JP5189546B2 - 中路式アーチ橋の架設方法 - Google Patents

Description

本願発明は、アーチリブの上下方向中間位置に補剛桁が配置されてなる中路式アーチ橋の架設方法に関するものである。

中路式アーチ橋は、例えば「特許文献１」に記載されているように、アーチリブの上下方向中間位置に補剛桁が配置された構成となっている。

そして、この中路式アーチ橋においては、上記「特許文献１」にも記載されているように、そのアーチリブにより補剛桁の大半を吊り支持するように構成されている。

特開２００３−２１３６１９号公報

従来の中路式アーチ橋においては、そのアーチリブにより補剛桁の大半を吊り支持する構成となっているので、軸力部材としてのアーチリブは、その断面形状をかなり大きなものとする必要がある。

このため、従来の中路式アーチ橋においては、その架設のための施工コストが高くついてしまう、という問題がある。

本願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、低コストで中路式アーチ橋を架設することができる中路式アーチ橋の架設方法を提供することを目的とするものである。

本願発明は、施工手順に工夫を施すことにより、アーチリブの軸力成分の一部を補剛桁に負担させるような橋梁構造とし、これによりアーチリブの断面形状を小さくすることを可能とし、もって上記目的達成を図るようにしたものである。

すなわち、本願発明に係る中路式アーチ橋の架設方法は、
アーチリブの上下方向中間位置に補剛桁が配置されてなる中路式アーチ橋を架設する方法において、
上記アーチリブにおける、架設径間両側に設置された１対のアーチアバットの位置から上記補剛桁の高さ位置までの１対のアーチリブ下部領域を施工するとともに、上記補剛桁における、架設径間両側に設置された１対の橋台の位置から上記１対のアーチリブ下部領域の先端部の位置までの１対の補剛桁端部領域を施工して、これら各アーチリブ下部領域の先端部と各補剛桁端部領域の先端部とをそれぞれ剛結し、
次に、上記補剛桁における、上記１対の補剛桁端部領域の間に位置する補剛桁中央領域を施工し、
次に、上記アーチリブにおける、上記１対のアーチリブ下部領域の間に位置するアーチリブ上部領域を施工する、ことを特徴とするものである。

上記「補剛桁」は、アーチリブの上下方向中間位置に配置されていれば、その上下方向の具体的な位置は特に限定されるものではない。

上記「アーチリブ」の材質や設置本数等の具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記「補剛桁」の材質や設置本数等の具体的な構成は特に限定されるものではない。

上記構成に示すように、本願発明に係る中路式アーチ橋の架設方法においては、１対のアーチリブ下部領域を施工するとともに１対の補剛桁端部領域を施工して、これら各アーチリブ下部領域の先端部と各補剛桁端部領域の先端部とをそれぞれ剛結した後に、補剛桁中央領域を施工するようになっているので、この補剛桁中央領域の施工を容易に行うことができる。

また、この補剛桁中央領域の施工が完了した時点で（すなわちアーチリブ上部領域を施工する前の段階で）、方杖ラーメン構造体を構築することができるので、アーチリブの軸力成分の一部を補剛桁中央領域に負担させることができる。そしてこれにより、その後に施工されるアーチリブ上部領域の断面形状を、通常の中路式アーチ橋の場合に比して大幅に小さいものとすることができる。

しかも、このようにして架設された中路式アーチ橋は、アーチ橋の機能および方杖ラーメン橋の機能を兼ね備えたものとなるので、そのアーチリブ下部領域の断面形状についても、通常の中路式アーチ橋の場合に比して小さいものとすることができる。

このように本願発明に係る中路式アーチ橋の架設方法によれば、アーチリブの断面形状を小さくすることができ、これにより低コストで中路式アーチ橋を架設することができる。

上記構成において、架設対象となる中路式アーチ橋として、アーチリブ上部領域の高さが各アーチリブ下部領域の高さの１／３以下の値に設定された構成とすれば、補剛桁中央領域の長さが方杖ラーメン構造体を構築するのに適した範囲内の比較的短い値とすることができる。

上記構成において、架設対象となる中路式アーチ橋として、補剛桁における各補剛桁端部領域の先端部に横桁が配置された構成とした上で、各補剛桁端部領域の先端部に対する各アーチリブ下部領域の先端部の剛結を、上記横桁に対して行うようにすれば、両者の剛結を確実に行うことが容易に可能となる。

上記構成において、架設対象となる中路式アーチ橋として、補剛桁が、橋軸直交方向に所定間隔をおいて橋軸方向に延びる１対の箱桁部を有するとともに、アーチリブが、１対の箱桁部の間に配置された単一のアーチリブである構成とすれば、アーチリブの構成を簡素化することができる。その際、補剛桁は、その１対の箱桁部の橋軸方向両端部が、架設径間両側に設置された１対の橋台の各々に対して橋軸直交方向の２箇所において支持されることとなるので、大規模地震時等にアーチリブが橋軸直交方向へ倒れてしまうおそれを最小限に抑えることができる。

上記構成において、各アーチリブ下部領域の施工を、各アーチアバットに設置された回転支承から該アーチリブ下部領域を略鉛直方向上方へ向けて構築した後、該アーチリブ下部領域を架設径間側へ所定角度回動させることにより行うようにすれば（すなわちロアリング工法により行うようにすれば）、各アーチリブ下部領域が比較的長尺である場合においても、その施工を容易に行うことができる。

このロアリング工法を採用した場合において、各アーチリブ下部領域を構築する際、各補剛桁端部領域の先端部も同時に施工しておくようにすれば、各アーチリブ下部領域の先端部と各補剛桁端部領域の先端部との剛結を、良好な作業環境下で精度良く行うことができる。

上記構成において、アーチリブ上部領域の施工完了後、補剛桁中央領域に橋軸方向の軸圧縮力を導入するようにすれば、方杖ラーメン構造体の応力改善を図ることができる。

本願発明の一実施形態に係る架設方法の対象となる中路式アーチ橋を示す側面図 図１のII−II線断面詳細図 上記中路式アーチ橋の架設工程を示す図 図３（ａ）の詳細図 図３（ｃ）の詳細図 図３（ｆ）の詳細図

以下、図面を用いて、本願発明の実施の形態について説明する。

図１は、本願発明の一実施形態に係る架設方法の対象となる中路式アーチ橋１０を示す側面図である。また、図２は、図１のII−II線断面詳細図である。

これらの図に示すように、この中路式アーチ橋１０は、アーチリブ２０の上下方向中間位置に補剛桁３０が配置された構成となっている。その際、この中路式アーチ橋１０は、その補剛桁３０がアーチリブ２０の頂点に近い高さ位置にあり、上路式アーチ橋に近い中路式アーチ橋となっている。

具体的には、この中路式アーチ橋１０においては、補剛桁３０の橋面３０ａからアーチリブ２０のアーチ軸（図１において１点鎖線で示す曲線）Ａｘの頂点Ａまでの高さｈ１が、アーチ軸Ａｘの基点Ｂ、Ｃ（本実施形態において、これら１対の基点Ｂ、Ｃは同じ高さ位置に設定されている）から補剛桁３０の橋面３０ａまでの高さｈ２に対して、１／３以下の値（例えば１／４程度の値）に設定されている。

アーチリブ２０は、鉄筋コンクリート製であって、架設径間両側の地盤２に設置された１対のアーチアバット４０の間に架設されている。その際、このアーチリブ２０は、その１対の基端部が１対のアーチアバット４０に対して回転支承４２を介してそれぞれ支持された２ヒンジアーチとして構成されている。

このアーチリブ２０は、１対のアーチアバット４０の位置から補剛桁３０の高さ位置までの１対のアーチリブ下部領域２２と、これらの間に位置するアーチリブ上部領域２４とからなっているが、そのアーチリブ上部領域２４の断面形状は、各アーチリブ下部領域２２を延長形成した場合の断面形状に比してひと回り小さくなっている。

すなわち、このアーチリブ２０は、一般的なアーチリブと同様、各基点Ｂ、Ｃから頂点Ａに近づくに従って徐々に上下幅が狭くなるように形成されているが、アーチリブ上部領域２４の上下幅は、各アーチリブ下部領域２２を延長形成した場合の上下幅に比して小さい値に設定されている。また、このアーチリブ２０においては、各アーチリブ下部領域２２の左右幅も、アーチリブ上部領域２４の左右幅も、それぞれ一定となっているが、アーチリブ上部領域２４の左右幅は、各アーチリブ下部領域２２の左右幅に比して小さい値に設定されている。

補剛桁３０は、鉄筋コンクリート製であって、架設径間両側の地盤２における１対のアーチアバット４０の背後の斜め上方位置に設置された１対の橋台５０の間に、直線状に延びるようにして架設されている。

この補剛桁３０は、橋軸方向に延びる１対の箱桁部３０Ａが橋軸直交方向に所定間隔をおいて配置された２主桁箱桁構造を有している。その際、この補剛桁３０においては、１対の橋台５０の位置から１対のアーチリブ下部領域２２の先端部の位置までの１対の補剛桁端部領域３２と、これら１対の補剛桁端部領域３２の間に位置する補剛桁中央領域３４とが、互いに同一の断面形状で形成されている。そして、この補剛桁３０における各アーチリブ下部領域２２の先端部には、横桁３０Ｂが配置されている。

アーチリブ２０は、補剛桁３０における１対の箱桁部３０Ａの間に配置された単一のアーチリブとして構成されている。そして、このアーチリブ２０は、その各アーチリブ下部領域２２の先端部において、補剛桁３０の横桁３０Ｂにおける１対の箱桁部３０Ａの間の部分に剛結されている。なお、この横桁３０Ｂは、各箱桁部３０Ａの内部にも配置されている。

補剛桁３０は、その１対の補剛桁端部領域３２が、１対のアーチアバット４０に設置された１対の鉛直部材１２によって下方から支持されており、また、その補剛桁中央領域３４が、アーチリブ上部領域２４から下方へ延びる４本の吊り材１４によって吊り支持されている。

次に、本実施形態に係る中路式アーチ橋１０の架設方法について説明する。

図３は、この中路式アーチ橋１０の架設工程を示す図である。

この架設工程の概要は以下のとおりである。

すなわち、まず、同図（ａ）、（ｂ）に示すように、アーチリブ２０における１対のアーチリブ下部領域２２を、補剛桁３０における１対の補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａと共に施工した後（ＳＴＥＰ１、２）、同図（ｃ）、（ｄ）に示すように、補剛桁３０における１対の補剛桁端部領域３２の一般部３２Ｂ（すなわち先端部３２Ａ以外の部分）を施工して、これら各補剛桁端部領域３２の一般部３２Ｂをその先端部３２Ａと連結し（ＳＴＥＰ３、４）、次に、同図（ｅ）に示すように、補剛桁３０の補剛桁中央領域３４を施工し（ＳＴＥＰ５）、最後に、同図（ｆ）に示すように、アーチリブ上部領域２４を施工する（ＳＴＥＰ６）ようになっている。

次に、この架設工程の詳細について説明する。

ＳＴＥＰ１、２における各アーチリブ下部領域２２の施工は、ロアリング工法により行う。

すなわち、図３（ａ）およびその詳細図である図４に示すように、アーチアバット４０に鉛直部材１２を設置するとともに回転支承４２を設置する。そして、この回転支承４２から、アーチリブ下部領域２２を略鉛直方向上方へ向けて構築する。その際、補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａの施工も同時に行う。この先端部３２Ａを施工する際、その横桁３０Ｂにアーチリブ下部領域２２の先端部を剛結する。

また、このアーチリブ下部領域２２および補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａを、橋台５０の左右両側に配置された１対の支持ケーブル１００により構築状態に保持する。その際、これら１対の支持ケーブル１００は、その先端部を、補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａの左右両側に設置されたケーブル支持ブラケット（図示せず）に固定するとともに、その基端部を、橋台５０の背後の斜め上方位置に設置されたケーブル支持体（図示せず）に固定しておく。

そして、これらアーチリブ下部領域２２の構築および補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａの施工完了後、これらを架設径間側へ所定角度回動させる。その際、図３（ｂ）に示すように、これらアーチリブ下部領域２２および補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａを架設位置まで回動させた状態で、これらを１対の支持ケーブル１００の緊張により架設位置に保持する。

ＳＴＥＰ３、４における各補剛桁端部領域３２の施工は、次のようにして行う。

すなわち、図３（ｃ）およびその詳細図である図５に示すように、補剛桁端部領域３２における先端部３２Ａ以外の一般部３２Ｂを、橋台５０の背後の施工ヤードで予め製作しておき、この一般部３２Ｂを、架設径間へ向けて押し出して、図３（ｄ）に示すように、架設完了位置にある先端部３２Ａと連結し、補剛桁端部領域３２の施工を完了させる。

その後、橋台５０の上半部の施工を行う。その際、この橋台５０を支持するアンカ５２を、背後の地盤２に打ち込んで設置する。

ＳＴＥＰ５における補剛桁中央領域３４の施工は、次のようにして行う。

すなわち、図３（ｅ）に示すように、移動作業車１０２を用いて、各補剛桁端部領域３２の先端面から架設径間中央へ向けて、補剛桁中央領域３４の張出し施工を行い、その中央閉合を行う。

ＳＴＥＰ６におけるアーチリブ上部領域２４の施工は、次のようにして行う。

すなわち、図３（ｆ）およびその詳細図である図６に示すように、施工済みの補剛桁中央領域３４の橋面３０ａに支保工１０４を設置して、アーチ軸Ａｘに沿ってコンクリートを打設し、アーチリブ上部領域２４の施工を行う。

このアーチリブ上部領域２４の施工完了後、各支持ケーブル１００の緊張を解放して、補剛桁中央領域３４に橋軸方向の軸圧縮力を導入する。そして、これら各支持ケーブル１００を撤去する。その後、アーチリブ上部領域２４と補剛桁中央領域３４との間に、４本の吊り材１４を橋軸方向に所定間隔をおいて設置する。

次に、本実施形態の作用効果について説明する。

本実施形態においては、１対のアーチリブ下部領域２２を施工するとともに１対の補剛桁端部領域３２を施工して、これら各アーチリブ下部領域２２の先端部と各補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａとをそれぞれ剛結した後に、補剛桁中央領域３４を施工するようになっているので、この補剛桁中央領域３２の施工を容易に行うことができる。

また、この補剛桁中央領域３２の施工が完了した時点で（すなわちアーチリブ上部領域２４を施工する前の段階で）、方杖ラーメン構造体を構築することができるので、アーチリブ２０の軸力成分の一部を補剛桁中央領域３４に負担させることができる。そしてこれにより、その後に施工されるアーチリブ上部領域２４の断面形状を、通常の中路式アーチ橋の場合に比して大幅に小さいものとすることができる。

しかも、このようにして架設された中路式アーチ橋１０は、アーチ橋の機能および方杖ラーメン橋の機能を兼ね備えたものとなるので、そのアーチリブ下部領域２２の断面形状についても、通常の中路式アーチ橋の場合に比して小さいものとすることができる。

このように本実施形態に係る中路式アーチ橋の架設方法によれば、アーチリブ２０の断面形状を小さくすることができ、これにより低コストで中路式アーチ橋１０を架設することができる。

その際、本実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、アーチリブ上部領域２４の高さｈ１が各アーチリブ下部領域２２の高さｈ２の１／３以下の値に設定された構成となっているので、補剛桁中央領域３４の長さを方杖ラーメン構造体を構築するのに適した範囲内の比較的短い値とすることができる。

また本実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、補剛桁３０における各補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａに横桁３０Ｂが配置された構成とした上で、各補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａに対する各アーチリブ下部領域２２の先端部の剛結を、その横桁３０Ｂに対して行うようになっているので、両者の剛結を確実に行うことが容易に可能となる。

さらに本実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、補剛桁３０が、橋軸直交方向に所定間隔をおいて橋軸方向に延びる１対の箱桁部３０Ａを有するとともに、アーチリブ２０が、１対の箱桁部３０Ａの間に配置された単一のアーチリブである構成となっているので、アーチリブ２０の構成を簡素化することができる。その際、補剛桁３０は、その１対の箱桁部３０Ａの橋軸方向両端部が、架設径間両側に設置された１対の橋台５０の各々に対して橋軸直交方向の２箇所において支持されることとなるので、大規模地震時等にアーチリブ２０が橋軸直交方向へ倒れてしまうおそれを最小限に抑えることができる。

特に本実施形態においては、各アーチリブ下部領域２２の施工を、各アーチアバット４０に設置された回転支承４２から該アーチリブ下部領域２２を略鉛直方向上方へ向けて構築した後、該アーチリブ下部領域２２を架設径間側へ所定角度回動させる、ロアリング工法により行うようになっているので、各アーチリブ下部領域２２が比較的長尺に設定されているにもかかわらず、その施工を容易に行うことができる。

しかも本実施形態においては、上記ロアリング工法により各アーチリブ下部領域２２を構築する際、各補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａも同時に施工しておくようになっているので、各アーチリブ下部領域２２の先端部と各補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａとの剛結を、良好な作業環境下で精度良く行うことができる。また、このようにすることにより、本実施形態のように、補剛桁端部領域３２の一般部３２Ｂを橋台５０の背後の施工ヤードで予め製作しておき、これを架設径間へ向けて押し出して先端部３２Ａと連結するだけで、補剛桁端部領域３２の施工を完了させることができ、これにより施工効率を高めることができる。

そして本実施形態においては、アーチリブ上部領域２４の施工完了後、各支持ケーブル１００の緊張を解放して、補剛桁中央領域３２に橋軸方向の軸圧縮力を導入するようになっているので、方杖ラーメン構造体の応力改善を図ることができる。その際、本実施形態においては、補剛桁中央領域３２に対する軸圧縮力の導入を、上記ロアリング工法の際に用いた支持ケーブル１００の緊張解放により行うことができる。

上記実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、アーチ軸Ａｘの基点Ｂ、Ｃが同じ高さ位置に設定されているものとして説明したが、これら基点Ｂ、Ｃが異なる高さ位置に設定されている場合においても、これら各基点Ｂ、Ｃから補剛桁３０の橋面３０ａまでの高さｈ２の平均値に対して、アーチリブ上部領域２４の高さｈ１が１／３以下の値となるように設定すれば、補剛桁中央領域３４の長さを方杖ラーメン構造体を構築するのに適した範囲内の比較的短い値とすることができる。

上記実施形態においては、ロアリング工法により各アーチリブ下部領域２２を構築する際、各補剛桁端部領域３２の先端部３２Ａの施工も同時に行うものとして説明したが、各アーチリブ下部領域２２のみを構築して、これらを架設位置まで回動させた後に、各補剛桁端部領域３２の施工を行うようにすることも可能である。

上記実施形態においては、各アーチリブ下部領域２２の施工をロアリング工法により行うものとして説明したが、他の工法（例えば張出し工法等）により施工を行うことも可能である。

上記実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、アーチリブ２０が、２ヒンジアーチとして構成されているものとして説明したが、固定アーチ等として構成されている場合においても、本願発明に係る架設方法を採用することが可能である。

上記実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、アーチリブ２０が、鉄筋コンクリート製であるものとして説明したが、その一部（例えば各アーチリブ下部領域２２）または全部が、鋼製である場合あるいは鋼製のアーチリブ本体にコンクリート２２Ｂが巻き立てられた複合構造となっている場合等においても、本願発明に係る架設方法を採用することが可能である。

上記実施形態においては、架設対象となる中路式アーチ橋１０として、補剛桁３０が、鉄筋コンクリート製であるものとして説明したが、その一部または全部が、鋼製である場合あるいは波形鋼鈑製である場合等においても、本願発明に係る架設方法を採用することが可能である。

なお、上記実施形態において諸元として示した数値は一例にすぎず、これらを適宜異なる値に設定してもよいことはもちろんである。

２ 地盤
１０ 中路式アーチ橋
１２ 鉛直部材
１４ 吊り材
２０ アーチリブ
２２ アーチリブ下部領域
２４ アーチリブ上部領域
３０ 補剛桁
３０Ａ 箱桁部
３０Ｂ 横桁
３０ａ 橋面
３２ 補剛桁端部領域
３２Ａ 先端部
３２Ｂ 一般部
３４ 補剛桁中央領域
４０ アーチアバット
４２ 回転支承
５０ 橋台
５２ アンカ
１００ 支持ケーブル
１０２ 移動作業車
１０４ 支保工
Ａ 頂点
Ａｘ アーチ軸
Ｂ、Ｃ 基点

Claims (7)

1. アーチリブの上下方向中間位置に補剛桁が配置されてなる中路式アーチ橋を架設する方法において、
   上記アーチリブにおける、架設径間両側に設置された１対のアーチアバットの位置から上記補剛桁の高さ位置までの１対のアーチリブ下部領域を施工するとともに、上記補剛桁における、架設径間両側に設置された１対の橋台の位置から上記１対のアーチリブ下部領域の先端部の位置までの１対の補剛桁端部領域を施工して、これら各アーチリブ下部領域の先端部と各補剛桁端部領域の先端部とをそれぞれ剛結し、
   次に、上記補剛桁における、上記１対の補剛桁端部領域の間に位置する補剛桁中央領域を施工し、
   次に、上記アーチリブにおける、上記１対のアーチリブ下部領域の間に位置するアーチリブ上部領域を施工する、ことを特徴とする中路式アーチ橋の架設方法。
2. 上記中路式アーチ橋として、上記アーチリブ上部領域の高さが上記各アーチリブ下部領域の高さの１／３以下の値に設定された構成としておく、ことを特徴とする請求項１記載の中路式アーチ橋の架設方法。
3. 上記中路式アーチ橋として、上記補剛桁における各補剛桁端部領域の先端部に横桁が配置された構成としておき、
   上記各補剛桁端部領域の先端部に対する上記各アーチリブ下部領域の先端部の剛結を、上記横桁に対して行う、ことを特徴とする請求項１または２記載の中路式アーチ橋の架設方法。
4. 上記中路式アーチ橋として、上記補剛桁が、橋軸直交方向に所定間隔をおいて橋軸方向に延びる１対の箱桁部を有するとともに、上記アーチリブが、上記１対の箱桁部の間に配置された単一のアーチリブである構成としておく、ことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の中路式アーチ橋の架設方法。
5. 上記各アーチリブ下部領域の施工を、上記各アーチアバットに設置された回転支承から該アーチリブ下部領域を略鉛直方向上方へ向けて構築した後、該アーチリブ下部領域を上記架設径間側へ所定角度回動させることにより行う、ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１記載の中路式アーチ橋の架設方法。
6. 上記各アーチリブ下部領域を構築する際、上記各補剛桁端部領域の先端部も同時に施工しておく、ことを特徴とする請求項５記載の中路式アーチ橋の架設方法。
7. 上記アーチリブ上部領域の施工完了後、上記補剛桁中央領域に橋軸方向の軸圧縮力を導入する、ことを特徴とする請求項１〜６いずれか中路式アーチ橋の架設方法。

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