JP2014051799A - 柱頭部の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】橋桁が橋脚の幅より張り出す構造の橋梁において、橋脚上に橋桁の柱頭部を効率よく構築する。
【解決手段】 橋脚２の上に、柱頭部の幅方向における中央部となる中央部ブロック２１を、現場で打設するコンクリートによって形成する。この中央部ブロックの側面の下部から、橋桁の幅方向に張り出すようにプレキャストコンクリートブロック２３を支持し、該プレキャストコンクリートブロックと前記中央部ブロックとを、緊張力が導入された緊張材によって連結する。その後、中央部ブロックと接合されたプレキャストコンクリートブロックに支持させ、該プレキャストコンクリートブロックの上面及び前記中央部ブロックの側面と密着するようにコンクリート２４を打設する。
【選択図】図８

Description

本発明は、橋脚上に支持されるコンクリートの橋桁の橋脚上部分すなわち柱頭部を構築する方法に関するものである。

大規模のコンクリート橋梁の構築には、いわゆる片持ち施工方法が多く採用される。この工法は、橋脚を立ち上げた後、橋脚上から橋桁の軸線に沿った方向（橋軸方向）の双方へ、所定長さに設定された施工ブロック毎に橋桁を張り出すように構築するものである。

上記橋桁の柱頭部を構築する方法として、地表面から支保工を立ち上げ、この支保工上で型枠を組み立ててコンクリートを打設する方法や、橋脚の上部に取り付けたブラケットによって支持される支保工を組み立て、この支保工上でコンクリートを打設する方法等が一般に採用されている。
一方、支保工を簡略化して柱頭部の構築を合理化するために、プレキャストコンクリート部材を用いて柱頭部を形成する方法が、特許文献１及び特許文献２に記載されている。

特開２００３−３２８３２０号公報 特開２００８−２７４５８６号公報

片持ち施工方法が採用されるコンクリートの橋梁であって、橋桁の幅が橋脚の寸法より大きく、橋脚上で橋桁が幅方向に張り出した構造となる橋梁がある。このような橋桁は橋脚上に大きな断面積を有する柱頭部横桁を有し、この柱頭部横桁が橋脚から幅方向に張り出して形成される。そして、この柱頭部横桁から橋軸方向の双方に橋桁を張り出すように施工されるものである。このように橋桁が橋脚より幅方向に張り出していると、柱頭部を構築するための支保工を組み立てるのに多くの費用と作業量が必要となる。つまり、幅方向に張り出した柱頭部横桁は重量が大きくなり、この重量を支持することができる支保工を構築する必要がある。特に橋脚の高さが大きく、橋脚の上部から張り出すように設けた支保工で側方に張り出す柱頭部横桁の大きな重量を支持するためには、大規模な仮設工事が必要となってしまう。

一方、プレキャストコンクリート部材を用いて柱頭部を構築するものとしても、橋桁の柱頭部及び柱頭部横桁は断面積が大きく、プレキャストコンクリート部材の重量が大きくなってしまう。このため、プレキャストコンクリート部材を吊り上げ、所定の位置に設置する作業を行うために大きな揚重設備が必要となり、効率よく柱頭部を構築することが難しくなる。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、橋桁が橋脚の幅より側方に張り出す構造の橋梁において、橋脚上に橋桁の柱頭部を効率よく構築する柱頭部の構築方法を提供することである。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、 基礎上に立ち上げられたコンクリートの橋脚と、該橋脚上に支持され、該橋脚の幅より大きな幅を有するコンクリートの橋桁とを備えた橋梁の、前記橋桁の前記橋脚上部分である柱頭部を構築する方法であって、 前記柱頭部の、前記橋桁の幅方向における中央部分となる中央部ブロックを現場で打設するコンクリートによって前記橋脚の上に形成する工程と、 前記中央部ブロックの側面の下部から前記橋桁の幅方向に張り出すようにプレキャストコンクリートブロックを支持し、該プレキャストコンクリートブロックと前記中央部ブロックとを、緊張力が導入された緊張材によって連結する工程と、 前記プレキャストコンクリートブロックに支持させ、該プレキャストコンクリートブロックの上面及び前記中央部ブロックの側面に密着するようにコンクリートを打設する工程と、を含むこと特徴とする柱頭部の構築方法を提供する。

この方法では、橋脚上に該橋脚の側面より大きく張り出すことなく中央部ブロックを形成することができ、この工程で大きな支保工を設ける必要は生じない。そして、この中央部ブロックの下部から張り出すようにプレキャストコンクリートブロックを連結して支持する工程でも、大きな支持力を有する支保工を必要としない。また、プレキャストコンクリートブロックによって幅方向に張り出す部分の断面積は柱頭部の下部に限定されており、プレキャストコンクリートブロックの重量は小さく抑えられ、容易に吊り上げて接合することができる。さらに、柱頭部の中央部ブロックから張り出す部分の上部は、プレキャストコンクリートブロックを接合して形成された部分に重量を支持させ、現場でコンクリートを打設して形成することができる。したがって、大きな重量を支持し得る支保工を構築することなく、効率よく柱頭部を構築することが可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の柱頭部の構築方法において、 前記プレキャストコンクリートブロックは、前記橋桁の幅方向に複数を順次に連結するものであり、 該プレキャストコンクリートブロックの、前記橋桁の軸線方向と平行で鉛直な断面の形状が箱形となって中空部を有するものとする。

この方法では、中央部ブロックから橋桁の幅方向に張り出すプレキャストコンクリートブロックが複数に分割され、それぞれの重量が小さくなる。また、プレキャストコンクリートブロックを接合して幅方向に張り出す部分の断面形状が中空の箱形となっているので、大きな剛性を維持するとともに重量をさらに小さくすることができる。したがって、吊り上げて接合する作業を容易に行うことができる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の柱頭部の構築方法において、 前記プレキャストコンクリートブロックは、該プレキャストコンクリートブロックの上にコンクリートを打設するための型枠が固定された状態で、前記中央部ブロック又は既に中央部ブロックに連結された他のプレキャストコンクリートブロックに連結するものとする。

この方法では、接合されたプレキャストコンクリートブロックの上にコンクリートを現場打設するための型枠を組み立てる作業を効率よく行うことができる。特に、柱頭部が橋桁の幅方向に張り出した先端面に設ける型枠は、予めプレキャストコンクリートブロックに固定しておくことにより、橋桁の側縁部にまで張り出して作業足場を設けることなく設置することができ、効率の良い作業が可能となる。

以上説明したように、本発明に係る柱頭部の構築方法では、橋桁の幅が橋脚の幅より大きく、橋脚上から幅方向に張り出した形状の柱頭部を効率よく構築することが可能となる。

本発明の一実施形態である柱頭部の構築方法を好適に採用することができる橋梁を示す概略側面図である。 図１に示す橋梁の横断面図である。 図１に示す橋梁の橋脚位置における横断面図である。 図１に示す橋梁の橋脚位置における縦断面図であって、図３中に示すＡ−Ａ線における断面図である。 図１に示す橋梁の橋脚位置における縦断面図であって、図３中に示すＢ−Ｂ線における断面図である。 橋脚上に中央部ブロックを形成するときの状態を示す概略正面図である。 中央部ブロックが形成された状態を示す概略斜視図である。 中央部ブロックにプレキャストコンクリートブロックを順次に接合する工程を示す概略斜視図である。 中央部ブロックにプレキャストコンクリートブロックを順次に接合する工程を終了した状態を示す概略斜視図である。 プレキャストコンクリートブロックを接合した張り出し部分の上にコンクリートを現場打設した状態を示す概略斜視図である。 コンクリートを現場打設するための型枠をプレキャストコンクリートブロックに取り付けて接合する状態を示す概略正面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、本発明の柱頭部の構築方法を好適に採用することができる橋梁を示す概略側面図である。
この橋梁は、エクストラドーズド形式の斜張橋であって、橋台１及び橋脚２の上に架け渡された橋桁３と、橋脚２上に立ち上げられた主塔４と、この主塔４の上部から橋桁３の軸線方向の双方へ斜下方に張架され、橋桁３を斜め方向に吊り支持する複数の斜ケーブル５，６とを有するものである。
エクストラドーズド形式の斜張橋は橋桁３の曲げ剛性を比較的大きくするとともに、主塔４の高さを小さく抑えたものであり、斜ケーブル５，６の傾斜角は小さくなっている。

上記橋桁３はコンクリートによって形成されており、図２に示すように、断面形状が箱形となった部分を２つ連結したものである。そして、この橋桁３は、２つの箱形断面部分に連続した上床版１１と、２つの箱形断面部分のそれぞれで独立した下床版１２と、上記上床版１１と下床版１２とを上下に連結するウェブ１３とを有するものとなっている。上床版１１と下床版１２とは現場で打設されたコンクリートで形成されており、ウェブ１３にはプレキャスト板が用いられている。このプレキャスト板は、側面形状が上下方向の中位で水平方向の寸法が縮小され、上下部で徐々に拡大された蝶形になったものである。このプレキャスト板を橋桁の軸線方向に配列してウェブ１３としている。このようにウェブ１３としてプレキャスト板を用いることにより、橋桁３の重量を低減した構造としている。
なお、本実施の形態では、上記橋桁３のウェブにプレキャスト板を用いたが、橋桁３の構造はこのような構造に限定されるものではなく、ウェブが現場で打設されるコンクリート又は鋼からなるもの等、他の形態の橋桁であってもよい。

また、この橋桁３は、幅が橋脚２の幅方向の寸法より大きく、橋脚２より側方に張り出した状態で橋脚２に支持されている。そして、この橋桁３は橋脚２の直上に柱頭部横桁１４を有し、橋桁３と橋脚２とは一体に連続してラーメン構造を形成するものとなっている。そして、上記主塔４は、橋桁３の柱頭部横桁１４が設けられた位置の上に、一体に連続して立ち上げられたものである。

この橋桁の柱頭部は、図３に示すように、橋脚２の直上部分に現場打ちコンクリートで形成された中央部ブロック２１と、この中央部ブロック２１から幅方向の両側に張り出した張り出し部分２２とで構成されている。張り出し部分２２の下部は、複数のプレキャストコンクリートブロック２３を幅方向に連結して形成されており、上部はプレキャストコンクリートブロック２３の上に現場で打設されたコンクリート２４で形成されている。

上記中央部ブロック２１は、図３及び図４に示すように、中実断面となっており橋脚２と連続して一体となっている。また、図３及び図５に示すように、張り出し部分２２の上部も中実断面となっており、この部分には橋軸方向に複数のダクト２５が設けられている。このダクト２５には橋桁にプレストレスを導入するための緊張材が挿通される。プレキャストコンクリートブロック２３で形成された張り出し部分の下部は、橋桁３の軸線と平行な断面において矩形の中空部２６を有するものとなっており、この中空部２６は中央部ブロック２１との接合面から最も外側のウェブ１３ａが設けられる位置付近まで橋桁３の幅方向に連続している。そして、この中空となった位置には、橋桁３の軸線方向に貫通するマンホール２７が設けられている。

この柱頭部には、図４及び図５に示すように、中央部ブロック２１及び張り出し部分２２の上部を貫通するように、橋桁の軸線と直角方向のダクト２８が設けられている。これらのダクト２８内に挿通された緊張材によってプレストレスが導入され、張り出し部分２２から橋桁３の軸線方向に伸びる橋桁上の荷重を支持し得るものとなっている。また、プレキャストコンクリートブロック２３で形成された部分２２から中央部ブロック２１を貫通するように設けられたダクト２９には、プレキャストコンクリートブロックを順次に接合するための緊張材が挿通されている。

次に、上記のような柱頭部を構築する方法について説明する。
コンクリートを所定の高さ毎に順次打設して橋脚２を所定の高さまで立ち上げる。この橋脚２の構築には、地表面から足場を組み上げて作業を行っても良いし、型枠と足場とが一体となったジャンピングフォームやスライディングフォーム等を用いることもできる。そして、橋脚２が所定の高さまで形成されると、図６に示すように、橋脚２の上部のコンクリートにブラケットを固定し、足場３１を形成する。この足場３１の一部は支保工としても機能するものとなっている。

上記足場３１上の作業により、橋脚２の上に柱頭部の中央部ブロック２１を形成する。中央部ブロック２１は、図６に示すように、足場３１上に支柱３２等を介して型枠（図示しない）を組み立て、型枠内に未硬化のコンクリートを打設して形成する。このとき、柱頭部の張り出し部分を構成するプレキャストコンクリートブロックが接合される部分、すなわち中央部ブロック２１の幅方向の側面下部には、プレキャストコンクリートの基準ブロック３３を設置しておき、この基準ブロック３３を型枠としてコンクリートを打設する。このようにして、図７に示すように中央部ブロック２１が形成され、この中央部ブロック２１の幅方向の側面つまり柱頭部が張り出される面２１ａの下部にはプレキャストコンクリートからなる基準ブロック３３が露出している。
なお、図７から図１０までにおいては足場の図示を省略しているが、足場は少なくとも柱頭部の構築が完了するまでは、橋脚上部のコンクリートに固定された状態で維持される。

続いて、図８に示すように予め工場又は製作ヤードで形成されたプレキャストコンクリートブロック２３を上記基準ブロック３３に接合し、さらに複数のプレキャストコンクリートブロック２３を順次に接合して橋桁３の幅方向へ張り出す。上記基準ブロック３３とプレキャストコンクリートブロック２３とは、工場又は製作ヤードにおいていわゆるマッチキャスト方式によって製作する。つまり、最初に基準ブロック３３を型枠内にコンクリートを打設して製作し、基準ブロック３３のコンクリートが硬化した後、この基準ブロックと接合されるプレキャストコンクリートブロック２３−１を、基準ブロック３３との接合面を型枠として製作する。接合面には剥離剤を介挿させ、後から打設したコンクリートの硬化後、基準ブロック３３とプレキャストコンクリートブロック２３−１とを分離することができる。そして、順次に接合するプレキャストコンクリートブロック２３を先に製作したプレキャストコンクリートブロックを型枠として製作する。これにより各プレキャストコンクリートブロック２３の接合面は対応する形状となって、接合時にぴったりと密着するものとなる。

また、プレキャストコンクリートブロック２３の接合は、接合面にエポキシ樹脂等の接着剤を塗布し、接合面を互いに突き合わせるとともに、予め形成しておいたダクト２９に挿通した緊張材を緊張し、プレキャストコンクリートブロック２３に定着して一体となるように緊結する。このように順次にプレキャストコンクリートブロック２３を接合し、図９に示すように中央部ブロック２１から橋桁３の幅方向の両側へ、橋桁の側面となる部分まで張り出す。
なお、本実施の形態では、橋桁３のウェブが蝶型のプレキャスト板を配列したものとなっており、橋桁３の連続的な外観を維持するために柱頭部の側面において、蝶型のプレキャスト板と同形状の凸状部３４を形成するものとしている。

プレキャストコンクリートブロック２３によって柱頭部の張り出し部分２２の下部が中央部ブロック２１から張り出して形成されると、このプレキャストコンクリートブロック２３の橋軸方向と直角となる側面２３ａより上方に型枠（図示しない）を組み立てる。また、最後に接合したプレキャストコンクリートブロック２３−２の先端面つまり橋桁３のウェブ１３の外側となる面から、橋桁３の上部及び張り出し床版の形状に対応する型枠（図示しない）を組み立てる。また、所定の位置に、橋桁の軸線方向に配置される緊張材を挿通するためのシース、柱頭部内で橋桁の軸線と直角方向に配置される緊張材を挿通するためのシース等を配置するとともに、プレキャストコンクリートブロック２３によって張り出した部分の上に鉄筋（図示しない）を配置する。
なお、プレキャストコンクリートブロック２３は、製作時において上面から上方に鉄筋を突き出しておき、プレキャストコンクリートブロック２３の上に配置される鉄筋と継ぎ手を介して連続するように配置するのが望ましい。

鉄筋の配置後、上記型枠内にコンクリートを打設し、図１０に示すように、硬化させて中央部ブロック２１と、プレキャストコンクリートブロック２３からなる張り出し部分２２の下部と、現場でコンクリート２４を打設した張り出し部分２２の上部とを一体に連続させる。そして、橋桁３の軸線と直角方向に配置した緊張材（図示しない）を緊張し、柱頭部に橋桁の軸線と直角方向のプレストレスを導入して、橋桁から作用する荷重を支持し得るものとする。

上記実施の形態において張り出し部分２２の上部にコンクリート２４を打設するための型枠は、プレキャストコンクリートブロック２３で構成される張り出し部分２２の下部を形成した後に組み立てるものであったが、張り出し部分２２の先端部における型枠３５は、図１１に示すように、最後に接合するプレキャストコンクリートブロック２３−２に予め取り付けておくことができる。
張り出し部分２２の先端部を形成するために設けられる型枠３５は、ウェブ１３の側面と連続する形状及び張り出し床版１１ａと連続する形状となるものであり、すべてのプレキャストコンクリートブロック２３を接合した後に上記型枠を組み立てるには、張り出し床版１１ａの先端の直下にまで及ぶ足場が必要となる。これに対し、図１１に示すように張り出し床版１１ａの型枠３５を予めプレキャストコンクリートブロック２３−２に取り付けておくことによって、橋脚２の上部から張り出して形成する足場３１を簡略化することが可能となる。

上記のように柱頭部が構築されると、この柱頭部から橋桁３の軸線沿った双方向に予め設定された施工ブロック毎に橋桁３を順次に張り出すように構築する。また、本実施の形態では斜ケーブル５，６を張架するための主塔４を橋桁３の柱頭部上に立ち上げる。そして、順次張架された斜ケーブル５，６によって橋桁３を支持しながらさらに橋桁３を張り出して構築する。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で他の態様で実施することができる。
例えば、本実施の形態では、斜張橋における橋桁の柱頭部に適用したが、斜張橋に限定されるものではなく、橋脚及び橋台上に支持された橋桁のみで橋桁上の荷重を支持する、いわゆる桁橋に適用することもできる。また、本実施の形態ではウェブにプレキャスト板を用いているが、上床版及び下床版とともに現場で打設されたコンクリートからなるウェブを有するもの、鋼部材をウェブに用いるものであっても良い。また、上床版及び下床版がウェブとともにプレキャストセグメントとして製作ヤード等において製作され、これらを接合して橋桁とするものであっても良い。
さらに橋桁の断面形状は、上記実施の形態が２つの箱形断面部分を上床版と横桁によって連結したものであるが、１又は２以上の中間ウェブによって仕切られて幅方向に連続する多室箱形の断面を有する橋桁であっても良い。

一方、柱頭部の張り出し部分は、プレキャストコンクリートブロックで形成される下部が中空となる断面形状となっているが、中実断面で張り出し部分の下部を形成することもできる。また、現場打設されるコンクリートで形成される張り出し部分の上部に、中空部を設けることもできる。
さらに、柱頭部の中央部ブロックは、上記実施の形態で中実断面としているが、ここに中空部を設けても良い。
また、柱頭部の張り出し部分におけるプレキャストコンクリートブロックで形成される下部と現場打設されるコンクリートで形成される上部との断面積の比率、高さ方向の寸法の比率等も、橋梁の規模や形式、橋桁が幅方向に橋脚より張り出す長さ等に応じて適宜に設定することができるものである。

１：橋台、 ２：橋脚、 ３：橋桁、 ４：主塔、 ５，６：斜ケーブル、
１１：上床版、 １１ａ：張り出し床版、 １２：下床版、 １３：ウェブ、 １４：柱頭部横桁、
２１：中央部ブロック、 ２２：柱頭部の張り出し部分、 ２３：プレキャストコンクリートブロック、 ２４：張り出し部分の上部に現場打設されるコンクリート、 ２５：橋軸方向のダクト、 ２６：柱頭部の中空部、 ２７：マンホール、 ２８，２９：橋軸方向と直角に設けられるダクト、
３１：足場、 ３２：支柱、 ３３：基準ブロック、 ３４：柱頭部側面の凸状部、 ３５：型枠

Claims (3)

1. 基礎上に立ち上げられたコンクリートの橋脚と、該橋脚上に支持され、該橋脚の幅より大きな幅を有するコンクリートの橋桁とを備えた橋梁の、前記橋桁の前記橋脚上部分である柱頭部を構築する方法であって、
   前記柱頭部の、前記橋桁の幅方向における中央部分となる中央部ブロックを現場で打設するコンクリートによって前記橋脚の上に形成する工程と、
   前記中央部ブロックの側面の下部から前記橋桁の幅方向に張り出すようにプレキャストコンクリートブロックを支持し、該プレキャストコンクリートブロックと前記中央部ブロックとを、緊張力が導入された緊張材によって連結する工程と、
   前記プレキャストコンクリートブロックに支持させ、該プレキャストコンクリートブロックの上面及び前記中央部ブロックの側面に密着するようにコンクリートを打設する工程と、を含むこと特徴とする柱頭部の構築方法。
2. 前記プレキャストコンクリートブロックは、前記橋桁の幅方向に複数を順次に連結するものであり、
   該プレキャストコンクリートブロックの、前記橋桁の軸線方向と平行で鉛直な断面の形状が箱形となって中空部を有することを特徴とする請求項１に記載の柱頭部の構築方法。
3. 前記プレキャストコンクリートブロックは、該プレキャストコンクリートブロックの上にコンクリートを打設するための型枠が固定された状態で、前記中央部ブロック又は既に中央部ブロックに連結された他のプレキャストコンクリートブロックに連結することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の柱頭部の構築方法。
   

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