JP4680803B2 - 立体高架橋構造の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、立体高架橋構造の施工方法に関し、特に、プレキャストコンクリート部材を用いた立体高架橋構造の施工方法に関する。

本願出願人は、先に、プレキャストコンクリート部材を用いた立体高架橋構造を提案した（特許文献１参照）。

この立体高架橋構造は、橋脚と、この橋脚上に橋軸方向に架設支持される半割アーチ梁からなる縦梁と、縦梁に橋軸と交差方向に架設される横梁と、横梁上に構築されるスラブとをプレキャストコンクリートにて形成することで、施工の省力化及び工期の短縮化を可能にしたものである。
特開２００５−１２０７１９号公報

この提案にかかる立体高架橋構造は、４種類のプレキャストコンクリート部材を接合するようになっており、特に、横梁上でスラブとスラブ、スラブと横梁という２方向の接合を行う必要があり、部品点数の削減、作業効率の向上、接合方法の簡素化等の点で、改良すべき点が残されていた。

本発明の目的は、部品点数の削減、作業効率の向上、接合方法の簡素化等を可能にした立体高架橋構造の施工方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の立体高架橋構造の施工方法は、プレキャストコンクリート製の橋脚を基礎上に立設して固定する工程と、
前記橋脚への取付部と、前記取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁を、前記取付部を前記橋脚上に設置して橋脚と連結し、隣接する半割アーチ梁の端部同士を連結して前記橋脚上に橋軸方向に縦梁を架設支持する工程と、
前記縦梁に前記橋軸と交差方向に架設される横梁を下面に一体に形成したプレキャストコンクリート製のスラブ部材を、前記横梁を介し前記縦梁間に架設して前記縦梁と連結し、隣接する前記スラブ部材同士を連結してスラブを構築する工程と、
を含み、
前記半割アーチ梁の前記橋脚への設置時には、
前記橋脚と前記半割アーチ梁との取付部に調芯用の凹凸部を設けて、水平位置決めを行い、
前記半割アーチ梁の半割アーチ部の端部に取り付けた第１の架設治具を隣接する半割アーチ梁の半割アーチ部の端部と連結させて半割アーチ梁の捩れ及び隣接する半割アーチ梁同士の距離の調整を行うと共に、
前記橋脚上端もしくは前記半割アーチ梁下端部に配設した第２の高さ調整手段にて前記半割アーチ梁の高さ調整を行うことを特徴とする。

本発明によれば、プレキャストコンクリート製の橋脚を地盤または基礎上に設置して固定した後、橋脚への取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部を有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁の取付部を橋脚上に設置して橋脚と連結することで、半割アーチ梁が橋脚に倒れる方向の荷重をかけることがなく、橋脚はバランスよく独立して立設した状態とすることができる。

この場合、半割アーチ梁は一対の半割アーチ部がアーチ頂部で連結される状態となり、曲げ荷重が比較的小さくなる位置での連結を行うことができ、半割アーチ梁の端部同士の連結を簡略な継手にて行うことができる。

この状態で横梁を下面に一体に形成したスラブ部材縦梁間に架設して縦梁と連結し、かつ、スラブ部材同士を連結してスラブを構築する。

この場合、横梁とスラブ部材とが一体となっているので、部品点数を削減することができると共に、横梁とスラブ部材とを連結する作業がなくなり、横梁と縦梁、スラブ部材とスラブ部材を連結する作業のみですむため、作業効率の向上と接合方法の簡素化がなし得ることとなる。
また、本発明においては、凸部を調芯用凹部に挿入することで、橋脚に対する半割アーチ梁の水平位置決めを確実かつ効率よく、短時間で行うことができ、しかも、第１の架設治具により半割アーチ梁の捩れ及び隣接する半割アーチ梁同士の距離の調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができ、さらには、第２の高さ調整手段により半割アーチ梁の高さ調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができる。

本発明の他の立体高架橋構造の施工方法は、プレキャストコンクリート製の橋脚を基礎上に立設して固定する工程と、
前記橋脚への取付部と、前記取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁を、前記取付部を前記橋脚上に設置して橋脚と連結し、隣接する半割アーチ梁の端部同士を連結して前記橋脚上に橋軸方向に縦梁を架設支持する工程と、
前記縦梁に前記橋軸と交差方向に架設される横梁を下面に一体に形成したプレキャストコンクリート製のスラブ部材を、前記横梁を介し前記縦梁間に架設して前記縦梁と連結し、隣接する前記スラブ部材同士を連結してスラブを構築する工程と、
を含み、
前記橋脚の立設時には、
前記橋脚の下部を転倒防止金具にて支持して転倒防止及び水平方向位置調整を行うと共に、
前記橋脚の下端部に設けられた第１の高さ調整手段にて前記橋脚の高さ調整が行われ、
前記半割アーチ梁の前記橋脚への設置時には、
前記橋脚と前記半割アーチ梁との取付部に調芯用の凹凸部を設けて、水平位置決めを行い、
前記半割アーチ梁の半割アーチ部の端部に取り付けた第１の架設治具を隣接する半割アーチ梁の半割アーチ部の端部と連結させて半割アーチ梁の捩れ及び隣接する半割アーチ梁同士の距離の調整を行うと共に、
前記橋脚上端もしくは前記半割アーチ梁下端部に配設した第２の高さ調整手段にて前記半割アーチ梁の高さ調整を行うことを特徴とする。

本発明においては、前記発明の作用、効果に加えて、転倒防止金具にて橋脚を確実に立設して水平位置を調整し、第１の高さ調整手段にて高さを調整することで、橋脚の確実かつ正確な立設固定が行え、作業効率を向上させることができ、作業時間を短縮することができる。

本発明においては、前記スラブ部材の前記縦梁への架設時には、
前記スラブ部材に取り付けた第２の架設治具を隣接するスラブ部材と連結させて水平方向の位置及び隣接するスラブ部材との距離の調整を行うと共に、
前記半割アーチ梁もしくは前記スラブ部材に設けた第３の高さ調整手段にて前記スラブ部材の高さ位置調整を行うようにすることができる。

このような構成とすることにより、第２の架設治具にてスラブ部材の水平方向の位置及び隣接するスラブ部材との距離の調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができ、しかも、第３の高さ調整手段によりスラブ部材の高さ調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図１５は、本発明の一実施の形態に係る立体高架橋構造を示す図である。

図１は、本実施の形態に係る立体高架橋構造を示す全体概略斜視図、図２は図１の各部材の斜視図、図３は図１の部分側面図である。

この立体高架橋構造１０は、例えば鉄道立体高架橋として用いられるもので、基礎杭１２と、地中梁１４と、橋脚１６と、縦梁である半割アーチ梁１８と、横梁２０を一体に形成したスラブ部材２２と、遮音壁２４とを有している。

基礎杭１２は、図１及び図３に示すように、橋脚１６の立設位置に橋軸方向と直交する方向に一対ずつ橋軸方向に沿って所定間隔で設けられるようになっている。

また、この基礎杭１２は、地盤条件に応じて合理的な工法及び杭種を選定して構築し、特に硬質地盤上に橋脚を立設する場合には省略することができる。

地中梁１４は、図１及び図３に示すように、橋脚１６の立設位置で橋軸方向に沿って形成される一対の縦地中梁２６と、一対の橋脚１６の立設位置で、橋軸方向と直交する方向で形成される複数の横地中梁２８とを有している。

この地中梁１４は、場所打ちコンクリートの打設によって構築されるようになっている。

橋脚１６は、プレキャストコンクリート製のもので、図４にも示すように、横断面八角形に形成されている。

また、図４（３）に示すように、橋脚１６の下端１６ａには、基礎杭１２と連結するためのスリーブ継手３０が周方向に複数本埋め込まれると共に、橋脚１６の高さ調整を行うための第１の高さ調整手段となる高さ調整ボルト用のインサート３２が４箇所に埋め込まれた状態となっている。

橋脚１６の上端１６ｂにも、図４（１）に示すように、下端１６ａと同様に、半割アーチ梁１８と連結するためのスリーブ継手３０が周方向に複数本埋め込まれると共に、半割アーチ梁１８の高さ調整を行うための第２の高さ調整手段となる高さ調整ボルト用のインサート３２が４箇所に埋め込まれた状態となっている。

半割アーチ梁１８は、プレキャストコンクリート製のもので、図５にも示すように、橋脚１６への取付部３６と、この取付部３６から橋軸方向両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部３８とを有している。

取付部３６は、図７に示すように、下面３６ａに、橋脚１６の上端１６ｂに配置したスリーブ継手３０と対応した位置に複数の露出鉄筋３４を突出させると共に、橋脚１６の上端１６ｂのインサート３２対応位置４箇所に第２の高さ調整手段となる高さ調整ボルト用のプレート４０が埋め込まれた状態となっている。

一対の半割アーチ部３８は、それぞれの端部に、隣接して設けられた半割アーチ部３８の端部と接合するためのループ継手鉄筋４２を露出させた状態となっており、アーチ頂部位置でループ継手鉄筋４２同士が間詰めコンクリートにて連結、固定されるようになっている。

また、各半割アーチ部３８の上面には、スラブ部材２２の横梁２０を支持するための梁受台４４が２箇所ずつ、合計４箇所に、上方に突出した状態で形成されている。

各梁受台４４には、図６に示すように、上面に長さ方向に沿って横梁２０と接合するための複数の露出鉄筋４５が突出して設けられ、スラブ部材２２の高さ調整を行うための第３の高さ調整部手段となる高さ調整ボルト用のインサート４６が埋め込まれた状態となっている。

また、この半割アーチ梁１８は、橋脚１６上に取り付けられた状態で、ほぼＹ字状に形成されることとなり、橋脚１６を立設した状態で、左右のバランスが取れた状態となり、橋脚１６に倒れ方向の荷重をかけることなく、自立できる状態となる。

さらに、隣接する半割アーチ部３８の端部同士の連結は、曲げ荷重が比較的小さくなるアーチ頂部で行われるため、その継手を簡略化することができる。

また、この半割アーチ梁１８が、組み立て状態でアーチ状の縦梁を構成するため景観にすぐれたものとすることができる。

スラブ部材２２は、プレキャストコンクリート製のもので、幅方向の全長にわたる長さを有し、その橋軸方向両端には、図８に示すように、ループ継手鉄筋６０を張り出しておき、間詰コンクリートにより隣接するスラブ部材２２との一体化を図るようにしている。

このスラブ部材２２の下面には、橋軸交差方向全長にわたって横梁２０が一体に形成されており、この横梁２０が、橋軸方向と交差する方向で隣り合う半割アーチ梁１８の梁受台４４上に掛けわたされるようになっている。

横梁２０の下面には、梁受台４４の露出鉄筋４５対応位置にスリーブ継手４８が埋め込まれた状態となっており、このスリーブ継手４８によって梁受台４４と接合されるようになっている。

また、このスラブ部材２２は、１つの半割アーチ梁１８に対して４枚配置されることとなり、横梁２０間の間隔が短くなっていることから、スラブ部材２２に生じる断面力も小さくでき、スラブ部材２２の厚さの低減及び重量軽減につながり、コスト面でも有利なものとなっている。

遮音壁２４は、スラブ部材２２の両側部に橋軸方向に沿って取り付けられるようになっている。

また、立体高架橋の施工場所によっては、河川や道路などの障害物が存在するために、所定間隔で橋脚１６を設置できない場合があり、このような場合に、図９に示すように、長スパンの弓状部材５０を半割アーチ梁１８間に介在させて対応するようにしている。

この弓状部材５０の上面には、半割アーチ梁１８と同様に梁受台４４が所定間隔で形成されている。

次に、このような立体高架橋構造の施工方法について図１０〜図１５に基づいて説明する。

まず、橋脚１６を立設する位置で、複数本の基礎杭１２を構築し、この基礎杭１２を橋軸方向で一体化するように現場打ちコンクリートを打設して２本の縦地中梁２６及びこれを連結する横地中梁２８を構築しておく。

この場合、基礎杭１２の上端から橋脚１６下端１６ａのスリーブ継手３０に対応させて露出鉄筋を突出させておく。

次に、図１０に示すように、各基礎杭１２上にクレーン５２で吊り上げて、それぞれ橋脚１６を設置し、橋脚１６の下部と各杭基礎１２とを連結する。

この場合、橋脚１６の設置位置に、図１１（１）に示すように、橋脚１６の下部を４方向から支持する転倒防止金具５４を設置し、この転倒防止金具５４内に橋脚１６の下部を挿入して、転倒防止を行う。

また、この転倒防止金具５４に配されたボルトを回すことにより、橋脚１６の水平方向位置の微調整を行う。

また、高さ位置の調整は、橋脚１６下端のインサート３２に第１の高さ調整手段としての高さ調整ボルトを螺合させて高さ位置を調整する。

このように、転倒防止金具５４にて橋脚１６を確実に立設して水平位置を調整し、第１の高さ調整手段にて高さを調整することで、橋脚１６の確実かつ正確な立設固定が行え、作業効率を向上させることができ、作業時間を短縮することができる。

基礎杭１２と橋脚１６との接合は、図１１（２）に示すように、基礎杭１２の上端から突出させた露出鉄筋５６を、橋脚１６下端で橋脚１６内の鉄筋５８に接合されたスリーブ継手３０内に挿入し、スリーブ継手３０内にモルタル６２を充填して行う。

次に、図１２に示すように、立設した橋脚１６の上端にクレーン５２で吊り上げた半割アーチ梁１８の取付部３６を載置し、半割アーチ梁１８の取付部３６と橋脚１６の上端とを連結、固定する。

この場合、図１３（１）に示すように、橋脚１６に配した調芯ピン６４を半割アーチ梁１８の取付部３６の下面に設けた調芯用凹部６６に挿入して水平位置決めを行う。

また、同図（２）に示すように、半割アーチ梁１８の半割アーチ部３８の端部に一対のＩ形鋼６８を介して取り付けた形鋼製の第１の架設治具７０を隣接する半割アーチ梁１８の半割アーチ部３８の端部と一対のＩ形鋼６８を介して連結させて半割アーチ梁の捩れ及び隣接する半割アーチ梁同士の距離の調整を行う。

さらに、橋脚１６の上端に配設したインサート３２に第２の高さ調整手段としての高さ調整ボルトを螺合させてその他端部を取付部３６のプレート４０に当接させて高さ調整を行う。

このように、調芯ピン６４を調芯用凹部６６に挿入することで、橋脚１６に対する半割アーチ梁１８の水平位置決めを確実かつ効率よく、短時間で行うことができ、しかも、第１の架設治具７０により半割アーチ梁１８の捩れ及び隣接する半割アーチ梁１８同士の距離の調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができ、さらには、第２の高さ調整手段により半割アーチ梁１８の高さ調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができる。

また、橋脚１６と半割アーチ梁１８との接合は、半割アーチ梁１８の取付部３６の下端から突出させた露出鉄筋３４を、橋脚１６の上端でに設けたスリーブ継手３０内に挿入し、スリーブ継手３０内にモルタルを充填して行う。

橋脚１６と半割アーチ梁１８とを接合した後、隣接する半割アーチ梁１８同士を接合する。

この場合、図１３（３）に示すように、接合すべき半割アーチ梁１８同士のループ継手鉄筋４２同士を重ね合わせてその間に間詰めコンクリート７２を充填、固化させて連結する。

なお、半割アーチ梁１８は支持架台７８によって支持されるようになっている。

次いで、図１４に示すように、各半割アーチ梁１８の梁受台４４上にクレーンで吊り上げた５２のスラブ部材２２に一体に設けた横梁２０を設置し、半割アーチ梁１８と横梁２０とを連結固定して半割アーチ梁１８同士を横梁２０にて橋軸方向と直交する方向で連結する。

この場合、図１５に示すように、スラブ部材２２にＨ形鋼７４を介して取り付けた形鋼製の第２の架設治具７６を隣接するスラブ部材２２とＨ形鋼７４を介して連結させ、水平方向の位置及び隣接するスラブ部材２２との距離の調整を行う。

また、半割アーチ梁１８に設けたインサート４６に第３の高さ調整手段としての高さ調整ボルトを螺合させ、高さ調整を行う。

このように、第２の架設治具７６にてスラブ部材２２の水平方向の位置及び隣接するスラブ部材２２との距離の調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができ、しかも、第３の高さ調整手段によりスラブ部材の高さ調整を確実かつ効率よく、短時間で行うことができる。

また、半割アーチ梁１８とスラブ部材２２との接合は、半割アーチ梁１８の梁受部４４に設けた露出鉄筋４５を横梁２０下面に設けたスリーブ継手４８内に挿入し、スリーブ継手３０内にモルタルを充填して行う。

次いで、スラブ２２同士を連結するとともに、スラブ２２の両側部に遮音壁２４を取り付ける。

このスラブ部材２２同士の連結は、接合すべきスラブ部材２２同士のループ継手鉄筋６０同士を重ね合わせてその間に間詰めコンクリート７２を充填、固化させて連結する。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

例えば、前記実施の形態では、鉄道立体高架橋構造について説明したが、この例に限らず、例えば道路立体高架橋に応用することも可能である。

本発明の一実施の形態に係る立体高架橋構造を示す全体概略斜視図である。 図１の地上構造物の状態を示す分解斜視図である。 図１の立体高架橋構造の部分側面図である。 橋脚を示すもので、（１）はその平面図、（２）はその側面図、（３）はその底面図である。 半割アーチ梁の側面図である。 図５の半割アーチ梁の平面図である。 図５の取付部の底面図である。 スラブ部材の側面図である。 弓状部材を用いた立体高架橋構造の斜視図である。 橋脚を立設する状態を示す側面図である。 （１）は図１０の転倒防止金具の拡大側面図、（２）はスリーブ継手の連結状態を示す断面図である。 図１０の状態から半割アーチ梁を設置する状態を示す側面図である。 （１）は取付部の調芯状態を示す断面図、（２）は第１の架設治具の状態を示す側面図、（３）は半割アーチ梁同士の連結状態を示す断面図である。 図１２の状態からスラブ部材を設置する状態を示す側面図である。 第２の架設治具の状態を示す側面図である。

符号の説明

１０ 立体高架橋構造
１２ 基礎杭
１４ 地中梁
１６ 橋脚
１８ 半割アーチ梁
２０ 横梁
２２ スラブ部材
２６ 縦地中梁
２８ 横地中梁
３２、４６ インサート
３６ 取付部
３８ 半割アーチ部
５４ 転倒防止金具
６４ 調芯ピン
６６ 調芯用凹部
７０ 第１の架設治具
７６ 第２の架設治具

Claims (3)

1. プレキャストコンクリート製の橋脚を基礎上に立設して固定する工程と、
   前記橋脚への取付部と、前記取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁を、前記取付部を前記橋脚上に設置して橋脚と連結し、隣接する半割アーチ梁の端部同士を連結して前記橋脚上に橋軸方向に縦梁を架設支持する工程と、
   前記縦梁に前記橋軸と交差方向に架設される横梁を下面に一体に形成したプレキャストコンクリート製のスラブ部材を、前記横梁を介し前記縦梁間に架設して前記縦梁と連結し、隣接する前記スラブ部材同士を連結してスラブを構築する工程と、
   を含み、
   前記半割アーチ梁の前記橋脚への設置時には、
   前記橋脚と前記半割アーチ梁との取付部に調芯用の凹凸部を設けて、水平位置決めを行い、
   前記半割アーチ梁の半割アーチ部の端部に取り付けた第１の架設治具を隣接する半割アーチ梁の半割アーチ部の端部と連結させて半割アーチ梁の捩れ及び隣接する半割アーチ梁同士の距離の調整を行うと共に、
   前記橋脚上端もしくは前記半割アーチ梁下端部に配設した第２の高さ調整手段にて前記半割アーチ梁の高さ調整を行うことを特徴とする立体高架橋構造の施工方法。
2. プレキャストコンクリート製の橋脚を基礎上に立設して固定する工程と、
   前記橋脚への取付部と、前記取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁を、前記取付部を前記橋脚上に設置して橋脚と連結し、隣接する半割アーチ梁の端部同士を連結して前記橋脚上に橋軸方向に縦梁を架設支持する工程と、
   前記縦梁に前記橋軸と交差方向に架設される横梁を下面に一体に形成したプレキャストコンクリート製のスラブ部材を、前記横梁を介し前記縦梁間に架設して前記縦梁と連結し、隣接する前記スラブ部材同士を連結してスラブを構築する工程と、
   を含み、
   前記橋脚の立設時には、
   前記橋脚の下部を転倒防止金具にて支持して転倒防止及び水平方向位置調整を行うと共に、
   前記橋脚の下端部に設けられた第１の高さ調整手段にて前記橋脚の高さ調整が行われ、
   前記半割アーチ梁の前記橋脚への設置時には、
   前記橋脚と前記半割アーチ梁との取付部に調芯用の凹凸部を設けて、水平位置決めを行い、
   前記半割アーチ梁の半割アーチ部の端部に取り付けた第１の架設治具を隣接する半割アーチ梁の半割アーチ部の端部と連結させて半割アーチ梁の捩れ及び隣接する半割アーチ梁同士の距離の調整を行うと共に、
   前記橋脚上端もしくは前記半割アーチ梁下端部に配設した第２の高さ調整手段にて前記半割アーチ梁の高さ調整を行うことを特徴とする立体高架橋構造の施工方法。
3. 請求項１または２において、
   前記スラブ部材の前記縦梁への架設時には、
   前記スラブ部材に取り付けた第２の架設治具を隣接するスラブ部材と連結させて水平方向の位置及び隣接するスラブ部材との距離の調整を行うと共に、
   前記半割アーチ梁もしくは前記スラブ部材に設けた第３の高さ調整手段にて前記スラブ部材の高さ位置調整を行うことを特徴とする立体高架橋構造の施工方法。

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