JP6372681B2

JP6372681B2 - 仮設柱を活用した本設架構の構築方法、及び仮設柱と仮設桁の接合構造

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Publication number: JP6372681B2
Application number: JP2014036858A
Authority: JP
Inventors: 前田　信之; 信之前田
Original assignee: Shimizu Corp
Current assignee: Shimizu Corp
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: JP2015161113A

Description

本発明は、仮設柱を活用した本設架構の構築方法、及びこれを実現するための仮設柱と仮設桁の接合構造に関する。

従来、例えば、鉄道や道路、河川、既存構造物などを横断するように構造物を構築する場合や、上方に送電線などがあって大型クレーン等を用いて構造物を構築できないような場合など、敷地周りの状況に制限がある場合に、この作業制限領域の両側に作業ヤードを設け、順次鉄骨架構ユニットを組み立て接続し、一方の作業ヤードの構台から鉄骨架構を他方の作業ヤードに向けてスライド移動させてゆくスライディング工法（スライド工法、横取り工法、横移動工法、送り出し工法）が多用されている。

また、スライディング工法を用いて鉄骨架構構造物（本設構造物、架構本体）を構築する際には、例えば、仮設柱（鋼管杭など）と、仮設柱に支持させて仮設桁（鉄骨）を設置するとともに仮設桁上にレールを設置して構台（作業ヤードに繋がり作業制限領域方向に増築したスライド作業構台）を構築する。また、この構台から鉄骨架構ユニットを走行台車上に載せつつレール上をスライド移動させ、順次鉄骨架構ユニットを接続しながら一方の作業ヤードから他方の作業ヤード側までスライド移動させて鉄骨架構構造物を構築する（例えば、特許文献１参照）。

そして、一般に、鉄骨架構構造物を構築した後、仮設柱や仮設桁等を解体・撤去し、施工が完了する。

特開２００７−２８４９２２号公報

しかしながら、上記のスライディング工法などのように、鉄骨架構構造物などの本設構造物を構築した後に仮設柱や仮設桁を解体・撤去する作業は、多大な労力、時間、費用が必要になる。このため、仮設柱などを本設構造物の架構として活用し、工期短縮や仮設に要するコスト削減等を図る手法が強く望まれていた。

本発明は、上記事情に鑑み、従来と比較し、仮設柱を本設構造物の架構として活用し、工期短縮、コスト削減を可能にする仮設柱を活用した本設架構の構築方法、及びこれを実現するための仮設柱と仮設桁の接合構造を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。

本発明の仮設柱を活用した本設架構の構築方法は、所定の間隔をあけて仮設柱を複数設置し、前記複数の仮設柱に支持させて仮設桁を設置し、前記仮設柱と前記仮設桁を用いて本設構造物の架構本体を構築するとともに、前記仮設桁を撤去し、前記架構本体と前記仮設柱の間に接合部材を介設して前記架構本体と前記仮設柱を接続し、本設架構を構築するようにし、且つ、一部の仮設柱で支持された一部の仮設桁を先行して撤去し、他の仮設柱で前記架構本体を支持した状態で前記一部の仮設柱と前記架構本体を接続し、順次部分的に前記仮設桁の撤去作業と、前記仮設柱と前記架構本体の接続作業を行うようにして前記本設架構を構築してゆくことを特徴とする。

この発明においては、本設構造物の架構本体を構築するとともに（架構本体を構築すると同時に、あるいは架構本体を構築した後に）仮設桁を撤去し、仮設桁を支持するための複数の仮設柱を、接合部材を介設して架構本体に接続することで、これら複数の仮設柱を本設柱として活用し本設構造物の本設架構を構築することが可能になる。
また、一部の仮設柱で支持された一部の仮設桁を先行して撤去し、本設構造物の架構本体を他の仮設柱で支持した状態で一部の仮設柱と架構本体を接続し、順次部分的に仮設桁の撤去作業と、仮設柱の接続作業を行ってゆくことにより、仮設桁を撤去しながら、且つ架構本体の荷重を支持しながら、確実且つ効率的に架構本体と複数の仮設柱の接続作用を行うことが可能になる。

さらに、本発明の仮設柱を活用した本設架構の構築方法においては、前記仮設柱の上端部側の側面に固着された取付部と、前記取付部に着脱可能に設置されるとともに前記取付部から上方の前記仮設柱の上端部を内包するように配設される支持部とを備えた接合構造を設置し、且つ前記支持部に固着して前記仮設桁を前記複数の仮設柱に接続して設置し、前記架構本体を前記仮設柱と前記仮設桁を用いて構築するとともに、前記架構本体を構築し前記仮設桁を撤去する際に、前記接合構造の前記取付部から前記支持部を取り外し前記仮設柱に対して前記仮設桁を分離し、前記支持部とともに前記仮設桁を撤去することがより望ましい。

また、本発明の仮設柱と仮設桁の接合構造は、所定の間隔をあけて設置される複数の仮設柱と、前記複数の仮設柱に支持させて設置される前記仮設桁の接合構造であって、前記仮設柱の上端部側の側面に固着された取付部と、前記取付部に着脱可能に設置されるとともに前記取付部から上方の前記仮設柱の上端部を内包するように配設され、前記仮設桁を支持する支持部とを備えていることを特徴とする。

これらの発明においては、仮設柱の上端部側の側面に固着された取付部と、取付部に着脱可能に設置され、且つ取付部から上方の仮設柱の上端部を内包するように配設される支持部とで接合構造を構成し、支持部上に仮設桁を支持させて設置することができる。また、取付部から支持部を取り外すと、支持部とともに仮設桁を仮設柱から分離することができる。これにより、容易に且つ効率的に仮設桁の設置／撤去作業を行うことが可能になる。

さらに、本発明の仮設柱と仮設桁の接合構造においては、前記取付部と前記支持部で囲まれ、前記仮設柱の上端部が配される内部空間に充填材を充填し、前記充填材を介して前記仮設柱の上端部と前記支持部とが一体に接合されていることが望ましい。

この発明においては、仮設柱の上端部を内包する支持部と取付部で形成された内部空間に充填材を充填することで、仮設桁から作用する荷重を確実に支持するための耐荷力の増大を図ることができる。

本発明の仮設柱を活用した本設架構の構築方法によれば、仮設桁を支持するための複数の仮設柱を、接合部材を介して本設構造物の架構本体に接続することで、これら複数の仮設柱を本設構造物の架構（本設架構）の本設柱として活用することができ、例えばスライディング工法などに適用することで、工期短縮、仮設に要するコスト削減等を図ることが可能になる。

また、本発明の仮設柱と仮設桁の接合構造によれば、仮設柱に対し、容易に且つ効率的に仮設桁の設置／撤去作業を行うことができるため、仮設柱を活用して本設架構を構築する場合に適用すると、好適に仮設柱を本設柱として活用することを可能にし、より確実且つ効果的に工期短縮、仮設に要するコスト削減等を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法を適用した一例としてのスライディング工法の作業ヤード、作業構台を示す図である。本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法（本発明を適用した一例としてのスライディング工法）を示す図である。本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法（本発明を適用した一例としてのスライディング工法）、及び仮設柱と仮設桁の接合構造を示す図である。図３のＸ１−Ｘ１線矢視図である。本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法（本発明を適用した一例としてのスライディング工法）において、本設構造物の架構本体を仮設柱及び仮設桁で支持した状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法（本発明を適用した一例としてのスライディング工法）において、接合部材を用いて仮設柱と架構本体を接続した状態を示す図である。本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法（本発明を適用した一例としてのスライディング工法）において、仮設桁を撤去する際の説明に用いた図である。本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法（本発明を適用した一例としてのスライディング工法）において、仮設桁を撤去する際の説明に用いた図である。

以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法、及び仮設柱と仮設桁の接合構造について説明する。ここで、本実施形態では、スライディング工法によって鉄骨架構構造物（本設構造物、架構本体）を構築する際に本発明を適用するものとして説明を行う。勿論、本発明は、スライディング工法に限定して適用する必要はなく、仮設柱と仮設桁を用いて構築されるあらゆる構造物に適用可能である。

本実施形態の鉄骨架構構造物（本設構造物、架構本体）１は、例えば、下方の鉄道や道路、河川、既存構造物などを横断するように構造物を構築せざるを得ない場所や、あるいは、上方に送電線などがあって大型クレーン等を用いて構造物を構築できないような場所など、敷地周りの状況に制限がある作業制限領域Ｒを跨ぐように構築される（図２（ｆ）参照）。

そして、本実施形態では、この鉄骨架構構造物１をスライディング工法（スライド工法、横取り工法、横移動工法、送り出し工法）を用いて構築する。

具体的に、本実施形態のスライディング工法を用いた鉄骨架構構造物の構築方法（仮設柱を活用した本設架構の構築方法）では、例えば、図１に示すように、作業制限領域Ｒを挟んで両側に一方の作業ヤード２と他方の作業ヤード３を設置・構築する。

そして、まず、一方の作業ヤード２から他方の作業ヤード３に向かうスライディング方向Ｔ１に所定の間隔をあけて複数の仮設柱４を設置する。本実施形態では、仮設柱（支持柱）４として、例えば鋼管柱（鋼管杭）やＣＦＴ柱（ＣＦＴ杭：コンクリート充填鋼管柱（鋼管杭））などが適用される。また、仮設柱４には、側面に径方向に突出し上端側から地盤に貫入された下端側まで延びる鋼板状の羽部材が一体に固着されている。これにより、地盤に対して仮設柱４の引抜耐力（摩擦抵抗など）や変位抑制力などの向上が図られている。

また、この仮設柱４は、一方の作業ヤード２から他方の作業ヤード３に向かうスライディング方向Ｔに並設されるとともに、スライディング方向Ｔ１に直交する幅方向Ｔ２にも（複数）並設されている。すなわち、本実施形態では、複数の仮設柱４をスライディング方向Ｔ１に並設した仮設柱群が幅方向Ｔ２に平行して複数設けられている。

さらに、本実施形態では、図２及び図３に示すように、スライディング方向Ｔ１に並設された各複数条の仮設柱（仮設柱群）４に支持させ、スライディング方向Ｔ１に延設されるように仮設桁５を設置する。また、各複数条の仮設柱４にそれぞれ支持して設置された複数条の仮設桁５は、例えばＨ形鋼などの鉄骨であり、隣り合う仮設桁５のウェブ同士が幅方向Ｔ２に延びる鉄骨の水平つなぎ部材６をボルト接合して連結される。また、隣り合う仮設桁５同士が連結する水平つなぎ部材６はスライディング方向Ｔ１に所定の間隔をあけて複数設けられている。

そして、各仮設桁５上に、仮設桁５の延設方向に沿って、すなわちスライディング方向Ｔ１に沿って、ガイド部材（レール）７を設置する（ガイド部材設置工程）。

また、このとき、本実施形態では、図３及び図４に示すように、仮設柱４の上端部４ａ側と仮設桁５とを接合する接合構造８が、仮設柱４の上端部４ａ側の側面に固着された取付部９と、取付部９に着脱可能に且つ取付部９から上方の仮設柱４の上端部４ａを内包するように配設される支持部１０とを備えて構成されている。

本実施形態の取付部９は、取付鋼板１１とリブ鋼板１２とを備えてなり、取付鋼板１１は、環状に形成され、その一端を仮設柱４の側面に溶接などで接合し、水平方向外側に突出するとともに仮設柱４の外周を囲繞するように配設される。また、取付鋼板１１には、上面から下面に貫通して複数のボルト挿通孔が形成されている。

リブ鋼板１２は、この環状の取付鋼板１１の下面と、取付鋼板１１の下方の仮設柱４の側面とにそれぞれ溶接などして接合し、仮設柱４の軸線Ｏ１中心の径方向に沿って配設される。また、リブ鋼板１２は、仮設柱４の軸線Ｏ１中心の周方向に等間隔で（所定の間隔をあけて）複数設けられている。

次に、本実施形態の支持部１０は、環状支持部材１３と、板状支持部材１４と、充填材１５とを備えてなり、環状支持部材１３は、例えば溝形鋼を用い、内径を仮設柱４の外径よりも大径とし、外径を取付部９の取付鋼板１１の外径よりも小径とし、一対のフランジの間の開口部を仮設柱４の軸線Ｏ１中心の径方向外側に向けた状態で、環状に形成されている。そのため、仮設柱４の軸線Ｏ１と環状支持部材１３の中心にずれ（芯ずれ）が生じた場合であっても、この芯ずれを吸収しつつ仮設柱４に環状支持部材１３を固定することが可能になる。すなわち、ある程度の位置ずれを許容しながら仮設柱４に環状支持部材１３を固定することができる。
また、本実施形態の環状支持部材１３は、その高さを取付部９の取付鋼板１１から仮設柱４の上端部４ａまでの高さ寸法以上として形成されている。さらに、環状支持部材１３は、下フランジに複数のボルト挿通孔が貫通形成されている。

板状支持部材１４は、環状支持部材１３の上フランジにボルト接合や溶接などで一体に固着され、環状支持部材１３と取付部９の取付鋼板１１とともに、仮設柱４の上端部４ａ側を内包する内部空間１６を形成するように配設されている。また、この板状支持部材１４には、上面から下面に貫通する貫通孔１４ａが複数形成されている。

さらに、本実施形態では、板状支持部材１４の貫通孔１４ａを注入孔、エア抜き孔とし、仮設柱４の上端部４ａ側を内包した内部空間１６にセメント系のグラウト材などの充填材１５を充填する。このように着脱可能に取付部９に取り付けられ、内部空間１６に充填材１５を充填することで、支持部１０が仮設柱４の上端部４ａ側に確実に一体化される。

また、支持部１０の板状支持部材１４上に仮設桁５を溶接するなどして固着することにより、支持部１０を介して、仮設柱４で仮設桁５が支持される。さらに、仮設桁５と支持部１０の板状支持部材１４とに接合してリブ鋼板１７を設け、幅方向Ｔ２に隣り合う仮設桁５同士を水平つなぎ部材６で連結することで、安定した状態で仮設桁５上にガイド部材７を設置することできる。

そして、図２（ａ）〜（ｆ）、図５に示すように、一方の作業ヤード２で鉄骨架構ユニット２０を組み立て、ガイド部材７に設置した走行台車２１とジャッキなどを用い、仮設柱４及び仮設桁５で支持しながら鉄骨架構（架構本体）２２をそのスパン分だけスライディング方向Ｔ１前方にスライド移動させる（スライディング工程）。さらに、鉄骨架構２２をスライド移動させるとともに、一方の作業ヤード２で次の鉄骨架構ユニット２０を組み立て、前方の鉄骨架構２２と接続し、走行台車２１とジャッキなどを用いてスライディング方向Ｔ１前方にスライド移動させる。この作業を順次繰り返し行って、鉄骨架構２２を一方の作業ヤード２から他方の作業ヤード３側の所定位置まで架け渡す。これにより、鉄骨架構構造物１が架設される。

このように鉄骨架構２２（鉄骨架構構造物１）を作業制限領域Ｒ上に架け渡して設置した段階で、図６に示すように、ガイド部材７及び仮設桁５を撤去するとともに鉄骨架構２２と各仮設柱４の間に鋼管などの接合部材２５を介設する。そして、この接合部材２５と鉄骨架構２２、仮設柱４を接続することで、接合部材２５を介して鉄骨架構２２と仮設柱を接続する（仮設柱接続工程）。また、本実施形態では、接合部材２５を接続するとともに、隣り合う仮設柱４同士を鉄骨ブレース２６で接続する。

さらに、図７に示すように、本実施形態では、このとき、一部の仮設柱４で支持された一部の仮設桁５（５ａ）を先行して撤去し、他の仮設柱４で鉄骨架構２２を支持した状態で一部の仮設柱４と鉄骨架構２２を接続し、順次部分的に仮設桁５の撤去と仮設柱４の接続を行うようにする。これにより、確実に鉄骨架構２２を支持しながら仮設柱４との接続作業が行える。なお、必要に応じて鉄骨架構２２をジャッキアップし、ガイド部材７や走行台車２１、仮設桁５を撤去するようにしてもよい。

また、図３、図４に示すように、本実施形態では、仮設柱４の上端部４ａ側と仮設桁５とが、取付部９と支持部１０と充填材１５からなる接合構造８で接続されている。そして、取付部９の取付鋼板１１と、仮設桁５が固着された支持部１０の環状支持部材１３とがボルト接合などにより着脱可能に取り付けられている。このため、図８に示すように、仮設桁５を撤去する際には、取付部９の取付鋼板１１と支持部１０の環状支持部材１３を外し、支持部１０とともに仮設桁５を吊り上げて移動することで、容易に仮設桁５の撤去が行なえる。なお、充填材１５を用いた場合には、適宜、ブレーカなどで充填材１５を破砕するなどして仮設柱４の上端部４ａ側と支持部１０とを分離し、支持部１０とともに仮設桁５を吊り上げて撤去すればよい。

これにより、作業制限領域Ｒを跨ぐように鉄骨架構構造物１が構築されるとともに、仮設柱４を本設柱として活用して鉄骨架構構造物（本設架構）１が構築される。

したがって、本実施形態の仮設柱を活用した本設架構の構築方法（スライディング工法を用いた鉄骨架構構造物の構築方法）においては、鉄骨架構構造物（本設構造物の架構本体）１を構築するとともに（架構本体を構築すると同時に、あるいは架構本体を構築した後に）仮設桁５を撤去し、仮設桁５を支持するための複数の仮設柱４を、接合部材２５を介設して鉄骨架構（架構本体）２２に接続することで、これら複数の仮設柱４を本設柱として活用し鉄骨架構構造物（本設構造物の本設架構）１を構築することが可能になる。

また、一部の仮設柱４で支持された一部の仮設桁５を先行して撤去し、鉄骨架構（架構本体）２２を他の仮設柱４で支持した状態で一部の仮設柱４と鉄骨架構２２を接続し、順次部分的に仮設桁５の撤去作業と、仮設柱４の接続作業を行ってゆくことにより、仮設桁５を撤去しながら、且つ鉄骨架構２２の荷重を支持しながら、確実且つ効率的に鉄骨架構２２と複数の仮設柱４の接続作用を行うことが可能になる。

さらに、本実施形態の仮設柱を活用した本設架構の構築方法（スライディング工法を用いた鉄骨架構構造物の構築方法）、及び仮設柱と仮設桁の接合構造８においては、仮設柱４の上端部４ａ側の側面に固着された取付部９と、取付部９に着脱可能に設置され、且つ取付部９から上方の仮設柱４の上端部４ａを内包するように配設される支持部１０とで接合構造８を構成し、支持部１０上に仮設桁５を支持させて設置することができる。また、取付部９から支持部１０を取り外すと、支持部１０とともに仮設桁５を仮設柱４から分離することができる。これにより、容易に且つ効率的に仮設桁５の設置／撤去作業を行うことが可能になる。

さらに、仮設柱４の上端部４ａを内包する支持部１０と取付部９で形成された内部空間１６に充填材１５を充填することで、仮設桁５から作用する荷重を確実に支持するための耐荷力の増大を図ることができる。

よって、本実施形態の仮設柱を活用した本設架構の構築方法によれば、仮設桁５を支持するための複数の仮設柱４を、接合部材２５を介して鉄骨架構（本設構造物の架構本体）２２に接続することで、これら複数の仮設柱４を本設柱として活用することができ、本実施形態のようにスライディング工法などに適用することで、工期短縮、仮設に要するコスト削減等を図ることが可能になる。

また、本実施形態の仮設柱と仮設桁の接合構造８によれば、仮設柱４に対し、容易に且つ効率的に仮設桁５の設置／撤去作業を行うことができるため、本実施形態のように仮設柱４を活用して本設架構を構築する場合に適用すると、好適に仮設柱４を本設柱として活用することを可能にし、より確実且つ効果的に工期短縮、仮設に要するコスト削減等を図ることができる。

以上、本発明に係る仮設柱を活用した本設架構の構築方法、及び仮設柱と仮設桁の接合構造の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１鉄骨架構構造物（本設構造物、本設架構）
２一方の作業ヤード
３他方の作業ヤード
４仮設柱
４ａ上端部
５仮設桁
６水平つなぎ部材
７ガイド部材（レール）
８接合構造
９取付部
１０支持部
１１取付鋼板
１２リブ鋼板
１３環状支持部材
１４板状支持部材
１５充填材
１６内部空間
１７リブ鋼板
２０鉄骨架構ユニット
２１走行台車
２２鉄骨架構（架構本体）
２５接合部材
２６鉄骨ブレース
Ｏ１仮設柱の軸線
Ｒ作業制限領域
Ｔ１スライディング方向
Ｔ２幅方向

Claims

所定の間隔をあけて仮設柱を複数設置し、前記複数の仮設柱に支持させて仮設桁を設置し、前記仮設柱と前記仮設桁を用いて本設構造物の架構本体を構築するとともに、
前記仮設桁を撤去し、前記架構本体と前記仮設柱の間に接合部材を介設して前記架構本体と前記仮設柱を接続し、本設架構を構築するようにし、
且つ、一部の仮設柱で支持された一部の仮設桁を先行して撤去し、他の仮設柱で前記架構本体を支持した状態で前記一部の仮設柱と前記架構本体を接続し、順次部分的に前記仮設桁の撤去作業と、前記仮設柱と前記架構本体の接続作業を行うようにして前記本設架構を構築してゆくことを特徴とする仮設柱を活用した本設架構の構築方法。
請求項１記載の仮設柱を活用した本設架構の構築方法において、
前記仮設柱の上端部側の側面に固着された取付部と、前記取付部に着脱可能に設置されるとともに前記取付部から上方の前記仮設柱の上端部を内包するように配設される支持部とを備えた接合構造を設置し、且つ前記支持部に固着して前記仮設桁を前記複数の仮設柱に接続して設置し、前記架構本体を前記仮設柱と前記仮設桁を用いて構築するとともに、
前記架構本体を構築し前記仮設桁を撤去する際に、前記接合構造の前記取付部から前記支持部を取り外し前記仮設柱に対して前記仮設桁を分離し、前記支持部とともに前記仮設桁を撤去するようにしたことを特徴とする仮設柱を活用した本設架構の構築方法。
所定の間隔をあけて設置される複数の仮設柱と、前記複数の仮設柱に支持させて設置される前記仮設桁の接合構造であって、
前記仮設柱の上端部側の側面に固着された取付部と、前記取付部に着脱可能に設置されるとともに前記取付部から上方の前記仮設柱の上端部を内包するように配設され、前記仮設桁を支持する支持部とを備えていることを特徴とする仮設柱と仮設桁の接合構造。
請求項３記載の仮設柱と仮設桁の接合構造において、
前記取付部と前記支持部で囲まれ、前記仮設柱の上端部が配される内部空間に充填材を充填し、前記充填材を介して前記仮設柱の上端部と前記支持部とが一体に接合されていることを特徴とする仮設柱と仮設桁の接合構造。