JP2021031917A - アーチ橋の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アーチ橋の施工を容易に行うことのできるアーチ橋の施工方法等を提供する。【解決手段】補剛桁とアーチ部材１４を有するアーチ橋を、橋脚から側方へと張り出して行くように構築する。アーチ部材１４は、型枠支持部４をその上方の補剛桁から支持材７で支持した状態で、型枠支持部４の上に配置された型枠５にコンクリートを打設することで構築する。アーチ部材１４はその後方の補剛桁から支持材７とは別の斜材１６で支持させる。コンクリートを打設する際は斜材１６の下端部であるPCケーブル１６１ａの一端をコンクリートに埋設しておき、コンクリートを打設した後に、斜材１６を緊張する。【選択図】図６

Description

本発明は、アーチ橋の施工方法等に関する。

図９は逆ランガー式アーチ橋１０の例である。逆ランガー式アーチ橋１０は、隣り合う橋脚１２の間に補剛桁１３とアーチ部材１４（アーチリブともいう）を設けて構成される。アーチ部材１４は補剛桁１３の下方に配置され、補剛桁１３を支える鉛直材１５がアーチ部材１４上に取り付く。アーチ部材１４は双曲線を直線近似した形状となっており、鉛直材１５はアーチ部材１４の角折れ部に設けられる。

補剛桁１３やアーチ部材１４は各橋脚１２から側方へと張り出して行くように構築され、アーチ部材１４はPCケーブル等の斜材１６によって上記橋脚１２側から支持される。斜材１６の下端部はアーチ部材１４の角折れ部や隣り合う角折れ部の間の中間部等に取り付けられ、斜材１６の上端部は補剛桁１３の橋脚１２や鉛直材１５上の部分に取付けられる。

アーチ部材１４は、型枠支持部の上に配置した型枠にコンクリートを打設することで構築するが、この際型枠支持部の支持を行う必要がある。型枠支持部の支持には特許文献１、２のように本設の斜材１６を用いることが多い。これは、型枠支持部の支持とアーチ部材１４の支持を同一の斜材１６によって行うことで効率化を図るためである。

特開平5-331809号公報 特許第3151635号

型枠支持部の支持とアーチ部材１４の支持を同一の斜材１６によって行う場合、アーチ部材１４の構築時に型枠支持部を支持していた斜材１６が、アーチ部材１４の構築後にアーチ部材１４を支持するよう、斜材１６による支持の盛り替えを行う必要がある。

例えば特許文献１、２では、図１０（ａ）に概略を示すように、斜材１６とその下端部の定着体Ｆ、および定着体Ｆから延びる鋼棒Ｂからなる支持材によって型枠支持部Ｓを支持し、図１０（ｂ）に示すように、斜材１６の下端部の定着体Ｆがコンクリートに埋め込まれるよう型枠支持部Ｓ上の型枠Ｃにコンクリートを打設する。これによりアーチ部材１４を構築した後、鋼棒Ｂを除去し、斜材１６を緊張してアーチ部材１４を支持させる。

しかしながら、この方法では、本設の斜材１６を型枠支持部Ｓの支持にも利用するため、アーチ部材１４の支持時だけでなく、図１０（ａ）に示す型枠支持部Ｓの支持時にも斜材１６の緊張作業を行う必要がある。これは、打設されるコンクリートの重みにより型枠支持部Ｓが低下することを前提とし、当該低下量分の型枠支持部Ｓの上げ越しを事前に行うためである。

このように型枠支持部Ｓの支持時とアーチ部材１４の支持時の双方で斜材１６の緊張作業を行うため、従来の方法では斜材１６の緊張力の管理が難しく、アーチ部材１４の施工に手間がかかる。またコンクリート打設時の荷重が斜材１６に残るので、必要最低限の緊張力でアーチ部材１４を支持する合理的な設計を行うことも難しい。

さらに、特許文献１、２の方法では鋼棒Ｂの除去作業が必要となり、これも施工に手間がかかる要因となる。また特許文献１、２では鋼棒Ｂの除去時にアーチ部材１４のコンクリートから露出する鋼棒部分の切断を行ったり、鋼棒Ｂを外部から取り外したりするが、前者の場合は鋼棒Ｂの転用ができず無駄が生じるという課題があり、後者の場合は鋼棒Ｂを取り外した後にできるアーチ部材１４下面の空洞を事後的にグラウト充填する必要が生じる。グラウト充填時にはアーチ部材１４の上面からグラウト注入孔を別途設ける必要があり、面倒な作業となる。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、アーチ橋の施工を容易に行うことのできるアーチ橋の施工方法等を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための本発明は、アーチ部材を有するアーチ橋を、橋脚から側方へと張り出して行くように構築するアーチ橋の施工方法であって、型枠支持部をその上方のアーチ橋の既設躯体側から支持材で支持した状態で、前記型枠支持部の上に配置された型枠にコンクリートを打設しアーチ部材を構築する工程と、前記アーチ部材を、その後方のアーチ橋の既設躯体から前記支持材とは別の斜材で支持させる工程と、を有し、前記コンクリートを打設する際に、前記斜材の下端部を前記コンクリートに埋設しておき、前記コンクリートを打設した後に、前記斜材を緊張することを特徴とするアーチ橋の施工方法である。

本発明では、アーチ部材を支持する本設の斜材を、アーチ部材の構築時に型枠支持部の支持に用いることはせず、型枠支持部は斜材とは別の支持材によりアーチ橋の既設躯体側から支持させる。そのため、型枠支持部の支持時に本設の斜材を緊張する必要が無く、前記したような鋼棒の除去作業なども不要になり、アーチ橋の施工が容易になる。

前記型枠支持部は、例えば前記アーチ部材に先行して構築された補剛桁から前記支持材で支持される。前記型枠支持部は、例えばその直上の前記補剛桁から垂下させた前記支持材により吊り支持される。
このように、本発明では補剛桁から型枠支持部を支持でき、型枠支持部の位置が確実に固定される。また型枠支持部の直上の補剛桁から垂下させた支持材により型枠支持部を吊り支持することで、施工が容易になる。

前記斜材は例えば複数の線材を有し、前記コンクリートを打設する際に、前記線材の一端を前記コンクリートに埋設して他端が前記型枠の外に引き出されるようにしておき、前記コンクリートを打設した後に、前記線材の他端を別の前記線材の一端と接続して緊張作業を行う。あるいは、前記コンクリートを打設する際に、前記斜材の上端部を前記型枠支持部の後方のアーチ橋の既設躯体に設けた状態で、前記斜材を弛ませておいてもよい。
これらの方法により、コンクリート打設時の荷重が斜材に残るのを防ぐことができ、斜材の緊張力について合理的な設計が可能になる。

前記支持材は前記コンクリートを避ける位置に配置されることが望ましい。
これにより、アーチ部材の施工が容易になる。すなわち、支持材はアーチ部材のコンクリートを貫通する位置に設けられてもよいが、この場合、支持材の撤去後に貫通部のグラウト充填作業が必要になる。支持材をアーチ部材のコンクリートを避けた配置とすると、このような充填作業が不要になり、好ましい。

本発明により、アーチ橋の施工を容易に行うことのできるアーチ橋の施工方法等を提供することができる。

アーチリブ用ワーゲン１と型枠支持部４を示す図。 移動台車２と作業足場３を示す図。 移動台車２と作業足場３を示す図。 型枠支持部４と型枠５を示す図。 逆ランガー式アーチ橋１０の施工方法を示す図。 逆ランガー式アーチ橋１０の施工方法を示す図。 逆ランガー式アーチ橋１０の施工方法を示す図。 斜材１６ａを示す図。 逆ランガー式アーチ橋１０を示す図。 アーチ部材１４のコンクリートの打設について説明する図。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．アーチリブ用ワーゲン１と型枠支持部４）
本発明の実施形態に係るアーチ橋の施工方法は、前記した逆ランガー式アーチ橋（以下単にアーチ橋という）１０の施工を行うものであり、図１に示すアーチリブ用ワーゲン１と型枠支持部４を施工に用いる。

図１はアーチリブ用ワーゲン１と型枠支持部４を橋軸直角方向から見た図である。橋軸直角方向は橋軸方向と平面において直角を成す方向をいい、図１の紙面法線方向に対応する。なお橋軸方向は図１の左右方向に対応する。

図１に示すように、アーチリブ用ワーゲン１は、移動台車２、作業足場３等を有する。移動台車２は、作業足場３を吊材６によって吊り支持しつつ、補剛桁１３上を橋軸方向に移動するものである。

型枠支持部４は、既設のアーチ部材１４の前端部付近で作業足場３の内側に設置される。型枠支持部４の上にはコンクリート打設用の型枠５が配置される。型枠支持部４の前端部は、型枠支持部４の上方にある既設の補剛桁１３側から支持材７により支持される。

前記したように、アーチ橋１０の補剛桁１３やアーチ部材１４は橋脚１２から側方へと張り出して行くように構築される。「アーチ部材１４の前端部」などという時の「前」とは、上記張出方向の先端側（図１の左側に対応する）を指すものとする。また「後」というときは、その反対側すなわち上記橋脚１２側を指すものとする。

図２、３は移動台車２と作業足場３を示す図であり、図２はこれらを橋軸直角方向から見た図、図３はこれらを前方から見た図である。

移動台車２は、フレーム２１、繋ぎ材２２ａ、２２ｂ、脚部２３、走行部２５、チェーンブロック２６等を有する。その他、移動台車２には必要な足場やタラップ等も設けられる。

フレーム２１は主にH形鋼等の鋼材により略門形に形成され、補剛桁１３を両側から挟むように配置される。フレーム２１は橋軸方向の前後に一対配置される。橋軸方向は図２の左右方向および図３の紙面法線方向に対応する。

繋ぎ材２２ａは前後のフレーム２１の上端部同士を繋ぐように水平方向に設けられる。繋ぎ材２２ｂは前後のフレーム２１の下端部同士を繋ぐように水平方向に設けられる。

脚部２３は、各フレーム２１の上辺から下方に延びるように配置され、その下端が補剛桁１３の上面近傍に達する。脚部２３は、補剛桁１３の橋軸直角方向の両端部に対応する位置で設けられる。橋軸直角方向は図２の紙面法線方向および図３の左右方向に対応する。

走行部２５は、補剛桁１３上のレール１７を走行するものである。走行部２５は、例えば橋軸方向に沿って配置された鋼材を前後のフレーム２１の脚部２３の下端に取付け、当該鋼材の前後にレール１７上を摺動する摺動材を設けたものであり、ジャッキ（不図示）を用いた押し引きにより移動台車２をレール１７上で移動させる。

チェーンブロック２６は、前後のフレーム２１の下端部に設けられ、チェーン等の吊材６により作業足場３を吊り下げる。各チェーンブロック２６の操作により作業足場３を上下させることが可能である。

作業足場３は、アーチ部材１４の構築に係る作業を行うための足場であり、型枠支持部４の周囲に配置される。

作業足場３は作業床３１の外周部に枠組足場３２を設けて構成される。作業床３１は型枠支持部４の下方に配置される水平方向の作業床であり、平面矩形状の板材である。作業床３１は常に水平が保たれ、作業者の作業性および安全性を確保する。枠組足場３２は鋼材を立体格子状に組み合わせたものであり、型枠支持部４およびその上の型枠５を囲むように配置される。鉛直面の格子にＸ字状の斜材を設け、補強等を行ってもよい。

図４は、型枠支持部４と型枠５を示す図である。型枠支持部４は、コンクリート打設用の型枠５を支持する支保材４１の下面にトラス部４３を設けて補強したものである。トラス部４３は鉛直面内においてトラス形状を有する。

図中符号４８は型枠支持部４の後端部を既設のアーチ部材１４の前端部に仮固定するための固定部である。また符号４２は支保材４１上に設置される橋軸直角方向のH形鋼である。本実施形態では、複数のH形鋼４２が橋軸方向に間隔を空けて平行に配置され、これらのH形鋼４２の上に型枠５が配置される。

型枠支持部４の前端部は、型枠支持部４の直上の補剛桁１３から垂下させた支持材７によって吊り支持される。図３に示すように、支持材７の上端部は補剛桁１３を貫通し、固定具７１によって補剛桁１３の上面に固定される。支持材７には例えば鋼棒が用いられるが、これに限ることはない。

（２．アーチ橋１０の施工方法）
次に、アーチ橋１０の施工方法について図５〜７等を参照して説明する。アーチ橋１０の施工時は、上記のアーチリブ用ワーゲン１と型枠支持部４がアーチ部材１４の構築に用いられ、補剛桁１３はアーチリブ用ワーゲン１とは独立に補剛桁１３上を移動する別途の移動式型枠装置（不図示）を用いて構築される。

本実施形態では、まず図５（ａ）に示すように橋脚１２および橋脚１２上の補剛桁１３を構築するとともに、橋脚１２近傍のアーチ部材１４を構築する。次に、補剛桁１３に移動式型枠装置（不図示）を配置し、図５（ｂ）に示すように上記補剛桁１３の前端部に続けて補剛桁１３を構築する。

そして、図５（ｃ）に示すように既設の補剛桁１３の前端部にレール１７を配置してその上を移動する移動台車２を組み立て、作業足場３を移動台車２から吊り下げて既設のアーチ部材１４の前端部付近に配置する。

ここで、作業足場３の内側には型枠支持部４が設置される。前記したように、型枠支持部４の後端部は既設のアーチ部材１４の前端部に固定され、型枠支持部４の前端部は支持材７により既設の補剛桁１３側から支持される。

型枠支持部４の上には型枠５が配置され、型枠５にコンクリートが打設される。この時、図６（ａ）に示すように、架台（不図示）等を用いて予め型枠５内の所定位置に定着具１８を配置し、定着具１８にPCケーブル１６１ａ（線材）の一端を接続してPCケーブル１６１ａの他端を型枠５の外に引き出しておく。なおこの例ではPCケーブル１６１ａの他端に接続具１６３を設けている。

この状態で図６（ｂ）に示すように型枠５にコンクリートを打設し、コンクリートが固化すると、既設のアーチ部材１４の前端部に続けてアーチ部材１４が構築される。支持材７は型枠５の外に配置されており、コンクリートは支持材７を避けて打設される。PCケーブル１６１ａの一端は定着具１８に接続された状態でコンクリートに埋設される。

その後、図６（ｃ）に示すように、PCケーブル１６１ａの他端に設けた接続具１６３に別のPCケーブル１６１ｂ（線材）の一端を接続する。PCケーブル１６１ｂの他端は、上記アーチ部材１４の後方の既設の補剛桁１３に設けられる。

本実施形態では、これら複数のPCケーブル１６１ａ、１６１ｂと接続具１６３がアーチ部材１４の支持用の斜材１６を構成する。アーチ部材１４のコンクリートに埋設されるPCケーブル１６１ａの一端は斜材１６の下端部に対応し、補剛桁１３に設けられるPCケーブル１６１ｂの他端は斜材１６の上端部に対応する。

この斜材１６を補剛桁１３側から緊張し、斜材１６の補剛桁１３側の端部すなわち斜材１６の上端部を補剛桁１３に定着することで、アーチ部材１４の支持が斜材１６により行われる。この状態が図７（ａ）に示されており、本実施形態ではこの後型枠５を脱型する。

続いて、移動式型枠装置（不図示）を用いて前記と同様に既設の補剛桁１３の前端部に続けて補剛桁１３を構築した後、上記と同様の手順で既設のアーチ部材１４の前端部に続けてアーチ部材１４を構築する。

この際、既設のアーチ部材１４の構築時に用いた支持材７（図７（ａ）等参照）は一旦撤去し、新設するアーチ部材１４の位置に合わせて図７（ｂ）に示すようにアーチリブ用ワーゲン１と型枠支持部４を前方に移設する。支持材７も、新設するアーチ部材１４の位置に合わせて前方の補剛桁１３に盛り替え、これにより型枠支持部４を支持させる。

以上の作業を繰り返すことで、図７（ｃ）に示すように補剛桁１３とアーチ部材１４が橋脚１２から側方へと張り出して行くように構築される。なお図７（ｃ）の例では、前記と同様、アーチ部材１４の角折れ部で鉛直材１５が構築される。また斜材１６の下端部はアーチ部材１４の角折れ部や隣り合う角折れ部の間の中間部等に取り付けられ、斜材１６の上端部は補剛桁１３の橋脚１２や鉛直材１５上の部分に取付けられる。

隣接する橋脚１２のそれぞれから上記のように補剛桁１３とアーチ部材１４を構築し、橋脚１２間の中央部で補剛桁１３の先端同士を接続することで図９に示すアーチ橋１０が構築される。

以上説明したように、本実施形態では、アーチ部材１４を支持する本設の斜材１６を、アーチ部材１４の構築時に型枠支持部４の支持に用いることはせず、型枠支持部４は、その上方にある既設の補剛桁１３側から斜材１６とは別の支持材７により支持させる。そのため、型枠支持部４の支持時に本設の斜材１６を緊張する必要が無く、図１０等で説明したような鋼棒の除去作業なども不要になり、アーチ橋１０の施工が容易になる。

また、本実施形態ではアーチ部材１４に先行して構築した既設の補剛桁１３から型枠支持部４を支持させることで、型枠支持部４の位置が確実に固定される。補剛桁１３に配置した移動台車２から型枠支持部４を支持することも可能であるが、この場合、移動台車２の鋼材のたわみ等により型枠支持部４の位置ずれ等が生じる恐れもある。

また本実施形態では、斜材１６が複数のPCケーブル１６１ａ、１６１ｂを有し、コンクリートを打設する際に、PCケーブル１６１ａの一端をコンクリートに埋設して他端が型枠５の外に引き出されるようにしておき、コンクリートを打設した後に、PCケーブル１６１ａの他端を別のPCケーブル１６１ｂの一端と接続して緊張作業を行うので、コンクリート打設時の荷重が斜材１６に残るのを防ぐことができ、斜材１６の緊張力について合理的な設計が可能になる。

また本実施形態では支持材７がアーチ部材１４のコンクリートを避けた位置に設けられるので、アーチ部材１４の施工が容易になる。すなわち、支持材７はアーチ部材１４のコンクリートを貫通する位置に設けられてもよいが、この場合、支持材７の撤去後に貫通部のグラウト充填作業が必要になる。支持材７をアーチ部材１４のコンクリートを避けた配置とすると、このような充填作業が不要になり、好ましい。なお上記の貫通部はアーチ部材１４の上面から下面まで貫通することになるので、グラウト充填時にアーチ部材１４の上面からグラウト注入孔を別途設けるような作業は不要である。

しかしながら、本発明が以上の実施形態に限ることはない。例えば移動台車２、作業足場３、型枠支持部４等の構成は特に限定されず、様々なものが考えられる。

また本実施形態では型枠支持部４の直上にある補剛桁１３から垂下した支持材７により型枠支持部４を上方から支持しているが、型枠支持部４の上方且つ後方にあるアーチ橋１０の既設躯体、すなわち既設の橋脚１２や補剛桁１３、鉛直材１５等から斜め下方に延ばした支持材を用い、型枠支持部４を上方から支持することも可能である。ただし、本実施形態のようにアーチ部材１４に先行して構築した既設の補剛桁１３から支持材７を垂下させ、これにより型枠支持部４を吊り支持させるほうが施工は容易である。

さらに、図６の例では斜材１６が２本のPCケーブル１６１ａ、１６１ｂを有しているが、３本以上のPCケーブルを接続して斜材１６として用いることも可能であり、PCケーブルの代わりにPC鋼棒などその他の線材を用いることも可能である。

あるいは、斜材１６が単独のPCケーブルで構成されていてもよい。例えば図８に示すように斜材１６ａ（PCケーブル１６１）の下端部を定着具１８に取付けて型枠５内に配置し、斜材１６ａの上端部を型枠支持部４の後方の補剛桁１３に設けた状態で斜材１６ａを弛ませ、この状態で型枠５にコンクリートを打設する。コンクリートの固化後、斜材１６ａを補剛桁１３側から緊張し、斜材１６ａの上端部を上記補剛桁１３に定着する。この場合も、コンクリート打設時の荷重が斜材１６ａに残るのを防ぐことができ、斜材１６ａの緊張力について合理的な設計が可能になる。

また場合によっては、斜材１６、１６ａの上端部を補剛桁１３以外のアーチ橋１０の既設躯体、例えば既設の橋脚１２や鉛直材１５等に設けることも可能である。

さらに、本実施形態の施工方法は、逆ランガー式アーチ橋１０の施工時に利用するものに限らず、逆ランガー式アーチ橋１０以外のアーチ橋の施工時にも用いることができる。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１：アーチリブ用ワーゲン
２：移動台車
３：作業足場
４：型枠支持部
５：型枠
６：吊材
７：支持材
１０：逆ランガー式アーチ橋
１２：橋脚
１３：補剛桁
１４：アーチ部材
１５：鉛直材
１６、１６ａ：斜材
１８：定着具
３１：作業床
１６１、１６１ａ、１６１ｂ：PCケーブル
１６３：接続具

Claims (6)

1. アーチ部材を有するアーチ橋を、橋脚から側方へと張り出して行くように構築するアーチ橋の施工方法であって、
   型枠支持部をその上方のアーチ橋の既設躯体側から支持材で支持した状態で、前記型枠支持部の上に配置された型枠にコンクリートを打設しアーチ部材を構築する工程と、
   前記アーチ部材を、その後方のアーチ橋の既設躯体から前記支持材とは別の斜材で支持させる工程と、
   を有し、
   前記コンクリートを打設する際に、前記斜材の下端部を前記コンクリートに埋設しておき、
   前記コンクリートを打設した後に、前記斜材を緊張することを特徴とするアーチ橋の施工方法。
2. 前記型枠支持部は、前記アーチ部材に先行して構築された補剛桁から前記支持材で支持されることを特徴とする請求項１記載のアーチ橋の施工方法。
3. 前記型枠支持部は、その直上の前記補剛桁から垂下させた前記支持材により吊り支持されることを特徴とする請求項２記載のアーチ橋の施工方法。
4. 前記斜材は複数の線材を有し、
   前記コンクリートを打設する際に、前記線材の一端を前記コンクリートに埋設して他端が前記型枠の外に引き出されるようにしておき、
   前記コンクリートを打設した後に、前記線材の他端を別の前記線材の一端と接続して緊張作業を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアーチ橋の施工方法。
5. 前記コンクリートを打設する際に、前記斜材の上端部を前記型枠支持部の後方のアーチ橋の既設躯体に設けた状態で、前記斜材を弛ませておくことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のアーチ橋の施工方法。
6. 前記支持材は前記コンクリートを避ける位置に配置されることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のアーチ橋の施工方法。

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