JP2010242315A - 橋梁架設方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法において、工程遅延を生じさせることなく、第1橋脚の上下両端部における断面力を低減させる。
【解決手段】第1橋脚12P1の柱頭部14Aから、橋桁の側径間部14S1および第2径間部14S2の張出し施工を行う(a1)。次に、側径間部14S1の張出し施工部S1Aを橋台16A1まで延長架設した後、その端部14S1aを、橋軸方向の反力を発生させない態様で仮支持する(a2)。この状態で、側径間部14S1に対して、その端部14S1aにおいて上向きの鉛直加力を行う(a3)。さらに、この鉛直加力を行っている状態で、第2径間部14S2の張出し施工部S2Aに対して、その先端面において橋軸方向の水平加力を行う(a4)、この状態で、側径間部14S1を橋台16A1に固定するとともに第2径間部14S2の中央閉合を行う(a5)。
【選択図】図2

Description

本願発明は、多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法に関するものである。
多径間連続コンクリート橋は、複数のコンクリート製の橋脚によりコンクリート製の橋桁が支持された構成となっている。
そして、この多径間連続コンクリート橋として、例えば「特許文献1」に記載されているように、各橋脚の上端部が橋桁に剛結された連続ラーメン構造を有するものも知られている。
また、この「特許文献1」に記載されているように、多径間連続コンクリート橋の橋桁を架設する方法として、張出し架設工法が知られている。
特開2005−171638号公報
このような連続ラーメン構造を有する多径間連続コンクリート橋において、その固定支間長に比して橋脚高さが低い場合には、橋桁の温度変化、クリープ、乾燥収縮等によって、橋脚の下端部における断面力が大きなものとなる。そして、この断面力は、橋台に隣接する第1橋脚において特に大きなものとなる。
これに対し、図2(b1)に示すように、橋台16A1に隣接する第1橋脚12P1の柱頭部14Aから、橋桁の側径間部14S1およびこれに隣接する第2径間部14S2の張出し施工を行った後、第2径間部14S2の中央閉合を行う前に、同図(b3)に示すように、第2径間部14S2の張出し施工部S2Aに対して、その先端面において橋軸方向の水平加力を行うようにすれば、第1橋脚12P1の下端部における断面力を低減させることが可能となる。
しかしながら、このようにした場合には、上記水平加力を行っている状態で、同図(b4)に示すように、第2径間部14S2の中央閉合を行い、その後、同図(b5)に示すように、側径間部14S1の張出し施工部S1Aを橋台16A1まで延長架設することとなるので、工程遅延が発生してしまう、という問題がある。
また、第1橋脚12P1の高さが比較的低く、側径間部14S1の長さと第2径間部14S2の長さとのバランスが悪い場合には、死荷重時にアンバランスモーメントが生じ、これが第1橋脚12P1の上端部に作用するので、第1橋脚12P1の上端部における断面力が大きくなってしまう。この断面力は、従来の張出し架設工法では低減させることは不可能であり、また、上記水平加力を行うことによっても解決不可能である、という問題がある。
本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法において、工程遅延を生じさせることなく、第1橋脚の上下両端部における断面力を低減させることができる橋梁架設方法を提供することを目的とするものである。
本願発明は、施工手順に工夫を施すとともに所定の鉛直加力および水平加力を行うことにより、上記目的達成を図るようにしたものである。
すなわち、本願発明に係る橋梁架設方法は、
多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法において、
橋台に隣接する第1橋脚の柱頭部から、上記橋桁の側径間部および該側径間部に隣接する第2径間部の張出し施工を行った後、
上記第2径間部の中央閉合を行う前に、上記側径間部の張出し施工部を上記橋台まで延長架設した後、この側径間部における上記橋台側の端部を、橋軸方向の反力を発生させない態様で仮支持し、
この仮支持を行っている状態で、上記側径間部に対して、該側径間部における上記橋台側の端部において上向きの鉛直加力を行い、
この鉛直加力を行っている状態で、上記第2径間部の張出し施工部に対して、該張出し施工部の先端面において橋軸方向の水平加力を行い、
これら鉛直加力および水平加力を行っている状態で、上記側径間部を上記橋台に固定するとともに上記第2径間部の中央閉合を行う、ことを特徴とするものである。
上記「水平加力」の大きさは、この水平加力を行ったことにより、第1橋脚の下端部における断面力を低減させ得る範囲内の値であれば、その具体的な大きさは特に限定されるものではない。
上記「鉛直加力」の大きさは、この鉛直加力を行ったことにより、第1橋脚の上端部における断面力を低減させ得る範囲内の値であれば、その具体的な大きさは特に限定されるものではない。
上記構成に示すように、本願発明に係る橋梁架設方法においては、多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設するようになっているが、その際、橋台に隣接する第1橋脚の柱頭部から、橋桁の側径間部およびこれに隣接する第2径間部の張出し施工を行った後、第2径間部の中央閉合を行う前に、側径間部の張出し施工部を橋台まで延長架設した後、この側径間部における橋台側の端部を、橋軸方向の反力を発生させない態様で仮支持し、この仮支持を行っている状態で、側径間部に対して、その橋台側の端部において上向きの鉛直加力を行い、この鉛直加力を行っている状態で、第2径間部の張出し施工部に対して、その先端面において橋軸方向の水平加力を行い、これら鉛直加力および水平加力を行っている状態で、側径間部を橋台に固定するとともに第2径間部の中央閉合を行うようになっているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、側径間部における橋台側の端部を仮支持した状態で、この側径間部に対して、その橋台側の端部において上向きの鉛直加力を行うことにより、第1橋脚に、その全高にわたって均一な曲げモーメントを生じさせることができる。したがって、死荷重時にアンバランスモーメントが生じて、これが第1橋脚の上端部に作用したような場合においても、これにより第1橋脚の上端部に生じる断面力を、鉛直加力により生じさせた曲げモーメントの分だけ小さくすることができる。
また、この鉛直加力を行っている状態で、第2径間部の張出し施工部に対して、その先端面において橋軸方向の水平加力を行うことにより、第1橋脚に、その上端部から下端部にかけて直線的に増大する曲げモーメントを生じさせることができる。したがって、橋桁の温度変化、クリープ、乾燥収縮等によって、第1橋脚の下端部における断面力が大きくなった場合においても、その大きさを、水平加力により生じさせた曲げモーメントの分だけ小さくすることができる。
しかも、本願発明においては、これら鉛直加力および水平加力を、側径間部の張出し施工部を橋台まで延長架設した後に行うようになっているので、これら鉛直加力および水平加力を行ったことにより、工程遅延が生じてしまうのを未然に防止することができる。
このように本願発明によれば、多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法において、工程遅延を生じさせることなく、第1橋脚の上下両端部における断面力を低減させることができる。
本願発明の一実施形態に係る橋梁架設方法による架設対象となる多径間連続コンクリート橋を示す側面図 (a1)〜(a5)は、上記実施形態に係る橋梁架設方法による、図1のII部で示す部分の架設工程を示す図、(b1)〜(b5)は、従来の橋梁架設方法において水平加力を行った場合の架設工程を、本実施形態の場合と対比して示す図 図2(a3)のIII−III線矢視詳細図 (a)は、図2(a4)のIVa−IVa線矢視詳細図、(b)は、(a)のIVb−IVb線断面図 上記実施形態に係る橋梁架設方法により架設された多径間連続コンクリート橋において、その各橋脚に生じる断面力を示す曲げモーメント図 上記実施形態において、鉛直加力および水平加力を行ったことによる第1橋脚における断面力の低減効果を説明するための図
以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。
図1は、本願発明の一実施形態に係る橋梁架設方法による架設対象となる多径間連続コンクリート橋10を示す側面図である。
同図に示すように、この多径間連続コンクリート橋10は、地表面2aの起伏が激しい山間部に架設される高速道路用の橋梁であって、6つのコンクリート製の橋脚12P1、12P2、12P3、12P4、12P5、12P6により、コンクリート製の橋桁14が支持された構成となっている。
その際、この多径間連続コンクリート橋10においては、その橋桁14が単一箱桁の主桁構造を有しており、また、6つの橋脚12P1〜12P6のすべてが、その上端部において橋桁14に剛結された連続ラーメン構造を有するものとなっている。ただし、この多径間連続コンクリート橋10において、その橋軸方向両端部の橋台16A1、16A2による橋桁14の支持については、それぞれ支承を介して行われている。
これら各橋脚12P1〜12P6の基礎は、その本体部12Aよりも大径で形成された柱状の基礎杭12Bとして構成されており、地盤2に埋設されている。
この多径間連続コンクリート橋10の連続ラーメン構造は、その固定支間長に比して橋脚高さが低い値に設定されたものとなっている。その際、6つの橋脚12P1〜12P6のうち、同図において左側に位置する橋台16A1寄りの2つの橋脚12P1、12P2は、その地上高が比較的高くなっており、残りの4つの橋脚12P3、12P4、12P5、12P6は、その地上高が比較的低くなっている。その際、これら4つの橋脚12P3〜12P6のうちでも、同図において右側に位置する橋台16A2寄りの橋脚12P6は、他の3つの橋脚12P3、12P4、12P5よりも、その地上高がやや高くなっている。
この多径間連続コンクリート橋10の橋桁14は、張出し架設工法を用いて架設されるようになっている。すなわち、この橋桁14は、各橋脚12P1〜12P6の上端面において該橋脚と一体で形成された柱頭部14Aから、橋軸方向両側へ径間部14S1、14S2、14S3、14S4、14S5、14S6、14S7の張出し施工を行うことにより、その架設が行われるようになっている。
本実施形態に係る多径間連続コンクリート橋10は、連続ラーメン構造を有しており、その固定支間長に比して橋脚高さが低いので、橋桁14の温度変化、クリープ、乾燥収縮等によって、各橋脚12P1〜12P6の下端部における断面力が大きなものとなる。そして、この断面力は、橋台16A1に隣接する橋脚12P1(以下「第1橋脚12P1」という)および橋台16A2に隣接する橋脚12P6において最も大きくなる。
また、この多径間連続コンクリート橋10は、側径間部14S1の長さと第2径間部14S2の長さとのバランスが悪く、死荷重時にアンバランスモーメントが生じ、これが第1橋脚12P1の上端部に作用するので、第1橋脚12P1の上端部における断面力が大きくなる。なお、同様の断面力が、橋脚12P6の上端部にも生じる。
そこで、本実施形態においては、この多径間連続コンクリート橋10の橋桁14を架設する際、橋台16A1寄りの径間部14S1(以下「側径間部14S1」という)およびこれに隣接する径間部14S2(以下「第2径間部14S2」という)に関しては、次のような手順で施工が行われるようになっている。なお、反対側の橋台16A2寄りの径間部14S7およびこれに隣接する径間部14S6についても、同様の手順で施工が行われるようになっている。
図2(a1)〜(a5)は、本実施形態に係る橋梁架設方法による多径間連続コンクリート橋10の架設工程を示す図であり、図1のII部で示す部分を架設する際の架設工程を示す図である。なお、同図(b1)〜(b5)は、従来の橋梁架設方法において水平加力を行った場合の架設工程を、本実施形態の場合と対比して示す図である。
まず、同図(a1)に示すように、第1橋脚12P1の柱頭部14Aから、移動作業車100を用いて、橋桁14の側径間部14S1および第2径間部14S2の張出し施工を行い、各々の張出し施工部S1A、S2Aを完成させる。なお、ここで、側径間部14S1および第2径間部14S2を括弧付きで示しているのは、これらが未完成であることを示している。
次に、同図(a2)に示すように、第2径間部14S2の中央閉合を行う前に、側径間部14S1の張出し施工部S1Aを橋台16A1まで延長架設する。その際、この延長部分S1Bの架設は、地盤2の地表面2aに支保工102を仮設して行う。そして、この側径間部14S1における橋台16A1側の端部14S1aを、橋軸方向の反力を発生させない態様で、橋台16A1において仮支持する。
次に、同図(a3)に示すように、側径間部14S1の端部14S1aに対する仮支持を行っている状態で、図中、上向きの矢印で示すように、側径間部14S1に対して、その端部14S1aにおいて上向きの鉛直加力を行う。
次に、同図(a4)に示すように、側径間部14S1の端部14S1aに対する鉛直加力を行っている状態で、第2径間部14S2の張出し施工部S2Aに対して、その先端面において橋軸方向の水平加力を行う。
次に、同図(a5)に示すように、これら鉛直加力および水平加力を行っている状態で、側径間部14S1を橋台16A1に固定するとともに第2径間部14S2の中央閉合を行う。
図3は、図2(a3)のIII−III線矢視詳細図である。
同図に示すように、側径間部14S1の端部14S1aには、左右1対のリブ14S1bを形成しておく。そして、これら各リブ14S1bの下端面と橋台16A1の上端面との間に、1対のジャッキ106、108を、ジャッキ支持構造104を介してそれぞれ設置する。
ここで、内側に配置された左右1対のジャッキ106は、鉛直加力を行うためのジャッキであり、外側に配置された左右1対のジャッキ108は、盛替え用のジャッキである。
ジャッキ支持構造104は、側径間部14S1の橋軸方向の移動を許容するように構成しておき、これにより、側径間部14S1の端部14S1aを仮支持する際に橋軸方向の反力が発生しないようにする。
図4(a)は、図2(a4)のIVa−IVa線矢視詳細図である。また、図4(b)は、図4(a)のIVb−IVb線断面図である。
これらの図に示すように、第2径間部14S2の張出し施工部S2Aの箱桁断面内における先端部に、その先端面S2Aaと面一となるようにして、左右1対の突起部14S2aを形成しておく。その際、第2径間部14S2における他方の張出し施工部(すなわち、橋脚12P2の柱頭部14Aから張出し施工された張出し施工部)S2Bの箱桁断面内における先端部にも、同様の左右1対の突起部14S2aを形成しておく。
そして、これら対向配置された1対の張出し施工部S2A、S2Bにおける各突起部14S2a相互間に、上下1対のジャッキ110、112を、ジャッキ支持構造114、116を介してそれぞれ設置する。その際、上段に配置された左右1対のジャッキ110は、水平加力を行うためのジャッキであり、下段に配置された左右1対のジャッキ112は、盛替え用のジャッキである。
次に、本実施形態の作用効果について説明する。
図5は、本実施形態に係る橋梁架設方法により架設された多径間連続コンクリート橋10において、その各橋脚12P1、12P2、12P3、12P4、12P5、12P6に生じる断面力を示す曲げモーメント図である。その際、同図(a)は、各橋脚12P1〜12P6の上端部に生じる断面力が最大になるときの曲げモーメント図であり、同図(b)は、各橋脚12P1〜12P6の下端部に生じる断面力が最大になるときの曲げモーメント図である。
同図(a)および(b)において、第1橋脚12P1およびその反対側の端部に位置する橋脚12P6の各々に対して破線で示す曲げモーメント図は、仮に鉛直加力および水平加力を行わなかったとした場合の曲げモーメント図である。
鉛直加力および水平加力を行うことにより、同図(a)に示すように、第1橋脚12P1および橋脚12P6の上端部に生じる断面力が最大になる状態において、この上端部に生じる断面力を小さくすることができ、また、同図(b)に示すように、第1橋脚12P1および橋脚12P6の下端部に生じる断面力が最大になる状態において、この下端部に生じる断面力を小さくすることができる。
図6は、鉛直加力および水平加力を行ったことによる第1橋脚12P1における断面力の低減効果を説明するための図である。
同図(a)に示すように、鉛直加力により、第1橋脚12P1には、その全高にわたって均一な曲げモーメントM1が生じる。このため、第1橋脚12P1の上端部に生じる断面力も、この曲げモーメントM1の分だけ小さくなる。
また、同図(b)に示すように、水平加力により、第1橋脚12P1には、その上端部から下端部にかけて直線的に増大する曲げモーメントが生じ、その下端部には、曲げモーメントM2が生じる。このため、第1橋脚12P1の下端部に生じる断面力も、この曲げモーメントM2の分だけ小さくなる。
そして、鉛直加力および水平加力により、第1橋脚12P1の上端部に生じる断面力は、曲げモーメントM1の分だけ小さくなり、第1橋脚12P1の下端部に生じる断面力は、曲げモーメントM2と曲げモーメントM1との差の分だけ小さくなる。
以上詳述したように、本実施形態に係る橋梁架設方法においては、多径間連続コンクリート橋10の橋桁14を、張出し架設工法を用いて架設するようになっているが、その際、橋台16A1に隣接する第1橋脚12P1の柱頭部14Aから、橋桁14の側径間部14S1およびこれに隣接する第2径間部14S2の張出し施工を行った後、第2径間部14S2の中央閉合を行う前に、側径間部14S1の張出し施工部S1Aを橋台16A1まで延長架設した後、この側径間部14S1における橋台16A1側の端部14S1aを、橋軸方向の反力を発生させない態様で仮支持し、この仮支持を行っている状態で、側径間部14S1に対して、その橋台16A1側の端部14S1aにおいて上向きの鉛直加力を行い、この鉛直加力を行っている状態で、第2径間部14S2の張出し施工部S2Aに対して、その先端面S2Aaにおいて橋軸方向の水平加力を行い、これら鉛直加力および水平加力を行っている状態で、側径間部14S1を橋台16A1に固定するとともに第2径間部14S2の中央閉合を行うようになっているので、次のような作用効果を得ることができる。
すなわち、側径間部14S1における橋台16A1側の端部14S1aを仮支持した状態で、この側径間部14S1に対して、その橋台16A1側の端部14S1aにおいて上向きの鉛直加力を行うことにより、第1橋脚12P1に、その全高にわたって均一な曲げモーメントを生じさせることができる。したがって、死荷重時にアンバランスモーメントが生じて、これが第1橋脚12P1の上端部に作用したような場合においても、これにより第1橋脚12P1の上端部に生じる断面力を、鉛直加力により生じさせた曲げモーメントの分だけ小さくすることができる。
また、この鉛直加力を行っている状態で、側径間部14S1の張出し施工部S1Aに対して、その先端面S2Aaにおいて橋軸方向の水平加力を行うことにより、第1橋脚12P1に、その上端部から下端部にかけて直線的に増大する曲げモーメントを生じさせることができる。したがって、橋桁の温度変化、クリープ、乾燥収縮等によって、第1橋脚12P1の下端部における断面力が大きくなった場合においても、その大きさを、水平加力により生じさせた曲げモーメントの分だけ小さくすることができる。
しかも、本実施形態においては、これら鉛直加力および水平加力を、側径間部14S1の張出し施工部S1Aを橋台16A1まで延長架設した後に行うようになっているので、これら鉛直加力および水平加力を行ったことにより、工程遅延が生じてしまうのを未然に防止することができる。
このように本実施形態によれば、多径間連続コンクリート橋10の橋桁14を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法において、工程遅延を生じさせることなく、第1橋脚12P1の上下両端部における断面力を低減させることができる。また、本実施形態においては、第1橋脚12P1の反対側の端部に位置する橋脚12P6についても、その上下両端部における断面力を低減させることができる。
なお、上記実施形態においては、架設対象となる多径間連続コンクリート橋10が、6つの橋脚12P1〜12P6を有している場合について説明したが、橋脚が5つ以下の場合あるいは7つ以上の場合においても、上記実施形態と同様の架設工程で架設することにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
また、上記実施形態においては、架設対象となる多径間連続コンクリート橋10の橋桁14が、単一箱桁の主桁構造を有している場合について説明したが、これ以外の主桁構造を有している場合においても、上記実施形態と同様の架設工程で架設することにより、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
2 地盤
2a 地表面
10 多径間連続コンクリート橋
12A 本体部
12B 基礎杭
12P1 第1橋脚
12P2、12P3、12P4、12P5、12P6 橋脚
14 橋桁
14A 柱頭部
14S1 側径間部
14S1a 端部
14S1b リブ
14S2 第2径間部
14S2a 突起部
14S3、14S4、14S5、14S6、14S7 径間部
16A1、16A2 橋台
100 移動作業車
102 支保工
104、114、116 ジャッキ支持構造
106、108、110、112 ジャッキ
S1A、S2A、S2B 張出し施工部
S1B 延長部分
S2Aa 先端面

Claims (1)

  1. 多径間連続コンクリート橋の橋桁を、張出し架設工法を用いて架設する橋梁架設方法において、
    橋台に隣接する第1橋脚の柱頭部から、上記橋桁の側径間部および該側径間部に隣接する第2径間部の張出し施工を行った後、
    上記第2径間部の中央閉合を行う前に、上記側径間部の張出し施工部を上記橋台まで延長架設した後、この側径間部における上記橋台側の端部を、橋軸方向の反力を発生させない態様で仮支持し、
    この仮支持を行っている状態で、上記側径間部に対して、該側径間部における上記橋台側の端部において上向きの鉛直加力を行い、
    この鉛直加力を行っている状態で、上記第2径間部の張出し施工部に対して、該張出し施工部の先端面において橋軸方向の水平加力を行い、
    これら鉛直加力および水平加力を行っている状態で、上記側径間部を上記橋台に固定するとともに上記第2径間部の中央閉合を行う、ことを特徴とする橋梁架設方法。
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