JP3124497B2 - 橋梁部材の組立方法およびその装置 - Google Patents

橋梁部材の組立方法およびその装置

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JP3124497B2
JP3124497B2 JP08289681A JP28968196A JP3124497B2 JP 3124497 B2 JP3124497 B2 JP 3124497B2 JP 08289681 A JP08289681 A JP 08289681A JP 28968196 A JP28968196 A JP 28968196A JP 3124497 B2 JP3124497 B2 JP 3124497B2
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幸作 二村
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、橋桁等の橋梁部
材をリフトアップ工法により構築する際の組立方法およ
びその装置に関するものであり、特に橋桁を橋脚設置位
置において鉛直に立てて構築した後に回転させて水平に
架設する回転架設工法に有効に適用されるものである。
【0002】
【従来の技術】山岳橋梁などの橋脚の高さが10mを越
えるような橋梁を架設する場合、ベント式クレーン架設
工法やケーブルクレーン架設工法などの在来架設工法で
は、橋脚の鉛直方向の施工完了後に橋桁などの上部工の
水平方向の架設が行われるため、作業効率が悪く、また
多くの作業ヤードを必要とし、工期がかかり、高所作業
も多く、コストも高いものとなるなどの欠点がある。
【0003】そのため、本出願人は、橋脚設置位置にお
いて橋脚を構築した後、この橋脚の上に中央部分が支持
される橋桁を、ジャッキアップ工法あるいはジブクレー
ン工法により前記橋脚に沿って鉛直方向に組み立て、こ
の組み立てられた橋桁を橋脚上部を支点としてウインチ
とワイヤロープ等により回転させて水平方向の架設状態
とする回転架設工法を既に出願している(特願平7−1
20064号(特開平8−311819号公報参
))。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のような回転架設
工法において、橋桁を鉛直方向に組立てる際には、ジャ
ッキアップ架台内で既に組立てられてリフトアップされ
た橋桁の下に、次の橋桁単位ブロックを搬入台車により
搬入して配置し、これらの接合部同士を接合し、次いで
橋桁単位ブロックをリフトアップする必要があり、橋桁
単位ブロックの接合作業、その後の処理作業およびリフ
トアップ作業を効率良く行えるシステムが要望されてい
る。
【0005】この発明は、前述のような要望に応えるべ
くなされたもので、その目的は、橋梁の回転架設工法に
おける橋桁の組立などに際し、橋桁等の橋梁部材の接合
部の接合作業、接合部の後処理作業およびリフトアップ
作業を能率的に行うことができ、工期の短縮とコストの
低減を図ることのできる橋梁部材の組立方法およびその
装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】この発明に係る橋梁部材
の組立方法は、橋脚設置位置において橋脚を構築した
後、この橋脚の上に中央部分が支持される橋桁を、ジャ
ッキアップ工法により前記橋脚に沿って鉛直方向に組み
立て、この組み立てられた橋桁を橋脚上部を支点として
回転させて水平方向の架設状態とする回転架設工法にお
いて、先行構築された橋脚とジャッキアップ架台とを利
用して橋桁部材を鉛直方向に組み立てる方法であり、
ャッキアップ架台内で既に組立てられてリフトアップさ
れた橋桁部材の下に、次の橋桁部材単位ブロックを連続
可能に搬入し、これらの接合部のボルト接合箇所(橋桁
の主桁ウェブなど)をスプライスプレートを介してボル
ト接合すると共に、前記接合部の溶接箇所(橋桁の主桁
フランジなど)をエレクションピースおよびスプライス
プレートを介してボルト結合し、ジャッキアップ架台内
の上部水平移動可能に設置した溶接ロボットを移動さ
せて前記溶接箇所の開先を溶接し、次いでジャッキアッ
プ架台内の上部水平移動可能に設置した後処理ロボッ
トを移動させて溶接部検査、エレクションピースの切
断、または溶接部表面処理などの後処理を行った後、
接ロボットと後処理ロボットを上昇してくるリフトアッ
プフレームが当たらないようにジャッキアップ架台の左
右両端部に退避させ、この状態から上方の橋桁部材と一
体化した前記橋桁部材単位ブロックをジャッキアップ装
置を用いてリフトアップさせ、順次ジャッキアップ架台
内に搬入される橋桁部材単位ブロック毎に、前記工程を
繰り返して橋桁部材を組立てることを特徴とする。
【0007】この発明に係る橋梁部材の組立装置は、
脚設置位置において橋脚を構築した後、この橋脚の上に
中央部分が支持される橋桁を、ジャッキアップ工法によ
り前記橋脚に沿って鉛直方向に組み立て、この組み立て
られた橋桁を橋脚上部を支点として回転させて水平方向
の架設状態とする回転架設工法において、先行構築され
た橋脚とジャッキアップ架台とを利用して橋桁部材を鉛
直方向に組み立てるための装置であり、既に組立られた
橋桁部材の下に搬入され接合されて一体化した橋桁部材
単位ブロックを所定のストロークでリフトアップ可能な
ジャッキアップ装置を備えたジャッキアップ架台と、こ
のジャッキアップ架台内の上部に水平に設けられた案内
レールにより移動可能に設置されて上部の橋桁部材と下
部の橋桁部材単位ブロックの接合部の溶接箇所(橋桁の
主桁フランジなど)の溶接を行う溶接ロボットと、前記
ジャッキアップ架台内に前記案内レールにより移動可能
に設置されて溶接部検査、エレクションピースの切断、
または溶接部表面処理などの後処理を行う後処理ロボッ
トを備え、溶接ロボットと後処理ロボットは、溶接と後
処理の後に上昇してくるリフトアップフレームが当たら
ないように前記案内レールの左右両端部に退避可能とさ
れていることを特徴とする。
【0008】以上のような構成において、既に組立られ
橋桁部材の下に次の橋桁部材単位ブロックを接合する
ための溶接作業と、この溶接部の溶接部検査・エレクシ
ョンピースの切断・溶接部表面処理などの後処理作業
と、これに続くジャッキアップ装置によるリフトアップ
作業を、ジャッキアップ架台内で連続して行うことがで
き、橋桁部材の組立作業を効率良く行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
例に基づいて説明する。これは、回転架設工法において
鋼製の橋桁を橋脚設置位置で鉛直方向に組立てる場合に
適用した例である。図1、図2に、この発明に係る橋桁
組立方法を実施するための装置、ジャッキアップ架台を
示す。図3は図1の平面図であり、図4は橋桁のリフト
アップフレームを示す平面図である。図5に橋梁の回転
架設工法を示す。図6はこの発明で用いる溶接ロボット
および後処理ロボットを示す側面図、図7は橋桁の接合
部を示す平面断面図および側面断面図である。図8にこ
の発明に係る組立作業のフローチャートを示す。
【0010】橋梁の橋桁1は、図1、図2に示すよう
に、橋軸方向と平行に配列される複数のI型断面の主桁
1A(本実施例では2本)と、これら主桁1A同士を連
結するI型断面の横桁1Bからなり、また橋軸方向に多
数に分割された橋桁単位ブロック1-nを接合して構成さ
れる。各橋桁単位ブロック1-nの接合は、主桁1Aのウ
ェブW同士をスプライスプレート2とボルト3による接
合とし、フランジF同士を溶接4による接合としてい
る。なお、橋桁1が水平に架設されると、主桁1A上に
はPC床版が設置される。
【0011】このような構成の橋桁1が、先行構築され
た橋脚を利用すると共に、ジャッキアップ架台5を使用
して、鉛直方向に組立てられる。即ち、ジャッキアップ
架台5の上部に設置された複数のジャッキアップ装置6
により橋桁単位ブロックをリフトアップし、リフトアッ
プした橋桁単位ブロックの下に次の橋桁単位ブロックを
連続可能に搬入してその接合部を接合し、これら橋桁単
位ブロック1-nのリフトアップ・継ぎ足しを順次繰り返
すことにより、橋桁1が地上において一端部から他端部
へと構築される。
【0012】ジャッキアップ架台5は、既に構築された
橋脚の橋軸方向の隣に独立して設置してもよいし(図
1、図2参照)、図5に示すように、既に構築された橋
脚7の脚柱7Aを利用するようにしてもよい。なお、橋
脚7の上部の脚頂部7Bには、案内ローラ8aを備えた
上部案内支持装置8が設けられており、上方に延びた橋
桁1を移動自在に支持できるようにしている。
【0013】ジャッキアップ架台5は、図1〜図3に示
すように、橋桁1を取り囲む形状の平面視で矩形枠状で
あり、また橋桁単位ブロック高さ(リフトアップストロ
ーク)に上部支持部分を足した高さの支持架台である。
このジャッキアップ架台5の橋軸方向の側面には、橋桁
単位ブロック1-nが通過可能な搬入口9が形成され、ま
た図5に示すように、ジャッキアップ架台5の側方から
内部まで走行レール10が敷設され、各橋桁単位ブロッ
ク1-nは、鉛直に立てた状態で搬入台車11によりジャ
ッキアップ架台5の内部に搬入される。
【0014】ジャッキアップ装置6は、例えば長ストロ
ークの油圧シリンダであり、ジャッキアップ架台5の上
面に、橋桁1の4隅に対応させて合計4台配設する。ま
た、そのシリンダ本体をジャッキアップ架台5の上面に
固定し、ピストンロッド6aの先端にリフトアップフレ
ーム12をピン13を介して取付ける。なお、ピストン
ロッド6aとリフトアップフレーム12との間には、ロ
ードセルを介在させてジャッキアップ装置6の吊荷重を
検出し、この検出信号に基づいてリフトアップ油圧ユニ
ット・制御盤により各ジャッキアップ装置6を制御す
る。
【0015】リフトアップフレーム12と各橋桁単位ブ
ロック1-nとは、図4に示すように、橋桁単位ブロック
-nの下部における主桁1AのフランジFから突設した
接続ピース14とリフトアップフレーム12の内面に取
付けた接続ブラケット15とをボルトで接続することに
より、着脱できるようにしている。また、ジャッキアッ
プ架台5の上部には、図5に示すように、複数の案内ロ
ーラ16が設置され、リフトアップされる橋桁1を案内
支持するようにしている。この案内ローラ16は、各主
桁1Aのフランジ外面を転動するローラと、このフラン
ジ端面に当接するローラから構成されている。
【0016】以上のような構成のジャッキアップ架台5
において、既に組立られてリフトアップされた橋桁と次
の橋桁単位ブロックとの接合部におけるフランジF同士
の溶接4は、ジャッキアップ架台5内を移動する溶接ロ
ボット21により自動的に行い、さらに溶接部の後処理
もジャッキアップ架台5内を移動する後処理ロボット2
2により自動的に行う。
【0017】溶接ロボット21は、図6に示すように、
主に、溶接トーチ23を備えた溶接機本体24と、案内
レール20を案内として走行する走行台車25から構成
される。ここで、ジャッキアップ架台5の内部は、前述
のリフトアップフレーム12が昇降するため、このリフ
トアップフレーム12の昇降の邪魔にならないように、
案内レール20をジャッキアップ架台5の上部における
内面に取付け、この案内レール20から溶接ロボット2
1を吊り下げる方式としている。リフトアップに際して
は、溶接ロボット21および後処理ロボット22を案内
レール20の左右両端部に退避させておいて、その下部
が上昇してくるリフトアップフレーム12に当たらない
ようにしておく。
【0018】走行台車25からは、支持ブラケット26
を橋桁側に向けて突設し、この支持ブラケット26の先
端から垂設した吊下げロッド27の下端に、溶接機本体
24を取付けている。案内レール20は、リップ付き溝
形鋼材として、走行台車25の基部を係合して移動自在
に支持できるようにし、またジャッキアップ架台5の左
右(橋軸直角方向)に延在する上部梁に沿って水平に取
付けると共に、ジャッキアップ架台5の前後(橋軸方
向)に一対で配設する。溶接ロボット21は、案内レー
ル20の左右両側に一対で配設し、合計4台設置する。
溶接ロボット21の走行台車25は、駆動モータと駆動
車輪などで移動できるようにする。
【0019】また、溶接機本体24は吊り下げられてい
るだけで不安定であるため、橋桁接合時に各橋桁単位ブ
ロック1-nの下部のフランジ外面に取付けられるガイド
レール28と、溶接機本体24の内側に上下一対で配設
されてガイドレール28を挟持する案内ローラ29とに
より、案内支持させる。なお、これに限らず、吊下げロ
ッド27を2本として安定走行ができるようにしてもよ
い。
【0020】溶接トーチ23は、位置調整部材30を介
して溶接機本体24に取付け、上下位置を調整できるよ
うにする。図6、図7に示すように、上下のフランジ
F、Fの接合端部にはそれぞれエレクションピース31
が左右一対で突設され、上下一対のエレクションピース
31をスプライスプレート32で挟持してボルト33で
固定することにより、上下のフランジFが仮固定され
る。また、一方のフランジFの接合端部には溶接開先3
4が形成され、この溶接開先34の裏面に、裏当て材3
5が取付けられる。この裏当て材35は、図7(a)に
示すように、フランジFの幅方向端面より突出するよう
にしてエンドタブを形成する。
【0021】溶接後の後処理は、溶接部の超音波探傷検
査と、エレクションピース31の切断除去と、溶接部の
ビード仕上げおよびブラスト処理などであり、これらの
作業を後処理ロボット22により行う。この後処理ロボ
ット22は、図6に示すように、溶接ロボット21と同
様に、案内レール20に沿って移動する走行台車40
と、支持ブラケット26・吊下げロッド27を介して吊
下げられガイドレール28に案内される本体41からな
る。
【0022】なお、この後処理ロボット22は、超音波
探傷・ガス切断・ビード仕上げ・ブラスト処理専用のロ
ボットを用意しておき、各作業毎に案内レール20に対
して取り付けるようにしてもよいし、走行台車25また
は走行台車40を共用し、超音波探傷・ガス切断・ビー
ド仕上げ・ブラスト処理専用の本体41を用意してお
き、この本体41のみを付け替えるようにしてもよい。
【0023】以上のような構成において、次のように橋
桁の組立が行われる(図5および図8のフローチャート
参照)。
【0024】(1) ジャッキアップ架台5を使用したリフ
トアップ工法などにより橋脚7の構築が完了すると、こ
の橋脚7の横に橋桁用のジャッキアップ架台5を設置す
る。最初の橋桁単位ブロック1-1を搬入台車11により
ジャッキアップ架台5内に搬入し、この橋桁単位ブロッ
ク1-1とリフトアップフレーム12を接続し、ジャッキ
アップ装置6により所定のストロークだけリフトアップ
する。
【0025】(2) 次の橋桁単位ブロック1-2を搬入台車
11により橋桁単位ブロック1-1の下方に搬入し、搬入
台車11の昇降台を上昇させるなどして、上下のウェブ
端面同士およびフランジ端面同士を当接させる。この状
態で、上下のウェブWを一対のスプライスプレート2で
挟持し、ウェブWとスプライスプレート2とをボルト3
で固定する。一方、上下のフランジFは、上下一対のエ
レクションピース31同士を一対のスプライスプレート
32で挟持し、エレクションピース31とスプライスプ
レート32とをボルト33で固定する。この状態で、リ
フトアップフレーム12は上部の橋桁単位ブロック1-1
から外して下降させ、次の溶接作業や後処理作業の邪魔
にならないようにしておく。
【0026】(3) 開先検査を行った後、各溶接ロボット
21をフランジFの溶接開先34の溶接開始地点へ移動
させ、この溶接開先34を溶接トーチ23により溶接す
る。この溶接は、例えば溶接ロボット21を4台セット
し、4か所の溶接開先34の溶接を略同時に行うように
する。
【0027】(4) 溶接が終了すると、各溶接ロボット2
1を案内レール20の左右両端部へ退避させ、超音波探
傷用の後処理ロボット22を溶接部へ移動させ、溶接部
の超音波探傷を行う。欠陥があれば、修正して再び超音
波探傷を行う。この超音波探傷は、例えば片側の案内レ
ール20に対して後処理ロボット22を真ん中に1台セ
ットし、1台で左右両側の溶接部の検査を行う。
【0028】(5) 超音波探傷が終了すると、超音波探傷
用の探傷部本体を取外して代わりにガス切断用の本体4
1を取付け、エレクションピース31とエンドタブをガ
ス切断トーチ42によりフランジ端面から切断除去す
る。
【0029】(6) ガス切断が終了すると、ガス切断用の
本体をビード仕上げ用の本体41に取り替えて、余盛り
を削減し、溶接ビード面を均一にする。
【0030】(7) 次いで、バキューム式等のブラスト処
理のため、ビード仕上げ用の本体をブラスト処理用の本
体41に取り替えて、ブラスト処理を行う。
【0031】(8) 以上の溶接部の後処理が終了すると、
上部の橋桁に接合された下部の橋桁単位ブロック1-2
リフトアップフレーム12を接続し、ジャッキアップ装
置6により所定のストロークだけリフトアップさせる。
この際、溶接ロボット21や後処理ロボット22は案内
レール20の両端部などに退避させ、上昇してくるリフ
トアップフレーム12が当たらないようにしておく。
【0032】(9) ジャッキアップ架台5内に順次搬入さ
れる橋桁単位ブロック1-3〜1-n毎に前述の(2) 〜(8)
の工程を繰り返し、橋桁1を橋脚7に沿って鉛直に組立
てる。
【0033】この後、図5に示すように、橋桁1の中央
部分を上部案内支持装置8に支点ピン50等を介して取
付け、図示しないウインチのワイヤロープを橋桁1の上
下端にそれぞれ連結し、一方のワイヤロープで牽引し、
他方のワイヤロープで回転を抑制するなどして、橋桁1
を支点ピン50を中心として回転させ、水平の架設状態
とする。
【0034】なお、以上は橋梁の回転架設工法における
橋桁の組立について説明したが、これに限らず、その他
の橋梁部材において、橋梁部材単位ブロック同士を接合
し、リフトアップ工法を用いてリフトアップする場合に
も、本発明を適用することができる。また、後処理作業
を後処理ロボットに依存せず、溶接ロボット21の本体
を取外し、後処理用本体を取付けるようにすることもで
きることはいうまでもない。
【0035】
【発明の効果】この発明は、橋脚設置位置において橋脚
を構築した後、この橋脚の上に中央部分が支持される橋
桁を、ジャッキアップ工法により前記橋脚に沿って鉛直
方向に組み立て、この組み立てられた橋桁を橋脚上部を
支点として回転させて水平方向の架設状態とする回転架
設工法において、先行構築された橋脚とジャッキアップ
架台とを利用して橋桁部材を鉛直方向に組み立てる際、
ジャッキアップ架台内で既に組立てられてリフトアップ
された橋桁部材と次の橋桁部材単位ブロックとの接合部
における溶接箇所を、ジャッキアップ架台内の上部
平移動可能に設置した溶接ロボットを移動させて溶接
し、次いでジャッキアップ架台内の上部水平移動可能
設置した後処理ロボットを移動させて溶接部検査、エ
レクションピースの切断、または溶接部表面処理などの
後処理を行った後、溶接ロボットと後処理ロボットを上
昇してくるリフトアップフレームが当たらないようにジ
ャッキアップ架台の左右両端部に退避させ、この状態か
上方の橋桁部材と一体化した橋桁部材単位ブロックを
ジャッキアップ装置を用いてリフトアップさせるように
したため、接合箇所の溶接作業と、溶接部の溶接部検査
・エレクションピースの切断・溶接部表面処理などの後
処理作業と、続くジャッキアップ装置によるリフトアッ
プ作業を、ジャッキアップ架台内で連続して行うことが
でき、橋桁部材の組立作業を効率良く行うことができ、
工期の短縮とコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に係る橋桁の組立方法を実施するため
の装置を示す斜視図である。
【図2】この発明で用いるジャッキアップ架台を示す斜
視図である。
【図3】この発明に係るジャッキアップ架台内の溶接ロ
ボットおよび後処理ロボットを示す平面図である。
【図4】この発明に係る橋桁とそのリフトアップフレー
ムを示す平面図である。
【図5】この発明が適用される橋梁の回転架設方法を示
す側面図である。
【図6】この発明で用いる溶接ロボットおよび後処理ロ
ボットを示す側面図である。
【図7】この発明に係る橋桁の接合部を示す(a)は平
面断面図、(b)は側面断面図である。
【図8】この発明に係る組立作業のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1…橋桁 1A…主桁 1B…横桁 1-n…橋桁単位ブロック 2…スプライスプレート 3…ボルト 4…溶接 5…ジャッキアップ架台 6…ジャッキアップ装置 7…橋脚 8…上部案内装置 9…搬入口 10…走行レール 11…走行台車 12…リフトアップフレーム 13…ピン 14…接続ピース 15…接続ブラケット 16…案内ローラ 20…案内ローラ 21…溶接ロボット 22…後処理ロボット 23…溶接トーチ 24…溶接機本体 25…走行台車 26…支持ブラケット 27…吊下げロッド 28…ガイドレール 29…案内ローラ 30…位置調整部材 31…エレクションピース 32…スプライスプレート 33…ボルト 34…溶接開先 35…裏当て材 40…走行台車 41…本体 42…ガス切断トーチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) E01D 21/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 橋脚設置位置において橋脚を構築した
    後、この橋脚の上に中央部分が支持される橋桁を、ジャ
    ッキアップ工法により前記橋脚に沿って鉛直方向に組み
    立て、この組み立てられた橋桁を橋脚上部を支点として
    回転させて水平方向の架設状態とする回転架設工法にお
    いて、先行構築された橋脚とジャッキアップ架台とを利
    用して橋桁部材を鉛直方向に組み立てる方法であり、 ジャッキアップ架台内で既に組立てられてリフトアップ
    された橋桁部材の下に、次の橋桁部材単位ブロックを連
    続可能に搬入し、これらの接合部のボルト接合箇所をス
    プライスプレートを介してボルト接合すると共に、前記
    接合部の溶接箇所をエレクションピースおよびスプライ
    スプレートを介してボルト結合し、ジャッキアップ架台
    の上部水平移動可能に設置した溶接ロボットを移動
    させて前記溶接箇所の開先を溶接し、次いでジャッキア
    ップ架台内の上部水平移動可能に設置した後処理ロボ
    ットを移動させて溶接部検査、エレクションピースの切
    断、または溶接部表面処理などの後処理を行った後、
    接ロボットと後処理ロボットを上昇してくるリフトアッ
    プフレームが当たらないようにジャッキアップ架台の左
    右両端部に退避させ、この状態から上方の橋桁部材と一
    体化した前記橋桁部材単位ブロックをジャッキアップ装
    置を用いてリフトアップさせ、順次ジャッキアップ架台
    内に搬入される橋桁部材単位ブロック毎に、前記工程を
    繰り返して橋桁部材を組立てることを特徴とする橋梁部
    材の組立方法。
  2. 【請求項2】 橋脚設置位置において橋脚を構築した
    後、この橋脚の上に中央部分が支持される橋桁を、ジャ
    ッキアップ工法により前記橋脚に沿って鉛直方向に組み
    立て、この組み立てられた橋桁を橋脚上部を支点として
    回転させて水平方向の架設状態とする回転架設工法にお
    いて、先行構築された橋脚とジャッキアップ架台とを利
    用して橋桁部材を鉛直方向に組み立てるための装置であ
    り、 既に組立られた橋桁部材の下に搬入され接合されて一体
    化した橋桁部材単位ブロックを所定のストロークでリフ
    トアップ可能なジャッキアップ装置を備えたジャッキア
    ップ架台と、このジャッキアップ架台内の上部に水平に
    設けられた案内レールにより移動可能に設置されて上部
    橋桁部材と下部の橋桁部材単位ブロックの接合部の溶
    接箇所の溶接を行う溶接ロボットと、前記ジャッキアッ
    プ架台内に前記案内レールにより移動可能に設置されて
    溶接部検査、エレクションピースの切断、または溶接部
    表面処理などの後処理を行う後処理ロボットを備え、溶
    接ロボットと後処理ロボットは、溶接と後処理の後に上
    昇してくるリフトアップフレームが当たらないように前
    記案内レールの左右両端部に退避可能とされていること
    を特徴とする橋梁部材の組立装置。
JP08289681A 1996-10-31 1996-10-31 橋梁部材の組立方法およびその装置 Expired - Fee Related JP3124497B2 (ja)

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