JP2022142330A - 伸縮装置の交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく伸縮装置の交換できる方法を提供する。【解決手段】構造物に設置された既設伸縮装置１０、及び、前記既設伸縮装置周辺の鉄筋コンクリートを除去する除去工程と、前記除去工程により生成された前記鉄筋コンクリートの除去面に、コンクリートブロックを設置する設置工程と、前記コンクリートブロックに、前記既設伸縮装置と異なる伸縮装置である新設伸縮装置を設置する工程と、を含む、伸縮装置の交換方法。【選択図】図１

Description

本発明は、伸縮装置の交換方法に関する。

従来技術として、橋梁の床版から既設の伸縮装置を取り外し、新たな伸縮装置に交換する方法が提案されている（特許文献１）。

特開２０１５－１８３４０４号公報

従来技術による工法では、既設の伸縮装置を取り除いた後、床版及び新設の伸縮装置周辺に配筋を行い、さらにコンクリートの現場打設を実施することによって、新設の伸縮装置を床版に固定する。このような作業を行う場合、現場での配筋及びコンクリート打設に伴う作業及び人員が必要となり、工期が長引く要因及び作業コスト増大の要因となっていた。

上記課題に鑑み、本発明の目的は、効率よく伸縮装置を交換できる方法を提供することである。

上記課題を解決するため、本発明は一態様として、構造物に設置された既設伸縮装置、及び、前記既設伸縮装置周辺の鉄筋コンクリートを除去する除去工程と、前記除去工程により生成された前記鉄筋コンクリートの除去面に、コンクリートブロックを設置する設置工程と、前記コンクリートブロックに、前記既設伸縮装置と異なる伸縮装置である新設伸縮装置を設置する工程と、を含む、伸縮装置の交換方法を提供する。

本発明によれば、効率よく伸縮装置を交換できる方法を提供することができる。

実施形態における、床版の（ａ）上面図、及び（ｂ）上面図におけるｂ枠部分の拡大図である。 （ａ）床版の断面図、（ｂ）既設の伸縮装置の側面図、及び（ｃ）新設の伸縮装置の側面図である。 実施形態における交換工事の工程を示すフローである。 床版の斜視図であり、アンカーを設置した状態を示す。 床版の断面図であり、アンカーを設置した状態を示す。 床版の斜視図であり、ブロックを載置している状況を示す。 ブロックが載置された床版の斜視図である。 ブロックが載置された床版の上面図である。 モルタル充填及びコンクリート打設後における、床版の断面図である。 床版の断面図であり、新設伸縮装置設置のためのアンカーが打たれた状態を示す。 床版の断面図であり、新設伸縮装置が設置された状態を示す。 変形例による既設の伸縮装置の側面図である。

本発明の伸縮装置の交換方法に関し、図１において橋梁の床版１、２に固定された、伸縮装置１０を交換する実施形態を用いることにより、以下に説明する。

＜概要＞
床版１及び床版２は、図１に示すように、いずれも略水平方向に延びる鉄筋コンクリート造の床版である。床版１及び床版２は、橋軸方向において互いに離れており、伸縮装置１０を介して接続される。

伸縮装置１０は、床版１及び床版２の全幅に亘って設置された鋼製のフィンガージョイントである。伸縮装置１０は、床版１及び床版２の端部を接続するとともに、構造の伸縮によって発生した床版１、２の伸縮を吸収する機能を有する。伸縮装置１０は、床版１に固定された装置１１と、床版２に固定された装置１２とを備える。

装置１１及び装置１２は、ほぼ同じ形状、構成を有する。装置１１及び装置１２は、それぞれ、略矩形状の本体部１００、本体部１００から橋軸方向に延びる複数の突出部１０１、及び、本体部１００から突出し、床版１、２に対する定着を取るためのアンカー１０２を有する。

本体部１００は、鋼材を溶接することで形成された部材であり、上下に延びるウェブと、ウェブの上下部に固定された水平のフランジと、フランジ及びウェブを補強するプレートとを、主に有する。

複数の突出部１０１は、本体部１００の上部から水平に突出して形成される。装置１１及び装置１２の突出部１０１は、図１（ｂ）に示すように、橋軸方向に間隔を空けて、千鳥に配置される。これによって、装置１１及び装置１２は、橋軸方向に間隔を空けて対向する。装置１１及び装置１２は、床版１及び床版２それぞれの橋軸方向への伸縮を許容しつつ、床版１及び床版２を接続することができる。突出部１０１の上面は、床版１及び床版２の上面とほぼ面一に連続しており、上方における車両や歩行者の円滑な通行を可能としている。

アンカー１０２は、本体部１００から延びる複数の棒状の鋼材である。複数のアンカー１０２には、本体部１００のウェブから水平方向に延びる部材、及び、本体部１００の上部フランジか斜めに延びる部材が含まれる。

＜伸縮装置の交換工事＞
伸縮装置１０を新たな伸縮装置２０に交換する工事の工程について、図３のフローを中心に以下に説明する。なお、装置１１、１２がほぼ同構成であるため、床版１、２のいずれにおいても同じ工程で工事が行われる。煩雑な説明を避けて理解を容易にするため、図４以降では、装置１１と床版１を主に表示して工程等の説明に用いることとする。そのため、装置１２、床版２などが、図中において一点鎖線などで簡略に表示されたり、表示が省略されたりする場合がある。

新設される伸縮装置２０は、伸縮装置１０よりも部材高の小さな鋼製あるいはゴム製のジョイントである。図２（ｃ）及び図１１に示すように、伸縮装置２０は、床版１に固定される装置２１と、床版２に固定される装置２２を有する。装置２１、２２の形状、構成は、ほぼ同じである。

装置２１、２２のそれぞれは、本体部２００と、本体部２００から水平かつ橋軸方向に延びる複数の突出部２０１と、本体部２００から突出し、床版１、２への定着を取るアンカー２０２と、を有する。本体部２００、突出部２０１、及びアンカー２０２のそれぞれは、伸縮装置１０の本体部１００、突出部１０１、及びアンカー１０２と同様の機能を有する。

装置２１、２２は、上下方向長さが装置１１、１２の上下方向長さよりも短く、したがって、装置１１、１２よりも小型のものとなっている。

交換工事は、全体としてＳ１からＳ１１までの工程（図３）によって構成される。

作業者は、まず工程Ｓ１において床版１、２の切断作業を行う。具体的に、作業者は、ワイヤーソーまたはカッターを使用し、伸縮装置１０の周囲を切断線Ｄ－Ｄ（図２（ａ））に沿って、内部の配筋（図中点線で示す）ごと切断する。これにより装置１１及び装置１２は、その周囲の鉄筋コンクリートと一体に、ブロックの一部として切り出される。

工程Ｓ１の切断作業により、床版１、２にはそれぞれ、略水平に形成された切断面Ｃ１、及び、略鉛直に形成された切断面Ｃ２が形成される（図４）。

次に工程Ｓ３において、切断面Ｃ１、Ｃ２にアンカー３０を打つ作業が実施される。アンカー３０は、切断面Ｃ１、Ｃ２のそれぞれに対して垂直に打たれて固定される（図４、図５）。実施形態においては、図４に示すように、切断面Ｃ１において２列、切断面Ｃ２に１列のアンカー３０が、一定のピッチで固定される。アンカー３０の数量、種類及びサイズは、実際の床版１、２や切断面Ｃ１、Ｃ２の大きさに合わせ、適宜選択される。例えば、アンカー３０として、異形鉄筋、頭付きアンカーボルトなどが採用しうる。

工程Ｓ５では、プレキャストコンクリート（ＰＣ）造のブロック４０が切断面Ｃ１に載置される。ブロック４０は、図６に示すように直方体形状に形成される。ブロック４０中央部においては、上下に延びる円形の貫通孔４０Ａが、一定間隔で複数個所形成される。またブロック４０は、側面部から水平に突出した、複数本の鉄筋４１を有する。鉄筋４１は、上下の２列にわたって設けられる。鉄筋４１はいずれも、ブロック４０の側面部のうち、床版１、２と対向する側面部から突出する。

ブロック４０は、切断面Ｃ１の上方から降下させることにより載置される（図６、図７）。この際、切断面Ｃ１に設置されたアンカー３０は、貫通孔４０Ａの中央に位置する。また、切断面Ｃ２に設置されたアンカー３０は、上面視において鉄筋４１と対向し、千鳥に配置される（図８）。

ブロック４０の載置後、貫通孔４０Ａの内部、及び、ブロック４０と切断面Ｃ１との間に無収縮モルタルＭが充填される（工程Ｓ７、図９）。これにより、ブロック４０がアンカー３０及び床版１、２に固定される。

次に作業者は、ブロック４０と切断面Ｃ２との間にコンクリートの打設を行う（工程Ｓ９、図９）。コンクリートを打設し、硬化させることによって、アンカー３０及び鉄筋４１がコンクリートを介して固定される。したがって、ブロック４０が床版１、２に固定された状態となる。

打設するコンクリートの種類は適宜選択し得るものであるが、超高強度繊維補強コンクリート（ＵＦＣ）とすることが望ましい。ＵＦＣを用いることによって、鉄筋及びアンカーの定着長さを、普通コンクリートなど他種のコンクリートを用いた場合よりも短くすることができるためである。すなわち、鉄筋４１、及び、切断面Ｃ２に設置されたアンカー３０をいずれも短くすることが可能となり、工事の施工範囲を小さくすることができる。

施工範囲を小さくすることによって、工事の中断及び復旧、また、交通の開放が容易となる。例えば工期が複数日にまたがる場合などにおいて、工事休止中の交通を可能とする場合がある。この場合、施工範囲に仮舗装を実施し、または施工範囲を敷鉄板で覆うことによって、工事休止中における車両等の通行を可能とすることが一般的である。施工範囲が小さければ、仮舗装または鉄板敷設を行う範囲も小さくすることができ、工事休止のための準備、工事復旧にかかる作業も少なくすることができる。そのため、工期の短縮やコストの削減が可能となる。

コンクリート硬化後、作業者は、伸縮装置２０の設置作業を実施する（工程Ｓ１１）。まず作業者は、ブロック４０の上面にアンカー５０を新たに設置し（図１０）、配筋を行った上で、装置２１、２２を設置する（図１１）。その後、装置２１、２２とブロック４０との間にコンクリートを打設する（図１１、後打コンクリート）。これにより、装置２１が床版１に固定され、装置２２が床版２に固定される。

＜効果＞
本実施形態では、構造物に設置された伸縮装置１０の交換工事の工程が開示される。工事工程には、伸縮装置１０周辺の鉄筋コンクリートを除去する除去工程（Ｓ１）と、除去工程により生成された鉄筋コンクリートの切断面Ｃ１、Ｃ２（本発明の除去面に相当）に、コンクリートブロック４０を設置する設置工程（Ｓ７、Ｓ９）と、ブロック４０に、伸縮装置１０と異なる伸縮装置２０を設置する工程（Ｓ１１）と、が含まれる。

従来ではコンクリートを現場打設して伸縮装置を固定していたが、上記構成では、ブロック４０を用いて工事を実施する。そのため、床版１、２上にコンクリートを打設する必要が無く、打設量を低減できる。本構成では、コンクリートの硬化を待ったり養生を行ったりする必要が無く、従来に比較して、工期の短縮またはコストの削減が可能となる。また、容易に伸縮装置２０を設置できる。

本実施形態において、除去工程（Ｓ１）では、伸縮装置１０を、伸縮装置１０周辺の鉄筋コンクリートと一体に切断して除去する。

上記構成では、例えば、ワイヤーソーを用いて伸縮装置１０の周りが一体に切断され、床版１、２から除去される。従来ではウォータージェットなどを用いてコンクリートを斫り、床版から伸縮装置を除去していたが、作業の工数も多く、多くの時間が費やされていた。本構成では、容易に伸縮装置１０の除去が可能となり、工期の短縮、またはコストの削減が可能となる。

本実施形態では、切断面Ｃ１にアンカー３０を打つ工程（Ｓ３）をさらに含み、ブロック４０はアンカー３０に固定される。

この構成では、アンカー３０を用いて床版１、２とブロック４０との固定を行うため、現場で配筋を行う必要が無い。そのため、簡単な作業でブロック４０の固定を実行でき、工期の短縮、またはコストの削減が可能となる。

本実施形態では、切断面Ｃ２に対してアンカー３０をさらに打つ（Ｓ３）。また、アンカー３０とブロック４０とをコンクリートを介して固定する（Ｓ９）。

この構成では、アンカー３０を用いて床版１、２とブロック４０との固定が行われるため、現場で配筋を行う必要が無い。そのため、簡単な作業でブロック４０の固定を実行でき、工期の短縮、またはコストの削減が可能となる。

本実施形態では、切断面Ｃ２とブロック４０との間に打設するコンクリートは超高強度繊維補強コンクリート（ＵＦＣ）である。

ＵＦＣを用いることによって、鉄筋４１の定着長さ、及び、切断面Ｃ２に設置されたアンカー３０を短くすることが可能となり、工事の施工範囲を小さくすることができる。上述のように、施工範囲を小さくすることによって、工事休止のための準備、工事復旧にかかる作業も少なくすることができ、工期の短縮またはコストの削減が可能となる。

また、施工範囲を小さくすることによって、床版１、２の切断範囲（図２のＤ－Ｄ線）を小さくすることが可能となる。切断面Ｃ１が小さくなるため、切断作業の短縮が可能となる。また、アンカー３０の本数、ブロック４０の容積を小さくすることが可能となる。いずれも、工期の短縮またはコストの削減につながる。

伸縮装置２０は既設の伸縮装置１０に比較して小型の伸縮装置であるため、設置作業が容易であり、工期の短縮やコストの削減が可能となる。

＜変形例＞
上記実施形態において、装置１１及び装置１２はほぼ同じ形状を備えるものであったが、本発明はそのような構成に限定されず、対向する装置の構造は必ずしも一致する必要はない。装置１２の変形例として鋼橋に設置された装置１１２を図１２に示すが、設置される構造によって装置の形状は適宜変更しうる。

詳細に述べると、装置１１２は、本体部３００、突出部３０１、及びアンカー３０２を有しているが、鋼桁への設置に適合するように、本体部３００の下部フランジは本体部１００よりも大きく、ボルトとの接合箇所が２か所設けられるなど、装置１１とは異なる構造、形状を持つ。

このように装置１１２の構造は、実施形態に示した装置１２の構造とは異なるが、装置１１に対向して設置されることにより、伸縮装置として機能する。この場合においても装置１１の交換工事は、実施形態と同様に施工可能である。

既設の伸縮装置１０
新設の伸縮装置２０
アンカー３０
ブロック４０
アンカー５０
床版１、２

Claims (6)

1. 構造物に設置された既設伸縮装置、及び、前記既設伸縮装置周辺の鉄筋コンクリートを除去する除去工程と、
   前記除去工程により生成された前記鉄筋コンクリートの除去面に、コンクリートブロックを設置する設置工程と、
   前記コンクリートブロックに、前記既設伸縮装置と異なる伸縮装置である新設伸縮装置を設置する工程と、
   を含む、伸縮装置の交換方法。
2. 前記除去工程は、前記既設伸縮装置を、前記既設伸縮装置周辺の鉄筋コンクリートと一体に除去する工程を含む、請求項１に記載の交換方法。
3. 前記除去面に第１のアンカーを打つ工程をさらに含み、
   前記設置工程において、前記コンクリートブロックは前記第１のアンカーに固定される、請求項１または２に記載の交換方法。
4. 前記除去面に対し、第２のアンカーをさらに打つ工程と、
   前記第２のアンカーと前記コンクリートブロックとをコンクリートを介して固定する工程と、
   をさらに含む、請求項３に記載の交換方法。
5. 前記コンクリートは超高強度繊維補強コンクリートである、請求項４に記載の交換方法。
6. 前記新設伸縮装置は前記既設伸縮装置に比較して小型の伸縮装置である、請求項１から５のいずれか１項に記載の交換方法。

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