹部Ｄ内に配設したベース筋６ｄにメッシュ６を固定する工程において、該ベース筋６ｄに固定したメッシュ６の延長面部６a上に、断面横長長方形の角柱状とした中空材２０を載置するようにした工法である。中空材２０は、発泡材や紙管などを用いて形成した応力吸収部分である。この中空材２０の断面形状は、円形や多角形等とすることも可能であるが、横方向の厚みを厚く且つ上下方向の厚みを薄くするために、横長長方形とするのがよい。

本例の中空材２０は、橋幅方向へ伸延する円柱状剛体２１の周囲を発泡材で被覆して角柱状としたものである。すなわち、中空材２０の芯部材として円柱状剛体２１が橋幅方向へ埋め込まれている。円柱状剛体２１は、金属製、樹脂製等の円柱材（中空又は中実）を用いたり、中空の金属製パイプ内に樹脂を充填したものなどを用いて形成することができる。当該円柱状剛体２１を芯にした中空材２０は、断面横長長方形なので、円柱状剛体２１上下には薄く且つ円柱状剛体２１左右には厚く形成されている。

当施工方法によれば、メッシュ６上に中空材２０が位置して粘弾性合材２中に埋設されている構造が提供され、下側目地材３と上側目地材４との間の粘弾性合材２中に、橋幅方向へ延在する中空材２０を含んだ構造となる。下側目地材３と上側目地材４との間にあって且つ水平方向に見て下側目地材３と上側目地材４とが重畳する部分は、上部構造が伸縮するときに水平方向のせん断力がかかる箇所であり、ここに中空材２０を形成することで、当該中空材２０の変形により応力を吸収でき、耐久性を向上させることができる。この水平方向へせん断力がかかるときに、円柱状剛体２１は、周囲の発泡材の変形に伴って回転することができる。

一方、上から、つまり路面から通行車両の荷重がかかるときには、上下に薄い中空材２０を通し、芯をなす円柱状剛体２１により荷重が支持されるので、上下方向の変位はほとんどない。したがって、路面の平滑性が保たれ、良好な走行性が維持される。

橋梁用伸縮継手の第１の構造例を示す断面図。 橋梁用伸縮継手の第２の構造例を示す断面図。 橋梁用伸縮継手の施工方法の手順を説明する図で、凹部を形成した上部構造の遊間部分を示した断面図。 橋梁用伸縮継手の第３の構造例を示す断面図。 橋梁用伸縮継手の第４の構造例を示す断面図。

符号の説明

１ 橋梁用伸縮継手
２ 粘弾性合材
３ 下側目地材
４ 上側目地材
５ バックアップ材
６，７，７’，８ メッシュ
６ａ 延長面部
６ｂ 延長面部先端縁部分
６ｃ 垂下面部
６ｄ ベース筋
６ｅ アンカー
１０ シール剤
２０ 中空材
２１ 円柱状剛体

Claims (11)

1. 上部構造の目地部分に、遊間を跨いだ凹部を形成する工程と、
   該凹部底面の所定箇所にアンカーを打ち込む工程と、
   該アンカーの突出部分を支柱として前記凹部内にベース筋を固定する工程と、
   前記遊間にバックアップ材を挿入する工程と、
   前記遊間を対称軸にしてその両外方へ略等距離延長された延長面部を有し、該両延長面部先端縁部分に上側目地材を保持させるためのメッシュを、前記ベース筋に固定する工程と、
   前記遊間にシール剤を流し込み、そして下側目地材の下部を挿入して該挿入下部から上の部分を前記凹部内に立設する工程と、
   前記メッシュの延長面部先端縁部分に上側目地材を保持させる工程と、
   当該凹部内に粘弾性合材を充填する工程と、
   を実施することを特徴とする橋梁用伸縮継手の施工方法。
2. 前記メッシュは、前記延長面部から屈折して前記遊間内へ垂下する垂下面部を有することを特徴とする請求項１記載の橋梁用伸縮継手の施工方法。
3. 前記凹部内に粘弾性合材を充填する工程において、
   前記下側目地材上方の前記上側目地材の間に補強用のメッシュを埋設することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の橋梁用伸縮継手の施工方法。
4. 前記メッシュを前記ベース筋に固定する工程において、
   前記メッシュよりも外側に位置した前記ベース筋に、前記延長面部先端縁部分と対向して前記上側目地材の保持間隙を形成する別のメッシュをさらに固定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の橋梁用伸縮継手の施工方法。
5. 前記上側目地材を保持させる工程において、
   二つ折りとし且つその折り曲げ部が下になるようにした前記上側目地材を、前記保持間隙に挿入して保持させることを特徴とする請求項４記載の橋梁用伸縮継手の施工方法。
6. 前記メッシュを前記ベース筋に固定する工程において、
   該ベース筋に固定したメッシュの延長面部上に、橋幅方向へ伸延した中空材を載置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の橋梁用伸縮継手の施工方法。
7. 前記中空材中に、橋幅方向へ延在する円柱状剛体が埋設されていることを特徴とする請求項６記載の橋梁用伸縮継手の施工方法。
8. 上部構造の目地部分に遊間を跨いだ凹部を形成し、該凹部に粘弾性合材を充填した構造をもつ橋梁用伸縮継手において、
   前記遊間上部位の前記粘弾性合材中に、該粘弾性合材の下面から所定の埋め込み高さで延設された一筋の下側目地材と、
   この下側目地材を対称軸にして略対称部位の前記粘弾性合材中に、該粘弾性合材の上面から所定の埋め込み深さで延設された二筋の上側目地材と、
   前記下側目地材と前記上側目地材との間の前記粘弾性合材中に、橋幅方向へ延在する中空材と、
   を含んで構成されることを特徴とする橋梁用伸縮継手。
9. 前記バックアップ材を前記遊間中に保持するための下向き凸条部を有し、該凸条部から前記粘弾性合材中を前記上側目地材に当接するまで延びているメッシュをさらに含み、
   該メッシュ上に前記中空材が位置して前記粘弾性合材中に埋設されていることを特徴とする請求項８記載の橋梁用伸縮継手。
10. 前記中空材中に、橋幅方向へ延在する円柱状剛体が埋設されていることを特徴とする請求項８又は請求項９記載の橋梁用伸縮継手。
11. 前記中空材の断面形状が横長長方形であることを特徴とする請求項１０記載の橋梁用伸縮継手。

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