JP2019073937A

JP2019073937A - 橋梁補強構造体の施工方法

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Publication number: JP2019073937A
Application number: JP2017201753A
Authority: JP
Inventors: 富智夫田中; Fuchio Tanaka; 小暮　直親; Naochika Kogure; 直親小暮
Original assignee: JSP Corp
Current assignee: JSP Corp
Priority date: 2017-10-18
Filing date: 2017-10-18
Publication date: 2019-05-16

Abstract

【課題】施工が容易で作業性に優れると共に、既設された老朽化した橋梁を簡易に補強することができる、橋梁補強構造体の施工方法を提供する。【解決手段】充填材として合成樹脂発泡体ブロック４、４Ａと流動性を有する軽量盛土材５とを用い、先ず、床版３の下方に前記合成樹脂発泡体ブロック４、４Ａを積み重ねて充填する際に、橋梁１の少なくとも一方の側方側には、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａをその壁面材１０が橋梁補強構造体の側壁面となるように、かつ最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの壁面材１０の上端が床版３の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ね、続いて、前記積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロック４、４Ａと床版３との間の空間に前記流動性を有する軽量盛土材５を充填して固化させる橋梁補強構造体の施工方法とした。【選択図】図４

Description

本発明は、橋梁補強構造体の施工方法に関するもので、特に、既設の老朽化した橋梁を簡易に補強する、橋梁補強構造体の施工方法に関するものである。

従来、老朽化した橋梁に対しては、新たな橋梁を構築し、橋梁の掛け替えを行う場合がある。しかし、このような橋梁の掛け替えは、費用のみならず、長い工期と広い用地が必要となることから、例えば都市部においてはその用地が確保できない場合があり、また車道、鉄道として利用される橋梁のように大量の交通量を支えているものにあっては、通行規制によって多くの移動者に影響を与えることから、継続して使用できる状態で、既設の橋梁を補強することが望ましい。

このような橋梁の補強工法としては、各種の方法が提案されている。
例えば、橋脚間に架け渡された既設橋桁の下面に現れた亀裂に必要に応じてエポキシ樹脂等からなる接着剤を充填するとともに、その橋桁の下面に、炭素繊維、鋼板材等からなる引張補強材を貼り付けることにより補強する方法がある（例えば、特許文献１）。
また、橋桁部と橋脚部または橋台部とを接合し、接合部のコンクリートに接する橋桁部界面にずれ止めの鋼板を設けて、橋桁部と橋脚部等とを直接一体的に接合する方法がある（例えば、特許文献２）。
また、橋梁の橋脚に対し、根巻工法と総称される、ＲＣ（鉄筋コンクリート）巻立て工法、鋼板巻立て工法などにより、橋脚の靭性や耐力を向上させる方法がある（例えば、特許文献３）。
さらに、ＦＣＢ工法（気泡混合軽量盛土）により橋りょうの高架下に軽量モルタルを注入することで土工化することにより、橋りょうの耐震補強を行う方法がある（例えば、非特許文献１）

特開２００３−１９３４２５号公報特開２０００−３１９８１６号公報特開２００９−１１４８２４号公報

ＪＨ関西支社、「気泡混合軽量土による橋りょうの耐震対策 −名神醒ヶ井高架橋−」、ＥＸＴＥＣ、財団法人高速道路技術センター、平成１４年１２月、Ｎｏ．６３ＶＯＬ．１６，Ｎｏ．３，２００２．１２、ｐ．３

しかしながら、上述の特許文献１に示された補強方法は、橋桁下面に引張補強材を貼り付けることによって、橋桁内に配置された鉄筋に作用する応力の増大に対処するものであって、既に発生した亀裂の幅をそれ以上広がらないようにすることはできても、小さくすることはできないという問題があり、また、既設橋桁の内部に配置された鉄筋には、すでに死荷重による引張応力が作用しており、この鉄筋に活荷重により作用する引張応力が許容値内に収まるようにするには、引張補強材そのものの応力度は許容値に対して十分余裕があるにも関わらず、引張補強材を多層に重ねて貼り付けなければならず、引張補強材の性能を生かしきれていないという問題があった。
また、特許文献２のように橋桁（鋼桁）と橋台（コンクリート）とを一体化するためには、コンクリート橋台と鋼桁とのずれ止めが必要となり、このようなずれ止めとしては、特許文献１のように有孔鋼板を用いる方法や、鋼桁にスタッドジベルを溶植する方法、他の型鋼を溶接する方法等があるが、既設の橋梁を補強する場合のように、老朽化した橋梁の補強においては、必ずしも鋼材の溶接やスタッドジベルの溶植に適さない材質である場合がある。また、橋桁、橋台等に多数の貫通孔を形成することは、削孔分の断面減少による強度不足となる虞があり、また、このような貫通孔が、既存の疲労亀裂の伸展を助長する虞もあることから、好ましいものではなかった。
また、特許文献３のように橋脚へのＲＣ（鉄筋コンクリート）巻きなどの手段により耐力を向上させた場合、重量増加等に伴う橋梁の基礎の耐力の不足を誘発し、このため基礎についても同等の耐力が確保できるまで補強が必要となる場合が多い。そして、この場合、基礎杭の打ち増しなど基礎の補強工事が大規模で、工費、工期が増大し、大きな占用地の確保も必要となると言う問題を有していた。
また、非特許文献１のように、高架下をすべて気泡混合軽量土で埋める方法では、気泡混合軽量土は、他の軽量盛土であるポリスチレン発泡体ブロックに比べると比重が大きいため、施工高さが制限される場合や、傾斜面を掘削して底板幅を確保しなければならない場合があった。また、一定の高さまで気泡混合軽量土を打設した後、これを固化させ、さらに一定の高さまで気泡混合軽量土を打設するという工程を繰り返す必要があるため、施工に時間がかかるという問題もあった。

本発明は、上述した背景技術が有する課題に鑑み成されたものであって、その目的は、施工が容易で作業性に優れると共に、既設された老朽化した橋梁を簡易に補強することができる、橋梁補強構造体の施工方法を提案することにある。

上記した目的を達成するため、本発明は、次の（１）〜（５）に記載した橋梁補強構造体の施工方法とした。
（１）既設の橋梁の床版の下方に充填材を充填して橋梁を補強する橋梁補強構造体の施工方法であって、
上記充填材として合成樹脂発泡体ブロックと流動性を有する軽量盛土材とを用い、先ず、床版の下方に前記合成樹脂発泡体ブロックを積み重ねて充填する際に、橋梁の少なくとも一方の側方側には、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックをその壁面材が橋梁補強構造体の側壁面となるように、かつ最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの壁面材の上端が床版の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ね、続いて、前記積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロックと床版との間の空間に前記流動性を有する軽量盛土材を充填して固化させることを特徴とする、橋梁補強構造体の施工方法。
（２）上記最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックが、壁面材の上端が合成樹脂発泡体ブロックの上面よりも上方へ突出しているものであることを特徴とする、上記（１）に記載の橋梁補強構造体の施工方法。
（３）上記壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの内側に積み重ねられる合成樹脂発泡体ブロックが、上記最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックよりも一段以上低く積み重ねられることを特徴とする、上記（１）又は（２）に記載の橋梁補強構造体の施工方法。
（４）上記内側に積み重ねられる合成樹脂発泡体ブロックの上面と床版の下面との間隔が、１〜２ｍであることを特徴とする、上記（３）に記載の橋梁補強構造体の施工方法。
（５）上記壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックが、表面にアリ溝を形成した合成樹脂発泡体ブロックと、前記アリ溝の形状に倣った形状を成し、当該アリ溝に嵌合される嵌合部材と、前記合成樹脂発泡体ブロックの前記アリ溝の内部に位置する凸条が形成された壁面材とを備え、前記嵌合部材に鉤部が形成されており、前記凸条の前記鉤部に対応する位置に鉤部挿入用スリットが形成されており、前記嵌合部材の鉤部を前記壁面材の凸条の鉤部挿入スリットに係合させることによって前記壁面材が前記発泡樹脂ブロックに組み付けられているものであることを特徴とする、上記（１）〜（４）に記載の橋梁補強構造体の施工方法。

上記した本発明にかかる橋梁補強構造体の施工方法は、橋梁の床版の下方に積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロックと、該積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロックと床版との間の空間に充填して固化された軽量盛土材とを有する橋梁補強構造体を構築できるので、該充填物が橋梁に掛かる荷重を支えることができ、床版、橋脚等への荷重負担を軽減できると共に橋梁の変形を抑制できるため、実質的に橋梁全体としての補強を実現できる。
また、充填物は、合成樹脂発泡体ブロック、軽量盛土材等の軽量なものであるので、その施工が容易であり、また大きな重量増加とはならないために橋梁の基礎の耐力不足を誘発することもない。
さらに、本発明にかかる橋梁補強構造体の施工方法は、橋梁の少なくとも一方の側方側には、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックをその壁面材が橋梁補強構造体の側壁面となるように、かつ最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの壁面材の上端が床版の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ねるものであるので、橋梁補強構造体の側壁面が壁面材により覆われたのものとなり、紫外線による劣化、また熱による変形、収縮が懸念される合成樹脂発泡体ブロックが該壁面材により保護され、耐光性、耐熱性を有する恒久的な構造体となる。
上記したことから、本発明にかかる橋梁補強構造体の施工方法は、施工が容易で作業性に優れると共に、既設橋梁を簡易に補強することができるものとなる。

橋梁の一例を示した概念的な側面図である。図１のＸ−Ｘ線に沿う部分の概念的な断面図である。図１に示した橋梁に本発明に係る施工方法を実施した概念的な側面図である。図３のＹ−Ｙ線に沿う部分の概念的な断面図である。壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの一例を示した斜視図である。壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの一例を示した組み付け前の分解斜視図である。本発明に係る橋梁補強構造体の施工方法の具体例を示した概念的な断面図である。本発明に係る橋梁補強構造体の施工方法の具体例を示した概念的な断面図である。壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの他例を示した斜視図である。本発明に係る橋梁補強構造体の施工方法の他の具体例を示した概念的な断面図である。本発明に係る橋梁補強構造体の施工方法の他の具体例を示した概念的な断面図である。

以下、本発明に係る橋梁補強構造体の施工方法の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明は、橋台及び／又は橋脚等からなる支持部の間に床版を架け渡した構成の既設橋梁を補強する構造体の施工方法である。図１及び図２は、橋梁の一例を示した図であり、鉄道Ｔの上方に立体交差で道路Ｒを形成するために構築された橋梁１である。該橋梁１は、複数の橋脚２からなる支持部と、該支持部の間に架け渡された床版３とから少なくとも構成されている。
なお、本発明が対象とする橋梁は、図１，図２に示したものに限定されるものではなく、河川等に架けられる橋、高速道路の高架等も含むものである。また本発明で床版とは、橋桁を含む概念で使用している。

本発明は、上記した橋梁１の床版３の下方に充填材を充填して橋梁を補強する橋梁補強構造体の施工方法であって、図３，図４に示したように、充填材として合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと流動性を有する軽量盛土材５とを用い、先ず、床版３の下方に前記合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａを積み重ねて充填する際に、橋梁１の少なくとも一方の側方側（図示した実施形態においては両側方側）には、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａをその壁面材１０が橋梁補強構造体の側壁面となるように、かつ最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの壁面材１０の上端が床版３の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ね、続いて、前記積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと床版３との間の空間に前記流動性を有する軽量盛土材５を充填して固化させたものである。

上記合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａを積み重ねるにあたり、水平面を有する基礎部を形成することは好ましい。基礎部は、例えば、地面を掘削することにより設けられた穴部に、砕石や敷砂、掘削土等を敷き込んだ後、転圧し、その上にコンクリートを打設することによって形成することができる。また、砕石・敷砂等のみの基礎部、コンクリートのみの基礎部であってもよい。
また、基礎部には、最下層となる合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａを固定するためにＩ型のピンなどを埋め込んでおくことや、排水工を設けておくことができる。排水工は、基礎部だけではなく、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａをくり抜いて設けても、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａ間に設けてもよく、さらには後述する中間コンクリート床版を施工する際に設けてもよい。

また、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａを橋梁１の床版３の下方の空間に積み重ねる際には、各ブロック同士の突合せ部が最下段から最上段まで貫通することのないように、上部と下部のブロック同士の突合せ部をずらすようにして積み重ね、また、積み上げた上下のブロックにピン等を挿通させ、上下のブロックを互いに結合させることは好ましい。前記ピンとしては、従来公知のものを用いることができ、例えば特開２００５−２３７４０号公報に記載されているようなＬ型などの形状のピンを用いることができる。また、緊結具等を用いて、水平方向に隣接する合成樹脂発泡体ブロックを結合させることも好ましい。前記緊結具としては、従来公知のものを用いることができ、例えば特開２００５−１６０２４号公報に記載されているような形状の緊結具を用いることができる。また、荷重分布の均一化、不陸調整、浮力防止等のために、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａを概ね３ｍの高さに積み上げたところで、その上に中間コンクリート床版と呼ばれるコンクリート層（図示せず）を施工することは好ましい。

積み重ねる上記合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａは、圧縮強度が異なるものを複数用意し、上方ほど圧縮強度の高いものを積み重ねることは好ましい。例えば、許容圧縮強度が５０ｋＮ／ｍ²のものと、１００ｋＮ／ｍ²のものとの２種類を用意し、下方の数段は圧縮強度が低い合成樹脂発泡体ブロックを積層し、上方の数段は圧縮強度が高い合成樹脂発泡体ブロックを積層することは好ましい。これは、床版３から応力を受ける場合、上方の発泡体ブロックほど応力を局所的に受け、下方に行くにつれて応力が分散され、発泡体ブロック全体で受けることとなるためである。このように上方ほど高い圧縮強度を有するものを積層して構築した合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの層は、大きな活荷重にも耐えうる補強構造体となることから好ましい。

また、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの積み重ね高さは、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａにあっては、上記したように最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの壁面材１０の上端が床版３の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ねるものとし、その内側の合成樹脂発泡体ブロック４については、上記最上段の壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａよりも一段以上低く積み重ねられていることは好ましい。また、内側の合成樹脂発泡体ブロック４にあっては、該発泡体ブロック４の上面と床版３の下面との間隔が１〜２ｍである積み重ね高さとすることは好ましい。これは、流動性を有する軽量盛土材５の充填作業性を考慮したものである。更には、積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと床版３との間の空間に充填する軽量盛土材５の使用量を出来るだけ少ないものとするためである。
なお、施工方法によっては、この合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの積み重ね状態が若干相違したものとなるので、このことについてはまた後述する。

上記積み重ねる合成樹脂発泡体ブロック４或いは壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの合成樹脂発泡体ブロック１１としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル等の合成樹脂を発泡させたブロックを用いることができるが、中でも、耐水性に優れ、低密度でも強度が高いという観点からポリスチレン系樹脂発泡体ブロックが好適に使用される。また、洪水等により水位が上昇するおそれのある橋梁の補強に使用する場合には、外部と連通した空隙を有するポリスチレン系樹脂発泡体ブロックを用いることで、ポリスチレン系樹脂発泡体ブロックの浮力を低減させることもできる。合成樹脂発泡体ブロックとしては、押出発泡体、発泡粒子の型内成形体のいずれも使用することができる。

また、積み重ねる合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの大きさは、特に制限されるものではなく、補強する橋梁１の大きさ等によって用いる発泡体ブロックの大きさを適宜変更することができる。
例えば、長さが１０００〜３０００ｍｍ、幅が５００〜２０００ｍｍ、厚さが１００〜１０００ｍｍ程度の直方体形状のものが挙げられる。

上記壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａは、上記ポリスチレン系樹脂発泡体ブロックのような発泡体ブロック１１の一つの表面に、図５に示すように、壁面材１０を該壁面材１０の周縁を前記発泡体ブロック１１の周面よりも僅かに内方に位置させて添接され、発泡体ブロック１１のクリープ圧縮歪を吸収するための隙間１２を周縁に有するものに形成されている。

壁面材１０としては、硬質な板状部材であれば特に限定されず、金属板、合成樹脂板、セメント板等の剛性に優れた材料を主成分として形成されている。また、壁面材１０には、本発明の目的効果を阻害しない範囲において、可塑剤、紫外線吸収剤、着色剤、帯電防止剤、抗菌剤、難燃剤、フィラーなどの助剤が配合されていてもよい。また、壁面材１０の表面には、防水材、着色剤、親水材、撥水材、遮熱材等の塗装をしてもよい。

発泡体ブロック１１への上記壁面材１０の取り付けは、接着剤を用いた接着、ボルト等の取付部材を用いた締着、アリ溝と該アリ溝に対応する凸条をそれぞれに形成することによる係合等の、種々の方法を採用することができる。
例えば、図６に示したように、表面にアリ溝２０を形成した合成樹脂発泡体ブロック１１と、前記アリ溝２０の形状に倣った形状を成し、該アリ溝２０に嵌合される嵌合部材２１と、前記合成樹脂発泡体ブロックの前記アリ溝２０の内部に位置する凸条２２が形成された壁面材１０とを備え、前記嵌合部材２１に鉤部２３が形成されており、前記凸条２２の前記鉤部２３に対応する位置に鉤部挿入用スリット２４が形成されており、前記嵌合部材の鉤部２３を前記壁面材の凸条の鉤部挿入スリット２４に係合させることによって、前記壁面材１０が前記合成樹脂発泡体ブロック１１に取り付けられるものとしてもよい。なお、図６において、２５，２６は上記アリ溝２０及び凸条２２にそれぞれ形成された位置決め用スリット、２７は前記位置決め用スリット２５，２６に挿入される位置決め板である。

上記構成の壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの組み付け方法としては、先ず、位置決め板２７を合成樹脂発泡体ブロック１１の位置決め用スリット２５に嵌入させる。次いで壁面材１０の位置決め用スリット２６を位置決め板２７に嵌合させながら凸条２２を合成樹脂発泡体ブロック１１のアリ溝２０に挿入させる。そして、嵌合部材２１を合成樹脂発泡体ブロック１１のアリ溝２０と壁面材１０の凸条２２との間に挿入しながら鉤部２３を凸条２２の鉤部挿入用スリット２４に嵌入させることにより壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａを形成することができる。このようにして組み付けられた壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａは、嵌合部材２１の側面が合成樹脂発泡体ブロック１１のアリ溝２０の側面によってアリ溝内に拘束され、その嵌合部材２１の鉤部２３が壁面材１０の凸条２２の鉤部挿入スリット２４に係合して壁面材１０が合成樹脂発泡体ブロック１１に組み付けられる。

本発明にかかる補強構造体の施工方法は、続いて、上記積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと床版３との間の空間に、上記したように流動性を有する軽量盛土材５を充填して固化させるものである。
流動性を有する軽量盛土材５としては、気泡軽量混合土（ＦＣＢ等）、発泡ビーズ混合軽量土（ＳＬＳ等）、発泡ポリウレタン樹脂等を用いることができるが、中でも発泡ポリウレタン樹脂が、施工性及び軽量性に優れるために好ましく用いられる。

発泡ポリウレタン樹脂としては、イソシアネート化合物により発泡・硬化するものであればよく、例えばポリオール成分として、ポリオールに触媒，減粘剤，難燃剤，発泡剤等を予め配合し、これとポリイソシアネート成分とが混合されて発泡・硬化するものである。ポリオールには、エステル型とエーテル型とがあるが、耐久性、特に耐加水分解性の観点からポリエーテルポリオールが好適に用いられる。発泡剤としては、特に制限されないが、水や二酸化炭素、炭化水素（ＨＣ）、ＨＦＣ、ＨＦＯ、ＨＣＦＯ系の発泡剤から選ばれる少なくとも１種を使用することができる。また、これらの発泡剤は、ポリオール成分中に混合してもよいし、第三成分として混合使用してもよい。

発泡・硬化することにより形成された発泡ポリウレタン樹脂の見掛け密度は、１０〜７０ｋｇ／ｍ³であることが好ましく、２０〜６０ｋｇ／ｍ³であることがより好ましい。また圧縮強さは、６０〜１４００ｋＰａ程度が好ましい。

上記したような流動性を有する軽量盛土材５は、積み重ねた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと床版３との間のすき間、あるいは床版３の上面側から穿設した穴などから軽量盛土材５を充填することができる。橋桁が存在し、軽量盛土材５として発泡ポリウレタン樹脂を用いる場合には、予め床版側に発泡ポリウレタン樹脂を吹き付けて、橋桁と橋桁との間を発泡ポリウレタン樹脂で充填しておくことが好ましい。

また、軽量盛土材５として発泡ポリウレタン樹脂のように発泡時に高温となるものを用いた場合等には、複数回に分けて注入することができる。その際、一度目に注入、発泡させた発泡ポリウレタン樹脂を、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの上表面に薄く形成することで発泡ポリウレタン樹脂を遮熱層とすることができ、薄く形成した発泡ポリウレタン樹脂が冷却・硬化した後、その上からさらに発泡ポリウレタン樹脂を注入、発泡させる操作を行なうことにより、ポリウレタン樹脂の発泡時における反応熱による蓄熱を防ぐことができ、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａに収縮や焦げ等が発生するおそれを低減することができる。

発泡ポリウレタン樹脂のような軽量盛土材５を用いる場合において、積極的に遮熱層６を、積み重ねた上記合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの上表面に設けることは好ましい。この遮熱層６は、耐熱性の低いポリスチレン系樹脂発泡体ブロックを発泡体ブロック４，１１として用いた場合に、その上方に充填する発泡ポリウレタン樹脂５の発泡の際に発生する反応熱から保護し、ポリスチレン系樹脂発泡体ブロックの収縮や亀裂などの熱変形を防止するために設けるものであり、かかる観点から、その配置及び材質等が決定される。そのため、遮熱層６の配置位置は、最上段に配置したポリスチレン系樹脂発泡体ブロック４，４Ａの上面、また最上部が段状に積み重ねられている場合には、発泡性ポリウレタン樹脂と接触することとなる最上段のポリスチレン系樹脂発泡体ブロック４，４Ａの側面にも配置することが好ましい。

遮熱層６としては、軽量盛土材５の発泡時における反応熱に耐えられる材質のものであることが必要であり、また、施工が容易であることから軽量性、加工性に優れると共に、耐水性にも優れたものであることが好ましい。かかる観点から、遮熱層６としては、合成樹脂発泡体を用いることが好ましく、例えばポリカーボネート系樹脂発泡体、フェノール系樹脂発泡体、ポリエチレンテレフタレート系樹脂発泡体、ポリイミド系樹脂発泡体、ポリフェニレンエーテル系樹脂発泡体、メラミン系樹脂発泡体等が挙げられ、これらの中でも、ポリカーボネート系樹脂発泡体、フェノール系樹脂発泡体が好ましく用いられ、特に耐熱性、軽量性、圧縮強度及び耐水性にも優れることから、ポリカーボネート系樹脂発泡体が特に好ましく用いられる。

遮熱層６の耐熱温度は、１００℃以上が好ましく、１１０℃以上がより好ましく、１２０℃以上であることが特に好ましい。一般的に、発泡ポリウレタン樹脂の内部は、反応熱により一時的に１００℃程度まで上昇し、その後徐々に温度が低下する。したがって、上記した耐熱性を有する遮熱層６を設けることで、軽量盛土材５として発泡ポリウレタン樹脂を用いた場合の合成樹脂発泡体ブロック３の変形や収縮を抑制することができる。
なお、上記耐熱温度の測定は、ＪＩＳＫ６７６７：１９９９の「高温時の寸法安定性Ｂ法」に基づいて１００℃の温度で測定し、加熱寸法変化が３％以下のものを好適に使用することができる。

また、遮熱層６は、発泡ポリウレタン樹脂の反応熱から合成樹脂発泡体ブロックを保護する役割を有するため、熱を伝え難く、断熱性能に優れることが好ましい。かかる観点から、樹脂組成や厚みにより異なるが、遮熱層６の熱伝導率は、０．０６５Ｗ／ｍ・Ｋ以下が好ましく、０．０５０Ｗ／ｍ・Ｋ以下がより好ましい。
なお、上記熱伝導率は、ＪＩＳＡ１４１２−２：１９９９による方法で測定し、平均温度を２３℃±１℃での値とする。

さらに、遮熱層６は、軽量盛土材５の反応熱に晒されると共に、発泡時の圧力がかかる。そのため、遮熱層６は、高温時の圧縮強さが高いことが望ましい。例えば、１００℃における１０％歪時の圧縮強さが５０ｋＰａ以上であることが望ましく、１００ｋＰａ以上であることがさらに望ましい。
なお、上記遮熱層の１００℃における１０％歪時の圧縮強さは、ＪＩＳＡ９５１１：２００６Ｒに基づいて、測定温度を１００℃で測定した値を採用できる。

また、遮熱層６の見掛け密度は、２０〜４００ｋｇ／ｍ³が好ましく、２５〜３００ｋｇ／ｍ³がより好ましくは、３０〜２００ｋｇ／ｍ³が更に好ましく、５０〜１５０ｋｇ／ｍ³であることが特に好ましい。遮熱層６の厚さは、１０〜１００ｍｍが好ましく、１０〜８０ｍｍであることがより好ましい。遮熱層６の圧縮強さは、５０〜３００ｋＰａが好ましく、６０〜２５０ｋＰａがより好ましい。また遮熱層６の圧縮強さは、下方に配置される合成樹脂発泡体ブロック３よりも強いことが好ましい。

遮熱層６の形成は、例えば上記したポリカーボネート系樹脂発泡体からなるボードを、積み重ねた合成樹脂発泡体ブロック３の上表面に貼着或いは釘打ち等により添設することにより行うことができる。なお、貼着に使用する接着剤は、特に制限されるものではなく、湿気硬化型１液ポリウレタン系接着剤、変性シリコーン樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、ホットメルト接着剤、エポキシ・変成シリコーン樹脂系接着剤、酢酸ビニル樹脂系エマルション接着剤等から選択して用いればよい。

続いて、上記した本発明に係る橋梁補強構造体の施工方法の具体例について、図面に基づいて説明する。

先ず、基礎部を形成する。次に、図７（ａ）に示したように、橋梁１の両側方側には壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａをその壁面材１０が橋梁補強構造体の側壁面となるように積み重ね、その内側には通常の合成樹脂発泡体ブロック４を積み重ねることによって、床版３の下面近傍まで発泡体ブロック４，４Ａを積み重ねていく。その間、適当な高さ位置に中間コンクリート床版と呼ばれるコンクリート層（図示せず）を形成することは好ましい。なお、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの積み高さが、３ｍを超えるような高さになる場合には、予め足場を組んでおくことが好ましい。

上記合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの積み重ね高さは、図７（ｂ）に示したように、最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの壁面材１０の上端が床版３の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ねるものとし、その内側の合成樹脂発泡体ブロック４については、前記最上段の壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａよりも一段以上低く積み重ね、内側の合成樹脂発泡体ブロック４の上面と床版３の下面との間隔が１〜２ｍである積み重ね高さとすることは好ましい。
なお、最上段に積み重ねる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの上部を切断し、床版３の下面の高さ位置に合わせる、さらに床版３の下面の形状に合わせることは好ましい。また、最上段に積み重ねた壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの壁面材１０の上端と床版３との間に隙間が生じた場合には、該隙間をシーリング材やモルタルなどにより埋めることは好ましい。この隙間を埋める作業は、軽量盛土材５の充填前でも、充填後でもよい。

続いて、図８（ａ）に示したように積み重ねた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａの上表面にポリカーボネート系樹脂発泡体等からなる遮熱層６を形成する。その際、段状に発泡体ブロック４，４Ａが積み重ねられている場合には、側面にも遮熱層６を形成することが好ましい。続いて、図８（ｂ）に示したように積み重ねられた発泡体ブロック４，４Ａと床版３との間の空間に発泡ポリウレタン等からなる軽量盛土材５を充填して、床版３の下方を充填物４，４Ａ及び５で満たし、図３、図４に示した橋梁補強構造体が完成する。
なお、必要に応じて、床版上の舗装を修繕することや、既設の上部工ごと架け替えることもできる。

上記した施工方法において、最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａを、図９に示したように、壁面材１０の上端が合成樹脂発泡体ブロック１１の上面よりも上方へ突出しているものを使用してもよい。なお図９に示した発泡体ブロック４Ａにあっては、上方に突出した壁面材１０の内面側に合成樹脂発泡体からなる背面板１３を添接しているが、該背面板１３は必ずしも設ける必要はないが、背面板１３を設けた場合には、突出した壁面材１０の周囲に隙間が生じ難いものとなるので好ましい。背面板１３の壁面材１０への取り付けは、接着剤を用いた接着、ボルト等の取付部材を用いた締着、アリ溝と該アリ溝に対応する凸条をそれぞれに形成することによる係合等の、種々の方法を採用することができる。また、直方体形状の発泡体ブロックを側面視Ｌ字形状に切断等の手段により加工し、背面板１３と合成樹脂発泡体ブロック１１とが一体となっているものに形成されていてもよい。

上記のような壁面材１０が上方に突出した発泡体ブロック４Ａを用いた場合には、図１０に示したように、床版３の下面に大きな不陸（凹凸）３ａが存在する場合においても、該不陸（凹凸）３ａを回避して壁面材１０の上端を床版３の側方側の下面に近接した状態で壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａを積み重ねることができる。
なお、この場合、壁面材１０の上部を切断し、床版３の下面の高さ位置に合わせる、さらに床版３の下面の形状に合わせることは好ましい。また、壁面材１０の上端と床版３との間に隙間が生じた場合には、該隙間をシーリング材やモルタルなどにより埋める、或いは図１１に示したように、床版３にケミカルアンカー等によって固定された鋼板３０によって隙間を覆う構成とすることもできる。

以上、説明した本発明にかかる橋梁補強構造体の施工方法は、橋梁１の床版３の下方に積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと、該積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａと床版３との間の空間に充填して固化された軽量盛土材５とを有する橋梁補強構造体を構築するものであるので、該充填物４，４Ａ，５が橋梁１に掛かる荷重を支えることができ、床版３、橋脚２等への荷重負担を軽減できると共に橋梁１の変形を抑制できるため、実質的に橋梁全体としての補強を実現できる。また、充填物は、合成樹脂発泡体ブロック４，４Ａ、軽量盛土材５等の軽量なものであるので、その施工が容易であり、また大きな重量増加とはならないために橋梁の基礎の耐力不足を誘発することもない。さらに、本発明にかかる橋梁補強構造体の施工方法は、橋梁１の少なくとも一方の側方側には、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａをその壁面材１０が橋梁補強構造体の側壁面となるように、かつ最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック４Ａの壁面材１０の上端が床版３の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ねられているものであるので、橋梁補強構造体の側壁面が壁面材１０により覆われたのものとなり、紫外線による劣化、また熱による変形、収縮が懸念される合成樹脂発泡体ブロックが該壁面材により保護され、耐光性、耐熱性を有する恒久的な構造体となる。

以上、本発明にかかる橋梁補強構造体の施工方法の実施形態を説明したが、本発明は、既述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の技術的思想としての橋梁補強構造体の施工方法の範囲内において、種々の変形及び変更が可能であることは当然である。

本発明は、施工が容易で作業性に優れると共に、既設橋梁を簡易に補強することができるものであるので、歩道、車道、或いは鉄道等として使用される障害物などの上空部を通過する架空構造物である橋梁の補強に、広く利用できるものである。

１橋梁
２橋脚
３床版
３ａ不陸（凹凸）
４合成樹脂発泡体ブロック
４Ａ壁面材付き合成樹脂発泡体ブロック
５軽量盛土材
６遮熱層
１０壁面材
１１合成樹脂発泡体ブロック
１２隙間
１３背面板
２０アリ溝
２１嵌合部材
２２凸条
２３鉤部
２４鉤部挿入用スリット
２５，２６位置決め用スリット
２７位置決め板

Claims

既設の橋梁の床版の下方に充填材を充填して橋梁を補強する橋梁補強構造体の施工方法であって、
上記充填材として合成樹脂発泡体ブロックと流動性を有する軽量盛土材とを用い、先ず、床版の下方に前記合成樹脂発泡体ブロックを積み重ねて充填する際に、橋梁の少なくとも一方の側方側には、壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックをその壁面材が橋梁補強構造体の側壁面となるように、かつ最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの壁面材の上端が床版の側方側の下面と略同一の高さに位置するまで積み重ね、続いて、前記積み重ねられた合成樹脂発泡体ブロックと床版との間の空間に前記流動性を有する軽量盛土材を充填して固化させることを特徴とする、橋梁補強構造体の施工方法。
上記最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックが、壁面材の上端が合成樹脂発泡体ブロックの上面よりも上方へ突出しているものであることを特徴とする、請求項１に記載の橋梁補強構造体の施工方法。
上記壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックの内側に積み重ねられる合成樹脂発泡体ブロックが、上記最上段に積み重ねられる壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックよりも一段以上低く積み重ねられることを特徴とする、請求項１又は２に記載の橋梁補強構造体の施工方法。
上記内側に積み重ねられる合成樹脂発泡体ブロックの上面と床版の下面との間隔が、１〜２ｍであることを特徴とする、請求項３に記載の橋梁補強構造体の施工方法。
上記壁面材付き合成樹脂発泡体ブロックが、表面にアリ溝を形成した合成樹脂発泡体ブロックと、前記アリ溝の形状に倣った形状を成し、当該アリ溝に嵌合される嵌合部材と、前記合成樹脂発泡体ブロックの前記アリ溝の内部に位置する凸条が形成された壁面材とを備え、前記嵌合部材に鉤部が形成されており、前記凸条の前記鉤部に対応する位置に鉤部挿入用スリットが形成されており、前記嵌合部材の鉤部を前記壁面材の凸条の鉤部挿入スリットに係合させることによって前記壁面材が前記発泡樹脂ブロックに組み付けられているものであることを特徴とする、請求項１〜４に記載の橋梁補強構造体の施工方法。