JP4558558B2 - 橋梁の押出架設装置 - Google Patents

Description

橋梁の主桁を押出し工法により架設する橋梁の押出架設装置に関する。

コンクリート橋の主桁を架設する際に、従来より押出し工法が頻繁に利用されている。この押出し工法は、橋脚後方の陸上等において設置される主桁製作ヤード上で長さ１０〜２０ｍのブロックに分割した主桁を順次押し出すことにより橋梁を架設する工法である。従来において、このような押出し工法に基づいて橋梁を架設するための押出し装置が数多く提案されている（例えば、特許文献１、２）。この押出し工法では、品質管理、工程管理上においても有利であり、架設作業全体のコストを大幅に削減することも可能である。

図５は、従来において開示されている押出し装置の一例を示している。この図５に示すように、水平ジャッキ２０並びに鉛直ジャッキ２４の伸縮動作によって、滑り板２１上を摺動する支持部材２２の上端面に主桁２３を設置する。そして、水平ジャッキ２０で支持部材２２を引き寄せることにより、主桁２３の押し出しを行う。

この押出し工法において、下り勾配において主桁を押し出す際において、主桁が不当に滑り出さないように、いわゆる「惜しみ」を取るための過走防止機能を付加した押出し装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。
特開昭５７−１９３６０５号公報 特開平６−２１２６０７号公報 特開平９−１２５３２０号公報

また、上述した特許文献では、下り勾配であっても主桁の押出しを制御しながらより安全に架設するための技術が開示されている一方で、特に傾斜角が５％を超えるような急勾配の橋梁を架設する際に、或いは予期しえない地震等が発生した場合において、かかる安全性をより強固なものとしつつ、しかも確実に主桁を押し出すことができる技術までは開示されていない。

特に、より自重が大きい主桁を勾配の急な箇所において架設する場合には、かかる自重による慣性力により、主桁を効率よく制御することができず、さらに押出し作業中において地震等が発生した場合には、主桁自体が滑り出してしまうことから、より危険度が上昇してしまうという問題点もあった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、自重がより大きい橋梁の主桁を押出し工法に基づいて下り勾配で架橋する場合において、その滑り出しによる過走を防止することができ、工事全体の安全性を向上し得る橋梁の押出架設装置を提供することにある。

本発明者は、橋梁の主桁を複数段階に亘って減速させることにより、下り勾配であっても慣性力を抑えて、主桁の過走を防止可能な橋梁の押出架設装置を発明した。

即ち、本発明を適用した橋梁の押出架設装置は、橋梁の主桁を押出し工法により下り勾配で架設する橋梁の押出架設装置において、上記主桁の底面に当接可能な滑り板と、上記滑り板を桁押出し方向へ摺動させるためのスライドジャッキとを有する水平押出部と、鉛直方向へ伸縮自在に設けられた鉛直ジャッキとを備え、動作時には、上記鉛直ジャッキを押し下げるとともに、上記水平押出部における上記滑り板を押し上げてこれを主桁の底面に当接させ、上記スライドジャッキによりこの主桁の底面に当接させた滑り板を上記桁押出し方向へ上記主桁の底面に対して摺動させることにより上記主桁を押し出し、上記滑り板を摺動させた後、上記鉛直ジャッキを鉛直方向に押し上げることにより上記主桁の底面を仮支持するとともに、上記水平押出部における上記滑り板を上記主桁の底面から離間させ、上記スライドジャッキにより、上記滑り板を上記桁押出し方向と正反対方向へ移動させ、上記動作を繰り返し実行することを特徴とする。

本発明は、主桁の底面に当接可能な滑り板と、上記滑り板を桁押出し方向へ摺動させるためのスライドジャッキとを有する水平押出部と、鉛直方向へ伸縮自在に設けられた鉛直ジャッキとを備え、動作時には、上記鉛直ジャッキを押し下げるとともに、上記水平押出部における上記滑り板を押し上げてこれを主桁の底面に当接させ、上記スライドジャッキによりこの主桁の底面に当接させた滑り板を上記桁押出し方向へ上記主桁の底面に対して摺動させることにより上記主桁を押し出し、上記滑り板を摺動させた後、上記鉛直ジャッキを鉛直方向に押し上げることにより上記主桁の底面を仮支持するとともに、上記水平押出部における上記滑り板を上記主桁の底面から離間させ、上記スライドジャッキにより、上記滑り板を上記桁押出し方向と正反対方向へ移動させ、上記動作を繰り返し実行し、その上で押出速度が複数段階に亘って減速するようにこれを制御する。

これにより、自重の大きい主桁を特に傾斜角が５％を超えるような急勾配の箇所において架設する場合であっても、かかる主桁の過走を防止することが可能となる。また、本発明では、押出し架設時において地震が発生した場合においても、その主桁の過走を防止することができ，工事全体の安全性を向上することも可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態として、押出し工法に基づいて架橋する橋梁の押出架設装置について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、この橋梁の主桁２を図中における桁押出し方向へ向けて押し出すことにより、これを架設する押出架設装置１の構成につき示す図である。この押出架設装置１は、橋脚３上にそれぞれ載置された水平押出部５と、鉛直ジャッキ６とを備え、さらに水平押出部５に油圧を供給するための油圧ポンプ１０と、油圧ポンプ１０に接続されるインバータ１１と、このインバータ１１に接続される操作盤１２とを備えている。

水平押出部５は、主桁２に当接可能な滑り板５１と、スライドジャッキ５２とを備えている。

鉛直ジャッキ６は、主桁２の底面を仮支持可能な当接面６ａを有し、図示しない制御部により制御された油圧状態に応じて、鉛直方向へ伸縮自在に構成されている。

油圧ポンプ１０は、インバータ１１による制御の下、ホース７１を介してスライドジャッキ５２内の油圧を上昇させ、或いは降下させる。

インバータ１１は、水平押出部５による主桁２の押出速度を可変にするために設置される。実際にこのインバータ１１により、油圧ポンプ１０からのポンプ吐出量をコントロールすることにより、スライドジャッキ５２における油圧状態を制御することが可能となり、上記主桁２の押出速度を段階的に緩やかにしたり、或いは主桁２の押出動作そのものを停止させたりすることが可能となる。

操作盤１２は、この押出架設装置１全体を制御するためのいわゆる中央処理ユニットとしての役割を担う。

次に、本発明を適用した押出架設装置１の動作につき図２を用いて説明をする。先ず図２(a)に示すように、鉛直ジャッキ６を押し下げるとともに、水平押出部５における滑り板５１を押し上げてこれを主桁２の底面に当接させる。そして、スライドジャッキ５２により、この主桁２の底面に当接させた滑り板５１を図中桁押出し方向へ摺動させる。これにより、主桁２を桁押出し方向へ押し出すことが可能となる。

滑り板５１をある一定の距離に亘り摺動させた後、図２(b)に示すように、鉛直ジャッキ６を鉛直方向に押し上げる。その結果、かかる鉛直ジャッキ６の当接面６ａは主桁２の底面を仮支持することが可能となる。また、これに伴って水平押出部５における滑り板５１の上面は主桁２の底面から徐々に離間していくことになる。

次に図２(c)に示すように、スライドジャッキ５２により滑り板５１を図中桁押出し方向と正反対方向へ摺動させる。その結果、滑り板５１は水平押出部５の左端部まで戻ることになる。次に、この鉛直ジャッキ６を下方に押し下げ、さらに滑り板５１を上方へ押し上げて上述した図２(a)以降の作業を繰返し実行する。

これにより、主桁２は桁押出し方向へ順次押し出されていくことになり、橋梁の押出し架設を完了させることができる。

なお、この押出架設装置１では、特に急激な傾斜角からなる下り勾配で主桁２を架設する際に、以下に説明するようにその押出速度を制御するようにしてもよい。

図３は、この押出架設装置１による主桁２の押出速度の例を示している。この例に示すように、開始時ａ１から速度がｖ１となるように押し出しを開始し、次に押出速度をｖ２まで上げる。次に停止時において、押出速度ｖ２から押出速度ｖ１へと一度減速し、しばらくこの押出速度ｖ１で主桁２の押し出しを行った後、押出速度を０とし、押出動作を停止させる。これら押出速度の制御は、上述の如くインバータ１１による制御の下、スライドジャッキ５２における油圧状態を制御することにより実行する。

即ち、押出速度ｖ２で主桁２の押し出しを行っている場合には、比較的高速で主桁２が移動しているところ、桁押出し方向への慣性力が増大してしまう。このため、押出速度ｖ２から急激に停止させると、主桁２が滑ってしまう。特に下り勾配の傾斜角が急な場合には、かかる主桁２の滑り量が大きくなってしまう。

このため、押出速度ｖ２から押出速度ｖ１へ一度減速することにより、かかる慣性力を小さくする。そしてこの押出速度ｖ１で所定時間に亘り主桁２を押し出し、慣性力を落とし込んだ後に、押し出しを停止させる。即ち、桁押出し方向への慣性力が落とし込まれた状態で主桁２の押し出しを停止させることができるため、当該主桁２の滑りを抑えることが可能となる。なお、上述した例では、押出速度を２段階に亘り減速する場合を例にとり説明をしたが、かかる場合に限定されるものではなく、押出速度を複数段階に亘って減速するものであれば、いかなるものであってもよい。

このように、本発明を適用した押出架設装置１では、スライドジャッキ５２による主桁２の押出速度が複数段階に亘って減速するように当該スライドジャッキ５２における油圧状態を制御する。これにより、自重の大きい主桁２を勾配の急な箇所において架設する場合であっても、かかる主桁２の過走を防止することが可能となる。また、本発明を適用した押出架設装置１は、押出し架設時において地震が発生した場合においても、その主桁２の過走を防止することができる。なお、本発明では、特に傾斜角が５％を超えるような急勾配の橋梁を架設する際においても、同様に適用可能である。

また本発明では、上記減速すべき押出速度の制御を、例えば、主桁２に当接される滑り板５１と当該主桁との摩擦係数μと、上記下り勾配の傾斜角θとに基づいて、実行するようにしてもよい。

この制御すべき押出速度を決定する際には、例えば図４に示すようなモデルに基づいて決定するようにしてもよい。このモデルでは、主桁２と、これに当接される滑り板５１をあえて上下反転させて構成している。滑り板５１から主桁２を動かす力Ｆは、滑り板５１の重力Ｗ、摩擦係数μとの関係において以下の式（１）で表すことが可能となる。ちなみに、Ａ＝Ｗcosθ、Ｂ＝Ｗsinθとする。

Ｆ＝μＡ−Ｂ＝μＷcosθ−Ｗsinθ＝Ｗ（μcosθ−sinθ）・・・（１）

また、速度変化による慣性力Ｆａは、実際に制御する速度Ｖ、停止時の速度Ｖ_０とし、さらに、上記インバータ１１により停止命令が出されてから停まりきるまでの時間をΔｔとしたとき、以下の式（２）で表すことが可能となる。

Ｆａ＝Ｗ／ｇ×（Ｖ−Ｖ_０）／Δｔ・・・・・・（２）

ここで、主桁２を動かす力Ｆに対する慣性力Ｆａの安全率φは、以下の式（３）で定義することができる
Ｓ＝Ｆ／Ｆａ＞φ・・・・・・・・・・（３）

この（３）式に、上記（１）、（２）式を代入して整理すると下記（４）式として表される。なお、この（４）式においては、停止時の速度Ｖ_０につき０を代入している。
ｇΔｔ（μcosθ−sinθ）／φ＞Ｖ・・・・・・・・・（４）

このように、実際に制御する速度Ｖは、摩擦係数μと、下り勾配の傾斜角θに支配されることが分かる。これら摩擦係数μと傾斜角θとΔｔは、設計時において分かっている値であるため、これを上記（３）式に代入し、さらに安全率φを設定することで制御する速度Ｖを容易に求めることが可能となる。

なお、本発明を適用した押出架設装置１では、設定した速度Ｖに対して、安全率φを考慮しつつ、さらにΔｔを調整するようにしてもよい。即ち、摩擦係数μとけ医者角θに対して、速度ＶとΔｔとを互いに調整することにより、スライドジャッキ５２による主桁２の押出速度を複数段階に亘って減速させ、ひいては主桁２の過走を防止することが可能となる。

本発明を適用した押出架設装置の構成につき示す図である。 本発明を適用した押出架設装置の動作につき説明するための図である。 本発明を適用した押出架設装置による主桁の押出速度の例を示す図である。 制御すべき押出速度を決定するためのモデルを示す図である。 従来技術につき説明するための図である。

符号の説明

１ 押出架設装置
２ 主桁
３ 橋脚
５ 水平押出部
６ 鉛直ジャッキ
１０ 油圧ポンプ
１１ インバータ
１２ 操作盤
５１ 滑り板
５２ スライドジャッキ
７１ ホース

Claims (2)

1. 橋梁の主桁を押出し工法により下り勾配で架設する橋梁の押出架設装置において、
   上記主桁の底面に当接可能な滑り板と、上記滑り板を桁押出し方向へ摺動させるためのスライドジャッキとを有する水平押出部と、
   鉛直方向へ伸縮自在に設けられた鉛直ジャッキとを備え、
   動作時には、
   上記鉛直ジャッキを押し下げるとともに、上記水平押出部における上記滑り板を押し上げてこれを主桁の底面に当接させ、上記スライドジャッキによりこの主桁の底面に当接させた滑り板を上記桁押出し方向へ上記主桁の底面に対して摺動させることにより上記主桁を押し出し、
   上記滑り板を摺動させた後、上記鉛直ジャッキを鉛直方向に押し上げることにより上記主桁の底面を仮支持するとともに、上記水平押出部における上記滑り板を上記主桁の底面から離間させ、上記スライドジャッキにより、上記滑り板を上記桁押出し方向と正反対方向へ移動させ、
   上記動作を繰り返し実行すること
   を特徴とする橋梁の押出架設装置。
2. 上記押出速度が複数段階に亘って減速するようにこれを制御するための制御手段をさらに備えること
   を特徴とする請求項１記載の橋梁の押出架設装置。

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