JP4057953B2 - 橋梁及びその架設方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、吊床版とアーチリブを接合した橋梁及びその架設方法に係るものであり、特に吊床版とアーチリブを適切な位置で接合した橋長の大きい橋梁及びその架設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁の一形式として吊床版橋がある。吊床版は、鋼材の引張抵抗力を利用して橋台等に吊支持されるため、中間橋脚の設置が困難な場所において軽量で長支間の橋梁として採用されている。しかし、支間長が長い場合、サグが大きくなったり揺れが生じ易く、交通に支障を生じることがある。このような問題点を解消するためにアーチリブで吊床版を支持した橋梁が知られている。（非特許文献１）この橋梁は、アーチアバットからアーチリブを架け渡し、その上にアーチリブの支間長よりも長い吊床版を架設し、吊床版の一部をアーチリブクラウン部により支持させるものである。したがって、長い橋長においても吊床版の支間長を短くすることができ、吊床版に生じるサグの大きさ及び揺れを抑制することができる。また、吊床版とアーチを結合することにより鉛直荷重を分散させることができるため断面積が小さい部材で架設でき、軽量な橋梁とすることができる。
【０００３】
一方、アーチリブを架設する方法としてロアリング工法が知られている。ロアリング工法は、アーチリブを支間中央部で２分割したものを各々のアーチアバット上で上方へ立ち上げるように製作し、これを前方に回転降下させた後、中央部分を閉合する工法である。この回転降下は、アーチアバットより上方に位置するアンカーブロックとアーチリブとを結ぶケーブルによってアーチリブを支持するとともに、このケーブルを徐々に送り出すことにより行なわれる。そして、ロアリング完了時にケーブルは撤去される。この工法によれば、支保工や大型架設機を必要としないばかりかコンクリート打設をアーチアバット上で行なうため、品質管理が容易である。また、施工期間が短くなるという長所もある。
【０００４】
【非特許文献１】
著者 Jiri Strasky
論文名 Self-Anchored Stress-Ribbon Structure Stiffened by Arch.
fib SYMPOSIUM 1999 Vol.2,pp.781-782 Oct..,1999
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような吊床版とアーチリブを接合させた橋には解決が望まれる次のような課題がある。
吊床版をアーチクラウン部のみで支持すると、アーチリブに大きな曲げモーメントが生じ、アーチリブの断面積及び剛性を大きなものとする必要が生じる。
また、橋長及びアーチリブの支間長が大きくなると、アーチアバットの後方に設けた橋台とアーチリブとの間に架設された吊床版の支間も大きくなり、大きなサグが生じ、揺れ易くなる欠点がある。
さらに、アーチの支間が大きくなると、アーチの高さ（ライズ）を大きくする必要が生じ、従来から知られている橋梁のように吊床版を下方からアーチによって支える構造とすると、路面の高低差が大きくなる場合がある。
【０００６】
本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吊床版とアーチリブを結合させることにより軽量で支間長の大きい橋梁であって、横揺れに対しても安定した橋梁を提供すること、及びこのような橋梁を経済的かつ効率よく構築する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、 該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 該アーチリブ上に立設された支柱と、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、前記支柱の上端部に結合するとともに該支柱の両側に連続し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、 該吊床版の上に路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【０００８】
上記橋梁では、吊床版がアーチリブと橋台との間に架設され、橋長が大きくなっても吊床版の支間は小さく抑えることができ、サグを小さくするとともに活荷重作用時や風荷重作用時の揺れを低減することができる。また、アーチリブ上に立設した支柱によって吊床版の支間長が適切に設定され、サグ及び揺れが小さく抑制される。さらに、吊床版の自重及び吊床版上に作用する荷重が、吊床版とアーチリブとの接続部及び支柱からアーチリブに分散して伝達され、アーチリブに作用する曲げモーメントを小さく抑えることが可能となる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版と、ほぼ水平に張架され、両端が前記アーチリブの二ヶ所に定着されたタイケーブルとを有し、 前記吊床版の上から前記アーチリブの上面又はアーチリブに固定された床版上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１０】
上記橋梁では、吊床版がアーチリブと橋台との間に架設され、橋長が大きくなっても吊床版の支間は小さく抑えることができ、横方向への揺れ及びサグを小さく抑えることができる。
そして、吊床版の一端がアーチリブと接合されており、この接合位置を適切に設定することにより、アーチクラウン部付近の所定範囲はアーチリブ上又はアーチリブに直接支持された床版上に路面を設けることになる。したがって、橋長が大きくなっても吊床版の支間長を適切に設定することができる。
また、この橋梁では吊床版からアーチリブに大きな水平力が伝達されるが、タイケーブルでアーチリブの２点間を連結することにより、アーチリブに大きな断面力が発生するのを抑えることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、 該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の第１の吊床版と、 前記アーチリブのアーチクラウン部より下方の２ヶ所の間に張架されたケーブルをコンクリートで被覆した第２の吊床版とを有し、 前記第１の吊床版上から前記第２の吊床版上に連続して路面が形成されている橋梁を提供するものとする。
【００１２】
上記橋梁では、路面は第１の吊床版から、アーチリブの２点間に張架された第２の吊床版に連続して設けられるので、アーチリブのライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。また、アーチリブの支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定することができ、アーチリブに作用する軸方向力及び曲げモーメントが過大となるのを抑止することができる。
そして、第１の吊床版はアーチリブに接合され、水平方向の引張力がアーチリブに伝達されるが、第２の吊床版によってアーチリブの２点間が連結されているので、アーチリブに過大な断面力が作用するのを回避することができる。
また、橋長が大きい橋梁であっても吊床版の支間長を適切に設定でき、サグを小さくするとともに、揺れにくい構造とすることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版と、前記アーチリブのアーチクラウン部より下方の２ヶ所の間に形成され、該アーチリブから吊支持された桁とを有し、 前記吊床版上から前記桁上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１４】
上記橋梁では、路面は吊床版からアーチリブの２点間に架設された桁に連続して設けられるので、アーチリブのライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。また、アーチリブの支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定し、アーチリブの断面力が過大となるのを抑止することができる。そして、桁はアーチリブから吊支持されるので、アーチ支間の中央部で桁を平坦に架設することができ、この部分で路面を平坦に形成することが可能となる。また、桁はアーチリブから吊支持されるので、桁高及び断面積を小さくすることができるとともに、アーチ支間の中央部付近に作用する活荷重を分散してアーチリブに伝達することができる。これにより、アーチリブのクラウン部付近に発生する曲げモーメントを小さく抑えることができる。
さらに、吊床版に作用する引張力は桁に伝達される構造とすることができ、アーチリブに過大な断面力が作用するのを回避することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、 前記アーチリブは、二つのアーチ部材が該アーチリブの幅方向に併設されたものであり、アーチクラウン部を含む所定の範囲で、前記二つのアーチ部材間にコンクリートの版部材が支持されており、 前記吊床版上から前記版部材上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１６】
この橋梁のアーチリブは、幅方向に併設された二つのアーチ部材で構成されるので、これらを適切に連結することによってアーチリブの横方向の曲げ剛性を大きくすることができ、横方向の水平力（例えば地震時の慣性力）が作用したときにも大きな耐力を有するものとなる。そして、二つのアーチ部材間に支持された版部材上に路面を形成することにより吊床版からアーチリブのクラウン部付近へ連続した路面を容易に形成することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、 地盤上に所定の間隔で構築された３基以上のアーチアバットと、 前記アーチアバット間の２径間以上に隣接して架設されたアーチリブと、 第１の径間に架設された前記アーチリブと隣接する第２の径間に架設された前記アーチリブとの間に張架されたケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、 該吊床版上に路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１８】
この発明では、多径間のアーチと吊床版とを組み合わせることによって、橋長及び支間長が大きくなっても、自重の小さい橋梁の架設を可能とする。また、吊床版と多径間のアーチを組み合わせるため、吊床版の支間長を適切な長さに設定でき、吊床版に大きなサグが生じるのを防止できる。さらに、路面の縦断勾配を小さく抑えることができ、自転車道路として適した５％以下の勾配とすることも可能となる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、 架橋地点の両側の対峙する位置に２つのアーチアバットを形成し、 前記アーチアバット上に設けられた回転支承上に、架設するアーチ全体のほぼ半分のアーチリブをそれぞれ上方に立ち上げるように構築し、該アーチ支間の後方に設けた橋台からアーチリブに張架したケーブルによって半分に分割されたアーチリブを支持しながら、該アーチリブをアーチ支間側に所定の角度まで回転し、 ほぼ半分に分割されたアーチリブを互いに連結してアーチを全体を形成し、 前記橋台からアーチリブに張架されたケーブルを、コンクリートで被覆して薄い板状の吊床版を形成し、 該吊床版上に路面を形成することを特徴とする橋梁の架設方法を提供するものである。
【００２０】
上記のロアリング工法によってアーチリブを構築することにより、アーチリブの支保工等仮設材を低減し、工事費用を低減することができる。そして、アーチリブが所定位置に回転移動した後には不要となるロアリングケーブル、すなわち仮設材であるロアリングケーブルを吊床版を張架するケーブルに有効に利用することができ、工事費用を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、請求項１又は請求項５に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略側面図である。また、図２は、図１中のＡ−Ａ線における矢視図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台１、２と、この橋台１、２より下方前方の地盤上に構築された２基のアーチアバット３、４と、これらのアーチアバット３、４間に架け渡されたアーチリブ１０と、このアーチリブ１０のクラウン部付近と上記橋台１、２との間に架設された吊床版１３、１４と、この吊床版１３、１４の中間部をアーチリブ１０上で支持する支柱１５、１６とで主要部が構成されている。
【００２２】
上記アーチリブ１０は、コンクリートからなり、幅方向に二つのアーチ部材１０ａ、１０ｂを並設したものであり、アーチアバット３、４上に下端を固定して支持されている。二つのアーチ部材１０ａ、１０ｂは、鋼斜材２３によって互いに連結され、トラス構造となっている。これによりアーチリブ１０は、横方向の水平力に対しても大きな抵抗力を有する。
【００２３】
上記吊床版１３、１４は、図３に示すように、張架されたケーブル１７を埋め込むように薄いコンクリート床版を形成したものであり、コンクリートにはケーブル１７の軸線方向のプレストレスが導入されている。上記ケーブル１７は一端が橋台１、２に定着され、他端はアーチリブ１０に定着されており、コンクリート床版はケーブル１７で吊支持される。これにより、上面に荷重が作用したときには、コンクリート床版が柔軟に変形するが、床版厚が充分に薄くなっているので、ひび割れを生じることなく荷重を支持することができる。
【００２４】
上記橋台１、２は、鉄筋コンクリートからなり、グランドアンカー５、６によって地盤に強固に固定されている。また、アーチアバット３、４との間に鉄筋コンクリートからなる連結斜材７、８が設けられている。これにより、吊床版１３、１４から伝達される大きな水平力は、グランドアンカー５、６を介して支持地盤に伝達されるとともに、連結斜材７、８を介してアーチアバット３、４にも伝達され、橋台１、２は転倒又は滑動に対して充分に抵抗が可能な構造となっている。また、アーチアバット３、４は、アーチリブ１０からの水平力と連結斜材７、８から伝達される水平力とが逆方向に作用し、安定した状態でアーチリブ１０を支持できるものとなっている。
【００２５】
上記吊床版１３、１４の他端がアーチリブ１０と接合される部分は、図４及び図５に示すように、二つのアーチ部材１０ａ、１０ｂ間にコンクリートの横梁２１が設けられ、この横梁２１にケーブル１７が定着される。そして、吊床版１３のコンクリートは上記横梁２１に連続するものとなっている。また、アーチリブ１０の、横梁２１が設けられた位置からクラウン部にかけては、図５及び図６（ａ）に示すように２つのアーチ部材１０ａ、１０ｂ間にコンクリート床版２５が支持されており、このコンクリート床版２５の上面が吊床版１３及び横梁２１の上面となだらかに連続した曲面を形成している。そして、これらの上面に舗装２２を施すとともに高欄２０を設けて、吊床版１３上からアーチリブ１０に支持されたコンクリート床版２５上に連続した路面が形成されている。
【００２６】
また、横梁２１からアーチクラウン部にかけて、コンクリート床版２５内にケーブル１８が配置されており、このケーブル１８の緊張力によって吊床版１３，１４から作用する水平力とつり合いを維持するようになっている。
【００２７】
上記アーチ部材１０ａ、１０ｂ間のコンクリート床版２５は、図６（ａ）に示すように、ブラケット２４を設けてプレキャストコンクリートの床版を支持するものであってもよいし、図６（ｂ）に示すようにアーチリブ１０と一体に打設されたコンクリート床版２５’であってもよい。
【００２８】
吊床版１３を中間部で支持する支柱１５は、図７に示すようにアーチリブ１０上に立設され、頭部１５ａで吊床版１３を支持するものとなっている。この支柱１５は、二つに分割された脚１５ｂ、１５ｃを有し、それぞれがアーチ部材１０ａ、１０ｂ上に固定支持されている。そして、上部では脚間が狭くなり、一つの支柱となって支柱頭部１５ａに連続している。支柱頭部１５ａは、吊床版１３と連続し、吊床版１３の断面剛性が急変しないように支柱１５の中心軸線から両側に、床版厚が徐々に低減されるものとなっている。
この支柱１５が設けられる位置は、吊床版１３の支間長を適切に分割するとともに、アーチリブ１０に生じる断面力が小さく押えられるように適切に設定される。
【００２９】
このような橋梁では、長径間を大きな剛性で架け渡すアーチ構造と、軽量で柔軟な構造である吊床版とを適切に組み合わせ、橋長が大きい場合にも軽量で安定した橋梁とすることができる。また、吊床版１３、１４の支間長は支柱１５、１６の位置によって適切に設定することができ、サグが小さく揺れの少ない構造とすることができる。
【００３０】
次に、上記橋梁の架設方法であって、請求項７に記載の発明の一実施形態を図８に基づいて説明する。
まず、架橋地点の両側に橋台１、２を設けるとともに、その下方前方にアーチリブ１０を支持するアーチアバット３、４を構築する。橋台１、２は、グランドアンカー５、６により強固に地盤又は岩盤に固定する。次に橋台１、２とアーチアバット３、４を連結する連結斜材７、８であるコンクリートを打設し、水平方向の力が相互間で伝達される状態とする。
【００３１】
アーチリブ１０の構築は、支間の中央から両側に２分割された半分のアーチリブ（半アーチ１０１、１０２）をそれぞれ上方に立ち上げて形成し、下端で支持する回転支承（図示せず）を中心に下方へ回転させ、上端面が対峙する位置に支持してこれらを互いに連結する、いわゆるロアリング工法を用いる。
【００３２】
この工法では、まずアーチアバット３、４上に、半アーチ１０１，１０２を支持する回転支承（図示せず）を据え付ける。この回転支承には支持板（図示せず）が設けられ、この支持板上にアーチリブを構成するコンクリートを打設する。そして、図８（ａ）に示すように順次上方にコンクリートを継ぎ足すように打設し、アーチリブ１０を形成するための半アーチ１０１、１０２を構築していく。このとき、構築中の半アーチ１０１、１０２の高さが低い間は、固定用のジャッキ（図示せず）及び押出しジャッキ２６，２７で半アーチ１０１、１０２を支持し、後方にやや傾斜させて曲率を有するアーチリブ１０１、１０２の前方への転倒を防止する。
【００３３】
一方、半アーチ１０１、１０２は、アーチリブ１０が二つの部材を併設したものとするのに対応して、二つに分割された部材として形成され、所定高さまで立ち上げられる毎に、二つの部材間に鋼斜材２３を取り付け、二つの部材を一体とする。なお、鋼斜材２３に代えてプレキャストコンクリートを斜材として用いることもできる。
【００３４】
半アーチ１０１、１０２を順次上方へ立ち上げ、所定の高さまで半アーチ１０１、１０２のコンクリートが打設されると、橋台１、２と立ち上げられた半アーチ１０１、１０２との間にケーブル１７、１９を張架し、半アーチ１０１、１０２が前方、つまり支間中央側に転倒しようとするモーメントを抑える。
【００３５】
半アーチ１０１、１０２が完成すると、押し出しジャッキ２６，２７によってアーチリブ１０１、１２２を前方に押し出すとともにケーブル１７、１９をゆっくりと送り出し、図８（ｂ）に示すように半アーチ１０１、１０２を前方に回転させる。半アーチ１０１、１０２の上端面が支間の中央部で対峙する位置で半アーチを仮固定し、図８（ｃ）に示すように二つの端面間にコンクリートを打設して半アーチ１０１、１０２を閉合し、連続したアーチリブ１０とする。そして、アーチクラウン部には必要に応じてプレストレスを導入してアーチリブ１０を完成する。
【００３６】
アーチリブ１０の閉合前に半アーチ１０１、１０２を支持したケーブル１７、１９は、アーチリブ１０の二つのアーチ部材間に設けられた横梁２１に定着されており、アーチリブ１０が閉合したときにこの横梁２１と橋台１、２との間に張架されている、そして、このケーブル１７、１９は、吊床版１３、１４を支持するケーブル１７、１９として用いられる。
【００３７】
吊床版１３の構築は、次にように行われる。
アーチリブ１０上の所定の位置に支柱１５が立設され、頭部１５ａで上記ケーブル１７が支持される。このケーブル１７に吊床版１３となるプレキャストコンクリートセグメントが吊支持され、ケーブル１７に沿って複数が配列される。配列された複数のプレキャストコンクリートセグメントの間隙及びプレキャストコンクリートセグメントとアーチリブ１０の横梁２１との間、並びにセグメントと橋台１、２との間にコンクリートを打設し、これらを連続したものとする。また、これとともにケーブル１７をコンクリート中に埋め込んでセグメントと一体にする。さらに、一部のケーブルは筒状のシース内に配置しておき、コンクリートが硬化した後に緊張して吊床版１３にプレストレスを導入し、図８（ｄ）に示すように吊床版を完成する。
【００３８】
このような架設方法を採用することにより、アーチリブ１０をロアリング架設したケーブル１７、１９を、吊床版１３、１４を吊支持するケーブル１７、１９として使うことができ、経済的である。また、架設の一工程が省略されるため施工の効率が向上することになる。
【００３９】
図９は、請求項２及び請求項５に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略側面図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台３１、３２と、この橋台３１、３２より下方前方の地盤上に構築された２基のアーチアバット３３、３４と、これらのアーチアバット３３、３４間に架け渡されたアーチリブ４０と、このアーチリブ４０のクラウン部より下方と上記橋台３１、３２との間に架設された吊床版４１、４２と、ほぼ水平に張架され両端がアーチリブ４０の２ヶ所に定着されたタイケーブル４３とで主要部が構成されている。
【００４０】
上記アーチリブ４０は、図１１に示すように二つのアーチ部材４０ａ，４０ｂを併設して構成されており、上記タイケーブル４３がアーチリブ４０と接合される部分は、図１０に示すように、二つのアーチ部材間にコンクリートの横梁４５が設けられている。そして、このコンクリートの横梁４５にタイケーブル４３の一端と吊床版４１を吊支持しているケーブル４６の一端が定着され、吊床版４１のコンクリートは上記横梁５１に連続するものとなっている。
【００４１】
横梁４５が設けられた位置からクラウン部にかけてのは、図１から図７で示した橋梁と同様に、二つのアーチ部材４０ａ，４０ｂ間に、コンクリート床版４４が設けられる。そして、この上面と吊床版４３の上面とがなだらかに連続した曲面となっており、この上に連続した路面が形成される。ただし、図１から図７で示した橋梁とは異なり、アーチ部材間に設けられたコンクリート床版４４内にケーブルは配置されておらず、吊床版４１を吊支持しているケーブル４６の引張力はタイケーブル４３に伝達され、アーチリブ４０には大きな水平力が作用しない構造となっている。つまり、吊床版４１からアーチリブ４０に伝えられる水平力とタイケーブル４３から伝達される水平力とが横梁４５に逆方向に作用し、アーチリブ４０に過大な曲げモーメントが発生するのが抑制される。
上記タイケーブル４３は、合成樹脂で被覆した鋼より線が使用されており、腐食に対して充分な耐性を有するものである。
【００４２】
なお、アーチリブ４０、吊床版４１、４２、橋台３１、３２及びアーチアバット３３、３４は、図１から図７に示す橋梁で用いられるものと同様の構成となっているが、この実施形態においては吊床版４１、４２がアーチリブ４０のクラウン部より両側やや下方部に接合されており、吊床版４１、４２の支間長は短くなるのでアーチリブ４０上に支柱が設けられていない。
【００４３】
図１２は、請求項３に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略構成図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台５１、５２と、この橋台５１、５２より下方前方の地盤上に構築された２基のアーチアバット５３、５４と、これらのアーチアバット５３、５４間に架け渡されたアーチリブ６０と、このアーチリブのクラウン部より下方と上記橋台５１、５２との間に架設された第１の吊床版６１、６２と、アーチリブ６０のクラウン部より下方の２ヶ所間に張架された第２の吊床版６３とで主要部が構成されている。
【００４４】
上記第２の吊床版６３がアーチリブ６０に接合される部分は、図１３に示すように、二つのアーチ部材間にコンクリートの横梁６５が設けられ、この横梁６５に第２の吊床版６３を張架するケーブル６７の一端が定着され、このケーブル６７を埋め込むように薄いコンクリート床版が形成されている。一方、上記横梁６５には、第１の吊床版６１を張架するケーブル６６の一端も定着され、第１の吊床版６１のコンクリートと第２の吊床版６３のコンクリートは上記横梁６５に連続するものとなっている。そして、第１の吊床版６１の上面と第２の吊床版６３の上面が連続したなだらかな曲面を形成し、この曲面上に路面が形成されている。
【００４５】
また、アーチクラウン部は、図１４に示すように鋼斜材６８により二つのアーチ部材６０ａ、６０ｂが連結され、トラス構造となって二つのアーチ部材６０ａ、６０ｂが一体に挙動するものとなっている。ただし、横梁６５が設けられた位置から所定の高さまでは、鋼斜材６８は設けられておらず、第２の吊床版６３上の通行に障害が生じないようになっている。
【００４６】
また、第１の吊床版６１，６２及び第２の吊床版６３をアーチリブ６０に接続する位置により、吊床版６１，６２，６３の支間長を適切に決めることができる他、アーチリブ６０の支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定することができ、アーチリブ６０の断面力が過大となるのを抑止することができる。これにより、吊床版６１，６２，６３のサグが小さく揺れの少ない構造とすることができるとともに、アーチリブ６０のライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。
【００４７】
アーチリブ６０、吊床版６１，６２，６３、橋台５１，５２及びアーチアバット５３，５４の構成については、図１から図７に示した橋梁と同様であるが、本実施形態においてはアーチリブ６０上に支柱が設けられていない点、横梁６５からアーチリブ６０のクラウン部にかけての範囲で二つのアーチ部材６０ａ，６０ｂ間に床版が設けられていない点で相違する。
【００４８】
図１５は、請求項４に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略構成図である。
この橋梁は、図１２から図１４までに示される橋梁と同様の橋台７１，７２、アーチアバット７３，７４、アーチリブ８０及び橋台７１，７２とアーチリブ８０との間に架設された吊床版８１，８２を備えている。ただし、アーチリブ８０のクラウン部より下方の２ヶ所間に架設された第２の吊床版６３に代えて、コンクリートの桁８３が架け渡されており、アーチリブ８０から鉛直方向に配置された鋼吊材８４によって上記桁８３を吊支持するものとなっている。
【００４９】
上記桁８３がアーチリブ８０と接合される部分は、図１６に示すように、二つのアーチ部材８０ａ，８０ｂ間にコンクリートの横梁８５が設けられ、この横梁８５に上記桁８３の一端と橋台７１，７２から横梁８５にかけて張架された吊床版８１の一端が接合される。これにより、吊床版８１の上面と桁８３の上面が連続し、この面上に路面が形成される。
【００５０】
上記桁８３は、コンクリートの版状部材８３ａの橋軸方向及び幅方向に補剛のためのリブ８３ｂ，８３ｃを設けたものであり、現場打ちのコンクリート又はプレキャストコンクリートセグメントを組み立てて形成することができる。また、この桁８３を吊支持する鋼吊材８４は、例えば鋼棒、鋼より線等を用いることができ、幅方向のリブ８３ｃが設けられた位置で桁８３を吊支持するものとなっている。
【００５１】
上記橋梁では、路面は吊床版８１，８２からアーチリブ８０の２点間に架設された桁８３に連続して設けられるので、アーチリブ８０のライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。また、アーチリブ８０の支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定し、アーチリブ８０の断面力が過大となるのを抑止することができる。そして、桁８３はアーチリブ８０から吊支持されるので、アーチ支間の中央部で桁８３を平坦に仮設することができ、この部分で路面を平坦に形成することが可能となる。
【００５２】
また、桁８３はアーチリブ８０から吊支持されるので、桁高及び断面積を小さくすることができるとともに、アーチ支間の中央部付近に作用する活荷重を分散してアーチリブ８０に伝達することができる。これにより、アーチリブ８０のクラウン部付近に発生する曲げモーメントを小さく抑えることができる。
さらに、吊床版８１，８２に作用する引張力を桁８３に伝達される構造とすることができ、アーチリブ８０に過大な断面力が作用するのを回避することができる。
なお、桁８３には必要に応じてプレストレスを導入することもできる。
【００５３】
図１８は、請求項６に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略構成図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台９１，９２と、この橋台９１，９２より下方前方の地盤上に構築された３基のアーチアバット９３，９４，９５と、これらのアーチアバット９３，９４，９５間に架け渡された２径間のアーチリブ１１１，１１２と、橋台９１，９２からアーチリブ１１１，１１２のクラウン部付近に張架された吊床版１１３，１１４とを備えるとともに、２つのアーチリブ１１１，１１２の間にも吊床版１１５が張架され、これらの吊床版１１３，１１４，１１５の中間部をアーチリブ１１１，１１２から立ち上げた支柱１２１，１２２，１２３，１２４で支持するものとなっている。
【００５４】
このような橋梁では、多径間のアーチと吊床版とを組み合わせることによって、支間長及び橋長が大きくなっても、自重の小さい橋梁とすることができる。また、吊床版と多径間のアーチを組み合わせて吊床版の支間長を適切な長さに設定でき、吊床版に大きなサグが生じるのを防止することができる。
【００５５】
この橋梁のアーチリブ１１１，１１２、吊床版１１３，１１４，１１５、支柱１２１，１２２，１２３，１２４、橋台９１，９２及びアーチアバット９３，９４，９５の構成については、図１から図７に示した実施形態と同様の構造とすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る橋梁では、橋長の大きい橋梁であってもアーチリブと吊床版とを組み合わせることにより、吊床版の支間長を適切に設定することができ、サグが小さく揺れの少ない構造とすることができる。また、ロアリング工法によりアーチリブを架設し、ロアリングに使用したケーブルをそのまま吊床版を張架するケーブルとして使用できるため、施工が簡単であり経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１又は請求項５に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す橋梁のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示す橋梁で用いられる吊床版の断面図である。
【図４】図１に示す橋梁の吊床版とアーチリブとの接合部の構造を示す縦断面図である。
【図５】図１に示す橋梁のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】図１に示す橋梁のアーチクラウン部の断面図である。
【図７】図１に示す橋梁のアーチリブ上に支柱が立設された部分の断面図である。
【図８】図１に示す橋梁の架設方法を示す概略図である。
【図９】請求項２又は請求項５に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図１０】図９に示す橋梁における吊床版とタイケーブルとが接合される部分の構造を示す縦断面図である。
【図１１】図９に示す橋梁のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１２】請求項３に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図１３】図１２に示す橋梁における第１の吊床版及び第２の吊床版がアーチリブに接合される部分の構造を示す縦断面図である。
【図１４】図１２に示す橋梁のアーチクラウン部の断面図である。
【図１５】請求項４に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図１６】図１５に示す橋梁の吊床版及び桁がアーチリブに接合される部分の構造を示す縦断面図である。
【図１７】図１５に示す橋梁のアーチクラウン部の断面図である。
【図１８】請求項６に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１、２、３１、３２、５１、５２、７１、７２、９１、９２ 橋台
３、４、３３、３４、５３、５４、７３、７４、９３、９４、９５ アーチアバット
５、６、３５、３６、５５、５６ グランドアンカー
７、８ 連結斜材
１０、４０、６０、８０、１１１、１１２ アーチリブ
１３ １４、４１、４２、６１、６２、６３、８１、８２、１１３、１１４、１１５ 吊床版
１５、１６、１２１、１２２、１２３、１２４ 支柱
１７、１８、１９、４６、６６、６７、８７ ケーブル
２０、４７ 高欄
２１、４５、６５、８５ 横梁
２２ 舗装
２３、６８、８６ 鋼斜材
２４ ブラケット
２５、４４ コンクリートの床版
４３ タイケーブル
８３ 桁
８４ 鋼吊材
【発明の属する技術分野】
本願発明は、吊床版とアーチリブを接合した橋梁及びその架設方法に係るものであり、特に吊床版とアーチリブを適切な位置で接合した橋長の大きい橋梁及びその架設方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
橋梁の一形式として吊床版橋がある。吊床版は、鋼材の引張抵抗力を利用して橋台等に吊支持されるため、中間橋脚の設置が困難な場所において軽量で長支間の橋梁として採用されている。しかし、支間長が長い場合、サグが大きくなったり揺れが生じ易く、交通に支障を生じることがある。このような問題点を解消するためにアーチリブで吊床版を支持した橋梁が知られている。（非特許文献１）この橋梁は、アーチアバットからアーチリブを架け渡し、その上にアーチリブの支間長よりも長い吊床版を架設し、吊床版の一部をアーチリブクラウン部により支持させるものである。したがって、長い橋長においても吊床版の支間長を短くすることができ、吊床版に生じるサグの大きさ及び揺れを抑制することができる。また、吊床版とアーチを結合することにより鉛直荷重を分散させることができるため断面積が小さい部材で架設でき、軽量な橋梁とすることができる。
【０００３】
一方、アーチリブを架設する方法としてロアリング工法が知られている。ロアリング工法は、アーチリブを支間中央部で２分割したものを各々のアーチアバット上で上方へ立ち上げるように製作し、これを前方に回転降下させた後、中央部分を閉合する工法である。この回転降下は、アーチアバットより上方に位置するアンカーブロックとアーチリブとを結ぶケーブルによってアーチリブを支持するとともに、このケーブルを徐々に送り出すことにより行なわれる。そして、ロアリング完了時にケーブルは撤去される。この工法によれば、支保工や大型架設機を必要としないばかりかコンクリート打設をアーチアバット上で行なうため、品質管理が容易である。また、施工期間が短くなるという長所もある。
【０００４】
【非特許文献１】
著者 Jiri Strasky
論文名 Self-Anchored Stress-Ribbon Structure Stiffened by Arch.
fib SYMPOSIUM 1999 Vol.2,pp.781-782 Oct..,1999
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような吊床版とアーチリブを接合させた橋には解決が望まれる次のような課題がある。
吊床版をアーチクラウン部のみで支持すると、アーチリブに大きな曲げモーメントが生じ、アーチリブの断面積及び剛性を大きなものとする必要が生じる。
また、橋長及びアーチリブの支間長が大きくなると、アーチアバットの後方に設けた橋台とアーチリブとの間に架設された吊床版の支間も大きくなり、大きなサグが生じ、揺れ易くなる欠点がある。
さらに、アーチの支間が大きくなると、アーチの高さ（ライズ）を大きくする必要が生じ、従来から知られている橋梁のように吊床版を下方からアーチによって支える構造とすると、路面の高低差が大きくなる場合がある。
【０００６】
本願に係る発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、吊床版とアーチリブを結合させることにより軽量で支間長の大きい橋梁であって、横揺れに対しても安定した橋梁を提供すること、及びこのような橋梁を経済的かつ効率よく構築する方法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、 該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 該アーチリブ上に立設された支柱と、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、前記支柱の上端部に結合するとともに該支柱の両側に連続し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、 該吊床版の上に路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【０００８】
上記橋梁では、吊床版がアーチリブと橋台との間に架設され、橋長が大きくなっても吊床版の支間は小さく抑えることができ、サグを小さくするとともに活荷重作用時や風荷重作用時の揺れを低減することができる。また、アーチリブ上に立設した支柱によって吊床版の支間長が適切に設定され、サグ及び揺れが小さく抑制される。さらに、吊床版の自重及び吊床版上に作用する荷重が、吊床版とアーチリブとの接続部及び支柱からアーチリブに分散して伝達され、アーチリブに作用する曲げモーメントを小さく抑えることが可能となる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版と、ほぼ水平に張架され、両端が前記アーチリブの二ヶ所に定着されたタイケーブルとを有し、 前記吊床版の上から前記アーチリブの上面又はアーチリブに固定された床版上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１０】
上記橋梁では、吊床版がアーチリブと橋台との間に架設され、橋長が大きくなっても吊床版の支間は小さく抑えることができ、横方向への揺れ及びサグを小さく抑えることができる。
そして、吊床版の一端がアーチリブと接合されており、この接合位置を適切に設定することにより、アーチクラウン部付近の所定範囲はアーチリブ上又はアーチリブに直接支持された床版上に路面を設けることになる。したがって、橋長が大きくなっても吊床版の支間長を適切に設定することができる。
また、この橋梁では吊床版からアーチリブに大きな水平力が伝達されるが、タイケーブルでアーチリブの２点間を連結することにより、アーチリブに大きな断面力が発生するのを抑えることができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、 該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の第１の吊床版と、 前記アーチリブのアーチクラウン部より下方の２ヶ所の間に張架されたケーブルをコンクリートで被覆した第２の吊床版とを有し、 前記第１の吊床版上から前記第２の吊床版上に連続して路面が形成されている橋梁を提供するものとする。
【００１２】
上記橋梁では、路面は第１の吊床版から、アーチリブの２点間に張架された第２の吊床版に連続して設けられるので、アーチリブのライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。また、アーチリブの支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定することができ、アーチリブに作用する軸方向力及び曲げモーメントが過大となるのを抑止することができる。
そして、第１の吊床版はアーチリブに接合され、水平方向の引張力がアーチリブに伝達されるが、第２の吊床版によってアーチリブの２点間が連結されているので、アーチリブに過大な断面力が作用するのを回避することができる。
また、橋長が大きい橋梁であっても吊床版の支間長を適切に設定でき、サグを小さくするとともに、揺れにくい構造とすることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版と、前記アーチリブのアーチクラウン部より下方の２ヶ所の間に形成され、該アーチリブから吊支持された桁とを有し、 前記吊床版上から前記桁上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１４】
上記橋梁では、路面は吊床版からアーチリブの２点間に架設された桁に連続して設けられるので、アーチリブのライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。また、アーチリブの支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定し、アーチリブの断面力が過大となるのを抑止することができる。そして、桁はアーチリブから吊支持されるので、アーチ支間の中央部で桁を平坦に架設することができ、この部分で路面を平坦に形成することが可能となる。また、桁はアーチリブから吊支持されるので、桁高及び断面積を小さくすることができるとともに、アーチ支間の中央部付近に作用する活荷重を分散してアーチリブに伝達することができる。これにより、アーチリブのクラウン部付近に発生する曲げモーメントを小さく抑えることができる。
さらに、吊床版に作用する引張力は桁に伝達される構造とすることができ、アーチリブに過大な断面力が作用するのを回避することができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、 前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、 該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、 前記アーチリブは、二つのアーチ部材が該アーチリブの幅方向に併設されたものであり、アーチクラウン部を含む所定の範囲で、前記二つのアーチ部材間にコンクリートの版部材が支持されており、 前記吊床版上から前記版部材上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１６】
この橋梁のアーチリブは、幅方向に併設された二つのアーチ部材で構成されるので、これらを適切に連結することによってアーチリブの横方向の曲げ剛性を大きくすることができ、横方向の水平力（例えば地震時の慣性力）が作用したときにも大きな耐力を有するものとなる。そして、二つのアーチ部材間に支持された版部材上に路面を形成することにより吊床版からアーチリブのクラウン部付近へ連続した路面を容易に形成することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、 地盤上に所定の間隔で構築された３基以上のアーチアバットと、 前記アーチアバット間の２径間以上に隣接して架設されたアーチリブと、 第１の径間に架設された前記アーチリブと隣接する第２の径間に架設された前記アーチリブとの間に張架されたケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、 該吊床版上に路面が形成されていることを特徴とする橋梁を提供するものである。
【００１８】
この発明では、多径間のアーチと吊床版とを組み合わせることによって、橋長及び支間長が大きくなっても、自重の小さい橋梁の架設を可能とする。また、吊床版と多径間のアーチを組み合わせるため、吊床版の支間長を適切な長さに設定でき、吊床版に大きなサグが生じるのを防止できる。さらに、路面の縦断勾配を小さく抑えることができ、自転車道路として適した５％以下の勾配とすることも可能となる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、 架橋地点の両側の対峙する位置に２つのアーチアバットを形成し、 前記アーチアバット上に設けられた回転支承上に、架設するアーチ全体のほぼ半分のアーチリブをそれぞれ上方に立ち上げるように構築し、該アーチ支間の後方に設けた橋台からアーチリブに張架したケーブルによって半分に分割されたアーチリブを支持しながら、該アーチリブをアーチ支間側に所定の角度まで回転し、 ほぼ半分に分割されたアーチリブを互いに連結してアーチを全体を形成し、 前記橋台からアーチリブに張架されたケーブルを、コンクリートで被覆して薄い板状の吊床版を形成し、 該吊床版上に路面を形成することを特徴とする橋梁の架設方法を提供するものである。
【００２０】
上記のロアリング工法によってアーチリブを構築することにより、アーチリブの支保工等仮設材を低減し、工事費用を低減することができる。そして、アーチリブが所定位置に回転移動した後には不要となるロアリングケーブル、すなわち仮設材であるロアリングケーブルを吊床版を張架するケーブルに有効に利用することができ、工事費用を低減することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本願に係る発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
図１は、請求項１又は請求項５に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略側面図である。また、図２は、図１中のＡ−Ａ線における矢視図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台１、２と、この橋台１、２より下方前方の地盤上に構築された２基のアーチアバット３、４と、これらのアーチアバット３、４間に架け渡されたアーチリブ１０と、このアーチリブ１０のクラウン部付近と上記橋台１、２との間に架設された吊床版１３、１４と、この吊床版１３、１４の中間部をアーチリブ１０上で支持する支柱１５、１６とで主要部が構成されている。
【００２２】
上記アーチリブ１０は、コンクリートからなり、幅方向に二つのアーチ部材１０ａ、１０ｂを並設したものであり、アーチアバット３、４上に下端を固定して支持されている。二つのアーチ部材１０ａ、１０ｂは、鋼斜材２３によって互いに連結され、トラス構造となっている。これによりアーチリブ１０は、横方向の水平力に対しても大きな抵抗力を有する。
【００２３】
上記吊床版１３、１４は、図３に示すように、張架されたケーブル１７を埋め込むように薄いコンクリート床版を形成したものであり、コンクリートにはケーブル１７の軸線方向のプレストレスが導入されている。上記ケーブル１７は一端が橋台１、２に定着され、他端はアーチリブ１０に定着されており、コンクリート床版はケーブル１７で吊支持される。これにより、上面に荷重が作用したときには、コンクリート床版が柔軟に変形するが、床版厚が充分に薄くなっているので、ひび割れを生じることなく荷重を支持することができる。
【００２４】
上記橋台１、２は、鉄筋コンクリートからなり、グランドアンカー５、６によって地盤に強固に固定されている。また、アーチアバット３、４との間に鉄筋コンクリートからなる連結斜材７、８が設けられている。これにより、吊床版１３、１４から伝達される大きな水平力は、グランドアンカー５、６を介して支持地盤に伝達されるとともに、連結斜材７、８を介してアーチアバット３、４にも伝達され、橋台１、２は転倒又は滑動に対して充分に抵抗が可能な構造となっている。また、アーチアバット３、４は、アーチリブ１０からの水平力と連結斜材７、８から伝達される水平力とが逆方向に作用し、安定した状態でアーチリブ１０を支持できるものとなっている。
【００２５】
上記吊床版１３、１４の他端がアーチリブ１０と接合される部分は、図４及び図５に示すように、二つのアーチ部材１０ａ、１０ｂ間にコンクリートの横梁２１が設けられ、この横梁２１にケーブル１７が定着される。そして、吊床版１３のコンクリートは上記横梁２１に連続するものとなっている。また、アーチリブ１０の、横梁２１が設けられた位置からクラウン部にかけては、図５及び図６（ａ）に示すように２つのアーチ部材１０ａ、１０ｂ間にコンクリート床版２５が支持されており、このコンクリート床版２５の上面が吊床版１３及び横梁２１の上面となだらかに連続した曲面を形成している。そして、これらの上面に舗装２２を施すとともに高欄２０を設けて、吊床版１３上からアーチリブ１０に支持されたコンクリート床版２５上に連続した路面が形成されている。
【００２６】
また、横梁２１からアーチクラウン部にかけて、コンクリート床版２５内にケーブル１８が配置されており、このケーブル１８の緊張力によって吊床版１３，１４から作用する水平力とつり合いを維持するようになっている。
【００２７】
上記アーチ部材１０ａ、１０ｂ間のコンクリート床版２５は、図６（ａ）に示すように、ブラケット２４を設けてプレキャストコンクリートの床版を支持するものであってもよいし、図６（ｂ）に示すようにアーチリブ１０と一体に打設されたコンクリート床版２５’であってもよい。
【００２８】
吊床版１３を中間部で支持する支柱１５は、図７に示すようにアーチリブ１０上に立設され、頭部１５ａで吊床版１３を支持するものとなっている。この支柱１５は、二つに分割された脚１５ｂ、１５ｃを有し、それぞれがアーチ部材１０ａ、１０ｂ上に固定支持されている。そして、上部では脚間が狭くなり、一つの支柱となって支柱頭部１５ａに連続している。支柱頭部１５ａは、吊床版１３と連続し、吊床版１３の断面剛性が急変しないように支柱１５の中心軸線から両側に、床版厚が徐々に低減されるものとなっている。
この支柱１５が設けられる位置は、吊床版１３の支間長を適切に分割するとともに、アーチリブ１０に生じる断面力が小さく押えられるように適切に設定される。
【００２９】
このような橋梁では、長径間を大きな剛性で架け渡すアーチ構造と、軽量で柔軟な構造である吊床版とを適切に組み合わせ、橋長が大きい場合にも軽量で安定した橋梁とすることができる。また、吊床版１３、１４の支間長は支柱１５、１６の位置によって適切に設定することができ、サグが小さく揺れの少ない構造とすることができる。
【００３０】
次に、上記橋梁の架設方法であって、請求項７に記載の発明の一実施形態を図８に基づいて説明する。
まず、架橋地点の両側に橋台１、２を設けるとともに、その下方前方にアーチリブ１０を支持するアーチアバット３、４を構築する。橋台１、２は、グランドアンカー５、６により強固に地盤又は岩盤に固定する。次に橋台１、２とアーチアバット３、４を連結する連結斜材７、８であるコンクリートを打設し、水平方向の力が相互間で伝達される状態とする。
【００３１】
アーチリブ１０の構築は、支間の中央から両側に２分割された半分のアーチリブ（半アーチ１０１、１０２）をそれぞれ上方に立ち上げて形成し、下端で支持する回転支承（図示せず）を中心に下方へ回転させ、上端面が対峙する位置に支持してこれらを互いに連結する、いわゆるロアリング工法を用いる。
【００３２】
この工法では、まずアーチアバット３、４上に、半アーチ１０１，１０２を支持する回転支承（図示せず）を据え付ける。この回転支承には支持板（図示せず）が設けられ、この支持板上にアーチリブを構成するコンクリートを打設する。そして、図８（ａ）に示すように順次上方にコンクリートを継ぎ足すように打設し、アーチリブ１０を形成するための半アーチ１０１、１０２を構築していく。このとき、構築中の半アーチ１０１、１０２の高さが低い間は、固定用のジャッキ（図示せず）及び押出しジャッキ２６，２７で半アーチ１０１、１０２を支持し、後方にやや傾斜させて曲率を有するアーチリブ１０１、１０２の前方への転倒を防止する。
【００３３】
一方、半アーチ１０１、１０２は、アーチリブ１０が二つの部材を併設したものとするのに対応して、二つに分割された部材として形成され、所定高さまで立ち上げられる毎に、二つの部材間に鋼斜材２３を取り付け、二つの部材を一体とする。なお、鋼斜材２３に代えてプレキャストコンクリートを斜材として用いることもできる。
【００３４】
半アーチ１０１、１０２を順次上方へ立ち上げ、所定の高さまで半アーチ１０１、１０２のコンクリートが打設されると、橋台１、２と立ち上げられた半アーチ１０１、１０２との間にケーブル１７、１９を張架し、半アーチ１０１、１０２が前方、つまり支間中央側に転倒しようとするモーメントを抑える。
【００３５】
半アーチ１０１、１０２が完成すると、押し出しジャッキ２６，２７によってアーチリブ１０１、１２２を前方に押し出すとともにケーブル１７、１９をゆっくりと送り出し、図８（ｂ）に示すように半アーチ１０１、１０２を前方に回転させる。半アーチ１０１、１０２の上端面が支間の中央部で対峙する位置で半アーチを仮固定し、図８（ｃ）に示すように二つの端面間にコンクリートを打設して半アーチ１０１、１０２を閉合し、連続したアーチリブ１０とする。そして、アーチクラウン部には必要に応じてプレストレスを導入してアーチリブ１０を完成する。
【００３６】
アーチリブ１０の閉合前に半アーチ１０１、１０２を支持したケーブル１７、１９は、アーチリブ１０の二つのアーチ部材間に設けられた横梁２１に定着されており、アーチリブ１０が閉合したときにこの横梁２１と橋台１、２との間に張架されている、そして、このケーブル１７、１９は、吊床版１３、１４を支持するケーブル１７、１９として用いられる。
【００３７】
吊床版１３の構築は、次にように行われる。
アーチリブ１０上の所定の位置に支柱１５が立設され、頭部１５ａで上記ケーブル１７が支持される。このケーブル１７に吊床版１３となるプレキャストコンクリートセグメントが吊支持され、ケーブル１７に沿って複数が配列される。配列された複数のプレキャストコンクリートセグメントの間隙及びプレキャストコンクリートセグメントとアーチリブ１０の横梁２１との間、並びにセグメントと橋台１、２との間にコンクリートを打設し、これらを連続したものとする。また、これとともにケーブル１７をコンクリート中に埋め込んでセグメントと一体にする。さらに、一部のケーブルは筒状のシース内に配置しておき、コンクリートが硬化した後に緊張して吊床版１３にプレストレスを導入し、図８（ｄ）に示すように吊床版を完成する。
【００３８】
このような架設方法を採用することにより、アーチリブ１０をロアリング架設したケーブル１７、１９を、吊床版１３、１４を吊支持するケーブル１７、１９として使うことができ、経済的である。また、架設の一工程が省略されるため施工の効率が向上することになる。
【００３９】
図９は、請求項２及び請求項５に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略側面図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台３１、３２と、この橋台３１、３２より下方前方の地盤上に構築された２基のアーチアバット３３、３４と、これらのアーチアバット３３、３４間に架け渡されたアーチリブ４０と、このアーチリブ４０のクラウン部より下方と上記橋台３１、３２との間に架設された吊床版４１、４２と、ほぼ水平に張架され両端がアーチリブ４０の２ヶ所に定着されたタイケーブル４３とで主要部が構成されている。
【００４０】
上記アーチリブ４０は、図１１に示すように二つのアーチ部材４０ａ，４０ｂを併設して構成されており、上記タイケーブル４３がアーチリブ４０と接合される部分は、図１０に示すように、二つのアーチ部材間にコンクリートの横梁４５が設けられている。そして、このコンクリートの横梁４５にタイケーブル４３の一端と吊床版４１を吊支持しているケーブル４６の一端が定着され、吊床版４１のコンクリートは上記横梁５１に連続するものとなっている。
【００４１】
横梁４５が設けられた位置からクラウン部にかけてのは、図１から図７で示した橋梁と同様に、二つのアーチ部材４０ａ，４０ｂ間に、コンクリート床版４４が設けられる。そして、この上面と吊床版４３の上面とがなだらかに連続した曲面となっており、この上に連続した路面が形成される。ただし、図１から図７で示した橋梁とは異なり、アーチ部材間に設けられたコンクリート床版４４内にケーブルは配置されておらず、吊床版４１を吊支持しているケーブル４６の引張力はタイケーブル４３に伝達され、アーチリブ４０には大きな水平力が作用しない構造となっている。つまり、吊床版４１からアーチリブ４０に伝えられる水平力とタイケーブル４３から伝達される水平力とが横梁４５に逆方向に作用し、アーチリブ４０に過大な曲げモーメントが発生するのが抑制される。
上記タイケーブル４３は、合成樹脂で被覆した鋼より線が使用されており、腐食に対して充分な耐性を有するものである。
【００４２】
なお、アーチリブ４０、吊床版４１、４２、橋台３１、３２及びアーチアバット３３、３４は、図１から図７に示す橋梁で用いられるものと同様の構成となっているが、この実施形態においては吊床版４１、４２がアーチリブ４０のクラウン部より両側やや下方部に接合されており、吊床版４１、４２の支間長は短くなるのでアーチリブ４０上に支柱が設けられていない。
【００４３】
図１２は、請求項３に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略構成図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台５１、５２と、この橋台５１、５２より下方前方の地盤上に構築された２基のアーチアバット５３、５４と、これらのアーチアバット５３、５４間に架け渡されたアーチリブ６０と、このアーチリブのクラウン部より下方と上記橋台５１、５２との間に架設された第１の吊床版６１、６２と、アーチリブ６０のクラウン部より下方の２ヶ所間に張架された第２の吊床版６３とで主要部が構成されている。
【００４４】
上記第２の吊床版６３がアーチリブ６０に接合される部分は、図１３に示すように、二つのアーチ部材間にコンクリートの横梁６５が設けられ、この横梁６５に第２の吊床版６３を張架するケーブル６７の一端が定着され、このケーブル６７を埋め込むように薄いコンクリート床版が形成されている。一方、上記横梁６５には、第１の吊床版６１を張架するケーブル６６の一端も定着され、第１の吊床版６１のコンクリートと第２の吊床版６３のコンクリートは上記横梁６５に連続するものとなっている。そして、第１の吊床版６１の上面と第２の吊床版６３の上面が連続したなだらかな曲面を形成し、この曲面上に路面が形成されている。
【００４５】
また、アーチクラウン部は、図１４に示すように鋼斜材６８により二つのアーチ部材６０ａ、６０ｂが連結され、トラス構造となって二つのアーチ部材６０ａ、６０ｂが一体に挙動するものとなっている。ただし、横梁６５が設けられた位置から所定の高さまでは、鋼斜材６８は設けられておらず、第２の吊床版６３上の通行に障害が生じないようになっている。
【００４６】
また、第１の吊床版６１，６２及び第２の吊床版６３をアーチリブ６０に接続する位置により、吊床版６１，６２，６３の支間長を適切に決めることができる他、アーチリブ６０の支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定することができ、アーチリブ６０の断面力が過大となるのを抑止することができる。これにより、吊床版６１，６２，６３のサグが小さく揺れの少ない構造とすることができるとともに、アーチリブ６０のライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。
【００４７】
アーチリブ６０、吊床版６１，６２，６３、橋台５１，５２及びアーチアバット５３，５４の構成については、図１から図７に示した橋梁と同様であるが、本実施形態においてはアーチリブ６０上に支柱が設けられていない点、横梁６５からアーチリブ６０のクラウン部にかけての範囲で二つのアーチ部材６０ａ，６０ｂ間に床版が設けられていない点で相違する。
【００４８】
図１５は、請求項４に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略構成図である。
この橋梁は、図１２から図１４までに示される橋梁と同様の橋台７１，７２、アーチアバット７３，７４、アーチリブ８０及び橋台７１，７２とアーチリブ８０との間に架設された吊床版８１，８２を備えている。ただし、アーチリブ８０のクラウン部より下方の２ヶ所間に架設された第２の吊床版６３に代えて、コンクリートの桁８３が架け渡されており、アーチリブ８０から鉛直方向に配置された鋼吊材８４によって上記桁８３を吊支持するものとなっている。
【００４９】
上記桁８３がアーチリブ８０と接合される部分は、図１６に示すように、二つのアーチ部材８０ａ，８０ｂ間にコンクリートの横梁８５が設けられ、この横梁８５に上記桁８３の一端と橋台７１，７２から横梁８５にかけて張架された吊床版８１の一端が接合される。これにより、吊床版８１の上面と桁８３の上面が連続し、この面上に路面が形成される。
【００５０】
上記桁８３は、コンクリートの版状部材８３ａの橋軸方向及び幅方向に補剛のためのリブ８３ｂ，８３ｃを設けたものであり、現場打ちのコンクリート又はプレキャストコンクリートセグメントを組み立てて形成することができる。また、この桁８３を吊支持する鋼吊材８４は、例えば鋼棒、鋼より線等を用いることができ、幅方向のリブ８３ｃが設けられた位置で桁８３を吊支持するものとなっている。
【００５１】
上記橋梁では、路面は吊床版８１，８２からアーチリブ８０の２点間に架設された桁８３に連続して設けられるので、アーチリブ８０のライズが大きくなっても路面の高低差を小さくすることができる。また、アーチリブ８０の支間長が大きいときにはアーチのライズを大きく設定し、アーチリブ８０の断面力が過大となるのを抑止することができる。そして、桁８３はアーチリブ８０から吊支持されるので、アーチ支間の中央部で桁８３を平坦に仮設することができ、この部分で路面を平坦に形成することが可能となる。
【００５２】
また、桁８３はアーチリブ８０から吊支持されるので、桁高及び断面積を小さくすることができるとともに、アーチ支間の中央部付近に作用する活荷重を分散してアーチリブ８０に伝達することができる。これにより、アーチリブ８０のクラウン部付近に発生する曲げモーメントを小さく抑えることができる。
さらに、吊床版８１，８２に作用する引張力を桁８３に伝達される構造とすることができ、アーチリブ８０に過大な断面力が作用するのを回避することができる。
なお、桁８３には必要に応じてプレストレスを導入することもできる。
【００５３】
図１８は、請求項６に係る発明の一実施形態である橋梁を示す概略構成図である。
この橋梁は、架橋地点の両側の地盤上で対峙するように構築された２つの橋台９１，９２と、この橋台９１，９２より下方前方の地盤上に構築された３基のアーチアバット９３，９４，９５と、これらのアーチアバット９３，９４，９５間に架け渡された２径間のアーチリブ１１１，１１２と、橋台９１，９２からアーチリブ１１１，１１２のクラウン部付近に張架された吊床版１１３，１１４とを備えるとともに、２つのアーチリブ１１１，１１２の間にも吊床版１１５が張架され、これらの吊床版１１３，１１４，１１５の中間部をアーチリブ１１１，１１２から立ち上げた支柱１２１，１２２，１２３，１２４で支持するものとなっている。
【００５４】
このような橋梁では、多径間のアーチと吊床版とを組み合わせることによって、支間長及び橋長が大きくなっても、自重の小さい橋梁とすることができる。また、吊床版と多径間のアーチを組み合わせて吊床版の支間長を適切な長さに設定でき、吊床版に大きなサグが生じるのを防止することができる。
【００５５】
この橋梁のアーチリブ１１１，１１２、吊床版１１３，１１４，１１５、支柱１２１，１２２，１２３，１２４、橋台９１，９２及びアーチアバット９３，９４，９５の構成については、図１から図７に示した実施形態と同様の構造とすることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本願発明に係る橋梁では、橋長の大きい橋梁であってもアーチリブと吊床版とを組み合わせることにより、吊床版の支間長を適切に設定することができ、サグが小さく揺れの少ない構造とすることができる。また、ロアリング工法によりアーチリブを架設し、ロアリングに使用したケーブルをそのまま吊床版を張架するケーブルとして使用できるため、施工が簡単であり経済的でもある。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１又は請求項５に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図２】図１に示す橋梁のＡ−Ａ矢視図である。
【図３】図１に示す橋梁で用いられる吊床版の断面図である。
【図４】図１に示す橋梁の吊床版とアーチリブとの接合部の構造を示す縦断面図である。
【図５】図１に示す橋梁のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】図１に示す橋梁のアーチクラウン部の断面図である。
【図７】図１に示す橋梁のアーチリブ上に支柱が立設された部分の断面図である。
【図８】図１に示す橋梁の架設方法を示す概略図である。
【図９】請求項２又は請求項５に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図１０】図９に示す橋梁における吊床版とタイケーブルとが接合される部分の構造を示す縦断面図である。
【図１１】図９に示す橋梁のＣ−Ｃ矢視図である。
【図１２】請求項３に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図１３】図１２に示す橋梁における第１の吊床版及び第２の吊床版がアーチリブに接合される部分の構造を示す縦断面図である。
【図１４】図１２に示す橋梁のアーチクラウン部の断面図である。
【図１５】請求項４に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【図１６】図１５に示す橋梁の吊床版及び桁がアーチリブに接合される部分の構造を示す縦断面図である。
【図１７】図１５に示す橋梁のアーチクラウン部の断面図である。
【図１８】請求項６に記載の発明に係る橋梁の一実施形態を示す概略側面図である。
【符号の説明】
１、２、３１、３２、５１、５２、７１、７２、９１、９２ 橋台
３、４、３３、３４、５３、５４、７３、７４、９３、９４、９５ アーチアバット
５、６、３５、３６、５５、５６ グランドアンカー
７、８ 連結斜材
１０、４０、６０、８０、１１１、１１２ アーチリブ
１３ １４、４１、４２、６１、６２、６３、８１、８２、１１３、１１４、１１５ 吊床版
１５、１６、１２１、１２２、１２３、１２４ 支柱
１７、１８、１９、４６、６６、６７、８７ ケーブル
２０、４７ 高欄
２１、４５、６５、８５ 横梁
２２ 舗装
２３、６８、８６ 鋼斜材
２４ ブラケット
２５、４４ コンクリートの床版
４３ タイケーブル
８３ 桁
８４ 鋼吊材
Claims (7)
- 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、
該アーチリブ上に立設された支柱と、
前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、
該橋台に一端を定着し、前記支柱の上端部に結合するとともに該支柱の両側に連続し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、
該吊床版の上に路面が形成されていることを特徴とする橋梁。 - 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、
前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、
該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版と、
ほぼ水平に張架され、両端が前記アーチリブの二ヶ所に定着されたタイケーブルとを有し、
前記吊床版の上から前記アーチリブの上面又はアーチリブに固定された床版上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁。 - 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、
前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、
該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の第１の吊床版と、
前記アーチリブのアーチクラウン部より下方の２ヶ所の間に張架されたケーブルをコンクリートで被覆した第２の吊床版とを有し、
前記第１の吊床版上から前記第２の吊床版上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁。 - 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、
前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、
該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版と、
前記アーチリブのアーチクラウン部より下方の２ヶ所の間に形成され、該アーチリブから吊支持された桁とを有し、
前記吊床版上から前記桁上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁。 - 地盤上に構築された複数のアーチアバットと、
該アーチアバット間に架け渡されたアーチリブと、
前記アーチアバットより高い位置で地盤上に構築された橋台と、
該橋台に一端を定着し、他端を前記アーチリブに固定したケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、
前記アーチリブは、二つのアーチ部材が該アーチリブの幅方向に併設されたものであり、
アーチクラウン部を含む所定の範囲で、前記二つのアーチ部材間にコンクリートの版部材が支持されており、
前記吊床版上から前記版部材上に連続して路面が形成されていることを特徴とする橋梁。 - 地盤上に所定の間隔で構築された３基以上のアーチアバットと、
前記アーチアバット間の２径間以上に隣接して架設されたアーチリブと、
第１の径間に架設された前記アーチリブと隣接する第２の径間に架設された前記アーチリブとの間に張架されたケーブルを、コンクリートで被覆した薄い板状の吊床版とを有し、
該吊床版上に路面が形成されていることを特徴とする橋梁。 - 架橋地点の両側の対峙する位置に２つのアーチアバットを形成し、
前記アーチアバット上に設けられた回転支承上に、架設するアーチ全体のほぼ半分のアーチリブをそれぞれ上方に立ち上げるように構築し、
該アーチ支間の後方に設けた橋台からアーチリブに張架したケーブルによって半分に分割されたアーチリブを支持しながら、該アーチリブをアーチ支間側に所定の角度まで回転し、
ほぼ半分に分割されたアーチリブを互いに連結してアーチ全体を形成し、
前記橋台からアーチリブに張架されたケーブルを、コンクリートで被覆して薄い板状の吊床版を形成し、
該吊床版上に路面を形成することを特徴とする橋梁の架設方法。
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