JP6416538B2 - 橋桁の架設工法 - Google Patents

Description

本発明は、橋桁の架設工法に関する。

老朽化した橋梁の改修工事として、既設の橋脚を残置しつつ橋桁を架け替える場合がある。
橋桁の架け替え工法としては、例えば、特許文献１に示すように、既設橋桁の上方に、橋軸方向に沿ってエレクションガータを設置し、このエレクションガータを移動する吊装置により既設橋桁を撤去し、当該吊装置により新設橋桁を架設する工法等がある。

ところが、従来の橋桁の架け替え工法は、既設橋桁毎（径間毎）に、新設橋桁を架け替える必要があるため、橋桁が多数ある橋梁に架け替え工事を行う場合は作業に手間がかかる。

一方、多径間連続橋における橋桁（橋体）の架設は、複数の橋桁が連結された橋体を、複数の橋脚に跨って載置することにより行う。
なお、橋体にプレストレスを導入した場合には、その二次力によって橋体の中央部が両端部よりも上側に位置するように弓状に反ろうとする力が働くのが一般的である。

特開２００３−２５３６２３号公報

多径間連続橋における従来の橋体の架設工法では、橋体の両端部を支持する橋脚に作用する支点反力が、中央部を支持する橋脚に作用する支点反力に比べて大きくなり、橋脚の設計強度を超えてしまうおそれがある。この場合には、橋脚を補強する必要があるが、その作業に手間と費用がかかる。

このような観点から、本発明は、橋桁の架設工事を簡易かつ安価に行うことを可能とした、橋桁の架設工法を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の橋桁の架設工法は、複数の新設橋桁を連結して橋体を形成する橋体形成工程と、前記橋体に挿通された緊張材に緊張力を導入する緊張工程と、前記橋体を複数の橋脚上に載置する架設工程とを備えるものであって、前記橋体形成工程では前記橋体を橋軸方向の中央部よりも両端部が上側に位置するように形成し、前記架設工程では前記橋体が平らになるように架設することを特徴としている。

かかる橋桁の架設工法によれば、橋体が平らになるように架設するため、複数の橋脚に作用する支点反力を均等に作用させることができる。
そのため、橋脚の補強工事等の手間を省略あるいは低減させることが可能となり、工期の短縮化および工事費の低減化を図ることができる。

橋体形成工程において、既設橋桁上に複数のジャッキを配設し、これらのジャッキを使用して前記橋体を形成することで、橋体の輸送の手間を省略し、架設工程をより効率的に行うことができる。

なお、前記架設工程において、前記既設橋桁を下降させるとともに、前記複数のジャッキを収縮させて前記橋体を下降させれば、既設橋桁の撤去と、新設橋桁（橋体）の架設を同時に行うことが可能となり、作業効率がより向上する。
このとき、前記橋体の端部に配設された前記ジャッキの収縮量を前記橋体の中央部に配設された前記ジャッキの収縮量よりも大きくすれば、橋体を平坦に架設することができる。

本発明の橋桁の架設工法によれば、橋桁の架設工事を簡易かつ安価に行うことが可能となる。

（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の橋桁の架設工法の作業状況を示す正面図である。 （ａ）は図１の（ｂ）の横断面図、（ｂ）は図１の（ｄ）の横断面図である。

本実施形態では、図１に示すように、既設橋梁３の既設橋桁４を、橋体１に架け替える橋桁の架設工法について説明する。
橋体１は、複数の新設橋桁２，２，２が連結されることで形成されている。架設前の橋体１は、橋軸方向中央部よりも両端部が上側に位置するように反った状態で形成されている。

本実施形態では、４本の橋脚５，５，…により支持されている三径間分の既設橋桁４を架け替えるものとする。
なお、架け替えを行う既設橋桁４の長さ（径間数）等は限定されるものではない。

既設橋桁４は、いわゆる普通コンクリートにより形成されている。なお、既設橋桁４の材質は限定されない。

橋桁の架設工法は、ジャッキ配設工程と、支持工程と、橋体形成工程と、緊張工程と、架設工程とを備えている。

ジャッキ配設工程は、図１の（ａ）に示すように、既設橋桁４の下方に複数の第一ジャッキ６，６，…を配設する工程である。

本実施形態では、橋軸方向に隣り合う橋脚５同士の間に、計４台の第一ジャッキ６，６，…を配設する。具体的には、橋軸方向に間隔をあけて配した２台の第一ジャッキ６，６からなるジャッキ列を橋横断方向に沿って２列（図２の（ａ）参照）配設する。
したがって、本実施形態では、架け替える既設橋桁４（３径間）に対して、１２台の第一ジャッキを配設する。

第一ジャッキ６は、橋脚５に近接して配設する。つまり、一対の橋脚５，５の間に配設された第一ジャッキ６，６，…は、橋軸方向で互いに間隔をあけて配設されている。
なお、第一ジャッキ６の配置や数は限定されない。

本実施形態では、第一ジャッキ６として、大型油圧ジャッキ（ステージジャッキ）を使用する。なお、第一ジャッキ６の構成は限定されない。

支持工程は、図１の（ａ）および（ｂ）に示すように、第一ジャッキ６により既設橋桁４を支持するとともに、既設橋桁４の支点部（橋脚５との接合部）７を切断する工程である。

既設橋桁４は、その下方に配設された第一ジャッキ６により下方から支持する（図１の（ａ））。第一ジャッキ６を伸張して既設橋桁４を支持したら、既設橋桁４の支点部７を切断、撤去する（図１の（ｂ））。
支点部７を撤去することにより、既設橋桁４は橋脚５同士の間隔よりも短い複数の分割橋桁４ａ，４ａ，４ａに分割される。

橋体形成工程は、図１の（ｂ）に示すように、複数の新設橋桁２，２，２を連結して橋体１を形成する工程である。
本実施形態では、３つの新設橋桁２，２，２を橋軸方向に連設して橋体１を形成するが、橋体１を形成する新設橋桁２の数は限定されない。

橋体１は、既設橋桁４上に配設された第二ジャッキ８，８，…を利用して、既設橋桁４上において形成する。
各新設橋桁２は、図１の（ｂ）および図２の（ａ）に示すように、４台の第二ジャッキ８，８，…により支持された状態で、隣接する他の新設橋桁２に連結される。つまり、橋体１は、１２台の第二ジャッキ８，８，…により支持した状態で形成する。

橋体１は橋軸方向の中央部よりも両端部が上側に位置するように形成する。つまり、中央の新設橋桁２を水平に支持する一方で、両脇（図１の（ｂ）において左右）に配設された新設橋桁２，２を、第二ジャッキ８，８の伸張高さを調節することにより、中央側に向かうに従って低くなるように傾斜させ、全体として下に凸となるように橋体１を形成する。

本実施形態では、新設橋桁２として、高強度コンクリートにより形成されたものを使用する。そのため、新設橋桁２は、既設橋桁４よりも薄厚に形成されている。
なお、新設橋桁２を構成する材料は限定されない。

新設橋桁２同士の接合部（突き合わせ部）には、間詰材（図示せず）が介設されている。また、新設橋桁２同士の接合は、緊張材（図示せず）を介して導入された緊張力（プレストレス）により行う。

緊張工程は、橋体１に挿通された緊張材（図示せず）に緊張力を導入する工程である。
緊張材に緊張力を導入することで、新設橋桁２，２の端面同士が圧着される（全圧縮構造）。
なお、緊張材を構成する材料は限定されるものではなく、例えば、ＰＣ鋼線、ＰＣより線、ＰＣ鋼棒等を使用すればよい。

緊張材は橋体１の下部に配設されているため、緊張材に緊張力を導入すると橋体１の橋軸方向の両端部に下向きの力が作用するが、橋体１の両端は第二ジャッキ８，８により支持されているため、橋体１の反った状態は維持されている。

架設工程は、既設橋桁４を撤去するとともに橋体１を複数の橋脚５，５，…上に載置する工程である。

架設工程では、図１の（ｃ）に示すように、第一ジャッキ６，６，…を収縮させることで、既設橋桁４とともに橋体１を下降させる。
このとき、１２台の第一ジャッキ６，６，…は、図示しない制御システムを介して同時に下降するように制御する。

制御システムは、各第一ジャッキ６のジャッキストロークとジャッキ反力データを収集し、このデータに基づいて管理を行う。下降中、誤差が生じた場合には、全ての第一ジャッキ６，６，…を停止し、修正を行う。

また、既設橋桁４上では、第二ジャッキ８，８，…を収縮させて、橋体１を下降させる。なお、第二ジャッキ８，８，…は、第一ジャッキ６，６，…による既設橋桁４の下降が完了してから収縮させてもよいし、第一ジャッキ６，６，…と同時に収縮させてもよい。

橋体１の下降は、橋体１の橋軸方向の端部側に配設された第二ジャッキ８の収縮量が、中央側に配設された第二ジャッキ８の収縮量よりも大きくなるように調節しながら行う。こうすると、図１の（ｄ）および図２の（ｂ）に示すように、橋体１を橋脚５，５，…上に架設した際、橋体１の上面が平らな状態となる。

橋体１を橋脚５，５，…に架設する場合には、図示しない制御システムを利用して、１２台の第二ジャッキ８を同時に制御しながら行う。

制御システムは、各第二ジャッキ８のジャッキストロークとジャッキ反力データを収集し、このデータに基づいて管理を行う。第二ジャッキの下降中に誤差が生じた場合には、全ての第二ジャッキ８，８，…を停止し、修正を行う。

橋体１の橋脚５，５，…への架設とともに下降させた分割橋桁４ａ，４ａ，４ａは、予め下方に配設した運搬車両（図示省略）に載置して搬出する。

本実施形態の橋桁の架設工法によれば、橋体１を上面が平らになるように架設するため、複数の橋脚５，５，…に作用する支点反力を均等に作用させることができる。
すなわち、橋体１を下に凸となるように反らせた状態でプレストレスを導入し、橋体１を橋脚５，５に載置するまでの間に、橋体１を真っ直ぐにするため、橋体１の端部が載置される橋脚５，５に応力が集中することを防止することができる。

そのため、橋脚５の補強工事等の手間を省略あるいは低減させることが可能となり、工期の短縮化および工事費の低減化を図ることができる。

また、複数の新設橋桁２，２，２を連結して多径間に対して同時に架設を行うため、作業性に優れている。
また、橋体１は、既設橋桁４上において形成するため、橋体１を他の場所で形成して運搬する場合よりも、手間を大幅に削減することができる。

また、既設橋桁４を下降させるとともに橋体１を下降させることで、橋体を橋脚５，５，…に架設するため、既設橋桁４の撤去と新設橋桁２，２，２（橋体１）の架設を同時に行うことができ、ひいては、作業の手間を大幅に削減することができる。

また、本実施形態の橋体１によれば、従来の多径間連続橋と比較して、緊張材の本数を削減することができる。
多径間連続橋は、桁の応力改善のために、支点上は上縁付近、支間部は下縁付近に偏心させて緊張材を配置しているが、この状態で緊張力を導入すると、各支点の反力が変動してしまう。そのため、既設の橋脚の補強を避けるためには、緊張材の偏心がないように緊張材を配置する必要があるが、緊張力による偏心モーメントが小さくなると、桁の応力改善のための効果が小さくなり、通常の配置に比較して緊張材の本数を増加させる必要がある。
一方、本実施形態の橋体によれば、偏心モーメントを効果的に作用させることが可能な緊張材の配置にすることができるため、上記のようなケースの場合の多径間連続橋よりも緊張材の本数を減らすことができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

例えば、既設橋梁の橋脚の形式はＴ形橋脚に限定されるものではなく、例えば壁式橋脚であってもよい。
また、橋桁（既設橋桁および新設橋桁）の形式は限定されるものではなく、箱桁、Ｉ型桁、版状桁等、適宜選択して採用すればよい。

前記実施形態では、橋体形成工程の前に、支持工程において既設橋桁の支点部を切断するものとしたが、既設橋桁の支点部の切断の時期は、架設工程の前であれば限定されない。
既設橋桁４の搬出方法は限定されるものではない。例えば、地上において分割橋桁４ａをさらに分割して搬出してもよい。

前記実施形態では、既設橋桁と橋体とを同時に下降させて、既設橋桁の撤去と新設橋桁の架設とを同時に行う場合について説明したが、橋体は既設橋桁を撤去した後に架設してもよい。

また、前記実施形態では、既設橋桁を架け替える場合について説明したが、本発明の橋桁の架設工法は、橋梁を新設する場合に採用してもよい。

１ 橋体
２ 新設橋桁
３ 既設橋梁
４ 既設橋桁
５ 橋脚
６ 第一ジャッキ
７ 支点部
８ 第二ジャッキ（ジャッキ）

Claims (3)

1. 複数の新設橋桁を連結して橋体を形成する橋体形成工程と、
   前記橋体に挿通された緊張材に緊張力を導入する緊張工程と、
   前記橋体を複数の橋脚上に載置する架設工程と、を備える橋桁の架設工法であって、
   前記橋体形成工程では、前記橋体を、橋軸方向の中央部よりも両端部が上側に位置するように形成し、
   前記架設工程では、前記橋体が平らになるように架設することを特徴とする、橋桁の架設工法。
2. 橋体形成工程では、既設橋桁上に複数のジャッキを配設し、当該ジャッキを使用して前記橋体を形成することを特徴とする、請求項１に記載の橋桁の架設工法。
3. 前記架設工程では、前記既設橋桁を下降させるとともに、前記橋体の端部に配設された前記ジャッキの収縮量が、前記橋体の中央部に配設された前記ジャッキの収縮量よりも大きくなるように調節しながら前記橋体を下降させることを特徴とする、請求項２に記載の橋桁の架設工法。

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