JP3847604B2 - 床版の打替工法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路橋等の路面を構成する合成桁床版を有する架橋において床版を打ち替える打替工法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、道路橋等の路面を構成するコンクリート製床版には、合成桁床版や非合成桁床版がある。
合成桁は、床版と、この床版を支える鋼製の桁とを一体化したもので、走行する車両からの活荷重に抵抗する構造とされており、非合成桁は、桁自体の強度のみでも、車両からの活荷重に耐え得る構造とされている。
そして、近年では、道路橋等の路面を構成するコンクリート製床版の老朽化に伴い、既設の床版を除去し、新たな床版を架設する床版の打替工事が多く行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、道路橋等における床版の打替工事では、全面通行止めを行って一括施工することが困難であるため、幅員方向を分割して、通行車両を片側交互通行などに規制して施工を行わなければならなかった。
しかしながら、合成桁床版を有する道路橋の場合、このように片側ずつ床版を除去して床版を打ち替える際に、除去した床版下の桁が非合成状態となるため、この桁の近くに車両を通すと桁が車両荷重に耐えられず座屈してしまう恐れがあった。
このため、このような合成桁床版における打替時には、桁の座屈を防ぐために、桁下面にベントを設けて支持することが行われているが、河川に架けられる橋梁等にあっては、河川、渓谷に架かる橋では、川底や谷が深い、水量が多い等の理由によりベントの設置が困難な場合や、跨線橋、跨道橋などでは桁下面を利用できないため、ベントの設置は不可能は場合が多かった。
【０００４】
この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、桁に座屈等を生じさせることなく、極めて容易に、道路橋等を構成する合成桁床版を打ち替えることが可能な床版の打替工法を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の床版の打替工法は、軸方向に沿って配設された複数の桁と床版とが一体化された合成桁床版を有する架橋において、前記床版を片側ずつ打ち替えることにより片側における交通を確保しつつ前記床版を打ち替える床版の打替工法であって、既設の前記床版を除去する際に、前記桁の軸方向略中央における下方に、ジャッキによって下方へ突出する緊張機構部を取り付け、前記桁の軸方向両端部近傍における下方に、定着部を設け、前記緊張機構部の下端部と前記定着部とを、鋼棒によって連結し、前記ジャッキによって前記緊張機構部を伸長させてジャッキと前記桁下面を接触させ、各接点部の遊びが無い状態にすることにより、桁と緊張機構部および鋼棒とを一体構造とさせて、前記桁を補強することを特徴としている。
【０００６】
つまり、床版を除去する際に、ジャッキを伸長させることにより、緊張機構部の下端と桁の両端部近傍における下方の定着部とに連結された鋼棒を緊張させると、この鋼棒と緊張機構部とによってトラス構造の補強材が施された状態となり、桁をベントによって支持したときと同様に確実に補強して、片側の床版上を走行する車両による活荷重による桁の発生応力を低減し、たわみを減少できるが、この状態で桁に発生する応力度が許容応力度を超過する場合はさらにジャッキを伸長し桁に外力と逆のモーメントと軸力を与え桁の応力度を減少させ、座屈を生じさせることなく、活荷重に耐え得る状態にて施工を行うことができる。
また、ジャッキを伸長させて鋼棒との連結部分を桁から離れる方向へ突出させるので、小さな力にて十分な補強力を確保することができる。
さらに、川底などの地表からベントを立設させる場合のように、下面側にて障害物となることもなく、また、ベンドによるジャッキアップで桁の支点が浮き上がることもなく、しかも、ベントを立設するための基礎なども不要であり、工事費の大幅な削減を図ることができる。
【０００７】
請求項２記載の床版の打替工法は、請求項１記載の床版の打替工法において、前記鋼棒に、長さ調整機構を設け、前記ジャッキによって前記緊張機構部を伸長させる前に、前記長さ調整機構によって前記鋼棒を収縮しておくことを特徴としている。
【０００８】
すなわち、緊張機構と桁の定着部とのそれぞれの接点と鋼棒を先に連結し、鋼棒の長さ調整機構により各鋼棒の連結長さを調整する。この方法により遊びが無くなり、各鋼棒を良好なバランスにて緊張させることができる。
【０００９】
請求項３記載の床版の打替工法は、請求項１または請求項２記載の床版の打替工法において、前記桁上に新たに床版を敷設し、前記桁と合成させる前に、前記定着部に渡したＰＣ鋼線を緊張させながら、前記緊張機構部の緊張力を抜き、徐々に桁に入れるプレロードをＰＣ鋼線に入れ替え、完了後、桁と床版を合成させプレロード効果を完了後も持続させることを特徴としている。
【００１０】
このように、桁に床版を一体化させる前にＰＣ鋼線に緊張させ、桁にプレストレスを導入した後、床版と合成させることにより桁にはプレストレスが入り、外力により桁に発生する応力度を減少させる。もしも合成後にＰＣ鋼線を緊張させると、発生するプレストレスは床版に対して引張り力として働くため有害だが、合成前に導入しているため、床版には発生しない。以上の効果により、床版の耐荷力を損なわず橋梁の耐荷力を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例の床版の打替工法を図面を参照して説明する。
図１において、符号１は、道路橋（架橋）である。この道路橋１は、両側部に、高欄部２が立設された合成桁床版３を有している。
この合成桁床版３は、両側部における下方に設けられた外桁部４及び中央部における下方に設けられた中桁部５の上部に、床版６が一体的に設けられた構造とされている。
ここで、この合成桁床版３を有する道路橋１の床版６を打ち替える場合、片側車線の通行を確保しなければならないときには、片側車線のみ車両を通行させながら床版６の中央部付近、中桁部５の上フランジ側面に沿って、床版６を橋軸方向に切断し、片車線ずつ打ち替える。
【００１２】
上記のように、片側車線での交通を確保しつつ床版６の打ち替えを行う場合、図２に示すように、床版６の最初に取り除く車線側における中桁部５近傍に、支持桁１０を設置するとともに、中桁部５に、桁補強機構１１を設置し、床版６をその中央付近のカッターラインＬにて、軸方向へ切断する。
この桁補強機構１１は、片側床版を打替え、交通を切り回し残りの床版打替え時中桁部５真上の床版を撤去する。その時中桁部５を補強するものである。
【００１３】
つまり、この種の合成桁床版３にあっては、外桁部４及び中桁部５と床版６とが一体化されて強度が確保されるものであり、したがって、中桁部５上の床版６を撤去すると、中桁部５は非合成状態となり、強度が合成状態に比べ大幅に低下してしまう。このため、片側ずつ床版６を打ち替える場合、その強度を補う目的で、前述した桁補強機構１１が必要になる。
【００１４】
また、支持桁１０は、床版６を切断した際に、床版６が脱落しないように支持するものであり、打替え完了後、状況に応じて撤去する場合としない場合がある。
【００１５】
ここで、桁補強機構１１について詳述する。
図３に示すように、桁補強機構１１は、中桁部５の軸方向中央部における下面に設けられた緊張機構部１２と、中桁部５の軸方向両端部における下面に設けられた定着部１３と、これら定着部１３と緊張機構部１２とに架け渡された緊張材１４とから構成されている。
【００１６】
緊張機構部１２は、図４及び図５に示すように、中桁部５の下面に固定される支持柱２１と、この支持柱２１の先端部に設けられて前記緊張材１４が連結される連結固定部２２とを有しており、支持柱２１には、連結固定部２２を、下方へ突出させるジャッキ２３が設けられている。
連結固定部２２には、両端に、孔部２４を有する互いに対向させて配置された一対の連結板２５からなる連結部２６が設けられている。
【００１７】
定着部１３は、図６に示すように、中桁部５の下面に固定された固定板３１と、この固定板３１の両側部に設けられて互いに対向させて配置された定着板３２とを有しており、この定着板３２は、その一端側が、孔部３３を有する連結部３４とされている。
また、この定着部１３には、その後端側に、挿通孔３５が形成されたＰＣ鋼線定着板部３６が設けられており、このＰＣ鋼線定着板部３６に、ＰＣ鋼線３７が挿通されるようになっている。
【００１８】
緊張材１４は、中間部に、長さ調整機構４１を有する一対の鋼棒１４ａからなるもので、その両端部には、図７に示すように、連結孔４２を有する定着部材４３が設けられている。
この定着部材４３は、緊張機構部１２を構成する連結固定部２２の連結部２６及び定着部１３の連結板２５同士の間及び定着板３２同士の間に配置されるようになっている。そして、このように定着部材４３を連結板２５同士の間及び定着板３２同士の間に配置させると、この定着部材４３の連通孔４２がそれぞれの孔部２４、３３と連通され、この状態にて、図示しない連結ピンを挿通させることにより、緊張材１４の両端が、緊張機構部１２及び定着部１３にそれぞれ連結されるようになっている。
【００１９】
また、鋼棒１４ａは転造によりネジをつけるため、逆ネジは難しい。したがって、長さ調整機構４１は、鋼板で作ったボックスの両側に鋼棒１４ａを通す穴をあけ、これら穴にそれぞれの鋼棒１４ａの先端を入れ、ボックスのフランジを利用し、ナットを介して鋼棒１４ａの先端を固定する構造となっている。そして、ネジ長さを長くしておくことで、長さ調整が可能となっている。
【００２０】
また、中桁部５には、その下面に沿ってＰＣ鋼線３７が設けられており、このＰＣ鋼線３７の両端が、中桁部５の軸方向両端部に設けられた定着部１３に定着固定されるようになっている。
なお、中桁部５には、その下面側に、軸方向へ沿って間隔をあけて防振装置５２が設けられており、この防振装置５２に、ＰＣ鋼線３７が支持されて、ＰＣ鋼線３７が振れないようにされている。
【００２１】
次に、上記構造の桁補強機構１１を用いて道路橋１の床版６を打ち替える場合について、その手順に沿って説明する。
（１）片側車線での交通を確保しつつ床版６の打ち替えを行う場合、前述したように、まず、図２に示したように、床版６の最初に取り除く車線側における中桁部５近傍に、支持桁１０を設置するとともに、中桁部５に、桁補強機構１１を設置し、この桁補強機構１１によって中桁部５の補強を行う。
【００２２】
ここで、この桁補強機構１１によって中桁部５の補強を行うには、まず、桁補強機構１１の鋼棒１４ａからなる緊張材１４を、長さ調整機構４１によってある程度緊張させておき、この状態にて、緊張機構部１２のジャッキ２３を伸長させる。
【００２３】
このようにすると、緊張機構部１２の連結固定部２２が下方へ突出されることとなり、この連結固定部２２の連結部２６と定着部１３の連結部３４に連結された緊張材１４が緊張され、これにより、中桁部５と桁補強機構１１とが一体となる。中桁部５が受ける外力は緊張機構部１２を通して鋼棒に伝わり、中桁部５のたわみを減少させ、中桁部５に発生する外力による応力度を軽減させる。
この補強効果でも発生応力度が許容応力度を超過する場合は、ジャッキ２３をさらに伸長させ、中桁部５を上方に反らせ、中桁部５にプレ応力を発生させる。この応力は外力による応力と反対方向であるため打ち消し合う。
この効果は前記効果に加わり補強効果を向上させる。
これらの効果により、中桁部５が非合成状態であっても、残された床版６で車両を通すことにより発生する活加重を含む外力に耐え得ることが可能となる。
【００２４】
なお、緊張機構部１２のジャッキ２３を伸長させて中桁部５の下面を押し上げる際には、中桁部５と支持柱２１との間に設けた荷重計５１の検出結果を見ながら行い、適切な圧縮力が導入されるようにする。
【００２５】
（２）次いで、床版６をその中央付近のカッターラインＬにて、軸方向へ切断し、床版６の片側車線を確保しつつ、床版６の一側部側を除去する。
【００２６】
（３）床版６の一側部側を除去したら、図８に示すように、この一側部側にプレキャスト床版等の新たな床版６１を敷設する。
ここで、桁補強機構１１の緊張機構部１２のジャッキ２３を進退させて、緊張材１４による緊張力を調整することにより、中桁部５の高さ位置を、新設した床版６１の高さに容易に合わせることもできる。
【００２７】
（４）上記のように、一側部側に新設の床版６１を設置したら、図９に示すように、この新設の床版６１上にて、車両の通行を確保しつつ、残された既設の床版６を撤去し、新たな床版６１を敷設する。
【００２８】
（５）床版６全て敷設した後、中桁部５にセットされたＰＣ鋼線３７を定着部１３の片側に図示しないジャッキにより緊張させ、中桁部５にプレストレスを導入する。
同時に、桁補強機構１１の緊張機構部１２のジャッキ２３を収縮させて、緊張材１４の緊張を解除し、この緊張材１４の両端部を連結部２６、３４に連結している連結ピンを取り外し、緊張材１４を撤去する。
【００２９】
（６）その後、図１０に示すように、中桁部５の下面に設置した桁補強機構１１の緊張機構部１２を取り外す。
【００３０】
このように、上記の床版の打替工法によれば、床版６を除去する際に、ジャッキ２３を伸長させることにより、緊張機構部１２の下端と中桁部５の両端部近傍における下方の定着部１３とに連結された鋼棒１４ａからなる緊張材１４を緊張させると、この緊張材１４と緊張機構部１２とによってトラス構造の補強材が施された状態となり、中桁部５をベントによって支持したときと同様に確実に補強して、片側の床版６上を走行する車両による活荷重による中桁部５の発生応力を低減し、たわみを減少させることができ、座屈を生じさせることなく、活荷重に耐え得る状態にて施工を行うことができる。
【００３１】
また、ジャッキ２３を伸長させて緊張材１４との連結部分を中桁部５から離れる方向へ突出させるので、小さな力にて十分な補強力を確保することができる。
さらに、川底などの地表からベントを立設させる場合のように、下面側にて障害物となることもなく、また、ジャッキアップによる中桁部５の支承部が浮き上がるなどの不具合もなく、しかも、ベントを立設するための基礎なども不要であり、工事費の大幅な削減を図ることができる。
【００３２】
桁補強機構１１は桁下に搬入して取り付けるため、多くの作業が人力になる。したがって、部材の重量は軽い方がよく、鋼棒も径を細くし、本数を多くした。多くすると、設置長さの誤差により力が均一に伝達できなくなるため、鋼棒を定着部１３と緊張機構部１２の間で分割し、長さ調整機構４１を取り付けることにした。桁補強機構１１を設置後、鋼棒の長さ調整機構４１で調整し、遊びのない状態にする。この方法により鋼棒をバランスよく緊張させることができる。
【００３３】
さらには、中桁部５と新たな床版６１を敷設後、中桁部５上の目地コンクリート打設前に中桁部５にＰＣ鋼線によりプレストレスを導入する。その後、床版６１と中桁部５を合成するため、目地コンクリートを打設する。この方法により床版６１の耐久性を落とすこと無しに、橋梁の耐荷力をアップできる。
【００３４】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の床版の打替工法によれば、下記の効果を得ることができる。
請求項１記載の床版の打替工法によれば、床版を除去する際に、ジャッキを伸長させることにより、緊張機構部の下端と桁の両端部近傍における下方の定着部とに連結された鋼棒を緊張させると、この鋼棒と緊張機構部とによってトラス構造の補強材が施された状態となり、桁をベントによって支持したときと同様に確実に補強して、片側の床版上を走行する車両による活荷重による桁の発生応力を低減し、たわみを減少させることができ、さらにジャッキを伸長させることにより、桁にプレロードを導入でき、活荷重を含む外力により発生する応力を減少できるため、これらの効果により、座屈を生じさせることなく、活荷重に耐え得る状態にて施工を行うことができる。
また、ジャッキを伸長させて鋼棒との連結部分を桁から離れる方向へ突出させるので、小さな力にて十分な補強力を確保することができる。
さらに、川底などの地表からベントを立設させる場合のように、下面側にて障害物となることもなく、また、桁の浮き上がりなどの不具合もなく、しかも、ベントを立設するための基礎なども不要であり、工事費の大幅な削減を図ることができる。
【００３５】
請求項２記載の床版の打替工法によれば、緊張機構と桁の定着部とのそれぞれの接点と鋼棒を先に連結し、鋼棒の長さ調整機構により各鋼棒の連結長さを調整する。この方法により遊びが無くなり、各鋼棒を良好なバランスにて緊張させることができる。
【００３６】
請求項３記載の床版の打替工法によれば、中桁部と新たな床版を敷設後、中桁部上の目地コンクリート打設前に中桁部にＰＣ鋼線によりプレストレスを導入し、その後、床版と中桁部を合成するために、目地コンクリートを打設する。この方法を導入することにより床版の耐久性を落とすこと無しに、橋梁の耐荷力をアップできる。
桁に床版を一体化させた後に、定着部同士の間にＰＣ鋼線を緊張させて新たな床版にプレストレスを導入するので、新設の床版における耐活荷重性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態例の床版の打替工法が適応される合成桁床版を有する道路橋の断面図である。
【図２】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する道路橋の断面図である。
【図３】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する桁補強機構が施された中桁部の側面図である。
【図４】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する桁補強機構が施された中桁部の断面図である。
【図５】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する桁補強機構の緊張機構部の側面図である。
【図６】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する桁補強機構の定着部の正面図である。
【図７】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する桁補強機構の緊張材の端部における側面図である。
【図８】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する道路橋の断面図である。
【図９】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する道路橋の断面図である。
【図１０】 本発明の実施形態例の床版の打替工法を説明する道路橋の断面図である。
【符号の説明】
１ 道路橋（架橋）
３ 合成桁床版
５ 中桁部（桁）
６ 床版
１２ 緊張機構部
１３ 定着部
１４ 緊張材（鋼棒）
１４ａ 鋼棒
２３ ジャッキ
３７ ＰＣ鋼線
４１ 長さ調整機構
６１ 床版

Claims (3)

1. 軸方向に沿って配設された複数の桁と床版とが一体化された合成桁床版を有する架橋において、前記床版を片側ずつ打ち替えることにより片側における交通を確保しつつ前記床版を打ち替える床版の打替工法であって、
   既設の前記床版を除去する際に、
   前記桁の軸方向略中央における下方に、ジャッキによって下方へ突出する緊張機構部を取り付け、
   前記桁の軸方向両端部近傍における下方に、定着部を設け、
   前記緊張機構部の下端部と前記定着部とを、鋼棒によって連結し、
   前記ジャッキによって前記緊張機構部を伸長させてジャッキと前記桁下面を接触させ、各接点部の遊びが無い状態にすることにより、桁と緊張機構部および鋼棒とを一体構造とさせて、前記桁を補強することを特徴とする床版の打替工法。
2. 前記鋼棒に、長さ調整機構を設け、前記ジャッキによって前記緊張機構部を伸長させる前に、前記長さ調整機構によって前記鋼棒を収縮しておくことを特徴とする請求項１記載の床版の打替工法。
3. 前記桁上に新たに床版を敷設し、前記桁と合成させる前に、前記定着部に渡したＰＣ鋼線を緊張させながら、前記緊張機構部の緊張力を抜き、徐々に桁に入れるプレロードをＰＣ鋼線に入れ替え、完了後、桁と床版を合成させプレロード効果を完了後も持続させることを特徴とする請求項１または請求項２記載の床版の打替工法。

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