JP4838232B2

JP4838232B2 - 拡幅桁の接合構造および方法

Info

Publication number: JP4838232B2
Application number: JP2007340808A
Authority: JP
Inventors: 剛嵯峨山
Original assignee: IHI Infrastructure Systems Co Ltd
Current assignee: IHI Infrastructure Systems Co Ltd
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: JP2009161949A

Description

本発明は、既設の橋桁に、橋梁を拡幅するための拡幅桁を接合する接合構造および方法に関するものである。

従来、自動車用道路の高架橋などとして、例えば、図７に示したようなものがある。

図７に示すように、橋脚１０１の上に２つの箱形断面の主桁１０２、１０２が橋幅方向に間隔を隔てて設けられ、それら主桁１０２、１０２の上に床版１０３、舗装（図示せず）が設けられる。

床版１０３は、主桁１０２よりも橋幅方向外側に張り出して設置され、その張り出し部分が主桁１０２から橋幅方向に延びるブラケット１０４、１０４により下方から片持ち支持される。

ブラケット１０４は、床版１０３を片持ち支持することから、主桁１０２側ほど大きな力が作用することになる。そのため、ブラケット１０４は、主桁１０２側の上下長さが最も長く外側（先端側）に至るにつれ上下方向の長さが短くなる台形状に形成される。

また、ブラケット１０４が取り付けられる位置の主桁１０２の内部には、補強のためのダイアフラム（または、リブなど）が設けられる。

ところで、近年、交通量の増加などに対応すべく車線を増やすために、既設の橋梁を拡幅することがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−６３７９６号公報

既設の橋梁の拡幅は、例えば、図７に示すように、橋脚側では、拡幅橋脚１１１を新設して既設の橋脚１０１に接合し、橋桁側では、拡幅桁１１２を新設すると共に拡幅桁１１２と既設の主桁（既設桁）１０２とを拡幅横桁１１３を介して接合して行われる。

しかしながら、従来、拡幅桁１１２を既設桁１０２に接合するに際して、以下のような問題があった。

図７に示すように、新設される拡幅桁１１２と既設桁１０２との間には拡幅横桁１１３が設けられ、その拡幅横桁１１３は、拡幅桁１１２と既設桁１０２とに各々接合される。

拡幅横桁１１３を既設桁１０２に接合する場合、強度上、既設桁１０２内にダイアフラムが設けられた位置で拡幅横桁１１３を既設桁１０２に接合する必要がある。

ここで、上述したように、既設桁１０２においてブラケット１０４が取り付けられた位置の内部にはダイアフラムが設けられている。２つのブラケット１０４、１０４の内、拡幅桁１１２側（図７において右側）のブラケット１０４は、拡幅桁１１２を新設することで張り出し部分がなくなることから不要となる。

そこで、この不要となったブラケット１０４を撤去して、その位置に、拡幅横桁１１３を設置することが考えられるが、しかし、ブラケット１０４を撤去してしまうと床版１０３の張り出し部分の支持が弱くなってしまう。そのため、拡幅桁１１２（および拡幅横桁１１３）の接合が終了するまでは、張り出し部分を使用できなくなってしまう。

また、ブラケット１０４の撤去作業が必要になるので、拡幅工事に要する時間が増大してしまう。

このように、従来、拡幅桁を接合する際に既設の橋桁構造を変更することから上述のような問題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、既設の橋桁を変更することなく既設の橋桁に拡幅桁を接合することができる拡幅桁の接合構造および方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、橋梁の床版が既設桁から橋幅方向に張り出して設けられると共に、その床版の張り出し部分が、上記既設桁から橋幅方向に延びる既設ブラケットにより下方から片持ち支持され、上記既設桁に、上記橋梁を拡幅するための拡幅桁を接合した拡幅桁の接合構造において、上記既設ブラケットの下方に、上記既設桁から上記拡幅桁まで延びる拡幅ブラケットを設けると共に、該拡幅ブラケットを上記既設桁と上記拡幅桁とに各々接合し、かつ上記拡幅ブラケットと上記既設ブラケットとを互いに接合して、上記既設桁と上記拡幅桁とを接続する拡幅横桁としたものである。

好ましくは、上記既設ブラケットが、上記既設桁から橋幅方向外側に上方に傾斜して延びる下フランジを有し、上記拡幅ブラケットが、上記既設ブラケットの下フランジと同じ傾斜角で傾斜する上フランジを有し、それら拡幅ブラケットの上フランジと上記既設ブラケットの下フランジが接合されて、上記拡幅ブラケットと上記既設ブラケットが一体化されたものである。

好ましくは、上記既設桁が箱形断面を有し、該既設桁の腹板に上記既設ブラケットと上記拡幅ブラケットとが接合され、かつ上記既設ブラケットおよび上記拡幅ブラケットが接合された箇所の上記既設桁内にダイアフラムが設けられたものである。

好ましくは、上記既設桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための既設側仕口部材が設けられ、上記拡幅ブラケットは、上記既設側仕口部材を介して上記既設桁に接合され、他方、上記拡幅桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための拡幅側仕口部材が設けられ、上記拡幅ブラケットが、上記拡幅側仕口部材を介して上記拡幅桁に接合されたものである。

上記目的を達成するために本発明は、橋梁の床版が既設桁から橋幅方向に張り出して設けられると共に、その床版の張り出し部分が、上記既設桁から橋幅方向に延びる既設ブラケットにより下方から片持ち支持され、上記既設桁に、上記橋梁を拡幅するための拡幅桁を接合する拡幅桁の接合方法において、上記既設ブラケットの下方に、上記既設桁から上記拡幅桁まで延びる長さの拡幅ブラケットを配置し、該拡幅ブラケットを上記既設桁と上記拡幅桁とに各々接合し、かつ上記拡幅ブラケットと上記既設ブラケットとを互いに接合して、上記既設桁と上記拡幅桁とを接続する拡幅横桁としたものである。

好ましくは、上記既設桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための既設側仕口部材を設けた後、該既設側仕口部材と上記既設ブラケットとに上記拡幅ブラケットを接合し、他方、上記拡幅桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための拡幅側仕口部材を設け、上記拡幅桁を設置する際に、上記拡幅桁の上記拡幅側仕口部材を、上記既設桁および上記既設ブラケットに接合された上記拡幅ブラケットに接合するものである。

本発明によれば、既設の橋桁を変更することなく既設の橋桁に拡幅桁を接合することができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態の拡幅桁の接合構造（以下、接合構造という）は、橋梁を拡幅する際に用いられ、例えば、自動車用道路の高架橋などで車線を増やすために用いられる。

図１に基づき橋梁の概略構造を説明する。以下の説明において、橋幅方向とは、図１および図２における左右方向であり、橋軸方向および鉛直方向に直交する方向をいう。

図１に示すように、橋脚１１、１２の上には支承１３を介して橋桁１４が支持され、その橋桁１４の上に床版２および舗装（図示せず）が設けられる。

橋脚１１、１２は、既設の橋脚１１に橋幅方向一側（図１では右側）から拡幅橋脚１２を接合して形成され、全体として門型ラーメン構造をなす。

橋桁１４は、複数の鋼材を組み合わせて形成された鋼製橋桁であり、既設橋脚１１により支持された既設の複数（図例では２つ）の主桁（以下、既設桁という）３、３と、拡幅橋脚１２により支持され拡幅のために新設された主桁（以下、拡幅桁という）５とを備える。

既設桁３、３と拡幅桁５とは、各々橋軸方向に延び、かつ互いに橋幅方向に間隔を隔てて配置される。既設桁３と既設桁３との間には、橋幅方向に延び既設桁３同士を接続する既設の横桁１５（既設横桁）が設けられる。

また、詳しくは後述するが、既設桁３と拡幅桁５との間には、橋幅方向に延び既設桁３と拡幅桁５とを接続する新設の横桁（以下、拡幅横桁という）７が設けられる。

床版２は、既設の床版（以下、既設床版という）２１と拡幅のために新設した拡幅床版２２とで構成される。

既設床版２１は、既設桁３から橋幅方向外側に張り出す。その既設床版２１の拡幅桁５側（図１の右側）の張り出し部分は、拡幅桁５と上記拡幅横桁７とにより下方から支持され、反対側（図１の左側）の張り出し部分は、既設桁３から橋幅方向外側に延びる既設の張り出しブラケット（以下、既設ブラケットという）４により下方から片持ち支持される。

また、図例では、既設桁３の橋幅方向外側に間隔を隔てて既設の縦桁（以下、既設縦桁という）１６が設けられ、その既設縦桁１６によっても床版２が下方から支持される。既設縦桁１６は、既設ブラケット４の先端に接合され、その既設ブラケット４を介して既設桁３に支持される。

拡幅床版２２は、拡幅桁５から橋幅方向外側に張り出し、その張り出し部分が、拡幅桁５から橋幅方向外側に延びる新設の張出しブラケット５１により支持される。

これら新設の張出しブラケット５１と既設ブラケット４と拡幅横桁７と既設横桁１５とは、橋軸方向の同じ位置に配置され、また橋軸方向に間隔を隔てて複数設けられる。

床版２の上には、橋幅方向の両端部に落下防止手段（図例では、壁高欄）１７、１８が各々設けられる。

次に、図２および図３に基づき、本実施形態の接合構造について説明する。

本実施形態の接合構造は、既設桁３に、橋梁１を拡幅するための拡幅桁５を接合するものであり、既設ブラケット４の下方に、既設桁３から拡幅桁５まで延びそれら既設桁３および拡幅桁５に各々接合された拡幅ブラケット６を設け、かつ該拡幅ブラケット６を既設ブラケット４に接合して、既設桁３と拡幅桁５とを接続する拡幅横桁７としたものである。

図２に示すように、既設桁３は、箱形断面（中空断面）を有し、既設桁上フランジ３１と既設桁下フランジ３２と既設桁腹板３３とを備える。

既設桁腹板３３には、既設ブラケット４を接合するための既設ブラケット仕口部材３３１と、拡幅ブラケット６を接合するための既設側仕口部材８とが、上下に並べて設けられる。

既設ブラケット仕口部材３３１は、既設桁腹板３３に溶接接合され、既設側仕口部材８は、既設桁腹板３３にボルト８１１により接合される。図例の既設側仕口部材８は、既設桁腹板３３に当接する取付板８１と、その取付板８１から拡幅桁５側（図２の右側）に延びるウェブ８３と、そのウェブ８３の下縁に沿って延びる下フランジ８２とで構成される。

既設桁３内には、既設桁ダイアフラム３４（隔壁）と、複数のリブ３５とが設けられる。既設桁ダイアフラム３４は、橋軸方向に間隔を隔てて設けられ、既設ブラケット４および拡幅ブラケット６が接合された箇所（橋軸方向における位置）に各々配置される。既設桁３のリブ３５は、既設桁ダイアフラム３４を貫通して橋軸方向に延びる。

既設ブラケット４は、既設桁３（既設ブラケット仕口部材３３１）から橋幅方向外側に（図２の右側に）延び、かつ橋幅方向外側に至るにつれ上下方向の長さが短くなる台形状に形成される。既設ブラケット４は、既設ブラケット仕口部材３３１と既設縦桁１６とに、添接板４４１−４４３および添接板４４４を介してボルト４５により各々接合される。

図３に示すように、既設ブラケット４は、断面ほぼＩ字状に形成され、既設ブラケット上フランジ４１と、既設ブラケット下フランジ４２と、既設ブラケットウェブ４３とで構成される。

図２に示すように、既設ブラケット上フランジ４１は、橋幅方向にほぼ水平に延び、既設ブラケット下フランジ４２は、既設桁３から橋幅方向外側に（図２の右側に）上方に傾斜して延びる。

拡幅桁５は、箱形断面（断面中空状）に形成され、拡幅桁上フランジ５１と拡幅桁下フランジ５２とそれら上フランジ５１および下フランジ５２の間を延びる拡幅桁腹板５３とを備える。

拡幅桁腹板５３には、拡幅ブラケット６を接合するための拡幅側仕口部材９が設けられる。拡幅側仕口部材９は、例えば、溶接などにより拡幅桁腹板５３に接合される。拡幅側仕口部材９は、拡幅桁腹板５３から橋幅方向にＩ形断面で延び、上フランジ９１と下フランジ９２とウェブ９３とで構成される。

拡幅側仕口部材９の上方の拡幅桁腹板５３には、床版２を支持するための床版受け５７が設けられる。

拡幅桁５内には、拡幅桁ダイアフラム５４と、複数のリブ５５とが設けられる。拡幅桁ダイアフラム５４は、橋軸方向に間隔を隔てて設けられ、拡幅ブラケット６が接合された箇所（橋軸方向における位置）に、各々配置される。拡幅桁５のリブ５５は、拡幅桁ダイアフラム５４を貫通して橋軸方向に延びる。

拡幅ブラケット６は、拡幅桁５（拡幅側仕口部材９）から既設桁３まで（既設側仕口部材８）橋幅方向に延び、拡幅桁５側から既設桁３側に（図２おいて右側から左側）至るにつれ上下方向の長さが短くなる。

図３に示すように、拡幅ブラケット６は、断面ほぼＩ字状に形成され、拡幅ブラケット上フランジ６１と、拡幅ブラケット下フランジ６２と、拡幅ブラケットウェブ６３とで構成される。

図２に示すように、拡幅ブラケット下フランジ６２は橋幅方向にほぼ水平に延び、拡幅ブラケット上フランジ６１は橋幅方向に既設ブラケット下フランジ４２と同じ傾斜角で傾斜して延びる。

より詳細には、拡幅ブラケット上フランジ６１は、拡幅側仕口部材９から既設ブラケット４のほぼ先端の位置まで橋幅方向に水平に延びる水平部６１１と、その水平部６１１から既設桁３側（図２の左側）に下方に傾斜して既設側仕口部材８まで延びる傾斜部６１２とからなる。それら傾斜部６１２と水平部６１１との結合部分には、拡幅ブラケット上フランジ６１から下方に拡幅ブラケットウェブ６３に沿って延びる補剛板６１３が設けられる。

拡幅ブラケット６と、既設側仕口部材８および拡幅側仕口部材９とは、添接板４６１−４６８を介してボルト６５により各々接合される。

具体的には、拡幅ブラケット上フランジ６１の水平部６１１が拡幅側仕口部材９の上フランジ９１に突き合わせられ、その突き合わせ部分が添接板６４１、６４２により挟まれてボルト６５により接合される。

同様に、拡幅ブラケット下フランジ６２が、既設側仕口部材８の下フランジ８２および拡幅側仕口部材９の下フランジ９２に添接板６４３−６４６を介してボルト接合され、拡幅ブラケットウェブ６３が、既設側仕口部材８のウェブ８３および拡幅側仕口部材９のウェブ９３に添接板６４７、６４８を介してボルト接合される。

さらに、本実施形態では、拡幅ブラケット上フランジ６１と上記既設ブラケット下フランジ４２とが互いに接合されて、上記拡幅ブラケット６と既設ブラケット４が一体化される。

具体的には、拡幅ブラケット上フランジ６１と上記既設ブラケット下フランジ４２とは、連結板６８を間に挟み込ませてボルト６９により接合される。連結板６８は、拡幅ブラケット上フランジ６１の傾斜部６１２の両端部に各々配置され、荷重を伝達すべく、拡幅ブラケット上フランジ６１と既設ブラケット下フランジ４２とに各々密接する。連結板６８には、ボルト６９が貫通する図示しない貫通孔が形成される。

以上、橋軸方向の片面側（図２の紙面表側）における接合構造を説明したが、拡幅ブラケット６や既設ブラケット４を仕口部材８、９、３３１に接合するための添接板４４１、６４４、６４８や、各種ボルト４５、６５、６９などは、橋軸方向の反対面側（図２の紙面裏側）にも同様に、要求される接合強度に応じて適宜設けられる。

次に、図１から図６に基づき本実施形態の拡幅桁５の接合方法（以下、接合方法という）を説明する。

本実施形態の接合方法では、橋梁１の拡幅区間が橋軸方向に複数に分割され、分割された各区間ごとに、順次、拡幅桁５が拡幅橋脚１２の上に設置されて、既設桁３に接合される。

ここで、図４に示すように、拡幅桁５が接合される前には、既設桁３に既設ブラケット仕口部材３３１を介して既設ブラケット４が接合されており、その既設ブラケット４が既設縦桁１６に接合されている。

また、既設桁３、既設ブラケット４および既設縦桁１６の上には既設の床版２１が設置されており、その既設床版２１には既設の壁高欄１７が設置されている。

この状態では、既設桁３の張り出し部分が既設ブラケット４により片持ち支持されている。

本実施形態の接合方法では、まず、図４に示すように、既設桁腹板３３の下部に、複数のボルト孔（図示せず）を形成して既設側仕口部材８をボルト接合する。また、既設側仕口部材８には、拡幅ブラケット６との接合ための添接板６４５、６４６、６４８を予め取り付ける。

次に、図５に示すように、既設ブラケット４の下方に、既設桁３（既設側仕口部材８）から拡幅桁５（拡幅側仕口部材９）までの長さの拡幅ブラケット６を配置すると共に、その拡幅ブラケット６に、拡幅側仕口部材９との接合のための添接板６４１−６４４、６４７を予め取り付ける。

その配置された拡幅ブラケット６の既設桁３側の端部（図５の左側端部）を既設側仕口部材８に突き合わせ、添接板６４５、６４６、６４８を当てて、その添接板４４を介して拡幅ブラケット６を既設側仕口部材８にボルト接合する。また、拡幅ブラケット上フランジ６１と既設ブラケット下フランジ４２との間に連結板６８を挟み込ませて、両フランジ６１、４２をボルト接合する。

以上の作業は、拡幅桁５を設置する前に予め現場にて行われ、接合される拡幅桁５の橋軸方向長さに応じた数の拡幅ブラケット６（および既設側仕口部材８）が既設桁３に取り付けられる。

他方、拡幅桁５側では、拡幅桁腹板５３に拡幅側仕口部材９が接合される。例えば、拡幅側仕口部材９は、拡幅桁５を工場などで製造する際に拡幅桁５に溶接などで接合される。

次に、拡幅桁５を橋脚１１（拡幅橋脚１２）の上に設置する。その拡幅桁５を設置する際に、拡幅桁５の拡幅側仕口部材９を、既設桁３および既設ブラケット４に予め接合された拡幅ブラケット６に接合する。具体的には、拡幅ブラケット６の拡幅桁５側の端部を拡幅側仕口部材９に突き合わせ、添接板６４１−６４４、６４７を当ててボルト接合する。

これにより、既設ブラケット４および拡幅ブラケット６が一体化して拡幅横桁７となり、その拡幅横桁７により既設桁３と拡幅桁５とが橋幅方向に接続、連結される。

その後、拡幅桁５の上に拡幅床版２２を設置し、その拡幅床版２２に拡幅壁高欄１８を設置する。さらに、既設床版２１上の既設の壁高欄１７を解体、撤去し、既設床版２１と拡幅床版２２とを接合する。

以上により橋梁１が拡幅される。

このように、本実施形態では、既設ブラケット４に拡幅ブラケット６を接合して拡幅横桁７を構成したので、既設ブラケット４を一部あるいは全部撤去することなく（すなわち、既設側の橋桁１４を変更することなく）、拡幅桁５を既設桁３に接合することができ、拡幅工事中にも橋梁１の既設部分を使用することができる。

その他にも、拡幅工事中に、既設の壁高欄１７を撤去しないことから、拡幅工事中に橋梁１の既設部分を使用しても十分な安全性を確保することができる。

既設ブラケット４の撤去作業が不要になり、拡幅工事を迅速、かつ容易に行うことができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

例えば、上述の実施形態では、ブラケット４、６や仕口部材８、９などを接合するに際してボルト接合や溶接接合を用いたが、これに限定されず、様々な接合手段による接合が可能であり、例えば、リベット接合などでもよい。

既設桁３および拡幅桁５は、箱形断面のものに限定されず、様々な形状のものが考えられ、例えば、Ｉ形断面などでもよい。

既設ブラケット４および拡幅ブラケット６は、Ｉ形断面のものに限定されず、様々な形状のものが考えられ、例えば、箱形断面などでもよい。

既設桁３、拡幅桁５、既設ブラケット４の上フランジ３１、５１、４１は、床版２の設置角度に応じて傾斜するものでもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る橋梁の正面図である。図２は、本実施形態の接合構造の正面図であり、図１の要部を拡大したものを示す。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。図４は、本実施形態の接合方法を説明するための図であり、拡幅前の状態を示す。図５は、本実施形態の接合方法を説明するための図であり、拡幅側仕口部材を既設桁に取り付けた状態を示す。図６は、本実施形態の接合方法を説明するための図であり、拡幅ブラケットを既設桁に取り付けた状態を示す。図７は、従来の橋梁の正面図である。

符号の説明

１橋梁
２床版
３既設桁
４既設ブラケット
５拡幅桁
６拡幅ブラケット
７拡幅横桁

Claims

橋梁の床版が既設桁から橋幅方向に張り出して設けられると共に、その床版の張り出し部分が、上記既設桁から橋幅方向に延びる既設ブラケットにより下方から片持ち支持され、上記既設桁に、上記橋梁を拡幅するための拡幅桁を接合した拡幅桁の接合構造において、
上記既設ブラケットの下方に、上記既設桁から上記拡幅桁まで延びる拡幅ブラケットを設けると共に、該拡幅ブラケットを上記既設桁と上記拡幅桁とに各々接合し、かつ上記拡幅ブラケットと上記既設ブラケットとを互いに接合して、上記既設桁と上記拡幅桁とを接続する拡幅横桁としたことを特徴とする拡幅桁の接合構造。
上記既設ブラケットが、上記既設桁から橋幅方向外側に上方に傾斜して延びる下フランジを有し、上記拡幅ブラケットが、上記既設ブラケットの下フランジと同じ傾斜角で傾斜する上フランジを有し、それら拡幅ブラケットの上フランジと上記既設ブラケットの下フランジが接合されて、上記拡幅ブラケットと上記既設ブラケットが一体化された請求項１記載の拡幅桁の接合構造。
上記既設桁が箱形断面を有し、該既設桁の腹板に上記既設ブラケットと上記拡幅ブラケットとが接合され、かつ上記既設ブラケットおよび上記拡幅ブラケットが接合された箇所の上記既設桁内にダイアフラムが設けられた請求項１または２記載の拡幅桁の接合構造。
上記既設桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための既設側仕口部材が設けられ、上記拡幅ブラケットは、上記既設側仕口部材を介して上記既設桁に接合され、
他方、上記拡幅桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための拡幅側仕口部材が設けられ、上記拡幅ブラケットが、上記拡幅側仕口部材を介して上記拡幅桁に接合された請求項１から３いずれか記載の拡幅桁の接合構造。
橋梁の床版が既設桁から橋幅方向に張り出して設けられると共に、その床版の張り出し部分が、上記既設桁から橋幅方向に延びる既設ブラケットにより下方から片持ち支持され、上記既設桁に、上記橋梁を拡幅するための拡幅桁を接合する拡幅桁の接合方法において、
上記既設ブラケットの下方に、上記既設桁から上記拡幅桁まで延びる長さの拡幅ブラケットを配置し、該拡幅ブラケットを上記既設桁と上記拡幅桁とに各々接合し、かつ上記拡幅ブラケットと上記既設ブラケットとを互いに接合して、上記既設桁と上記拡幅桁とを接続する拡幅横桁としたことを特徴とする拡幅桁の接合方法。
上記既設桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための既設側仕口部材を設けた後、該既設側仕口部材と上記既設ブラケットとに上記拡幅ブラケットを接合し、
他方、上記拡幅桁に、上記拡幅ブラケットを接合するための拡幅側仕口部材を設け、
上記拡幅桁を設置する際に、上記拡幅桁の上記拡幅側仕口部材を、上記既設桁および上記既設ブラケットに接合された上記拡幅ブラケットに接合する請求項５記載の拡幅桁の接合方法。