JP5613294B1 - 橋梁の改修方法 - Google Patents

Abstract

【課題】既設の橋梁を最大限に活用できるうえに、工事中も車両や人の通行が容易に確保できる橋梁の改修方法を提供する。【解決手段】橋軸方向に間隔を置いて設けられた既設橋脚２，２間に架け渡された既設桁部３を拡幅させる橋梁の改修方法である。そして、既設桁部を橋軸方向に切断して分割するとともに、それに隣接する位置に新たに第１橋脚４１を設ける工程と、第１分割部３１を第１橋脚上に移動させる工程と、移動後の第１分割部と第２分割部３２との間に新たに第１桁部５１を構築するとともに、第１橋脚の反対側に第２橋脚４２を設ける工程と、第２分割部を第２橋脚上に移動させる工程と、第２分割部と第１桁部との間に新たに第２桁部５２を構築する工程とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、架け替えが検討されるような状態になった既設の橋梁の改修方法に関するものである。

既設の橋梁が経年によって老朽化したり、交通量が増加したり、改定された新たな耐震基準を満たさなくなったりした場合に、既設の橋梁を撤去して新たな橋梁に架け替えたり、既設の橋梁を補修したりという改修が行われる。

特許文献１には、河川などに架かる既設橋梁の橋桁を、台船を使って撤去し、新たな橋桁に架け替える方法が開示されている。この方法では、既設橋桁を橋軸方向の両端で切断することによって橋体から切り離し、台船上に切断された橋桁を降下させて撤去を行う。

また、特許文献２には、コンクリート製の床版を橋軸方向に間隔を開けて切断し、切断によってブロック化された床版ブロックを、ジャッキを有する簡易な撤去装置によって撤去する方法が開示されている。

さらに、特許文献３には、既設橋梁の老朽化したコンクリート製の床版の上面に新設の鋼製床版を配置することによって、コンクリート橋を鋼橋に架け替える方法が開示されている。

特開平１０−２８０３２８号公報 特開平９−３１６８２７号公報 特開２０００−１７６１８号公報

しかしながら、特許文献１，２に開示されたように既設の橋桁などを撤去する方法では、大量の産業廃棄物が発生することになる。また、架け替えの対象となった橋梁であっても、機能制限や荷重制限などの制限を設けることによって延命可能なものがある。

一方、特許文献３に開示されたように既設の橋桁を撤去せずに新設の橋桁で覆う方法では、既設の橋脚にかかる負担が増加することになる。これに対して既設の橋脚では耐力が不足したり耐用年数が短くなったりする場合は、既設の橋脚を撤去して新たに大型の橋脚を構築し直さなければならない。

さらに、特許文献１−３に開示された方法では、橋梁を通行できなくなる期間が発生するため、既設橋桁の撤去前に仮設橋梁を隣接する場所に構築しておく必要がある。この場合、仮設橋梁に接続させるための迂回路も構築しなければならず、用地が確保しにくい場合は工事が難航する要因になった。

そこで、本発明は、既設の橋梁を最大限に活用できるうえに、工事中も車両や人の通行が容易に確保できる橋梁の改修方法を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の橋梁の改修方法は、橋軸方向に間隔を置いて設けられた既設下部工部間に架け渡された既設上部工部を拡幅させる橋梁の改修方法であって、前記既設上部工部を橋軸方向に切断して橋軸直交方向に分割するとともに、前記既設上部工部の橋軸直交方向に隣接する位置に新たに第１下部工部を設ける工程と、前記第１下部工部側となる前記分割された既設上部工部の第１分割部を前記第１下部工部上に移動させる工程と、前記第１下部工部上に移動させた前記第１分割部と前記既設上部工部の残された第２分割部との間に新たな上部工部となる第１新設部を構築するとともに、前記既設下部工部を挟んで第１下部工部の反対側に第２下部工部を設ける工程と、前記第２下部工部側となる前記第２分割部を前記第２下部工部上に移動させる工程と、前記第２下部工部上に移動させた前記第２分割部と前記第１新設部との間に新たな上部工部となる第２新設部を構築する工程とを備えたことを特徴とする。

ここで、前記既設上部工部及び新たな上部工部は、主桁と床版とを有する構成とすることができる。また、前記既設上部工部の橋軸方向の切断は、前記橋軸直交方向の複数箇所で行うことができる。

さらに、前記第１分割部と前記第１新設部との間及び前記第２分割部と前記第２新設部との間は、構造的に分離されていることが好ましい。また、前記第１新設部と前記第２新設部との間は、構造的に連結されていることが好ましい。

このように構成された本発明の橋梁の改修方法は、既設上部工部を橋軸方向に切断して、第１及び第２分割部となったそれぞれを新たに設けられた第１及び第２下部工部上に移動させる。そして、第１分割部と第２分割部の間に新たたな上部工部を構築する。

このように既設上部工部を両脇に移動させる方法であれば、既設の橋梁を最大限に活用することができ、解体して撤去される場合に比べて産業廃棄物の発生量を大幅に削減することができる。

また、改修工事中も、既設上部工部や新たに構築された上部工部の一部を片側通行などさせることができるので、迂回路を設けなくても車両や人の通行を容易に確保することができる。

さらに、既設上部工部及び上部工部が主桁と床版とを有する構成であれば、上部工部の主要な構成を新しくして耐用年数を大幅に伸ばすことができる。また、既設上部工部の橋軸方向の切断を橋軸直交方向の複数箇所で行うことで、移動させやすい重量又は大きさに調整することができる。

さらに、第１分割部と第１新設部との間及び第２分割部と第２新設部との間を構造的に分離させることで、新たに構築された上部工部に作用した荷重が既設上部工部に伝達されるのを防ぐことができる。

また、第１新設部と第２新設部との間を構造的に連結させることによって、一体の上部工部となって重量が大きな自動車荷重（活荷重）に対抗させることができる。

本発明の実施の形態の橋梁の改修方法によって改修された橋梁の構成を示した説明図である。 改修前の既設橋梁の構成を示した説明図である。 既設桁部を切断するとともに、新たに第１橋脚を構築する工程を示した説明図である。 第１分割部を第１橋脚上に移動させる工程を示した説明図である。 第１分割部と第２分割部との間に第１桁部を構築する工程を示した説明図である。 第２分割部を第２橋脚上に移動させる工程を示した説明図である。 第２分割部と第１桁部との間に第２桁部を構築する工程を示した説明図である。

以下、本発明の実施の形態の橋梁の改修方法について図面を参照して説明する。ここで、図１は、本実施の形態の橋梁の改修方法によって改修された橋梁１の全体構成を示した図で、図２−７は各工程を説明するための図である。

まず、改修前の既設橋梁１０について、図２を参照しながら説明する。この既設橋梁１０は、橋軸方向に間隔を置いて配置される橋台や橋脚などの既設下部工部に支持される。

既設下部工部は、鉄筋コンクリートや石材や鋼材などによって構築される橋台又は橋脚と、その基礎とによって主に構成される。本実施の形態の橋梁の改修方法は、例えば橋長（橋軸方向の長さ）が10 m〜30 mくらいの単純桁の橋梁に適用することができるが、単純桁の橋梁には橋軸方向の両端に既設下部工として橋台があるだけで橋脚は存在しない。

以下では、単純桁の橋梁だけでなく橋脚を有する連続桁の橋梁についても適用対象に含めるためと、説明を簡単にするために、既設下部工部を既設橋脚２として説明するが、橋台についても同様の説明となる。

この既設橋脚２と橋台との間又は既設橋脚２，２間には、既設上部工部としての既設桁部３が架け渡される。この既設桁部３は、既設橋脚２上に支承（図示省略）を介して設置される主桁３ａと、その主桁３ａの上に面状に形成される床版３ｂとによって主に構成される。

ここで説明する既設橋梁１０はＩ形桁を有するプレートガーダ橋であって、主桁３ａは鋼材を組み合わせて構築されている。一方、床版３ｂは、鉄筋コンクリートやプレストレストコンクリートなどによって構築されている。

ここで、この既設橋梁１０は、経年による劣化や破損、又は歩道を設けたいなどの拡幅の必要性が生じるなどによって、架け替えの検討対象になっている状態にある。そして、既設橋脚２については、そのまま又は補修をするなどして使用し続けることができる状態にあることが前提となる。

また、既設桁部３は、自動車などの重量物の通行には適さなくなったが、人や自転車等の軽車両などの通行には支障がない状態、又はそのような状態に補修できることが前提となる。要するに既設桁部３が、機能制限や荷重制限をすることによって、充分に延命できる状態にあることが適用条件となる。

次に、本実施の形態の橋梁の改修方法について、図３−７を参照しながら工程順に説明する。

まず、図３に示すように、既設橋梁１０の既設桁部３を、橋軸直交方向の略中央の切断部３３の位置で、橋軸方向に切断する。そして、切断部３３を境にして、図面に向かって左側部分を第１分割部３１とし、右側部分を第２分割部３２とする。

詳細には、コンクリートカッターなどで切断部３３に切り込みを入れることによって、第１分割部３１の床版３１ｂと第２分割部３２の床版３２ｂとを構造的に縁が切れた分離状態にする。

また、切断部３３の下方の中央対傾構の部材を撤去して、第１分割部３１の主桁３１ａと第２分割部３２の主桁３２ａとの間を撤去部３３ａにして、構造的に縁が切れた状態にする。

一方、この分割作業と並行又は前後して、既設桁部３の橋軸直交方向に隣接する位置に、新たに第１下部工部としての第１橋脚４１を設ける。例えば、既設橋脚２の橋軸直交方向の第１分割部３１側に、既設橋脚２から少し離して第１橋脚４１を構築する。

第１橋脚４１は、鉄筋コンクリートによって構築することもできるが、第１分割部３１の自重と人などの荷重とを支持させるだけで自動車荷重が作用しないような条件であれば、鋼管杭などによる簡易的な構造にすることもできる。また、第１橋脚４１を既設橋脚２から離隔させて構造的に分離しておくことによって、相互の応力の伝達による影響をなくすことができる。

続いて、図４に示すように、第１橋脚４１上に第１分割部３１を移動させる。この移動に際しては、必要に応じて図示しない鋼板や覆工板などで既設橋脚２と第１橋脚４１の上面間の隙間を塞いでおく。

そして、滑りシューや水平ジャッキなどで構成される水平移動装置（図示省略）を既設橋脚２上や第１橋脚４１上に設置して、第１分割部３１を橋軸直交方向の第１橋脚４１側に押し出す。なお、第１分割部３１の重量が小さく長さも短いような場合は、クレーンで吊り上げて第１橋脚４１上に移動させることもできる。

このように第１分割部３１を移動させている最中であっても、第１分割部３１とは縁切りされた第２分割部３２には移動作業による影響が及ばないため、片側交互通行にするなどして車両や人を通行させることができる。

続いて、図５に示すように、第１橋脚４１上に移動させた第１分割部３１と既設橋脚２上に残された第２分割部３２との間に、新たな上部工部となる第１新設部としての第１桁部５１を構築する。

この第１桁部５１の構築は様々な方法によって実施できるが、例えば第１分割部３１の床版３１ｂ上を作業ヤードにして、隣接する既設橋脚２上に第１桁部５１を構築することができる。この際、予め工場や現場に隣接する別の作業ヤードで製作された主桁５１ａ及び床版５１ｂの一部又は全部を、床版３１ｂを使って搬送して既設橋脚２上に設置することもできる。

また、組み立てられた第１桁部５１を、橋台側から橋軸方向に向けて既設橋脚２上まで押し出すことによって設置することもできる。さらに、第１桁部５１の主桁５１ａのみを既設橋脚２上まで押し出しておき、その主桁５１ａの上にプレキャストコンクリート板を並べることで床版５１ｂを形成することもできる。

このようにして構築された第１桁部５１と第１分割部３１との間は、目地部６にして構造的には分離させておく。このように目地部６によって縁切りをしておけば、第１桁部５１に作用する自動車などの荷重（活荷重）が、既設桁部３であった第１分割部３１に伝達されるのを防ぐことができる。

一方、この第１桁部５１の構築作業と並行又は前後して、既設桁部３の第２分割部３２の橋軸直交方向に隣接する位置に、新たに第２下部工部としての第２橋脚４２を設ける。例えば、既設橋脚２の橋軸直交方向の第２分割部３２側に、既設橋脚２から少し離して第２橋脚４２を構築する。第２橋脚４２は、第１橋脚４１と実質的に同じ構造に構築する。

続いて、図６に示すように、第２橋脚４２上に第２分割部３２を移動させる。この第２分割部３２の移動は、第１分割部３１の移動と実質的に同じ方法で実施することができる。

ここで、第１桁部５１を構築した後は、第２分割部３２の移動作業中であっても、第１桁部５１上を片側交互通行にするなどして車両や人を通行させることができる。

そして、図７に示すように、第２橋脚４２上に移動させた第２分割部３２と既設橋脚２上に構築された第１桁部５１との間に、新たな上部工部となる第２新設部としての第２桁部５２を構築する。

この第２桁部５２の構築は、第１桁部５１の構築と実質的に同じ方法で実施することができる。また、第１桁部５１の主桁５１ａと第２桁部５２の主桁５２ａとの間を連結桁５３ａで繋いで、主桁５１ａ，５２ａ及び連結桁５３ａを一体化させる。

さらに、第１桁部５１の床版５１ｂと第２桁部５２の床版５２ｂとの間を連結部５３で繋いで、隣接する床版５１ｂ，５２ｂどうしを一体化させる。他方、第２桁部５２と第２分割部３２との間は、目地部６にして構造的に分離させておく。また、目地部６に隣接してガードレール６１を設けて、車道と歩道とを区分けする。

このように第１桁部５１と第２桁部５２とを連結部５３及び連結桁５３ａによって一体化させることで、新たな上部工部としての新設桁部５が構築される。このように一体化された新設桁部５であれば、負担の大きな自動車荷重（活荷重）を新設桁部５内で分散させることができる。

また、新設桁部５の両側縁に目地部６，６を設け、第１分割部３１及び第２分割部３２と縁切りさせておけば、新設桁部５に作用する自動車荷重が既設桁部３であった第１分割部３１又は第２分割部３２に伝達されることを防ぐことができる。

次に、本実施の形態の橋梁の改修方法の作用について説明する。

このように構成された本実施の形態の橋梁の改修方法は、既設桁部３を橋軸方向に切断して、第１分割部３１及び第２分割部３２となったそれぞれを新たに設けられた第１橋脚４１及び第２橋脚４２上に移動させる。そして、第１分割部３１と第２分割部３２の間に、第１桁部５１と第２桁部５２とによって構成される新たたな新設桁部５を構築する。

このように既設桁部３であった第１分割部３１と第２分割部３２を両脇に移動させる方法であれば、歩道などとして再利用することで既設橋梁１０を最大限に活用することができる。

要するに既設桁部３が老朽化して自動車などの重量物を通行させるのには適さなくなったとしても、歩道のように小さな荷重しか作用しない状態に機能制限や荷重制限をすることによって、充分に延命させることができる。また、歩道に限らず、植栽スペース、休憩スペース又は移動店舗スペースなどにも利用することができる。この結果、既設桁部３を解体して撤去する場合に比べて、産業廃棄物の発生量を大幅に削減することができる。

また、改修工事中も、第１分割部３１や第２分割部３２又は新たに構築された第１桁部５１を片側通行などさせることができるので、迂回路を設けなくても車両や人の通行を容易に確保することができる。

すなわち、既設橋梁１０を架け替える場合は、予め仮設橋梁を構築して既設橋梁１０に接続していた道路を仮設橋梁に迂回させなければならない。このように道路線形の変更を伴う場合は、用地買収などの難題が多く、工事が着工できるようになるまでに多大な時間や労力がかかる場合が多い。これに対して本実施の形態の橋梁の改修方法であれば、道路線形を変更する必要がないうえに、工事中も車両や人を通行させることができる。

また、第１分割部３１、第２分割部３２又は第１桁部５１は、作業用通路や作業ヤードとしても利用することができる。

さらに、既設桁部３及び新設桁部５が主桁と床版とを有する構成であれば、上部工部の主要な構成が入れ替わって新しくなるため、耐用年数を大幅に伸ばすことができる。

また、第１分割部３１と第１桁部５１との間及び第２分割部３２と第２桁部５２との間を構造的に分離させることで、新たに構築された新設桁部５に作用した自動車荷重が第１分割部３１及び第２分割部３２に伝達されるのを防ぐことができる。すなわち第１分割部３１及び第２分割部３２が、劣化したと判断された既設桁部３である場合は、余分な荷重を伝達させない方がその後の使用年数を延ばすことができる。

一方、第１桁部５１と第２桁部５２との間を連結部５３及び連結桁５３ａによって構造的に連結させることで、一体の新設桁部５となって重量が大きな自動車荷重にも対抗させることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、既設桁部３及び新設桁部５がＩ形桁を有するプレートガーダ橋の場合について説明したが、主桁や床版の構造はこれに限定されるものではない。例えば、鋼製箱桁を有する鋼桁橋、又はコンクリート製のＩ形桁、Ｔ形桁若しくは箱桁などを有するコンクリート桁橋（主桁と床版が一体成形された構造を含む。）などいずれの構造の橋梁にも適用できる。

また、前記実施の形態では、既設桁部３を略中央で２分割する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、分割位置は中央でなくてもよいうえに、既設桁部３を３分割以上してもよい。既設桁部３の分割数を増やせば、個々の分割部の重量が小さくなるため、移動させやすくなる。さらに、分割部の一部を撤去処分することもできる。

また、前記実施の形態では、２車線の既設橋梁１０を歩道付きの橋梁１に改修する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、１車線又は３車線以上の既設橋梁にも適用できる。

さらに、前記実施の形態では、既設桁部３の主桁３ａと床版３ｂの両方を歩道などとして再利用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、床版３ｂのみ又は主桁３ａのみを再利用することもできる。

１ 橋梁
１０ 既設橋梁
２ 既設橋脚（既設下部工部）
３ 既設桁部（既設上部工部）
３ａ 主桁
３ｂ 床版
３１ 第１分割部
３２ 第２分割部
３３ 切断部
３３ａ 撤去部
４１ 第１橋脚（第１下部工部）
４２ 第２橋脚（第２下部工部）
５ 新設桁部（上部工部）
５１ 第１桁部（第１新設部）
５２ 第２桁部（第２新設部）
５１ａ，５２ａ 主桁
５１ｂ，５２ｂ 床版
５３ 連結部（構造的に連結）
５３ａ 連結桁（構造的に連結）
６ 目地部（構造的に分離）

Claims (5)

1. 橋軸方向に間隔を置いて設けられた既設下部工部間に架け渡された既設上部工部を拡幅させる橋梁の改修方法であって、
   前記既設上部工部を橋軸方向に切断して橋軸直交方向に分割するとともに、前記既設上部工部の橋軸直交方向に隣接する位置に新たに第１下部工部を設ける工程と、
   前記第１下部工部側となる前記分割された既設上部工部の第１分割部を前記第１下部工部上に移動させる工程と、
   前記第１下部工部上に移動させた前記第１分割部と前記既設上部工部の残された第２分割部との間に新たな上部工部となる第１新設部を構築するとともに、前記既設下部工部を挟んで第１下部工部の反対側に第２下部工部を設ける工程と、
   前記第２下部工部側となる前記第２分割部を前記第２下部工部上に移動させる工程と、
   前記第２下部工部上に移動させた前記第２分割部と前記第１新設部との間に新たな上部工部となる第２新設部を構築する工程とを備えたことを特徴とする橋梁の改修方法。
2. 前記既設上部工部及び新たな上部工部は、主桁と床版とを有することを特徴とする請求項１に記載の橋梁の改修方法。
3. 前記既設上部工部の橋軸方向の切断は、前記橋軸直交方向の複数箇所で行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁の改修方法。
4. 前記第１分割部と前記第１新設部との間及び前記第２分割部と前記第２新設部との間は、構造的に分離されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の橋梁の改修方法。
5. 前記第１新設部と前記第２新設部との間は、構造的に連結されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の橋梁の改修方法。