JP4521024B2 - 高構造物の補強工法における鉄筋組立方法、及び鉄筋組立用冶具 - Google Patents

Description

本発明は、高構造物の補強工法における鉄筋組立方法と、それに用いる鉄筋組立用冶具に関する。

既存のコンクリート橋脚を耐震補強するため、例えば特許文献１により、既存橋脚の対向面に少なくとも一対の縦溝を形成し、縦溝間に形成された貫通孔内に挿通した中間帯鉄筋の両端を、縦溝内に固定された支保鋼材に固定し、既存橋脚の表面に複数の補強軸方向鉄筋を配筋し、複数の補強帯鉄筋を支保鋼材に貫通させて補強軸方向鉄筋のうえから既存橋脚の外周に巻き、これら補強鉄筋や支保鋼材をモルタル被覆層で被覆してなる補強構造が知られている。

ところで、高さが２５ｍを超える構造物（以下、高構造物）の施工箇所としては、山間部、海岸部の山あいや谷あいに多く、施工条件が厳しい状況となっている。高構造物を耐震補強する場合、これまでは枠組み足場を橋脚に沿って設置し、ＲＣ巻き立て工法等で施工していた。また、鉄筋の組立作業には大型クレーンにより、鋼材を吊上げる必要があり、広い作業ヤードの確保も必要であった。

また、通常は大型クレーンを使用して鉄筋・型枠組立作業を行うが、山間部や海岸部の山あいや谷あいは、クレーンなどの大型重機械が入らないケースが多いため、クレーンを使わないで効率的に施工する方法が求められている。
また、これまでは鉄筋・型枠組立、コンクリート打設を、例えば５ｍ程度を１サイクルとして施工してきたが、１サイクル毎に枠組み足場を組立て施工することにより、工程が多く必要となっていた。

すなわち、高構造物の耐震補強を行う場合、足場はコンクリート打設高さに合わせて枠組み足場を設置するため、多くの日数を要している。

ここで、特許文献２により、複数本の支柱に沿って昇降する１基の作業台よりなり、作業台の床板には折り曲げ自在な可撓性の連結部を設けた、昇降足場が知られている。

また、特許文献３により、装置本体を、橋脚の支承部を囲むようにしてそれぞれ沓座上に載置され、隣接するものどうしが互いに連結固定される４つのセグメントで構成し、各セグメントの突出部の先端部には、ねじ機構を設け、このねじ機構で上部構造体を押すことにより、装置本体を沓座に押圧固定して、各セグメントには、支持バーを設け、各支持バーには、電動ウインチを着脱可能に支持させた橋脚用吊り装置が知られている。
特開平１１−０３６２３０号公報 特開平０７−１９７６４１号公報 特開平０９−３０２９４９号公報

しかし、高構造物に対し枠組み足場ではジベル筋、軸方向鉄筋、帯鉄筋の施工は連続作業ができないため、工期を多く必要としていた。また、高構造物施工箇所は作業ヤードの確保が困難なことから、大型クレーンを必要としない工法の開発が求められていた。

つまり、山あいや谷あい等の現場においては、鉄筋組立等の作業にはクレーンが使用できないことがあることから、ホイストにより鉄筋を吊上げて組立てる必要がある。しかし、ホイストにより吊り込むためには、既存の吊り上げ方法では効率が悪いため、例えば特許文献２の昇降足場と例えば特許文献３のような電動ウインチ等と連携を図る方法で効率化する必要がある。

本発明の課題は、高構造物に対し昇降足場により補強を行う場合、大型クレーンを用いずに、軸方向鉄筋、帯鉄筋の施工が連続的にできて、大幅な工期短縮となる施工方法を提供することである。
また、本発明の課題は、そのような高構造物の補強工法における鉄筋組立方法に用いるのに好適し、昇降足場で作業箇所まで運搬し、治具により盛替えて既設鉄筋に固定した上、設計鉄筋間隔にセットして鉄筋組立が可能な治具を提供することである。

以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、高構造物に対し昇降足場を用いて補強資材を搬入し組み付ける工法であって、前記高構造物の上部にホイストを設置し、複数本の鉄筋を保持する冶具を前記昇降足場に搭載し、前記複数本の鉄筋を保持した前記冶具を前記ホイストにより前記昇降足場から吊り上げて、前記冶具に保持された前記複数本の鉄筋を前記高構造物に対し組み付けることを特徴とする。

同じく、請求項１に記載の発明は、前記冶具により前記複数本の鉄筋の間隔を調整することを特徴とする。

同じく、請求項１に記載の発明は、前記冶具により軸方向鉄筋は横方向に間隔を開けて垂直に保持することを特徴とする。

同じく、請求項１に記載の発明は、前記冶具により帯鉄筋は縦方向に間隔を開けて水平に保持することを特徴とする。

特に、請求項１に記載の発明は、直線状の帯鉄筋は前記冶具を一対用いて水平に保持した状態で前記高構造物に対し組み付け、平面視コ字状の帯鉄筋は、中央部を前記冶具で保持すると同時に、両側部を前記ホイストで水平に吊り上げた状態で前記高構造物に対し組み付けることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の高構造物の補強工法における鉄筋組立方法に用いる鉄筋組立用冶具であって、複数本の鉄筋を１本ずつ保持する複数個の鉄筋保持部と、これら複数個の鉄筋保持部の間隔を調整する間隔調整部と、を備える鉄筋組立用冶具を特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の鉄筋組立用冶具であって、前記鉄筋保持部は、前記間隔調整部の送りねじに螺合する端部の係合部材と、前記送りねじ上に遊合する他の係合部材とにそれぞれ設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の鉄筋組立用冶具であって、前記送りねじの回転時に前記係合部材を連動させるリンク機構を備えることを特徴とする。

本発明によれば、高構造物に対し昇降足場により補強を行う場合において、大型クレーンを用いずに、軸方向鉄筋、帯鉄筋の施工が連続的にできるため、工期を大幅に短縮できる。

以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
（実施形態）
図１は本発明を適用した高構造物の耐震補強工法の一実施形態の構成として橋脚の耐震補強におけるジベル筋施工を示したもので、１はコンクリート橋脚（高構造物）、２はマスト（支柱）、３はワークプラットホーム（昇降足場）、４は天井レール、５はホイスト、１１はジベル筋である。

図示のように、高構造物であるコンクリート橋脚（以下、単に橋脚と呼ぶ）１の前後左右の四面を囲むように、前後各々二本ずつのマスト２に沿って昇降動作する昇降足場であるワークプラットホーム３が備えられている。このワークプラットホーム３には昇降動作の駆動源である電動モータが搭載されている。また、橋脚１の上部には、その前後面に平行する天井レール４に沿って移動する複数ずつのホイスト５が備えられている。
なお、マスト２は前後各一本ずつでも良い。また、ワークプラットホーム３は、図示例では、前後のマスト２に沿って昇降するワークプラットホーム３が対をなす構成となっているが、全一体の構成のものでも良い。そして、天井レール４は、橋脚１とマスト２との間に配置されている。この天井レール４は、橋脚１またはマスト２に固定される。さらに、その天井レール４の両端間にも天井レール４が架設されている。

以上のワークプラットホーム３には、耐震補強資材が天井レール４に備えられたホイスト５を利用して積み込まれ、ここでは、ジベル筋１１が積み込まれて、マスト２に沿ったワークプラットホーム３の上昇・停止の都度、図示のように、橋脚１の外面にジベル筋１１が組み付けられる。

図２は次の軸方向鉄筋・帯鉄筋施工を示したもので、１２は軸方向鉄筋、１３・１４は帯鉄筋である。

すなわち、ワークプラットホーム３には、天井レール４のホイスト５を利用して橋脚１の周囲を囲む軸方向鉄筋１２と直線状の帯鉄筋１３及び平面視コ字状の帯鉄筋１４が積み込まれて、ワークプラットホーム３の上昇・停止の都度、図示のように、橋脚１の周囲に軸方向鉄筋１２が組み付けられて、その軸方向鉄筋１２に対し直線状の帯鉄筋１３及び平面視コ字状の帯鉄筋１４が組み付けられる。

図３は次の型枠・コンクリート打設を示したもので、１５は型枠、１６は打設コンクリートである。

すなわち、ワークプラットホーム３には、天井レール４のホイスト５を利用して型枠１５が積み込まれて、ワークプラットホーム３の上昇・停止の都度、橋脚１の周囲に組み付けた鉄筋を囲む型枠１５が組み付けられて、さらに、図示のように、ワークプラットホーム３の上昇・停止後、型枠１５内にコンクリートが打設される。図示例では、例えば、１段目から３段目までの型枠脱型が済んで、打設コンクリート１６が現れ、４段目の型枠１５・コンクリート打設工程となっている。

図４は次の型枠脱型を示したものである。
図示のように、例えば、５段目及び最終６段目の型枠１５・コンクリート打設後、型枠脱型される。

次に、図５は図２の軸方向鉄筋・帯鉄筋施工における軸方向鉄筋組立方法を示したもので、２０は鉄筋組立用冶具である。
図示のように、軸方向鉄筋１２は、天井レール４の一対のホイスト５から繰り出されるケーブル６により吊り下げた鉄筋組立用冶具２０を上下一対用いて、横方向に間隔を開けて垂直に保持された状態で組み付けられる。

鉄筋組立用冶具２０は、図６に拡大して示したように、複数本の鉄筋を１本ずつ保持する複数個の鉄筋保持部２１と、これら複数個の鉄筋保持部２１の間隔を調整する間隔調整部３１と、を備えている。鉄筋保持部２１は、例えば一部を切り欠いたパイプ状の保持金具２２に鉄筋（図示では軸方向鉄筋１２）を通してボルト２３の締め付けにより固定する方式のものである。

間隔調整部３１は、軸線が水平方向の送りねじ３２と、この送りねじ３２に対し等間隔を開けて係合する複数個の係合部材３３と、これら複数個の係合部材３３を送りねじ３２の回転時に連動させるリンク３４・３５とから構成されている。図示例において、隣り合う係合部材３３間に２枚１組のリンク３４とリンク３５が回動自在に連結されて、送りねじ３２の一端部に対し回転自在に組み付けた固定プレート３６と、その隣り合う係合部材３３間に２枚１組のリンク３４が回動自在に架設されている。

ここで、固定プレート３６とその反対側端部の係合部材３３との間の図には表れない係合部材３３は、送りねじ３２上に遊合されている。そして、係合部材３３の位置に対応して、リンク３４・３５の回動連結部の一側面に鉄筋保持部２１の保持金具２２が取り付けられている。
以上により間隔調整部３１は、固定プレート３６と反対側端部の係合部材３３が送りねじ３２の回転に連動して移動することで、その間のリンク３４・３５の伸縮動作を伴って係合部材３３の間隔が等間隔を保ちながら変更される。

図７（ａ）は以上の鉄筋組立用冶具２０による鉄筋保持を示したもので、図示例では、前述した固定プレート３６に代えて、リンク３５及び固定部材３７を設けている。この固定部材３７は送りねじ３２の一端部に対し回転自在に組み付けたもので、この固定部材３７に鉄筋保持部２１の保持金具２２が設けられている。そして、図示例では、その固定部材３７の鉄筋保持部２１を除いて、他の鉄筋保持部２１に軸方向鉄筋１２が保持されている。

図７（ｂ）は間隔調整部３１の収縮調整を示したもので、図７（ｃ）はその収縮状態での先行既設鉄筋１２Ａへの固定と鉄筋間隔調整を矢印で示したものであり、図示のように、固定部材３７の鉄筋保持部２１を端部の先行既設鉄筋１２Ａに固定する。
このように、間隔調整部３１を収縮調整してコンパクトにしながら、固定部材３７の鉄筋保持部２１を先行既設鉄筋１２Ａに固定することで、鉄筋組立用冶具２０がブラブラせず安全を確保できる。
その後、矢印で示すように、間隔調整部３１を伸張調整する。

図７（ｄ）は下方の先行既設鉄筋１２Ｂへの軸方向鉄筋１２の圧接を示したもので、仮想線で簡略化して示した上下一対の鉄筋組立用冶具２０で保持された軸方向鉄筋１２を、下方の先行既設鉄筋１２Ｂに緊結・圧接する。

以上の軸方向鉄筋１２の組立フローは以下のとおりである。
１．鉄筋組立用冶具２０に軸方向鉄筋１２を取り付ける。
２．鉄筋組立用冶具２０の間隔調整部３１を収縮調整する。
３．鉄筋組立用冶具２０を図示しない小型クレーンによりワークプラットホーム３内に吊り込む。
４．ワークプラットホーム３を作業箇所まで上昇させる。
５．ホイスト５により鉄筋組立用冶具２０を吊り上げる。
６．鉄筋組立用冶具２０を端部の先行既設鉄筋１２Ａに固定する。
７．鉄筋組立用冶具２０の間隔調整部３１を伸張調整する。
８．鉄筋組立用冶具２０の軸方向鉄筋１２を下方の先行既設鉄筋１２Ｂに緊結・圧接する。

次に、図８は図２の軸方向鉄筋・帯鉄筋施工における帯鉄筋組立方法を示したもので、図示のように、帯鉄筋１３・１４は、天井レール４の一対のホイスト５から繰り出されるケーブル６により吊り下げた鉄筋組立用冶具２０を左右一対または前後一対用いて、縦方向に間隔を開けて水平に保持された状態で組み付けられる。

ここで、図９（ａ）は帯鉄筋１３・１４の配置を示したもので、橋脚１の周囲に軸方向鉄筋１２を囲むようにして、図示のように、平行する直線状の帯鉄筋１３及び対向する平面視コ字状の帯鉄筋１４が組み付けられる。

図９（ｂ）は平面視コ字状の帯鉄筋１４の鉄筋組立用冶具２０による保持箇所を示したもので、平面視コ字状の帯鉄筋１４は、図示のように、中央部を鉄筋保持部２１で保持して、両側部を対応するポイントＰで、天井レール４の一対のホイスト５から繰り出されるケーブル６により保持される。
こうして、平面視コ字状の帯鉄筋１４の両側部はホイスト５により所定高さで吊り上げて組み付けられる。

図９（ｃ）は直線状の帯鉄筋１３の鉄筋組立用冶具２０による保持箇所を示したもので、直線状の帯鉄筋１３は、図示のように、両端部側を鉄筋保持部２１で保持される。

図１０は図８（ｂ）の鉄筋組立用冶具２０を拡大したもので、基本的には、前述した鉄筋組立用冶具２０の送りねじ３２を垂直方向に向けるとともに、係合部材３３に鉄筋保持部２１の保持金具２２を設けたものである。

図１１は図１０の鉄筋保持部２１の保持方式と異なる保持方式を示したもので、図１１（ａ）は回転式の鉄筋保持部２４であり、図示のように、例えば切欠部を有するリング状の保持金具２５・２６を組み合わせて帯鉄筋１３・１４を着脱する回転式のものである。
また、図１１（ｂ）はワンタッチ式の鉄筋保持部２７であり、図示のように、例えばフック状の保持金具２８にストッパピン２９を組み合わせて帯鉄筋１３・１４を着脱するワンタッチ式のものである。

図１２はワークプラットホーム３上の鉄筋取込みガイド４０を示したもので、図示のように、ワークプラットホーム３の床面上には、左右一対の傾斜ガイド板４１及びその上方に連続する曲線ガイド板４２による鉄筋取込みガイド４０が設置されている。
図示のように、帯鉄筋１３を保持した一対の鉄筋組立用冶具２０は、図示しない小型クレーンによりワークプラットホーム３上の所定の床面上の橋脚１側に、図示したように、固定プレート３６を下にしてセットされる。このとき、鉄筋組立用冶具２０に保持された帯鉄筋１３は、一対の鉄筋取込みガイド４０の傾斜ガイド板４１の近傍位置にある。

そして、一対の鉄筋組立用冶具２０に、天井レール４の一対のホイスト５から繰り出されるケーブル６を連結した後、ホイスト５により鉄筋組立用冶具２０を吊り上げると、鉄筋組立用冶具２０に保持された帯鉄筋１３は、一対の鉄筋取込みガイド４０の傾斜ガイド板４１にガイドされながら上昇し、その上部の曲線ガイド板４２により橋脚１側に吊り込まれて上昇する。

図１３は鉄筋組立用冶具２９による先行既設鉄筋１３Ａ・１４Ａへの固定を示したもので、最下段の鉄筋保持部２１を除いて、他の鉄筋保持部２１に帯鉄筋１３（または帯鉄筋１４）が保持されている。その後、図示のように、最下段の鉄筋保持部２１を下方の先行既設鉄筋１３Ａ（または先行既設鉄筋１４Ａ）に固定する。

以上の帯鉄筋１３・１４の組立フローは、前述した軸方向鉄筋１２の組立フローと同様である。

以上、実施形態の施工方法によれば、橋脚１に対しワークプラットホーム３により耐震補強を行う場合、ジベル筋１１、軸方向鉄筋１２、帯鉄筋１３・１４の施工が連続的にできるため、工期を大幅に短縮できる。

なお、以上の実施形態においては、橋脚の耐震補強としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、耐震補強の対象は他に塔などの高構造物であっても良い。
また、昇降足場の構成等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

本発明を適用した高構造物の耐震補強工法の一実施形態の構成を示すもので、橋脚の耐震補強におけるジベル筋施工を示した概略側面図（ａ）及び同正面図（ｂ）である。 図１の施工に続く軸方向鉄筋・帯鉄筋施工を示した概略側面図（ａ）及び同正面図（ｂ）である。 図２の施工に続く型枠・コンクリート打設を示した概略側面図（ａ）及び同正面図（ｂ）である。 図３の施工に続く型枠脱型を示した概略側面図（ａ）及び同正面図（ｂ）である。 図２の軸方向鉄筋・帯鉄筋施工における軸方向鉄筋組立方法を示した概略側面図（ａ）及び同正面図（ｂ）である。 図５の冶具部分の拡大斜視図である。 図６の冶具による鉄筋保持を示した斜視図（ａ）で、その冶具の収縮調整を示した図（ｂ）、その冶具による先行既設鉄筋への固定と鉄筋間隔調整を矢印で示した図（ｃ）、先行既設鉄筋への軸方向鉄筋の圧接を示した図（ｄ）である。 図２の軸方向鉄筋・帯鉄筋施工における帯鉄筋組立方法を示した概略側面図（ａ）及び同正面図（ｂ）である。 帯鉄筋の配置を示した平面図（ａ）で、平面視コ字状の帯鉄筋の冶具による保持箇所を示した図（ｂ）、直線状の帯鉄筋の冶具による保持箇所を示した図（ｃ）である。 図８（ｂ）の冶具部分の拡大斜視図である。 図１０の保持方式と異なる保持方式を示した図（ａ）及び（ｂ）である。 昇降足場上の鉄筋取込みガイドを示した斜視図である。 図１２の冶具による先行既設鉄筋への固定を示した斜視図である。

符号の説明

１ 高構造物
２ 支柱
３ 昇降足場
４ 天井レール
５ ホイスト
６ ケーブル
１１ ジベル筋
１２ 軸方向鉄筋
１３ 直線状の帯鉄筋
１４ 平面視コ字状の帯鉄筋
１５ 型枠
１６ 打設コンクリート
２０ 鉄筋組立用冶具
２１ 鉄筋保持部
２２ 保持金具
２３ ボルト
２４ 鉄筋保持部
２５ 保持金具
２６ 保持金具
２７ 鉄筋保持部
２８ 保持金具
２９ ストッパピン
３１ 間隔調整部
３２ 送りねじ
３３ 係合部材
３４ リンク
３５ リンク
３６ 固定プレート
３７ 固定部材
４０ 鉄筋取込みガイド
４１ 傾斜ガイド板
４２ 曲線ガイド板

Claims (4)

1. 高構造物に対し昇降足場を用いて補強資材を搬入し組み付ける工法で、
   前記高構造物の上部にホイストを設置し、
   複数本の鉄筋を保持する冶具を前記昇降足場に搭載し、
   前記複数本の鉄筋を保持した前記冶具を前記ホイストにより前記昇降足場から吊り上げて、前記冶具に保持された前記複数本の鉄筋を前記高構造物に対し組み付け、
   前記冶具により、前記複数本の鉄筋の間隔を調整するとともに、軸方向鉄筋は横方向に間隔を開けて垂直に保持して、帯鉄筋は縦方向に間隔を開けて水平に保持して、前記高構造物に対し組み付ける鉄筋組立方法であって、
   直線状の帯鉄筋は前記冶具を一対用いて水平に保持した状態で前記高構造物に対し組み付け、
   平面視コ字状の帯鉄筋は、中央部を前記冶具で保持すると同時に、両側部を前記ホイストで水平に吊り上げた状態で前記高構造物に対し組み付けることを特徴とする高構造物の補強工法における鉄筋組立方法。
2. 請求項１に記載の高構造物の補強工法における鉄筋組立方法に用いる鉄筋組立用冶具であって、
   複数本の鉄筋を１本ずつ保持する複数個の鉄筋保持部と、
   これら複数個の鉄筋保持部の間隔を調整する間隔調整部と、を備えることを特徴とする鉄筋組立用冶具。
3. 前記鉄筋保持部は、前記間隔調整部の送りねじに螺合する端部の係合部材と、前記送りねじ上に遊合する他の係合部材とにそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項２に記載の鉄筋組立用冶具。
4. 前記送りねじの回転時に前記係合部材を連動させるリンク機構を備えることを特徴とする請求項３に記載の鉄筋組立用冶具。

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