JP3586829B2 - 高架橋の目地部の補修施工工法 - Google Patents

高架橋の目地部の補修施工工法 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高架橋の目地部に配設される既設の伸縮装置を、新規の伸縮装置に交換補修する工法に関する。
【0002】
ここでは、図1〜3に示すような中央に複数本の橋脚を備えた橋梁(道路橋)を例にとり説明するが、橋脚の本数に特に限定するものではなく、また、高架道路においても適用できる。
【0003】
【従来の技術】
図1〜3に、鉄筋コンクリート橋梁(道路橋)による高架橋10の一例における上部構造の概略を示す。
【0004】
橋梁両端位置に一対の橋台12、12が配され、中央位置に複数本(図例では3本)の橋脚14が配置されている。そして、橋台12、12と橋脚14の間には、支承15を介して複数連の主桁(I形鋼桁)16が形成され、さらに、該主桁16の上に鉄筋コンクリート床板からなる複数連の橋梁床版(以下、単に床版とも言う)18が配置されている。通常、橋梁床版18と主桁16とは図示しないがジベル結合やボルト結合されている。該橋梁床版18の両側には地覆部(隆起部:通常コンクリート施工)20を介して高欄部(防護柵:通常、金属柵)22が形成されている。なお、橋梁床版18の表層側には防水層付き舗装層24が形成されて路面ユニット26とされている。なお、橋台12の上面にも舗装層24が形成されているが、舗装層24の下層面のコンクリート層を含めて以下、パラペット部13という。そして、パラペット部13の道路側の背面(図1中橋台12の左側)は土層で形成される。
【0005】
上記において、路面ユニット26と橋台12のパラペット部13との接続部、及び、路面ユニット26、26相互間の接続部(幅方向、長手方向であるが図例では幅方向のみ)には目地部(隙間)27が設けられている。この目地部27が設けられていることは、自動車走行時さらには地震時に路面ユニットが受ける振動・衝撃を緩和するとともに、各路面ユニット26(主として橋梁床版18)自体の夏季・冬季における熱膨張・収縮を吸収するためである。
【0006】
目地部27には、熱膨張・収縮された路面ユニット26により自動車走行の妨げにならないように、伸縮装置28が配置されている。
【0007】
伸縮装置28は、図4〜5に示すように、目地部27両側から僅かな開口部を有して橋台12上あるいは路面ユニット26上に接合する一対の鋼板製のフィンガージョイント29で構成され、フィンガージョイント29の下方には、目地部27を形成するために橋台12の端面あるいは路面ユニット26の端面に接合する鋼板製の腹板(ウエブ)25が配置されている。一対のフィンガージョイント29は、お互いに対向する面が波形、または一方のフィンガーだけが波形、あるいはお互いが平面に形成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、伸縮装置28が老朽化して自動車走行の妨げになると、伸縮装置28そのものを交換しなければならない。この交換補修工事は、目地部27を挟んで舗装層24を含む橋台12のパラペット部13または路面ユニット26の一端に、舗装層24を含むパラペット部13または路面ユニット26の一部を幅方向に薄く斫りすることにより切欠部19を形成する。切欠部19の深さは一般的には150mmに形成するのが望ましく、カッターやガスにより切断・斫り除去を行なう。そして、切欠部19に新規の伸縮装置を配置させて超速硬のコンクリート(以下、後打ちコンクリートという)48を切欠部19に打設する。
【0009】
しかし、新規に打設する後打ちコンクリート48と、隣接する老化状況の既設床版コンクリート18との間では、お互いの弾性係数に差異を生じているので、新規の後打ちコンクリート48と隣接する床版コンクリート18との合わせ面との間で外力が加わったときに、後打ちコンクリート48に剪断力や引き抜き力が発生して新規の後打ちコンクリート48を損傷させるおそれがあった。
【0010】
また、高架橋10が鋼板で形成される鋼橋において(以下、鉄筋コンクリート橋と同部位については図符号を統一する)は、主桁16の上方に配置される床版18は、鉄筋コンクリート橋の床版18より極めて薄く形成される場合が多い。そのため、路面ユニット26の斫りを行なうと、路面ユニット26の一端では床版18の厚み分取り除かれ、主桁16の上面が現われることになる。この状態で、新規の伸縮装置を交換する場合には、切欠部19の周りに木製の型枠を配置させて、型枠を支持した状態で後打ちコンクリート48を打設しなければならず、極めて作業効率を低下させていた。しかも後打ちコンクリート48と鋼板製の主桁16との間の接合は強固には固着できないため、長期間の使用には課題を生じていた。
【0011】
この発明は、上記にかんがみ、既設の伸縮装置の老朽化で新規の伸縮装置を交換する際に、後打ちコンクリートを橋台あるいは床版に堅固に固着させて、耐久性のある高架橋を形成するための補修施工工法を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明の高架橋の目地部の補修施工工法は、上記の課題を解決するために、以下のように行うものである。即ち、
高架橋の目地部に配設される既設の伸縮装置を、新規の伸縮装置に交換補修施工する際、前記目地部を挟んで橋台あるいは床版の一端に既設の伸縮装置を斫りとって切欠部を形成し、前記目地部に新規の伸縮装置を配置するとともに、前記新規の伸縮装置を除く前記切欠部内において橋台のパラペット部あるいは前記床版に向かって、ねじ切りコンクリートアンカーを、前記ねじ切りコンクリートアンカーの下面を頂点とし前記床版の上面を底面とする傾斜面約45°の逆円錐状に形成される範囲より離隔された位置に千鳥状に設置し、その後、前記切欠部に後打ちコンクリートを打設するように施工することを特徴とするものである。
【0013】
また、前記新規の伸縮装置が、相対向する結合壁体と該壁体間に配設される緩衝シール体とを有して構成され、前記各壁体に水平方向に延設する複数の鉄筋が一体的に結合されていることを特徴とするものであればよい。
【0015】
前記橋台のパラペット部には、複数の樹脂アンカーが設置され、前記樹脂アンカーが、前記橋台のパラペット部に形成する削孔に充填されるエポキシ系樹脂剤と前記エポキシ系樹脂剤に一部を埋設する鉄筋と、を有して構成されることを特徴とすればよい。
【0016】
また、この発明の高架橋の目地部の補修施工工法は、鋼橋高架橋の目地部に配設される既設の伸縮装置を、新規の伸縮装置に交換補修施工する際、前記目地部を挟んで橋台あるいは床版の一端に既設の伸縮装置を斫りとって切欠部を形成するとともに、前記切欠部を形成することによって前記切欠部の下面側に現れる主桁の上面に、前記目地部側に立て壁部を有するL形鋼板を前記主桁に高張ボルトで接合して引張鉄筋を兼ね備えた型枠を形成し、前記L形鋼板の立て壁部に新規の伸縮装置を装着後、前記切欠部に、後打ちコンクリートを打設することを特徴とするものである。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図例に基づいて説明する。従来例と同一部分については、同一図符号を付してそれらの説明の全部または一部を省略する。
【0019】
本実施形態の高架橋の目地部の補修施工工法(以下、補修施工工法という)は、既設の伸縮装置28を新規の伸縮装置に交換補修する際、路面ユニット26あるいは橋台12のパラペット部13に形成された切欠部19、19に後打ちコンクリート48を堅固に固着できるような工法を行なうものであり、高架橋10の他の構成は従来の構成と同様である。
【0020】
新規の伸縮装置30は、図6に示すように、所定隙間をおいて平行に立設して配置される一対の結合壁体32、32と、該結合壁体32、32間に配置される緩衝シール体(シールシート体)34とを備えている。図例では伸縮装置30は、平面形状において両側波形であるが、直線状及び片側波形のものもある。
【0021】
ここで、結合壁体32、32は、通常、鋼板製であって、強度的見地及び載置性の見地から基板部(後打ちコンクリート底部型枠)36と立て壁部38とからなる。また、路面ユニット26相互の接続施工の際の後打ちコンクリート48と結合させるための直線状またはフック状の結合鉄筋(スタッド溶接異形鉄筋)40、42が一体化されている。シールシート体34は、通常、ゴム材でシート状に射出成形され結合壁体32、32と両側で加硫接着されている。
【0022】
第1の形態の補修施工工法は、鉄筋コンクリート橋に適用するものであって、フィンガージョイント29で形成された既設の伸縮装置28と既設の後打ちコンクリート48とを図7に示すように、切断・斫り除去する。この際、切欠部19には、切欠部19に隣接する床版18内から水平方向に延設された既設の鉄筋はそのまま残留させている。そして橋台12のパラペット部13と路面ユニット26の一端に形成された切欠部19を清掃した後、図8に示すように、新規の伸縮装置30を目地部27内に位置決めして配置する。切欠部19上には、結合壁体32、32からそれぞれ突出する複数の結合鉄筋40、42と、結合鉄筋40、42に直交する複数の横鉄筋43及び横鉄筋43に対して上方から挿入して点付溶接する複数の逆U字形の加工鉄筋46Aと、をそれぞれ配置する。これによって、切欠部19、19には、複数の各鉄筋が交差するように配置される。伸縮装置30と各鉄筋とが切欠部19内に設置されると、図9に示すように、橋台12のパラペット部13には樹脂アンカー50が各鉄筋の間にピッチ約600mmで千鳥状に設置され、床版18にはねじ切りコンクリートアンカー(以下、ねじ切りアンカーという)52が各鉄筋の間にピッチ約300〜600mmで千鳥状に設置される。
【0023】
橋台12のパラペット部13に設置する樹脂アンカー50は、走行方向に対する橋台12のパラペット部13自体の長さが短く、強度を増すために、橋台12のパラペット部13に深孔51を削孔し深孔51内にエポキシ系樹脂剤50aを充填し多数の節が形成される異形鉄筋50bを押入して形成する。エポキシ系樹脂剤は、例えば、粘性が低く浸透性の良いエポキシクラフト剤が望ましい。この樹脂アンカー50は、切欠部19下方の橋台12のパラペット部13の切欠部19から約150mmの深さに設置することが望ましく、また、橋台12のパラペット部13の幅方向に約300〜600mm間隔で千鳥状に設置することが強度を保持するために望ましい。
【0024】
切欠部19下方の床版18に設置する複数のねじ切りアンカー52は、図9の二点鎖線で示すように、床版18に埋設される各ねじ切りアンカー52の下面を頂点とし、床版18の上面を底面とする傾斜面約45°の逆円錐状に形成される範囲より離れた位置にそれぞれ設置する。つまり、各ねじ切りアンカー52の床版18への侵入深さは経験上約60mmが望ましく、そのため、床版18上面においては、深さ60mmに対する傾斜面の角度45°で広がる範囲は、アンカー52を中心にして外径約120mmということになり、ねじ切りアンカー52の外径120mmの範囲内には、他のねじ切りアンカー52を設置しないことが必要である。このことは、アンカーボルトのコンクリートへの定着力がアンカーボルトの先端部の楔効果によるものであるため、コンクリートに対するアンカーボルトの引張耐力がコンクリートの耐力から設定されることによる。そして逆円錐上の傾斜面を約45°の角度に形成することが経験上好ましく本工法の特徴の一つである。
【0025】
橋台12のパラペット部13に樹脂アンカー50、床版18にねじ切りアンカー52を設置すると、図10に示すように、それぞれの切欠部19、19に後打ちコンクリート48、48が打設される。伸縮装置30と後打ちコンクリート48とは結合鉄筋40、41で結合固着され、橋台12のパラペット部13または床版18と後打ちコンクリート48とは樹脂アンカー50またはねじ切りアンカー52で結合固着される。
【0026】
なお、鉄筋コンクリート橋の路面ユニット26、26間の目地部26に配置される既設の伸縮装置28を新規の伸縮装置30に交換補修する際には、図11に示すように、目地部27を挟んで形成される切欠部19、19には、両側とも前述のねじ切りアンカー52、52が設置されることになる。
【0027】
また、PC橋の路面ユニット26、26間に形成される目地部27の伸縮装置28を交換する場合においては、鉄筋コンクリート橋と同様に、図11に示すように、後打ちコンクリート48、48を床版18、18に結合固着するアンカーは、ねじ切りアンカー52、52が設置される。
【0028】
図12は、高架橋10が鋼橋で形成される第2の形態を示すものであり、既設の伸縮装置28と既設の後打ちコンクリート48とを切断・斫り除去して、図7のように、切欠部19を形成する。橋台12のパラペット部13と路面ユニット26間に目地部27が形成されている場合には、橋台12のパラペット部13側には前述の形態と同様に樹脂アンカー50を設置する。この際、既設の伸縮装置28を除去して切欠部19を形成した後に、切欠部19内には新規の伸縮装置30を目地部27内に配置させ、伸縮装置30の立て壁部38から突出する結合鉄筋40、42に溶着する横鉄筋43及び逆U字形の加工鉄筋46A、U字形鉄筋46Bを配置させて、樹脂アンカー50設置後に打設する後打ちコンクリート48との接合を強固にする。加工鉄筋46は、横鉄筋43の上方と下方とからパラペット部13の幅方向に交互に相対向するように配置する。この場合、図12に示すように上方から配置する逆U字形の加工鉄筋46Aの長さを下方から配置するU字形鉄筋46Bに対して広くするようにしてもよく。図13に示すように、両方とも同じ長さのもので配置するようにしてもよい。
【0029】
路面ユニット26側には、切欠部19を形成することによって、切欠部19の下面側には鋼板製の主桁16の上面が現われる。そのため、主桁16上に目地部27側に立て壁部61aを有するL字形の鋼板ベース61を装着する。L字形の鋼板ベース61は、主桁16に穿設されているボルト孔63を利用して複数の高張ボルト65で締結する。L字形の鋼板ベース61を装着することによって、後打ちコンクリート48を打設する際、従来木製の型枠を使用する必要がなく作業性を向上させる。さらに引張鉄筋としての役割を果たすことができる。
【0030】
立て壁部61aには、図6に示す新規の伸縮部材30を取り付け、主桁16上に配置する横壁部61bには、U字形鉄筋46Bを隅肉溶接するいわゆるジベル鉄筋を配設する。さらに、伸縮部材30から水平方向に延設する結合鉄筋40、42に横鉄筋43を溶着し、横鉄筋43に上方から加工鉄筋46Aを配置させて溶着する。この状態で切欠部19に新規の後打ちコンクリート48を打設する。これによって、新規の後打ちコンクリート48は、新規の伸縮装置30及び主桁16及び床版コンクリート18との強固な接合を行なうことができる。
【0031】
なお、本発明の上記の各工法は、上記の形態に限定するものではなく、補修工事を施工する際に、切欠部を形成した後にそれぞれの高架橋に適したアンカーボルトを設置すれば、例えば、伸縮装置30の構成は、結合壁体32と緩衝シール体34とを構成するものでなくても他の形態でもよい。
【0032】
【発明の作用・効果】
本発明によれば、高架橋の目地部の補修施工工法は、既設の伸縮装置を新規の伸縮装置に交換補修するものであり、上記のように、既設の伸縮装置を斫りして切欠部を形成し、新規の伸縮装置を目地部内に配設した後、橋台のパラペット部あるいは床版にコンクリートアンカーボルトを設置するように行なっている。そのため、その後に打設された新規の後打ちコンクリートとの接合を強固にすることができ耐久性のある伸縮装置を備えた高架橋に補修することが可能となる。
【0033】
また、新規の伸縮装置を従来のようなフィンガージョイントでなく、目地部の上部に結合壁体と緩衝シールとを有するように構成すれば、伸縮装置の側部から延設された結合鉄筋(スタッド溶接異形鉄筋)により強固に接合できる。
【0034】
また、床版側に設置するアンカーボルトが、上記のように、ねじ切りコンクリートアンカーでコンクリート耐力を考慮した位置で設置すれば、後打ちコンクリートと新規の伸縮装置とが床版と一体に強固に接合することができる。
【0035】
さらに、橋台側に設置するアンカーボルトが、上記のように、樹脂アンカーで橋台のパラペット部に設置すれば、狭い範囲で深く設置することができ、後打ちコンクリートを橋台のパラペット部にさらに強固に接合することができる。
【0036】
また、鋼橋で形成された高架橋の目地部の補修を行なう場合には、切欠部を形成した後に、主桁上にL形の鋼板を介在させてから新規の伸縮装置を装着して後打ちコンクリートを打設する。そのため、L形の鋼板は従来の木製の型枠に代替することができるとともに引張鉄筋としての役割を備えているため、後打ちコンクリートとの接合を強固にすることができ耐久性のある高架橋に補修できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】道路橋の一例における側面概略断面図
【図2】同平面図
【図3】図1のIII −III 断面図
【図4】従来の伸縮装置を示す断面図
【図5】同一部平面図
【図6】新規の伸縮装置の一例を示す斜視図
【図7】本発明の施工方法における切欠部を形成する状態を示す断面図
【図8】同新規の伸縮装置を配置する状態を示す断面図
【図9】同アンカーボルトを設置する状態を示す断面図
【図10】同後打ちコンクリートを打設して工事を完了した状態を示す断面図
【図11】同鉄筋コンクリート橋、PC橋、鋼橋における補修施工工事を示す断面図
【図12】鋼橋の場合における補修施工工事の一例を示す断面図
【図13】同別の形態を示す断面図
【符号の説明】
10…高架橋
12…橋台
13…パラペット部
18…橋梁床版
19…切欠部
26…路面ユニット
27…目地部
28…既設の伸縮装置
30…新規の伸縮装置
32…結合壁体
40、42…結合鉄筋
46A…逆U字形の加工鉄筋
46B…U字形鉄筋
48…後打ちコンクリート
50…樹脂アンカー
50a…エポキシ系樹脂
50b…鉄筋
52…ねじ切りアンカー
61…L字形鋼板ベース

Claims (5)

  1. 高架橋の目地部に配設される既設の伸縮装置を、新規の伸縮装置に交換補修施工する際、前記目地部を挟んで橋台あるいは床版の一端に既設の伸縮装置を斫りとって切欠部を形成し、前記目地部に新規の伸縮装置を配置するとともに、前記新規の伸縮装置を除く前記切欠部内において橋台のパラペット部あるいは前記床版に向かって、ねじ切りコンクリートアンカーを、前記ねじ切りコンクリートアンカーの下面を頂点とし前記床版の上面を底面とする傾斜面約45°の逆円錐状に形成される範囲より離隔された位置に千鳥状に設置し、その後、前記切欠部に後打ちコンクリートを打設するように施工することを特徴とする高架橋の目地部の補修施工工法。
  2. 前記新規の伸縮装置が、相対向する結合壁体と該壁体間に配設される緩衝シール体とを有して構成され、前記各壁体に水平方向に延設する複数の鉄筋が一体的に結合されていることを特徴とする請求項1記載の高架橋の目地部の補修施工工法。
  3. 前記橋台のパラペット部には、複数の樹脂アンカーが設置され、前記樹脂アンカーが、前記橋台のパラペット部に形成する削孔に充填されるエポキシ系樹脂剤と前記エポキシ系樹脂剤に一部を埋設する鉄筋と、を有して構成されることを特徴とする請求項1記載の高架橋の目地部の補修施工工法。
  4. 鋼橋高架橋の目地部に配設される既設の伸縮装置を、新規の伸縮装置に交換補修施工する際、前記目地部を挟んで橋台あるいは床版の一端に既設の伸縮装置を斫りとって切欠部を形成するとともに、前記切欠部を形成することによって前記切欠部の下面側に現れる主桁の上面に、前記目地部側に立て壁部を有するL形鋼板を前記主桁に高張ボルトで接合して引張鉄筋を兼ね備えた型枠を形成し、前記L形鋼板の立て壁部に新規の伸縮装置を装着後、前記切欠部に、後打ちコンクリートを打設することを特徴とする高架橋の目地部の補修施工工法。
  5. 前記L形鋼板の横壁部にU字形の鉄筋を溶着することを特徴とする請求項4記載の高架橋の目地部の補修施工工法。
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