JP5484561B2 - 高架移動式作業車および方法 - Google Patents

Description

本発明は、張出しまたは片持ち梁構造を構築するための方法および機械に関する。詳細には、それだけに限定しないが、本発明は、フリー・カンチレバー(free cantilever)工法を用いてその場で鋳造されるコンクリート橋梁要素の構築に関する。

橋梁床および他の橋架け、片持ち梁または張出し構造は、コンクリートをその場で鋳造し、堰板または型枠の仮構造を用いて、コンクリートが次に中に注がれる容積を画定することによって構築されることが多い。強化鋼の構造は、たいてい、その容積内で組み立てられまたは容積内に置かれてから、コンクリートが注がれる。コンクリートが、その構造がそれ自体を支持できるように十分に硬化された時点で、型枠が取り除かれる。

支持足場の拡張設備ならびに構造下方に硬い自由領域を必要とし得る、コンクリート構造全体をその場で鋳造するための型枠一式を建築する代わりに、移動式作業車が、片持ち梁構造に一般的に使用される。これは、その性質上、たいてい水上または構築工事のために近付き難い地形上に位置している橋梁などの橋架け構造の構築に特に有利なものである。従来の移動式作業車は、すでに硬化した構造の部分によって支持されながら構築方向に進めることができる型枠のセクションからなる。移動式作業車は、一般に、型枠に対して支持をもたらすフレームおよび型枠を各々の新しいセクションに向けて徐々に前方に移動させることができるローラまたはレールなどの何らかの手段を備える。

従来のコンクリート橋梁構造は、たとえば「ダブルＴ字」または「Ｕ字」配置にある、腹板（垂直な荷重支承部材）を備えた開放断面、または床版、１つまたは複数の腹板、および底部スラブを有する箱形断面などの閉鎖断面を有する橋梁床を支持する、たとえばいくつかの橋脚を備えることができる。「Ｕ字」セクション構造では、床版は、底部スラブである。

従来の移動式作業車の設計は、吊り下げ作業車および高架作業車を含む。その名前が示唆するように、吊り下げ作業車は、すでに架設された橋梁構造の下方に吊り下げされ、構造の端部を超えて延びて、その構造のすぐ次のセクションが鋳造されるところの型枠を支持する。構築が進むにつれ、吊り下げ作業車は、建造中の構造の下方で進められる。

他方で、高架作業車は、一般には、すでに架設された構造の上部に装着されたフレームであり、これは、たとえばレールまたはローラ上で前方に進められて、すぐ次のセクションが鋳造されるところの領域の上方を延びる。高架作業車の場合、型枠は、そのフレームの延長セクションから垂れ下がっている。

いずれの場合も、型枠、作業車、鉄筋および未硬化コンクリートを含む構築要素とすべての必要なアクセス構台構造を一緒にした重量は、すでに建築された構造部分上で支持される。コンクリートの各セクションが、それ自体の重量および作業車の重量を支承するように十分硬化されたとき、作業車をすぐ次のセクションに進めることができる。

作業車のフレームワークが、極めて安定的で剛性であり、コンクリートが注がれているときまたは硬化期間中、型枠が、コンクリートの重量下で大きく移動しないことが最も重要である。この目的のため、従来の高架作業車は、橋床構造の各々の腹板要素と位置合わせされたトラス・フレームを備えたマルチトラスのフレームワークを備える。フレームは、たとえばフレーム間に横トラスを用いて横断方向にブレース固定され、作業車のフレームワークに横断方向の剛性を与える。

吊り下げ作業車の場合、フレームワークは、床版のウイングの下方または底部スラブの下方に位置する。前者の配置は、作業車、型枠、およびコンクリートの静的重量から橋梁床内への反力が、腹板（最大の荷重支承能力を備えた床構造の部分である腹板）内に直接導入されないという欠点を有する。他方で後者の配置は、作業車の経路が、構造の下方にある物体によって妨げられない構造上でのみ使用することができる。しかし、吊り下げ作業車は、上方から構築空間に本質的に無制限にアクセスすることを可能にするという重要な利点も有する。これは、たとえば、事前製作された鋼鉄筋全体を構築空間内に下ろすことができることを意味する。橋梁床の腹板、底部スラブおよび上部スラブ全体のための鉄筋鋼ケージは、たとえば、事前製作され、次いで、クレーンによってすでに構築された橋梁床上の所定位置に下ろすことができる。このようにして、現場での鉄筋組み立て作業を省くことができ、それによって現場での構築プロセスを極めて高速化することができる。

それと対照的に、高架作業車は、静的重量反力を腹板内に直接導入することができ、一般的に、吊り下げ作業車の妨害欠点に煩わされない。しかし、従来の高架作業車は、そのブレース固定されたマルチトラスのフレーム構造が、上方から構築空間の多くにアクセスすることを大きく妨げるという欠点も有する。したがって、主要な腹板、底部スラブおよび上部スラブの主要部分の鉄筋ケージの事前製作は不可能に近く、あるいは小さいセクションに対してのみ実行可能であるが、これは、各々の新しいセクションを鋳造できる前に必要とされる現場の組み立て作業の量を大きく増大させる。

したがって、本発明の目的は、静的重量反力を腹板内に直接導入することができ、橋脚または構造下方の類似の要素によって妨害されず、上方から型枠内の構築空間にほぼ無制限にアクセスすることを可能にする、張出しまたは自己支持型構造の増分的構築のための方法および機械を提供することである。

上記の目的は、付随する請求項１および８に記載された本発明によって達成される。

以下の説明を通じて、かつ添付の図において、同じまたは類似の構成要素は、明確にするために同じ参照番号を用いて参照される。

添付の図は、本発明のさらなる理解をもたらすように含まれ、本発明内に組み込まれ、その一部を構成する。図は、本発明の実施形態を説明するように働き、説明と一緒になって、本発明の原理を説明するように働く。しかし、これらは、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の範囲を限定することは意図されない。

従来技術の高架作業車の図である。 本発明の高架作業車の平面図である。 本発明の高架作業車の側面図である。 本発明の高架作業車の正面図である。 本発明の高架作業車の斜視図である。 本発明の高架作業車の斜視図である。

従来技術の高架移動式作業車を、図１に概略形態で示している。図１の極めて簡易化された図では、橋梁セクションが、３つの腹板（９）、上部スラブ（１）および底部スラブ（１１）を備えて示されている。各腹板（９）のすぐ上には、レール（６）が固定されており、これらのレール（６）は、作業車構造（２０）を、各々の新しいセクション（７）に向けて進めることを可能にしている。レール（６）もまた、各々の新しいセクション（７）に向けて構築方向に前方に進められる。従来の作業車はまた、フレームおよび対角のブレース固定要素の構造を含み、コンクリートが注がれ硬化されている間、新しいセクションの荷重を支持するのに十分な強度の作業車のフレーム構造（２０）をもたらしている。フレームは、新しいセクションの構築中、荷重を、先に完成したセクションの腹板内に直接またはその近くに導入する。明確にするため、型枠は、図に示していないことに留意されたい。しかし、図示していないが、これらの要素が、高架作業車から吊り下げられ、これらが、各々の新しいセクションの構築のための所定位置にあるように作業車と共に進められることが理解されよう。この方法では、各々の新しいセクションの重量は、新しいセクションが構築下にある間、既存の構造によって支承される。

従来技術の従来の高架作業車を用いると、各々の新しいセクションに必要とされる鉄筋は、その場で組み立てられなければならないが、これは、作業車の構造が、完全に事前製作された鉄筋ケージを構築空間内に下ろすことを可能にしないためである。そのような事前製作された鉄筋はまた、作業車および型枠が、鉄筋材が必要とされる領域に下方からアクセスすることを妨害するため、作業車が進められた時点で橋梁の下方から持ち上げることはできない。

図２から６は、本発明の原理を示すために、概略形態でかつさまざまな図から簡易化した例を示している。図２から６は、３つの腹板（９）、底部スラブ（１１）および上部スラブ（１）を備える、図１の構造に類似する橋梁構造を示している。しかし、図２から６に示される作業車は、レール（６）上に、各々の外側腹板を覆って１つずつ装着された２つの荷重フレーム（３）を有する。さらに、本発明による荷重フレーム（３）は、これらが、上方から構築空間（７）への改良されたアクセスを可能にするように外向きに回転され得るように配置される。荷重フレームを回転することを可能にするために、各荷重フレームの橋床装着点（４）は、荷重フレームを図示する荷重支承の外側腹板（９ａ、９ｃ）に依然として固定したままで、ほぼ垂直な（すなわち構造の上平面に対して垂直な）軸の周りで荷重フレームの回転を可能にするように設計され得る。各荷重フレームの中間点は、各々の荷重フレームの中間点に対する支持体として働く、下側の横桁として知られている横方向桁（８）上に装着される。荷重フレームからのそれぞれの反力は、作業車の前進中レール（６）に、次いで新しいセグメントの構築中２つの外側腹板（９ａ、９ｃ）に直接伝えられる。さらに、荷重フレームは、これらが、それらの間にブレース固定構造を必要とすることなく所与の荷重を支持できるように構築される。

この説明は、片持ち梁構造が、２本またはそれ以上の長手方向腹板を有する例に注目してきたが、本発明の高架作業車および方法を、１本の長手方向腹板だけを有する構造に使用することも可能である。そのような場合、両方の荷重フレームの近位端部は、同じ腹板に固定され、荷重フレームは、２本以上の長手方向腹板を備えた構造と同じ方法で、すぐ次のセクションの構築容積内にアクセスできるように外側に広げられる。

従来の作業車は、単一の構造として一緒にブレース固定されたいくつかの比較的軽量の荷重フレームを備えていたが、本発明による荷重フレームは、コンクリートが注がれたときに型枠およびコンクリートの垂直荷重を支持するだけでなく、たとえば風によってまたは構築プロセス中に生じる非垂直荷重によって荷重フレームにかかるいかなる回転力または捩じれ力にも抵抗するように各々個々に構築される。この強度は、図５に部分的に示すように、たとえば個々の荷重フレームの各々を３次元の三角形構造として構築することによって達成される。この構造は、図を簡易化するために、描かれた要素の一部のみを示すことに留意されたい。さらに、他の図は、荷重フレームの詳細な構造を示しているが、そのような構造（たとえばトラスおよび／またはブレースの三角形構造）は、垂直荷重力と共にいかなる潜在的な回転力または捩じり力も支承することができることを示していることが理解されよう。

これらが、その作動位置に取り付けられたとき、荷重フレームは、構築されるすぐ次のセクションを覆って延び広がるが、長手方向軸または構造に対して、フレームのどの部分も、すぐ次の構造セクションの主要な荷重支承領域（２）のすぐ上方に実質的に存在しないような角度で回転される。橋梁床構造の長手方向軸に対して広げられた角度で各々の荷重フレームを取り付け、作業車構成要素が構造のすぐ次のセクションの主要な荷重支承部分を覆って存在しないことは、これらの荷重支承部分（腹板、上部スラブ、および底部スラブ）、さらに床版（１）の中央部分のための鉄筋要素または橋梁床を、事前製作し、構築容積内に（たとえばクレーンによって橋床から下ろすことによって）配置し、それによってコンクリートを注ぐ前にその場で鉄筋材を組み立てる時間を大幅に節約できることを意味している。

荷重フレームの角度位置は、通常、建築されている各々の特有の構造に対して１回設定される。たとえば、図２から６に示される橋梁に関しては、橋梁の断面が、鋳造されているセクションにわたって著しく変化しない場合、荷重フレームをその正しい位置に回転させ、次いでレール（６）および下側の横桁（８）上に所定位置に固定することができる。次いで、各々の新しい構造セクションが準備されるとき、作業車は、その荷重フレームが広げられた向きにある状態で、すぐ次のセクションの上方のその位置まで前方に移動される。しかし、同じ配置を、長さに沿って変化する幅を有する構造の構築に使用し、初期の位置決めに加えて、構築中に荷重フレームの角度的位置決めを適合させることも可能である。

Claims (9)

1. 一部が完成された、細長い片持ち梁構造のすぐ次の構造セクション（７）を支持するための機械であって、
   前記細長い片持ち梁構造が、１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９）を備える、主要な長手方向の荷重支承領域（２）を含み、
   前記機械が、前記すぐ次の構造セクション（７）の重量を支持するための少なくとも１対の長手方向の荷重フレーム要素（３）を備え、前記長手方向の荷重フレーム要素（３）の各々が、前記すぐ次の構造セクションを覆って延びるための遠位部分と、前記１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９）の１つによって支持された地点で前記一部が完成された片持ち梁構造の完成された部分（１２）に固定するための近位部分と、前記近位部分と遠位部分の間の中間部分とを備える、機械において、
   一対の荷重フレーム要素（３）が、外側に広げられた向きに向けられるように、さらに前記機械が、前記近位部分に向き調整手段（４）を備えており、
   この向き調整手段により、前記各々の長手方向の荷重フレーム要素（３）の前記遠位部分が、前記すぐ次の構造セクション（７）の１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９ａ、９ｂ、９ｃ）のすぐ上方ではなく、前記すぐ次の構造セクション（７）の重量を支持するよう配置されるように、各荷重フレーム要素（３）が配置されていることを特徴とする機械。
2. 前記長手方向の荷重フレーム要素（３）の各々に、前記各々の長手方向の荷重フレーム要素（３）の前記中間部分を前記広げられた向きに調整可能に支持するための調整可能な支持手段（８）をさらに備える、請求項１に記載の機械。
3. 前記向き調整手段が、前記各々の長手方向の荷重フレーム要素（３）をほぼ垂直の軸周りで回転させることを可能にする回転手段（４）を備える、請求項１に記載の機械。
4. 前記調整可能な支持手段が、
   前記すぐ次の構造セクション（７）を構築するプロセス中に生じる荷重力を、前記一部が完成された片持ち梁構造の前記完成された部分（１２）の前記１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９）に伝達するための横断方向の荷重桁（８）を備える、請求項１から３のいずれか一つに記載の機械。
5. 前記完成された部分（１２）の前記１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９）によって支持された装着点において、前記横断方向の荷重桁（８）を前記一部が完成された片持ち梁構造の前記完成された部分（１２）に固定するための装着手段をさらに備える、請求項４に記載の機械。
6. 前記長手方向の荷重フレーム要素（３）の各々に、前記各々の荷重フレーム要素（３）の前記中間部分を、前記横断方向の荷重桁（８）上で調整可能な位置に支持するための調整可能な支持手段をさらに備える、請求項４または請求項５のいずれか一つに記載の機械。
7. 前記長手方向の荷重フレーム要素（３）の各々が、他方の、または他方の１つの荷重フレーム要素（３）にブレース固定されることなく、細長い片持ち梁構造の構築中に生じる回転力またはねじれ力に個々に抵抗することができるように構築される、請求項１から６のいずれかに記載の機械。
8. 一部が完成された細長い片持ち梁構造のすぐ次の構造セクションを構築する方法であって、
   前記細長い片持ち梁構造が、主要な長手方向の荷重支承領域（２）を含み、前記主要な荷重支承領域（２）は、１本または複数本の長手方向の荷重支承腹板要素（９）を備え、前記方法は、
   前記すぐ次の構造セクション（７）の重量を支持するための長手方向の荷重フレーム要素（３）の少なくとも１つの対を備える高架移動式作業車を使用するステップであって、前記長手方向の荷重フレーム要素（３）の各々は、前記すぐ次の構造セクションを覆って延びるための遠位部分と、前記１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９）の１つによって支持された地点で前記一部が完成された片持ち梁構造の完成された部分（１２）に固定するための近位部分と、前記近位部分と遠位部分の間の中間部分とを備える、ステップと、
   長手方向の荷重フレーム要素（３）の前記少なくとも１つの対の各々の前記近位部分を、前記１つまたは複数の長手方向の荷重支承腹板要素（９）の１つによって支持された地点で、前記一部が完成された片持ち梁構造の前記完成された部分（１２）に固定するステップとを含む、方法において、
   前記長手方向の荷重フレーム要素（３）の各々の外側に広げられた角度配向を、前記各々の長手方向の荷重フレーム要素（３）の前記遠位部分が、前記すぐ次の構造セクション（７）の前記主要な荷重支承領域（２）のすぐ上方ではなく、前記すぐ次の構造セクション（７）の重量を支持するよう配置されるように設定するステップも含むことを特徴とする、方法。
9. 前記片持ち梁構造の各々のすぐ次の構造セクション（７）に対して、長手方向の荷重フレーム要素（３）の前記少なくとも１つの対を、前記長手方向の荷重フレーム要素の前記遠位端部が、前記各々のすぐ次の構造セクション（７）が構築される領域の上方を突出するように進めるステップをさらに含む、請求項８に記載の方法。

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