JP5534861B2 - Ｐｃウェル及び橋梁の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＰＣウェル基礎に用いるＰＣウェル、及び、ＰＣウェル基礎を備える橋梁の施工方法に関する。

従来から、高架橋等の橋梁を施工する方法として、ＰＣウェル基礎を用いた橋梁の施工方法が知られている。ここで、ＰＣウェル基礎とは、公知のＰＣウェル工法により構築される基礎構造であり、ＰＣウェル工法とは、短筒状のプレキャストコンクリートからなるＰＣウェルを地中に順次圧入しながら複数積層して、地盤内に長尺筒状のＰＣウェル基礎を構築し、そのＰＣウェル基礎の軸方向全長に亘ってＰＣ鋼材を配置し、それを緊張させることによってＰＣウェル基礎全体にプレストレスを付与する工法である。

このようなＰＣウェル基礎を用いた橋梁として、図８に示すものが従来から知られている（例えば、特許文献１）。図８に示す従来技術に係る橋梁１０１の施工方法は、ＰＣウェル基礎１０２を地中に複数構築する基礎構築工程と、各ＰＣウェル基礎１０２にそれぞれ橋脚１０３を固定する橋脚固定工程と、各橋脚１０３間に橋梁上部工１０４を架設する架設工程とを備えている。また、上記橋脚固定工程は、図９に示すように、ＰＣウェル基礎１０２の内部にコンクリートを打設、養生して、仮支持台１０５を構築する仮支持台構築工程と、仮支持台１０５に橋脚１０３を仮置きする仮置工程と、ＰＣウェル基礎１０２の内部にコンクリート或いはモルタル１０６を打設、養生することにより橋脚１０３をＰＣウェル基礎１０２に固定するコンクリート或いはモルタルの充填工程とを備えている。

しかしながら、上記のような橋梁１０１の施工方法では、橋脚１０３を設置するためには、仮支持台構築工程を行い、仮支持台１０５のコンクリートが硬化するのを待たなければならず、硬化に要する時間が施工期間を長期化してしまうという問題があった。

そこで、このような問題を解決するために、特許文献２に記載のＰＣウェル基礎を用いた橋梁の施工方法が従来から知られていた。この従来技術に係る橋梁の施工方法では、図１０に示すようなＰＣウェル１２０が用いられている。このＰＣウェル１２０は、筒状のＰＣウェル本体１２１と、ＰＣウェル本体１２１から内方に突出し、橋脚２０３を取り付け可能な固定部１１０とを備えている。そして、このＰＣウェル１２０を用いた橋梁の施工方法は、図６に示すように、ＰＣウェル１２０を用いて、内周面に固定部１１０を有する筒状のＰＣウェル基礎２０２を複数構築する基礎構築工程Ｓ１と、固定部１１０に橋脚２０３を取り付けることにより各ＰＣウェル基礎２０２にそれぞれ橋脚２０３を仮固定する仮固定工程Ｓ２とを備えている。また、この橋梁の施工方法は、各橋脚２０３間に橋梁上部工２０４を架設する架設工程Ｓ３と、各ＰＣウェル基礎２０２の内部にコンクリート１８０を打設して養生することにより各橋脚２０３を各ＰＣウェル基礎２０２に本固定する本固定工程Ｓ４とを備えている。そして、架設工程Ｓ３は、本固定工程Ｓ４より前、又は、同時に行われる。

特開２００４−１９０２６６号公報 特開２００８−１０１３９４号公報

上記の特許文献２に係る構成によれば、ＰＣウェル本体１２１に固定部１１０を設け、この固定部１１０に橋脚２０３を取り付けたことにより、コンクリート１８０が硬化するのを待つことなく橋梁上部工２０４を架設することができ、橋梁１０１の建設を進めることができる。その結果、施工期間を短縮することができるが、施工時の作業の効率性や、施工される橋梁の品質の観点から、更なる改良が求められていた。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、高品質の橋梁を効率的に施工することができるＰＣウェル及び橋梁の施工方法の提供を目的とする。

本発明は、上記課題を解決するためのＰＣウェルであって、筒状のＰＣウェル本体と、前記ＰＣウェル本体から内方に突出し、橋脚を取り付け可能な複数の固定部とを備え、前記複数の固定部は、前記ＰＣウェル本体の周方向に間隔をあけて配置されている。

また、前記固定部は、前記ＰＣウェル本体の軸方向に対して９０度以上傾斜した傾斜面を備える構成であってもよい。

また、本発明は、上記課題を解決するための橋梁の施工方法であって、上記いずれかのＰＣウェルを用いて、内周面に前記複数の固定部を有する筒状のＰＣウェル基礎を複数構築する基礎構築工程と、前記複数の固定部に橋脚を取り付けることにより前記各ＰＣウェル基礎にそれぞれ前記橋脚を仮固定する仮固定工程と、前記各橋脚間に橋梁上部工を架設する架設工程と、前記各ＰＣウェル基礎の内部にコンクリートを打設して養生することにより前記各橋脚を前記各ＰＣウェル基礎に本固定する本固定工程とを備え、前記架設工程は、前記本固定工程より前、又は、同時に行われることを特徴とする。

上記の構成によれば、固定用ＰＣウェルにおける複数の固定部がＰＣウェル本体の周方向に間隔をあけて配置されているので、ＰＣウェル本体の内側において、隣接する固定部同士の間に空間（開口部）を確保することができる。これにより、開口部が無い場合に比べて、例えばボルト等の部材を出し入れするスペースや、作業スペースを確保することができるので、固定部に橋脚を取り付けるとき、作業がしやすくなる。その結果、橋梁施工時の現場作業を迅速且つ正確に行うことができる。また、本固定工程において、ＰＣウェル本体の内部にコンクリートを充填するとき、流動コンクリート内の空気が開口部から抜けてゆくので、硬化したコンクリート内に空隙が生じるのを防ぐことができる。これにより、硬化したコンクリートの品質を高めることができる。また、開口部にもコンクリートが充填されるので、ＰＣウェル本体内部のコンクリートを強固に接着させることができる。その結果、橋脚を固定部に確実に固定することができる。以上のことから、本発明によれば、高品質の橋梁を効率的に施工することができる。

本発明のＰＣウェル及び橋梁の施工方法によれば、高品質の橋梁を効率的に施工することができる。

本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法により構築された橋梁の側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）図２のＢ−Ｂ断面図、及び、（ｂ）図２のＣ−Ｃ断面図である。 固定用ＰＣウェルの要部を示す断面図である。 固定用ＰＣウェルの要部を示す断面図である。 橋梁の施工方法の手順を示す工程図である。 他の実施形態に係る固定用ＰＣウェルの要部を示す断面図である。 従来の橋梁の施工方法により構築された橋梁の側面図である。 従来のＰＣウェル基礎の要部を示す断面図である。 他の従来の橋梁の施工方法により構築された橋梁の断面図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法により構築された橋梁の側面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、（ａ）図２のＢ−Ｂ断面図、及び、（ｂ）図２のＣ−Ｃ断面図である。

図１に示すように、橋梁１は、地中に埋設された複数のＰＣウェル基礎２と、各ＰＣウェル基礎２に固定された複数の橋脚３と、各橋脚３間に架設された橋梁上部工４とを備えている。

ＰＣウェル基礎２は、図２に示すように、地中に配置された複数の普通ＰＣウェル２０ａ及び固定用ＰＣウェル２０ｂを備えており、筒状に構成されている。また、ＰＣウェル基礎２は、ＰＣ鋼材２５を備えており、ＰＣ鋼材２５の緊張により、軸方向にプレストレスが導入されている。ＰＣウェル基礎２内には、底部に図示しない底盤コンクリートが充填され、その上に中詰土砂７０が充填されている。なお、中詰土砂７０の充填は必ずしも必要ではなく、空洞のままであってもよい。また、ＰＣウェル基礎２内には、橋脚３を固定する頭部コンクリート８０が最上部に充填されている。

普通ＰＣウェル２０ａ及び固定用ＰＣウェル２０ｂは、工場で予め製作された鉄筋コンクリート製の部材である。普通ＰＣウェル２０ａは、円筒状のＰＣウェル本体２１を備えている。固定用ＰＣウェル２０ｂは、円筒状のＰＣウェル本体２１と、ＰＣウェル本体２１から径方向内方に突出する突起状の固定部１０を複数備えている。本実施形態では、上述の普通ＰＣウェル２０ａが軸方向に沿って複数積層され、この普通ＰＣウェル２０ａの上に固定用ＰＣウェル２０ｂが積層されることにより、内周面に固定部１０を有するＰＣウェル基礎２が構築されている。

複数の固定部１０は、縦断面視において、ＰＣウェル本体２１の軸方向全体から径方向内方に張り出すように構成されている。また、図３に示すように、複数の固定部１０は、ＰＣウェル本体２１の周方向に間隔をあけて複数配置されており、これにより、隣接する固定部１０同士の間に開口部２６が形成されている。また、各固定部１０は、平面視において、ＰＣウェル本体２１の中心軸に向かうように張り出している。固定部１０の数、形状及び配置間隔は特に限定されず適宜変更可能である。

図４及び図５は、固定用ＰＣウェル２０ｂの要部を示す断面図である。図４に示すように、固定部１０には、アンカーボルト１２が挿入されるボルト孔１１がＰＣウェル本体２１の軸方向に沿って貫通するように形成されている。このボルト孔１１は、工場で予め形成されていてもよく、或いは、橋梁の施工現場において形成されてもよい。また、図５に示すように、固定用ＰＣウェル２０ｂは、内部に配置された複数の鉄筋５０を備えている。複数の鉄筋５０は、固定用ＰＣウェル２０ｂの軸方向及び周方向に沿って配置され、格子状に組み合わされている。また、固定部１０が設けられた部分では、鉄筋５０は、固定用ＰＣウェル２０ｂの径方向にも複数配置され、格子状に組み合わされている。これにより、固定部１０は、橋脚３の荷重を支持可能に構成されている。また、普通ＰＣウェル２０ａ内にも鉄筋５０が複数配置されている。また、固定部１０は、ＰＣウェル本体２１の軸方向の一方側を向く平面部１６と、軸方向の他方側を向く傾斜面部１５とを備えている。この平面部１６及び傾斜面部１５は、ＰＣウェル基礎２が構築されたときに、それぞれ、上方及び下方を向くように配置されている。平面部１６は、水平になるように形成されており、橋脚３を載置可能に構成されている。一方、傾斜面部１５は、ＰＣウェル本体２１の軸方向に対して傾斜した面となるように構成されている。具体的には、傾斜面部１５とＰＣウェル本体２１の軸方向とのなす角Ｘが９０度以上になるように構成されている。

橋脚３は、図２に示すように、例えば、箱型断面の鋼製橋脚を用いることができ、下端部に水平に配置されたベースプレート３０を備えている。ベースプレート３０は、固定部１０上に設置されており、ベースプレート３０及び固定部１０に挿入されたアンカーボルト１２により仮固定されている。ベースプレート３０とアンカーボルト１２とを固定するときは、公知のボルトナットにより固定している。一方、アンカーボルト１２と固定部１０とを固定するときは、アンカーボルト１２を固定部１０のボルト孔１１に挿入し、このボルト孔１１にエポキシ樹脂系接着剤を充填することにより接着することができる。しかし、これらの固定方法は特に限定されるものではない。

橋梁上部工４は、例えば、箱型断面の主桁部４１と、主桁部４１から横方向に張り出すブラケット部４２とを備えるものを用いることができ、図示しないボルトや溶接などによって橋脚３の上端部に固定されている。

次に、橋梁の施工方法について説明する。図６は、橋梁の施工方法の手順を示す工程図である。まず、固定用ＰＣウェル２０ｂを用いて、内周面に固定部１０を有するＰＣウェル基礎２を複数構築する基礎構築工程（ステップＳ１）を行う。具体的には、各ＰＣウェル基礎２を設置する地盤にそれぞれ複数の普通ＰＣウェル２０ａ及び固定用ＰＣウェル２０ｂを順次圧入することにより、軸方向に沿って積層し、各ＰＣウェル基礎２を構築する。固定用ＰＣウェル２０ｂは、普通ＰＣウェル２０ａの上に設置される。各ＰＣウェル２０ａ、２０ｂの圧入は、例えば、地中に埋設したグランドアンカーを反力として、所定深度まで押圧する方法により行うことができる。また、ＰＣウェル基礎２の内部に図示しない底盤コンクリートを打設し、底盤コンクリートの上に中詰土砂７０を充填する。

次に、固定部１０に橋脚３を取り付けることにより、各ＰＣウェル基礎２にそれぞれ橋脚３を仮固定する仮固定工程（ステップＳ２）を行う。具体的には、まず、固定用ＰＣウェル２０ｂの固定部１０上に橋脚３のベースプレート３０を設置する。橋脚３の設置は、例えば橋脚３をクレーンで吊り上げることにより行うことができる。そして、アンカーボルト１２をベースプレート３０及び固定部１０に挿入し、それぞれに固定する。これにより、橋脚３がＰＣウェル基礎２に仮固定される。橋脚３がＰＣウェル基礎２に仮固定されているときは、橋脚３を移動させて設置位置を調整してもよい。

続いて、各橋脚３間に橋梁上部工４を架設する架設工程（ステップＳ３）を行う。具体的には、予め組み立てられた橋梁上部工４を一括で架設することにより各橋脚３間に架設する。また、橋梁上部工４は、現場で組み立てられることにより架設されてもよい。また、橋梁上部工４をジャッキアップすることにより橋脚３上に設置してもよい。

また、架設工程（ステップＳ３）と同時に、又は、それより後に各ＰＣウェル基礎２の内部に頭部コンクリート８０を打設して養生することにより各橋脚３を各ＰＣウェル基礎２に本固定する本固定工程（ステップＳ４）を行う。具体的には、ＰＣウェル基礎２内部の中詰土砂７０の上に頭部コンクリート８０を充填して硬化させる。これにより、アンカーボルト１２が頭部コンクリート８０により固定され、橋脚３がＰＣウェル基礎２に完全に固定される。また、強固な固定をする観点から、固定部１０の上にモルタル８１を充填し、モルタル８１によりアンカーボルト１２を固定することが好ましい（図２参照）。こうして、橋梁１が構築される。

上記実施形態に係るＰＣウェルを用いた橋梁の施工方法によれば、固定用ＰＣウェル２０ｂにおける複数の固定部１０がＰＣウェル本体２１の周方向に間隔をあけて配置されているので、ＰＣウェル本体２１の内側において、隣接する固定部１０同士の間に空間（開口部２６）を確保することができる。これにより、開口部が無い場合に比べて、例えばボルト等の部材を出し入れするスペースや、作業スペースを確保することができるので、固定部１０に橋脚３を取り付けるとき、作業がしやすくなる。その結果、橋梁施工時の現場作業を迅速且つ正確に行うことができる。特に、仮固定工程において、固定部１０にボルト孔を形成するときや、橋脚３の位置を調整するときの作業において有利である。また、本固定工程において、ＰＣウェル本体２１の内部に頭部コンクリート８０を充填するとき、流動コンクリート内の空気が開口部２６から抜けてゆくので、硬化したコンクリート内に空隙が生じるのを防ぐことができる。これにより、頭部コンクリート８０の品質を高めることができる。また、開口部２６にもコンクリートが充填されるので、ＰＣウェル本体２１内部のコンクリートを強固に接着させることができる。その結果、橋脚３を固定部１０に確実に固定することができる。以上のことから、本発明によれば、高品質の橋梁を効率的に施工することができる。

また、固定部１０がＰＣウェル本体２１の軸方向に対して傾斜した傾斜面部１５を備えているので、頭部コンクリート８０を充填するとき、流動コンクリート内の空気が固定部１０の下方に充満せず、傾斜面部１５を伝って抜けてゆく。これにより、硬化したコンクリート内に空隙が生じるのを防ぐことができ、より品質の高い固定を行うことができる。

また、アンカーボルト１２をエポキシ樹脂系接着剤により固定することにより、仮固定を迅速に行うことができると共に、仮固定のための他の部材を省略でき、コストを低減させることができる。また、ボルト孔１１を施工現場で穿孔することにより、アンカーボルト１２で固定を行うときの寸法精度を向上させることができる。また、固定用ＰＣウェル２０ｂを分割して輸送すると、コストを低減させることができる。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の具体的な態様は、上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、固定部１０は傾斜した傾斜面部１５を備えていたが、この傾斜面部１５は必ずしも必要ではなく、水平面として構成されていてもよい。

また、上記実施形態では、固定部１０は、固定用ＰＣウェル２０ｂの内周面に設けられた突起状の鉄筋コンクリートであったが、橋脚３のベースプレート３０を固定することができればその構成は特に限定されず、図６に示すように、固定用ＰＣウェル２０ｂの上端部に取り付けられた鋼板であってもよい。

また、上記実施形態では、固定用ＰＣウェル２０ｂはＰＣウェル基礎２の最上部に配置されていたが、橋脚３を固定できれば、その設置位置は特に限定されず、固定用ＰＣウェル２０ｂの上に普通ＰＣウェル２０ａが配置されていてもよい。

また、上記実施形態では、固定部１０は、ＰＣウェル本体２１の軸方向全体から張り出していたが、この構成に限定されず、ＰＣウェル本体２１の軸方向の一部に設けられていてもよい。

１ 橋梁
２ ＰＣウェル基礎
３ 橋脚
４ 橋梁上部工
１０ 固定部
１１ ボルト孔
１２ アンカーボルト
１５ 傾斜面部
２０ａ 普通ＰＣウェル
２０ｂ 固定用ＰＣウェル
２１ ＰＣウェル本体
２６ 開口部
３０ ベースプレート
５０ 鉄筋

Claims (2)

1. 筒状のＰＣウェル本体と、
   前記ＰＣウェル本体から内方に突出し、橋脚を取り付け可能な複数の固定部とを備え、
   前記複数の固定部は、前記ＰＣウェル本体の周方向に間隔をあけて配置され、
   前記固定部の下方側に、前記ＰＣウェル本体の軸方向に対して鈍角に傾斜した傾斜面を備えているＰＣウェル。
2. 請求項１に記載のＰＣウェルを用いて、内周面に前記複数の固定部を有する筒状のＰＣウェル基礎を複数構築する基礎構築工程と、
   前記複数の固定部に橋脚を取り付けることにより前記各ＰＣウェル基礎にそれぞれ前記橋脚を仮固定する仮固定工程と、
   前記各橋脚間に橋梁上部工を架設する架設工程と、
   前記各ＰＣウェル基礎の内部にコンクリートを打設して養生することにより前記各橋脚を前記各ＰＣウェル基礎に本固定する本固定工程とを備え、
   前記架設工程は、前記本固定工程より前、又は、同時に行われることを特徴とする橋梁の施工方法。

Images