JP3950284B2 - Method for reinforcing concrete slabs - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、既設の橋梁の鉄筋コンクリート床版の補強方法に関する。
【0002】
【従来技術及び問題点】
現在、我が国では総延長約7500kmの道路橋があり、その適切な維持管理が重要な課題となっている。特に車両の重量が大型化されたことに伴って、許容応力度の引き上げが行われ、補修・補強を必要とするコンクリート床版が急増している。コンクリート床版の補修・補強方法としては、鋼板接着工法,上面又は下面での床版増厚工法,床版の打ち換え工法,縦桁増設工法等がある。例えば縦桁増設工法では、図1のように橋梁1の既設の縦桁2に隣接させて新たにコンクリート製の縦桁5を増設するもので、耐荷力を増大させ作用応力度を低減するのに効果があるが、死荷重が増加するうえ、工事に交通規制を必要とし、工期も長い。他の従来法もそれぞれ一長一短があり、何れも工事中に少なくとも片側の通行を遮断する必要がある。
【0003】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような問題を解消すべく案出されたものであり、道路橋の通行を遮断することなく、短工期でかつ安価に橋梁を補修することを目的とする。
本発明のコンクリート床版の補強方法では、既設主桁 (4) に両端部が支持された仮設横桁 (13) を設け、仮設横桁 (13) に載置されたジャッキ (13a) により床版 (3) を押上げた状態で緊張ケーブル (11) を張設し、床版 (3) の下面に接着された新設縦桁 (10) に前記緊張ケーブル (11) によって揚力を付与した後、ジャッキ及び仮設横桁を撤去する。軽量でかつ十分な強度を得るためには、非硬化型連続炭素繊維製又はガラス繊維強化プラスチック製の緊張用ケーブルを用いることが好ましい。新設縦桁を非硬化型連続炭素繊維製又はガラス繊維強化プラスチック製にすると、死荷重が更に低減し、耐久性が向上する。
【0004】
【作用】
床版3の劣化は、橋梁1を通過する車両等の重量により床版3に撓み変形が繰り返し発生することに起因する。そこで本発明では縦桁を増設して床版3を下から押上げ撓み変形を軽減することによって経時的な劣化の進行を抑制する。
本発明に従ったコンクリート床版の補強方法は、たとえば図2に示すように橋軸方向に伸びた縦桁2,2をもつ橋梁1に適用される。既設縦桁2,2はI型鋼等の既設主桁4,4を介して橋脚(図示せず)に支えられている。
まず断面I字状の新設縦桁10を補強される既設橋梁1の縦桁2,2の中央で橋軸方向に床版3の下面に当接するように配置する。次に緊張ケーブル11が既設縦桁2又は既設の主桁4の上部から、新設縦桁10の下部に設けたケーブルサドル12を経由して他方の既設縦桁2又は既設主桁4の上部に差渡される。緊張ケーブル11は橋軸方向に所定の間隔で多数差渡される。緊張ケーブル11は強い張力が掛けられた状態で張設されるため、新設縦桁10が上方に持ち上げられる。その結果、橋梁1を通過する車両等の重量に対して床版3の撓み応力が軽減され、撓み変形の繰り返しによる床版の劣化が抑えられる。
【0005】
本発明に従ったコンクリート床版の補強方法には、新設縦桁10及び緊張ケーブル11の材料として、好ましくは構造用新材料である炭素繊維やアラミド繊維,ガラス繊維素材等が用いられる。これら新材料は従来の土木構造材料に比べ、非常に軽量で強度もあるため、これら新材料を用いることにより、補強工事による死荷重の増大が抑制され、構造物自体の小型化や長大化、また施工の省人化・省力化等のさまざまな効果が期待される。また耐久性・耐食性も高いため、施工時にコンクリートの巻立て等の防錆処理が不要になり、施工後も維持管理が楽になる。具体的には、非硬化型連続炭素繊維(UCCF;Unresin Continuous Carbon Fibers)やガラス繊維強化プラスチック(GFRP;Glass Fiber Reinforced Plastic)が用いられる。UCCFには、強度・弾性率が高く比重が小さい,耐食性・耐薬品性に優れる,可撓性のため輸送に有利である等の特長がある。GFRPには、耐熱性が高く不燃性である,電気絶縁性が高い,色材を自由に選べる等の特長がある。
【0006】
【実施の形態】
本発明に従ったコンクリート床版の補強方法の一例として、幅12.6m,全長22m,I型鋼製の既設縦桁2の高さ1.2m,既設縦桁数6本,既設縦桁間隔2.1mである橋梁1を補強する場合を説明する(図3)。
補強材の新設縦桁10には、高さ65cm,長さ22.2m,断面積220cm2のGFRP製I型縦桁(一本当り重量880kg)が5本用いられる。新設縦桁10は床版3の下面にエポキシモルタルで接着され、対傾構の位置ではL型金具(図示せず)を用いてボルト接合する。緊張ケーブル11は断面積1cm2のUCCF製とし、一端を既設主桁4の上部にアンカ14により固定し、新設縦桁10下面に設けたケーブルサドル12を経由して他端を他方の既設主桁4の上部にアンカ14により固定し、一定の張力を掛けた状態で張設する(図4)。アンカ14は、たとえば鋼製のラッパ状のパイプが用いられる。このアンカ14を既設主桁4のウェブ上部にあけた穴に挿通し、緊張ケーブル11をアンカ14に挿通した後、緊張ケーブル11の端部に結びコブをつくることで完全に緊張ケーブル11はウェブに固定される。緊張ケーブル11は直接既設主桁4のウェブに接触しないので損傷することなく耐久性が向上する。好ましくは挿通した緊張ケーブル11とアンカ14との間にエポキシ樹脂等を充填する。
緊張ケーブル11の張設に際しては、床板3を押上げた状態にしておくことが好ましい。たとえば、図5のように既設主桁4の下部に支持された仮設横桁13を設置し、仮設横桁13の上に載置したジャッキ13aにより床版3を押上げることができる。また、緊張ケーブル11の途中にターンバックルを設けて張力を調整することもできる。緊張ケーブル11が張設された後、ジャッキ13aは揚力を緩めて撤去される。これにより、緊張ケーブル11には床版3を押上げる適度の張力が掛けられる。仮設横桁13は補強工事終了後に撤去される。
緊張ケーブル11の張設間隔は、要求強度,荷重等を考慮して決められる。この例の場合には十分な強度を得るために、新設縦桁10一本当り橋軸方向に65cmの間隔で33本張設される。33本の各緊張ケーブル11は新設縦桁10の下端に設けられたケーブルサドル12により緊張ケーブル11一本当り100kgf程度の張力が掛かり、新設縦桁10一本には33本の各緊張ケーブル11の合計で1700kgf程度の揚力が与えられる。これにより、新設縦桁10一本の自重880kgfを差し引いても820kgf程度の揚力が床版3に与えられ、補強工事後の床版3の劣化を抑制することができる。
【0007】
新設縦桁10にコストの低いI形鋼も採用できる。この場合でも新設縦桁10の自重1300kgfを差し引いて400kg程度の揚力が床版3に与えられ、補強工事後の床版3の劣化を抑制することができる。しかし、UCCFやGFRP等の新材料製の新設縦桁10を用いるほうが耐食性の観点から好ましい。
【0008】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のコンクリート床版の補強方法は、既設縦桁の間に新設縦桁を設け、新設縦桁の下部を両側の既設縦桁に固定した緊張材で引上げている。このため、死荷重の増加を抑制しながら床版の補強をし、劣化を防止することができる。補強工事は簡単な構造で全て橋の下で行なえるので通行規制をする必要もなく、新たにコンクリートを打設する必要もないので工期も短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 従来工法の一例を示すモデル図
【図2】 本発明に従った補強工事を説明する橋軸直角方向断面図
【図3】 本発明に従った補強工事の一例を説明する斜視断面図
【図4】 ケーブル端部を既設縦桁に固定する構造例
【図5】 補強工事の施工中の状態
【符号の説明】
1:橋梁 2:既設縦桁 3:床版 4:既設主桁 5:縦桁10:新設縦桁 11:緊張ケーブル 12:ケーブルサドル 13:仮設横桁 13a:ジャッキ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a method for reinforcing an existing bridge reinforced concrete slab.
[0002]
[Prior art and problems]
Currently, there is a road bridge with a total length of about 7500 km in Japan, and its proper maintenance is an important issue. In particular, with the increase in the weight of vehicles, the allowable stress level has been raised, and concrete slabs that require repair and reinforcement are rapidly increasing. As concrete floor slab repair / reinforcement methods, there are a steel plate bonding method, a floor slab thickening method on the upper or lower surface, a floor slab replacement method, a stringer expansion method, and the like. For example, in the method of expanding a girder, a
[0003]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been devised to solve such a problem, and an object thereof is to repair a bridge in a short construction period and at a low cost without blocking the passage of a road bridge.
In the method for reinforcing a concrete floor slab of the present invention, a temporary cross girder (13) having both ends supported on an existing main girder (4 ) is provided, and the floor is placed by a jack (13a) placed on the temporary cross girder (13). After tension plate (11) is stretched in the state where plate (3) is pushed up, lift is applied to the newly installed stringer (10) bonded to the lower surface of floor slab (3 ) by means of tension cable (11) . Remove jacks and temporary cross beams. In order to obtain light weight and sufficient strength, it is preferable to use a tension cable made of non-curing continuous carbon fiber or glass fiber reinforced plastic. When the newly installed stringer is made of non-curing continuous carbon fiber or glass fiber reinforced plastic, the dead load is further reduced and the durability is improved.
[0004]
[Action]
The deterioration of the
The concrete slab reinforcing method according to the present invention is applied to a
First, the new
[0005]
In the method for reinforcing a concrete floor slab according to the present invention, carbon fiber, aramid fiber, glass fiber material or the like, which is preferably a new structural material, is used as a material for the newly installed
[0006]
[Embodiment]
As an example of a method for reinforcing a concrete floor slab according to the present invention, a width of 12.6 m, a total length of 22 m, a height of an existing
Five new GFRP I-type beams (weight 880 kg each) having a height of 65 cm, a length of 22.2 m, and a cross-sectional area of 220 cm 2 are used for the
When the
The tension interval of the
[0007]
Low cost I-shaped steel can be used for the newly installed
[0008]
【The invention's effect】
As described above, the method for reinforcing a concrete floor slab of the present invention is provided with a newly installed stringer between existing stringers, and the lower part of the newly installed stringer is pulled up by a tension material fixed to the existing stringers on both sides. . For this reason, it is possible to reinforce the floor slab while suppressing an increase in dead load and prevent deterioration. Reinforcement work can be performed under a bridge with a simple structure, so there is no need to restrict traffic and there is no need to place new concrete, so the construction period can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a model diagram showing an example of a conventional construction method. FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to a bridge axis explaining a reinforcement work according to the present invention. FIG. 3 is a perspective cross section explaining an example of a reinforcement work according to the present invention. Figure [Figure 4] Example of structure to fix cable end to existing stringer [Figure 5] State during reinforcement work [Explanation of symbols]
1: Bridge 2: Existing vertical girder 3: Floor slab 4: Existing main girder 5: Vertical girder 10: New vertical girder 11: Tension cable 12: Cable saddle 13: Temporary
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