JP3829073B2 - 既設伸縮継手部の部分切断装置および部分切断方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高架橋、橋梁等に既設の伸縮継手を、強化繊維複合材を用いたシート埋設型伸縮継手に取り替えるため、既設の伸縮継手の上部を床版と共に部分的に切断撤去する装置とその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高架橋や橋梁等には、温度変化や地震時の橋軸方向の伸縮等を吸収するため、主桁の所定間隔毎に伸縮継手が設けられている。従来タイプの伸縮継手の代表的なものは、図８に示すようなくし形ジョイント２０（フィンガージョイント）と呼ばれるもので、主桁の遊間部における前後の床版２１の端部コンクリートに鋼製の継手本体を埋め込み、路面上に両主桁から突出する鋼製のくし形片２０ａを互い違いに噛み合わせて構成される。
【０００３】
しかし、この従来タイプの伸縮継手２０は、前後の主桁高さに段差が生じたり、継手部が傷んだ場合はもちろん、継手部が健全な場合でも車両の通行時に衝撃音や振動が生じる点で改善の余地が多い。また、継手の隙間から侵入した雨水が下方の主桁部に流れることにより維持管理面で好ましくないという点でも改善すべき課題があった。
【０００４】
そこで、最近では、橋梁の接続部表面が舗装材で橋梁路面と一体化したことを特徴とするシート埋設型伸縮継手２２が出現し、注目を集めている（例えば、特開平１０−２９８９０８等参照、また製品としては、商品名「ＦＪジョイント（販売元：日鉄コンポジット）」等がある）。
【０００５】
このシート埋設型伸縮継手２２は、図５ｄに示すように、主桁の接続箇所の遊間部両側に取付けた支持金属板２３に、強化繊維複合材からなる高強度・高弾性のシート状湾曲伸縮材２４を固定し、そして設置部上面に舗装材（ゴムアスファルトや樹脂モルタル）２５を打設することで構成されている。
【０００６】
シート埋設型伸縮継手２２は、シート状湾曲伸縮材２４が有する耐衝撃性、防振特性により騒音・振動の発生を低減できる。また、設置位置が路面から浅いため設置が容易であるという利点がある。そのため、既設の伸縮継手２０を老朽更新時または健全時において、シート埋設型伸縮継手２２に取り替えることが一部ですすめられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
既設の伸縮継手２０をシート埋設型伸縮継手２２に取り替えるためには、既設伸縮継手部を切断撤去する必要がある。従来における既設伸縮継手部の切断撤去作業は、伸縮継手本体回りの床版コンクリートをブレーカーではつり、伸縮継手をガス切断して撤去する手段で行われていた。
【０００８】
しかし、既設の伸縮継手２０は、主桁端部の床版２１に鋼製の継手本体が埋め込まれているため、コンクリートのはつり作業および切断撤去作業が容易ではない。
つまり、既設伸縮継手部を部分的に撤去するには、作業員が床版下に回りこんで床版遊間部の狭い空間から伸縮継手をガス切断しなければならず、極めて作業能率が悪い。また、コンクリートのはつり作業ではブレーカーによる騒音が問題となる。
【０００９】
なお、既設伸縮継手部の解体方法の先行技術として、特開平９−２７３１２１に提案されている方法がある。この方法では、既設伸縮継手部の全体を解体・撤去するもので、既設伸縮継手部の両外側のコンクリート床版を上下に貫通する貫通孔を道路幅員方向に間隔をおいて設け、この貫通孔にくさびを取付けてジャッキの作動によってコンクリート床版を破壊した後、既設伸縮継手部を撤去するというものである。
【００１０】
この方法ではブレーカーを用いないため、ブレーカーによる騒音の問題は解消できる。しかし、既設伸縮継手部の全体を撤去するため、床版の上部にシート埋設型伸縮継手を設置する場合に適用した場合には、新たに床版の下部に鉄筋コンクリートの打設が必要となり煩雑である。
【００１１】
本発明は既設伸縮継手部をシート埋設型伸縮継手２２に取り替えるにあたり、低騒音で撤去作業ができ、しかも必要部分のみを所定の形状で正確かつ部分的に切断撤去する装置とその方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】
前記目的を達成するために従来から知られているワイヤ切断機構を用いることが考えられた。しかし、従来のワイヤ切断方法を既設伸縮継手の切断に適用する場合には以下の問題があった。
（１）従来のワイヤ切断方法では、通常は突起する切断対象に周回駆動される切断ワイヤを巻きつけて切断を行うものであり、路面下の所定深さ位置で平行に切断するものには適用が難しい。
（２）予め路面に切断ワイヤを通すスリットを設けて切断作業を行っても、切断深さの正確な保持ができない。特にコンクリートと鋼材が複合されたくし型ジョイントでは切断抵抗の小さいコンクリート側に切断ワイヤが移動しやすい
（３）また切断ワイヤの巻きつけ角度が鋭角となるため切断ワイヤに負担がかかりやすい。
本発明は、上記問題を解消して前記発明の目的を達成したもので、その構成は以下の通りである。
【００１３】
第１の発明は、既設伸縮継手部の路面上に配置される切断装置本体に、駆動プーリと、少なくとも一対の方向転換プーリと、路面と略平行面上で回転可能に軸支された一対のガイドプーリと、これらのプーリに掛け渡された無端切断ワイヤと、前記無端切断ワイヤの張力調整手段と、前記駆動プーリの駆動手段とを備えるワイヤ切断機構が設けられ、前記一対の方向転換プーリ間において既設伸縮継手長手方向に配置されたガイドレールと、前記ガイドレール上を走行可能な走行駆動部とを有し、前記既設伸縮継手部長手方向に移動可能な移動手段とを備え、前記走行駆動部から直立させた駆動機支持枠に前記駆動プーリとその駆動手段が取り付けられてなるとともに、前記方向転換プーリとガイドプーリとがこれに一体化されていることを特徴とする。
【００１４】
第２の発明は、第１の発明において、前記ガイドレールは、前記一対の方向転換プーリ間の略中央に固定されていることを特徴とする。
【００１５】
第３の発明は、第１又は第２の発明の既設伸縮継手部の部分切断装置を用いた既設伸縮継手部の部分切断方法であって、既設伸縮継手部長手方向に沿って、前記既設伸縮継手部の両側に溝を設け、前記溝間を横断するスリットを少なくとも１ヶ所設けておき、切断装置本体を伸縮継手部の路面上に配置し、切断装置のガイドプーリをそれぞれ前記溝内に配置し、ガイドプーリ間に張架した無端切断ワイヤを前記スリット内の所定深さに配置し、一定の張力を持たせた前記無端切断ワイヤを駆動しながら、前記切断装置を既設伸縮継手部長手方向に移動して、前記既設伸縮継手部の上部を部分的に切断することを特徴とする。
【００１６】
第４の発明は、第１又は第２の発明の既設伸縮継手部の部分切断装置を用いた既設伸縮継手部の部分切断方法であって、既設伸縮継手部長手方向に沿って、前記既設伸縮継手部の両側に溝を設け、前記溝間を横断するスリットを少なくとも１ヶ所設けておき、切断装置本体を伸縮継手部の路面上に配置し、切断装置の一対のガイドプーリをそれぞれ前記溝内に配置し、ガイドプーリ間に無端切断ワイヤを張架し、切断装置本体で一定の張力をかけながら無端切断ワイヤを駆動させて、既設伸縮継手部を部分的に切断することを特徴とする。
また、第５の発明は、第３又は第４の発明において、前記既設伸縮継手部の両側に溝を設ける際には、削孔位置の適宜間隔毎に、既設伸縮継ぎ手の切断深さよりもやや深めに複数の切断線を入れ、この切断線に沿って砕くことを特徴とする。
【００１７】
＜作用＞
本発明では、既設伸縮継手部長手方向に沿って、既設伸縮継手部の両側に溝２６を設け、かつ溝２６間を横断するスリット２８を少なくとも１ヶ所設ける。
次に、既設伸縮継手部長手方向に移動可能な移動手段２とワイヤ切断機構とを備えた切断装置１を伸縮継手部の路面１４上に配置し、路面１４と略平行面上で回転可能に軸支された一対のガイドプーリ１１を溝２６に配置し、ガイドプーリ１１を介して無端切断ワイヤ１２を、既設伸縮継手の切断深さＬ（シート埋設型伸縮継手の設置深さ）でスリット２８に張架する。
そして、無端切断ワイヤ１２を駆動しながら切断装置１を既設伸縮継手部長手方向に移動して、床版２１のコンクリートと既設の伸縮継手２０とを同時に水平切断し、伸縮継手部の上部を部分的に撤去する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に従い、本発明を詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明における既設伸縮継手部の部分切断装置１を示した図である。
本発明における既設伸縮継手部の部分切断装置１は、走行駆動部２と断面Ｔ字状のガイドレール３とからなる移動手段、駆動機支持枠４、アーム支持枠５、一対のＬ字状アーム６から構成される切断装置本体７に、駆動機８、駆動プーリ９、方向転換プーリ１０、ガイドプーリ１１および無端切断ワイヤ１２を有するワイヤ切断機構を設けたものである。
【００２０】
走行駆動部２は、路面上に固定された断面Ｔ字状のガイドレール３のフランジ部を上下から把持するようにしてガイドレール３と組み合わされており、走行速度を調整しながらガイドレール３上を走行できるようになっている。
【００２１】
走行駆動部２から直立する駆動機支持枠４には、駆動プーリ９に動力を伝動する駆動機８が取付けられている。駆動機支持枠４への駆動機８の取付け高さは、駆動機支持枠４に設けられたラック４ａと駆動機８内の歯車（図示を省略する）との噛み合わせにより調整可能となっている。
【００２２】
また、駆動機支持枠４に直交しかつ路面１４に対して水平となるように、アーム支持枠５が駆動機支持枠４に取付けられている。そして、アーム支持枠５からは、駆動機支持枠４を隔てて一対のＬ字状アーム６が垂下しており、Ｌ字状アーム６の取付部付近には、駆動プーリ９の回転面と同一面上で回転可能な補助プーリ１３がそれぞれ軸支されている。このガイドプーリ１１は切断深さで正確に位置保持する役割も担う。
【００２３】
また、Ｌ字状アーム６の下端各折曲部には、駆動プーリ９の回転面と直交する垂直面上で回転可能な方向転換プーリ１０がそれぞれ軸支されている。さらに、Ｌ字状アーム６の先端部には、路面１４と略平行面上で回転可能なガイドプーリ１１がそれぞれ軸支されている。
【００２４】
そして、駆動プーリ９、補助プーリ１３、方向転換プーリ１０およびガイドプーリ１１に、無端切断ワイヤ１２が掛け渡されている。これらのプーリに掛け渡された無端切断ワイヤ１２の張力は、駆動機８の取付け高さにより調整可能となっている。
【００２５】
図２は、無端切断ワイヤ１２の一部拡大図である。無端切断ワイヤ１２は、鋼製またはステンレス製のワイヤ１５に、リング外周にダイヤモンドを電着して構成されるダイヤモンドビーズ１６と、スペーサー１７とを交互に通して、ワイヤ１５の両端部を接続スリーブ１８で連結して構成される。
【００２６】
図３は、本発明のワイヤ切断機構を明確にするための切断ワイヤの周回概念図である。
本発明のワイヤ切断機構では、駆動プーリ９により駆動機８の動力を伝動されて回転する無端切断ワイヤ１２には、張力調整手段により一定の張力がかけられている。また無端切断ワイヤ１２は、路面１４より上側において駆動プーリ９および補助プーリ１３の回転面に沿って移動する。
一方、路面１４より下側では、予め切削された溝２６内に配置した駆動プーリ９の回転面と直交する垂直面上で回転する方向変換プーリ１０により無端切断ワイヤ１２の軌道が変更され、２つのガイドプーリ１１間およびガイドプーリ１１と方向変換プーリ１０との間では、無端切断ワイヤ１２は、既設伸縮継手の切断深さＬで路面１４と略平行に移動する。そして、ガイドプーリ１１間に位置する既設の伸縮継手およびコンクリート（図示を省略する）を切断するようになっている。
【００２７】
本発明の切断装置１では、従来工法のように撤去部分に切断ワイヤを巻きつけることなく、ガイドプーリ１１で位置保持した無端切断ワイヤ１２に一定の張力を持たせて高速回転させつつ、切断装置１を走行させて鋼製の伸縮継手２０を切断する点に特長がある。したがって、正確な形状でかつ簡易に既設伸縮継手部の撤去作業を行うことができる。
【００２８】
本発明における切断装置１は上記のように構成されており、以下、この切断装置１を用いた既設伸縮継手部の部分切断方法ならびに既設伸縮継手部の交換方法について順を追って説明する。
【００２９】
（１）くし形ジョイント２０（既設伸縮継手）の長手方向に沿って、既設伸縮継手２０の両側にガイドプーリ１１が移動するための溝２６を形成する。
上記の溝２６は、図４ａおよびｂに示すように、溝２６の削孔位置の適宜間隔毎に、既設伸縮継手の切断深さＬよりもやや深目にロードカッターで複数の切断線２６ａを入れて、この切断線に沿ってタガネや電動チッパーで細かく砕き、溝２６からガラ２７を取出し、溝底面の成形を行う工程により形成される。
【００３０】
（２）また、既設伸縮継手の切断深さＬで無端切断ワイヤ１２を配置するために、ワイヤ径より幅広のスリット２８を、溝２６間を横断するように少なくとも１ヶ所形成する。スリット２８は既設伸縮継手２０および床版２１のコンクリートを既設伸縮継手２０の切断深さに形成される（図１ｂ）。
【００３１】
（３）本発明の切断装置１では、既設伸縮継手長手方向に沿って、切断装置１の反力をとるためにガイドレール３を路面１４上に固定する。ガイドレール３の固定方法としては、例えば、既設伸縮継手２０にガイドレール支持用ボルト３ａを溶接し、その上に取付けたガイドレール支持具３ｂによりガイドレール３を固定する方法（図１参照）や、路面１４上に適宜間隔毎にアンカーを挿入してガイドレール支持具を保持する方法などがある（図示を省略する）。
【００３２】
（４）スリット２８間に無端切断ワイヤ１２が張架されるように切断装置１を設置する。
具体的には、切断装置１をガイドレール３上に設置し、Ｌ字状アーム６で軸支された一対のガイドプーリ１１を溝２６に配置し、スリット２８に無端切断ワイヤを、ガイドプーリ１１を介して既設伸縮継手の切断深さＬ位置に張架する。そして駆動機８の高さを調節して無端切断ワイヤ１２に張力を与える。
【００３３】
（５）一定の張力を持たせた無端切断ワイヤ１２を駆動させながら、切断装置１を既設伸縮継手長手方向に移動させて、既設伸縮継手２０の上部を床版２１のコンクリートごと部分的に切断する。この既設伸縮継手長手方向は、図１、２に示す矢印方向に限定されるものではなく、従来技術の如くその正反対方向も含まれる。そして、切断装置１を撤去した後、切断箇所に吊り冶具を取付けて、切断された既設伸縮継手部の上部をクレーン・ユニック車等により吊り出し搬出する。
【００３４】
（６）以下、図５（ａ）から（ｄ）を参照して、既設の伸縮継手部２０を切断した後の床版２１の切り欠き部にシート埋設型伸縮継手２２を設置する工程を説明する。図５（ａ）は既設の伸縮継手部２０を部分切断、撤去した床版２１の切り欠き部の所定位置にホールインアンカー用の孔３０ａを設けた状態を示す断面図である。
▲１▼ 床版２１の切り欠き部に設けた孔３０ａにホールインアンカー３０を埋め込む。次に、幅方向の一端が曲折している支持金属板２３を、曲折部２３ａが床版２１の遊間部側で下向きとなるようにホールインアンカー３０上に対向配置して仮設ボルト３２で仮止めする（図５ｂ）。
▲２▼ 次に、図５ｃに示すように、床版２１の遊間部に型枠３３を設置した後、支持金属板２３のレベルまで樹脂モルタル３４を打設する。
▲３▼ 樹脂モルタル３４の硬化後に型枠３３および仮設ボルト３２を撤去し、シート状湾曲伸縮材２４（ジョイント本体）を支持金属板２３と密着するように設置し、押さえ鋼板３５および本設ボルト３６によりシート状湾曲伸縮材２４を支持金属板２３に固定する。
▲４▼ そして、床版２１の切り欠き部およびシート状湾曲伸縮材２４の上に、２段階に分けてゴムアスファルト２５を路面１４の高さまで打設し、シート埋設型伸縮継手２２の設置を完了する（図５ｄ）。
【００３５】
図６、図７は、本発明の他の実施形態として、既設縦目地部３７を切断ワイヤで部分切断してシート埋設型伸縮継手２２に交換する場合を示したものである。縦目地部３７は、例えば、高速道路のインターチェンジを増設した場合や、既設高架橋を拡幅した場合における平行する高架橋３８間の橋軸方向の接合部路面に設置されている。
【００３６】
縦目地をシート埋設型伸縮継手に交換するための既設伸縮継手の部分切断と継手交換の実施形態も、先の実施形態とほぼ同様の工程で行われる。
まず、既設の縦目地長手方向（橋軸方向）に沿って、縦目地部３７の両側に溝２６を形成し、溝２６間を横断するスリットを少なくとも１ヶ所形成する。次に橋軸方向に沿って、スリット間に無端切断ワイヤが張架されるように切断装置を設置し、縦目地部３７を部分切断して、搬出する。そして切断後の床版２１の切り欠き部にシート埋設型伸縮継手２２を設置する。
【００３７】
以上のように本発明を図示の実施形態により説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、切断装置の移動手段を複数の車輪として走行駆動部とガイドレールの組合せに代えることも可能である。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の切断方法では、路面の上で切断装置を用いて既設の伸縮継手を切断するため、従来のように床版下から回りこんで既設の伸縮継手を切断する必要がなく、伸縮継手交換時の作業能率が大幅に向上する。
【００３９】
また本発明の切断方法では、既設の伸縮継手を無端切断ワイヤにより切断し、ブレーカーを使用しないため、騒音の問題はほとんど生じない。
【００４０】
さらに本発明の切断装置は、ガイドプーリで位置保持された切断ワイヤに一定の張力を持たせて高速回転させつつ、切断装置本体を走行させて周辺コンクリートと一緒に鋼製伸縮継手を切断するため、所定の形状で正確に部分切断ができ、切断ワイヤの負担が比較的少なく切断ワイヤのトラブルも減少して、簡易に既設伸縮継手部の撤去を行うことができるとともにシート埋設型伸縮継手への交換作業を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における既設伸縮継手部の部分切断装置を示した図である。
【図２】無端切断ワイヤの一部拡大図である。
【図３】本発明のワイヤ切断機構を明確にするための切断ワイヤの周回概念図である。
【図４】（ａ）は本発明の部分切断装置を適用する際に必要となる既存伸縮継手部の溝の形成状態を示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図５】（ａ）から（ｄ）は、本発明の既設伸縮継手を部分切断、撤去した切り欠き部にシート埋設型伸縮継手を設置する工程を示した断面図である。
【図６】高架橋等の縦目地部の設置箇所を示す図である。
【図７】本発明の部分切断装置を既設縦目地部に適用した実施形態の断面図である。
【図８】従来タイプの伸縮継手（くし形ジョイント）の構造を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 切断装置
２ 走行駆動部（移動手段）
３ ガイドレール
３ａ ガイドレール支持用ボルト
３ｂ ガイドレール支持具
４ 駆動機支持枠
４ａ ラック
５ アーム支持枠
６ Ｌ字状アーム
７ 切断装置本体
８ 駆動機（駆動手段）
９ 駆動プーリ
１０ 方向転換プーリ
１１ ガイドプーリ
１２ 無端切断ワイヤ
１３ 補助プーリ
１４ 路面
１５ ワイヤ
１６ ダイヤモンドビーズ
１７ スペーサー
１８ 接続スリーブ
２０ くし形ジョイント（伸縮継手）
２０ａ くし形片
２１ 床版（コンクリート）
２２ シート埋設型伸縮継手
２３ 支持金属板
２３ａ 折曲部
２４ シート状湾曲伸縮材
２５ ゴムアスファルト（舗装材）
２６ 溝
２６ａ 切断線
２７ ガラ
２８ スリット
２９ 伸縮継手補強材
３０ ホールインアンカー
３０ａ 孔
３１ 主筋
３１ａ スターラップ
３２ 仮設ボルト
３３ 形枠
３４ 樹脂モルタル
３５ 押さえ鋼板
３６ 本設ボルト
３７ 縦目地部
３８ 高架橋
３９ 受け板
Ｌ 既設伸縮継手部の切断深さ

Claims (5)

1. 既設伸縮継手部の路面上に配置される切断装置本体に、駆動プーリと、少なくとも一対の方向転換プーリと、路面と略平行面上で回転可能に軸支された一対のガイドプーリと、これらのプーリに掛け渡された無端切断ワイヤと、前記無端切断ワイヤの張力調整手段と、前記駆動プーリの駆動手段とを備えるワイヤ切断機構が設けられ、
   前記一対の方向転換プーリ間において既設伸縮継手長手方向に配置されたガイドレールと、前記ガイドレール上を走行可能な走行駆動部とを有し、前記既設伸縮継手部長手方向に移動可能な移動手段とを備え、
   前記走行駆動部から直立させた駆動機支持枠に前記駆動プーリとその駆動手段が取り付けられてなるとともに、前記方向転換プーリとガイドプーリとがこれに一体化されていることを特徴とする既設伸縮継手部の部分切断装置。
2. 前記ガイドレールは、前記一対の方向転換プーリ間の略中央に固定されていることを特徴とする請求項１記載の既設伸縮継手部の部分切断装置。
3. 請求項１または請求項２記載の既設伸縮継手部の部分切断装置を用いた既設伸縮継手部の部分切断方法であって、
   既設伸縮継手部長手方向に沿って、前記既設伸縮継手部の両側に溝を設け、前記溝間を横断するスリットを少なくとも１ヶ所設けておき、切断装置本体を伸縮継手部の路面上に配置し、切断装置のガイドプーリをそれぞれ前記溝内に配置し、ガイドプーリ間に張架した無端切断ワイヤを前記スリット内の所定深さに配置し、一定の張力を持たせた前記無端切断ワイヤを駆動しながら、前記切断装置を既設伸縮継手部長手方向に移動して、前記既設伸縮継手部の上部を部分的に切断することを特徴とする既設伸縮継手部の部分切断方法。
4. 請求項１または請求項２記載の既設伸縮継手部の部分切断装置を用いた既設伸縮継手部の部分切断方法であって、
   既設伸縮継手部長手方向に沿って、前記既設伸縮継手部の両側に溝を設け、前記溝間を横断するスリットを少なくとも１ヶ所設けておき、切断装置本体を伸縮継手部の路面上に配置し、切断装置の一対のガイドプーリをそれぞれ前記溝内に配置し、ガイドプーリ間に無端切断ワイヤを張架し、切断装置本体で一定の張力をかけながら無端切断ワイヤを駆動させて、既設伸縮継手部を部分的に切断することを特徴とする既設伸縮継手部の部分切断方法。
5. 前記既設伸縮継手部の両側に溝を設ける際には、削孔位置の適宜間隔毎に、既設伸縮継ぎ手の切断深さよりもやや深めに複数の切断線を入れ、この切断線に沿って砕くことを特徴とする請求項３又は４記載の既設伸縮継手部の部分切断方法。

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