JP3597168B2 - 橋梁の補強構造 - Google Patents
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【発明の属する技術分野】
本発明は河川や陸上の橋梁の耐荷力の向上、殊に既設橋梁の耐荷力の向上に有効な橋梁の補強構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より既設橋梁の耐荷力を増強するための補強対策として、図1に示すように、ケーブル1を橋脚2間に渡した橋桁3の橋長方向の両端間に張装し、該ケーブル1と橋桁3間に、鋼材から成る枕材4を介装し、更にケーブル1の両端を牽引機を用い強力に牽引して枕材4を介しての緊張状態を形成し、該緊張の反力により橋桁3に枕材4を介しての上方力を与える構成とした橋梁の補強構造を実施している。
【0003】
具体的にはケーブル1の両端を橋桁3の両端に連結5しつつ、橋脚2間のケーブル張間において橋桁3の下面から下向きに突設した複数の枕材4によりケーブル1を支持し、更に中間橋脚2が存在する部位において橋桁3から上向きに突設する枕材4′によりケーブル1を支持し、よってケーブル1を各枕材4,4′に掛け回し、更にケーブル1の両端を連結部5において牽引機により矢印で示す方向へ牽引することにより、橋脚2間におけるケーブル1の張間、即ち両端固定間における各枕材4,4′間のケーブル緊張状態を形成し、よって各橋脚2間に架設された橋桁3、即ち橋梁に上方力を与え橋梁の耐荷力を補強する構成を採っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
然るに上記ケーブル1を用いての橋梁の補強構造においては、各枕材4における所要の上方力を得るために必要なケーブル1の緊張状態を得るには、ケーブル1の両端を強大な牽引力を以って牽引せねばならず、又相当の牽引力を与えても各枕材4,4′間における充分な緊張状態、即ち橋脚2間のケーブル張間における充分な緊張状態を形成し難く、上記ケーブル張間における所期の上方力が得難く、加えて経年的にケーブル1の延びを生じ、又橋桁3の収縮や反りによる弛緩を生じてケーブル1による橋梁の耐荷力向上目的を適切に達成し難い問題を有している。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記ケーブルによる橋梁の補強構造を改善し、該ケーブル等のケーブルを用いた耐荷力向上目的を適切に達成し得るようにしたものである。
【0006】
その手段として、橋脚間に架設された橋桁の両端間又は橋脚間にケーブルを張設し、該ケーブル張間における橋桁とケーブル間に油圧シリンダの構造とネジ式ジャッキの構造とを併有する油圧形ネジ式ジャッキを介装し、該油圧形ネジ式ジャッキの油圧シリンダの伸長操作により上記ケーブルの緊張状態を形成し、同油圧形ネジ式ジャッキのネジ式ジャッキにより上記伸長状態を保持し、該ケーブルの緊張に伴う反力により橋桁に上方力を与える構成としたものである。
【0007】
この補強構造によれば、ケーブルの張間において上記ジャッキの伸長による突っ張り力を同ケーブルに与え、ケーブル全長における均一なる緊張状態を容易に形成し、且つ均一な反力(上方力)を橋梁に与え得る。
【0008】
又ジャッキの伸縮によりケーブルの緊張力、従って上方力を適切に調整し設定する。
【0009】
更に振動や車輌荷重によりケーブルに延びを生じたり、橋桁の収縮と反りに起因する弛緩を生じた場合、該延びや弛緩に応じ上記ジャッキを伸長させて補強機能を回復せしめる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下本発明に係る橋梁の補強構造の実施の形態を図2乃至図6に基づいて説明する。
【0011】
この橋梁の補強構造は図2乃至図5に示す共通構造として、橋梁の橋長方向にケーブル1を張設すると共に、該橋梁とケーブル1間にジャッキ6を介装し、該ジャッキ6の伸長操作によりケーブル1を緊張し、該ケーブル1の緊張に伴う反力により橋梁に上方力を与える構成としたものである。
【0012】
上記ケーブル1は編組ケーブル又は無垢のケーブルを用い、又これら編組又は無垢の丸ケーブルや平帯ケーブルを用いる。材質は鋼等の金属ケーブル、或いはカーボン繊維から成るケーブルを用いる。
【0013】
これに基づいて構成された第1の具体例として、図2に示す如き一端の橋脚2と中間橋脚2間、並びに他端の橋脚2と中間橋脚2間に橋桁3(主桁)を夫々架設した、所謂桁橋の場合の実施形態について説明する。
【0014】
図2に示すように、上記一端の橋脚2と中間の橋脚2間に渡された橋桁3の一端にケーブル1の一端を連結すると共に、他端の橋脚2と中間の橋脚2間に渡された橋桁3の他端にケーブル1の他端を連結し、各橋脚2間に架設された橋桁3とケーブル1間に単一又は複数のジャッキ6を介装する。
【0015】
即ち橋脚2間のケーブル張間において橋桁3の下面に下方へ伸長する複数の油圧ジャッキ6を取り付けてケーブル1を下掛け支持し、更に中間橋脚2が存在する部位(中間橋脚2の上位)において橋桁3に上方へ伸長する油圧ジャッキ6′を取り付けてケーブル1を上掛け支持し、よってケーブル1を各油圧ジャッキ6,6′の伸長ロッドの端面間に掛け回し、該油圧ジャッキ6,6′の伸長操作により橋脚2間におけるケーブル1の張間、即ち両端連結部5間における各油圧ジャッキ6,6′間のケーブル1全長における(ケーブル張間における)均一な緊張状態を形成し、よって各橋脚2間に架設された橋桁3に橋長方向内方へ引張力を与えつつ、正確には橋桁3に橋長方向内方且つ斜め下方向への引張力を与えつつ、橋桁3、即ち橋梁に上方力を与え橋梁の耐荷力を補強する。
【0016】
上記ケーブル緊張に伴う上方力は各油圧ジャッキ6を介して橋桁3に与えられ、即ち橋梁に与えられ補強効果を発揮するのである。
【0017】
更に第2の具体例として、図3に示す中間橋脚2を有せず、両端の橋脚2間に橋桁3を架設した、所謂トラス橋の場合の実施形態について説明する。
【0018】
図3に示すように、上記一端の橋脚2と他端の橋脚2間に渡された橋桁3の一端にケーブル1の一端を連結すると共に、同橋桁3の他端にケーブル1の他端を連結し、両橋脚2間に架設された橋桁3とケーブル1間に単一又は複数のジャッキ6を介装する。
【0019】
即ち橋脚2間のケーブル張間において橋桁3の下面に下方へ伸長する複数の油圧ジャッキ6を取り付けてケーブル1を下掛け支持し、よってケーブル1を各油圧ジャッキ6の伸長ロッドの下端面間に掛け回し、該油圧ジャッキ6の伸長操作により橋脚2間におけるケーブル1の張間、即ち両端連結部5間における各油圧ジャッキ6間のケーブル1全長における(ケーブル張間における)均一な緊張状態を形成し、よって両橋脚2間に架設された橋桁3に橋長方向内方へ引張力を与えつつ、詳しくは橋桁3の両端に橋長方向内方且つ斜め下方向への引張力を与えつつ、橋桁3、即ち橋梁に上方力を与え橋梁の耐荷力を補強する。
【0020】
上記ケーブル緊張に伴う上方力は各油圧ジャッキ6を介して橋桁3に与えられ、即ち橋梁に与えられ補強効果を発揮するのである。
【0021】
上記図2,図3の例示におけるケーブル1は、その両端を橋脚2によって支持された橋桁3の一端と他端に直接連結5するか、又は橋幅方向に並設した橋桁3間に横設した連結ビーム間にケーブル1の両端を連結し、間接的に橋桁3に連結5する場合を含む。
【0022】
又上記図2,図3の例示におけるケーブル1は、その両端を橋脚2間に架設された橋桁3の一端と他端に直接的又は間接的に連結し張装した場合を示したが、図4は橋脚2にケーブル1の両端を連結して張設し、よって橋梁の橋長方向にケーブル1を張設し、橋梁とケーブル1間にジャッキ6又は6,6′を介装してケーブル1を緊張し、該ケーブル1の緊張に伴う反力により橋梁に上方力を与える更に他の具体例を示している。
【0023】
図4に示すように、橋脚2間にケーブル1の両端を連結してケーブル1を橋脚2間に張設し、橋桁3とケーブル1間にジャッキ6を介装し、該ジャッキ6の伸長操作によりケーブル1を緊張し、該ケーブル1の緊張に伴う反力により橋桁3、即ち橋梁に上方力を与え、耐荷力を補強する構成としたものである。
【0024】
更に図4について具体的に述べると、ケーブル1の両端を橋脚2の上端座面にケーブル連結具を設け、ケーブル1の両端を該ケーブル連結具を用いて橋脚2間に連結5しつつ、橋脚2間のケーブル張間において橋桁3の下面に下方へ伸長する複数の油圧ジャッキ6を取り付けてケーブル1を支持し、更に中間橋脚2が存在する部位(中間橋脚2の上位)において橋桁3に上方へ伸長する油圧ジャッキ6′を取り付けてケーブル1を支持し、よってケーブル1を各油圧ジャッキ6,6′の伸長ロッドの端面間に掛け回し、該油圧ジャッキ6,6′の伸長操作により橋脚2間におけるケーブル1の張間、即ち両端連結間における各油圧ジャッキ6,6′間のケーブル1全長における(ケーブル張間における)均一な緊張状態を形成し、よって各橋脚2間に架設された橋桁3、即ち橋梁に上方力を与え橋梁の耐荷力を補強する。
【0025】
上記図2に示す桁橋においては、橋脚2間に複数の橋桁3を橋幅方向に間隔を置いて複数本並設し架設している。又図3に示すトラス橋においては、橋脚2間に橋幅方向に間隔を置いて一対の橋桁3を並設し架設している。
【0026】
好ましくは、図5に示すように図2,図3,図4に基づいて説明した上記ケーブル1は、上記各橋桁3毎に並行に張設し、各ケーブル1毎に油圧ジャッキ6又は6,6′を用い緊張状態を形成する。
【0027】
更に好ましくは、平面視した時に各ケーブル1が各橋桁3の軸線と同一軸線となるように並行に張設し、各ケーブル1毎に油圧ジャッキ6又は6,6′を介装して橋桁軸線上における緊張状態を形成する。
【0028】
よって橋梁の橋長方向にケーブル1を張設し、橋梁とケーブル1間にジャッキ6又は6,6′を介装してケーブル1を緊張し、該ケーブル1の緊張に伴う反力により橋梁に上方力を与える構成を橋桁3毎に形成する。
【0029】
前記のように上記ケーブル1を図5に破線で示す橋桁3と橋桁3の間に張設し、ケーブル1両端を各橋桁3間に横設した連結ビーム7又は橋脚3に連結する場合を含む。
【0030】
上記ジャッキ6,6′は図6に示す油圧によって伸縮され螺合によって伸長又は収縮位置を固定し得る油圧形ネジ式ジャッキが適性である。
【0031】
上記流体圧シリンダ構造のジャッキは緩衝性を有する柔押し上げ構造体を形成するが、ネジ式ジャッキは緩衝性を有しない剛押し上げ構造体である。
【0032】
上記ネジ式ジャッキはシリンダとシリンダロッドが互いに螺合されたジャッキであり、シリンダロッドを回動することにより、螺進(伸長)又は螺退(収縮)する構造のものであり、該螺進によってケーブル1に緊張力を与え、雌ネジと雄ネジの螺合によって活荷重と死荷重を支える。
【0033】
上記ネジ式ジャッキは上記の通り剛押し上げ構造体であり、強大な荷重に対する耐荷力に優れ、常時一定のケーブル突っ張り力(ケーブル押し下げ力と押し上げ力)を維持できると共に、突っ張り位置に応じた突っ張り力を容易に設定でき適性である。
【0034】
図6A,Bは前記の通り、油圧シリンダ構造とネジ式ジャッキ構造とを併有するジャッキ6,6′を用いる場合を示している。このジャッキ6,6′はシリンダロッド9の一端がシリンダ8内に気密的に滑合され、該シリンダ8から突出する他端部外周面に雄ネジが刻設され、該雄ネジにストッパーフランジ10を螺合し、上記シリンダ8内底部のシリンダロッド9の下面に形成された油圧室11内へ油圧を供給する油圧供給口12を上記シリンダ8に設けた構造を有する。
【0035】
そして上記油圧供給口12を通じて油圧を供給することにより、上記シリンダロッド9を伸長せしめて一定の伸長量によりケーブル1に一定の押し下げ力又は押し上げ力(何れも突っ張り力)を与える。
【0036】
次いで該一定の押し下げ力又は押し上げ力を与えたことを圧力計により確認し、該押し下げ力又は押し上げ力を与えた状態において上記ストッパーフランジ10をシリンダロッド9に沿い螺退して上記シリンダ8の端面に座着せしめる。よってシリンダロッド9の収縮を阻止し、伸長を保持してケーブル1に対する一定の剛押し下げ力又は剛押し上げ力を保持する。
【0037】
上記ストッパーフランジ10によってシリンダロッド9の螺退を阻止し、伸長状態を保持した後、上記油圧供給口12を通じて油圧室11内の油圧を抜き取り開放にする。以後は上記ネジ式シリンダロッド9によりケーブル1に対する押し下げ力又は押し上げ力を維持する。
【0038】
又任意の時期、即ちケーブル1に経年的な延びや弛緩を生じた場合に、上記ストッパーフランジ10を緩めて、上記油圧供給口12から再び油圧を供給しストッパーフランジ10で締結する上記操作を行うことにより、シリンダロッド9によるケーブル1に対する押し下げ力又は押し上げ力を調整し補正することができる。即ちケーブル1とジャッキ6,6′による所期の機能を回復することができる。
【0039】
図2乃至図4においては、ジャッキ6,6′の伸縮ロッド9の端面に直接的にケーブル1を支持し、掛け回しているが、伸縮ロッドの端面とケーブル1間にケーブル掛け部材を介在し、間接的にケーブル支持を行う場合を含み、同様にジャッキ6,6′は取り付け部材を介して橋桁3や橋脚2に取り付ける場合を含む。
【0040】
【発明の効果】
本発明に係る橋梁の補強構造によれば、ケーブル全長における均一なる緊張状態を容易に形成し、且つ均一な反力(上方力)を橋梁に与えることができ、橋梁の耐荷力向上目的を適切に達成できる。
【0041】
又ケーブルの緊張力、従って上方力を適切に調整し設定することができる。
【0042】
更にケーブルに経年的な延びや弛緩を生じた場合の補強機能を容易に回復せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のケーブルを用いた橋梁の補強構造を概示する側面図。
【図2】本発明の実施形態を示す、桁橋における橋梁の補強構造を概示する側面図。
【図3】同トラス橋における橋梁の補強構造を概示する側面図。
【図4】上記橋梁の補強構造の他例を概示する側面図。
【図5】上記各例におけるケーブルの張設構造を概示する平面図。
【図6】上記ケーブルの緊張構造を形成するジャッキの具体例を示し、Aは同ジャッキのシリンダロッドの伸長状態を、Bは同シリンダロッドの伸長状態を固定し剛構造にした状態を夫々概示する断面図。
【符号の説明】
1…ケーブル、2…橋脚、3…橋桁、5…連結部、6,6′…ジャッキ、7…連結ビーム、8…シリンダ、9…シリンダロッド、10…ストッパーフランジ、11…油圧室、12…油圧供給口
Claims (1)
- 橋脚間に架設された橋桁の両端間又は橋脚間にケーブルを張設し、該ケーブル張間における橋桁とケーブル間に油圧シリンダの構造とネジ式ジャッキの構造とを併有する油圧形ネジ式ジャッキを介装し、該油圧形ネジ式ジャッキの油圧シリンダの伸長操作により上記ケーブルの緊張状態を形成し、同油圧形ネジ式ジャッキのネジ式ジャッキにより上記伸長状態を保持し、該ケーブルの緊張に伴う反力により橋桁に上方力を与える構成としたことを特徴とする橋梁の補強構造。
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