JP4926093B2

JP4926093B2 - 函体構造物の構築方法

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Publication number: JP4926093B2
Application number: JP2008042589A
Authority: JP
Inventors: 仁藤田
Original assignee: Okumura Corp
Current assignee: Okumura Corp
Priority date: 2008-02-25
Filing date: 2008-02-25
Publication date: 2012-05-09
Anticipated expiration: 2028-02-25
Also published as: JP2009197536A

Description

本発明は、函体構造物の構築方法に関し、特に、橋脚によって支持された橋桁の下方に、橋脚を横断して矩形断面を有する中空の函体構造物を構築するための函体構造物の構築方法に関する。

例えば鉄道の軌条や道路の下方を横断するようにして設けられている地下道等の既設の地下構造物が、長年の使用によって改築する必要を生じた場合や、これらの地下構造物を拡幅する必要を生じた場合に、鉄道や道路の使用状態を保持したまま、新たな地下構造物を構築できるようにする技術が種々開発されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の既設地下構造物の改築方法では、既設の地下構造物よりも大型の地下構造物となる函体構造物を新たに構築する際に、当該函体構造物の両側の側壁部及び天盤部が配置される部分に沿って、矩形パイプによる縦方向パイプ列及び横方向パイプ列を地中に設置しておき、横方向パイプ列の上面に載置した縁切り板の端部を不動箇所に固定した状態で、既製の函体構造物の端面を縦方向パイプ列及び横方向パイプ列に当接させた後に、既設の地下構造物を含む地盤を函体構造物の中空内部を介して撤去しつつ函体構造物を前進させ、横方向パイプ列の矩形パイプの上面に載置した縁切り板の下面をガイド面として、当該縁切り板を残置しつつ既成の函体構造物を縦方向パイプ列及び横方向パイプ列と置換することにより、鉄道や道路の使用状態を保持したまま、置換した函体構造物によって新たに地下構造物を構築するようにしたものである。
特公平６−１０５０２５号公報

特許文献１に記載の既設地下構造物の改築方法では、鉄道の軌条や道路の下方の基礎地盤中に設けられた既設地下構造物を、既製の函体構造物を縦方向パイプ列及び横方向パイプ列と置換することによって新たに地下構造物を構築するものであことから、橋脚によって支持された橋桁の下方に、橋脚を横断して既製の函体構造物を設置して、例えば立体交差の道路や通路等を構築しようとする場合には、特許文献１に記載の技術をそのまま適用することは困難である。

すなわち、橋脚によって支持された橋桁の下方の部分に、橋脚を横断して既製の函体構造物を設置する場合には、橋桁の下方は基礎地盤が存在しない中空部分となっているため、また函体構造物を横断する部分の橋脚を撤去することになるため、鉄道や道路の使用状態を保持するには、構築作業中に橋桁からの荷重を何らかの方法によって強固かつ安定した状態で支持する必要がある。したがって、橋脚を横断する函体構造物の構築作業中に、橋桁からの荷重を強固かつ安定した状態で支持できるようにするための新たな技術の開発が要望されている。

本発明は、橋脚によって支持された橋桁の下方に、矩形断面を有する中空の函体構造物を橋脚を横断して構築する際に、橋桁からの荷重を強固かつ安定した状態で支持しつつ、函体構造物を縦方向パイプ列及び横方向パイプ列と置換することのできる函体構造物の構築方法を提供することを目的とする。

本発明は、橋脚によって支持された橋桁の下方に、前記橋脚を横断して矩形断面を有する中空の函体構造物を構築するための函体構造物の構築方法であって、前記函体構造物の側壁部が配置される部分の前記橋桁の下方の地盤を掘削して、横断される前記橋脚を挟んだ両側に一対の側部立坑を築造する工程と、前記函体構造物の側壁部が設けられる位置に沿って、前記函体構造物の天盤部の高さ位置まで前記一対の側部立坑内から横設した矩形パイプを各々積み上げて、一対の縦方向パイプ列を設置する工程と、前記一対の側部立坑を各々埋戻すと共に、前記各縦方向パイプ列と前記橋脚との間の部分に土砂を充填して横方向パイプ列の支持基盤を形成する工程と、前記各縦方向パイプ列の最上段に配置されると共に上面に縁切り板が載置された角部矩形パイプから前記橋脚側に各々連設して、横方向パイプ列を構成する横設した矩形パイプを、前記函体構造物の天盤部が設けられる高さ位置に沿って上面に縁切り板が載置された状態で前記支持基盤上に設置する工程と、前記橋桁と前記角部矩形パイプ及び／又は前記支持基盤上の矩形パイプとの間に介在させて桁受け部材を取り付けることにより、該桁受け部材によって前記橋桁を支持させる工程と、前記両側の支持基盤上の矩形パイプから横方向に連設して、前記横方向パイプ列を構成する矩形パイプを、前記橋脚を横断すると共に上面に縁切り板が載置された状態で設置する工程とを含み、前記一対の縦方向パイプ列を前記横方向パイプ列を介して連結一体化したら、前記橋脚を挟んだ横断方向の一方の側部に設けた既製の前記函体構造物の両側の側壁部及び天盤部の端面を、前記一対の縦方向パイプ列及び前記横方向パイプ列に直接又は間接的に当接させた後に、前記一対の縦方向パイプ列及び前記横方向パイプ列の内側の前記橋脚を含む地盤の土砂を前記函体構造物の中空内部を介して撤去しつつ、前記函体構造物を前記橋脚を挟んだ横断方向の他方の側部に向けて押し出し、前記角部矩形パイプを含む前記横方向パイプ列の矩形パイプの上面に載置された前記縁切り板の下面をガイド面として、当該縁切り板を残置しつつ前記函体構造物を前記一対の縦方向パイプ列及び前記横方向パイプ列と置換することにより、前記函体構造物を前記橋桁の下方に前記橋脚を横断して構築する函体構造物の構築方法を提供することによって、上記目的を達成したものである。

そして、本発明の函体構造物の構築方法は、少なくとも２基の橋脚を横断して前記矩形断面を有する中空の函体構造物を構築する場合に、各一対の橋脚によって挟まれる部分に土砂を盛土して横方向パイプ列の中間部支持基盤を形成する工程と、前記各一対の橋脚によって挟まれる部分において横方向に連設して、前記横方向パイプ列を構成する横設した矩形パイプを、前記函体構造物の天盤部が設けられる高さ位置に沿って上面に縁切り板が載置された状態で前記中間部支持基盤上に設置する工程と、前記各一対の橋脚によって挟まれる部分において、前記橋桁と前記中間部支持基盤上の矩形パイプとの間に介在させて桁受け部材を取り付けることにより、該桁受け部材によって前記橋桁を支持させる工程とを含んでいることが好ましい。

また、本発明の函体構造物の構築方法は、前記桁受け部材によって前記橋桁を支持させる工程において、前記桁受け部材は、前記角部矩形パイプ及び／又は前記支持基盤上（中間部支持基盤を含む。）の矩形パイプの上面に載置された前記縁切り板に対してスライド移動可能に設置されることが好ましい。

さらに、本発明の函体構造物の構築方法は、前記一対の側部立坑の外側の土留壁を、前記函体構造物の天盤部が設けられる高さ位置まで上方に延設する工程を含み、前記一対の側部立坑を埋戻すと共に前記各縦方向パイプ列と前記橋脚との間の部分に土砂を充填する工程において、前記土留壁の上方への延設部分と前記縦方向パイプ列と間の部分にも土砂を充填することが好ましい。

本発明の函体構造物の構築方法によれば、橋脚によって支持された橋桁の下方に、矩形断面を有する中空の函体構造物を橋脚を横断して構築する際に、橋桁からの荷重を強固かつ安定した状態で支持しつつ、函体構造物を縦方向パイプ列及び横方向パイプ列と置換することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法は、図１及び図２に示すように、例えば鉄道の軌条１３が敷設され、橋脚１５Ａ，１５Ｂによって支持された橋桁１６の下方部分に、道路トンネル用の地下構造物を形成するための矩形断面を有する中空の函体構造物１０を、先行して設けられた縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換することにより設置して構築する際に採用されたものである。

すなわち、本実施形態では、函体構造物１０は、その天盤部１０ｂを含む上部が、軌条１３を敷設した橋桁１６の下方の中空部分に構築されるように計画されている。したがって、函体構造物１０の天盤部１０ｂは、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して構築されることになるが、本実施形態は、函体構造物１０が橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断する場合でも、橋桁１６を安定した状態で支持して、鉄道の軌条１３を使用状態に保持したまま函体構造物１０の構築作業を行えるようにするために、本発明の函体構造物１０の構築方法を採用したものである。

そして、本実施形態の函体構造物１０の構築方法は、橋脚１５Ａ，１５Ｂによって支持された橋桁１６の下方に、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して矩形断面を有する中空の函体構造物１０を構築するための構築方法であって、図３及び図４にも示すように、函体構造物１０の側壁部１０ａが配置される部分の橋桁１６の下方の地盤を掘削して、横断される橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ両側に一対の側部立坑１８を築造する工程と、函体構造物１０の側壁部１０ａが設けられる位置に沿って、函体構造物１０の天盤部１０ｂの高さ位置まで一対の側部立坑１８内から横設した矩形パイプ１９ａを各々積み上げて、一対の縦方向パイプ列１１を設置する工程と、一対の側部立坑１８に土砂２０を充填してを各々埋戻すと共に、各縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に土砂２０を充填して横方向パイプ列１２の支持基盤２１を形成する工程と、各縦方向パイプ列１１の最上段に配置されると共に上面に縁切り板２２（図５参照）が載置された角部矩形パイプ１９ｂから橋脚１５Ａ，１５Ｂ側に各々連設して、横方向パイプ列１２を構成する横設した矩形パイプ１９ｃを、函体構造物１０の天盤部１０ｂが設けられる高さ位置に沿って上面に縁切り板２２（図５参照）が載置された状態で支持基盤２１上に設置する工程と、橋桁１６と角部矩形パイプ１９ｂ及び／又は支持基盤２１上の矩形パイプ１９ｃとの間に介在させて桁受け部材１７を取り付けることにより、この桁受け部材１７によって橋桁１６を支持させる工程と、両側の支持基盤２１上の矩形パイプ１９ｃから横方向に連設して、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断すると共に上面に縁切り板２２（図５参照）が載置された状態で設置する工程とを含んでいる。

また、本実施形態では、一対の縦方向パイプ列１１を横方向パイプ列１２を介して連結一体化したら（図１参照）、橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ横断方向の一方の側部に設けた既製の函体構造物１０の両側の側壁部１０ａ及び天盤部１０ｂの端面１０ｄを、一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２に直接又は間接的に当接させた後に（図２参照）、図８〜図１０に示すように、一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２の内側の橋脚１５Ａ，１５Ｂを含む地盤の土砂を函体構造物１０の中空内部を介して撤去しつつ、函体構造物１０を橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ横断方向の他方の側部に向けて押し出し、角部矩形パイプ１９ｂを含む横方向パイプ列１２の矩形パイプ１９ｃの上面に載置された縁切り板２２（図５参照）の下面をガイド面として、当該縁切り板２２を残置しつつ函体構造物１０を一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換することにより、函体構造物１０を橋桁１６の下方に橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して構築するようになっている。

さらに、本実施形態では、少なくとも２基（本実施形態では２基）の橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して矩形断面を有する中空の函体構造物１０を構築するようになっており、図１に示すように、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分に土砂２０を盛土して横方向パイプ列の中間部支持基盤２１ａを形成する工程と、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分において横方向に連設して、横方向パイプ列１２を構成する横設した矩形パイプ１９ｃを、函体構造物１０の天盤部１０ｂが設けられる高さ位置に沿って上面に縁切り板２２（図５参照）が載置された状態で中間部支持基盤２１ａ上に設置する工程と、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分において、橋桁１６と中間部支持基盤２１ａ上の矩形パイプ１９ｃとの間に介在させて桁受け部材１７を取り付けることにより、この桁受け部材１７によって橋桁１６を支持させる工程とを含んでいる。

さらにまた、本実施形態では、図４に示すように、一対の側部立坑１８の外側の土留壁２３ａを、函体構造物１０の天盤部１０ａが設けられる高さ位置まで上方に延設する工程を含んでおり、一対の側部立坑１８を埋戻すと共に各縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に土砂２０を充填する工程において、外側の土留壁２３ａの上方への延設部分２４と縦方向パイプ列１１と間の部分にも土砂２０を充填するようになっている。

本実施形態では、函体構造物１０の両側の側壁部１０ａが配置される部分の地盤を各々掘削して、横断される２基の橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ両側に一対の側部立坑１８を築造する工程においては、図３に示すように、各橋脚１５Ａ，１５Ｂと隣接する橋桁１６の下方の地盤に、各一対の通り線に沿って例えばＨ形鋼からなる土留杭を所定の間隔をおいて複数打込むと共に、土留杭の間隔部分に横矢板を設置しつつ各一対の通り線の間の地盤を函体構造物１０の底盤部１０ｃが位置する深さまで掘り下げ、さらに切梁や腹起し等の支保部材２５を取り付けることによって、土留壁２３ａ，２３ｂによって両側の壁面が保護された側部立坑１８が各々築造されることになる。また、各側部立坑１８の底部には、例えば基礎砕石を敷均し転圧すること等によって、基盤部１８ａが形成される。さらに、内側の土留壁２３ｂと基盤部１８ａとの角部分には、矩形パイプ１９ａの受け台２６が、基盤部１８ａから支持された状態で設置される。また本実施形態では、各橋脚１５Ａ，１５Ｂ側に設けられる内側の土留壁２３ｂは、その壁面が、函体構造物１０の両側の側壁部１０ａによって押し出される各縦方向パイプ列１１の内側の通り線に沿って配置されるように、各々設置されている（図４参照）。

函体構造物１０の両側の側壁部１０ａが設けられる位置に沿って、横設した矩形パイプ１９ａを積み上げて縦方向パイプ列１１を設置する工程では、図４に示すように、矩形パイプ１９ａの内側面を各側部立坑１８内の内側の土留壁２３ｂの壁面に各々沿わせつつ、各側部立坑１８の基盤部１８ａに設置した受け台２６から上方に向けて、函体構造物１０の天盤部１０ｂの高さ位置まで矩形パイプ１９ａを順次積み上げてゆく。また積み上げた最上段に角部矩形パイプ１９ｂを各々取り付けることにより、両側の縦方向パイプ列１１を形成する。

ここで、各縦方向パイプ列１１を構成する矩形パイプ１９ａや角部矩形パイプ１９ｂは、例えばアール・アンド・シー工法（株式会社奥村組製）に使用する公知の矩形パイプを好ましく用いることができる。これらの矩形パイプ１９ａ，１９ｂは、例えば外周面から突出して設けた継手リブ等を介して互いに連結することにより、縦方向に積み重ねた状態で容易に接合一体化することができる。

また、本実施形態では、各側部立坑１８の内側の土留壁２３ｂは、上述のように、その壁面が、縦方向パイプ列１１の内側の通り線に沿って各々配置されるように形成されている。これによって、内側の土留壁２３ｂの壁面をガイドとして、縦方向パイプ列１１の少なくとも下半部分の矩形パイプ１９ａを積み上げて行く作業を容易にすることが可能になる。また各側部立坑１８に土砂２０を充填して埋戻した際に、埋戻した土砂２０の土圧によって縦方向パイプ列１１の下半部分の矩形パイプ１９ａを内側の土留壁２３ｂに押し付けるようにして支持させることが可能になる。これによって、各縦方向パイプ列１１をより安定した状態で設置することが可能になる。なお、内側の土留壁２３ａは、後述するように橋脚１５Ａ，１５Ｂや基礎地盤１４の掘削土砂等を撤去しつつ既製の函体構造物１０を押し出して行く際に、これらの掘削土砂や解体ガラ等と共に函体構造物１０の中空内部を介して撤去されることになる。

一対の側部立坑１８を各々埋戻すと共に、形成した各縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に土砂２０を各々充填して横方向パイプ列１２の支持基盤２１を形成する工程では、土砂２０として例えば砂質土等からなる良質土を、側部立坑１８や縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に投入する。また投入された土砂２０は、所定の敷均し厚さ毎に十分に転圧して、支持基盤２１を強固に締め固められた状態とする。

ここで、本実施形態では、上述のように、一対の側部立坑１８の外側の土留壁２３ａは、各々函体構造物１０の天盤部１０ｂが設けられる高さ位置まで上方に延設して設けられており、外側の土留壁２３ａの上方への延設部分２４と縦方向パイプ列１１と間の部分にも、土砂２０が充填されるようになっている。側部立坑１８の外側の土留壁２３ａを上方に延設するには、例えば土留杭を溶接等によって継ぎ足す方法等、公知の各種の工法によって容易に行うことができる。このような外側の土留壁２３ａを上方に延設する工程は、各側部立坑１８を埋戻した後に行うこともでき、また各側部立坑１８を埋戻すのに先立って、外側の土留壁２３ａを函体構造物１０の天盤部１０ｂの高さ位置まで上方に各々延設し、側部立坑１８を埋戻す際に延設部分２４の内側にも土砂２０を充填することもできる。

外側の土留壁２３ａの延設部分２４と縦方向パイプ列１１と間の部分にも土砂２０を充填することにより、例えば各縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に土砂２０を投入充填して横方向パイプ列１２の支持基盤２１を形成する際に、転圧時の荷重等を、縦方向パイプ列１１を挟んだ反対側からの土圧によって強固に支持して、十分に締め固められた安定した状態の支持基盤２１を容易に形成することが可能になる。

各縦方向パイプ列１１の最上段に配置された角部矩形パイプ１９ｂから横方向に連設して、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを支持基盤２１上に各々設置する工程では、例えば横設した矩形パイプ１９ｃを、十分に締め固められた縦方向パイプ列１１と橋脚１５との間の各支持基盤２１上に並べた状態で配置する。本実施形態では、橋脚１５ａ，１５ｂにかからないように、矩形パイプ１９ｃが両側の支持基盤２１上に各々２列に配置される。

ここで、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃは、縦方向パイプ列１１を構成する矩形パイプ１９ａや角部矩形パイプ１９ｂと同様に、例えばアール・アンド・シー工法（株式会社奥村組製）に使用する公知の矩形パイプを好ましく用いることができる。また矩形パイプ１９ｃは、例えば外周面から突出して設けた継手リブ等を介して連結することにより、他の矩形パイプ１９ｃや角部矩形パイプ１９ｂと連設した状態で容易に接合一体化することができる。

本実施形態では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、角部矩形パイプ１９ｂ及び横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃの上面には、当該上面を覆うようにして、縁切り板２２が、各矩形パイプ１９ｂ，１９ｃの長手方向に沿って載置される。ここで、縁切り板２２は、例えば上述のアール・アンド・シー工法に使用する公知のフリクションカットプレートを好ましく用いることができる。また縁切り板２２は、例えば側縁部に沿って設けられた継手プレートを介して密着状態で連結することにより、容易に接合一体化することができる。

なお、本実施形態では、角部矩形パイプ１９ｂを含む縦方向パイプ列１１を構成する矩形パイプ１９ａの側面にも、当該側面を覆って縁切り板２２を取り付けておくことができる。これらの側面を覆って縁切り板２２を取り付けておくことにより、一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換して既製の函体構造物１０を押し出してゆく際に、縁切り板２２の内側面をガイド面として、周囲の土砂２０と縁切りした状態で、函体構造物１０をスムーズに押し出してゆくことが可能になる。

橋桁１６と角部矩形パイプ１９ｂ及び／又は支持基盤２１上の矩形パイプ１９ｃとの間に介在させて桁受け部材１７を取り付ける工程では、図５（ａ），（ｂ）に示すように、桁受け部材１７として例えばＨ形鋼やＩ形鋼を、角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの縁切り板２２によって覆われた上面に、橋桁１６と略垂直に交差させて設置する。桁受け部材１７を設置するには、例えば角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの上面に支持させて、橋桁１６を一旦ジャッキアップし、ジャッキアップした橋桁１６の下方に桁受け部材１７を挿入配置して、これの天端面が橋脚１５の橋台１５ａの高さと合致するようにその高さを調整した後に、橋桁１６を桁受け部材１７の天端面に載置する。

また、本実施形態では、桁受け部材１７は、これの底面と、角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの上面に載置された縁切り板２２との間に介在して、回転移動機能を備えるスライド部材２７として、例えばコンベアチェーンが設けられている。スライド部材２７が設けられていることにより、桁受け部材１７は、角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの上面に載置された縁切り板２２に対してスライド移動可能に設置されることになる。これによって、縁切り板２２の下面をガイド面として、当該縁切り板２２を残置しつつ既製の函体構造物１０を押し出して一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換する際に、押し出し時の衝撃や摩擦等によって縁切り板２２が移動しようとしても、このような移動による変位を吸収して、橋桁１６の位置を保持することが可能になる。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、橋桁１６の下方における、側部立坑１８の外側の土留壁２３ａと隣接する部分の地盤から立設して、土留壁２３ａの上方への延設部分２４と間隔をおいて配置された複数本の桁受け柱２８が設けられている。また、これらの桁受け柱２８の上端と土留壁２３ａの延設部分２４の上端との間に架設されて、桁受け梁２９が取り付けられている。そして、桁受け梁２９の上面には、橋桁１６との間に介在して、例えばＨ形鋼やＩ形鋼からなる補助桁受け部材３０が、桁受け梁２９及び橋桁１６と略垂直に交差して設置される。補助桁受け部材３０は、角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの上面に設置した桁受け部材１７と共に橋桁１６を支持することにより、さらに安定した状態で橋桁１６を使用状態に保持することが可能になる。

そして、本実施形態では、２基の橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して矩形断面を有する中空の函体構造物１０を構築するものであることから、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して設置する工程に先立って、図１及び図４に示すように、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分に土砂２０を盛土して中間部支持基盤２１ａを形成すると共に、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを中間部支持基盤２１ａ上に設置し、さらに橋桁１６と中間部支持基盤２１ａ上の矩形パイプ１９ｃとの間に介在させて桁受け部材１７を取り付けることにより、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂの間の部分で橋桁１６を支持させる作業を行う。これらの作業の各工程は、好ましくは上述の各工程と適宜並行して行うことができる。

一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分に土砂２０を盛土して横方向パイプ列の中間部支持基盤２１ａを形成する工程では、土砂２０として例えば砂質土等からなる良質土を、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂの間の部分に投入すると共に、投入された土砂２０を、所定の敷均し厚さ毎に十分に転圧して強固に締め固めることによって、中間部支持基盤２１ａを形成する。

なお、本実施形態では、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂの間の部分に土砂２０を投入する作業や、上述の各縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に土砂２０を各々充填する作業に先立って、後述する、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断方向に挟んだ一方の側部の地盤及び他方の側部の地盤１４を掘り下げて発進基地３２及び到達基地３３を形成する工程において、例えば発進基地３２の発進面や到達基地３３の到達面に形成した、例えばＨ形鋼からなる土留杭と横矢板とからなる土留壁５０（図６（ａ）参照）を利用して、この土留壁５０を横方向パイプ列１２が配置される高さ位置まで上方に延設することにより、当該土留壁５０の上方への延設部分によって、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断方向に挟んだ両側に、一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂの間の部分や各縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に投入された土砂２０の横断方向への流出や緩みを抑える山留壁５１を形成する作業が行われる。

すなわち、この山留壁５１によって、支持基盤２１及び中間部支持基盤２１ａの横断方向両側の、橋桁１６の桁行方向に沿った面が強固に保護されることになり、中間部支持基盤２１ａや支持基盤２１は、締め固められた状態を安定して保持することが可能になる。また、土留壁５０の上方への延設部分による山留壁５１と、各橋脚１５Ａ，１５Ｂの横断方向両側部との間の隙間にも、土砂２０が投入されて十分に締め固められた状態で充填されることになる。これらの土留壁５０や山留壁５１は、後述するように橋脚１５Ａ，１５Ｂや基礎地盤１４の掘削土砂等を撤去しつつ既製の函体構造物１０を押し出して行く際に解体され、これらの掘削土砂やガラ等と共に函体構造物１０の中空内部を介して撤去されることになる。

一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分に、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを、函体構造物１０の天盤部１０ｂが設けられる高さ位置に沿って中間部支持基盤２１ａ上に設置する工程では、例えば横設した矩形パイプ１９ｃを、十分に締め固められた一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂの間に中間部支持基盤２１ａ上に並べた状態で配置する。矩形パイプ１９ｃとしては、上述と同様の例えばアール・アンド・シー工法（株式会社奥村組製）に使用する公知の矩形パイプを好ましく用いることができる。また矩形パイプ１９ｃの上面には、当該上面を覆うようにして、縁切り板２２が長手方向に沿って載置される。

一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂによって挟まれる部分に、橋桁１６と矩形パイプ１９ｃとの間に介在させて桁受け部材１７を取り付け、この桁受け部材１７によって橋桁１６を支持させる工程では、上述と同様に、橋桁１６を一旦ジャッキアップし、ジャッキアップした橋桁１６の下方に桁受け部材１７を挿入配置して、これの天端面が橋脚１５Ａ，１５Ｂの橋台１５ａの高さと合致するようにその高さを調整した後に、橋桁１６を桁受け部材１７の天端面に載置する。桁受け部材１７には、これの底面と、角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの上面に載置された縁切り板２２との間に介在して、回転移動機能を備えるスライド部材２７が取り付けられている。

一対の橋脚１５Ａ，１５Ｂの間の部分及びこれらの外側部分に配置された複数の桁受け部材１７によって、橋桁１６を橋脚１５Ａ，１５Ｂから盛換え可能に支持したら、支持基盤２１上、及び中間部支持基盤２１ａ上の矩形パイプ１９ｃから横方向に連設する矩形パイプ１９ｃを、各橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して設置して、連接した矩形パイプ１９ｃによる横方向パイプ列１２を形成すると共に、両側の一対の縦方向パイプ列１１を横方向パイプ列１２を介して連結一体化する作業を行う。本実施形態では、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して矩形パイプ１９ｃを設置する作業に先立って、例えば図６及び図７に示すように、作業領域の周囲の地盤に地盤改良３１を施すと共に、橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ横断方向の一方の側部及び他方の側部を掘り下げて、発進基地３２や到達基地３３を形成する。また、発進基地３２や到達基地３３に作業用の諸設備を設置する。

すなわち、例えば薬液注入工法等の公知の各種の改良工法を用いて地盤改良３１を行うことにより、作業領域の周囲の地盤を安定させると共に、作業領域の周囲を囲むようにして土留鋼矢板３４を打設し、反力を得るための背面盛土３５を施工する。また、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断方向に挟んだ両側に、発進基地３２の発進面や到達基地３３の到達面となる土留壁５０を、例えばＨ形鋼からなる土留杭と横矢板を用いて形成しつつ、橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ両側部を掘り下げて、発進基地３２及び到達基地３３を形成する（図６参照）。なお、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断方向に挟んだ両側に設けられた土留壁５０は、例えばタイロッド５２（図７参照）を用いて適宜補強することができると共に、周囲の地盤は例えばアースアンカーを打設して適宜補強することができる。

さらに、作業用の諸設備として、到達基地３３には、矩形パイプ発進架台３６、矩形パイプ推進機３７等が設置されると共に、発進基地３２には、矩形パイプ撤去架台３８、反力壁３９等が設置される。また発進基地３２では、函体構造物１０が築造される（図７参照）。なお、これらの作業は、上述の各工程と併行して行うこともできる。

そして、支持基盤２１上及び中間部支持基盤２１ａ上の矩形パイプ１９ｃから横方向に連設して、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して設置する工程では、例えば上述のアール・アンド・シー工法と同様にして、図７に示すように、到達基地３３に設置した矩形パイプ発進架台３６から、単位パイプ４０を順次継ぎ足しつつ、上面に縁切り板２２が載置された矩形パイプ１９ｃを、矩形パイプ推進機３７によって橋脚１５Ａ，１５Ｂ及び発進基地３２に向けて押し出す。また矩形パイプ１９ｃの先端の作業開口から、橋脚１５Ａ，１５Ｂや支持基盤２１，２１ａの土砂２０を、例えばブレーカやノミ、スコップ等を用いて破砕したり掘削しながら矩形パイプ１９ｃを推進させ、発進基地３２に到達させることにより、矩形パイプ１９ｃが、橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して例えば各３列設置されることになる（図４参照）。

上述のようにして、橋脚１５Ａ，１５Ｂによって支持された橋桁１６の下方に、函体構造物１０の両側の側壁部１０ａ及び天盤部１０ｂの構築予定位置に沿って、一対の縦方向パイプ列１１と横方向パイプ列１２を連結一体化した状態で設置したら（図１参照）、本実施形態では、例えば上述のアール・アンド・シー工法と同様に、発進基地３２で築造された函体構造物１０を、到達基地３３に向けて押し出すことにより一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換して、函体構造物１０を道路トンネル用の地下構造物として構築する。

発進基地３２で築造された函体構造物１０を一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換するには、図２に示すように、発進基地３２において、矩形パイプ撤去架台３８を撤去すると共に、築造された既製の函体構造物１０の前方に刃口４１や先端ジャッキ４２を組み付ける。また、函体構造物１０の後方に元押しジャッキ、井桁、調整枠等による反力設備４３を設置する。さらに、到達基地３３では、矩形パイプ発進架台３６を矩形パイプ撤去架台３８として組み替える。

次に、函体構造物１０の端面１０ｄを、先端ジャッキ４２を介して一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２の端面に当接させ、且つ横方向パイプ列１２の上面に載置された縁切り板２２の端部を不動箇所に固定する。この状態で、図８に示すように、橋脚１５Ａ，１５Ｂを含む軌条１３の下方の支持基盤２１及び中間部支持基盤２１ａの土砂や基礎地盤１４の土砂を、函体構造物１０の中空内部を介して撤去しつつ、横方向パイプ列１２の上面に載置された縁切り板２２の下面をガイド面として、元押しジャッキ等の駆動によって函体構造物１０を押し出すようにして到達基地３３に向けて前進させる。

ここで、函体構造物１０の前進によって、縦方向パイプ列１１や横方向パイプ列１２を構成する各矩形パイプ１９ａ，１９ｂ，１９ｃは、到達基地３３に押し出されるので、押し出された矩形パイプ１９ａ，１９ｂ，１９ｃを例えば単位パイプ４０毎に回収する。

そして、発進基地３２において反力設備４３に井桁等を追加配置すると共に、到達基地３３で押し出された矩形パイプ１９ａ，１９ｂ，１９ｃを回収しつつ、図９及び図１０に示すように、函体構造物１０の先端が到達基地３３に到達するまで、引き続き函体構造物１０を前進させれば、一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と置換されて、函体構造物１０が、道路トンネル用の地下構造物として橋桁１６の下方の領域に構築されることになる。

函体構造物１０の先端が到達基地３３に到達したら、例えば函体構造物１０の周囲の地盤に裏込めを注入すると共に、刃口４１、反力設備４３、矩形パイプ撤去架台３８、反力壁３９等を解体撤去して、函体構造物１０の設置作業が終了する。また函体構造物１０を設置したら、土留鋼矢板３４や、桁受け柱２８、桁受け梁２９等を撤去して現場復旧作業を行う。さらに、例えば角部矩形パイプ１９ｂや矩形パイプ１９ｃの上面から桁受け部材１７によって支持された橋桁１６の下方の中空部分に、コンクリート充填打設する等の仕舞作業を行って、全体の工事を完了する。

そして、本実施形態の函体構造物１０の構築方法によれば、上述のように、橋脚１５Ａ，１５Ｂを挟んだ両側に一対の側部立坑１８を築造する工程と、この側部立坑１８内から矩形パイプ１９ａを積み上げて縦方向パイプ列１１を設置する工程と、側部立坑１８に土砂２０を充填して埋戻すと共に、縦方向パイプ列１１と橋脚１５Ａ，１５Ｂとの間の部分に支持基盤２１を形成する工程と、縦方向パイプ列１１の最上段の角部矩形パイプ１９ｂから横方向に連設して、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを支持基盤２１上に設置する工程と、橋桁１６と角部矩形パイプ１９ｂ及び支持基盤２１上の矩形パイプ１９ｃとの間に介在させて取り付けた桁受け部材１７によって橋桁１６を支持させる工程と、横方向パイプ列１２を構成する矩形パイプ１９ｃを橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して設置する工程とを含んでいるので、橋脚１５Ａ，１５Ｂによって支持された橋桁１６の下方の領域に、函体構造物１０を橋脚１５Ａ，１５Ｂを横断して構築する際に、橋桁１６からの荷重を強固かつ安定した状態で支持しつつ、函体構造物１０を一対の縦方向パイプ列１１及び横方向パイプ列１２と容易に置換することが可能になる。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、本発明は、２基の橋脚を横断して矩形断面を有する中空の函体構造物を構築する場合に限定されることなく、１基又は３基以上の橋脚を挟んだ両側に側部立坑を築造して、１基又は３基以上の橋脚を横断して中空の函体構造物を構築する際にも適用することが可能である。また、桁受け部材は、角部矩形パイプや支持基盤上の矩形パイプの上面に載置された縁切り板に対してスライド移動可能に設置される必要は必ずしもない。さらに、橋桁の下方に桁受け柱や桁受け梁を設置して、補助桁受け部材を設ける必要は必ずしもない。さらにまた、本発明は、軌条の下方に道路トンネル用の地下構造物を形成する場合に限定されることなく、橋脚によって支持された橋桁の下方の領域に、矩形断面を有する種々の函体構造物を構築するべく採用することができる。

本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法を説明する、橋脚の横断方向から視た断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向と垂直な方向から視た略示断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向から視た断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向から視た断面図である。（ａ）は、桁受け部材によって橋桁を支持する状態を説明する拡大断面図、（ｂ）は、桁受け部材を縁切り板に対してスライド移動可能に設置した状態を説明する部分斜視図である。（ａ）は、本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向と垂直な方向から視た略示断面図、（ｂ）は、橋脚の横断方向から視た略示断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向と垂直な方向から視た略示断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向と垂直な方向から視た略示断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向と垂直な方向から視た略示断面図である。本発明の好ましい一実施形態に係る函体構造物の構築方法の作業工程を説明する、橋脚の横断方向と垂直な方向から視た略示断面図である。

符号の説明

１０函体構造物
１０ａ函体構造物の側壁部
１０ｂ函体構造物の天盤部
１１縦方向パイプ列
１２横方向パイプ列
１３軌条
１４基礎地盤
１５Ａ，１５Ｂ橋脚
１６橋桁
１７桁受け部材
１８側部立坑
１９ａ縦方向パイプ列を構成する矩形パイプ
１９ｂ角部矩形パイプ
１９ｃ横方向パイプ列を構成する矩形パイプ
２０土砂
２１横方向パイプ列の支持基盤
２１ａ横方向パイプ列の中間部支持基盤
２２縁切り板
２３ａ側部立坑の外側の土留壁
２３ｂ側部立坑の内側の土留壁
２４側部立坑の外側の土留壁の上方への延設部分
２７スライド部材
３０補助桁受け部材
３２発進基地
３３到達基地
４１刃口
４３反力設備

Claims

橋脚によって支持された橋桁の下方に、前記橋脚を横断して矩形断面を有する中空の函体構造物を構築するための函体構造物の構築方法であって、
前記函体構造物の側壁部が配置される部分の前記橋桁の下方の地盤を掘削して、横断される前記橋脚を挟んだ両側に一対の側部立坑を築造する工程と、
前記函体構造物の側壁部が設けられる位置に沿って、前記函体構造物の天盤部の高さ位置まで前記一対の側部立坑内から横設した矩形パイプを各々積み上げて、一対の縦方向パイプ列を設置する工程と、
前記一対の側部立坑を各々埋戻すと共に、前記各縦方向パイプ列と前記橋脚との間の部分に土砂を充填して横方向パイプ列の支持基盤を形成する工程と、
前記各縦方向パイプ列の最上段に配置されると共に上面に縁切り板が載置された角部矩形パイプから前記橋脚側に各々連設して、横方向パイプ列を構成する横設した矩形パイプを、前記函体構造物の天盤部が設けられる高さ位置に沿って上面に縁切り板が載置された状態で前記支持基盤上に設置する工程と、
前記橋桁と前記角部矩形パイプ及び／又は前記支持基盤上の矩形パイプとの間に介在させて桁受け部材を取り付けることにより、該桁受け部材によって前記橋桁を支持させる工程と、
前記両側の支持基盤上の矩形パイプから横方向に連設して、前記横方向パイプ列を構成する矩形パイプを、前記橋脚を横断すると共に上面に縁切り板が載置された状態で設置する工程とを含み、
前記一対の縦方向パイプ列を前記横方向パイプ列を介して連結一体化したら、前記橋脚を挟んだ横断方向の一方の側部に設けた既製の前記函体構造物の両側の側壁部及び天盤部の端面を、前記一対の縦方向パイプ列及び前記横方向パイプ列に直接又は間接的に当接させた後に、前記一対の縦方向パイプ列及び前記横方向パイプ列の内側の前記橋脚を含む地盤の土砂を前記函体構造物の中空内部を介して撤去しつつ、前記函体構造物を前記橋脚を挟んだ横断方向の他方の側部に向けて押し出し、前記角部矩形パイプを含む前記横方向パイプ列の矩形パイプの上面に載置された前記縁切り板の下面をガイド面として、当該縁切り板を残置しつつ前記函体構造物を前記一対の縦方向パイプ列及び前記横方向パイプ列と置換することにより、前記函体構造物を前記橋桁の下方に前記橋脚を横断して構築する函体構造物の構築方法。
少なくとも２基の橋脚を横断して前記矩形断面を有する中空の函体構造物を構築するための構築方法であって、
各一対の橋脚によって挟まれる部分に土砂を盛土して横方向パイプ列の中間部支持基盤を形成する工程と、
前記各一対の橋脚によって挟まれる部分において横方向に連設して、前記横方向パイプ列を構成する横設した矩形パイプを、前記函体構造物の天盤部が設けられる高さ位置に沿って上面に縁切り板が載置された状態で前記中間部支持基盤上に設置する工程と、
前記各一対の橋脚によって挟まれる部分において、前記橋桁と前記中間部支持基盤上の矩形パイプとの間に介在させて桁受け部材を取り付けることにより、該桁受け部材によって前記橋桁を支持させる工程とを含む請求項１に記載の函体構造物の構築方法。
前記桁受け部材によって前記橋桁を支持させる工程において、前記桁受け部材は、前記角部矩形パイプ及び／又は前記支持基盤上の矩形パイプの上面に載置された前記縁切り板に対してスライド移動可能に設置される請求項１又は２に記載の函体構造物の構築方法。
前記一対の側部立坑の外側の土留壁を、前記函体構造物の天盤部が設けられる高さ位置まで上方に延設する工程を含み、前記一対の側部立坑を埋戻すと共に前記各縦方向パイプ列と前記橋脚との間の部分に土砂を充填する工程において、前記土留壁の上方への延設部分と前記縦方向パイプ列と間の部分にも土砂を充填する請求項１〜３のいずれかに記載の函体構造物の構築方法。