JP5154237B2 - 橋梁の補強方法及び補強構造 - Google Patents

Description

本発明は、橋梁に当て板を締結して橋梁を補強する橋梁の補強方法及び補強構造に関する。

近年、既設の橋梁を現行の耐震基準に合わせるための補強工事が種々行われている。図５及び図６に示すようなトラス橋の場合、桁部材２が複数の鋼板からなる箱断面構造のものがある。かかる橋梁１を補強して耐震性能を向上させる設計手法としては、桁部材２の各部に求められる強度を計算することで必要な板厚を算出し、板厚が不足する箇所Ｗに当て板３０を重ねると共に複数のボルト（図示せず）で締結して板厚を増す当て板補強が知られている。これによれば、橋梁１の交通を止めることなく補強工事を行うことができる。

特開２００５−２２０７３１号公報

ところで、この設計手法によれば、桁部材２と当て板３０があたかも一体化しているように考えるが、実際には当て板３０は桁部材２と一体化していないと共に、桁部材２が板厚不足の箇所Ｗの外側にないため、桁部材２に作用する応力が当て板３０に入り難く、十分強度がある部分同士を結ばないと補強とならず、十分に補強されない虞があるという課題があった。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、既設橋梁を確実かつ容易に補強できる橋梁の補強方法及び補強構造を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明は、複数の鋼製の桁部材で構成された既設の橋梁の補強方法において、耐震性能の劣った桁部材の長さ方向における補強箇所を特定し、その特定した補強箇所の桁部材に補強箇所の長さより大きな当て板を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所両側の桁部材に締結する橋梁の補強方法であって、上記桁部材が断面矩形状に形成され、桁部材の一側面の板厚が薄く、かつ、外面側が窪んだ箇所を補強箇所として特定し、この補強箇所の長さより大きく形成された当て板を、補強箇所に沿って被うように当てると共に当て板の両端部間に上記窪んだ箇所に沿う補強板を形成し、かつ、補強箇所両側の桁部材に上記当て板の両端部を締結すると共に窪んだ箇所の桁部材に上記補強板を締結したものである。

上記当て板は、幅方向に複数に分割して形成されるとよい。

上記当て板が、上記補強板と、該補強板に重ねて設けられ補強箇所の外側に延出される延長板とを備えて構成されるとよい。

上記延長板は、桁部材に作用する力を延長板にその許容応力まで入力できる本数のボルトで補強箇所外の桁部材に締結されると共に、上記ボルトと同じ本数のボルトで上記補強板に締結されるとよい。

また、上記当て板の両端部に、当て板の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数ｍｍ大きなピッチで孔を穿設し、その孔のピッチに応じて補強箇所両側の桁部材にボルト孔を穿ち、上記桁部材に当て板をあてがってボルト締結するとよい。

本発明によれば、既設橋梁を確実かつ容易に補強できる。

本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。

図６は補強すべき既設橋梁の要部側面図であり、図１は図６の部分Ａ（縦桁）の斜視図であり、図２は縦桁に当て板を取り付けた状態の断面説明図である。

図６に示すように、補強すべき既存橋梁１は、縦、横、斜めの桁部材２を組み合わせて構成されたトラス橋からなる。桁部材２は、鋼板で外周の４辺を構成した断面矩形状の箱断面構造に形成されている。また、桁部材２には、作業員が内部に入れるようにするためのマンホール（図示せず）が設けられており、桁部材２の内部でもボルト締結等の作業が行えるようになっている。

この橋梁１を補強する場合、まず、耐震性能の劣った桁部材２の長さ方向における補強箇所Ｗを特定する。具体的には、部材特性と断面力特性の分析を行い、発生応力が著しく大きい箇所を特定することで行う。一般に、建設当初の建築基準ではあまり強度を必要とされなかった箇所は、桁部材２を経済的に作るために薄く形成されており、このような桁部材２の一側面の板厚の薄い箇所が概ね補正箇所Ｗとして特定される。図１及び図２に示すように、桁部材２の薄く形成される箇所は、内部に設ける隔壁３の大きさを一定にするために外面側が窪んで形成される。

次に、その特定した補強箇所Ｗの桁部材２に見合った幅形状でかつ補強箇所Ｗの長さより十分長い当て板４を作製する。補強箇所Ｗが大きい場合、当て板４を複数枚に分けて形成するとよい。当て板４の運搬や取付作業を容易に行うことができる。具体的には、当て板４を幅方向に２分割してなる一対の分割当て板５で構成し、さらにこれら分割当て板５を、補強箇所Ｗに添えられる補強板６と、補強板６に重ねて設けられ補強箇所Ｗの外側に延出される一対の延長板７とを備えて構成するとよい。また、延長板７と補強箇所Ｗ外の桁部材２との間に隙間ができる場合、この隙間を埋めるための介在板８も作製する。

補強板６と延長板７の厚さは、応力が補強板６に確実に入力されるものと考えたとき、桁部材２に発生する応力が許容される大きさとなるように決定する。また、分割当て板５の両端部、すなわち、それぞれの延長板７の端部には、延長板７の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数ｍｍ大きなピッチで複数の孔９を縦横に整列して穿設する。ここで、定められたボルトピッチより数ｍｍ大きなピッチは、規格で定められたボルトピッチと略同じであって、かつ、このボルトピッチより若干大きなピッチとなる。例えば延長板７の厚さが２８ｍｍである場合、定められたボルトピッチは６６ｍｍであるため、孔９のピッチは、６６〜７０ｍｍ程度の範囲で決定する。ボルトピッチを小さく設定することで延長板７の長さを短く抑えることができ、コストを低減できる。

この後、分割当て板５を補強箇所Ｗに沿って当てると共にその両端部を補強箇所Ｗ両側の桁部材２に締結して、補強箇所Ｗにかかる応力を分割当て板５を介して受けるようにする。具体的には、補強箇所Ｗに補強板６を当てて仮留めすると共に、補強箇所Ｗ両側の桁部材２に延長板７に穿設した孔９のピッチに応じたピッチでボルト孔１０を穿ち、桁部材２にそれぞれの延長板７を介在板８を介して複数のボルト１１で締結すると共に、補強箇所Ｗと補強板６と延長板７とを複数のボルト１１で締結する。このとき、部材同士の締結力はボルトの本数で決まるため、延長板７と補強箇所Ｗ外側の桁部材２とを締結するボルト１１の本数は、桁部材２に作用する力を分割当て板５にその許容応力まで入力できるように決定し、補強箇所Ｗと補強板６と延長板７とを締結するボルト１１の本数は、延長板７と補強箇所Ｗ外側の桁部材２とを締結するボルト１１の本数と同じに決定する。また、補強箇所Ｗと補強板６とは、補強板６が単体で座屈を起こさず、かつ、補強板６と補強箇所Ｗとの間に水が浸入しない程度の広いピッチで締結する。

このように、複数の鋼製の桁部材２で構成された既設の橋梁１を現行の耐震基準に合わせるべく、耐震性能の劣った桁部材２の長さ方向における補強箇所Ｗを特定し、その特定した補強箇所Ｗの桁部材２に見合った幅形状でかつ補強箇所Ｗの長さより十分長い当て板４を作製し、その当て板４を補強箇所Ｗに沿って当てると共にその両端部を補強箇所Ｗ両側の桁部材２に締結して、補強箇所Ｗにかかる応力を当て板４を介して受けるようにしたため、桁部材２に作用する力を補強箇所Ｗの外側で確実に当て板４に入れることができ、既設橋梁１の耐震性能の劣る箇所を確実かつ容易に補強することができ、橋梁１を合理的かつ効果的に補強できる。

また、桁部材２が断面矩形状に形成され、桁部材２の一側面の板厚の薄い箇所を補強箇所Ｗとして特定し、当て板４を桁部材２の一側面と同じ幅形状に形成すると共にその長さを補強箇所Ｗの長さより十分長く形成し、その当て板４を補強箇所Ｗに沿って当てると共にその両端部を補強箇所Ｗ両側の桁部材２に締結して、補強箇所Ｗにかかる応力を当て板４を介して受けるようにしたため、桁部材２に作用する力を補強箇所Ｗの外側で確実に当て板４に入れることができ、桁部材２の板厚の薄い箇所を確実かつ容易に補強することができ、橋梁１を合理的かつ効果的に補強できる。

当て板４は、幅方向に分割して形成されるものとしたため、容易に取り扱うことができ、運搬や取付作業を容易にできる。

分割当て板５が、補強箇所Ｗに添えられる補強板６と、補強板６に重ねて設けられ補強箇所Ｗの外側に延出される延長板７とを備えて構成されるものとしたため、桁部材２の外面に窪みがある場合でも簡単な構造で容易に当て板４を取り付けることができる。

延長板７は、桁部材２に作用する力を延長板７にその許容応力まで入力できる本数のボルト１１で補強箇所Ｗ外の桁部材２に締結されると共に、上記ボルト１１と同じ本数のボルト１１で補強板６に締結されるものとしたため、桁部材２を無駄なく補強できる。

当て板４の両端部に、当て板４の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数ｍｍ大きなピッチで孔９を穿設し、その孔９のピッチに応じて補強箇所Ｗ両側の桁部材２にボルト孔１０を穿ち、桁部材２に当て板４をあてがってボルト締結するようにしたため、桁部材２に当て板４を容易に締結することができる。

なお、当て板４は幅方向に２分割して形成するものとしたが、２つ以上の複数に分割してもよい。

また、分割当て板５は、一対の延長板７を備えて構成されるものとしたが、延長板７は、補強板６より長い１枚の板材からなっていてもよい。またさらに、補強板６は、複数の板材からなるものであってもよい。この場合、補強板６は、長さ方向に分割された複数の板材（図示せず）とこれら板材を継ぐべく板材に重ねて締結される継ぎ板（図示せず）とを備えるとよい。

またさらに、分割当て板５は、補強板６と延長板７からなるものとしたが、運搬や取付作業等の取り扱いに支障がなければ、図３に示すように、分割当て板２０は、補強板６と延長板７とを一体に形成した形状の一枚板からなるものとしてもよい。

また、本発明とは関係のない参考例であるが、補強箇所Ｗの外面と補強箇所Ｗ両側の桁部材２の外面とが面一である場合、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、分割当て板２１は、補強箇所Ｗの長さより十分長く、かつ、均一な厚さの板材からなるものにするとよい。分割当て板２１を簡易な構造にでき、部品点数を減らすことができる。

本発明の好適実施の形態を示す桁部材の斜視図である。 当て板を取り付けた桁部材の断面説明図である。 図２の変形例を示す桁部材の断面説明図である。 （ａ）は本発明とは関係のない参考例を示す桁部材の正面図であり、（ｂ）は（ａ）の側面図である。 従来の設計手法の説明図である。 既設橋梁の要部側面図である。

符号の説明

１ 橋梁
２ 桁部材
４ 当て板
６ 補強板
７ 延長板
９ 孔
１０ ボルト孔
１１ ボルト
Ｗ 補強箇所

Claims (10)

1. 複数の鋼製の桁部材で構成された既設の橋梁の補強方法において、耐震性能の劣った桁部材の長さ方向における補強箇所を特定し、その特定した補強箇所の桁部材に補強箇所の長さより大きな当て板を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所両側の桁部材に締結する橋梁の補強方法であって、上記桁部材が断面矩形状に形成され、桁部材の一側面の板厚が薄く、かつ、外面側が窪んだ箇所を補強箇所として特定し、この補強箇所の長さより大きく形成された当て板を、補強箇所に沿って被うように当てると共に当て板の両端部間に上記窪んだ箇所に沿う補強板を形成し、かつ、補強箇所両側の桁部材に上記当て板の両端部を締結すると共に窪んだ箇所の桁部材に上記補強板を締結したことを特徴とする橋梁の補強方法。
2. 上記当て板は、幅方向に複数に分割して形成された請求項１記載の橋梁の補強方法。
3. 上記当て板が、上記補強板と、該補強板に重ねて設けられ補強箇所の外側に延出される延長板とを備えて構成される請求項１又は２に記載の橋梁の補強方法。
4. 上記延長板は、桁部材に作用する力を延長板にその許容応力まで入力できる本数のボルトで補強箇所外の桁部材に締結されると共に、上記ボルトと同じ本数のボルトで上記補強板に締結される請求項３記載の橋梁の補強方法。
5. 上記当て板の両端部に、当て板の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数ｍｍ大きなピッチで孔を穿設し、その孔のピッチに応じて補強箇所両側の桁部材にボルト孔を穿ち、上記桁部材に当て板をあてがってボルト締結するようにした請求項１〜４のいずれかに記載の橋梁の補強方法。
6. 複数の鋼製の桁部材で構成された既設の橋梁の補強構造において、耐震性能の劣った桁部材の長さ方向における補強箇所に、その長さより大きな当て板を補強箇所に沿って被うように当て、その両端部を補強箇所両側の桁部材に締結した橋梁の補強構造であって、上記桁部材が断面矩形状に形成され、桁部材の一側面に板厚が薄く、かつ、外面が窪んだ箇所からなる補強箇所が形成され、この補強箇所の長さより大きく形成された当て板が、補強箇所を被うように補強箇所に沿って当てられると共に当て板の両端部間には、上記窪んだ箇所に沿う補強板が形成され、かつ、当て板の両端部が補強箇所両側の桁部材に締結されると共に上記補強板が窪んだ箇所の桁部材に締結されることを特徴とする橋梁の補強構造。
7. 上記当て板は、幅方向に複数に分割して形成された請求項６記載の橋梁の補強構造。
8. 上記当て板が、上記補強板と、該補強板に重ねて設けられ補強箇所の外側に延出される延長板とを備えて構成される請求項６又は７に記載の橋梁の補強構造。
9. 上記延長板は、桁部材に作用する力を延長板にその許容応力まで入力できる本数のボルトで補強箇所外の桁部材に締結されると共に、上記ボルトと同じ本数のボルトで上記補強板に締結される請求項８記載の橋梁の補強構造。
10. 上記当て板の両端部には、ボルトを挿通させるための孔が当て板の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数ｍｍ大きなピッチで穿設された請求項６〜９のいずれかに記載の橋梁の補強構造。

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