JP7229793B2

JP7229793B2 - 橋梁の支承取替工法

Info

Publication number: JP7229793B2
Application number: JP2019015638A
Authority: JP
Inventors: 孝史朗高田; 陽二渡辺; 浩一浅野; 宏司金光; 大地井上; 繁美衛藤; 桂一諸戸; 保邦川野
Original assignee: West Nippon Expressway Co Ltd
Current assignee: West Nippon Expressway Co Ltd
Priority date: 2019-01-31
Filing date: 2019-01-31
Publication date: 2023-02-28
Anticipated expiration: 2039-01-31
Also published as: JP2020122356A

Description

本発明は、橋梁の耐震補強に係るものであり、特に、橋梁における支承の取替時に好適な工法に関する。

地震に起因した橋梁の倒壊などを受け、近年、既設橋梁における耐震補強の一環として、支承に対する機能付加や、支承自体の取替といった作業が進められてきている。例えば特許文献１に開示されている技術では、既存の支承を残しつつ、機能分離型の滑り支承を付加するということが開示されている。すなわち特許文献１では、橋脚等の躯体の側面に、新たに付加する滑り支承を設置するための台座を設置し、この台座と下弦材や縦桁との間に滑り支承を配置している。

また、特許文献２には、既存の支承を免震機能を備えたものに取り替えるという作業を行う事が示されている。具体的には、トラス橋を構成する端柱と下弦材との間に補強材を配置し、この補強材にジャッキ受けを設ける。そして、橋脚の上面とジャッキ受けの下面（ジャッキ受け面）との間に油圧ジャッキを設置し、上部工を持ち上げて支承の取替を行うというものである。

特開２００８－３８５０４号公報特開２００９－１９４３８号公報

特許文献１に開示されている工法は、既存の支承を残して作業を行うこととなるため、ジャッキによる上部工の持ち上げ等の大がかりな作業が不要となり、施工費用の抑制が可能であると考えられる。しかし、既存の支承は、滑り方向の力の伝達を抑制することとなるため、機能分離型の滑り支承の機能が妨げられ、十分な免震効果を得られない可能性がある。

また、特許文献２に開示されている技術は、端部２点支持となっている支承を１箇所ずつ取り替えることを前提としており、複数配置されている橋脚に掛かる橋桁の支承にこの工法を適用した場合には、非常に長い工期を要すると共に、費用もかさむこととなる。しかし、複数の橋脚に掛かる橋桁を含む上部工を広範囲に亘って持ち上げ、一度に複数の支承を取り替えるといった作業を行おうとした場合、上部工が橋軸方向にずれ、支承が外れるなどの大事故に繋がる可能性がある。

そこで本発明では、上部工を持ち上げて連続配置された複数の支承を一度に取り替える場合であっても、安全に作業を行うことのできる橋梁の支承取替工法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る橋梁の支承取替工法は、複数の橋脚に掛け渡された桁を持つ橋梁の上部工を第１のジャッキにより持ち上げて支承の取替を行う工法であって、前記支承の設置位置を基点として橋梁の下部に位置する主構造の下面から鉛直下方向に向けて変位制限ブラケットを延設し、第２のジャッキを介して、前記変位制限ブラケットと、前記支承が配置されている橋脚との間隔の変化を抑制した状態で、前記第１のジャッキによる上部工の昇降を行い、複数の前記支承の取替作業を一度の昇降作業の中で行うことを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明に係る橋梁の支承取替工法としては、複数の橋脚に掛け渡された桁を持つ橋梁の上部工を第１のジャッキにより持ち上げて支承の取替を行う工法であって、前記支承の設置位置を基点として橋梁の下部に位置する主構造の下面から鉛直下方向に向けて変位制限ブラケットを延設すると共に、前記支承が配置されている橋脚側に、前記変位制限ブラケットに対抗する面を持つ押圧ブラケットを配置し、前記変位制限ブラケットと前記押圧ブラケットとの間にジャッキ受けを設け、前記ジャッキ受けに対して橋軸方向に沿うように第２のジャッキを配置し、前記変位制限ブラケットと前記押圧ブラケットとの間隔の変化を抑制した状態で、前記第１のジャッキによる上部工の昇降を行い、複数の前記支承の取替作業を一度の昇降作業の中で行うことを特徴とすることもできる。

また、上記のような特徴を有する橋梁の支承取替工法では、前記第１のジャッキと前記変位制限ブラケット、前記押圧ブラケット、前記ジャッキ受け、及び前記第２のジャッキは、前記支承の配置位置を基点とした前記橋軸方向において反対側となる位置に、対を成して配置されているようにすると良い。このような特徴を有することによれば、力の作用する方向に関わらず、上部工が橋軸方向へ移動することを抑制することができる。

さらに、上記のような特徴を有する橋梁の支承取替工法において、前記ジャッキ受けは、前記変位制限ブラケットを基点として、前記押圧ブラケット側へ延設されるように配置することができる。変位制限ブラケットにジャッキ受けを配置することで、上部工が持ち上げられた際に、ジャッキも移動することとなる。このため、第２のジャッキによる緊張力の付与を安定させることができる。

また、上記目的を達成するための本発明に係る橋梁の支承取替工法によれば、連続配置された複数の支承を一度に取り替える場合であっても、安全に作業を行うことができる。また、橋脚毎に個別に支承取替を行う場合に比べ、工期の短縮を図ることができる。

実施形態に係る橋梁の支承取替工法を実施するための構成を説明するための部分拡大図である。実施形態におけるジャッキ受けの形態の一例を示す斜視図である。実施形態における仮受ブラケットと変位制限ブラケット、押圧ブラケット、ジャッキ受け、および油圧ジャッキの配置関係を示す部分拡大図である。図３におけるＡ－Ａ断面を示す図である。図３におけるＢ－Ｂ断面を示す図である。本発明が支承取替の対象とする橋梁の構成を示す図である。本発明に係る橋梁の支承取替工法を実施するための手順を説明するためのフローである。

以下、本発明の橋梁の支承取替工法に係る実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、図面において、図１は、実施形態に係る橋梁の支承取替工法を実施するための構成を説明するための部分拡大図である。また、図２は、実施形態におけるジャッキ受けの形態の一例を示す斜視図である。また、図３は、実施形態における仮受ブラケットと変位制限ブラケット、押圧ブラケット、ジャッキ受け、および油圧ジャッキの配置関係を示す部分拡大図である。図４は、図３におけるＡ－Ａ断面を示す図であり、図５は、図３におけるＢ－Ｂ断面を示す図である。さらに図６は、本実施形態に係る支承取替工法を適用する橋梁の構成を示す概略図である。

［構成］
本実施形態では、図６に示すような、連続配置された複数の橋脚に桁をかけた橋梁の支承取替を対象とし、複数の支承１０により支持されている橋梁の上部工１０２全体を持ち上げ、一度に複数の支承１０を取り替えることを目的としている。

橋梁の支承を取り替える作業は一般的に、図１に示すように、支承１０が配置された橋脚１００の側面に仮受ブラケット１２を設置した上で、油圧ジャッキ１４（第１のジャッキ）を介して橋梁における上部工１０２（図６参照）を持ち上げて行われる。なお、図１には、橋梁の具体的構成の一例として、トラス橋の構成の一部を示している。仮受ブラケット１２の上面と橋脚１００の上面に高さ調整ブロック１６を配置し、支承１０が配置されている下弦材１０４や縦桁（以下の説明では説明上、下弦材１０４を例に挙げるものとする）との間の隙間を調整した上で、油圧ジャッキ１４が配置される。ここで、仮受ブラケット１２は、油圧ジャッキ１４に付加される荷重に起因して、橋脚１００の支持部が欠け落ちるのを防止する役割を担う。

油圧ジャッキ１４は、支承１０の配置位置を基点として、橋軸方向において反対側となる位置（支承１０からの距離は等しくしつつ、配置高さは、橋脚１００と下弦材１０４との隙間の多寡により適宜対応させる）に、対を成すように配置する。上部工１０２を持ち上げた際の重量のバランスをとるためである。

本実施形態では、上記のような施工要件に加え、次のような構成を付加して施工を行うこととしている。すなわち、支承１０が配置されている下弦材１０４であって、橋脚１００を基点として橋軸方向に離間した位置の下面側に、鉛直下方向に向けて延設する変位制限ブラケット１８を設けている。変位制限ブラケット１８の配置形態は特に限定するものでは無く、例えば溶接や、ボルト締めによるものであれば良い。また、変位制限ブラケットの構成についても限定するものでは無いは、例えば一対のフランジ１８ａの間にウェブ１８ｂを配置したＨ型鋼により構成することができる。

また、変位制限ブラケット１８の下端側には、ジャッキ受け２０が設けられている。ジャッキ受け２０は、油圧ジャッキ２２（第２のジャッキ）を配置するための要素であり、例えば図２に斜視図を示すように、上フランジ２０ａと下フランジ２０ｂの間にウェブ２０ｃを配置したＨ型鋼の一方の端部に鋼板２０ｄを設け、この鋼板２０ｄを介して変位制限ブラケット１８のフランジ１８ａに結合されるようにすれば良い。また、ジャッキ受け２０には、Ｌ型鋼により構成されたガイド２４が備えるようにしている。ガイド２４は、ジャッキ受け２０を構成するＨ型鋼の下フランジ２０ｂを挟み込むようにして一対、Ｌ字の平面がウェブ２０ｃ側に向くように配置すると良い。

このようにしてＬ型鋼を配置、固定することで、Ｌ型鋼によって構成されるガイド２４の中心には、十字溝が形成されることとなる（図２参照）。ガイド２４に構成される十字溝の縦溝に、仮受ブラケット１２のウェブ１２ａを挿入することで、上部工１０２を持ち上げた際、橋軸方向と交差する方向へズレることを抑制することができる。

橋脚１００側には、仮受ブラケット１２のウェブ１２ａに沿うように、押圧ブラケット２６が備えられている。押圧ブラケット２６は図３に示すように、変位制限ブラケット１８と対向するジャッキ受け面２６ａを備え、ジャッキ受け２０に配置された油圧ジャッキ２２による押圧力を橋脚１００へ伝達する構成としている。

油圧ジャッキ２２は、伸長方向が橋軸方向に沿う方向となるように、ジャッキ受け２０に配置される。このため、油圧ジャッキ２２は、変位制限ブラケット１８と、押圧ブラケット２６との間で突っ張り方向の力を生じさせることとなる。

このような配置構成の変位制限ブラケット１８と、押圧ブラケット２６、ジャッキ受け２０、ガイド２４、および油圧ジャッキ２２を、支承１０を基点とした橋軸方向において、反対側となる位置（ほぼ線対称となる位置）に、対を成すように配置することで、油圧ジャッキ２２に突っ張り力を作用させた際、橋軸方向に対する上部工１０２の動きを抑制することができる。すなわち、上部工１０２を広範囲に亘って持ち上げた際に橋軸方向の力が作用した場合であっても、変位制限ブラケット１８と、押圧ブラケット２６との間隔の変化を抑制することができる。よって、油圧ジャッキ１４から上部工１０２が脱落するといった大事故を防ぐことができる。

また、免震支承５０を設置する際、上部工１０２を橋軸方向へ位置調整することがあった場合でも、油圧ジャッキ２２の稼働により、上部工１０２の位置を微調整することが可能となる。

なお、上記実施形態では、油圧ジャッキ２２の配置について、変位制限ブラケット１８側にシリンダを配置し、押圧ブラケット２６側にロッドを配置するように図示しているが、油圧ジャッキ２２の配置方向を逆向きに配置した場合であっても、同様な効果を得ることができ、本発明の実施に影響を与えるものでは無い。

［工法］
次に、図７を参照して、本発明に係る橋梁の支承取替工法の実施手順について説明する。本発明に係る橋梁の支承取替工法では、上記のようにして各要素を配置した上で（ステップ１０）、油圧ジャッキ２２を稼働させることで、押圧ブラケット２６と変位制限ブラケット１８との間に突っ張り力を生じさせ、両者の間の間隔の変化を抑制した状態とする（ステップ２０）。

次に、油圧ジャッキ１４を稼働させ、上部工１０２を上昇させ、支承１０と下弦材１０４との間に僅かな隙間を生じさせる。ここで、上部工１０２を上昇させる前に、支承１０と下弦材１０４との締結状態を解除しておくことは言うまでもない（ステップ３０）。

油圧ジャッキ１４を介して上部工１０２を上昇させた後、支承１０を取り外し、免震支承５０を配置する（ステップ４０）。免震支承５０を配置した後、油圧ジャッキ２２を介して上部工１０２を降下させ、免震支承５０による支持に切り替える（ステップ５０）。免震支承５０により上部工１０２が支持された後、油圧ジャッキ２２による緊張を解除する（ステップ６０）。

［効果］
このような工程を経る橋梁の支承取替工法によれば、上部工１０２を持ち上げて連続配置された複数の支承１０を一度に取り替える場合であっても、安全に作業を行うことが可能となる。また、支承１０を取り替える箇所毎に上部工１０２の上昇と下降を繰り返す必要が無いため、工期の短縮を図ることができる。さらに、工期の短縮に起因して、工事費用の軽減も図ることができる。

上記実施形態では、発明を実施するための具体例として、各構成要素について、その形態を図示し、必要に応じてその構成についても説明した。しかしながら、本発明に係る橋梁の支承取替工法を実施する上では、同様な効果を奏することのできる要素であれば、その具体的な構成については、限定されるものではない。

１０………支承、１２………仮受ブラケット、１２ａ………ウェブ、１４………油圧ジャッキ、１６………調整ブロック、１８………変位制限ブラケット、１８ａ………フランジ、１８ｂ………ウェブ、２０………ジャッキ受け、２０ａ………上フランジ、２０ｂ………下フランジ、２０ｃ………ウェブ、２０ｄ………鋼板、２２………油圧ジャッキ、２４………ガイド、２６………押圧ブラケット、２６ａ………ジャッキ受け面、５０………免震支承、１００………橋脚、１０２………上部工、１０４………下弦材。

Claims

複数の橋脚に掛け渡された桁を持つ橋梁の上部工を第１のジャッキにより持ち上げて支承の取替を行う工法であって、
前記支承の設置位置を基点として橋梁の下部に位置する主構造の下面から鉛直下方向に向けて変位制限ブラケットを延設すると共に、前記支承が配置されている橋脚側に、前記変位制限ブラケットに対抗する面を持つ押圧ブラケットを配置し、
前記変位制限ブラケットと前記押圧ブラケットとの間にジャッキ受けを設け、
前記ジャッキ受けに対して橋軸方向に沿うように第２のジャッキを配置し、前記変位制限ブラケットと前記押圧ブラケットとの間隔の変化を抑制した状態で、
前記第１のジャッキによる上部工の昇降を行い、
複数の前記支承の取替作業を一度の昇降作業の中で行うことを特徴とする橋梁の支承取替工法。
前記第１のジャッキと前記変位制限ブラケット、前記押圧ブラケット、前記ジャッキ受け、及び前記第２のジャッキは、前記支承の配置位置を基点とした前記橋軸方向において反対側となる位置に、対を成して配置されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁の支承取替工法。
前記ジャッキ受けは、前記変位制限ブラケットを基点として、前記押圧ブラケット側へ延設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の橋梁の支承取替工法。