JP3885583B2 - 複合トラス橋およびその施工方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、下路橋などに適用される断面略Ｕ字状のポニー橋形式の複合トラス橋およびその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下路橋は、軌道や路面が主桁や主構の下部に設けられる形式であり、従来から、プレストレスコンクリートによる断面略Ｕ字状のＰＣ下路桁橋やオールメタルによる断面口字状の鋼トラス橋などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＣ下路桁橋の場合、▲１▼ 鋼トラス橋と比較して、主桁自重が大きく、下部構造の負担が増加する、▲２▼ 鋼トラス橋と比較して、鉄筋，ＰＣ鋼材，型枠の配設、コンクリート打設などがあり、施工性が悪い。▲３▼ 主桁両側部が閉塞されているため、視界が悪い、などの問題がある。
【０００４】
鋼トラス橋は、通常、左右一対の上弦材同士が水平の支持材や上横構で連結されており、路上の車両限界等をなくすため、支持材や上横構を取り去って断面略Ｕ字状のポニー橋とする場合、下弦材の内側にハンチを設けたり、下弦材の外側にリブを設けたりして補強する必要があり、構造が複雑となるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消すべくなされたもので、断面略Ｕ字状のポニー橋において、従来のＰＣ下路桁橋と比較して、主桁自重の軽減を図ることができると共に、施工性を向上させることができ、また、従来の鋼トラス橋と比較して、簡単な構造で断面略Ｕ字状に必要な強度を確保することができる複合トラス橋およびその施工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、主桁の側部（ウェブ）がトラスからなる断面略Ｕ字状の複合トラス橋であり、コンクリート製の床版とコンクリート製の下弦材からなる下部コンクリート構造と、トラスの腹材とコンクリート製のトラスの上弦材からなるトラスウェブから構成され、トラスの腹材の下部の格点が前記下弦材に埋設され、トラスの腹材の上部の格点が前記上弦材に埋設され、前記床版および下弦材とトラスの上弦材とに、橋軸方向のＰＣ鋼材が配設され、上部および下部のトラスの格点には、橋軸方向に隣合うトラス腹材の端部が挿入され、この端部同士を一体化する箱状鋼板が設けられていることを特徴とする複合トラス橋である。
【０００７】
この請求項１は、下路橋などの断面略Ｕ字状のポニー橋に適用されるものであり、トラスウェブは多数のトラス腹材（ワーレントラスの場合はトラス斜材）から構成され、このトラス腹材の格点が下部コンクリート構造およびコンクリート製の上弦材に埋設されることで、トラスの上弦材および下弦材がコンクリートから構成される。下部コンクリート構造は、例えば、軌道や路面が設けられる床版と、この床版の両側部に配置される下弦材とから構成される。この床版と下弦材は、別体でも、一体のものでもよい。また、下部コンクリート構造は、平板状のスラブでもよく、スラブ両側部の下弦材部分にトラス腹材の下部の格点が埋設される。トラス腹材には、鋼管等の鋼材、プレキャストコンクリート、鋼とコンクリートの複合材などが用いられる。
【０００９】
下部コンクリート構造が、床版と下弦材とから構成される場合、床版および下弦材とトラスの上弦材とに橋軸方向のＰＣ鋼材を配設する。平板状のスラブの場合、床版部分と下弦材部分に橋軸方向のＰＣ鋼材を配設する。
【００１０】
本発明の請求項２は、請求項１に記載の複合トラス橋において、下部コンクリート構造が床版と下弦材とに分割され、床版と下弦材とが橋軸直角方向のＰＣ鋼材で緊結されていることを特徴とする複合トラス橋である。
【００１１】
この請求項２は、下部コンクリート構造が、軌道や路面が設けられる床版と、この床版の両側部に配置される下弦材とに分割されて施工され、これら床版と下弦材とを橋軸直角方向のＰＣ鋼材で緊結する。このＰＣ鋼材はトラスの格点部に配設される。
【００１３】
下部コンクリート構造の下弦材およびトラスの上弦材に埋設される格点に、軸力の伝達性能や施工性の良い小型で安価な箱状鋼板（底板と側板からなる平面視が矩形や円形等の鋼製ボックス）を使用する。トラス斜材の場合、橋軸方向に交互に圧縮斜材と引張斜材となるため、引張斜材の端部を箱状鋼板の底板に溶接等で固定し、圧縮斜材の端部を箱状鋼板内に挿入し、コンクリート等で固定する。
【００１７】
本発明の請求項３は、主桁の側部がトラスからなる断面略Ｕ字状の複合トラス橋の施工方法であり、先行施工した下部コンクリート構造の床版に隣接してトラスの腹材を単位長さ分だけ設置する工程と、前記腹材の下部の格点が埋設される下部コンクリート構造の下弦材を単位長さ分だけ打設する工程と、前記腹材の上部の格点が埋設される上弦材のコンクリートを単位長さ分だけ打設する工程とを繰り返して主桁を構築することを特徴とする複合トラス橋の施工方法である。
【００１８】
この請求項３は、支保工架設工法を用いる場合であり、支保工上で先に下部コンクリート構造の床版を施工しておき、この床版の両側部にトラス腹材を単位長さ分だけ設置し、次いで、下部コンクリート構造の下弦材とトラスの上弦材を単位長さ分だけコンクリート打設し、これらを順次繰り返して主桁を構築するものである。
【００１９】
本発明の請求項４は、請求項３に記載の複合トラス橋の施工方法において、床版の上に支持架台を設置し、この支持架台でトラスの腹材を支持することを特徴とする複合トラス橋の施工方法である。
【００２０】
この請求項４は、支保工上で先に施工した下部コンクリート構造の床版の上に支持架台を設置し、設置位置に吊り込まれた単位長さ分のトラス腹材を前記支持架台で支持し、橋軸直角方向に一対のトラス腹材が所定の位置や形状に保持されるようにしたものである。この支持架台は、上弦材のコンクリート打設の際の支保工として利用することができ、この場合、トラス腹材の設置と下弦材の打設を一方向に行った後、逆方向に上弦材の打設を行う。
【００２１】
本発明の請求項５は、請求項３または請求項４に記載の複合トラス橋の施工方法において、トラスの腹材を単位長さ分だけ設置する工程に、橋軸方向に隣り合うトラス腹材同士を一体化したユニットを用いることを特徴とする複合トラス橋の施工方法である。
【００２２】
この請求項５は、トラス腹材（ワーレントラスの場合はトラス斜材）を側面視でＶ字状や逆Ｖ字状に組んでユニット化し、このユニットを吊り込んで設置する場合である。ユニットは、トラス格点に埋設される箱状鋼板（底板と側板からなる平面視が矩形や円形等の鋼製ボックス）やトラス腹材同士を連結する仮固定部材（鋼管固定治具など）で仮固定しておく。
【００２３】
なお、このようなユニットに限らず、トラス腹材を１本ずつ吊り込んで設置することも可能であり、吊り込んだトラス腹材を箱状鋼板を介して角度調整自在に接合すると共に、橋軸方向に隣り合う箱状鋼板同士を埋め込み鋼材で連結して、吊り込んだ単位長さ分のトラス腹材が所定の位置や形状を保持できるようにする。トラス斜材の場合には、引張斜材の上下に箱状鋼板を予め固定しておく。なお、ユニットの場合もユニット同士を埋め込み鋼材で連結してもよい。
【００２４】
以上のような本発明の複合トラス橋においては、トラス腹材の下部の格点を下部コンクリート構造に埋設し、トラス腹材の上部の格点をコンクリート製の上弦材に埋設し、引張弦材の下弦材に対して圧縮弦材の上弦材に圧縮に強いコンクリート部材を使用しているため、また、床版の剛性が従来の鋼トラス橋よりも高く上弦材の横倒れ座屈や全体座屈等に対して強固なものとなるため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋の構造が可能となる。
【００２５】
このような構造の複合トラス橋は、従来のＰＣ下路桁橋と比較して、主桁自重の軽減を図ることができると共に、ウェブ部分の鉄筋，ＰＣ鋼材，型枠，コンクリート等が不要となることにより施工性を向上させることができ、また、下弦材にハンチやリブを設けるなどの補強が不要であり、従来の鋼トラス橋と比較して、簡単な構造で断面略Ｕ字状に必要な強度を確保することができる。
【００２６】
また、トラス格点に箱状鋼板を使用することにより、トラス腹材の接合や位置決め等を容易に行うことができると共に、軸力の伝達性能や施工性の良い小型で安価な格点構造を得ることができる。
【００２７】
さらに、本発明の施工方法は、トラス腹材を単位長さ分だけ吊り込んで位置決めして設置する工程と、下部コンクリート構造およびトラスのコンクリート上弦材を単位長さ分だけ打設してトラス腹材の格点を埋設する工程を繰り返すようにしているため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋を、通常のコンクリート箱桁橋の施工方法（支保工架設工法）を利用して精度よく迅速に施工することができ、工期の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【００２８】
また、トラス腹材をユニット化することにより、作業効率の向上等を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、本発明を鉄道下路橋に適用した例である。図１は、本発明の複合トラス橋の１例を示したものである。図２、図３は、その各部分の詳細を示したものである。図４、図５は、本発明の複合トラス橋の施工方法の１例を工程順に示したものである。
【００３０】
図１において、本発明の複合トラス橋１は、床版２と一対の下弦材３，３からなる下部コンクリート構造４と、多数の鋼管トラス斜材５からなる一対のトラスウェブ６，６と、コンクリート製の一対の上弦材７，７から構成され、鋼とコンクリートによる断面Ｕ字状の複合ポニートラス橋とされている。
【００３１】
床版２は、橋軸直角方向から一対の下弦材３，３により挟み、剛結することで、床版２と下弦材３が一体化した下部コンクリート構造４が形成される。なお、この下部コンクリート構造４は、図示例に限らず、平板状のスラブでもよい。この場合、鋼管トラス斜材５が埋設されるスラブ両側部の下弦材部分を鉄筋等で補強する。また、床版２の両側部に下弦材３が一体的に形成された下部コンクリート構造４でもよい。
【００３２】
床版２、下弦材３、上弦材７には、橋軸方向のＰＣ鋼材が配設される。床版２と下弦材３は格点位置で橋軸直角方向のＰＣ鋼材で剛結させ、横方向の抵抗を高めている。
【００３３】
トラスウェブ６は、鋼管トラス斜材５によるワーレントラスであり、図２に示すように、圧縮斜材５ａと引張斜材５ｂが交互に配設されて構成され、その下側の格点部が下弦材３に埋設され、その上側の格点部が上弦材７に埋設される。この格点部には、後述する鋼製ボックス１１が用いられ、鋼とコンクリートの合成構造により疲労に対する安全性を高めることができる。
【００３４】
以上のような構成において、下弦材３が引張弦材となり、上弦材５が圧縮弦材となる。圧縮弦材の上弦材５に圧縮に強いコンクリートを使用し、また、コンクリート製の床版２の橋軸直角方向の剛性が従来の鋼トラス橋よりも高いため、上弦材５の横倒れ座屈および全体座屈等に対して強固な複合ポニートラス橋が得られる。
【００３５】
鋼製ボックス１１は、図２、図３に示すように、鋼板を組立てて構成され、２本の鋼管の端部を収納可能な大きさの箱であり、引張斜材５ｂの端部が挿入され、底板１１ｃに溶接等で固定される。圧縮斜材５ａは、引張斜材５ｂよりも短く、端部が鋼製ボックス１１内に挿入される。
【００３６】
図３に示すように、引張斜材５ｂの端部内には、鉄筋継手２０が設けられ、圧縮斜材４ａの端部には、鉄筋継手２１、穴開き鋼板によるジベル２２、リング状の鉄筋によるジベル２３が設けられ、コンクリートとの一体化を図る。鋼製ボックス１１の側板１１ａにも円形孔等によるジベルが設けられている。鋼製ボックス１１の端板１１ｂは、隙間をおいて上下に配設され、コンクリートが内部に充填されるようにしている。また、下弦材３および上弦材７には、主筋２４と帯筋２５が鋼製ボックス１１を避けるように配設されている。
【００３７】
施工に際して、鋼管トラス斜材５はユニット化して設置される。即ち、図４に示すように、橋軸方向に隣り合う圧縮斜材５ａと引張斜材５ｂを鋼管固定治具２６により仮固定して逆Ｖ字状ユニット２７とする。この逆Ｖ字状ユニット２７を吊り込み、その圧縮斜材５ａの下端部を既設の鋼製ボックス１１に挿入する。なお、逆Ｖ字状に限らず、Ｖ字状等のユニットでよい。また、鋼管トラス斜材５を１本ずつ吊り込み設置することも可能である。
【００３８】
以上のような構成の複合ポニートラス橋を以下に示す架設工法で施工する。
［Ａ］支保工架設工法（図４、図５参照）
(1) 図４(i) に示すように、▲１▼全面支柱方式または梁支柱方式の支保工３０の上に、床版２の型枠、鉄筋、ＰＣ鋼材１２を配置する。▲２▼型枠内にコンクリートを打設し、床版２を施工する。▲３▼ＰＣ鋼材１２を一次緊張する。
【００３９】
(2) 図４(ii)に示すように、▲１▼先行して施工された床版２の上に、鋼製ボックス１１の支持架台３１を設置する。▲２▼下弦材３の底版型枠、下鉄筋、ＰＣ鋼材を設置する。▲３▼鋼管固定治具２６で仮固定したトラス斜材の逆Ｖ字状ユニット２７を吊り込み、支持架台３１に仮固定してセットする。▲４▼橋軸直角方向のＰＣ鋼材、結合鉄筋を配置する。▲５▼下弦材３の上鉄筋、側枠を設置する。▲６▼下弦材３の型枠内にコンクリートを打設し、１ブロックの下弦材３を施工する。以上の▲１▼〜▲６▼の工程を順次繰り返して、鋼管トラス斜材５を一体化しつつ下弦材３を前方に向かって順次施工していく。
【００４０】
(3) 図４(iii) に示すように、下弦材３が全体にわたって施工されると、▲１▼支持架台３１を上弦材７の支保工として利用する。▲２▼上弦材７の鉄筋、ＰＣ鋼材を設置する。▲３▼型枠を設置し、コンクリートを打設し、１ブロック分の上弦材７を施工する。以上の▲１▼〜▲３▼の工程を順次繰り返すことにより、上弦材７を戻る方向に施工していく。
【００４１】
(4) 図５(i) に示すように、支持架台３１を撤去し、鋼管固定治具２６を取り外し、橋軸直角方向のＰＣ鋼材１３を緊張する。
【００４２】
(5) 図５(ii)に示すように、▲１▼上弦材７のＰＣ鋼材１４を緊張する。▲２▼床版２のＰＣ鋼材１２を緊張する。▲３▼下弦材３のＰＣ鋼材１５を緊張する。
【００４３】
(6) 図５(iii) に示すように、▲１▼支保工３０を撤去する。▲２▼防食工を施す。▲３▼弾性バラス軌道３２などの橋面工を実施する。以上により、複合ポニートラス橋が完成する。
【００４４】
［Ｂ］張出し架設工法
既設の主桁の一対の上弦材７，７上に移動作業車等を設置し、１ブロック分の鋼管トラス斜材５（１本ずつ、あるいは、ユニット）の吊り込み設置、１ブロック分の下部コンクリート構造４および上弦材７のコンクリート打設、移動作業車等の１ブロック分の移動を順次繰り返して、断面略Ｕ字状の複合トラス橋の主桁を張出し架設する。
【００４５】
また、移動作業車の代わりにプレキャストセグメント工法に用いられるエレクションノーズを利用することもできる。この場合、下型枠に予め１ブロック分の鋼管トラス斜材５を組み込んでおけば、作業効率が向上する。
【００４６】
［Ｃ］押出し架設工法
主桁ブロック製作ヤードにおいて、１ブロック分あるいは複数ブロック分の鋼管トラス斜材５（１本ずつ、あるいは、ユニット）の設置、１ブロック分の下部コンクリート構造４および上弦材７のコンクリート打設により主桁ブロックを製作し、この主桁ブロックを油圧ジャッキと引張鋼材等からなる押出し装置と手延べ桁を用いて主桁ブロック分だけ押出し、主桁ブロックの打継ぎと押出しを繰り返して断面略Ｕ字状の複合トラス橋の主桁を張出し架設する。
【００４７】
なお、支保工工法、張出し架設工法、押出し架設工法において、吊り込んだトラス腹材あるいはユニットを、下弦材や上弦材に埋設される埋め込み鋼材で連結して、吊り込んだ単位長さ分のトラス腹材が所定の位置や形状を保持できるようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
(1) トラス腹材の下部の格点を下部コンクリート構造に埋設し、トラス腹材の上部の格点をコンクリート製の上弦材に埋設し、引張弦材の下弦材に対して圧縮弦材の上弦材に圧縮に強いコンクリート部材を使用しているため、また、床版の剛性が高く上弦材の横倒れ座屈や全体座屈等に対して強固なものとなるため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋の構造が可能となり、従来のＰＣ下路桁橋と比較して、主桁自重の軽減を図ることができ、下部構造の負担が低減され、また、ウェブ部分の鉄筋，ＰＣ鋼材，型枠，コンクリート等が不要となることにより施工性を向上させることができる。
【００４９】
(2) また、下弦材にハンチやリブを設けるなどの補強が不要であり、従来の鋼トラス橋と比較して、簡単な構造で断面略Ｕ字状に必要な強度を確保することができる。
【００５０】
(3) トラス格点に箱状鋼板を使用することにより、トラス腹材の接合や位置決め等を容易に行うことができると共に、軸力の伝達性能や施工性の良い小型で安価な格点構造を得ることができる。
【００５１】
(4) 本発明の施工方法は、トラス腹材を単位長さ分だけ吊り込んで位置決めして設置する工程と、下部コンクリート構造およびトラスのコンクリート上弦材を単位長さ分だけ打設してトラス腹材の格点を埋設する工程を繰り返すようにしているため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋を、通常のコンクリート箱桁橋の施工方法（支保工架設工法、張出し架設工法、押出し架設工法など）を利用して精度よく迅速に施工することができ、工期の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【００５２】
(5) トラス腹材をユニット化することにより、作業効率の向上等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合トラス橋の１例を示したものであり、(a) は側面図、(b) は平面図、(c) は断面図である。
【図２】図１のトラスウェブ部分であり、(a) は平面図、(b) は側面図、(c) は断面図である。
【図３】図１のトラス格点部分であり、(a) は断面図、(b) は平面図、(c) は側面図である。
【図４】本発明の複合トラス橋の施工方法の１例を工程順に示す側面図および断面図（ステップ１〜３）である。
【図５】本発明の複合トラス橋の施工方法の１例を工程順に示す側面図および断面図（ステップ４〜６）である。
【符号の説明】
１……複合トラス橋
２……床版
３……下弦材
４……下部コンクリート構造
５……鋼管トラス斜材
５ａ…圧縮斜材
５ｂ…引張斜材
６……トラスウェブ
７……上弦材
１１……鋼製ボックス
１１ａ…側板
１１ｂ…端板
１１ｃ…底板
１２……ＰＣ鋼材（床版の橋軸方向）
１３……ＰＣ鋼材（床版の橋軸直角方向）
１４……ＰＣ鋼材（上弦材）
１５……ＰＣ鋼材（下弦材）
２０……鉄筋継手
２１……鉄筋継手
２２……ジベル
２３……ジベル
２４……主筋
２５……帯筋
２６……鋼管固定治具
２７……逆Ｖ字状ユニット
３０……支保工
３１……支持架台
３２……弾性バラス軌道
【発明の属する技術分野】
本発明は、下路橋などに適用される断面略Ｕ字状のポニー橋形式の複合トラス橋およびその施工方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
下路橋は、軌道や路面が主桁や主構の下部に設けられる形式であり、従来から、プレストレスコンクリートによる断面略Ｕ字状のＰＣ下路桁橋やオールメタルによる断面口字状の鋼トラス橋などが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＰＣ下路桁橋の場合、▲１▼ 鋼トラス橋と比較して、主桁自重が大きく、下部構造の負担が増加する、▲２▼ 鋼トラス橋と比較して、鉄筋，ＰＣ鋼材，型枠の配設、コンクリート打設などがあり、施工性が悪い。▲３▼ 主桁両側部が閉塞されているため、視界が悪い、などの問題がある。
【０００４】
鋼トラス橋は、通常、左右一対の上弦材同士が水平の支持材や上横構で連結されており、路上の車両限界等をなくすため、支持材や上横構を取り去って断面略Ｕ字状のポニー橋とする場合、下弦材の内側にハンチを設けたり、下弦材の外側にリブを設けたりして補強する必要があり、構造が複雑となるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、このような問題を解消すべくなされたもので、断面略Ｕ字状のポニー橋において、従来のＰＣ下路桁橋と比較して、主桁自重の軽減を図ることができると共に、施工性を向上させることができ、また、従来の鋼トラス橋と比較して、簡単な構造で断面略Ｕ字状に必要な強度を確保することができる複合トラス橋およびその施工方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１は、主桁の側部（ウェブ）がトラスからなる断面略Ｕ字状の複合トラス橋であり、コンクリート製の床版とコンクリート製の下弦材からなる下部コンクリート構造と、トラスの腹材とコンクリート製のトラスの上弦材からなるトラスウェブから構成され、トラスの腹材の下部の格点が前記下弦材に埋設され、トラスの腹材の上部の格点が前記上弦材に埋設され、前記床版および下弦材とトラスの上弦材とに、橋軸方向のＰＣ鋼材が配設され、上部および下部のトラスの格点には、橋軸方向に隣合うトラス腹材の端部が挿入され、この端部同士を一体化する箱状鋼板が設けられていることを特徴とする複合トラス橋である。
【０００７】
この請求項１は、下路橋などの断面略Ｕ字状のポニー橋に適用されるものであり、トラスウェブは多数のトラス腹材（ワーレントラスの場合はトラス斜材）から構成され、このトラス腹材の格点が下部コンクリート構造およびコンクリート製の上弦材に埋設されることで、トラスの上弦材および下弦材がコンクリートから構成される。下部コンクリート構造は、例えば、軌道や路面が設けられる床版と、この床版の両側部に配置される下弦材とから構成される。この床版と下弦材は、別体でも、一体のものでもよい。また、下部コンクリート構造は、平板状のスラブでもよく、スラブ両側部の下弦材部分にトラス腹材の下部の格点が埋設される。トラス腹材には、鋼管等の鋼材、プレキャストコンクリート、鋼とコンクリートの複合材などが用いられる。
【０００９】
下部コンクリート構造が、床版と下弦材とから構成される場合、床版および下弦材とトラスの上弦材とに橋軸方向のＰＣ鋼材を配設する。平板状のスラブの場合、床版部分と下弦材部分に橋軸方向のＰＣ鋼材を配設する。
【００１０】
本発明の請求項２は、請求項１に記載の複合トラス橋において、下部コンクリート構造が床版と下弦材とに分割され、床版と下弦材とが橋軸直角方向のＰＣ鋼材で緊結されていることを特徴とする複合トラス橋である。
【００１１】
この請求項２は、下部コンクリート構造が、軌道や路面が設けられる床版と、この床版の両側部に配置される下弦材とに分割されて施工され、これら床版と下弦材とを橋軸直角方向のＰＣ鋼材で緊結する。このＰＣ鋼材はトラスの格点部に配設される。
【００１３】
下部コンクリート構造の下弦材およびトラスの上弦材に埋設される格点に、軸力の伝達性能や施工性の良い小型で安価な箱状鋼板（底板と側板からなる平面視が矩形や円形等の鋼製ボックス）を使用する。トラス斜材の場合、橋軸方向に交互に圧縮斜材と引張斜材となるため、引張斜材の端部を箱状鋼板の底板に溶接等で固定し、圧縮斜材の端部を箱状鋼板内に挿入し、コンクリート等で固定する。
【００１７】
本発明の請求項３は、主桁の側部がトラスからなる断面略Ｕ字状の複合トラス橋の施工方法であり、先行施工した下部コンクリート構造の床版に隣接してトラスの腹材を単位長さ分だけ設置する工程と、前記腹材の下部の格点が埋設される下部コンクリート構造の下弦材を単位長さ分だけ打設する工程と、前記腹材の上部の格点が埋設される上弦材のコンクリートを単位長さ分だけ打設する工程とを繰り返して主桁を構築することを特徴とする複合トラス橋の施工方法である。
【００１８】
この請求項３は、支保工架設工法を用いる場合であり、支保工上で先に下部コンクリート構造の床版を施工しておき、この床版の両側部にトラス腹材を単位長さ分だけ設置し、次いで、下部コンクリート構造の下弦材とトラスの上弦材を単位長さ分だけコンクリート打設し、これらを順次繰り返して主桁を構築するものである。
【００１９】
本発明の請求項４は、請求項３に記載の複合トラス橋の施工方法において、床版の上に支持架台を設置し、この支持架台でトラスの腹材を支持することを特徴とする複合トラス橋の施工方法である。
【００２０】
この請求項４は、支保工上で先に施工した下部コンクリート構造の床版の上に支持架台を設置し、設置位置に吊り込まれた単位長さ分のトラス腹材を前記支持架台で支持し、橋軸直角方向に一対のトラス腹材が所定の位置や形状に保持されるようにしたものである。この支持架台は、上弦材のコンクリート打設の際の支保工として利用することができ、この場合、トラス腹材の設置と下弦材の打設を一方向に行った後、逆方向に上弦材の打設を行う。
【００２１】
本発明の請求項５は、請求項３または請求項４に記載の複合トラス橋の施工方法において、トラスの腹材を単位長さ分だけ設置する工程に、橋軸方向に隣り合うトラス腹材同士を一体化したユニットを用いることを特徴とする複合トラス橋の施工方法である。
【００２２】
この請求項５は、トラス腹材（ワーレントラスの場合はトラス斜材）を側面視でＶ字状や逆Ｖ字状に組んでユニット化し、このユニットを吊り込んで設置する場合である。ユニットは、トラス格点に埋設される箱状鋼板（底板と側板からなる平面視が矩形や円形等の鋼製ボックス）やトラス腹材同士を連結する仮固定部材（鋼管固定治具など）で仮固定しておく。
【００２３】
なお、このようなユニットに限らず、トラス腹材を１本ずつ吊り込んで設置することも可能であり、吊り込んだトラス腹材を箱状鋼板を介して角度調整自在に接合すると共に、橋軸方向に隣り合う箱状鋼板同士を埋め込み鋼材で連結して、吊り込んだ単位長さ分のトラス腹材が所定の位置や形状を保持できるようにする。トラス斜材の場合には、引張斜材の上下に箱状鋼板を予め固定しておく。なお、ユニットの場合もユニット同士を埋め込み鋼材で連結してもよい。
【００２４】
以上のような本発明の複合トラス橋においては、トラス腹材の下部の格点を下部コンクリート構造に埋設し、トラス腹材の上部の格点をコンクリート製の上弦材に埋設し、引張弦材の下弦材に対して圧縮弦材の上弦材に圧縮に強いコンクリート部材を使用しているため、また、床版の剛性が従来の鋼トラス橋よりも高く上弦材の横倒れ座屈や全体座屈等に対して強固なものとなるため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋の構造が可能となる。
【００２５】
このような構造の複合トラス橋は、従来のＰＣ下路桁橋と比較して、主桁自重の軽減を図ることができると共に、ウェブ部分の鉄筋，ＰＣ鋼材，型枠，コンクリート等が不要となることにより施工性を向上させることができ、また、下弦材にハンチやリブを設けるなどの補強が不要であり、従来の鋼トラス橋と比較して、簡単な構造で断面略Ｕ字状に必要な強度を確保することができる。
【００２６】
また、トラス格点に箱状鋼板を使用することにより、トラス腹材の接合や位置決め等を容易に行うことができると共に、軸力の伝達性能や施工性の良い小型で安価な格点構造を得ることができる。
【００２７】
さらに、本発明の施工方法は、トラス腹材を単位長さ分だけ吊り込んで位置決めして設置する工程と、下部コンクリート構造およびトラスのコンクリート上弦材を単位長さ分だけ打設してトラス腹材の格点を埋設する工程を繰り返すようにしているため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋を、通常のコンクリート箱桁橋の施工方法（支保工架設工法）を利用して精度よく迅速に施工することができ、工期の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【００２８】
また、トラス腹材をユニット化することにより、作業効率の向上等を図ることができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態に基づいて説明する。この実施形態は、本発明を鉄道下路橋に適用した例である。図１は、本発明の複合トラス橋の１例を示したものである。図２、図３は、その各部分の詳細を示したものである。図４、図５は、本発明の複合トラス橋の施工方法の１例を工程順に示したものである。
【００３０】
図１において、本発明の複合トラス橋１は、床版２と一対の下弦材３，３からなる下部コンクリート構造４と、多数の鋼管トラス斜材５からなる一対のトラスウェブ６，６と、コンクリート製の一対の上弦材７，７から構成され、鋼とコンクリートによる断面Ｕ字状の複合ポニートラス橋とされている。
【００３１】
床版２は、橋軸直角方向から一対の下弦材３，３により挟み、剛結することで、床版２と下弦材３が一体化した下部コンクリート構造４が形成される。なお、この下部コンクリート構造４は、図示例に限らず、平板状のスラブでもよい。この場合、鋼管トラス斜材５が埋設されるスラブ両側部の下弦材部分を鉄筋等で補強する。また、床版２の両側部に下弦材３が一体的に形成された下部コンクリート構造４でもよい。
【００３２】
床版２、下弦材３、上弦材７には、橋軸方向のＰＣ鋼材が配設される。床版２と下弦材３は格点位置で橋軸直角方向のＰＣ鋼材で剛結させ、横方向の抵抗を高めている。
【００３３】
トラスウェブ６は、鋼管トラス斜材５によるワーレントラスであり、図２に示すように、圧縮斜材５ａと引張斜材５ｂが交互に配設されて構成され、その下側の格点部が下弦材３に埋設され、その上側の格点部が上弦材７に埋設される。この格点部には、後述する鋼製ボックス１１が用いられ、鋼とコンクリートの合成構造により疲労に対する安全性を高めることができる。
【００３４】
以上のような構成において、下弦材３が引張弦材となり、上弦材５が圧縮弦材となる。圧縮弦材の上弦材５に圧縮に強いコンクリートを使用し、また、コンクリート製の床版２の橋軸直角方向の剛性が従来の鋼トラス橋よりも高いため、上弦材５の横倒れ座屈および全体座屈等に対して強固な複合ポニートラス橋が得られる。
【００３５】
鋼製ボックス１１は、図２、図３に示すように、鋼板を組立てて構成され、２本の鋼管の端部を収納可能な大きさの箱であり、引張斜材５ｂの端部が挿入され、底板１１ｃに溶接等で固定される。圧縮斜材５ａは、引張斜材５ｂよりも短く、端部が鋼製ボックス１１内に挿入される。
【００３６】
図３に示すように、引張斜材５ｂの端部内には、鉄筋継手２０が設けられ、圧縮斜材４ａの端部には、鉄筋継手２１、穴開き鋼板によるジベル２２、リング状の鉄筋によるジベル２３が設けられ、コンクリートとの一体化を図る。鋼製ボックス１１の側板１１ａにも円形孔等によるジベルが設けられている。鋼製ボックス１１の端板１１ｂは、隙間をおいて上下に配設され、コンクリートが内部に充填されるようにしている。また、下弦材３および上弦材７には、主筋２４と帯筋２５が鋼製ボックス１１を避けるように配設されている。
【００３７】
施工に際して、鋼管トラス斜材５はユニット化して設置される。即ち、図４に示すように、橋軸方向に隣り合う圧縮斜材５ａと引張斜材５ｂを鋼管固定治具２６により仮固定して逆Ｖ字状ユニット２７とする。この逆Ｖ字状ユニット２７を吊り込み、その圧縮斜材５ａの下端部を既設の鋼製ボックス１１に挿入する。なお、逆Ｖ字状に限らず、Ｖ字状等のユニットでよい。また、鋼管トラス斜材５を１本ずつ吊り込み設置することも可能である。
【００３８】
以上のような構成の複合ポニートラス橋を以下に示す架設工法で施工する。
［Ａ］支保工架設工法（図４、図５参照）
(1) 図４(i) に示すように、▲１▼全面支柱方式または梁支柱方式の支保工３０の上に、床版２の型枠、鉄筋、ＰＣ鋼材１２を配置する。▲２▼型枠内にコンクリートを打設し、床版２を施工する。▲３▼ＰＣ鋼材１２を一次緊張する。
【００３９】
(2) 図４(ii)に示すように、▲１▼先行して施工された床版２の上に、鋼製ボックス１１の支持架台３１を設置する。▲２▼下弦材３の底版型枠、下鉄筋、ＰＣ鋼材を設置する。▲３▼鋼管固定治具２６で仮固定したトラス斜材の逆Ｖ字状ユニット２７を吊り込み、支持架台３１に仮固定してセットする。▲４▼橋軸直角方向のＰＣ鋼材、結合鉄筋を配置する。▲５▼下弦材３の上鉄筋、側枠を設置する。▲６▼下弦材３の型枠内にコンクリートを打設し、１ブロックの下弦材３を施工する。以上の▲１▼〜▲６▼の工程を順次繰り返して、鋼管トラス斜材５を一体化しつつ下弦材３を前方に向かって順次施工していく。
【００４０】
(3) 図４(iii) に示すように、下弦材３が全体にわたって施工されると、▲１▼支持架台３１を上弦材７の支保工として利用する。▲２▼上弦材７の鉄筋、ＰＣ鋼材を設置する。▲３▼型枠を設置し、コンクリートを打設し、１ブロック分の上弦材７を施工する。以上の▲１▼〜▲３▼の工程を順次繰り返すことにより、上弦材７を戻る方向に施工していく。
【００４１】
(4) 図５(i) に示すように、支持架台３１を撤去し、鋼管固定治具２６を取り外し、橋軸直角方向のＰＣ鋼材１３を緊張する。
【００４２】
(5) 図５(ii)に示すように、▲１▼上弦材７のＰＣ鋼材１４を緊張する。▲２▼床版２のＰＣ鋼材１２を緊張する。▲３▼下弦材３のＰＣ鋼材１５を緊張する。
【００４３】
(6) 図５(iii) に示すように、▲１▼支保工３０を撤去する。▲２▼防食工を施す。▲３▼弾性バラス軌道３２などの橋面工を実施する。以上により、複合ポニートラス橋が完成する。
【００４４】
［Ｂ］張出し架設工法
既設の主桁の一対の上弦材７，７上に移動作業車等を設置し、１ブロック分の鋼管トラス斜材５（１本ずつ、あるいは、ユニット）の吊り込み設置、１ブロック分の下部コンクリート構造４および上弦材７のコンクリート打設、移動作業車等の１ブロック分の移動を順次繰り返して、断面略Ｕ字状の複合トラス橋の主桁を張出し架設する。
【００４５】
また、移動作業車の代わりにプレキャストセグメント工法に用いられるエレクションノーズを利用することもできる。この場合、下型枠に予め１ブロック分の鋼管トラス斜材５を組み込んでおけば、作業効率が向上する。
【００４６】
［Ｃ］押出し架設工法
主桁ブロック製作ヤードにおいて、１ブロック分あるいは複数ブロック分の鋼管トラス斜材５（１本ずつ、あるいは、ユニット）の設置、１ブロック分の下部コンクリート構造４および上弦材７のコンクリート打設により主桁ブロックを製作し、この主桁ブロックを油圧ジャッキと引張鋼材等からなる押出し装置と手延べ桁を用いて主桁ブロック分だけ押出し、主桁ブロックの打継ぎと押出しを繰り返して断面略Ｕ字状の複合トラス橋の主桁を張出し架設する。
【００４７】
なお、支保工工法、張出し架設工法、押出し架設工法において、吊り込んだトラス腹材あるいはユニットを、下弦材や上弦材に埋設される埋め込み鋼材で連結して、吊り込んだ単位長さ分のトラス腹材が所定の位置や形状を保持できるようにしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】
(1) トラス腹材の下部の格点を下部コンクリート構造に埋設し、トラス腹材の上部の格点をコンクリート製の上弦材に埋設し、引張弦材の下弦材に対して圧縮弦材の上弦材に圧縮に強いコンクリート部材を使用しているため、また、床版の剛性が高く上弦材の横倒れ座屈や全体座屈等に対して強固なものとなるため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋の構造が可能となり、従来のＰＣ下路桁橋と比較して、主桁自重の軽減を図ることができ、下部構造の負担が低減され、また、ウェブ部分の鉄筋，ＰＣ鋼材，型枠，コンクリート等が不要となることにより施工性を向上させることができる。
【００４９】
(2) また、下弦材にハンチやリブを設けるなどの補強が不要であり、従来の鋼トラス橋と比較して、簡単な構造で断面略Ｕ字状に必要な強度を確保することができる。
【００５０】
(3) トラス格点に箱状鋼板を使用することにより、トラス腹材の接合や位置決め等を容易に行うことができると共に、軸力の伝達性能や施工性の良い小型で安価な格点構造を得ることができる。
【００５１】
(4) 本発明の施工方法は、トラス腹材を単位長さ分だけ吊り込んで位置決めして設置する工程と、下部コンクリート構造およびトラスのコンクリート上弦材を単位長さ分だけ打設してトラス腹材の格点を埋設する工程を繰り返すようにしているため、両側部がトラスからなる断面略Ｕ字状のポニー橋を、通常のコンクリート箱桁橋の施工方法（支保工架設工法、張出し架設工法、押出し架設工法など）を利用して精度よく迅速に施工することができ、工期の短縮およびコストの低減を図ることができる。
【００５２】
(5) トラス腹材をユニット化することにより、作業効率の向上等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の複合トラス橋の１例を示したものであり、(a) は側面図、(b) は平面図、(c) は断面図である。
【図２】図１のトラスウェブ部分であり、(a) は平面図、(b) は側面図、(c) は断面図である。
【図３】図１のトラス格点部分であり、(a) は断面図、(b) は平面図、(c) は側面図である。
【図４】本発明の複合トラス橋の施工方法の１例を工程順に示す側面図および断面図（ステップ１〜３）である。
【図５】本発明の複合トラス橋の施工方法の１例を工程順に示す側面図および断面図（ステップ４〜６）である。
【符号の説明】
１……複合トラス橋
２……床版
３……下弦材
４……下部コンクリート構造
５……鋼管トラス斜材
５ａ…圧縮斜材
５ｂ…引張斜材
６……トラスウェブ
７……上弦材
１１……鋼製ボックス
１１ａ…側板
１１ｂ…端板
１１ｃ…底板
１２……ＰＣ鋼材（床版の橋軸方向）
１３……ＰＣ鋼材（床版の橋軸直角方向）
１４……ＰＣ鋼材（上弦材）
１５……ＰＣ鋼材（下弦材）
２０……鉄筋継手
２１……鉄筋継手
２２……ジベル
２３……ジベル
２４……主筋
２５……帯筋
２６……鋼管固定治具
２７……逆Ｖ字状ユニット
３０……支保工
３１……支持架台
３２……弾性バラス軌道
Claims (5)
- 主桁の側部がトラスからなる断面略Ｕ字状の複合トラス橋であり、コンクリート製の床版とコンクリート製の下弦材からなる下部コンクリート構造と、トラスの腹材とコンクリート製のトラスの上弦材からなるトラスウェブから構成され、トラスの腹材の下部の格点が前記下弦材に埋設され、トラスの腹材の上部の格点が前記上弦材に埋設され、前記床版および下弦材とトラスの上弦材とに、橋軸方向のＰＣ鋼材が配設され、上部および下部のトラスの格点には、橋軸方向に隣合うトラス腹材の端部が挿入され、この端部同士を一体化する箱状鋼板が設けられていることを特徴とする複合トラス橋。
- 請求項１に記載の複合トラス橋において、下部コンクリート構造が床版と下弦材とに分割され、床版と下弦材とが橋軸直角方向のＰＣ鋼材で緊結されていることを特徴とする複合トラス橋。
- 主桁の側部がトラスからなる断面略Ｕ字状の複合トラス橋の施工方法であり、先行施工した下部コンクリート構造の床版に隣接してトラスの腹材を単位長さ分だけ設置する工程と、前記腹材の下部の格点が埋設される下部コンクリート構造の下弦材を単位長さ分だけ打設する工程と、前記腹材の上部の格点が埋設される上弦材のコンクリートを単位長さ分だけ打設する工程とを繰り返して主桁を構築することを特徴とする複合トラス橋の施工方法。
- 請求項３に記載の複合トラス橋の施工方法において、床版の上に支持架台を設置し、この支持架台でトラスの腹材を支持することを特徴とする複合トラス橋の施工方法。
- 請求項３または請求項４に記載の複合トラス橋の施工方法において、トラスの腹材を単位長さ分だけ設置する工程に、橋軸方向に隣り合うトラス腹材同士を一体化したユニットを用いることを特徴とする複合トラス橋の施工方法。
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