JP4349995B2 - 橋梁の架設方法 - Google Patents

Description

本発明は、橋梁の架設方法に関し、さらに詳しくは、桁下にクレーン等を設置できない施工区域において、低コストで、場所的な制約を最小限として、短期間で円滑に橋梁を橋脚の間に架設することを可能にする橋梁の架設方法に関するものである。

従来、桁下に河川、鉄道、道路等があり、桁下にトラッククレーン等が設置できない場所に橋梁を架設する場合には、手延べ機による送り出し工法等が採用されていた。手延べ機による送り出し工法によれば、桁下が河川や鉄道等でクレーンが使用できなくても、橋梁の先端に取付けられた軽量の手延べ機によって、橋梁の自重による下方へのたわみを抑制して、隣の橋脚に橋梁を円滑に架け渡すことができるとともに、自重によって発生する曲げ応力による橋梁の崩壊を防ぐことができる。

しかしながら、この工法では手延べ機を橋梁の先端に設置し、橋梁の架設後に手延べ機を解体しなければならず、そのための工数と場所が必要とされる。また、橋脚と橋脚との間隔が長くなると、手延べ機を送り出すにつれ、手延べ機の自重による下方へのたわみがある程度生じてしまう。そのため、手延べ機を送り出し方向前方にある橋脚の上端よりもやや上方に向けて送り出すために、送り出し装置に別途、高さ調節手段を設けて架設する必要があった。以上のように、この工法では高コスト化、架設時間の長期化、場所的な制約が問題となっていた。

このような手延べ機の自重による下方へのたわみを解消して、橋梁をやや上方に向けて送り出すことなく、確実に送り出し方向前方にある橋脚に橋梁を架設する方法が提案されている（特許文献１参照）。この架設方法は、先端に手延べ機を連結した橋梁にワイヤーを連結して、このワイヤーを手延べ機の下面に沿って送り出し方向に張設して、送り出し方向前方にある橋脚上に設置したガイド部材を経由して引張ることで、手延べ機の下方へのたわみを規制して、確実に橋梁を橋脚に架設するものである。

しかしながら、この提案においても、手延べ機の設置および解体が必要となり、そのための工数と場所を確保しなければならないため、高コスト化、架設時間の長期化、場所の確保の問題は依然として解決すべき課題となっていた。

また、手延べ機を用いずに、比較的小型の機械で、容易に橋梁を架設する方法が提案されている（特許文献２参照）。この提案は、橋梁ブロックの内部を長手方向に貫通する貫通孔にケーブルを挿入して、このケーブルに緊張力を与えて片持ち状に橋梁ブロックを保持しつつ、順次、クレーンによって先端部に橋梁ブロックを運んで、連結してゆくものである。この方法では、橋梁ブロックを連結する度に、ケーブルの緊張力を解放し、新たに連結したブロックの先端まで、ケーブルを繰出して固定して、再度緊張力を与えるようにして、この工程を何度も繰り返す必要があり、迅速に橋梁を架設することが困難である。また、クレーンを用いて橋梁ブロックを運んで先端に連結してゆくので、橋梁を送り出して架設する方法に比べて、高さ方向の制限を受けることになる。さらに、ケーブルで橋梁の自重を支えるために、高強度のケーブルや強大な緊張力が必要となり、コスト高になるという問題がある。
特開２００１−１７２９１８号公報 特開平１０−３１７３２６号公報

本発明の目的は、桁下にクレーン等を設置できない施工区域において、コスト低減を図り、短時間で、場所的な制約を最小限として、円滑に橋梁を橋脚の間に架設することを可能にする橋梁の架設方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の橋梁の架設方法は、橋脚基礎部の近傍において、橋脚を橋梁の架設方向に倒した状態で構築し、前記橋脚基礎部と前記橋脚の下端部とを回転可能に連結し、前記構築した橋脚の上方に、橋梁の先端部を長手方向に対して下端を凸に曲げるように作用する曲げ応力を付加した橋梁を所定の架設高さまで持ち上げてから、前記橋脚を、その下端部を回転中心として起こして前記橋脚基礎部の上に立設させるとともに、前記持ち上げている橋梁を、その橋梁の長手方向先端部を前方にして、前記橋梁の長手方向に送り出して、この送り出す前方に立設する橋脚に前記橋梁を架設するとともに、前記起こして立設させた橋脚に架設することを特徴としている。

本発明の橋梁の架設方法によれば、一方の橋脚上から他方の橋脚上に向けて橋梁を送り出して、橋脚の間に架け渡す橋梁の架設方法において、橋梁に長手方向に対して下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力を負荷しつつ、一方の橋脚上から他方の橋脚上に向けて、橋梁を長手方向に送り出して、一方の橋脚と他方の橋脚との間に橋梁を架設するので、一方の橋脚から橋梁が送り出されて片持ち状態となっても、負荷した曲げ応力が橋梁の自重による下方へのたわみを打ち消すので、橋梁を持ち上げるクレーン等が使用できない施工区域においても、円滑に橋脚の間に架設ができる。これによって、手延べ機が不要となり、橋梁を架設する際に、場所的な制約が少なくなり、コスト低減、架設時間の短縮化が可能となる。さらに、このたわみの打ち消し効果によって、橋梁を上方に向けて送り出す必要がなく、橋梁を略水平方向の橋梁の長手方向に送り出せばすむようになる。したがって、送り出し装置に高さ調節手段が不要になり、コスト低減、架設時間の短縮化が可能となる。

また、橋脚基礎部の近傍において、橋脚を橋梁の架設方向に倒した状態で構築することによって、低い位置で橋脚を構築することができ、作業の安全性が向上し、作業スペースや高所からの落下物の影響等による規制範囲を含めた施工区域の交通規制の範囲を最小限とすることができる。

そして、橋脚基礎部と橋脚の下端部とを回転可能に連結し、構築した橋脚の上方に、橋梁の先端部に長手方向に対して下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力を負荷した橋梁を所定の架設高さまで持ち上げてから、倒した状態の橋脚を橋脚の下端部を回転中心として起こして橋脚基礎部の上に立設させるとともに、持ち上げている橋梁を橋梁の長手方向先端部を前方にして、橋梁の長手方向に送り出して、この送り出す前方に立設する橋脚に橋梁を架設するとともに、起こして立設させた橋脚に架設するので、橋脚の立設、橋梁の架設が容易で、迅速に、場所的な制約をあまり受けずに、高架橋を架設することができ、コストの低減も可能となる。

以下、本発明の橋梁の架設方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。まず、橋梁の先端部の構造を図１に基づいて説明する。橋梁１の先端部上面には緊張部材４である複数の鋼線ワイヤー５が長手方向に張設されて橋梁１に固定されている。この鋼線ワイヤー５の張力によって、橋梁１には下側を凸にする曲げ応力が負荷されている。具体的には、橋梁１の先端部上面に２つの固定部材７が長手方向に所定間隔をあけて橋梁１に固定されていて、この両固定部材７の間に複数の鋼線ワイヤー５が、張設装置６によって引張り応力を受けて張設されている。この鋼線ワイヤー５の張力により、橋梁１には下側を凸に曲げるような曲げ応力が負荷され、張設装置６で鋼線ワイヤー５の張力を変えることによって、曲げ応力を調節することができる。

このような構造であると、鋼線ワイヤー５の張力、即ち、橋梁１に作用する曲げ応力の調整が容易で、かつ装置の低コスト化を図ることができる。また、緊張部材４を橋梁１の上面に設けて、橋梁１の中立軸から離れた位置としているので、大きな曲げ応力を容易に負荷することができる。

緊張部材４は、橋梁１に長手方向に対して下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力を負荷できるものならば鋼線ワイヤー５に限定されない。例えば、図２に示すように上側に突出したリブ状構造体８を橋梁１の上面長手方向に設けるようにしてもよい。このリブ状構造体８を伸縮機構９で縮めることで橋梁１に下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力が負荷される。また、緊張部材４を取り外し容易にしておくと、作業効率が向上し、様々な橋梁１に設置がしやすくなる。

次に、図３に示す実施形態による架設中の高架橋の全体概要側面図に基づいて、橋梁の架設方法の一例を説明する。高架橋の施工区域には、あらかじめ橋脚２が地盤１１に立設され、高架橋を施工する一端側の橋脚２の後方に、橋梁組立ヤード１３が設置される。この橋梁組立ヤード１３で、まず先端部となる橋梁１が製作される。この時に、橋梁１の上面長手方向に緊張部材４が設置され、下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力が負荷される。順次、この先端部の橋梁１の後ろに続く橋梁１が接続されて、先の橋梁１と接合され、図示しない送り出し装置によって、送り出し方向前方に立設された橋脚２上に向けて送り出される。

橋梁１の先端部は、送り出されると片持ち状態となるため、橋梁１には自重によって上側を凸に曲げるように曲げ応力が作用して、大きく下方へたわむことになるが、緊張部材４によって負荷された曲げ応力によって、この下方へのたわみが打ち消される。

したがって、橋梁１を送り出す方向は、略水平方向の橋梁１の長手方向でよく、高さ方向の厳密な調節が不要となり、容易かつ迅速に、送り出し方向前方に設置された橋脚２に架け渡すことができる。以後は順次、橋梁１が送り出し方向前方に設置された橋脚２に架設ローラ１２上を転がって架設されてゆく。架設が完了した後は、緊張部材４の緊張が緩和されて、負荷されていた曲げ応力が解放され、緊張部材４が除去される。以上のように、橋梁１が架設されるので、桁下（橋梁下）にクレーン等が設置できずに橋梁１をクレーン等で持ち上げることができない場所においても、低コストで、効率よく橋梁１の架設ができる。

次に、図４〜７に示す実施形態に基づいて、橋梁の架設方法の他の例を説明する。この実施形態では、鉄道１８を跨いで高架橋を架設するので、鉄道１８の架線が邪魔になり、鉄道１８の周辺ではクレーンの使用が制限される。

まず、第１工程では、図４に示すように、高架橋の施工区域には、所定間隔を置いて橋梁基礎部３が地盤１１に埋設される。この橋脚基礎部３の上端部の近傍において、橋脚２を地盤１１に倒した状態で構築する。橋脚２を倒した状態にする方向は、橋脚基礎部３が配列されている方向、即ち、橋梁１の架設方向となる。そして、橋脚基礎部３の上端部と橋脚２の下端部はヒンジ部材１０によって、回転可能に連結される。橋脚２を構築する際には、橋脚２の下端部を橋脚基礎部３に隣接する位置にしておくとよい。

続いて、鉄道１８を跨ぐ長さを考慮して、長手方向にセットバックした位置で、橋梁１が組み立てられる。橋梁１の組み立ては、図４に示すように倒れた状態の橋脚２に沿って、橋脚２の上方で仮設架台１４の上で行なう。この際に、橋梁１の先端部には、上述した緊張部材４が設置されて、橋梁１に長手方向に対して下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力が負荷される。

橋梁１の組み立ては、倒れた状態の橋脚２に対して、幅方向にずらして地盤１１上で行なうようにしてもよい。なるべく地盤１１に近く、低い位置で組み立てることで、高所作業が減り、安全で効率的な作業をすることができ、周辺に対する交通規制の範囲を最小限にできる。また、橋梁１の先端に、セッティングビーム１７が備えると架設時に前方の橋梁１との接合が容易になる。

第２工程では、図５に示すように、橋脚２および橋梁１が完成した後に、橋梁１の下に自走台車１６に載ったリフトアップジャッキ１５を配置して、橋梁１を所定の高さまで持ち上げる。これとともに、倒れた状態の橋脚２をヒンジ部材１０を回転中心として、図示しないクレーン等で起こして、橋脚基礎部３の上に立設させる。橋脚基礎部３の上端部と橋脚２の下端部がヒンジ部材１０によって、回転可能に連結されているので、橋脚２の立設も容易にできる。

次に、第３工程では、図６に示すように、橋梁１を持ち上げた状態で自走台車１６を橋梁１の架設方向前方に移動させて、橋梁１を前方に送り出す。この際に、前方にせり出る橋梁１には、上側を凸に曲げるように曲げ応力が作用するが、緊張部材４により、これと反対方向の曲げ応力が負荷されているので、曲げ応力が相殺されて下方へのたわみを抑えることができる。

その後、第４工程では、図７に示すように、鉄道１８をはさんで、対面に立設されている橋脚２上に架設された橋梁１に、送り出された橋梁１の先端部がセッティングビーム１７を介して接合され、リフトアップジャッキ１５が外されて、橋梁１は橋脚２の上に設置される。架設後は、緊張部材４、セッティングビーム１７およびヒンジ部材１０は除去される。このようにして、鉄道１８を跨ぐ高架橋を架設することができる。

この橋梁の架設方法では、橋脚基礎部３の近傍において、橋脚２を橋梁１の架設方向に倒した状態で構築することによって、低い位置で橋脚２を構築することができ、作業の安全性が向上し、作業スペースや高所からの落下物の影響等による規制範囲を含めた施工区域の交通規制の範囲を最小限とすることができる。

そして、橋梁１を所定の架設高さまで持ち上げてから、倒した状態の橋脚２を橋脚２の下端部を回転中心として起こして橋脚基礎部３の上に立設させるとともに、持ち上げている橋梁１を橋梁１の長手方向先端部を前方にして、橋梁１の長手方向に送り出して架設するので、場所的に制限が多い鉄道１８を跨ぐような施工区域においても容易かつ迅速に、高架橋を架設することができ、コストの低減が可能となる。

尚、スペース等の関係から図５に示すように、倒した状態の橋脚２を橋脚２の下端部を回転中心として起して橋脚基礎部３の上に立設させることができない施工区域においては、橋脚２を仮組立ヤードで直立させた状態で組み立てて、直立させた状態で搬送してきて、橋脚基礎部３の上に立設させることもできる。

本発明に用いる橋梁の先端部の構造の一例を示す斜視図である。 本発明に用いる橋梁の先端部の構造の他の例を示す斜視図である。 本発明の橋梁の架設方法の一例を説明する全体概要側面図である。 本発明の橋梁の架設方法の他の例の第１工程を説明する全体概要側面図である。 本発明の橋梁の架設方法の他の例の第２工程を説明する全体概要側面図である。 本発明の橋梁の架設方法の他の例の第３工程を説明する全体概要側面図である。 本発明の橋梁の架設方法の他の例の第４工程を説明する全体概要側面図である。

符号の説明

１ 橋梁
２ 橋脚
３ 橋脚基礎部
４ 緊張部材
５ 鋼線ワイヤー
６ 張設装置
７ 固定部材
８ リブ状構造体
９ 伸縮機構
１０ ヒンジ部材
１１ 地盤
１２ 架設ローラ
１３ 橋梁組立ヤード
１４ 架設架台
１５ リフトアップジャッキ
１６ 自走台車
１７ セッティングビーム
１８ 鉄道

Claims (2)

1. 橋脚基礎部の近傍において、橋脚を橋梁の架設方向に倒した状態で構築し、前記橋脚基礎部と前記橋脚の下端部とを回転可能に連結し、前記構築した橋脚の上方に、橋梁の先端部を長手方向に対して下端を凸に曲げるように作用する曲げ応力を付加した橋梁を所定の架設高さまで持ち上げてから、前記橋脚を、その下端部を回転中心として起こして前記橋脚基礎部の上に立設させるとともに、前記持ち上げている橋梁を、その橋梁の長手方向先端部を前方にして、前記橋梁の長手方向に送り出して、この送り出す前方に立設する橋脚に前記橋梁を架設するとともに、前記起こして立設させた橋脚に架設することを特徴とする橋梁の架設方法。
2. 前記橋梁の上面長手方向に鋼線ワイヤーを設置し、この鋼線ワイヤーが引張応力を受けて張設されることによって前記橋梁に長手方向に対して下側を凸に曲げるように作用する曲げ応力が付加されることを特徴とする請求項１に記載の橋梁の架設方法。

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