JP4229904B2 - 橋桁の送出し工法および送出し制御システム - Google Patents

Description

本発明は、河川や線路上を横断して橋桁を架け渡す橋梁の架設工事に採用される橋桁の送出し工法および、それを実行するための送出し制御システムであって、先端に連結した手延べ機が送出し先の橋脚に到達した後、自走式の送出し台車を押出しジャッキを使用して押し出しするようにした橋桁の送出し工法および送出し制御システムに関する。

従来、橋梁の架設工事においては、架設予定の橋桁の下に鉄道や道路が通っていたり、河川や湖沼を跨ぐような場合など、桁下空間を利用できない場合の施工方法として送出し工法が採用されている。図４は、線路を横切る現場において行われる橋桁の送出し工法について示した図である。
図示する橋梁の架設工事では、橋桁１０１などは予め構築された橋脚１１１〜１１３にクレーンで吊って架設されるが、桁下空間が利用できない線路をまたぐ橋脚１１４，１１５区間では、クレーンの設置が不可能であるため送出し工法が採用される。

橋脚１１４，１１５区間で送出しを行うため仮設備１２０が組み立てられ、その上には水平な走行レール１３０が設置されている。送出し台車１０，２０は、この走行レール１３０を移動するものであり、この送出し台車１０，２０に搭載された橋桁１０２及び手延べ機１４０が矢印で示す方向へ送り出される。
送出し台車１０，２０は、３本の走行レール１３０上を走行するものであり、３つの鉛直ジャッキを備えて、各箇所で橋桁１０２の荷重をなるべく均等に分担するように鉛直ジャッキのストロークが調整される。ここで、図５及び図６は、橋桁１０２を搭載した送出し時の送出し台車１０，２０の概略を示した図であり、特に図５は送出し台車の側面を、図６は送出し台車の正面を示している。

送出し台車１０，２０は、走行レール１３０を転動する前後車輪が不図示の駆動モータによって回転する走行部１１，２１を備えた自走式台車である。走行レール１３０に対応した３箇所には、下フレーム１３，２３を介して鉛直ジャッキ１２，２２が立設され、そうした鉛直ジャッキ１２，２２上には上フレーム１４，２４を介して橋桁１０２が載せられる。送出し台車１０，２０は、それぞれ横方向に並んだ鉛直ジャッキ１２，２２のある３箇所で橋桁１０２を支持し、これにより３つの走行レール１３０間に生じる数ミリ程度の高さの違いによって荷重負担に大きな偏りが生じる場合でも、鉛直ジャッキ１２，２２の一つ一つに設けた圧力センサのデータに基づいてストロークを制御して荷重調整が行われる。
特開２００３−２７８１１４号公報（第３−５頁、図１−図５）

こうした橋桁の送出し工法では、図４に示すように前後２台の送出し台車１０，２０によって橋桁１０２が仮設備１２０上を移動し、手延べ機１４０が送出し先の橋脚１１５へと到達すると、それまで送出し台車１０，２０にのみかかっていた橋桁１０２及び手延べ機１４０の荷重の一部が橋脚１１５側に移り、走行レール１３０と送出し台車１０，２０の車輪との粘着力が低下して空転を起こしてしまう。
すなわち、橋脚１１５にはキャタピラ１５０が設置され、橋桁１０２及び手延べ機１４０の荷重は、２台の送出し台車１０，２０に加えてこのキャタピラ１５０によって支えることになる。

ところが、こうして橋桁１０２及び手延べ機１４０の荷重が橋脚１１５上のキャタピラ１５０に分担されることになり、それまで２台の送出し台車１０，２０にのみ作用していた荷重が半減してしまう。それまでは橋桁１０２及び手延べ機１４０の荷重によって送出し台車１０，２０の車輪が走行レール１３０に押しつけられ、それにより車輪が走行レール１３０上で転動させる粘着力を得ていた。しかし、走行レール１３０に車輪を押さえつける荷重が小さくなると、粘着力が不足して車輪が空回りを起こし、送出し台車による適切な走行ができなくなる。

そこで、本発明は、かかる課題を解決すべく、自走式の送出し台車に押出しジャッキを併用してスムーズに橋桁の送出しを行う橋桁の送出し工法および送出し制御システムを提供することを目的とする。

本発明は、先端に手延べ機を連結した橋桁を前後方向に配置した複数の送出し台車に載せて支持し、その送出し台車の走行レールに沿った移動により、橋桁を一方の橋脚から他方の橋脚へ送り出すことによって架設する橋桁の送出し工法であって、前記手延べ機が送出し先の橋脚へ到達するまでは前記送出し台車が搭載する駆動モータによる車輪の回転によって自走するようにし、前記手延べ機が当該送出し先の橋脚へ到達した後は押出しジャッキによって前記送出し台車を押し出して移動させるようにしたものであり、当該押出しジャッキによる押出し起動時に前記駆動モータを一定時間駆動させるようにしたことを特徴とする。
また、本発明に係る橋桁の送出し工法は、前記押出しジャッキは走行レールを把持することができるクランプ手段を有し、そのクランプ手段による走行レールの把持および把持解放と、前記押出しジャッキによる伸縮を繰り返すことにより送出し台車を押し出すようにしたことを特徴とする。

また、本発明は、先端に手延べ機を連結した橋桁を前後方向に配置した複数の送出し台車に載せて支持し、その送出し台車の走行レールに沿った移動により、橋桁を一方の橋脚から他方の橋脚へ送り出すことによって架設する橋桁の送出し制御システムであって、前記送出し台車は、駆動モータによって車輪を回転させる自走式であり、その一又は二以上の送出し台車に押出しジャッキが連結されたものであって、当該駆動モータの駆動や押出しジャッキの伸縮を制御する制御装置を有し、その制御装置が、前記手延べ機が送出し先の橋脚へ到達するまでは前記駆動モータによる車輪の回転によって前記送出し台車を自走させ、前記手延べ機が送出し先の橋脚へ到達した後は押出しジャッキによって前記送出し台車を押し出して移動するようにしたものであり、当該押出しジャッキによる前記送出し台車の押出しを行い、当該押出しジャッキの起動時には前記駆動モータを一定時間駆動させるようにしたものであることを特徴とする。
また、本発明に係る橋桁の送出し制御システムは、前記押出しジャッキが、走行レールを把持することができるクランプ手段を有し、前記制御装置は、そのクランプ手段による走行レールの把持および把持解放と、前記押出しジャッキの伸縮とを制御することにより送出し台車を押し出すようにしたものであることを特徴とする。

よって、本発明に係る橋桁の送出し工法および送出し制御システムによれば、手延べ機が送出し先の橋脚に到達した後、送出し台車による自走から押出しジャッキによる押し出しに切り替えるようにしたので、走行レールに対する車輪の粘着力が低下した状態でも確実に橋桁の送出しが行われる。そして、押出しジャッキの伸張作動による押出し開始時から一定時間駆動モータに通電して車輪を回転させるので、減速機による起動抵抗を駆動モータの駆動力によって補償しているため、押出しジャッキは起動後の走行抵抗のみを負担すればよいことになって、スムーズに橋桁の送出しを継続することができ、更には、減速機の抵抗負荷を考慮する必要がないため押出しジャッキやクランプ手段を大型化させる必要がない。

次に、本発明に係る橋桁の送出し工法および送出し制御システムについて、その一実施形態を図面を参照しながら以下に説明する。本実施形態でも、図４に示したように線路を横切って橋桁を掛け渡す現場で実行される橋桁の送出し工法及び、それを実行する送出し制御システムについて説明する。ここで、送出し制御システムを構成する送出し台車には、図５及び図６に示したものが採用される。
そして、図１が、本実施形態における橋桁の送出しを行うための送出し制御システムを示した図である。なお、図１では、送出し台車１０，２０を構成する鉛直ジャッキなど、複数ある同一の構成要素については一つのみ示して他は省略している。

送出し台車１０，２０には、前述したように、走行レール１３０に対応して鉛直ジャッキ１２，２２がそれぞれ３機ずつ備えられている。そして、本実施形態の送出し制御システムでは、これら鉛直ジャッキ１２，２２を台車ごとにグループ分けして前後別々に反力管理を行うようにしている。これは、送出し台車１０，２０の間隔が互いのジャッキ高さの違いに影響されないだけ離れているからである。

鉛直ジャッキ１２，２２は、圧力油の供給及び排出を行う駆動ポンプ１が連結され、それぞれに油圧を測定する圧力センサ１５，２５が取り付けられている。従って、この圧力センサ１５，２５によって各鉛直ジャッキ１５，２５にかかる荷重を反力で測定することができるようになっている。更に、鉛直ジャッキ１２，２２には、それぞれのストロークを測定するストローク検出センサ１６，２６が取り付けられており、圧力センサ１５，２５とともにリモートＩ／Ｏボックス１７，２７に接続されている。

リモートＩ／Ｏボックス１７，２７は制御用コンピュータ２に接続され、各センサ１５，１６，２５，２６で検出した測定データが、架設現場に建てられた監視室５０にある監視・制御用のマスタコンピュータ３及び監視用のコンピュータ４に対して送信されるように接続されている。一方、そのマスタコンピュータ３には、制御用コンピュータ２からリモートＩ／Ｏボックス３７を介して駆動ポンプ１が接続され、マスタコンピュータ３のプログラムに従って駆動ポンプ１などの駆動制御、すなわち橋桁の送出し制御が行われるようになっている。

また、制御用コンピュータ２には、台車走行制御装置３８を介して図５に示す送出し台車１０，２０の車輪を回転させる駆動モータ１８，２８が接続され、マスタコンピュータ３からの制御信号に従って、駆動モータ１８，２８の駆動が台車走行制御装置３８を介しインバータの周波数切り換えによって回転数を切り換えられるようになっている。
そして、詳しくは図示しないが、駆動モータ１８，２８から車輪の間には減速比の大きな減速機を介して当該車輪に大きなトルクが伝達できるように構成されている。また、送出し台車１０，２０には、走行を停止させるために電磁ブレーキが設けられている。

ここで、本実施形態の押出し台車１０，２０は、それ自身が備える駆動モータ１８，２８の駆動による自走と、前方の押出し台車１０に対して設けられた押出しジャッキ３２の伸縮による押出しとによって、走行レール１３０上を前進することができるようになっている。ここで、図２は、橋桁１０２を搭載した送出し時の送出し台車１０，２０であって、押出しジャッキ３２を連結したものを示した図である。
その押出しジャッキ３２は、３本の走行レール１３０に対応して用意され、それぞれロッドが走行部１１に後方から連結され、シリンダ本体には走行レール１３０を把持するクランプ手段３３が連結されている。クランプ手段３３は、複数のクランプシリンダ３３ａを備え、その伸張作動によって走行レール１３０を横から挟み込んで把持するように構成されている。

この送出し制御システムに設けられた鉛直ジャッキ１２，２２、押出しジャッキ３２、そしてクランプシリンダ３３は、いずれも油圧制御によって伸縮するものである。従って、駆動ポンプ１には、鉛直ジャッキ１２，２２の他にも押出しジャッキ３２やクランプ手段３３のクランプシリンダ３３ａが接続され、圧力油の供給及び排出が行われるようになっている。そして、その押出しジャッキ３２やクランプシリンダ３３ａに対しては、供給する圧力油の圧力を測定する不図示の圧力センサが設けられ、その圧力データから伸縮状態が検出できるようになっている。

こうした送出し制御システムには、橋桁１０２の送出し量を計測するレーザビーム距離センサ４１や、前方の送出し台車１０の状況や橋桁１０２全体の送出し状況を撮影するＷｅｂカメラ４２，４３が設置され、それぞれコンバータ４５〜４８を介してコンピュータ３，４へ接続されている。更に、この送出し制御システムでは、鉛直ジャッキ１２，２２の反力情報や、橋桁１０２の送出し状態、或いはＷｅｂカメラ４２，４３からの現場の映像によって、架設現場から離れた所にいる関係者にも状況が把握できるように、遠隔地のコンピュータにも電話回線を介して接続できる。

次に、こうした送出し制御システムによって実行される橋桁の送出し工法について具体的に説明する。
図４に示すような施工現場で送り出される橋桁１０２は、仮設備１２０の走行レール１３０上を移動する送出し台車１０，２０に載せられ、その先端には手延べ機１４０が連結されている。自走式の送出し台車１０，２０は、制御用コンピュータ２から送られる駆動信号により、台車走行制御装置３８を介して駆動モータ１８，２８が駆動して前進する。駆動モータ１８，２８の回転は減速機を介して車輪に伝達され、走行レール１３０上を車輪が回転することによって前進する。この段階では押出しジャッキ３２は使用されず、送出し台車１０，２０の自走によってのみ橋桁１０２が送り出される。そのため、押出しジャッキ３２は、走行レール１３０のクランプ手段３３が解放状態にあり、送出し台車１０の走行に従って引っ張られていくだけである。

橋桁１０２が送出し台車１０，２０に搭載されて移動する間、前後の送出し台車１０，２０が支える橋桁１０２及び手延べ機１４０の荷重は、それぞれ走行部１１，２１を介して３本の走行レール１３０に分散している。そして、各走行レール１３０の間で高さが微妙に異なっているような場合、高くなったところに橋桁１０２などの荷重が多くかかって荷重バランスが崩れてしまう。このとき、鉛直ジャッキ１２，２２にかかる反力の値が検出され、こうした荷重変化が鉛直ジャッキ１２，２２の反力をチェックすることによって確認できる。

圧力センサ１５，２５で検出された鉛直ジャッキ１２，２２の反力データは、常に制御用コンピュータ２によって読み取られ、監視室５０のコンピュータ３，４へと送られる。そして、この反力データはグラフ化されてマスタコンピュータ３のディスプレイに表示されていく。また、鉛直ジャッキ１２，２２の反力の他、レーザビーム距離センサ４１によって移動距離が計測され、更にストローク検出センサ１６，２６によって各鉛直ジャッキ１２，２２のストロークが確認でき、各情報がコンピュータ３，４のディスプレイに適宜表示される。

マスタコンピュータ３では、格納された反力制御プログラムによって、圧力センサ１５，２５から送信された測定データを基に各走行レール１３０にかかる荷重が均等になるように、鉛直ジャッキ１２，２２のストロークを調整した反力管理制御が行われる。
この反力管理制御では、一部の走行レール１３０に荷重が集中してしまって走行を緊急停止させなければならない事態を回避している。そのため、安定した走行を維持して短時間に橋桁１０２の送出しを完了させることができる。

送出し台車１０，２０の走行により、橋桁１０２は図４に示す位置から徐々に送り出され、先端に連結された手延べ機１４０が送出し先の橋脚１１５に到達する。そして、手延べ機１４０が橋脚１１５に到達すると、それまで送出し台車１０，２０に全てかかっていた荷重が橋脚１１５側に負担されることになる。そのため、送出し台車１０，２０の車輪を走行レール１３０へ押さえつけていた荷重は半減し、車輪がレールをとらえて前進するための粘着力が十分得られなくなって空転を起こしてしまう。そこで、本実施形態では、手延べ機１４０が橋脚１１５に到達した後は、送出し台車１０，２０の自走から押出しジャッキ３２による押出しに運転を切り替えるようにしている。

押出しジャッキ３２を利用した送出しには、押出し時の反力を受けるクランプ手段３３が走行レール１３０を把持する。そのためには、クランプ手段３３のクランプシリンダ３３ａに駆動ポンプ１から圧力油が供給さ、それによりクランプシリンダ３３が伸張作動して走行レール１３０をクランプする。その後、押出しジャッキ３２が駆動ポンプ１の圧力油の供給を受けて伸長作動すれば、クランプ手段３３で支えられた押出しジャッキ３２が前方へ伸び、そうした押出しによって得た推進力で送出し台車１０が前進する。
後方の送出し台車２０は、橋桁１２０を支えながら前方の送出し台車１０に従って移動し、橋脚１１５上のキャタピラ１５０に支えられた手延べ機１４０とともに橋桁１０２が前方へと送り出される。

ところで、送出し台車１０，２０では、走行部１１，２１に存在する駆動モータ１８，２８から車輪の間に設けられた減速機がその大きな減速比によって押出しジャッキ３２の起動時に大きな抵抗となる。
従って、そのままでは単に橋桁１０２を押し出すのに必要な推進力を出力するだけの押出しジャッキでは不十分であり、減速機の起動抵抗に打ち勝つだけの推進力を発揮する大型の押出しジャッキを用いる必要が生じる。また、そうした押出しジャッキを利用する場合には、クランプ手段３３が反力で滑ってしまうことなく確実に走行レール１３０を掴むことができるようにするため、強力なクランプシリンダを必要とする。従って、押出しジャッキ３２だけでなくクランプ手段３３も大型化しなければならなくなる。

そこで、本実施形態では、押出しジャッキ３２による送出しに運転が切り替えられた場合、その押出しによる起動抵抗を小さくするため、減速機による抵抗を抑えるようにしている。すなわち、押出しジャッキ３２の動作に連動して送出し台車１０の駆動モータ１８，２８を駆動させ、減速機による起動抵抗を駆動モータ１８，２８に負担させる。
図３は、押出しジャッキ３２による送出しに運転が切り替えられた場合の動作タイミングを示した図である。本実施形態では、このタイミングで押出しジャッキ３２やクランプシリンダ３３ａ、更に駆動モータ１８，２８を動作させるように、押出し制御プログラムがマスタコンピュータ３に格納されている。

そこで先ず、押出しジャッキ３２が動作する前のＡ１で、クランプ手段３３のクランプシリンダ３３ａが伸張動作し、走行レール１３０を横から押圧してクランプする。こうして走行レール１３０を掴んだ後、Ｂ１で押出しジャッキ３２の伸張作動させ送出し台車１０の押し出しを開始し、そのＢ１と同じタイミングのＣ１で駆動モータ１８，２８を駆動させる。従って、押出しジャッキ３２は、駆動ポンプ１の圧力油の供給を受けて徐々に伸張作動して送出し台車１０が押し出され、その送出し台車１０，２０自身でも駆動モータ１８，２８が駆動して車輪が回転する。駆動モータ１８，２８は、押出しジャッキ３２が全ストローク分伸張するＢ２まで駆動を継続するのではなく、送出し台車１０，２０がある程度進むＣ２までの一定時間だけ駆動させている。押し出し開始時に送出し台車１０，２０において減速機にかかる起動抵抗を駆動モータ１８，２８に負担させればよいからである。

駆動モータ１８，２８が停止したＣ２の後、依然としてクランプ手段３３は走行レール１３０を把持し続けており、押出しジャッキ３２が伸長作動を継続するので、その押出しによって得られた推進力で送出し台車１０が前進する。
その後、押出しジャッキ３２が最大ストロークになったＢ２の時点で圧力油の供給が止められて伸張作動が停止する。そのため、送出し台車１０，２０の走行が止まって橋桁１０２の送出しが一旦停止する。

そして、次に押出しジャッキ３２のストロークを縮めて再び押出し可能な状態に戻す。そのためには、押出しジャッキ３２の伸張作動が停止したＢ２から所定時間後のＡ２でクランプ手段３３のクランプシリンダ３３ａを収縮させ、走行レール１３０の把持を解除する。その後、Ｂ３で圧力油の給排を逆転させて押出しジャッキ３２を収縮作動させる。このとき送出し台車１０はブレーキをかけて不動状態であるため、押出しジャッキ３２が収縮すると、それに引っ張れてクランプ手段３３の位置が前方へ移動する。押出しジャッキ３２の収縮作動にはＢ３〜Ｂ４の短時間で行われる。

その後は、図２に示した各タイミングで、クランプ手段３３による走行レール１３０の把持及び解除が、押出しジャッキ３２による伸張作動及び収縮作動が、更には押出しジャッキ３２の伸張作動開始時における駆動モータ１８，２８の駆動が繰り返される。

よって、本実施形態では、手延べ機１４０が送出し先の橋脚１１５に到達した後、送出し台車１０，２０による自走から押出しジャッキ３２による押し出しに切り替えることにより、走行レールに対する車輪の粘着力が低下した状態でも確実に橋桁１０２の送出しが行われるようになった。
また、押出しジャッキ３２による押し出しに切り替えた際、押出しジャッキ３２の伸張作動による押出し開始時から所定時間、駆動モータ１８，２８に通電して車輪を回転させることにより減速機による起動抵抗を駆動モータ１８，２８の駆動力によって補償しているため、押出しジャッキ３２は起動後の走行抵抗のみを負担すればよいことになる。従って、押出しジャッキ３２によってスムーズに橋桁１０２の送出しを継続することができ、更に、減速機の抵抗負荷を考慮する必要がないため押出しジャッキ３２やクランプ手段３３を大型化させる必要がない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。

橋桁の送出しを行うための送出し制御システムの一実施形態を示した図である。 橋桁を搭載した送出し時の送出し台車の概略を示した図であり、押出しジャッキを連結した状態を示した図である。 押出しジャッキによる送出しに運転が切り替えられた場合の動作タイミングを示した図である。 線路を横切る現場において行われる橋桁の送出し工法について示した図である。 橋桁を搭載した送出し時の送出し台車の概略を示した側面図である。 橋桁を搭載した送出し時の送出し台車の概略を示した正面図である。

符号の説明

１ 駆動ポンプ
２ 制御用コンピュータ
３ マスタコンピュータ
１０，２０ 送出し台車
１１，２１ 走行部
１２，２２ 鉛直ジャッキ
１８，２８ 電動モータ
３２ 押出しジャッキ
３３ クランプ手段
３３ａ クランプシリンダ
３８ 台車走行制御装置
１０２ 橋桁
１２０ 仮設備
１３０ 走行レール
１４０ 手延べ機

Claims (4)

1. 先端に手延べ機を連結した橋桁を前後方向に配置した複数の送出し台車に載せて支持し、その送出し台車の走行レールに沿った移動により、橋桁を一方の橋脚から他方の橋脚へ送り出すことによって架設する橋桁の送出し工法において、
   前記手延べ機が送出し先の橋脚へ到達するまでは前記送出し台車が搭載する駆動モータによる車輪の回転によって自走するようにし、前記手延べ機が当該送出し先の橋脚へ到達した後は押出しジャッキによって前記送出し台車を押し出して移動させるようにしたものであり、当該押出しジャッキによる押出し起動時に前記駆動モータを一定時間駆動させるようにしたことを特徴とする橋桁の送出し工法。
2. 請求項１に記載する橋桁の送出し工法において、
   前記押出しジャッキは走行レールを把持することができるクランプ手段を有し、そのクランプ手段による走行レールの把持および把持解放と、前記押出しジャッキによる伸縮を繰り返すことにより送出し台車を押し出すようにしたことを特徴とする橋桁の送出し工法。
3. 先端に手延べ機を連結した橋桁を前後方向に配置した複数の送出し台車に載せて支持し、その送出し台車の走行レールに沿った移動により、橋桁を一方の橋脚から他方の橋脚へ送り出すことによって架設する橋桁の送出し制御システムにおいて、
   前記送出し台車は、駆動モータによって車輪を回転させる自走式であり、その一又は二以上の送出し台車に押出しジャッキが連結されたものであって、当該駆動モータの駆動や押出しジャッキの伸縮を制御する制御装置を有し、その制御装置が、前記手延べ機が送出し先の橋脚へ到達するまでは前記駆動モータによる車輪の回転によって前記送出し台車を自走させ、前記手延べ機が送出し先の橋脚へ到達した後は押出しジャッキによって前記送出し台車を押し出して移動するようにしたものであり、当該押出しジャッキによる前記送出し台車の押出しを行い、当該押出しジャッキの起動時には前記駆動モータを一定時間駆動させるようにしたものであることを特徴とする橋桁の送出し制御システム。
4. 請求項３に記載する橋桁の送出し制御システムにおいて、
   前記押出しジャッキは、走行レールを把持することができるクランプ手段を有し、前記制御装置は、そのクランプ手段による走行レールの把持および把持解放と、前記押出しジャッキの伸縮とを制御することにより送出し台車を押し出すようにしたものであることを特徴とする橋桁の送出し制御システム。

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