JP6917318B2 - 橋梁構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、橋梁構築方法に関する。

山岳部などで桟橋を施工する工法として、桟橋の既設スパン部分の先端から桟橋パネルを延ばし、その先端に設けられた筒状部を用いて橋脚の杭を打設し、当該杭と桟橋パネルを連結して桟橋の次スパン部分を構築する工法がある（特許文献１、２参照）。

特許第3211673号 特開2015-14157号公報

係る工法を用いることにより桟橋を効率よく構築することができる。しかしながら、従来の工法では桟橋パネルのスパン長で杭を打設する必要があり、桟橋全体の杭の本数は桟橋パネルのスパン長で決定される。工程を容易化し急速化させるためには、工程の大部分を占める杭の打設工程、すなわち杭の本数を削減することが効果的であるが、前述の工法では杭本数を削減するのにスパンを長大化する必要があり、桟橋パネルに制限され困難となっていた。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、桟橋等を容易に構築できる橋梁構築方法を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するための本発明は、橋梁の既設部分の前方にガイド材を延ばすように、前記既設部分に前記ガイド材を取付ける工程と、前記ガイド材の長手方向の中間部で橋脚の後部の杭を打設する工程と、前記ガイド材の長手方向の前部で前記橋脚の前部の杭を打設する工程と、後部の前記杭と前部の前記杭の頂部の間に支持材を設ける工程と、前記既設部分から前記支持材の上に橋梁の床部を架設する工程と、を繰り返すことで橋梁を構築し、後部の前記杭と前部の前記杭が合わせて３本以上存在し、各杭が平面において多角形の各頂点となる位置にあることを特徴とする橋梁構築方法である。

本発明では、ガイド材を橋梁の既設部分に延設してその中間部で橋脚の杭を打設し、その前部で橋脚の杭をさらに打設する。これらの施工は、ガイド材を用いて上部からの作業により行うことができる。杭は計３本以上存在して平面において多角形の頂点に当たる位置にあり、前後の杭によって平面多角形状に構成された橋脚は剛性が高いので、橋脚間の支持杭等が無くてもスパン長を大きくすることができ、橋梁の構成を簡単にして杭の本数も減らすことができる。即ち、桟橋全体での杭の本数を削減することができる。また、平面多角形状の橋脚に設けた支持材上の任意の位置に床部の主桁等を架設することができ、その位置が限定されないので橋脚の杭の位置の誤差もある程度許容できる。さらに、例えば３本の杭を打設する場合、後部の杭１本を打設後に、その杭にガイド材を配置して前部の２本の杭を打設できるので、前部の杭は、後部の杭より精度よく打設することができる。そのため、精度確保のため杭を打ち直す必要がなくなり、杭の打設のための工程が短縮されるので杭の打設を効率よく行うことができる。

例えば前記多角形は三角形であり、後部の前記杭が１本、前部の前記杭が２本存在する。
この場合、剛性の高い橋脚を杭の本数を最小限としつつ得ることができ、また橋脚へのガイド材の取付けも簡単になる。

前記後部の杭を打設した後、前記ガイド材を当該杭に仮固定することが望ましい。
これにより、ガイド材の中間部を杭で支持し、ガイド材にかかる前部の杭の打設時の荷重の影響を低減させ、より遠い位置での前部の杭の打設が可能となる。

前記ガイド材は、前記杭の位置を位置決めするための位置決め部を有することが望ましい。
これにより、ガイド材を用いて精度良く杭の打設を行うことができる。

前記各杭の打設を行った後、前記各杭で囲まれた範囲にゴンドラを配置し、前記ゴンドラを利用して隣り合う前記杭の間にブレースを設置することが望ましい。また、前記ゴンドラを配置する前に、前記ガイド材を後方にずらして前記範囲から退避させることが望ましい。
これにより、杭間をブレースで接続した剛性の高い橋脚を容易且つ安全に構築できる。また、ゴンドラを配置する前にガイド材を後方にずらして杭で囲まれた範囲から退避させることで、ブレースの設置時にガイド材とゴンドラの干渉を防ぐことができる。なお、ブレースの設置には吊り足場のようなものを用いてもよい。また、ガイド材は橋脚への移動足場として利用することもできる。

前記支持材を設置した後、前記ガイド材を前記既設部分から抜き取ることが望ましい。
これにより、以上の工程で構築した橋梁の次スパン部分を既設部分としてさらにその次のスパン部分を構築する際に、上記ガイド材を転用できるようになる。

本発明により、桟橋等を容易に構築できる橋梁構築方法を提供することができる。

桟橋１を示す図。 桟橋１を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 橋梁構築方法を示す図。 杭３１の配置の例。

以下、図面に基づいて本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。

（１．桟橋１）
図１、２は本発明の実施形態に係る橋梁構築方法で構築される桟橋１（橋梁）を示す図である。図１は桟橋１の斜視図である。図２（ａ）は桟橋１を上から見た図であり、図２（ｂ）は桟橋１を側方から見た図である。

図１、２に示すように桟橋１は複数のスパン部分１０から構成され、図１、２ではその一部を示している。桟橋１の各スパン部分１０は、橋脚３の上に主桁５を配置し、主桁５上に覆工板７を載せた構成を有する。主桁５および覆工板７は本発明において桟橋１の床部を構成する。

橋脚３は、平面視で三角形の各頂点に当たる位置に配置された３本の杭３１の間にブレース３２を取付けた構成を有し、前部の２本の杭３１の上部の間に仮受桁３４が設けられ、当該２本の杭３１と後部の１本の杭３１の頂部の間に、床部（主桁５と覆工板７）を支持するためのV字状の受桁３３（支持材）が架け渡される。

また、V字状の受桁３３の間には横桁３５が架け渡され、後部の杭３１の杭頭にはH形鋼等の鋼材３７が配置される。上記の受桁３３は鋼材３７の上に載置される。本実施形態では上記の三角形が正三角形となっており、各方向からの外力に対し橋脚３がバランスよく抵抗でき、且つ受桁３３からの横桁３５の突出長さも短い。

主桁５は、隣り合う橋脚３の横桁３５の上に架け渡すように設けられる。本実施形態では、桟橋１の幅方向（図２（ａ）の上下方向に対応する。以下桟橋幅方向という）に４本の主桁５が設けられる。

覆工板７は、桟橋幅方向の両側に配置される覆工板７ａと、桟橋幅方向の中央部に配置される覆工板７ｂを含む。

（２．橋梁構築方法）
次に、図３〜図１３を参照して本発明の実施形態に係る橋梁構築方法について説明する。各図において、（ａ）は桟橋１を上から見た図であり、（ｂ）は桟橋１を側方から見た図である。

本実施形態では、まず図３に示すように、桟橋１の既設スパン部分１０（既設部分）の前方にガイド桁２０（ガイド材）を延ばすように、既設スパン部分１０にガイド桁２０を取付ける。ここでは、既設スパン部分１０の先端の橋脚３の受桁３３と仮受桁３４の間にガイド桁２０の後部を挿入し、当該後部を受桁３３と仮受桁３４に仮固定する。仮固定にはブルマン（登録商標）などの狭締具を用いることができる。ガイド桁２０は予め地組し、クレーン（不図示）によって吊り上げ、角度を調整しながら挿入する。なお、「後」とは既設スパン部分１０側を指すものとし、「前」とはその逆側を指すものとする。

ガイド桁２０は、桟橋幅方向の両側に配置されたスパン方向（図３（ａ）、（ｂ）の左右方向に対応する）の２本の鋼材２１の前方に、同じく桟橋幅方向の両側に配置されたスパン方向の２本の鋼材２３を設けた構成を有し、鋼材２３の後部が、鋼材２１の前部の下に取付けられる。

鋼材２１の間には作業用の足場板２２が設けられる。また、鋼材２１の前方且つ鋼材２３の後部に当たる箇所に桟橋幅方向の横桁２４が設けられる。

次に、図４に示すように、桟橋１の既設スパン部分１０の次スパン部分の橋脚の後部の杭３１を、ガイド桁２０の中間部で打設する。この際、図示しないダウンザホールハンマーで地盤を削孔して形成した孔に杭３１を挿入し、その下端部をモルタル等で当該孔に固定する。ダウンザホールハンマーや杭３１はガイド桁２０の横桁２４（位置決め部）で位置決めし、当該横桁２４の前で鋼材２３の間に挿入する。杭３１としては鋼管杭を用いるが、これに限ることはない。また杭３１の打設方法も上記に限らない。

その後、杭３１に取付けたブラケット５０によってガイド桁２０を杭３１に仮固定する。これにより、ガイド桁２０を中間部で支持する。

本実施形態では、次に、図５に示すように、ガイド桁２０の鋼材２３の間に作業用の足場板２７を設け、桟橋１の次スパン部分の橋脚の前部の２本の杭３１をガイド桁２０の前部で打設する。杭３１の打設方法は前記と同様であるが、ここでは、ガイド桁２０の前部に桟橋幅方向の２本の横桁２５を設け、ダウンザホールハンマーや杭３１は横桁２５の先端（位置決め部）の間で位置決めして当該先端の間に挿入する。横桁２５の間には作業用の足場板２６が配置されるが、横桁２５の両端は足場板２６から露出している。

その後、３本の杭３１の杭頭処理を行い、図６に示すようにガイド桁２０の横桁２５と足場板２６を撤去し、３本の杭３１の頂部に前記した受桁３３を設置する。

杭頭処理は受桁３３の設置のため行われ、後部の杭３１は、杭頭を切断した後で杭３１の頂部にH形鋼等の鋼材３７を設置する。受桁３３は２本の鋼材をＶ字型に突き合わせた部材であり、後部の杭３１はそのＶ字の頂点に位置することから、上記の鋼材３７はその上に載置する受桁３３の載置可能範囲を広くとるために後部の杭３１の頂部に設置している。ガイド桁２０の前部の鋼材２３が後部の鋼材２１より一段下に配置されているのは、鋼材２３間から当該杭３１の杭頭を露出させ、この杭頭処理を容易に行えるようにするためである。

一方、前部の２本の杭３１は、杭頭切断後、その頂部にプレート（不図示）を設置する。前記した足場板２６は、杭頭処理を容易とするためこれらの杭３１の杭頭より低い位置に設置されている（図５参照）。

その後、ガイド桁２０の既設スパン部分１０の橋脚３の受桁３３と仮受桁３４への仮固定、およびブラケット５０による先程の杭３１への仮固定を一旦解除し、足場板２７を一時撤去して、図７に示すようにガイド桁２０を後方にずらして先程打設した３本の杭３１で囲まれた範囲から退避させる。

そして、ガイド桁２０の後部を既設スパン部分１０の橋脚３の受桁３３と仮受桁３４に再び仮固定する。この仮固定には、前記と同様ブルマン（登録商標）などの狭締具を用いることができる。ガイド桁２０の移動は、ガイド桁２０をクレーン（不図示）で吊り下げて角度を調整しつつ行われる。

さらに、図８に示すようにガイド桁２０の鋼材２３の間に足場板２７を設置し直してブラケット５０によるガイド桁２０の杭３１への仮固定を再び行い、予め地組したゴンドラ４２を３本の杭３１で囲まれた範囲に配置する。ここでは、ゴンドラ４２の吊降部４１を受桁３３の上に設置して固定し、ゴンドラ４２は吊降部４１からワイヤ４３によって上記範囲に吊り降ろす。

そして、図９に示すようにゴンドラ４２を利用して隣り合う杭３１の間にブレース３２と仮受桁３４を設置する。ゴンドラ４２には、ブレース３２等の取付のため、外側に延びる延長足場４４が進退可能に設けられている。

この後、図１０に示すようにゴンドラ４２等を撤去し、受桁３３上に横桁３５を設置することで、既設スパン部分１０の前方に次スパン部分の橋脚３が構築される。横桁３５はV字状の受桁３３の間に架け渡される。

また、図１１に示すように、４本の主桁５を桟橋幅方向の両側に２本ずつ設置する。これら４本の主桁５は予め地組されていてもよい。主桁５は、既設スパン部分１０の橋脚３の横桁３５から、上記で新たに設置した横桁３５に架設される。

そして、図１２に示すように、桟橋幅方向の両側の２本の主桁５の間に覆工板７ａをそれぞれ設置し、覆工板７ａ間の隙間からガイド桁２０を前方に抜き取る。ガイド桁２０はクレーン（不図示）によって前方斜め上に角度をつけながら既設スパン部分１０から抜き取る。なお、ガイド桁２０は、抜き取り前に既設スパン部分１０の橋脚３の受桁３３と仮受桁３４への仮固定、およびブラケット５０による杭３１への仮固定を解除し、足場板２２、２７や横桁２４等を撤去しておく。

その後、図１３に示すように覆工板７ａの間の隙間の上部に覆工板７ｂを設置し、手摺等（不図示）を取付けることで、桟橋１の次スパン部分１０が構築される。抜き取ったガイド桁２０は、次スパン部分１０の橋脚３の受桁３３と仮受桁３４の間に後部を挿入し、仮固定することで、当該次スパン部分１０を既設スパン部分１０としてその次のスパン部分を構築する際に利用することができる。前記の足場板２２や横桁２４は鋼材２３に再び取付けておく。

以下、図３〜図１３の工程を繰り返すことで、桟橋１が延長して構築されてゆく。なお、図示は省略しているが、前記した各工程では必要に応じて適当な箇所に仮設足場（不図示）が設けられる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ガイド桁２０を桟橋１の既設スパン部分１０に延設してその中間部で橋脚３の杭３１を打設し、その前部で橋脚３の杭３１をさらに打設する。これらの施工は、ガイド桁２０を用いて上部からの作業により行うことができ、地面の高さの変化に追随することもできる。

杭３１は計３本存在して平面において三角形の各頂点に当たる位置にあり、前後の杭３１によって平面三角形状に構成された橋脚３は軽量且つ剛性が高いので、橋脚３間の支持杭等が無くてもスパン長を大きくすることができ、桟橋１の構成を簡単にして杭３１の本数も減らすことができる。即ち、桟橋全体での杭３１の本数を削減することができる。また、平面多角形状の橋脚３に設けた受桁３３上の任意の位置に床部の主桁５等を架設することができ、その位置が限定されないので杭３１の打設精度、特に後部の杭３１の打設精度はある程度許容され、多少ずれても床部は設置可能である。さらに、後部の１本の杭３１を打設後に、その杭３１にガイド桁２０を配置して前部の２本の杭３１を打設できるので、前部の杭３１は、後部の杭３１より精度よく打設することができる。そのため、精度確保のため杭３１を打ち直す必要がなくなり、杭３１の打設のための工程が短縮されるので杭３１の打設を効率よく行うことができる。

また、本実施形態では橋脚３の後部の杭３１を打設した後、ガイド桁２０を当該杭３１に仮固定し、ガイド桁２０の中間部を杭３１で支持することにより、ガイド桁２０にかかる前部の杭３１の打設時の荷重の影響を低減させ、より遠い位置での前部の杭３１の打設が可能となる。

また、本実施形態ではガイド桁２０に杭３１等の位置決めを行う横桁２４、２５等の位置決め部が設けられるので、ガイド桁２０を用いて精度よく杭３１の打設を行うことができる。

また、本実施形態では各杭３１の打設を行った後杭３１で囲まれた範囲にゴンドラ４２を配置し、ゴンドラ４２を利用して隣り合う杭３１の間にブレース３２等を設置するので、杭３１間をブレース３２で接続した剛性の高い橋脚３を容易且つ安全に構築できる。またガイド桁２０はゴンドラ４２を配置する前に後方にずらして上記範囲から退避させるので、ブレース３２等の設置時にガイド桁２０とゴンドラ４２の干渉を防ぐことができる。なお、ブレース３２の設置には吊り足場のようなものを用いてもよい。また、ガイド桁２０は橋脚３への移動足場として利用することもできる。

さらに、ガイド桁２０は桟橋１の既設スパン部分１０から抜き取るので、前記の工程で構築した桟橋１の次スパン部分１０を既設スパン部分１０として、その次のスパン部分を構築する時にガイド桁２０を転用できるようになる。

これらの構成により、本実施形態では、山岳部などに桟橋１を構築する場合であっても、長スパンの桟橋１を短時間で安全に施工することができる。

しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば本実施形態では計３本の杭３１が平面視で三角形の各頂点に当たる位置に配置されており、これにより剛性の高い橋脚３を杭３１の本数を最小限としつつ得ることができるが、その配置は多角形の各頂点にあればよく、特に限定されない。

例えば計４本以上の杭３１から橋脚を構成することも可能であり、図１４（ａ）の左図の例では４本の杭３１が平面視で四角形（台形）の各頂点に配置される。この場合、例えば右図の橋脚３ａに示すように後部（図の左側）の杭３１と前部（図の右側）の杭３１の間にハの字状に受桁３３を設け、その受桁３３間に横桁３５を架け渡すことができる。あるいは図１４（ｂ）の左図に示すように前部の杭３１の間に追加の杭３１を設け、右図の橋脚３ａ’に示すように受桁３３をW字状に配置することも可能である。

さらに、３本の杭３１から橋脚を構成する場合でも、図１４（ｃ）に示すように後部の杭３１を２本とし、前部の杭３１を１本とする可能性が考えられる。この場合も、右図の橋脚３ｂに示すように後部の杭３１と前部の杭３１の間にV字状の受桁３３を配置できる。ただし、この場合では、既設スパン部分１０の橋脚３ｂにガイド桁２０の後部を取付ける際に前部の杭３１が障害となり、ガイド桁２０の取付けが難しくなるという欠点はある。この点、前記の橋脚３では前部の杭３１が２本あるので、その間にガイド桁２０の後部を挿入することができ取付けが容易になる。

ガイド桁２０はこのような杭３１の配置のバリエーションに応じたものを用いればよく、その構成も特に限定されない。例えばガイド桁２０の長手方向の中間部で前記の横桁２５、足場板２６と同様の横桁と足場板を設け、当該横桁の両先端の間で杭３１を打設するようにしてもよい。

また本発明は山岳部に限らず、その他の種々の位置に桟橋１を構築する際に適用することが可能である。さらに、桟橋１に限らずその他の橋梁を構築する際にも適用することが可能である。

以上、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、本願で開示した技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１：桟橋
３、３ａ、３ａ’、３ｂ：橋脚
５：主桁
７、７ａ、７ｂ：覆工板
１０：スパン部分
２０：ガイド桁
２１、２３、３７：鋼材
２２、２６、２７：足場板
２４、２５、３５：横桁
３１：杭
３２：ブレース
３３：受桁
３４：仮受桁
４２：ゴンドラ
５０：ブラケット

Claims (7)

1. 橋梁の既設部分の前方にガイド材を延ばすように、前記既設部分に前記ガイド材を取付ける工程と、
   前記ガイド材の長手方向の中間部で橋脚の後部の杭を打設する工程と、
   前記ガイド材の長手方向の前部で前記橋脚の前部の杭を打設する工程と、
   後部の前記杭と前部の前記杭の頂部の間に支持材を設ける工程と、
   前記既設部分から前記支持材の上に橋梁の床部を架設する工程と、
   を繰り返すことで橋梁を構築し、
   後部の前記杭と前部の前記杭が合わせて３本以上存在し、各杭が平面において多角形の各頂点となる位置にあることを特徴とする橋梁構築方法。
2. 前記多角形は三角形であり、
   後部の前記杭が１本、前部の前記杭が２本存在することを特徴とする請求項１記載の橋梁構築方法。
3. 前記後部の杭を打設した後、前記ガイド材を当該杭に仮固定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の橋梁構築方法。
4. 前記ガイド材は、前記杭の位置を位置決めするための位置決め部を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の橋梁構築方法。
5. 前記各杭の打設を行った後、前記各杭で囲まれた範囲にゴンドラを配置し、
   前記ゴンドラを利用して隣り合う前記杭の間にブレースを設置することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の橋梁構築方法。
6. 前記ゴンドラを配置する前に、前記ガイド材を後方にずらして前記範囲から退避させることを特徴とする請求項５に記載の橋梁構築方法。
7. 前記支持材を設置した後、前記ガイド材を前記既設部分から抜き取ることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の橋梁構築方法。

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