JP2018100564A - 床版架け替え装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 床版の架け替え（旧床版の撤去と新床版の設置）を効率的に行う。【解決手段】 床版架け替え機１００は、橋軸方向前後の門型フレーム２、２を連結してなる門型構造体１と、門型構造体１の天井部に沿って橋軸方向に配設される２組のレール７、８と、レール７に懸架され、搬入・搬出位置（トレーラ２００）の新床版Ｓ１を吊上げて、架け替え位置まで移動可能な第１の吊上装置１０と、レール８に懸架され、架け替え位置の旧床版Ｓ２を吊上げて、搬入・搬出位置まで移動可能な第２の吊上装置２０と、を含んで構成される。前記第１及び第２の吊上装置１０、２０は、それぞれが床版を吊上げた状態で、橋軸方向で互いに反対方向にすれ違うことができるように構成される。【選択図】 図１

Description

本発明は、既設の橋梁において路面を構成している床版の架け替え（旧床版の撤去とこれに替わる新床版の設置）を行う床版架け替え装置及び方法に関する。

橋梁は、橋脚と、複数の橋脚の上に跨がって橋軸方向に延びる橋桁（Ｈ形鋼）と、複数の橋桁の上に跨がって配設される床版と、を含んで構成される。床版は、プレキャストコンクリート製で、その長手方向（長辺）を橋軸直角方向に向け、橋軸方向に一列又は二列に並べられて、路面を構成する。

かかる床版については、長年の使用による内部の鉄筋の腐食などの理由で、架け替え（旧床版の撤去と新床版の設置）が求められる場合がある。

従来の床版架け替え装置（床版架設機）としては、特許文献１に記載の装置が知られている。
これは、橋軸方向前後の門型フレームを連結してなる無軌条・自走式の門型構造体と、門型構造体の天井部の下面側に前後方向及び横方向に移動可能に設けられる吊上装置（例えばチェーンブロック）と、を備えている。

このような架設機を用いた床版の架設作業は、
（１）架設機の後部での床版の取込み、すなわち、架設機の後部に位置させた吊上装置による、床版の長辺を橋軸方向に向けた状態での、床版の吊上げ
（２）吊上装置の前側への移動による、床版の架設位置までの移送
（３）床版の長辺を橋軸直角方向に向けるように、床版の向きの変更（９０°回転）
（４）そして、所定位置への設置
という工程で行われる。
また、既設の床版の撤去作業は、入れ替わりで、ほぼ逆の工程で行われる。

特許第３９０１６５７号公報

しかしながら、従来の床版架け替え装置では、１つの吊上装置で、旧床版の撤去と新床版の設置とを交互に行う方式のため、床版の架け替えに時間がかかるという問題点があった。

本発明は、このような実状に鑑み、効率的な床版の架け替えを行うことができる、床版架け替え装置及び方法を提供することを課題とする。

本発明に係る床版架け替え装置は、
橋軸方向前後の門型フレームを連結してなる門型構造体と、
前記門型構造体の天井部に沿って橋軸方向に配設される２組のレールと、
一方の組のレールに懸架され、床版の架け替え位置から橋軸方向に離れた位置に設定された搬入・搬出位置の新床版を吊上げて、前記架け替え位置まで移動可能な第１の吊上装置と、
他方の組のレールに懸架され、前記架け替え位置の旧床版を吊上げて、前記搬入・搬出位置まで移動可能な第２の吊上装置と、
前記第１及び第２の吊上装置にそれぞれ設けられて吊上げた床版を水平面内にて回転させて向きを変えることができる回転機構と、
を含んで構成され、
前記第１及び第２の吊上装置は、それぞれが床版を吊上げた状態で、橋軸方向で互いに反対方向にすれ違うことができるように構成されていることを特徴とする。

本発明に係る床版架け替え方法は、
床版の架け替え位置から橋軸方向に離れた位置に設定された搬入・搬出位置にて、第１の吊上装置により、新床版をその長手方向が橋軸方向に向いた状態で吊上げる搬入工程と、
前記架け替え位置にて、第２の吊上装置により、旧床版を吊上げる撤去工程と、
前記第１の吊上装置と前記第２の吊上装置とを橋軸方向で互いに反対方向にすれ違うように移動させて、新床版を前記架け替え位置の側に、旧床版を前記搬入・搬出位置の側に相対的に移動させるすれ違い工程と、
前記第１の吊上装置により前記架け替え位置に移動させた新床版を水平面内で回転させてその長手方向を橋軸直角方向に向け、吊降ろして設置する設置工程と、
前記第２の吊上装置による吊上げ後、前記すれ違い工程の前又は後に、旧床版を水平面内で回転させてその長手方向を橋軸方向に向けてから、前記第２の吊上装置により前記搬入・搬出位置に移動させた旧床版を吊降ろして搬出させる搬出工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、橋軸方向にすれ違うことができる２つの吊上装置を用いることで、床版の搬入・搬出位置から架け替え位置へ移動と、架け替え位置から搬入・搬出位置への移動とを同時に行うことが可能となる。従って、新床版の搬入・設置作業と旧床版の撤去・搬出作業とを並行して行うことができ、効率的な床版の架け替えを行うことができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る床版架け替え装置の新床版搬入・旧床版撤去工程での側面図（橋軸直角方向に見た図） 図１に対応する平面図 図１に対応する正面図（橋軸方向に見た図） 同上の床版架け替え装置の新・旧床版のすれ違い工程での側面図 図４に対応する正面図 同上の床版架け替え装置の新床版設置・旧床版搬出工程での側面図 図６に対応する正面図 新床版の搬入工程の説明図 旧床版の撤去工程の説明図 新床版の設置工程の説明図 旧床版の搬出工程の説明図

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて、詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る床版架け替え装置の側面図（橋軸直角方向に見た図）、図２は図１に対応する平面図、図３は図１に対応する正面図（橋軸方向に見た図）である。

本実施形態において、新床版Ｓ１は、旧床版Ｓ２とは異なり、長手方向の両端部に壁高欄Ｋ１を一体に有しているものとしている。新床版Ｓ１は、また、吊上げ作業を容易化するため、上面より突出する吊りピース（スタッドボルト）Ｂ１を一体に有しているものとしている。

本実施形態の床版架け替え装置は、自走式であり、以下では、「床版架け替え機」という。
床版架け替え機１００の本体は門型構造体１であり、橋軸方向前後の門型フレーム２、２と、これら前後の門型フレーム２、２の上部を連結する左右一対のメインフレーム３、３と、から構成される。尚、本実施形態では前後２つの門型フレーム２、２を備えるが、３つ以上であってもよい。但し、２つの門型フレーム２、２の間で、架け替え作業を行い、かつ床版の回転が可能となるようにする。図２には床版の回転位置及び範囲を点線で示している。

ここで、各門型フレーム２は、中央部の横フレーム２ａと、その両端部に取付けられる逆Ｌ字状の脚部２ｂ、２ｂとからなる。
そして、各脚部２ｂの下端には、それぞれ、走行装置としてのキャスターユニット４が各脚部２ｂの軸線回りに回転可能に取付けられ、各キャスターユニット４にはモータ駆動のタイヤ車輪５が複数備えられる。
従って、門型構造体１は、門型フレーム２の脚部２ｂに、タイヤ車輪５により路面上を走行可能な走行装置（キャスターユニット４）を備えている。

従って、床版架け替え機１００は、無軌条式（レール等を必要としない方式）の自走車両であり、一般道路を走行して、作業現場の橋梁上（既設の床版上）にて停車することができる。

キャスターユニット４にはまた、ジャッキ６が備えられる。ジャッキ６は、タイヤ車輪５による床版架け替え機１００の走行中は格納され、作業位置で停車した後、伸長作動して、タイヤ車輪５を路面から浮かせることで、床版架け替え機１００を路面上に安全に位置固定することができる。

また、門型フレーム２において、中央部の横フレーム２ａに対し、左右の逆Ｌ字状の脚部２ｂ、２ｂは、摺動可能に取付けられていて、横フレーム２ａからの脚部２ｂ、２ｂの橋軸直角方向（橋梁の幅員方向）の張り出し長さを変えることできる。尚、図３には脚部２ｂ、２ｂについて最小幅状態の脚部と最大幅状態の脚部とを示している。
従って、門型構造体１は、門型フレーム２の脚部２ｂが橋軸直角方向に位置調整可能に設けられていて、幅員調整機能を有する。かかる幅員調整機能は、橋梁の幅員方向において荷重をかけていい位置が制約される場合などに有用である。

床版架け替え機１００は、また、メインフレーム３等により構成される門型構造体１の天井部に沿って橋軸方向に配設される２組のレール７、８と、一方の組のレール７に懸架される第１の吊上装置１０と、他方の組のレール８に懸架される第２の吊上装置２０とを備える。

２組のレール７、８はそれぞれ２本ずつ設けられ、第１の吊上装置１０用の２本のレール７、７は、比較的狭い幅で門型構造体１の幅方向中央部側に設けられ、第２の吊上装置２０用の２本のレール８、８は、比較的広い幅で門型構造体１の幅方向両端部側に設けられる。
従って、第２の吊上装置２０用の２本のレール８、８は、これらの間に第１の吊上装置１０用の２本のレール７、７を挟み込むように配置される。

第１の吊上装置１０は、新床版Ｓ１の搬入・設置用で、左右２本のレール７、７のそれぞれに前後２本ずつ懸架されて各レール７、７に沿って移動可能な左右二対（計４本）のチェーンブロック１１と、チェーンブロック１１の下方で上側の吊り部材と下側の吊り部材との間に介在して下側の吊り部材を水平面内にて回転可能とする回転機構１２と、下側の吊り部材として設けられた吊り天秤１３と、を含む。

吊り天秤１３は、その両端部から突出可能なアーム１３ａを備え、これらのアーム１３ａで、新床版Ｓ１に埋め込まれて上面より突出する吊りピースＢ１に係合することで、新床版Ｓ１の吊上げを可能にする。

第２の吊上装置２０は、旧床版Ｓ２の撤去・搬出用で、左右２本のレール８、８のそれぞれに前後２本ずつ懸架されて各レール８、８に沿って移動可能な左右二対（計４本）のチェーンブロック２１と、チェーンブロック２１の下方で上側の吊り部材と下側の吊り部材との間に介在して下側の吊り部材を水平面内にて回転可能とする回転機構２２と、下側の吊り部材として設けられたクランプ型の吊り天秤２３と、を含む。

クランプ型の吊り天秤２３は、コ字状で、その上辺部と下辺部とで旧床版Ｓ２をその側部から挟み込むが、下辺部は上辺部より短く、その端部から突出可能なアーム２３ａを備えている。クランプ型の吊り天秤２３は、また、旧床版Ｓ２を挟み込んだ状態で固定するため、締付けジャッキ２３ｂを備えている。

次に上記の床版架け替え機１００を用いた橋梁における床版の架け替え作業について説明する。

床版架け替え機１００を床版により構築されている路面上を走行させて、床版の架け替え位置（図１のＰ１、Ｐ２位置）が前後の門型フレーム２、２の間にくるようにし、この停車位置でジャッキ６により床版架け替え機１００（門型構造体１）を固定する。
床版の搬入・搬出位置は、床版の架け替え位置から橋軸方向に離れた位置に設定され、ここに新床版Ｓ１を搭載したトレーラ２００が到着する。トレーラ２００は、新床版Ｓ１の搬入完了後、搬出する旧床版Ｓ２を搭載して、出発する。

本実施形態での床版の架け替えは、新床版Ｓ１の搬入・設置と、旧床版Ｓ２の撤去・搬出とを並行して行うが、旧床版Ｓ２の撤去の際にクランプ型（コ字状）の吊り天秤２３を使用するため、最初に旧床版Ｓ２を少なくとも１枚撤去・搬出した後に、新床版Ｓ１の搬入・設置と、旧床版Ｓ２の撤去・搬出とを並行して行う。
従って、本実施形態での床版の架け替えは、先行して少なくとも１枚の床版が撤去されている状態で行われる。

図１では、Ｐ１位置の旧床版が先行して撤去されていて、作業空間（第２の吊上装置２０のクランプ型の吊り天秤２３用の作業空間）が形成されている。そして、この作業空間を利用して、これに隣接する後方側の床版（Ｐ２位置の旧床版Ｓ２）を撤去し、少なくとも２枚分の空間が形成された後に、２枚分の空間の前方側（Ｐ１位置）に新床版Ｓ１を設置する。

従って、図１では、Ｐ１位置より前方（図で左方）の路面Ｒ１は架け替え済みの新床版により構築されており、Ｐ２位置より後方（図で右方）の路面Ｒ２は架け替え前の既設の旧床版により構築されている。従って、床版架け替え機１００による床版の架け替えは図１では右方へ進行していくことになる。

床版の架け替え作業について、工程別に説明する。
〔新床版搬入〕
図１は床版架け替え装置の新床版搬入・旧床版撤去工程での側面図、図３は図１に対応する正面図である。
また、図８は新床版搬入工程の説明図である。

図８に沿って説明すると、トレーラ２００で新床版Ｓ１を搬入・搬出位置（荷取り位置）に搬送する。
次に、第１の吊上装置１０のチェーンブロック１１を伸ばして、吊り天秤１３を降下させる。
次に、吊り天秤１３の両端部のアーム１３ａを伸ばして、新床版Ｓ１の吊りピースＢ１に係合させる。
次に、第１の吊上装置１０のチェーンブロック１１を縮めて、新床版Ｓ１を吊上げる。この後、後述のように、待機位置（架け替え位置を挟んで搬入・搬出位置と反対側の位置）へ移動させる。

〔旧床版撤去工程〕
旧床版撤去工程は、新床版搬入工程と並行して行われる。従って、図１及び図３は新床版搬入工程と共に旧床版撤去工程を示している。
また、図９は旧床版撤去工程の説明図である。

図９に沿って説明すると、第２の吊上装置２０を架け替え位置の上方（詳しくは、撤去する旧床版Ｓ２の位置より床版１枚分前方）に移動させる。
次に、第２の吊上装置２０のチェーンブロック２１を伸ばして、クランプ型の吊り天秤２３を撤去する旧床版Ｓ２の前方へ降下させる。
次に、クランプ型の吊り天秤２３の下辺部のアーム２３ａを伸ばすと共に、第２の吊上装置２０全体を床版１枚分後方へ移動させて、クランプ型の吊り天秤２３の上辺部と下辺部との間に、撤去する旧床版Ｓ２を挟み込む。そして、ジャッキ２３ｂで締め付け固定する。
次に、第２の吊上装置２０のチェーンブロック２１を縮めて、旧床版Ｓ２を吊上げる。
この後、後述のように、旧床版Ｓ２を９０°回転させて、旧床版Ｓ２の長手方向を橋軸方向に向ける。

〔すれ違い工程〕
図４は床版架け替え装置のすれ違い工程での側面図、図５は図４に対応する正面図である。

すれ違い工程では、第１の吊上装置１０と第２の吊上装置２０とを橋軸方向で互いに反対方向にすれ違うように移動させて、新床版Ｓ１を架け替え位置の側に、旧床版Ｓ２を搬入・搬出位置の側に相対的に移動させる。
詳しくは、第２の吊上装置２０を架け替え位置にて停止させた状態で、第１の吊上装置１０を、架け替え位置を挟んで搬入・搬出位置と反対側の待機位置まで移動させることで、すれ違わせる。

より詳しくは、第２の吊上装置２０のチェーンブロック２１を比較的伸ばして、左右のチェーンブロック２１、２１間の空間を上下方向に大きくした状態で、第１の吊上装置１０のチェーンブロック１１を比較的短くして、第１の吊上装置１０を吊上げた新床版Ｓ１と共に、第２の吊上装置２０の左右のチェーンブロック２１、２１間の空間を通過させることで、すれ違わせる（図５参照）。従って、新床版Ｓ１は旧床版Ｓ２の上を通過することになる。

尚、図４及び図５では、第２の吊上装置２０により吊上げた旧床版Ｓ２を、回転機構２２によって、９０°回転させ、旧床版Ｓ２の長手方向を橋軸方向に向けている。この向きの変更は、すれ違い前であってもよいし、すれ違い後であってもよい。
第２の吊上装置２０をすれ違い時に停止させていた場合は、すれ違い後に、９０°回転させてから、搬入・搬出位置に向かって移動させることになる。

〔新床版設置工程〕
図６は床版架け替え装置の新床版設置・旧床版搬出工程での側面図、図７は図６に対応する正面図である。
また、図１０は新床版設置工程の説明図である。

図１０に沿って説明すると、第１の吊上装置１０を新床版Ｓ１を吊上げたまま、待機位置から架け替え位置へ移動させる。
次に、第１の吊上装置１０の回転機構１２により、新床版Ｓ１を９０°回転させて、新床版Ｓ１の長手方向を橋軸直角方向に向ける。
次に、第１の吊上装置１０の吊り天秤１３を降下させて、新床版Ｓ１を架け替え位置に設置する。
次に、吊り天秤１３のアーム１３ａを縮めて、新床版Ｓ１と縁切りした後、吊り天秤１３を上昇させる。その後は、次回の新床版搬入のため、吊り天秤１３を９０°回転させて、搬入・搬出位置（荷取り位置）へ移動させる。

〔旧床版搬出工程〕
旧床版搬出工程は、新床版設置工程と並行して行われる。従って、図６及び図７は新床版設置工程と共に旧床版搬出工程を示している。
また、図１１は旧床版搬出工程の説明図である。

図１１に沿って説明すると、第２の吊上装置２０にて吊上げた旧床版Ｓ２を回転機構２２により９０°回転させて、旧床版Ｓ２の長手方向を橋軸方向に向ける。但し、この向きの変更はすれ違い工程の前に行ってもよい。
次に、第２の吊上装置２０を吊上げて回転させた旧床版Ｓ２と共に搬入・搬出位置のトレーラ２００の上方に移動させる。
次に、旧床版Ｓ２を吊降ろして、トレーラ２００に預け、アーム２３ａを縮め、またジャッキ２３ｂを外して、クランプ型の吊り天秤２３と旧床版Ｓ２とを縁切りする。これにより、トレーラ２００による旧床版Ｓ２の搬出が可能となる。
その後は、第２の吊上装置２０の吊り天秤２３を９０°回転させ、所定の位置に戻す。

本実施形態によれば、橋軸方向にすれ違うことができる２つの吊上装置１０、２０を用いることで、床版の搬入・搬出位置から架け替え位置へ移動と、架け替え位置から搬入・搬出位置への移動とを同時に行うことが可能となる。従って、新床版Ｓ１の搬入・設置作業と旧床版Ｓ２の撤去・搬出作業とを並行して行うことができ、効率的な床版の架け替えを実現できる。

尚、図示の実施形態はあくまで本発明を例示するものであり、本発明は、説明した実施形態により直接的に示されるものに加え、特許請求の範囲内で当業者によりなされる各種の改良・変更を包含するものであることは言うまでもない。

１００ 床版架け替え機
１ 門型構造体
２ 門型フレーム
２ａ 横フレーム
２ｂ 脚部
３ メインフレーム
４ キャスターユニット（走行装置）
５ タイヤ車輪
６ ジャッキ
７ レール（第１の吊上装置用）
８ レール（第２の吊上装置用）
１０ 第１の吊上装置（新床版の搬入・設置用）
１１ チェーンブロック
１２ 回転機構
１３ 吊り天秤
１３ａ アーム
２０ 第２の吊上装置（旧床版の撤去・搬出用）
２１ チェーンブロック
２２ 回転機構
２３ クランプ型の吊り天秤
２３ａ アーム
２３ｂ 締付けジャッキ
Ｓ１ 新床版
Ｋ１ 新床版の壁高欄
Ｂ１ 新床版の吊りピース
Ｓ２ 旧床版

Claims (8)

1. 橋梁における床版の架け替え装置であって、
   橋軸方向前後の門型フレームを連結してなる門型構造体と、
   前記門型構造体の天井部に沿って橋軸方向に配設される２組のレールと、
   一方の組のレールに懸架され、床版の架け替え位置から橋軸方向に離れた位置に設定された搬入・搬出位置の新床版を吊上げて、前記架け替え位置まで移動可能な第１の吊上装置と、
   他方の組のレールに懸架され、前記架け替え位置の旧床版を吊上げて、前記搬入・搬出位置まで移動可能な第２の吊上装置と、
   前記第１及び第２の吊上装置にそれぞれ設けられて吊上げた床版を水平面内にて回転させて向きを変えることができる回転機構と、
   を含んで構成され、
   前記第１及び第２の吊上装置は、それぞれが床版を吊上げた状態で、橋軸方向で互いに反対方向にすれ違うことができるように構成されていることを特徴とする、床版架け替え装置。
2. 前記第１及び第２の吊上装置は、いずれか一方の床版を他方の床版の上を通過させてすれ違う構成であることを特徴とする、請求項１記載の床版架け替え装置。
3. 前記第１及び第２の吊上装置のうち、いずれか一方の吊上装置用のレールは、前記門型構造体の幅方向中央部側に設けられ、他方の吊上装置用のレールは、前記一方の吊上装置用のレールを挟むように、前記門型構造体の幅方向両端部側に設けられ、
   前記他方の吊上装置は、前記幅方向両端部側の左右のレールのそれぞれに懸架されて各レールに沿って移動可能な左右少なくとも一対のチェーンブロックを含み、
   前記一方の吊上装置は、床版を吊上げた状態で、前記他方の吊上装置の左右のチェーンブロック間の空間を通過可能に構成されていることを特徴とする、請求項１又は請求項２記載の床版架け替え装置。
4. 前記門型構造体は、前記門型フレームの脚部に、タイヤ車輪により路面上を走行可能な走行装置を備えることを特徴とする、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の床版架け替え装置。
5. 前記門型構造体は、前記門型フレームの脚部が橋軸直角方向に位置調整可能に設けられていて、幅員調整機能を有することを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の床版架け替え装置。
6. 橋梁における床版の架け替え方法であって、
   床版の架け替え位置から橋軸方向に離れた位置に設定された搬入・搬出位置にて、第１の吊上装置により、新床版をその長手方向が橋軸方向に向いた状態で吊上げる搬入工程と、
   前記架け替え位置にて、第２の吊上装置により、旧床版を吊上げる撤去工程と、
   前記第１の吊上装置と前記第２の吊上装置とを橋軸方向で互いに反対方向にすれ違うように移動させて、新床版を前記架け替え位置の側に、旧床版を前記搬入・搬出位置の側に相対的に移動させるすれ違い工程と、
   前記第１の吊上装置により前記架け替え位置に移動させた新床版を水平面内で回転させてその長手方向を橋軸直角方向に向け、吊降ろして設置する設置工程と、
   前記第２の吊上装置による吊上げ後、前記すれ違い工程の前又は後に、旧床版を水平面内で回転させてその長手方向を橋軸方向に向けてから、前記第２の吊上装置により前記搬入・搬出位置に移動させた旧床版を吊降ろして搬出させる搬出工程と、
   を含むことを特徴とする、床版架け替え方法。
7. 前記すれ違い工程では、前記第２の吊上装置を前記架け替え位置にて停止させた状態で、前記第１の吊上装置をすれ違わせるように移動させて、前記架け替え位置を挟んで前記搬入・搬出位置と反対側の待機位置まで移動させることを特徴とする、請求項６記載の床版架け替え方法。
8. 前記第１及び第２の吊上装置は、橋軸方向前後の門型フレームを連結してなる門型構造体の天井部に沿って橋軸方向に配設される２組のレールのそれぞれに懸架され、
   前記第１及び第２の吊上装置のうち、いずれか一方の吊上装置用のレールは、前記門型構造体の幅方向中央部側に設けられ、他方の吊上装置用のレールは、前記一方の吊上装置用のレールを挟むように、前記門型構造体の幅方向両端部側に設けられ、
   前記他方の吊上装置は、前記幅方向両端部側の左右のレールのそれぞれに懸架されて各レールに沿って移動可能な左右少なくとも一対のチェーンブロックを含み、
   前記すれ違い工程では、前記一方の吊上装置が、床版を吊上げた状態で、前記他方の吊上装置の左右のチェーンブロック間の空間を通過することを特徴とする、請求項６又は請求項７記載の床版架け替え方法。