JP2994225B2 - 既設橋の補強方法及びその装置 - Google Patents

既設橋の補強方法及びその装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、既設橋の補強方法及び
その装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近時道路交通法の改正に伴いトラック荷
重等の増加により、既設橋桁の躯体、橋脚の強度を増加
させる改修を必要とする事情が生じている。鉄骨橋等で
は、鋼材の付加による補強も考えられるが、コンクリー
ト橋桁では、このような補強が容易でない。外部ケーブ
ルを設けて、橋桁の躯体の下面近傍を補助牽引する手段
もあるが、ケーブルの定着部構造、ケーブルの曲げ上げ
構造、ケーブルの防食問題等の問題があり、これらの解
決を要する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような実
情に鑑みて開発されたもので、 (a)コンクリート橋桁の躯体や橋脚に容易に定着する
ことができる (b)補強部材の緊張牽引が簡単にできる (c)橋の長手方向両側の延長上での作業が不要である (d)腐食等の問題がない (e)橋桁の左右に対称に一度に作業ができる (f)可搬装置を用いて多くの橋桁に対し容易に繰返し
作業ができる (g)邪魔になる位置を避け、また、景観の劣化を招来
しない 等の課題を解決する既設コンクリート橋桁の補強方法及
びその施工に用いる装置を提供することを目的とするも
のである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、コンクリート
橋桁の一方の端部近傍の躯体両側面にそれぞれ帯状緊張
部材の一端を固定し、この橋桁の他方の端部近傍の躯体
両側面でそれぞれ前記帯状緊張部材の他端を同時に牽引
し、牽引した帯状緊張部材の他端を躯体両側面の他方の
端部近傍に固定することを特徴とする既設橋の補強方法
である。
【0005】また、コンクリート橋脚の上端又は下端の
側面に帯状緊張部材の一端を固定し、橋脚の他方の端部
で前記帯状緊張部材の他端を牽引し、牽引した帯状緊張
部材の他端を橋脚の他方の端部近傍に固定することを特
徴とする既設橋の補強方法を提供する。さらに、コンク
リート橋脚の外面に外周を覆って帯状緊張部材を螺旋状
に巻き付け、その一端を橋脚外面に固定し、1〜2周ご
とに順次前記帯状緊張部材を牽引し、牽引した帯状緊張
部材を橋脚外面に固定し、橋脚にフープ応力を導入する
ことを特徴とする既設橋の補強方法である。
【0006】上記方法を好適に実施することができる本
発明の装置は、コンクリート橋桁の端部の桁長手方向内
側に取付けるフレームと、このフレームに取付けられ帯
状緊張部材の方向を反転するロールと、このフレームに
反力を支持させ帯状緊張部材を牽引する牽引装置とを備
えたことを特徴とする既設橋の補強装置である。またこ
の装置のフレームを、橋脚の外面に取付けることができ
るようにし、橋脚の軸応力、フープ応力の増強にも利用
できるようにすると好適である。
【0007】
【作用】本発明の既設コンクリート橋桁の補強方法は、
外部ケーブル等によるものではなく、帯状緊張部材を用
いる。帯状緊張部材としては、ポリアミド繊維、カーボ
ン繊維等の繊維を帯状に成形したFRP(繊維補強プラ
スチック)を用いる。必要な引張強度は、繊維の種類、
帯状体の厚さと幅により、任意のものを得ることができ
る。
【0008】この帯状緊張部材は、既設コンクリート橋
桁の補強の時は、躯体の端部近傍に両端を固定する。橋
桁の載荷荷重による曲げモーメントは、橋桁の両端にお
いて最小となり、中央部において大きくなるので、補強
は合理的である。また、コンクリート橋桁の躯体両側面
にそれぞれ帯状緊張部材を取付けて同時に牽引緊張する
ので、左右対称になり、左右の偏荷重を生じない。
【0009】帯状緊張部材の緊張により、コンクリート
内に応力が導入される。この応力の大きさは、補強すべ
きコンクリート橋桁に応じて定めることができる。帯状
緊張部材は、既設コンクリート橋の側面の邪魔にならな
い位置に効果的に補強することができる。また、帯状で
橋桁の躯体の側面に添着しているので、景観を害するこ
とがない。
【0010】コンクリート橋の橋脚の補強は、橋脚の軸
方向に応力を導入することと、橋脚の剪断に対する補強
としてフープ応力を導入することの2つがある。前者
は、上記橋桁の補強を鉛直方向で実施することになる。
すなわち、橋脚の軸心に対して対称な複数の面に対し
て、同時に帯状緊張部材を取付け、これを緊張して定着
する。あたかも、橋桁の水平な補強を鉛直方向で行うこ
とに相当し、例えば、橋脚の上端に帯状緊張材の一端を
固定し下端部の基礎に緊張装置を固着し緊張、定着す
る。
【0011】フープ応力については、コンクリート橋脚
の外面に、帯状緊張部材を螺旋状に外周に巻き付けて応
力を導入する。応力の導入は、螺旋状時巻き付けた帯状
緊張部材の長手方向に沿って適宜の長さごとに緊張、定
着を繰り返し橋脚外面全面に及ぶようにする。この適宜
の長さは橋脚の横断面形状等に依存する。例えば、横断
面が円形、長円形、楕円形又はこれらに類する滑らかな
円弧の連設曲線で囲まれている時は、0.5〜2周程度
ごとに、順次前記帯状緊張部材を牽引定着するとよく、
矩形、台形、多角形断面等の時は、一辺ごとに緊張定着
を繰り返すとよい。
【0012】本発明の装置は、帯状緊張部材を容易に緊
張して固定するための装置であってコンクリート橋桁の
端部の桁長手方向内側に取付けるフレームを有する。こ
のフレーム内に、帯状緊張部材の方向を反転するロール
と、反転した緊張部材を容易に牽引する牽引装置を備え
ている。この牽引装置は反転ロールで反転した緊張部材
を巻きつける牽引用ロールと、この牽引用ロールを牽引
するジャッキを備えている。牽引用ロールは、自転して
緊張部材の端部を数回巻きつけて牽引に耐える地巻きと
し、ジャッキで牽引するときは自転を阻止する機構を備
えている。ジャッキはフレームに反力をとり、フレーム
は橋桁の端部のスパン内側面に固定されている。従っ
て、緊張定着は橋のスパン内で作業ができる。橋のスパ
ン外の延長部に格別の準備工事、装置配置を要しないの
で迅速に省力的に補強を行うことができる。この装置を
橋桁の躯体の左右両横に取付け、左右同時に同調させて
帯状部材を牽引緊張することによって、橋桁にアンバラ
ンスを生ずることなく応力を導入することができる。
【0013】
【実施例】図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。図1はコンクリート橋桁1の躯体2の側面3、3
に帯状緊張部材4を添着する工程の平面図で、橋桁上の
スラブを仮に取り去った状態を上視した図である。図2
は図1の側面図である。橋桁1の躯体2の側面3にFR
Pからなる帯状緊張部材4の一端5を固定具6で固定す
る。固定具6は押え板7とボルトナット8とから構成さ
れている。固定具6は、躯体2を横断して挿通するボル
トナット8により、躯体2の側面3、3に配設した帯状
緊張部材4を一緒に固定する。
【0014】橋桁1の他端9に牽引装置20のフレーム
21をボルトナット10で固定する。牽引装置20は躯
体2の左右に対称に取付けられる。牽引装置20はフレ
ーム21内に牽引方向反転用ロール22を固定軸受23
で支持し、可動枠24に取付けられた牽引用ロール25
を備えている。可動枠24はジャッキ26のロッド27
に連結されている。ジャッキ26はフレーム21に反力
を支持されて可動枠24を牽引する。ジャッキ26の反
力はフレーム21を介して橋桁1の他端9のコンクリー
トに支持されている。
【0015】帯状緊張部材4は前記牽引方向反転用ロー
ル22に巻きついた後、牽引用ロール25に巻きついて
いる。牽引用ロール25は、帯状緊張部材4を巻き付け
る時は自由に自転し、ジャッキ26が可動枠24を牽引
する時は自転することなくジャッキ26方向に移動し、
帯状緊張部材4を牽引する。この自転を阻止する機構の
例を図6〜9に示した。図6は牽引用ロール25の自転
阻止のためのラチェット41とラチェットホイール42
との組み合わせを示す平面図、図7はその側面図であ
る。また図8は軸凹み45とこの凹み45がジャッキ牽
引時に溝46内に進入して回り止めとなる機構等を示し
ている。図9(a)は牽引用ロール軸の凹み45を示
し、ジャッキ26が牽引用ロール25を牽引する時この
凹み45が溝46にはまり込みロール25の自転が阻止
される。もちろん、このほか、例えばコースター等の逆
転防止機構、キー、コッタ等の固定要素を着脱する機
構、噛合いクラッチ、摩擦クラッチ、カム等のクラッチ
機構を用いてもよく、これらを手動、遠方操作、自動装
置等によって駆動するようにしてもよい。
【0016】次に本発明方法による上記橋桁の補強の施
工について説明する。躯体2の一端側に固定された帯状
緊張部材4は躯体2を縫って設けられる通しボルトナッ
ト8によって両側面に固定され、躯体2の側面3に沿っ
て他端側まで展開され、牽引方向反転用ロール22を経
て牽引用ロール25に巻き付けられ、牽引用ロール25
はジャッキ26で牽引される。左右のジャッキ26、2
6は同調して同一牽引力で牽引する。
【0017】帯状緊張部材4が予定の緊張力に達するま
で牽引したら、固定装置30で、帯状緊張部材4の端部
を固定する。固定装置30は、押え板31とボルトナッ
ト32とからなり、ボルトナット32は躯体2を貫通し
て躯体の左右の帯状緊張部材を一緒に固定する。図3は
コンクリート橋桁1a、1b、1c、…の躯体2、2、
2、…に順次帯状緊張部材を取付けてゆく工程を示した
もので、橋桁1aの施工が終了したら、2第の牽引装置
20を橋桁1bに移設して、順次施工する。
【0018】図4は橋脚の長手方向の補強を示したもの
である。コンクリート橋脚の上端の側面に帯状緊張部材
4の一端を打ち込みアンカーを用いる固定具5で固定
し、橋脚の下端部で前記帯状緊張部材の他端を牽引し、
牽引した帯状緊張部材の他端を橋脚の他方の端部近傍に
固定する既設橋の補強方法を示している。図5(a)、
(b)はコンクリート橋脚の外面に外周を覆って帯状緊
張部材を螺旋状に巻き付け、その一端を橋脚外面に固定
し、1〜2周ごとに順次前記帯状緊張部材を牽引し、該
牽引した帯状緊張部材を橋脚外面に固定し、橋脚にフー
プ応力を導入する既設橋の補強方法を示している。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、既設コンクリート橋桁
を容易に補強することができ、補強材は、躯体の両側面
に添着されているので突出しておらず、景観を害するこ
となく、必要な補強が的確に実施される。また、補強作
業は桁の下方から施工することができ、格別の交通遮断
や大掛かりな土木工事等を必要としない。
【0020】本発明の装置は、帯状緊張部材を桁ごとに
容易に緊張することができる。また、柱の長手方向補
強、フープ応力方向の補強等も容易に行うことができる
ようになった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の既設コンクリート橋の補強方法を説明
する平面図である。
【図2】実施例の既設コンクリート橋の補強方法を説明
する側面図である。
【図3】実施例の既設コンクリート橋の補強方法を説明
する平面図である。
【図4】実施例の既設コンクリート橋脚の補強方法を説
明する縦断面図である。
【図5】実施例の既設コンクリート橋脚の補強方法を説
明する(a)横断面図、(b)側面図である。
【図6】牽引ロールの自転阻止機構の説明図である。
【図7】牽引ロールの自転阻止機構の説明図である。
【図8】牽引ロールの自転阻止機構の説明図である。
【図9】牽引ロールの自転阻止機構の説明図である。
【符号の説明】
1 橋桁 2 躯体 3 側面 4 緊張部材 5 端部 6 固定具 7 押え板 8 ボルトナッ
ト 9 他端 10 ボルトナッ
ト 20 牽引装置 21 フレーム 22 反転用ロール 23 固定軸受 24 可動枠 25 牽引用ロー
ル 26 ジャッキ 27 ロッド 30 固定装置 31 押え板 32 ボルトナット 41 ラチェット 42 ラチェットホイール 45 凹み 46 溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) E01D 21/00 E01D 19/02

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンクリート橋桁の一方の端部近傍の躯
    体両側面にそれぞれ帯状緊張部材の一端を固定し、該橋
    桁の他方の端部近傍の躯体両側面でそれぞれ前記帯状緊
    張部材の他端を同時に牽引し、該牽引した帯状緊張部材
    の他端を躯体両側面の他方の端部近傍に固定することを
    特徴とする既設橋の補強方法。
  2. 【請求項2】 コンクリート橋脚の上端又は下端の側面
    に帯状緊張部材の一端を固定し、該橋脚の他方の端部で
    前記帯状緊張部材の他端を牽引し、該牽引した帯状緊張
    部材の他端を橋脚の他方の端部近傍に固定することを特
    徴とする既設橋の補強方法。
  3. 【請求項3】 コンクリート橋脚の外面に外周を覆って
    帯状緊張部材を螺旋状に巻き付け、その一端を橋脚外面
    に固定し、1〜2周ごとに順次前記帯状緊張部材を牽引
    し、該牽引した帯状緊張部材を橋脚外面に固定し、橋脚
    にフープ応力を導入することを特徴とする既設橋の補強
    方法。
  4. 【請求項4】 コンクリート橋桁の端部の桁長手方向内
    側に取付けるフレームと、該フレームに取付けられ帯状
    緊張部材の方向を反転するロールと、該フレームに反力
    を支持させ該帯状緊張部材を牽引する牽引装置とを備え
    たことを特徴とする既設橋の補強装置。
  5. 【請求項5】 前記フレームはコンクリート橋脚外面に
    固定する固定部を備えたことを特徴とする請求項4記載
    の既設橋の補強装置。
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CN110468745B (zh) * 2019-09-02 2024-02-09 长沙理工大学 一种桥墩加固装置及其施工方法
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