JP6527074B2

JP6527074B2 - 橋梁の施工方法

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Publication number: JP6527074B2
Application number: JP2015231969A
Authority: JP
Inventors: 広次越島; 文男前田
Original assignee: 株式会社ピーエス三菱
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2019-06-05
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: JP2017096057A

Description

本発明は、吊床版架設工法を用いて上路式吊床版橋などの橋梁を施工する方法に関する。

橋梁の施工方法として吊床版架設工法がある。吊床版架設工法による橋梁には、橋台間に複数の一次ケーブルを下方へのたわみ（サグ）を生じさせた状態で互いに平行に張り渡し、これらの一次ケーブルにプレキャスト・コンクリート製の床版を架設してその床版の上を路面にする直接式吊床版橋と、複数の一次ケーブルに架設された床版の上にスパンドレル（ｓｐａｎｄｒｅｌ）部分の斜材や鉛直材などを介してプレキャスト・コンクリート製の上床版を架設して、その上床版の上を路面とした上路式吊床版橋がある。

上路式吊床版橋の工期短縮を実現するために、例えば、例えば特許文献１には、上床版、斜材および鉛直材、下床版をユニット化し、これをケーブルに橋軸方向に順番に架設する工法が開示されている。

特開２００４−２７５１６号公報（段落［００２０］など）

吊床版架設工法では、施工の進捗に伴って一次ケーブルが受ける荷重が増大し、一次ケーブルのサグ量が増大する。一方、スパンドレル部分に斜材および鉛直材のうち少なくともいずれか一方（以下、これを「斜材・鉛直材」と表記する。）を用いた上路式吊床版橋を吊床版架設工法で施工する場合、斜材・鉛直材の架設は下弦材の架設後上弦材の架設前もしくは上弦材の架設と交互に行われる。すなわち、斜材・鉛直材の架設は一次ケーブルのサグ量が橋体完成状態のそれに到っていない状態で行われる。このため、現状と橋体完成状態との一次ケーブルのサグ量の差を考慮して斜材・鉛直材の位置や向きを一本ずつ計算によって求めなければならず、多大な手間を要し、施工を著しく困難にしていた。

また、上路式吊床版橋の施工においては、一次ケーブルに載荷された下弦材の上に、スパンドレル部分の斜材・鉛直材に加えて上弦材を支持するための内部支保工を組み立てる必要がある。しかし、スパンドレル部分の斜材・鉛直材と上弦材を安全に支持するために十分な強度の内部支保工を汎用的な支保工部材を用いて組み立てるとなると大量の支保工部材と補強が必要となり、支保工および斜材・鉛直材の組み立てに多大な手間と時間を要し、工期が長引く原因となっていた。さらに、これらの支保工部材および斜材・鉛直材は施工段階に従って変形、変位するため、その設置位置の精度を確保することにも大きな課題があった。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、橋梁の吊床版架設工法による施工期間の短縮および施工精度の向上を図ることのできる橋梁の施工方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の一形態に係る橋梁の施工方法は、
下弦材と、上弦材と、複数の斜材・鉛直材を含む複数の部材で構成される施工対象の橋体を橋軸方向に並ぶように区分する領域毎に、前記橋体の完成状態の前記複数の部材の相互の位置関係をもとに、前記下弦材を構成する複数の下床版セグメントと内部支保工とを備えた複数の支保工ユニットを組み立て、
一組の橋台間に一次ケーブルを張設し、
前記複数の支保工ユニットを前記一次ケーブルに前記橋軸方向に並べて架設し、
前記一次ケーブルに架設された前記複数の支保工ユニットの前記内部支保工を支持体として前記複数の斜材・鉛直材を仮止めし、
前記一次ケーブルに架設された前記複数の支保工ユニットの前記内部支保工上に前記上弦材を構成する複数の上床版セグメントを各々の高さを調整しつつ前記橋軸方向に並べて架設し、
前記下弦材の間詰めコンクリート、前記上弦材の間詰めコンクリートおよび前記橋体の前記橋軸方向両側部のコンクリートを各々打設し、
前記複数の支保工ユニットから前記内部支保工を解体撤去する。

本発明に係る橋梁の施工方法によれば、施工対象の橋体を橋軸方向に並ぶように区分する領域毎に、橋体の完成状態の複数の部材の相互の位置関係をもとに、下弦材を構成する複数の下床版セグメントと内部支保工とを備えた複数の支保工ユニットを組み立て、一次ケーブルに架設する。ここで、支保工ユニットは橋体の対応領域の完成状態の複数の部材の相互の位置関係をもとに複数の下床版セグメントと内部支保工が組み立てられて構成されるものであるため、斜材・鉛直材を位置決めして仮止めする場合には、支保工ユニットの３軸空間を基準に斜材・鉛直材の３軸方向の傾きを決めることができる。これにより、斜材・鉛直材の位置決めや傾きを決める際の手間を軽減することができ、工期の短縮を図るとともに精度良く位置を決定することができる。
また、本発明に係る橋梁の施工方法によれば、領域毎の支保工ユニットの単位で、一次ケーブルに複数の下床版セグメントと内部支保工が架設される。このため、下弦材を構成する複数の下床版セグメントを架設してからその上に内部支保工を組み立てる在来工法に比べ、工期の短縮および施工精度の向上を図ることができる。

なお、ここで斜材・鉛直材は、斜材および鉛直材のうち少なくともいずれか一方を指すものである。

以上のように、本発明によれば、橋梁の吊床版架設工法による施工期間の短縮および施工精度の向上を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における橋台等の施工を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における一次ケーブルの張設を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における支保工ユニット１０の架設のためのクレーンによる一次ケーブル上への載荷を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における支保工ユニット１０の架設のためのウインチによる一次ケーブル上での搬送を示す側面図である。同じく支保工ユニット１０の架設のためのウインチによる一次ケーブル上での搬送を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における全ての支保工ユニット１０の架設完了状態を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における斜材の仮止めを示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における上弦材の架設を示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における床版セグメント間の間詰めを示す側面図である。本発明の一実施形態に係る橋梁の施工方法における橋台付近のコンクリート打設及びプレストレス導入を示す側面図である。支保工ユニット１０を橋軸方向に見た側面図である。支保工ユニット１０を橋軸方向に対して直交する方向から見た側面図である。上床版セグメント３０の架設方法を説明するために支保工ユニット１０を橋軸方向に見た側面図である。上床版セグメント３０の架設方法を説明するために支保工ユニット１０を橋軸方向に対して直交する方向から見た側面図である。上床版セグメント３０の架設方法を説明するために支保工ユニット１０を橋軸方向に対して直交する方向から見た側面図である。支保工ユニット内の床版セグメント間の間詰め施工を示す側面図である。支保工ユニット間の間詰め施工を示す側面図である。全支保工ユニット１０の架設完了時点での一次ケーブル１のサグ量と橋体完成状態のサグ量との差を示す側面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の橋梁の施工方法の一実施形態を説明する。
図１から図１０は、本実施形態の橋梁の施工方法を、吊床版架設工法による上路式吊床版橋を施工する場合を例に工程順に示す側面図である。
本実施形態の橋梁の施工方法は、主に以下の工程からなる。
１．準備作業
２．橋台等の施工
３．一次ケーブルの張設
４．支保工ユニットの組み立て
５．支保工ユニットの架設
６．斜材の仮止め
７．上弦材の架設
８．床版セグメント間の間詰め
９．橋台付近のコンクリート打設、橋面工

以下、本実施形態の橋梁の施工方法を上記の工程順に説明する。
［１．準備作業］
施工開始前の準備作業として、施工対象の橋体を橋軸方向に並ぶ複数の領域に分けて考え、各々の領域毎に、橋体を構成する上弦材、複数の斜材および下弦材などの各部材の橋体完成状態での相互の位置関係を算出する。

なお、本実施形態の施工方法では、例えば、橋長が約９０ｍの上路式吊床版橋を橋軸方向に並ぶ約１０ｍの９つの領域に分けて考える場合などを想定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。

［２．橋台等の施工］
図１に示すように、実際の施工において、橋台Ａ、Ｂ用の基礎杭Ａ１、Ｂ１の打ち込み、グラウンドアンカーＡ２、Ｂ２の地山への打ち込み、鉄筋コンクリート構造による両橋台Ａ、Ｂのコンクリートの打設を行う。

［３．一次ケーブルの張設］
次に、図２に示すように、橋台Ａ、Ｂ間に複数本の一次ケーブル１を張り渡し、張力の調整を行う。一次ケーブル１のＰＣ鋼材としては、例えば防錆のためにポリエチレン樹脂製の被覆材によって被覆されたものなどが用いられる。一次ケーブル１の両端部には、一次ケーブル１を橋台Ａ、Ｂのコンクリートにアンカープレートを介して固定するためのマンションが備わっている。

［４．支保工ユニットの組み立て］
次に、上記の準備作業で得られた橋体完成状態での領域毎の各部材の相互の位置関係に合せて、領域毎の支保工ユニット１０の組み立てを行う。ここで、支保工ユニット１０の組み立ては、橋台Ａの近傍に設けられた作業場所で行われる。以下に支保工ユニット１０の構成の詳細を説明する。

図１１は支保工ユニット１０を橋軸方向に見た側面図、図１２は支保工ユニット１０を橋軸方向に対して直交する方向から見た側面図である。
これらの図に示すように、支保工ユニット１０は、橋体の下弦材を構成するプレキャスト・コンクリート（ＰＣａ）製の複数の下床版セグメント１１と、これらの下床版セグメント１１の上に組み立てられた内部支保工２０とで構成される。本実施形態では、１つの支保工ユニット１０に例えば３つもしくは４つの下床版セグメント１１が用いられる。これら複数の下床版セグメント１１は、橋軸方向において隣接するもの同士の間に空間を挟んで配置され、橋体完成状態の該当領域の下弦材の反り形状に合せて各々の位置が決められる。そして複数の下床版セグメント１１は、内部支保工２０の土台材２１に固定ボルト２２によって着脱可能に固定される。

内部支保工２０は、土台材２１、桁材２３、支柱材２４、梁材２５および軌道敷設用桁材２７などで構成される。これらの内部支保工部材には鋼材が用いられる。土台材２１は、橋梁幅員方向両側に橋軸方向に沿って互いに並行に配設される。土台材２１の下方には、複数の下床版セグメント１１が固定ボルト２２によって固定される。内部支保工２０の解体時は固定ボルト２２を外すことによって、支保工ユニット１０から内部支保工２０を離脱させることができる。各土台材２１の上には複数の支柱材２４が立設される。各々の支柱材２４の上には、上弦材を構成する複数の上床版セグメント３０を受ける複数の桁材２３が橋軸方向に沿って互いに平行に配設される。さらに、幅員方向両側の支柱材２４は複数の梁材２５によって互いに連結され、各々の梁材２５の上には複数の軌道敷設用桁材２７が橋軸方向に沿って互いに平行に配設される。

この内部支保工２０において、各支柱材２４は橋体完成状態の一次ケーブル１のたわみ状態において鉛直方向または略鉛直方向に立つように向き（角度）が決められる。また、各支柱材２４の高さ（内部支保工２０の高さ）は橋体完成状態において橋軸方向に連続的に変化する下床版と上床版との鉛直方向の高さを考慮して決められる。このように支保工ユニット１０は、橋体完成状態の各部材の相互の位置関係をもとに組み立てられて構成される。

支保工ユニット１０が一次ケーブル１に載荷される時点での一次ケーブル１のサグ量は橋体完成状態でのサグ量よりも小さい。このため、支保工ユニット１０が一次ケーブル１に載荷された時点では内部支保工２０の支柱材２４の向きは鉛直方向に対して、少なくとも上記サグ量の差分を反映した量の傾きをもつことになる。

支保工ユニット１０における各々の下床版セグメント１１の下面にはケーブル受け部材２６が固定されている。このケーブル受け部材２６の下面には、橋台Ａ、Ｂ間に張設された複数の一次ケーブル１がケーブル径方向に個々に嵌め込まれる複数の溝２６ａが設けられている。すなわち、複数の溝２６ａは夫々、一次ケーブル１がケーブル径方向に収まる橋軸方向に一様な断面形状を有する。このように、下床版セグメント１１はケーブル受け部材２６を介して橋台Ａ、Ｂ間に張設された複数の一次ケーブル１上に架設される。

［５．支保工ユニット１０の架設］
次に、図３に示すように、橋台Ａの近傍の作業場所で組み立てられた支保工ユニット１０を一体ずつクレーンＣを使って一次ケーブル１上に載せる。本例では、クレーンＣの作業半径の制約から、支保工ユニット１０は橋台Ａの近傍の作業場所から吊り上げられ、一次ケーブル１上の橋台Ａ寄りの位置に吊り下ろされる場合を想定する。支保工ユニット１０の吊り下ろしの際、支保工ユニット１０の複数の下床版セグメント１１各々の下面に固定されたケーブル受け部材２６の溝２６ａ内に、一次ケーブル１がケーブル径方向に嵌め込まれる。ここで、一次ケーブル１は、ケーブル受け部材２６の溝２６ａを介して支保工ユニット１０を橋軸方向に案内するための軌道として働く。

続いて、図４、図５に示すように、ウインチＤを使って支保工ユニット１０を図中右側の橋台Ｂ側へ引き寄せることによって支保工ユニット１０を一次ケーブル１上の目的の架設位置まで移動させ、その位置に仮止めする。この作業を繰り返し、図６に示すように、全ての支保工ユニット１０を各々の架設位置に仮止めする。

図１８は、全支保工ユニット１０の架設完了時点での一次ケーブル１のサグ量と橋体完成状態のサグ量との差を示す側面図である。なお、同図はサグ量の差を明示化するために実際よりも差を顕著にして示してある。このように、支保工ユニット１０の架設完了時点で一次ケーブル１のサグ量は増大するが、図中、点線で示す一次ケーブル１の橋体完成状態のサグ量には達しない。

なお、各支保工ユニット１０は、互いに隣接するもの同士の間に所定の空間を置いて架設される。つまり、互いに隣接する一方の支保工ユニット１０の端の下床版セグメント１１と、他方の支保工ユニット１０の端の下床版セグメント１１との間に空間を空けるようにして各支保工ユニット１０が位置決めされて架設される。

［６．斜材の仮止め］
次に、図７に示すように、複数の一次ケーブル１上に架設された支保工ユニット１０を支持体として用いて、橋体のスパンドレル部分４５の斜材４０を架設する。ここで、支保工ユニット１０の内部支保工２０は十分な強度を備えるように鋼材を用いて組み立てられたものであるため、各斜材４０を安定して仮止めすることができる。

また、支保工ユニット１０は橋体完成状態での各部材の相互の位置関係をもとに組み立てられたものであるため、斜材４０の３軸方向の傾きを支保工ユニット１０の３軸空間を基準に決めることができる。これにより、斜材４０の位置決めや傾きを決める際の手間を軽減することができ、工期の短縮を図ることができる。

なお、一次ケーブル１のサグ量は、斜材４０が架設されたことによってさらに増大するが、この時点でも橋体完成状態のサグ量には達しない。

［７．上弦材の架設］
次に、図８に示すように、複数の一次ケーブル１上に架設された各支保工ユニット１０の上に、上弦材を構成する複数の上床版セグメント３０を載荷する。以下に、この上床版セグメント３０の載荷方法を説明する。

まず、図１３、図１４に示すように、複数の一次ケーブル１上に載荷された各支保工ユニット１０の上に上弦材を構成する複数の上床版セグメント３０を橋軸方向に引き出すための軌道５１を敷設する。なお、軌道５１は、各支保工ユニット１０の複数の軌道敷設用桁材２７の上面に敷設される。

橋台Ａの近傍の軌道５１上に台車６０を載せ、クレーンＣを使って上床版セグメント３０を台車６０に載せ、ウインチＤを使って台車６０を橋台Ｂ側に引き寄せる。上床版セグメント３０を載せた台車６０が目的の位置まで引き寄せられたところで、図１５に示すように、台車６０の荷台６１を降下させて上床版セグメント３０を内部支保工２０の桁材２３の上に載せかえ、仮固定する。この際、上床版セグメント３０の正確な高さを決めるため、桁材２３の上面と上床版セグメント３０の下面との間には高さ調整鋼材６２が配置される。この作業を、上弦材７８を構成する全ての上床版セグメント３０の架設が完了するまで繰り返す。

なお、上記のスパンドレル部分４５の斜材４０の架設と上弦材７８の架設は適宜並行して行うことが可能である。あるいは、上弦材７８の架設後、スパンドレル部分４５の斜材４０の架設を行ってもよい。

［８．床版セグメント間の間詰め］
次に、図１６に示すように、個々の支保工ユニット１０における下床版セグメント１１間の空間に間詰め用のコンクリート７１を打設し、同様に個々の支保工ユニット１０の上に載荷された上床版セグメント３０間の空間に間詰め用のコンクリート７２を打設する。続いて、図１７に示すように、各支保工ユニット１０間の空間に間詰め用のコンクリート７３、７４を打設する。これにより、図９に示すように、橋体の上弦材７８および下弦材７９が完成する。この時点で一次ケーブル１のサグ量は橋体完成状態のサグ量に近い値となる。

［９．橋台付近のコンクリート打設及びプレストレス導入］
次に、図１０に示すように、橋台Ａ、Ｂ付近の横桁コンクリート７５、７６を打設し、養生期間を経て所要の強度が得られた後、下弦材７９および上弦材７８をＰＣ鋼材８１、８２を用いて橋軸方向に緊張し、下弦材７９および上弦材７８にプレストレスを導入する。これにより橋体が完成する。
その後、支保工ユニット１０から内部支保工２０を撤去し、必要な橋面工を行って橋梁が完成する。

［本実施形態の橋梁の施工方法の効果等］
以上説明したように本実施形態の橋梁の施工方法によれば、橋体完成状態での各部材の相互の位置関係をもとに組み立てられた支保工ユニット１０の３軸空間を基準に、斜材４０の３軸方向の傾きを決めることができるので、斜材の位置決めや傾きを決める際の手間を軽減することができ、工期の短縮を図るとともに精度良く位置を決定することができる。

また、地上もしくは地上と同等の作業場所で内部支保工２０を含む支保工ユニット１０の組み立てが行われ、支保工ユニット１０の単位で一次ケーブル１への架設作業が行われることによって、下弦材を構成する複数の下床版セグメント１１を架設してからその上に内部支保工を組み立てる在来工法に比べ、工期の短縮を図るとともに精度良く位置を決定することができる。

［変形例］
本発明は上記の実施形態に限らず、本発明の技術思想の範囲で様々な変形が可能である。
例えば、支保工ユニット１０は、２つ以上の下床版セグメント１１で構成されてもよい。
一次ケーブル１の定着点を橋台Ａ、Ｂから橋体の桁端に移し替えて自碇式構造としてもよい。
また、支保工ユニット１０を現場内で組み立てるのではなく、工場で組み立て、工場から現場に運搬するようにしてもよい。
支保工ユニット１０における内部支保工２０の構造は上記の実施形態に限定されず、様々な変形が可能である。
上記の実施形態では、スパンドレル部分に斜材のみを用いた場合について説明したが、鉛直材で構成された場合にも本発明は応用できる。勿論、斜材と鉛直材を組み合わせた場合にも本発明を採用することができる。

Ａ，Ｂ…橋台
１…一次ケーブル
１０…支保工ユニット
１１…下床版セグメント
２０…内部支保工
３０…上床版セグメント
４０…斜材
４５…スパンドレル部分
７１，７２，７３，７４…間詰めコンクリート
７５，７６…横桁コンクリート
７８…上弦材
７９…下弦材

Claims

下弦材と、上弦材と、複数の斜材・鉛直材とを含む複数の部材で構成される施工対象の橋体を橋軸方向に並ぶように区分する領域毎に、前記橋体の完成状態の前記複数の部材の相互の位置関係をもとに、前記下弦材を構成する複数の下床版セグメントと内部支保工とを備えた複数の支保工ユニットを組み立て、
一組の橋台間に一次ケーブルを張設し、
前記複数の支保工ユニットを前記一次ケーブルに前記橋軸方向に並べて架設し、
前記一次ケーブルに架設された前記複数の支保工ユニットの前記内部支保工を支持体として前記複数の斜材・鉛直材を仮止めし、
前記一次ケーブルに架設された前記複数の支保工ユニットの前記内部支保工上に前記上弦材を構成する複数の上床版セグメントを各々の高さを調整しつつ前記橋軸方向に並べて架設し、
前記下弦材の間詰めコンクリート、前記上弦材の間詰めコンクリートおよび前記橋体の前記橋軸方向両側部のコンクリートを各々打設し、
前記複数の支保工ユニットから前記内部支保工を解体撤去する
橋梁の施工方法。