JP3835256B2

JP3835256B2 - 複合床版の施工方法および該施工方法に用いる床版パネル

Info

Publication number: JP3835256B2
Application number: JP2001344532A
Authority: JP
Inventors: 崇上條; 洋一小林; 衛井澤; 敏之中川
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 2001-11-09
Filing date: 2001-11-09
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2021-11-09
Also published as: JP2003147726A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、主構造を鋼製部材からなる鋼殻で構成し、内部に充填材を充填した複合床版の施工方法と該施工方法に用いるユニット化された床版パネルに関するものであり、主に橋梁等の床版取替えに用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁等の床版には、従来から鉄筋コンクリート床版が多く用いられているが、近年の自動車輪荷重の増大や交通量の増大に伴って、老朽化した鉄筋コンクリート床版の損傷事例が増えており、維持、管理上の問題となっている。
【０００３】
損傷を受けた鉄筋コンクリート床版の修復方法としては、従来、以下のような方法が採られている。
(1) 床版コンクリートのひび割れへの樹脂注入による補修。
(2) 縦桁増設や鋼板接着による補強。
(3) 鉄筋コンクリート床版の打換え。
(4) 他形式床版（プレキャスト床版、鋼床版、合成床版など）への取替え。
【０００４】
上記(1) の方法は、床版の損傷が比較的軽微な場合に用いられる方法で、ひび割れに樹脂注入することで、床版の水密性を増し、コンクリートおよび鉄筋の劣化を防ぐ効果がある。
【０００５】
上記(2) の方法は、損傷した床版を補強することで、活荷重によって床版に作用する曲げモーメントを減少させたり、床版の抵抗力を増したりする方法であり、一旦、損傷した床版に対して、その後の損傷の進行をくい止めたり、遅らせたりする効果が期待できる。
【０００６】
しかし、(1) 、(2) の方法は既に損傷を受けた床版に対する対処法であるため、補修、補強後も床版の劣化が進行して再補修が必要になったり、また、損傷が著しい床版に対しては適用できないといった問題点がある。
【０００７】
一方、上記(3) 、(4) の方法のように、既設床版を取り壊してから床版を打換えたり、取替えたりする方法では、床版が新しく健全なものに置き換わるので、損傷が著しい場合、既設床版に施工不良がある場合、交通の増大によって既設床版の耐荷力が不足している場合など、様々な状況に対応することができる。
【０００８】
しかし、上記(3) の方法では工事期間中、コンクリート打設のために交通の全面通行止めまたは車線規制を行わなければならず、打設したコンクリートが硬化するまでの間、振動や衝撃を与えないようにする必要があり、施工工期と交通規制期間が長期化するという問題、既設床版の耐荷力不足を補うためには床版厚さを大きくする必要があり、床版を支える桁への負荷が増大するなどの問題点がある。
【０００９】
これに対して上記(4) の方法では、鋼床版や鋼・コンクリート合成床版など、床版厚さが鉄筋コンクリート床版と同程度でも鉄筋コンクリート床版よりも耐荷性能の高い床版を用いることができるので、桁への負荷を増大させることなく既設床版の耐荷力不足にも十分対応可能である。
【００１０】
このような床版としては、例えば特許第３１９１５６９号公報記載の複合床版がある。この複合床版では、主構造を底鋼板１’と、底鋼板１’の上面に所要間隔で並列配置した複数本の形鋼２’と、隣接する形鋼２’間に架け渡した連結鋼板３’で構成し、底鋼板１’と連結鋼板３’との間に形成される中空部内に補強材または補剛材としての充填材４’が充填されている。
【００１１】
この複合床版は鋼製部材の製作を工場で行うので架設現場における作業の効率化が図られ、さらに、充填材として超流動コンクリートなどを現場打設する場合には、運搬、架設する段階では重量が小さく、取り扱いが容易であるといった利点があり、取替え工事にも対応できる床版である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
特許第３１９１５６９号の複合床版は、他形式の床版に比べて床版取替え工事に適用するのに都合がよいものの、底鋼板、形鋼、および連結鋼板からなる鋼殻を桁上に架設した後、鋼殻継手部の施工、充填材の施工を床版上面から行うので、この期間は橋面上の交通規制が必要であるという問題点が残されている。
【００１３】
本願発明は、以上のような問題点を解決するためになされたものであり、橋梁等の床版取替え工事において重視される交通規制や工期の長期化の問題を解決し、床版を支える桁への負荷を増大させることなく床版の耐荷力不足にも対応可能な複合床版の施工方法および該施工方法に用いられる床版パネルを提供することを目的としたものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本願の請求項１に係る複合床版の施工方法は、床版を構成する鋼殻内に充填材が充填されてなる複合床版の施工方法であって、上鋼板と、前記上鋼板の下面に所要間隔をおいて並列配置された複数本の形鋼と、前記形鋼間をつなぐ底鋼板とを有する鋼殻からなる床版パネルを、順次、所定位置に架設して並べ、隣り合う床版パネルどうしの接合を該床版パネルの底面側に形成された開口部から行うことを特徴とするものである。
【００１５】
上鋼板の下面に配置される形鋼としては、例えば、Ｔ形鋼、Ｈ形鋼、溝形鋼等を用いることができ、通常、工場等で形鋼の上縁または上フランジを溶接等により上鋼板に接合する。
【００１６】
充填材としては、コンクリート、発泡コンクリート、軽量コンクリート、ウレタンなどの材料が使用可能であり、対象となる複合床版が必要とする強度、剛性、桁等の支持構造体の耐荷力から決まる床版重量の制約、建設コストの制約等に応じて充填材を選ぶ。
【００１７】
例えば、本願発明の複合床版の施工方法を道路橋などの橋梁の床版取替工事に用いる場合、架設時期が古い既設橋梁では、設計荷重が現行のものより小さいため、既設床版の厚さが薄く、桁の耐荷性能の余裕が小さいことが多いが、このような床版の取替えに際しては、充填材は軽量なものが良い。
【００１８】
また、床版取替工事では、既存交通への影響を極力小さくする必要があるので、工事機材や施工機械のために十分なスペースが確保できないことが多い。このため、床版は比較的小さく、かつ、軽量なパネルに分割して現場に搬入する必要があるが、結果としてパネル間継手の箇所が増え、施工に時間がかかる。
【００１９】
従来の床版では、このパネル間の継手の施工を床版上面から行っていたため、この間の交通規制が長期化するという問題があった。これに対して、本願発明の複合床版では所要の強度を有する鋼殻を用いることで、パネル間の継手や充填材を施工する以前であっても、鋼殻の疲労損傷が問題にならない短期間であれば橋面の交通開放が可能であり、交通開放しながら継手、充填材の施工を行うことで、交通規制期間の大幅な短縮を図ることができる。
【００２０】
なお、床版取替工事完了後の長期供用状態を考えた場合は、床版の耐久性、路面上の車両走行性の観点から、継手で床版パネルどうしを連結して輪荷重に対する荷重分散効果を確保することが必要であり、また、集中荷重によって鋼殻に応力集中が生じないように中空部に充填材を充填する必要がある。
【００２１】
充填材の充填作業は、鋼殻のみを工場で製作し、架設後、現場で充填する方法とすれば、現場搬入時の重量を小さくすることができる。これにより、架設に使用するクレーン等の施工機械は小型のものでよく、施工スペースの問題が軽減される。
【００２２】
なお、充填材として、発泡コンクリートやウレタンなど特に軽量なものを用いる場合や、施工スペースがあまり問題にならない場合には、充填材を工場で充填してから現場に搬入する方法も可能であり、その場合には現場施工の工期短縮が可能である。また、工場で充填材の一部を充填しておき、残りを床版パネル間の継手を施工した後に充填するといったことも可能である。
【００２３】
底面側開口部から行う床版パネルどうしの接合の形態としては、継手部における隣り合う床版パネル間の上鋼板どうしの接合、形鋼どうしの接合、別途取り付けた継手部材どうしの接合、あるいはこれらの組み合わせなど、種々の形態が考えられる。
【００２４】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る複合床版の施工方法において、前記開口部が隣り合う床版パネルの前記形鋼または底鋼板間に形成され、該開口部から床版パネルどうしの接合を行った後、隣り合う床版パネルの前記形鋼または底鋼板間に、該床版パネルと別体の底鋼板または連結部材を接合して前記開口部を閉塞させることを特徴とするものである。
【００２５】
床版パネルどうしを底面側から接合するための開口部の形態も、継手部に沿って連続する開口部や部分的に形成された開口部など種々の形態が考えられるが、請求項２は代表的な形態として、継手部には底鋼板がなく隣り合う床版パネルの形鋼間に開口部が形成され、後からこの開口部を別途用意した底鋼板あるいは連結部材で連結して閉塞する場合や、底鋼板が形鋼より継手側へ突出する場合など、底鋼板間に開口部が形成され、後から連結部材で底鋼板または形鋼間を連結して閉塞する場合などを限定したものである。
【００２６】
なお、請求項１においても同様であるが、開口部の閉塞は、充填材の充填などにおいて支障がなければ、必ずしも密閉するものである必要はない。
【００２７】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に係る複合床版の施工方法において、前記充填材の充填を、前記床版パネルが所定位置に架設された後、前記床版パネルの底面側または側面側に形成された注入口から行うことを特徴とするものである。
【００２８】
この請求項３は、充填材の充填を現場で行う場合であるが、従来の床版では、コンクリートその他、充填材の充填が完了してから道路橋の場合には交通開放、他の構造物の場合にはその目的に応じた供用を開始しているが、本願発明の複合床版では所要の強度を有する鋼殻を用いることで、短期的には鋼殻のみでの供用が可能であり、供用した状態で、充填材の施工を行うことで、交通開放その他早期の供用が可能となる。
【００２９】
注入口は、床版パネルにあらかじめ形成しておいたものでもよいし、床版パネルどうしの継手位置に設けてもよく、また継手位置に取り付ける底鋼板あるいは連結部材に設けてもよい。
【００３０】
本願の請求項４に係る床版パネルは、上鋼板と、前記上鋼板の下面に所要間隔をおいて並列配置された複数本の形鋼と、前記形鋼間をつなぐ底鋼板とを有する鋼殻の内側に充填材を充填するための中空部が形成された床版パネルであって、該床版パネルの底面側に該床版パネルどうしの接合を行うための開口部が形成されていることを特徴とするものである。
【００３１】
この床版パネルは、請求項１〜３に係る複合床版の施工方法に用いることができるものであり、鋼殻部分が所要の強度、剛性を有するように設計することで、充填材の充填前において床版として機能させることができ、底板側に形成した開口部により底面側からの床版パネルどうしの接合が可能となる。
【００３２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る床版パネルにおいて、前記充填材を充填するための注入口が、底面側または側面側に形成されていることを特徴とするものである。
【００３３】
請求項５の床版パネルは、さらに充填材の注入口を床版パネルの底面側または側面側に形成したものであり、鋼殻のみで床版を供用した状態において、供用中に充填材の充填を行うことができる。
【００３４】
請求項６に係る発明は、請求項４または５に係る床版パネルにおいて、前記上鋼板の上面に滑り止めが施されていることを特徴とするものである。
【００３５】
道路橋などにおける橋面上の舗装については、舗装面に目地が残らないようにするためには連続的に施工するのが好ましいので、床版パネル架設完了後に施工するのが一般的である。
【００３６】
本願発明では、床版パネル架設時には橋面は上鋼板で形成されているが、スリップ事故などを防止して工事中の安全を確保するために、上鋼板の上面に滑り止めを設けることが望ましい。滑り止めとしては、鋼板に突起が一体的に形成された縞鋼板を用いる方法、樹脂を塗布した鋼板に砂を撒いて滑り止めを形成する方法、鋼板にアスファルト舗装の基層のみ工場施工しておく方法などがある。
【００３７】
なお、本願発明の複合床版の施工方法および床版パネルは、道路橋等における床版取替工事に限らず、橋梁以外の床版の取替工事にも適用できる他、早急に交通その他の目的での仮供用が要請される場合の床版の新設工事などにも適用可能である。
【００３８】
【発明の実施の形態】
図１は、本願発明を橋梁床版に適用した場合の一実施形態を示したものである。
【００３９】
上鋼板１と、上鋼板１の下面に所要間隔をおいて並列に配置した複数本の形鋼２（本実施形態ではＴ形鋼）と、隣接する形鋼２間に架け渡した底鋼板３とで構成される鋼殻が、少なくとも短期的に床版に必要とされる耐荷力を発揮する効果を担っており、上鋼板１と底鋼板３の間に形成される中空部内に充填した充填材４は、上鋼板１を支持するとともに鋼殻の形状保持の機能を発揮している。また、上鋼板１には滑り止め５を設けた鋼板を用いている。
【００４０】
橋梁の主桁６と床版との結合は、アングルなどからなる固定金物７またはスタッドなどのずれ止め（図示せず）などによってなされる。固定金物７は鋼殻架設時の位置決めの働きを有し、また、充填材４の施工前には床版に作用する荷重を主桁６に伝達する働きも有している。
【００４１】
本願発明における複合床版は、工場製作してパネル形状で架設現場に搬入した後、一体化するのが運搬上、施工上とも有利であるが、その際の継手部の具体例を図２〜図４に示す。
【００４２】
図２は、本願発明を橋梁に適用した場合の床版パネルを橋軸方向に連結する継手部の一実施形態を示したものであり、上鋼板１を継手板１ａを介して引張ボルト９により接合した後、形鋼２下面に、床版パネルと別体の別途用意した底鋼板３ａをボルト１０で固定する。
【００４３】
図３は、同じく床版パネルを橋軸方向に連結する継手部の他の実施形態を示したものであり、上鋼板１の接合に接合板１１を添接してボルト１２により摩擦接合した場合である。この場合も同様に、上鋼板１の接合を行った後、継手部の底鋼板３ａの取り付けを行う。
【００４４】
なお、上鋼板１どうしの接合、形鋼２への底鋼板３ａの取り付けはボルト接合に限らず、床版下面から施工するものであれば、溶接など他の方法でも良い。
【００４５】
図４は、本願発明を橋梁に適用した場合の床版パネルを橋軸直角方向に連結する継手部の一実施形態を示したものであり、この例では、主桁６上で形鋼２の方向に隣り合う床版パネルどうしを連結しており、床版パネルの端部に設けた継手板１３どうしをボルト９で締め付け、曲げモーメントの伝達が可能な構造としている。
【００４６】
また、それぞれの床版パネルは、固定金物１４によって主桁６に固定されている。主桁６付近の底鋼板１５はパネル架設時には取り外しておき、主桁６と床版パネル間、隣接する床版パネル間の固定を図った後に、底鋼板１５をボルト１６などで所定の位置に取り付ける。
【００４７】
図５は、本願発明を橋梁床版の取替工事に適用した場合の施工フローの一例を示したものである。
【００４８】
この例では、旧床版の撤去、床版固定金物、スタッドなどの取付け、床版パネル（鋼殻）の架設・固定までを、夜間に片側交互通行などの交通規制をしながら行い、昼間に交通開放をした状態で床版パネル継手の連結を行い、所定の区間について床版パネルを連結した後、昼間の交通開放の状態で充填材（高流動コンクリートなど）の充填を行う。
【００４９】
その後、所定区間の充填工事が完了した後、床版パネル上面の上鋼板上に、夜間の交通規制を行った状態で舗装や付属施設の取付けを行い、床版の取替工事が完了する。
【００５０】
なお、以上はあくまで一実施形態を示したものであり、床版パネルの継手の連結や充填材の充填の一部を交通規制の状態で行うこともあり得る。
【００５１】
本願発明の複合床版の施工方法では、床版パネル架設後のパネル連結、コンクリート充填作業を床版パネルの底面側または側面側から行うことができるため、従来の他形式の床版に比べて橋面上での作業時間が短縮され、工事に伴う交通規制を最小限に留めることができる。
【００５２】
図６および図７はそれぞれ充填材の充填方法の一例を示したものである。図６の例では、橋軸直角方向に二分割された床版パネルのそれぞれについて床版底面側から充填を行っており、図７の例では、二分割された床版パネルに床版側方から同時に充填を行っている。
【００５３】
これらの方法によって充填を行う場合、充填材の移動距離が長くなるので、充填材は流動性が高い材料であることが好ましい。特に、コンクリートを充填材とする場合には、高流動コンクリートや、骨材に軽量骨材を用いた軽量高流動コンクリートを使用することで、コンクリートの移動距離が長くなった場合に生じる材料分離の問題などを避けることができ、鋼殻内に品質の良いコンクリートを行き渡らせることができる。
【００５４】
また、注入口１７の他、流出口を設け、オーバーフローを確認することによりコンクリートの充填を確認することができる。
【００５５】
【発明の効果】
本願発明の床版の施工方法によれば、床版パネルの連結、充填材の充填作業中でも、床版パネルの上面を仮供用することができ、道路橋などに適用した場合においては、施工中に橋面上を交通解放できるので、工事に伴う渋滞の発生などの不便を解消することができる。
【００５６】
充填材の施工に際しては、型枠の組み立て、配筋作業が不要であるので、現場作業の省力化と工期短縮、道路橋などにおける工事中の交通規制時間短縮等が図られる。
【００５７】
橋梁の床版取替工事に本願発明の床版パネルを用いることで、床版の構成部材が少なく、工場製作の合理化が図られ、架設現場での作業の効率化が図られる。
【００５８】
また、床版パネルの上面に滑り止めを施した場合には、道路橋での工事などにおいて、仮供用の段階で上鋼板上が未舗装であっても、ずれ止めの効果によってスリップ事故が防止され、安全性が増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】本願発明を橋梁に適用した場合の床版パネルを橋軸方向に連結する継手部の一実施形態を示す鉛直断面図である。
【図３】本願発明を橋梁に適用した場合の床版パネルを橋軸方向に連結する継手部の他の実施形態を示す鉛直断面図である。
【図４】本願発明を橋梁に適用した場合の床版パネルを橋軸直角方向に連結する継手部の一実施形態を示す鉛直断面図である。
【図５】本願発明の複合床版の施工方法の一実施形態における施工フロー図である。
【図６】本願発明における充填材の充填方法の一例を示す鉛直断面図である。
【図７】本願発明における充填材の充填方法の他の例を示す鉛直断面図である。
【図８】従来の複合床版（特許第３１９１５６９号）の構造例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…上鋼板、１ａ…継手板、２…形鋼、３…底鋼板、３ａ…継手部（橋軸方向）の底鋼板、４…充填材、５…滑り止め、６…主桁、７…床版固定金物、８…溶接部、９…ボルト、１０…ボルト、１１…接合板、１２…ボルト、１３…継手板、１４…床版固定金物、１５…継手部（橋軸直角方向）の底鋼板、１６…ボルト、１７…注入口、１８…流出口、
１’…底鋼板、２’…形鋼、３’…連結鋼板、４’…充填材、５’…取付孔、６’…主桁、７’…型枠、８’…無収縮モルタル

Claims

床版を構成する鋼殻内に充填材が充填されてなる複合床版の施工方法であって、上鋼板と、前記上鋼板の下面に所要間隔をおいて並列配置された複数本の形鋼と、前記形鋼間をつなぐ底鋼板とを有する鋼殻からなる床版パネルを、順次、所定位置に架設して並べ、隣り合う床版パネルどうしの接合を該床版パネルの底面側に形成された開口部から行うことを特徴とする複合床版の施工方法。
前記開口部が隣り合う床版パネルの前記形鋼または底鋼板間に形成され、該開口部から床版パネルどうしの接合を行った後、隣り合う床版パネルの前記形鋼または底鋼板間に、該床版パネルと別体の底鋼板または連結部材を接合して前記開口部を閉塞させることを特徴とする請求項１記載の複合床版の施工方法。
前記充填材の充填を、前記床版パネルが所定位置に架設された後、前記床版パネルの底面側または側面側に形成された注入口から行うことを特徴とする請求項１または２記載の複合床版の施工方法。
上鋼板と、前記上鋼板の下面に所要間隔をおいて並列配置された複数本の形鋼と、前記形鋼間をつなぐ底鋼板とを有する鋼殻の内側に充填材を充填するための中空部が形成された床版パネルであって、該床版パネルの底面側に該床版パネルどうしの接合を行うための開口部が形成されていることを特徴とする床版パネル。
前記充填材を充填するための注入口が、底面側または側面側に形成されていることを特徴とする請求項４記載の床版パネル。
前記上鋼板の上面に滑り止めが施されていることを特徴とする請求項４または５記載の床版パネル。