JP5848716B2 - 床版取り替え工法 - Google Patents

Description

本発明は、老朽化した既設床版を新設床版に取り替える工法に関するものである。

近年、都市内高速道路等の鉄筋コンクリート床版（以下、ＲＣ床版と記す）を用いた橋梁（高架橋を含む）におけるＲＣ床版の老朽化が問題となってきている。

そこで、上記老朽化した既設のＲＣ床版を、新しい床版に取り替えることが考えられてきている。

老朽化したＲＣ床版を新設床版に取り替える手法の１つとしては、たとえば、先ず、鋼桁上に設けられている非合成構造のＲＣ床版を、長手方向１．５〜２ｍごとに全幅切断する。次に、上記切断された床版１個を鋼桁から引き剥して撤去し、その床版撤去跡の鋼桁上面を整備してから、新規プレキャストＰＣ床版を搬入して敷設する。その後は、この切断された床版１個ごとの撤去と敷設を繰り返して施工するようにする手法が、従来提案されている。

かかる手法によれば、鋼桁の上載荷重はほとんど変わらないため、鋼桁に新たな変形が生じることが少ない。したがって、床版の取り替え中に鋼桁の応力状態が激変するのを防止することができるとされている（たとえば、特許文献１参照）。

又、老朽化したＲＣ床版を新設床版に取り替えるための別の手法としては、橋脚上に架設されている既設のコンクリート製床版の上側に、路面を構成する新設の鋼製床版を設置し、この鋼製床版の下面と橋脚との間に鋼桁を設置する。これにより、既設橋を跨ぐ形で新設鋼製床版橋梁を架設するようにする手法が、従来提案されている（たとえば、特許文献２参照）。

特許第２５７８３０５号公報 特許第３８４１９５８号公報

ところが、上記特許文献１に示された手法は、既設のＲＣ床版の部分的な撤去と、その床版撤去跡に対する新規プレキャストＰＣ床版の敷設を順次繰り返すようにしてあるため、工事期間中は、ほぼ全期間に亘り交通規制を行う必要が生じる。そのために、長期の交通規制が必要になる。

又、上記特許文献２に示された手法は、既設橋を跨ぐ形で新設鋼製床版橋梁を架設するため、該新設鋼製床版橋梁を架設した後の既設のコンクリート製床版を解体する期間の交通規制は不要である。

しかし、上記新設鋼製床版橋梁を架設する期間は、交通規制が必要であり、この橋梁の架設に要する期間は、通常、解体に要する期間よりも長くなる。そのため、この手法においても、交通規制が長期に亘り必要になる。

そこで、本発明は、老朽化した既設の床版を、新設の床版に取り替えることができ、しかも、交通規制が必要とされる期間の大幅な短縮化を図ることができる床版取り替え工法を提供しようとするものである。

本発明は、上記課題を解決するために、請求項１に対応して、主桁の上側に取り付けられている既設の床版の下方で、主桁の上部に、新設の床版を取り付け、次に、上記既設の床版のすべてを撤去することで、新設の床版の上面を露出させ、次いで、上記新設の床版の上面の高さ位置が、上記既設の撤去する前の床版の上面の高さ位置まで原状復帰されるように、下部構造上で、該新設の床版を上記主桁と一緒にジャッキアップするようにする床版取り替え工法とする。

更に、上記構成において、新設の床版として、鋼床版を用いるようにする。

本発明の床版取り替え工法によれば、以下のような優れた効果を発揮する。
（１）老朽化した既設の床版のすべてを、新設の床版に取り替えることができる。
（２）この床版取り替え作業の際、上記新設の床版を主桁へ取り付ける作業を行う間は、既設の床版上での通行を継続して行わせることができる。よって、交通規制は、既設の床版の撤去作業から、新設の床版を主桁と一緒にジャッキアップする作業までとすることができて、交通規制が必要とされる期間を、従来の手法に比して大幅に短縮させることができる。
（３）新設の床版として、鋼床版を用いるようにすることにより、該鋼床版が既設の床版よりも軽量の場合、主桁及び下部構造に作用する荷重の軽減化を図ることが可能になるため、主桁や下部構造で負担する荷重を軽減させることで、該主桁や下部構造の劣化の進行を抑制する効果が期待できる。

本発明の床版取り替え工法の実施の一形態における手順を示すもので、（ａ）は施工前の橋梁を示す橋軸方向に直角な面での概略断面図、（ｂ）は（ａ）と同じ時点での概略切断側面図である。 図１（ａ）（ｂ）に続く手順を示すもので、（ａ）は既設のＲＣ床版の下方位置で主桁のウェブ同士の間に新設の鋼床版を取り付けた状態を示す図１（ａ）に対応する図、（ｂ）は（ａ）と同じ時点での概略切断側面図である。 図２（ａ）（ｂ）に続く手順を示すもので、主桁のウェブにおける新設の鋼床版の取付位置と対応する高さ位置に側床版を取り付けた状態を示す図１（ａ）に対応する図である。 図３に続く手順を示すもので、（ａ）は既設のＲＣ床版を撤去して、新設の鋼床版の上面を露出させた状態を示す図１（ａ）に対応する図、（ｂ）は（ａ）と同じ時点での概略切断側面図である。 図４（ａ）（ｂ）に続く手順を示すもので、（ａ）は新設した鋼床版を、主桁と一緒にジャッキアップした状態を示す図１（ａ）に対応する図、（ｂ）は（ａ）と同じ時点での概略切断側面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面を参照して説明する。

図１（ａ）（ｂ）乃至図５（ａ）（ｂ）は本発明の床版取り替え工法の実施の一形態を示すものである。

ここで、先ず、本発明の床版取り替え工法の適用対象の一例として、図１（ａ）（ｂ）に示す橋梁の構成について概説する。

上記橋梁は、都市内高速道路の鈑桁橋であり、橋軸方向に或る間隔で、上り車線Ｌａ用と下り車線Ｌｂ用の下部構造（橋台又は橋脚）１ａと１ｂが並べて設置されている。

又、上記各下部構造１ａ，１ｂの径間に対応して橋軸方向に延びる主桁（鈑桁）２が、橋幅方向に複数、たとえば、図１（ａ）に示すように、上り車線Ｌａ用と下り車線Ｌｂ用に、３つずつ配列してある。該各主桁２は、長手方向両端部が、上記下部構造１ａ，１ｂの上面に、支承３を介して支持させてある。

上記各主桁２のうち、橋幅方向に隣接する主桁２同士は、長手方向の複数個所を、橋幅方向に延びる横桁４で連結してある。これにより、上記主桁２と横桁４は、格子構造の構造体を形成するようにしてある。なお、該構造体には、上記主桁２と横桁４の他に、橋軸方向に対して斜め方向に延びる図示しない補強材を備える構成としてあってもよい。

上記主桁２の上フランジ２ａの上側には、ＲＣ床版５が取り付けてあり、該ＲＣ床版５の上側に、車両走行面となる舗装６が設けてある。

以上の構成としてある橋梁を対象として本発明の床版取り替え工法を実施する場合は、後述するように、上記既設のＲＣ床版５の下方で各主桁２のウェブ２ｂの上部に新設の鋼床版７を取り付けた構成とするときに、該各主桁２に作用する死荷重が増大しても、該各主桁２が耐えられるようにするために、先ず、各主桁２の補強を行う。

この各主桁２の補強は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、たとえば、予め強度計算等を実施し、その結果に基づいて設定される所定の主桁２の下フランジ２ｃに、橋軸方向に延びる下フランジ補強材８を取り付ける。更に、各主桁２の下側（上記下フランジ補強材８が取り付けてある主桁２については該下フランジ補強材８の下側）には、偏向具９を介してアウトケーブル１０を設置して、張力を導入させるようにする。

なお、図示してないが、上記各主桁２の下方に支保工の設置が可能な場合は、支保工で各主桁２を下方から支持することにより、上記したような主桁２に作用する死荷重の増加に対応させるようにしてもよい。

上記のようにして主桁２の補強が終了した後は、既設のＲＣ床版５の下方で、上記各主桁２のウェブ２ｂの上部位置に、図２（ａ）（ｂ）に示すように、新設の鋼床版１１を取り付ける。この際、上記各主桁２のウェブ２ｂの上部に取り付ける上記新設の鋼床版１１の配置に対し、上記各主桁２に取り付けられている既存の横桁４や図示しない補強材が干渉する場合は、該既存の横桁４や図示しない補強材における上記鋼床版１１と干渉する個所を切断してから、上記新設の鋼床版１１の取り付けを行うようにするものとする。又、図２（ａ）に示すように、既存の横桁４を切断してから、上記新設の鋼床版１１の配置と干渉しないように配置した新たな横桁４ａにより、隣接する主桁２のウェブ２ｂ同士を橋幅方向に連結する構成としてもよい。

上記各主桁２のウェブ２ｂの上部に上記新設の鋼床版１１を取り付ける場合の具体的な手順は、以下のようにする。

すなわち、上記主桁２間に取り付ける新設の鋼床版１１は、橋幅方向に隣接する主桁２のウェブ２ｂの互いに対向する面に個別に取り付けるための一対の基部部材１２と、該一対の基部部材１２の間に取り付ける中床版部材１３とからなる三分割構造としておく。

上記したように新設の鋼床版１１の取り付けに干渉する上記横桁４や図示しない補強材を撤去した状態とした各主桁２のウェブ２ｂの上部には、先ず、橋幅方向の片方の側面に、上記新設の鋼床版１１の基部部材１２を配置して、該基部部材１２の上部寄りと下部寄りの２個所を、ボルト１４と図示しないナットを用いて固定する。この際、上記上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂの各３本ずつの主桁２のうち、橋幅方向の両側（外側）の２本の主桁２では、それぞれのウェブ２ｂにおける車線ＬａとＬｂの中央寄りの側面に、上記基部部材１２を取り付けるようにする。又、上記各車線ＬａとＬｂのそれぞれ中央の主桁２は、ウェブ２ｂのいずれか一方の側面のみに、上記基部部材１２を取り付けるようにする。

次に、上記各主桁２のウェブ２ｂは、上記基部部材１２が取り付けられた側面とは逆の側面側から、該基部部材１２の上下中間部と対応する高さ位置を、橋軸方向の全長に亘り切断する。この場合は、上記主桁２のウェブ２ｂを切断しても、該主桁２の上フランジ２ａに上方のＲＣ床版５側より作用する荷重（死荷重及び活荷重）は、該主桁２のウェブ２ｂの上部から、上記基部部材１２を経由して該ウェブ２ｂの下部へ伝えられるようになる。このため、上記のように主桁２のウェブ２ｂを切断した状態であっても、橋梁の運用、すなわち、上記既設のＲＣ床版５の上での車両の通行を停止させる必要はない。

次いで、上記上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂのそれぞれ中央の主桁２には、ウェブ２ｂの上部における上記基部部材１２がまだ取り付けられていない側面に、別の基部部材１２を取り付ける。この取り付けも、該基部部材１２の上部寄りと下部寄りの２個所をボルト１４と図示しないナットを用いて上記ウェブ２ｂに固定することで行うようにする。

その後、隣接する主桁２のウェブ２ｂの対向する面に取り付けられている一対の基部部材１２の間に、中床版部材１３を取り付けて、上記上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂの各３本の主桁２同士の間に、既設のＲＣ床版５の下方に配置された鋼床版１１を形成させる。

更に、図３に示すように、上記上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂの各３本の主桁２のうち、橋幅方向の両側の主桁２のウェブ２ｂの上部の外側面には、該各ウェブ２ｂの内側面に取り付けられている上記鋼床版１１と対応する高さ位置に、鋼床版としての側床版１５を取り付ける。この取り付けも、該側床版１５の上部寄りと下部寄りの２個所を、ボルト１４と図示しないナットを用いて上記ウェブ２ｂに固定することで行うようにする。

上記側床版１５のうち、端縁部が上記既設のＲＣ床版５の外側に張出している側床版１５については、その端縁部に、橋軸方向に延びる鋼製壁高欄１６を取り付ける。

又、上記のようにして、主桁２のウェブ２ｂの上部に対する鋼床版１１と側床版１５の取り付けが終了した場合は、図３に示すように、上記鋼床版１１や側床版１５の上側に、上記既設のＲＣ床版５より直接荷重を受けるための床版仮受点１７を設けるようにしてもよい。

その後、本発明の床版取り替え工法では、図４（ａ）（ｂ）に示すように、既設のＲＣ床版５を撤去する。この場合は、たとえば、該既設のＲＣ床版５を、図示しない切断機械で適当なサイズに切断するか、又は、ブレーカー等で破砕して、撤去するようにすればよい。更に、上記各鋼床版１１及び側床版１５の上部寄りの個所を上記主桁２のウェブ２ｂに固定していたボルト１４を取り外すことにより、上記予め切断してある上記主桁２のウェブ２ｂの上部及び上フランジ２ａを、一緒に撤去する。上記主桁２のウェブ２ｂの上部の撤去に伴って、該ウェブ２ｂの上部が存在していた各鋼床版１１の基部部材１２同士の間や、該基部部材１２と側床版１５との間に形成される隙間は、図示しないフィラーを詰めて、再度ボルトとナットで固定するか、あるいは、該隙間の上側を塞ぐように図示しないプレート材を置いて、該プレート材を上記隙間の両側の鋼床版１１や側床版１５に固定するようにすればよい。

このようにして、既設のＲＣ床版５を撤去すると、上記新設の鋼床版１１及び側床版１５の表面（上面）が露出されるようになることから、該新設の鋼床版１１及び側床版１５の上面に、図４に二点鎖線で示すように、舗装１８を施す。

又、上記上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂについて橋幅方向の内側に張出している側床版１５の端縁部には、上記と同様の鋼製壁高欄１６を取り付ける。

ところで、上記新設の鋼床版１１及び側床版１５の上面に設けた舗装１８の表面の高さ位置は、上記撤去する前の既設のＲＣ床版５上に設けられていた舗装６の表面よりも、低くなっている。

そこで、図５（ａ）（ｂ）に示すように、上記各鋼床版１１及び側床版１５は、上記主桁２と一緒に、上記舗装１８の表面の高さ位置が、床版取り替え前の上記舗装６の表面の高さ位置まで原状復帰するように、ジャッキアップする。又は、図示してないが、上記各鋼床版１１及び側床版１５は、その上面に設けた上記舗装１８の表面の高さ位置が、橋軸方向に隣接する別の主桁２上に設けてある取り替え前のＲＣ床版５上の舗装６、あるいは、床版の取り替え工事後の別の鋼床版１１と側床版１５上の舗装１８の上面に擦り付け可能となる高さ位置まで、上記主桁２と一緒にジャッキアップして、該ジャッキアップした各鋼床版１１及び側床版１５上の舗装１８を、橋軸方向に隣接する舗装６，１８に擦り付けるようにする。なお、上記ジャッキアップは、下部構造１ａ，１ｂの所定個所に配置した図示しないジャッキで行うようにすればよい。

上記のようにして各鋼床版１１及び側床版１５を主桁２と一緒に所定量ジャッキアップした後は、該主桁２を、下部構造１ａ，１ｂの上に、厚み寸法を増した新たな支承（又は介装物）１９を介装した状態で支持させる。これにより、上記各鋼床版１１及び側床版１５の上面に設けてある舗装１８は、その上面が、橋軸方向に隣接する別の主桁２上に設けてある取り替え前のＲＣ床版５上の舗装６、あるいは、床版の取り替え工事後の別の鋼床版１１と側床版１５上の舗装１８の上面に連なるように配置される。よって、上記橋梁では、上記舗装６，１８上での車両の通行を再開させることができるようになる。

なお、上記主桁２と一緒の各鋼床版１１及び側床版１５のジャッキアップ作業と、該各鋼床版１１及び側床版１５上への舗装１８を施工する作業の順番は、前後していてもよい。

上記においては、図３の段階で、上り車線Ｌａ用の主桁２と、下り車線Ｌｂ用の主桁２との連結状態を切り離すようにしてあるため、上記図４（ａ）（ｂ）及び図５（ａ）（ｂ）に示した既設のＲＣ床版５を一度に撤去する作業から、新設の各鋼床版１１及び側床版１５の上面に舗装１８を設ける作業、及び、該各鋼床版１１及び側床版１５の主桁２と一緒のジャッキアップ作業までの工程は、上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂごとに分けて順次行うようにすればよい。

又、上記既設のＲＣ床版５の撤去に伴い、主桁２に作用する死荷重は軽減される。このため、上記既設のＲＣ床版５を撤去した後は、前述したように所定の主桁２の下フランジ２ｃに取り付けてある下フランジ補強材８、及び、偏向具９とアウトケーブル１０は取り外して、撤去するようにする。又、図示しない支保工が設けてある場合は、上記既設のＲＣ床版５の撤去後に、該支保工を撤去するようにすればよい。

このように、本発明の床版取り替え工法によれば、老朽化した既設のＲＣ床版５を、新設の床版としての鋼床版１１及び側床版１５に取り替えることができる。

又、上記新設の鋼床版１１及び側床版１５を主桁２へ取り付ける作業を行う間は、既設のＲＣ床版５上での通行を継続して行わせることができる。更に、交通規制は、主桁２上の既設のＲＣ床版５の撤去作業と、新設の鋼床版１１及び側床版１５を主桁２と共にジャッキアップする作業と、該新設の鋼床版１１及び側床版１５上に舗装１８を施工する作業の期間中のみでよい。したがって、交通規制が必要とされる期間を、従来の手法に比して大幅に短縮させることができる。

更に、上記においては、既設のＲＣ床版５を、より軽量な新設の鋼床版１１と、鋼床版である側床版１５に取り替えるようにしてあるため、主桁２及び下部構造１ａ，１ｂに作用する荷重の軽減化を図ることができる。これにより、上記主桁２及び下部構造１ａ，１ｂで負担する荷重を軽減させることができるため、該主桁２や下部構造１ａ，１ｂの劣化の進行を抑制する効果が期待できる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、主桁２の上側に既設の床版が取り付けられており、且つ該既設の床版の下方位置で、上記主桁の上部に、新設の床版を取り付けることが可能な橋梁であれば、本発明の床版取り替え工法は、都市内高速道路以外の任意の橋梁における床版の取り替えに適用してもよい。又、本発明の床版取り替え工法は、図示した以外の任意の数の主桁を備える形式の橋梁に対して適用してもよい。更に、本発明の床版取り替え工法は、鈑桁に代えて、箱桁を主桁とする形式の橋梁における床版の取り替えに適用してもよい。

主桁２間に取り付ける新設の鋼床版１１は、一対の基部部材１２と、その間に取り付ける中床版部材１３とからなる三分割構造として示したが、主桁２同士の間隔に応じて、中床版部材１３が、更に橋幅方向に複数に分割された構造のものとしてもよい。

橋梁に必要とされる橋幅寸法に応じて、主桁２に取り付ける側床版１５の幅寸法や形状は適宜変更してもよい。又、側床版１５を省略した構成としてもよい
更に、上記既設の床版は、ＲＣ床版５以外の形式の床版でもよく、又、新設の床版は、既設の床版の下方で主桁の上部に取り付けることができれば、鋼床版１１以外の形式の床版であってもよい。

新設の床版を主桁の上部に取り付けた後、既設の床版を撤去する際に、新設の床版の上方に突出する主桁の上端部を撤去する作業は、主桁の形式に応じて適宜変更してよい。

又、新設の床版を支承するのに必要とされる強度や剛性に応じて、主桁及び横桁の連結構造は、適宜変化させるようにしてもよい。

上記実施の形態では、都市内高速道路等の橋梁について、上記既設のＲＣ床版５の新設の鋼床版１１及び側床版１５への取り替えに伴って、上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂを分離させる場合について示したが、上り車線Ｌａと下り車線Ｌｂを一体構造とした状態のままで床版取り替え工事を行うようにしてもよい。

その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ることは勿論である。

１ａ，１ｂ 下部構造
２ 主桁
５ ＲＣ床版（既設の床版）
１１ 鋼床版（新設の床版）
１５ 側床版（新設の床版）

Claims (2)

1. 主桁の上側に取り付けられている既設の床版の下方で、主桁の上部に、新設の床版を取り付け、
   次に、上記既設の床版のすべてを撤去することで、新設の床版の上面を露出させ、
   次いで、上記新設の床版の上面の高さ位置が、上記撤去する前の既設の床版の上面の高さ位置まで原状復帰されるように、下部構造上で、該新設の床版を上記主桁と一緒にジャッキアップするようにすること
   を特徴とする床版取り替え工法。
2. 新設の床版として、鋼床版を用いるようにする請求項１記載の床版取り替え工法。

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