JP6709037B2 - 合成桁の床版撤去方法 - Google Patents

Description

本発明は、合成桁からなる既設の橋梁から老朽化した床版を撤去して新たな床版に取り替えるための合成桁の床版撤去方法に関するものである。

従来、一般道、高速道路等の橋梁の多くには、桁上にコンクリートを打設してなる床版を設置した合成桁が用いられている。合成桁は、桁の上面に複数のずれ止め部材としてのジベルを設け、ジベルを埋め込んだ状態で床版のコンクリートを打設することにより、ジベルによって桁と床版とを結合している。

また、床版が老朽化した場合は、既設の床版を撤去して新たな床版を再構築する床版取替施工が行われる（例えば、特許文献１参照）。図１９乃至図２２は、従来の床版取替施工における床版撤去方法を示すものである。

従来の床版撤去方法では、まず、合成桁５０において、撤去する床版５１を橋軸直角方向に切断するとともに、図１９に示すように、主桁５２上のコンクリート５３を残して床版を複数の切断位置Ｃで橋軸方向に切断する。次に、図２０に示すように、主桁５２上のコンクリート５３以外をクレーン等で吊り上げて撤去する。この後、図２１に示すように、主桁５２上に残存したコンクリート５３を、大型ブレーカによる機械作業やハンドブレーカによる人力作業等など、破砕機６０により破砕し、破砕作業で発生したコンクリート屑５４の撤去及び収集を行う。そして、図２２に示すように、ジベル５５の切断及び撤去、残存コンクリート屑の撤去、主桁５２の表面仕上げを行う。

特開平２−２９２４０４号公報

しかしながら、従来の床版撤去方法では、主桁５２上のコンクリート５３を残して橋軸方向に床版を多くの箇所で切断する必要があるため、切断作業に長時間を要する。更に、主桁上の残存コンクリートの破砕作業により、コンクリート屑が多く発生し、その収集作業に多大な手間を要するとともに、鉄筋やジベル間のコンクリートを除去する必要があり、コンクリート屑の撤去及び収集にも長時間を要する。このため、施工期間中の交通規制時間が長くなり、通行量の多い道路橋での交通への影響が大きくなるという問題点があった。また、コンクリートの破砕作業による騒音、振動、粉塵の発生が著しく、市街地での作業に適さないという問題点もあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、床版撤去作業の効率化を図ることにより交通規制時間を短縮することができるとともに、主桁上に残存したコンクリートの破砕作業を必要としない合成桁の床版撤去方法を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために、桁上にコンクリート製の床版が設置され、桁の上面に上下方向に延びるように設けられたずれ止め部材によって桁と床版が結合された合成桁から床版を撤去する床版撤去方法において、コンクリートをくり抜くように削孔するドリルを用いて前記床版のずれ止め部材の配置箇所を削孔することにより、前記床版の下面側からずれ止め部材に向かって床版のコンクリートをずれ止め部材の長さ方向一部ごとドリルでくり抜いて切断するとともに、ドリルで切断されたずれ止め部材の切断部を含むコンクリートを取り出し、ずれ止め部材が切断された床版を桁から撤去するようにしている。

これにより、床版の下面側からずれ止め部材が切断されることから、ずれ止め部材の切断作業を施工期間中の交通規制時間外に行うことが可能となるとともに、主桁上のコンクリートを残して橋軸方向に床版を切断する必要もなく、主桁上の残存コンクリートの破砕作業も必要としない。また、ドリルを用いて床版のずれ止め部材の配置箇所を削孔することにより、コンクリートをくり抜くようにしているので、削孔により取り出したコンクリート内にずれ止め部材の切断部が含まれているか否かを容易に確認することができる。

本発明によれば、ずれ止め部材の切断作業を施工期間中の交通規制時間外に行うことができるので、交通規制による交通への影響を少なくすることができる。また、主桁上のコンクリートを残して橋軸方向に床版を切断する必要がないので、切断作業を少なくすることができるとともに、主桁上の残存コンクリートの破砕作業も必要とせず、作業時間の短縮を図ることができる。更に、主桁上の残存コンクリートを破砕する必要がないので、大量のコンクリート屑の撤去や収集に長時間を要することがなく、コンクリートの破砕作業による騒音、振動、粉塵を発生させることもないので、市街地での作業においても周辺への悪影響が少ないという利点がある。また、床版のずれ止め部材の配置箇所の削孔により取り出したコンクリート内にずれ止め部材の切断部が含まれているか否かを容易に確認することができるので、削孔作業を確実に行うことができる。

本発明の一実施形態を示す合成桁の斜視図 合成桁の一部断面正面断面図 ドリル及び支持装置の側面図 支持装置の正面図 支持装置の平面図 支持装置のＡ−Ａ線矢視方向断面図 支持装置のＡ−Ａ線矢視方向分解断面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面側面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面側面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面側面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面側面図 床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 床版撤去工程を示す主桁の正面図 従来の床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 従来の床版撤去工程を示す合成桁の一部断面正面図 従来の床版撤去工程を示す主桁の正面図 従来の床版撤去工程を示す主桁の正面図

図１乃至図１８は本発明の一実施形態を示すもので、合成桁からなる既設の橋梁から老朽化した床版を撤去する合成桁の床版撤去方法を示すものである。

同図に示す合成桁１は、互いに平行に配置された複数の鋼製の主桁２と、各主桁２上に設置されたコンクリート製の床版３とからなる。

各主桁２は、ウエブ２ａの上端及び下端にそれぞれ上フランジ２ｂ及び下フランジ２ｃを有する鋼桁からなり、互いに橋軸直角方向に間隔をおいて複数列（例えば３列）に配置されている。また、上フランジ２ｂの上面には、主桁２と床版３とを結合するための複数のずれ止め部材としてのジベル２ｄが設けられている。ジベル２ｄは、上下方向に延びる金属製の棒状部材によって形成され、上端に他の部分よりも外径の大きい頭部を有する、いわゆるスタッドジベルからなる。このジベル２ｄは、橋軸直角方向に複数本（例えば３本）ずつ設けられるとともに、主桁２の長手方向一端側から他端側に亘って橋軸方向に間隔をおいて配列されている。

床版３は、各主桁２の上フランジ２ｂ上に図示しない型枠によって打設されたコンクリートにより形成され、その幅方向両側には壁高欄３ａが一体に形成されている。床版３においては、各ジベル２ｄを埋め込んだ状態でコンクリートを打設することにより、各ジベル２ｄによって主桁２と床版３が結合されている。また、床版３の下面側には、各主桁２の上フランジ２ｂ上にそれぞれ位置するハンチ３ｂが設けられ、各ハンチ３ｂは下方に向かって突出するように形成されている。この場合、ハンチ３ｂの側面は上フランジ２ｂの両側から床版３の下面まで傾斜面をなすように形成されている。また、床版３の上面にはアスファルト舗装３ｃが設けられている。

次に、前記合成桁１において、老朽化した床版の取替作業を行う際に、既設の床版３を撤去する方法を説明する。本実施形態の床版撤去方法では、床版３のジベル配置箇所を削孔するドリル１０と、ドリル１０を主桁２に橋軸方向に移動自在に支持する支持装置２０と、切断された床版３を主桁２から剥離する床版剥離装置３０を用いる。

ドリル１０には、コンクリートを円柱状にくり抜くことによってコンクリートを削孔する周知のコアドリルが用いられる。ドリル１０は、円筒状の刃からなる刃部１１と、刃部１１を支持するドリル本体１２とからなり、ドリル本体１２の駆動モータ（図示せず）によって刃部１１を回転するようになっている。このドリル１０では、刃部１１でコンクリートを削孔することにより、コンクリートに所望の深さの円形の孔からなる削孔部を形成するとともに、削孔部内に位置していた円柱状のコンクリートを取り出すようになっている。また、刃部１１には、ジベル２ｄの外径（例えば１９ｍｍ，２２ｍｍ）よりも大きい外径（例えば５０ｍｍ）のものが用いられる。

支持装置２０は、ドリル１０のドリル本体１２をドリル１０の前後方向（ドリル軸方向）に移動自在に支持する移動機構２１と、移動機構２１をドリル１０の左右方向に移動自在に支持する上下一対の支持部材２２と、各支持部材２２が固定される固定部材としての左右一対の架台２３とからなる。

移動機構２１は、ドリル１０の前後方向に延びるレール状の支持部材２１ａと、支持部材２１ａの前端が固定された基板２１ｂとを有し、ドリル本体１２側のハンドル２１ｃを回動することにより、ドリル１０が支持部材２１ａに沿って前後方向に移動するようになっている。また、基板２１ｂはボルト２１ｄ及びナット２１ｅによって支持部材２２に取り付けられるようになっており、基板２１ｂにはボルト２１ｄを挿通するボルト挿通孔２１ｆが設けられている。

各支持部材２２は、ドリル１０の左右方向に延びる横断面四角形状の中空の部材からなり、ボルト２２ａ及びナット２２ｂによって各架台２３に固定されている。各支持部材２２は、互いに上下方向に隙間Ｓをおいて配置され、隙間Ｓは移動機構２１のボルト２１ｄを挿通可能な間隔になっている。これにより、各支持部材２２の背面側から隙間Ｓに挿通したボルト２１ｄを移動機構２１の基板２１ｂのボルト挿通孔２１ｆに挿通し、基板２１ｂをナット２１ｅで各支持部材２２に締結することにより、基板２１ｂが各支持部材２２の前面に固定されるようになっている。また、ナット２１ｅを緩めるとともに、ボルト２１ｄを隙間Ｓに沿って各支持部材２２の長手方向にずらすことにより、ドリル１０を基板２１ｂと共にドリル１０の左右方向に移動可能になっている。

各架台２３は、横断面四角形状の部材からなり、それぞれ各支持部材２２の両端側に位置するように互いにドリル１０の左右方向に間隔をおいて配置されている。各架台２３の前面２３ａは垂直方向に対して所定角度θ（例えば１５゜）だけ下方に向かって傾斜するように形成されており、前面２３ａに固定される各支持部材２２及びドリル１０が角度θだけ傾斜するようになっている。各架台２３は、ボルト２３ｂ及びナット２３ｃによって主桁２のウエブ２ａに固定されるようになっており、ウエブ２ａには床版取替工事の施工時にボルト２３ｂを挿通するためのボルト挿通孔２ｅが設けられる。

床版剥離装置３０は、互いに橋軸方向に間隔をおいて配置される一対の第１の脚部３１と、橋軸方向一方の脚部３１の下方に配置される第２の脚部３２と、長手方向両端側をそれぞれ各第１の脚部３１に支持される梁部３３と、床版３に締結する一対の締結部材３４と、梁部３３に対して締結部材３４を上昇させる複数のジャッキ３５とからなる。締結部材３４は、ジャッキ３５に支持される上部ロッド３４ａと、床版３に締結する下部ロッド３４ｂとからなり、上部ロッド３４ａ及び下部ロッド３４ｂは結合部材３４ｃによって互いに着脱自在に連結されている。また、下部ロッド３４ｂには吊り上げ用ワイヤを連結するための連結部３４ｄが設けられている。

ここで、本実施形態の床版撤去方法について、図８乃至図１８を参照して説明する。まず、図８に示すように、ドリル１０を支持装置２０によって主桁２のウエブ２ａの幅方向一方の面に取り付け、ドリル１０によって床版３のジベル配置箇所を主桁２の幅方向一方から削孔することにより削孔部３ｄを形成する。即ち、支持装置２０の移動機構２１によってドリル１０を前方に移動させ、ドリル１０の刃部１１により、床版３の下面側から斜め上方に向かって床版３のコンクリートをジベル２ｄごと削孔することによりジベル２ｄを切断する。その際、主桁２の幅方向３本のジベル２ｄのうち手前から２本のジベル２ｄのみを切断する深さまで刃部１１が到達するように削孔する。この削孔作業は、支持装置２０に支持されたドリル１０を橋軸方向にずらすことにより、ドリル１０をジベル配置箇所に順次移動し、各主桁２のジベル配置箇所ごとに行う。

次に、図９に示すように、ドリル１０を支持装置２０によって主桁２のウエブ２ａの幅方向他方の面に取り付け、ドリル１０によって床版３のジベル配置箇所を主桁２の幅方向他方から削孔することにより削孔部３ｄを形成する。即ち、支持装置２０の移動機構２１によってドリル１０を前方に移動させ、ドリル１０の刃部１１により、床版３の下面側から斜め上方に向かって床版３のコンクリートをジベル２ｄごと削孔することによりジベル２ｄを切断することにより削孔部３ｄを形成する。即ち、前述と同様、支持装置２０の移動機構２１によってドリル１０を前方に移動させ、ドリル１０の刃部１１により、床版３の下面側から斜め上方に向かって床版３のコンクリートをジベル２ｄごと削孔することによりジベル２ｄを切断する。その際、主桁２の幅方向３本のジベル２ｄのうち手前から１本のジベル２ｄのみを切断する深さまで削孔する。この削孔作業は、前述と同様、ドリル１０をジベル配置箇所に順次移動し、各主桁２のジベル配置箇所ごとに行う。

前記削孔作業により、撤去しようとする床版３の全てのジベル２ｄを切断した後、図１０に示すように、撤去区間の床版３を橋軸方向所定位置Ｃ1 で橋軸直角方向に切断するとともに、図１１に示すように、床版３を幅方向両側の主桁２の幅方向外側端部位置Ｃ2 で橋軸方向に切断し、図１２に示すように、壁高欄３ａ付近の床版３の一部を壁高欄３ａと共に図示しないクレーンで撤去する。

この後、床版剥離装置３０を設置し、床版剥離装置３０によって撤去区間の床版３の残りの部分を撤去する。床版剥離装置３０は、図１３に示すように、第１の脚部３１が撤去区間の床版３を間にして橋軸方向に間隔をおいて配置され、橋軸方向両側の第１の脚部３１によって梁部３３が支持される。その際、橋軸方向一方の第１の脚部３１は撤去区間外の床版３上に載置され、橋軸方向他方の第１の脚部３１は、床版撤去済みの主桁２上に第２の脚部３２を介して載置される。また、締結ロッド３４及びジャッキ３５は梁部３３の２箇所に長手方向（橋軸方向）に間隔をおいて配置され、締結ロッド３４の下部ロッド３４ｂは撤去区間の床版３を上下方向に貫通し、床版３に締結されている。また、床版剥離装置３０は、図１４に示すように橋軸直角方向に間隔をおいて３箇所に設置される。そして、図１５に示すように、各床版剥離装置３０の締結ロッド３４をジャッキ３５によって上昇させることにより、床版３を各主桁２から剥離する。

次に、各床版剥離装置３０の下部ロッド３４ｂの連結部３４ｄに図示しないクレーンの吊り上げ用ワイヤ４０を連結し、図１６及び図１７に示すように、床版３をワイヤ４０で吊り下げた状態で上部ロッド３４ａ及び下部ロッド３４ｂの結合を解除するとともに、下部ロッド３４ｂ以外の床版剥離装置３０を除去し、床版３をクレーンで撤去する。

この後、図１８に示すように、各主桁２上の残存コンクリート屑の撤去、各主桁２上に一部が残存した残存ジベル２ｄ′の切断、撤去、主桁２の表面仕上げを行う。残存ジベル２ｄ′はフェイスカッター等により切断し、残存コンクリートは、ケレン棒やチッパー等により撤去、収集する。

このように、本実施形態によれば、複数のジベル２ｄによって主桁２と床版３が結合された合成桁１から床版３を撤去する方法において、床版３の下面側からジベル２ｄに向かって床版３のコンクリートをジベル２ｄごと削孔することによりジベル２ｄを切断し、ジベル２ｄが切断された床版３を主桁２から剥離して撤去するようにしたので、床版撤去作業を効率よく行うことができる。即ち、床版３の下面側から削孔することによりジベル２ｄを切断するようにしているので、削孔作業を施工期間中の交通規制時間外に行うことができ、交通規制による交通への影響を少なくすることができる。また、従来のように主桁上のコンクリートを残して橋軸方向に床版を切断する必要がないので、切断作業を少なくすることができるとともに、主桁上の残存コンクリートの破砕作業も必要とせず、作業時間の短縮を図ることができる。更に、従来のように主桁上の残存コンクリートを破砕する必要がないので、大量のコンクリート屑の撤去や収集に長時間を要することがなく、コンクリートの破砕作業による騒音、振動、粉塵を発生させることもないので、市街地での作業においても周辺への悪影響が少ないという利点がある。

また、ドリル１０でジベル２ｄまで削孔する際、ハンチ３ｂの高さ寸法が大きければほぼ水平方向に削孔することができるが、ハンチ３ｂの高さ寸法が小さい場合は水平方向への削孔が困難になる。本実施形態では、床版３の下面側から斜め上方に向かって床版３のジベル配置箇所を削孔するようにしているので、ハンチ３ｂの高さ寸法が小さい場合でもジベル２ｄまで削孔することができる。

この場合、複数のジベル２ｄを切断するために床版３の上面付近まで削孔すると、床版３が必要以上に損傷し、床版剥離装置３０による床版３と主桁２の剥離が困難となる可能性がある。そこで、本実施形態では、主桁２の幅方向両側からそれぞれ床版３のジベル配置箇所を削孔することにより、主桁２の幅方向両側から一部のジベル２ｄずつ切断するようにしているので、床版３の下面側から斜め上方に向かって床版３のジベル配置箇所を削孔する場合でも、床版３の上面付近まで削孔する必要がなく、床版３を必要以上に損傷させることがないという利点がある。

また、主桁２にドリル１０を支持装置２０により橋軸方向に移動自在に取り付け、ドリル１０を橋軸方向のジベル配置箇所に順次移動させて床版３のジベル配置箇所をドリル１０で削孔するようにしているので、ドリル１０が支持装置２０によって安定して支持された状態で削孔作業を行うことができるとともに、常に等しい角度で複数のジベル配置箇所を削孔することができ、削孔作業を容易且つ正確に行うことができる。

この場合、支持装置２０は、ドリル１０を橋軸直角方向に移動自在に支持する移動機構２１と、移動機構２１を橋軸方向に移動自在に支持する上下一対の支持部材２２と、各支持部材２２が固定される左右一対の架台２３とを有し、移動機構２１を各架台２３の傾斜した前面２３ａに固定することにより、ドリル１０を斜めに支持するようにしたので、各架台２３を前面２３ａの傾斜角度θが異なる他の架台に交換することにより、ハンチ３ｂの高さ寸法や現場の作業環境等に応じてドリル１０の傾斜角度を変えることができる。

更に、削孔用のドリル１０として、コンクリートを円柱状にくり抜くコアドリルを用いるようにしているので、削孔により取り出した円柱状のコンクリート内にジベル２ｄの切断部が含まれているか否かを容易に確認することができ、削孔作業を確実に行うことができる。

また、ジベル２ｄを切断した床版３を橋軸直角方向に切断し、橋軸方向に一部ずつ床版３の撤去及び新設を行うようにしているので、例えば昼間等の交通量の多い時間帯は交通規制を解除して床版３の下方でジベル配置箇所の削孔作業を行い、夜間等の交通量の少ない時間帯に交通規制をして一部の床版３の撤去及び新設を行うことにより、施工期間が長い場合でも全施工期間に亘って連続した交通規制を行う必要がなく、交通への影響をより少なくすることができる。

尚、前記実施形態では、床版３を撤去する主桁２の全てのジベル２ｄを削孔により切断するようにしているが、削孔による切断が必要なジベル２ｄの本数が、主桁２の上フランジ２ｂの変形等の損傷を生ずることなく床版剥離装置３０により床版３と主桁２との剥離が可能な本数であれば、一部のジベル２ｄのみを削孔により切断し、他のジベル２ｄは床版剥離時に破断させるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、ずれ止め部材としてスタッドジベルを示したが、ずれ止め部材としては、スタッドジベルに限定されるものではなく、他の形状からなるずれ止め部材であってもよい。

更に、前記実施形態では、ドリル１０で削孔することによりジベル配置箇所を切断するようにしたものを示したが、例えばコンクリートカッターでジベル配置箇所を連続的に切断するなど、他の切断方法を用いるようにしてもよい。

また、前記実施形態では、主桁２として、ウエブ２ａの上端及び下端にそれぞれ上フランジ２ｂ及び下フランジ２ｃを有する鋼桁からなるものを示したが、桁の形状や材質は本実施形態に限定されるものではなく、例えば箱桁やコンクリート桁であってもよい。

１…合成桁、２…主桁、２ｄ…ジベル、３…床版、３ｄ…削孔部、１０…ドリル、２０…支持装置、２１…移動機構、２２…支持部材、２３…架台、３０…床版剥離装置。

Claims (7)

1. 桁上にコンクリート製の床版が設置され、桁の上面に上下方向に延びるように設けられたずれ止め部材によって桁と床版が結合された合成桁から床版を撤去する床版撤去方法において、
   コンクリートをくり抜くように削孔するドリルを用いて前記床版のずれ止め部材の配置箇所を削孔することにより、前記床版の下面側からずれ止め部材に向かって床版のコンクリートをずれ止め部材の長さ方向一部ごとドリルでくり抜いて切断するとともに、ドリルで切断されたずれ止め部材の切断部を含むコンクリートを取り出し、
   ずれ止め部材が切断された床版を桁から撤去する
   ことを特徴とする合成桁の床版撤去方法。
2. 前記床版の下面側から斜め上方に向かって床版のずれ止め部材の配置箇所を切断する
   ことを特徴とする請求項１記載の合成桁の床版撤去方法。
3. 前記桁の幅方向両側から床版のずれ止め部材の配置箇所を切断する
   ことを特徴とする請求項２記載の合成桁の床版撤去方法。
4. 前記ドリルとして、コンクリートを円柱状にくり抜くコアドリルを用いる
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の合成桁の床版撤去方法。
5. 前記桁に前記ドリルを橋軸方向に移動自在に取り付け、
   ドリルを橋軸方向のずれ止め部材の配置箇所に順次移動させて床版のずれ止め部材の配置箇所をドリルで削孔する
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の合成桁の床版撤去方法。
6. 前記ドリルを橋軸直角方向に移動自在に支持する移動機構と、移動機構を橋軸方向に移動自在に支持する支持部材と、支持部材を桁に固定する固定部材とを備えた支持装置を用い、移動機構を固定部材の傾斜した面に固定することによりドリルを斜めに支持する
   ことを特徴とする請求項５記載の合成桁の床版撤去方法。
7. 前記ずれ止め部材を切断した床版を橋軸直角方向に切断し、
   橋軸方向に一部ずつ床版の撤去及び新設を行う
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の合成桁の床版撤去方法。

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