JP7309509B2 - 主桁とコンクリート床版の合成化構造、及び主桁とコンクリート床版の再合成化方法 - Google Patents

Description

本発明は、コンクリート床版と鋼製の主桁とが一体化した合成構造の橋梁において、接合部を切断することにより主桁から分離されたコンクリート床版を、主桁に再合成させるための、主桁とコンクリート床版の合成化構造、及び主桁とコンクリート床版の再合成化方法に関する。

橋梁の主桁上に設置されたコンクリート造の既設床版を新設床版に取替える更新工事を行うには、まず、既設床版と主桁との分離作業を行うとともに、既設床版を搬送車両に積載可能な形状に切断したうえで、既設床版を撤去する。次に、既設床版が接合されていた主桁の上面に残ったコンクリートかすやアンカー筋、サビ等を除去する下地処理を行う。これらの作業が終了した後、下地処理した主桁の上面に新設床版を設置する作業を行う。

上記の作業はいずれも、一般車両の通行止めや種々の通行規制等の工事交通規制を行ったうえで実施する必要があり、なかでも、既設床版と主桁を分離し撤去する作業は、既設床版が主桁の上面に設けられたスタッドジベルとモルタルを介して強固に接合されていることから、特に手間と時間を要する。

ところが、都市部等の重交通路や長大トンネルに挟まれた山間部等では、長期間にわたって一般車両の通行止めや種々の通行規制等の工事交通規制を実施すると、周辺地域の交通環境に悪影響を及ぼしかねない。このため、これらの作業に係る労力を低減して工事交通規制を実施する期間を短期化し、迅速に更新工事を実施できる方法が望まれている。

このような中、例えば特許文献１には、コンクリート床版を主桁に固定する治具を用いたコンクリート床版の撤去方法が開示されている。具体的には、主桁の上面近傍に位置するコンクリート床版のハンチ部に対して、橋軸直交方向に貫通する孔を橋軸方向に間隔を設けて複数設けたのち、この孔を利用してハンチ部のコンクリートに、スタッドジベルの切断に用いる工具を挿入可能な幅を有する亀裂を、主桁の上面に沿わせて発生させる。次に、亀裂が生じた状態のコンクリート床版と主桁とを治具を用いて固定したうえで、亀裂を利用してスタッドジベルの切断作業を行う。

これらハンチ部に孔を設ける工程からスタッドジベルを切断する工程までを、道路の通行止めを行わずに実施し、こののちに道路の通行止めを行って、治具を撤去するとともに既設床版をクレーン等により吊り上げて亀裂を境界として既設床版と主桁とを分離し、分離した既設床版を細分化して搬出する。

特開２０１８－９１０６２号公報

特許文献１の方法によれば、コンクリート床版と主桁を分離し撤去する作業時に必要となる一般車両の通行止め期間を短縮することができる。しかし、ハンチ部のコンクリートに発生させる亀裂について、主桁の上面に沿って発生するよう制御する方法や、スタッドジベルの切断に用いる工具を挿入可能であって車両の走行に支障のない範囲の幅を持たせる方法等が、具体的に開示されておらず、実施するには課題が多い。

また、ハンチ部のコンクリートに発生させた亀裂を利用してスタッドジベルを切断する工程では、治具を用いてコンクリート床版を主桁に固定しているが、治具が設置された状態で工具を用いてハンチ部内方に配置されているスタッドジベルを切断する作業は煩雑であり、作業期間の長期化を招きかねない。

さらに、既設床版と主桁とを固定する治具は、主桁のウェブに貫通孔を設け、この貫通孔を利用してボルトにより主桁に締結しているが、一般に主桁のウェブに貫通孔を設ける場合には、ウェブに対して補強部材を設ける必要が生じる。したがって、治具を設置するためだけに主桁のウェブに貫通孔を設けることは、不経済であり多大な手間を要することから、必ずしも好適な方法とはいえない。

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、コンクリート床版を主桁から切断分離し撤去する作業の効率化を図るとともに、コンクリート床版を主桁から切断分離したのち撤去するまでの間に橋梁上で交通解放期間を確保することの可能な、主桁とコンクリート床版の合成化構造および主桁とコンクリート床版の再合成化方法を提供することである。

かかる目的を達成するため、本発明の主桁とコンクリート床版の合成化構造は、橋梁における分離された状態のコンクリート床版と鋼製の主桁とを合成させるための合成化構造であって、前記主桁と前記コンクリート床版との間に生じた隙間に配置された空間保持材と、前記コンクリート床版に設けられ、垂下状に配置されるあと施工アンカーと、前記主桁における上フランジの下面に垂下状に固着される締結材と、該締結材及び前記あと施工アンカーを介して、分離された前記主桁と前記コンクリート床版とを結合し一体化する合成治具と、を備え、前記合成治具は、前記あと施工アンカーを介して前記コンクリート床版に設置される床版当接板と、前記締結材を介して前記主桁における上フランジの下面に設置される主桁当接板と、該主桁当接板と前記床版当接板とを連結する連結部と、を有するとともに、少なくとも該合成治具、前記あと施工アンカー及び前記締結材はそれぞれ、前記主桁のウェブを挟んで両側に配置されることを特徴とする。

本発明の主桁とコンクリート床版の合成化構造によれば、コンクリート床版上に設けられる道路の路面に、主桁から分離される前後で略同一の路面高さを維持するよう、主桁とコンクリート床版との間に生じた隙間に空間保持材を配置したうえで、主桁にコンクリート床版を結合させる合成治具を、締結材とあと施工アンカーを用いて主桁のウェブを挟んで両側に設置する。すると、コンクリート床版上に設けられる道路上を車両が通行した際に生じる橋軸方向のせん断力は、主桁に設けた締結材により負担され、また、コンクリート床版に橋軸直交方向の移動や鉛直方向の回転等を生じさせるような外力が作用した際には、これらの外力に対して空間保持材と合成治具が抵抗する。さらに、コンクリート床版の鉛直力は空間保持材を介して主桁に作用されて支持される。

これにより、コンクリート床版と主桁が、分離された範囲において合成化構造を橋軸方向に所定の間隔で複数形成することにより、コンクリート床版を鋼製の主桁に再合成させることができ、橋梁を合成桁橋として機能させることが可能となる。したがって、接合部の切断により主桁上面に設けられたスタッドジベルとスタッドジベルを埋設するコンクリートが主桁から切断された状態にあっても、コンクリート床版の撤去に係る作業を開始するまでの間に、コンクリート床版上で一般車両の交通解放期間を確保することが可能となる。

また、本発明の主桁とコンクリート床版の合成化構造は、前記隙間には、充填材が充填されていることを特徴とする。

本発明の主桁とコンクリート床版の合成化構造によれば、コンクリート床版から主桁に作用する鉛直力を、空間保持材と充填材が分担して主桁全体に作用させるため、コンクリート床版をより安定して支持することが可能となる。

本発明の主桁とコンクリート床版の合成化構造によれば、主桁とコンクリート床版とを切断分離する作業と同時に、合成化構造を形成しつつ主桁を補強することができるため、コンクリート床版の更新工事に伴って既存の主桁では耐荷力不足となるような荷重の設計変更が生じた際にも、これに対応することが可能となる。

本発明の主桁とコンクリート床版の再合成化方法は、橋梁のコンクリート床版における鋼製の主桁との接合部を切断することにより前記主桁から分離された前記コンクリート床版を、前記主桁に一体化し合成させる、主桁とコンクリート床版の再合成化方法であって、切断により前記接合部に生じた隙間に、前記空間保持材を設ける工程と、前記コンクリート床版にあと施工アンカーを設ける工程と、前記主桁における上フランジの下面に締結材を垂下状に固着する工程と、分離された前記コンクリート床版と前記主桁とを、前記あと施工アンカー及び前記締結材を介して合成治具により結合し一体化する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の主桁とコンクリート床版の再合成化方法によれば、切断作業になんら制約を生させることなく接合部を切断する作業を実施しながら、その後方で切断分離されたコンクリート床版と主桁との間に合成化構造を形成することができる。そして、主桁に再合成されたコンクリート床版の撤去に係る作業は、合成治具を取り外すのみの容易かつ簡略な作業で、迅速に開始することができる。したがって、コンクリート床版を主桁から切断分離し撤去する作業の効率化を図ることが可能となる。

また、本発明の主桁とコンクリート床版の再合成化方法は、前記隙間をシーリング材で囲繞したのち、該隙間を充填材で充填する工程を備えることを特徴とする。

本発明の主桁とコンクリート床版の再合成化方法によれば、主桁とコンクリート床版との間に生じた隙間を充填材で充填するから、充填材に、圧縮に強く引張に弱いモルタル等の材料を採用すれば、コンクリート床版を安定して主桁に支持させる一方で、合成治具を取り外せば、コンクリート床版に揚重等の上方に向かう外力を作用させることにより、主桁から容易に引きはがし、撤去することが可能となる。

本発明の主桁とコンクリート床版の再合成化方法は、前記主桁に前記締結材を設ける工程を、前記接合部を切断する前に実施することを特徴とする。

本発明の主桁とコンクリート床版の再合成化方法によれば、橋梁上で工事交通規制を設け、工事交通規制時間帯内に、接合部の切断作業から分離したコンクリート床版と主桁との間に合成化構造を形成する作業を行う場合において、接合部を切断する前に主桁に締結材を設ける工程を済ませることにより、工事交通規制時間帯に実施する作業工程数を減らすことができる、したがって、夜間に橋梁の交通規制時間帯が設定される等、作業時間に制約がある場合にも、コンクリート床版を主桁から切断する作業から分離したコンクリート床版と主桁との間に合成化構造を形成する作業を実施することが可能となる。

本発明によれば、接合部を切断する作業を実施しながら、その後方で分離したコンクリート床版と主桁の合成化構造を形成できることから、コンクリート床版を主桁から切断分離したのち撤去するまでの間に、橋梁上で交通解放期間を確保することが可能になるとともに、主桁に再合成されたコンクリート床版は、合成治具を取り外すのみで容易かつ迅速に主桁から分離できるため、主桁とコンクリート床版の切断分離作業に係る作業効率の向上を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態における接合部を切断することにより主桁からコンクリート床版を分離する作業及びコンクリート床版を撤去する作業の概略を示す図である。 本発明の実施の形態における主桁から分離されたコンクリート床版を主桁に再合成した状態を示す図である。 本発明の実施の形態における主桁とコンクリート床版の合成化構造を示す図である。 本発明の実施の形態における主桁とコンクリート床版の再合成化方法を示す図である（その１）。 本発明の実施の形態における主桁とコンクリート床版の再合成化方法を示す図である（その２）。 本発明の実施の形態における主桁とコンクリート床版の再合成化方法を示す図である（その３）。 本発明の実施の形態における接合部を切断する作業と主桁から分離されたコンクリート床版と主桁とを再合成させる作業を、橋梁上で工事交通規制を設定しながら実施する場合の手順を示す図である。 本発明の実施の形態における合成治具の他の事例を示す図である。 本発明の実施の形態における主桁のウェブに設ける補強材を示す図である。 本発明の実施の形態における主桁に補強材と合成治具を設ける場合の事例を示す図である。

図１（ａ）（ｂ）で示すように、橋梁２００は、Ｉ型鋼よりなる鋼製の主桁２０１と、主桁２０１上に設置されたコンクリート床版２０２と、橋軸直交方向に隣り合う主桁２０１間に、橋軸方向に間隔を有して配置された複数の対傾構２０３を有している。また、コンクリート床版２０２の下面には、主桁２０１との接合部となるハンチ部２０４が形成されている。なお、橋梁２００の主桁２０１は、鋼製であればＩ型鋼よりなるものでなくてもよく、ロ型の箱形状であってもよい。

このようなコンクリート床版２０２と鋼製の主桁２０１が一体となった合成構造の橋梁２００において、床版取り替え工事を実施するための大まかな手順としては、まず、図１（ａ）（ｂ）で示すように、コンクリート床版２０２と主桁２０１との接合部をなすハンチ部２０４を、主桁２０１の上面に沿って橋軸と略平行な切断面２０４ａを形成するように水平切断する。

次に、図１（ｃ）で示すように、主桁２０１から切断分離したコンクリート床版２０２を、搬送車両に積載可能な大きさとなるよう、橋軸方向及び橋軸直交方向沿ってに略鉛直方向に切断し複数の床版片２０５を形成する。こうして形成された床版片２０５を適宜の手段にて撤去したのち、撤去後の主桁２０１上面に必要な下地処理を施したうえで、主桁２０１に新設床版を設置する。

上記の手順において、ハンチ部２０４を切断する作業、及び主桁２０１から切断分離されたコンクリート床版２０２を切断して複数の床版片２０５を形成する作業、さらには、複数の床版片２０５を撤去する作業は、いずれも煩雑であり多大な作業期間を要する。そして、これらの作業期間中は、橋梁２００上で一般車両を供用させることができないため、上記の作業を連続して実施すると、一般車両の通行止めや通行規制等の工事規制期間が長期に及ぶこととなる。

そこで、本実施の形態では、ハンチ部２０４の切断作業と並行して、図２で示すように、切断分離されたコンクリート床版２０２と鋼製の主桁２０１との間に合成化構造１００を形成して一体化し、両者の再合成化を図ることとする。これにより、ハンチ部２０４の切断作業が終了したのち、コンクリート床版２０２を撤去するべく複数の床版片２０５を形成する作業を開始するまでの間に、コンクリート床版２０２と主桁２０１とが再合成された橋梁２００上で、一般車両を供用する交通解放時間帯を設けることを可能にするものである。

以下に、切断分離されたコンクリート床版２０２と主桁２０１とを再合成させる方法について説明するが、これに先立って、再合成化方法により形成される合成化構造１００について、その詳細を説明する。

≪主桁とコンクリート床版の合成化構造≫
図３（ａ）で示すように、合成化構造１００は、コンクリート床版２０２のハンチ部２０４であって切断面２０４ａに設けられたあと施工アンカー２と、主桁２０１に設けられた締結材３と、切断によりハンチ部２０４に形成された隙間に打ち込まれた空間保持材４と、この隙間に充填された充填材５と、合成治具１とを備える。そして、空間保持材４、合成治具１、あと施工アンカー２及び締結材３はそれぞれ、橋軸直交方向からみて主桁２０１のウェブ２０１ｂを挟んで両側に配置されている。

合成治具１は、図３（ａ）で示すように、切断分離されたコンクリート床版２０２と主桁２０１とを結合するように配置される部材であり、その形状は、橋軸方向からみてコンクリート床版２０２のハンチ部２０４であって切断面２０４ａに当接される床版当接板１１と、主桁２０１の上フランジ２０１ａであって下面に当接される主桁当接板１２と、主桁２０１の上フランジ２０１ａであって側面に当接され、床版当接板１１と主桁当接板１２とを連結する連結部１３とを有する。

また、床版当接板１１の下面側には、図３（ｂ）で示すように、主桁当接板１２及び連結部１３の両者に直交する補強リブ１４が複数設置されている。そして、床版当接板１１には、あと施工アンカー２が貫通する貫通孔１１１が設けられ、主桁当接板１２には、締結材３が貫通する貫通孔１２１が設けられている。

あと施工アンカー２は、図３（ａ）で示すように、ハンチ部２０４の切断面２０４ａから垂下状態で設けられており、その種類は、金属アンカーや接着系アンカーを採用してもよい。

締結材３は、主桁２０１の上フランジ２０１ａの下面から垂下状態で溶接固着されており、例えばスタッドボルト等、ナット（ワッシャーを含む）６を螺合可能な雄ネジ部を備えていればいずれを採用してもよい。

空間保持材４は、切断によりハンチ部２０４に形成された隙間に配置されるものである。その形状は、クサビ形状や矩形形状等いずれを採用してもよく、その材料も、切断によりハンチ部２０４に形成された隙間に打ち込まれた際に、コンクリート床版２０２の荷重により変形することがなければいずれを採用してもよい。また、その配置位置は、隙間の形状や幅に応じて、橋軸直交方向からみて主桁２０１のウェブ２０１ｂを挟んで両側に配置してもよいし、片側にのみ配置してもよい。

充填材５は、図６で示すように、空間保持材４により高さ方向の間隔が保持された状態のハンチ部２０４に形成された隙間の外側部を、シーリング材８を用いてシーリングして漏れを防止した状態で、充填されている。充填材５としては、圧縮に強く引張に弱く、また、乾燥による収縮量が小さい材料が好適であり、本実施の形態では、充填材５にモルタルを採用している。

上記の構成を有する合成治具１は、ハンチ部２０４に生じた隙間に空間保持材４を配置するとともに充填材５を充填した状態で、床版当接板１１があと施工アンカー２を介してハンチ部２０４の切断面２０４ａに当接するようにして固定されるとともに、主桁当接板１２が締結材３を介して主桁２０１の上フランジ２０１ａの下面に当接するようにして固定されている。

これにより、合成化構造１００は、図２で示すように、コンクリート床版２０２上に形成された道路を車両が通行した際に生じる橋軸方向のせん断力を、主桁２０１の上フランジ２０１ａに設けられた締結材３により負担する。また、コンクリート床版２０２に橋軸直交方向の移動や鉛直方向の回転を生じさせるような外力作用した際には、ハンチ部２０４を強固に固定する空間保持材４と対をなす合成治具１で抵抗する。このとき、合成治具１に作用する作用力は、補強リブ１４で抵抗する。

また、コンクリート床版２０２上に設けられる道路の路面高さは、空間保持材４によりハンチ部２０４を切断する前の路面高さに維持され、コンクリート床版２０２や道路の路面上を走行する車両等から作用される鉛直力は、空間保持材４とともに充填材５を介して主桁２０１全体に分散して作用され、コンクリート床版２０２は安定して支持される。

このように、切断によりハンチ部２０４が上半と下半に切断され、主桁２０１とコンクリート床版２０２とが切断分離された状態にあっても、これらを一体化する機能を合成化構造１００が有する。したがって、図２で示すように、ハンチ部２０４が切断された範囲において合成化構造１００を、橋軸方向に所定の間隔で複数形成することにより、切断分離されたコンクリート床版２０２は主桁２０１とに再合成され、橋梁２００を合成桁橋として機能させることが可能となる。

なお、合成化構造１００は、橋軸方向からみて主桁２０１のウェブ２０１ｂを挟んで両側に各々配置するが、相互に対向する位置に設けてもよいし、例えば、平面視で千鳥配置となるように位置をずらして配置するなど、その設置位置は橋梁２００の構造条件や施工状況等に応じて適宜設定すればよい。

≪主桁とコンクリート床版の再合成化方法≫
次に、切断分離されたコンクリート床版２０２を主桁２０１に再合成させるための主桁２０１とコンクリート床版２０２の再合成化方法を、以下に説明する。

本実施の形態では、図１（ｂ）で示すように、橋梁２００の橋軸方向に隣り合う対傾構２０３で区切られた区画Ａごとで、ハンチ部２０４を切断しコンクリート床版２０２を主桁２０１から分離する切断分離作業と、分離されたコンクリート床版２０２と主桁２０１との再合成化に係る作業を実施する場合を事例に挙げる。

＜締結材を設ける工程＞
まず、図４（ａ）（ｂ）で示すように、切断分離作業を実施する前の区画Ａにおいて、あらかじめ主桁２０１の上フランジ２０１ａに、締結材３を溶接固着する。締結材３は、橋軸方向における合成化構造１００を形成する予定位置各々に溶接固着しておく。

＜ハンチ部を切断し空間保持材４を打ち込む工程及びあと施工アンカーを設置する工程＞
次に、図５（ａ）で示すように、ハンチ部２０４を主桁２０１の上面に沿って橋軸方向に切断し、主桁２０１とコンクリート床版２０２とを分離する。なお、ハンチ部２０４には、主桁２０１の上面に設けられているスタッドジベル２０１ｃがコンクリートに埋設された状態で配置されているから、このスタッドジベル２０１ｃも同時に切断する。

したがって、ハンチ部２０４の切断は、ハンチ部２０４を構成するコンクリートとスタッドジベル２０１ｃを併せて切断できる切断工具であればいずれを採用してもよいが、本実施の形態では、ワイヤーソー（図示せず）を用いて、橋軸方向に向けて順次切断する。

ハンチ部２０４による切断作業の後方側では、図５（ｂ）で示すように、主桁２０１の上フランジ２０１ａから張り出すようにして残置されたハンチ部２０４の切断片２０６をはつり取る。こののち、図５（ｃ）で示すように、切断によりハンチ部２０４に生じた隙間に一対の空間保持材４を打ち込むとともに、図５（ｄ）で示すように、ハンチ部２０４の切断面２０４ａに、あと施工アンカー２を打設する。

なお、上記の切断片２０６をはつり取る作業から空間保持材４を打ち込むとともにあと施工アンカー２を打設する作業は、必ずしも切断作業の後方側で切断作業と並行して実施しなくてもよく、図５（ａ）で示す区画Ａにおけるワイヤーソーによる切断作業が終了したのちに、実施してもよい。

＜コンクリート床版と主桁とを合成治具により結合する工程＞
こののち、図３（ａ）で示すように、あと施工アンカー２及び締結材３及びナット（ワッシャーを含む）６を用いて合成治具１を設置し、切断分離されたコンクリート床版２０２と主桁２０１とを結合する。

これにより、橋軸直交方向からみて主桁２０１のウェブ２０１ｂを挟んで配置される合成治具１は、ハンチ部２０４を挟持するように配置され、こうして形成された合成化構造１００は、図６で示すように、区画Ａにおいて間隔を有して複数の配置される。このとき、図３（ａ）で示すように、締結材３及びナット（ワッシャーを含む）６による締結構造は、摩擦接合を用いれば、片効きすることもなくまた、ズレが生じることもない。

＜ハンチ部に生じた隙間に充填材を充填する工程＞
また、合成治具１の設置作業と併せて、もしくはこれと前後して、空間保持材４が打ち込まれているハンチ部２０４の隙間外側部に、図６で示すように、シーリング材８を取り付け、隙間を囲繞したうえで充填材を充填する。このような充填材の充填工程は、空間保持材４を配置した後であればいずれでもよく、あと施工アンカー２の設置前に実施してもよい。なお、空間保持材4のみで、コンクリート床版２０２の荷重を支持できる場合には、必ずしも充填材５は採用しなくてもよい。

上記のとおり、合成化構造１００はハンチ部２０４を切断する作業を実施しながら、その後方で切断分離された主桁２０１とコンクリート床版２０２との間に合成化構造１００を形成することができ、切断作業になんら制約が生じることがないだけでなく、合成化構造１００を形成する作業に特殊な工具を必要とするような工程も存在しない。

また、合成治具１が、あと施工アンカー２及び締結材３とナット（ワッシャーを含む）６により固定されているため、コンクリート床版２０２の撤去に係る作業を開始する際には、ナット（ワッシャーを含む）６を撤去し、合成治具１を取り外すのみの作業で、容易かつ迅速に再合成されたコンクリート床版２０２を主桁２０１から分離できる。

さらに、前述したように、切断により生じた隙間に充填した充填材５に引張に弱いモルタルを採用することで、合成治具１を取り外して主桁２０１より分離したコンクリート床版２０２は、コンクリート床版２０２に揚重等の上方に向かう外力を作用させることにより、主桁２０１から容易に引きはがし、撤去することができる。このように、コンクリート床版２０２を主桁２０１から切断分離し撤去する作業の効率化を図ることが可能となる。

なお、締結材３を設ける構成は、上記のように、ハンチ部２０４を切断する前にあらかじめ済ませておいてもよいし、ハンチ部２０４を切断した後に実施してもよい。

上記の主桁２０１とコンクリート床版２０２の再合成化方法は、橋梁２００において、ハンチ部２０４の切断作業を行っても、コンクリート床版２０２に設けられている道路上を一般車両が安全に走行できることが確認できる場合、及び走行荷重制限を行うことにより一般車両の走行が可能であることが確認できる場合には、ハンチ部２０４の切断作業から合成化構造１００を形成する作業の全てを、橋梁２００上を交通解放したまま実施する。

一方、道路の走行帯規制を行うことにより、ハンチ部２０４の切断作業を実施可能であることが確認された場合には、橋梁２００の道路上で一般車両の通行止めや種々の通行規制等を実施する工事交通規制時間帯を設定し、この工事交通規制時間帯を利用して工事を実施する。

≪工事交通規制時間帯を設けて、再合成化方法を実施する場合≫
具体的には、図７（ａ）で示すように、例えば、主桁２０１が橋軸直交方向に４体並列に配置されている場合において、切断分離作業を行う予定の最左部に位置する主桁２０１に対して、あらかじめ締結材３の溶接固着作業を行う。

次に、図７（ｂ）で示すように、最左部に位置する主桁２０１の切断作業に影響のある範囲について、橋梁２００上で車線規制を実施し、上記の再合成化方法の手順に従って、ハンチ部２０４の切断作業を行いつつ、分離されたコンクリート床版２０２と主桁２０１との間に合成化構造１００を形成する作業を実施する。

そして、図７（ｃ）で示すように、車線規制を解除して交通解放を実施し、合成化構造１００によりコンクリート床版２０２と主桁２０１とが再合成された橋梁２００上で、一般車両を全面供用する。この間に、切断分離作業を行う予定の左から２番目に位置する主桁２０１において、締結材３の溶接固着作業を行う。

次に、再度橋梁２００の車線規制を実施して、締結材３の溶接固着した上記の左から２番目に位置する主桁２０１において、ハンチ部２０４の切断作業を行いつつ、主桁２０１とコンクリート床版２０２とを再合成させる作業を実施する。このような作業を繰り返して実施し、橋梁２００における４体の主桁２０１すべてについて、分離されたコンクリート床版２０２との合成化構造１００を形成する。

こののち、橋梁２００の車線規制を実施して、合成化構造１００の合成治具１を取り外してコンクリート床版２０２と４体の主桁２０１すべてとを分離する。以降、適宜の方法を用いて、分離したコンクリート床版２０２が搬送車両に積載可能な大きさとなるよう、橋軸方向及び橋軸直交方向沿ってに略鉛直方向に切断して床版片２０５を形成する作業、さらには、複数の床版片２０５を撤去する作業を実施し、撤去後の主桁２０１上に新設床版を設置する。

なお、本実施の形態における主桁２０１とコンクリート床版２０２の再合成化方法は、上記のような、コンクリート床版２０２の全断面（横断面全面）を取り替える方法だけでなく、半断面を取り替える半断面床版取り替え工法にも適用可能である。

半断面床版取替え工法は、例えば、図７（ａ）で示すような、上りもしくは下り２車線用の橋梁２００において車線規制を行い、コンクリート床版２０２における走行車線側と追い越し車線側のいずれか一方の半断面分を新設床版に取替え、これと前後して、他方側の半断面分も同様に新設床版に取替える方法である。

このように、ハンチ部２０４を切断しコンクリート床版２０２と主桁２０１とを分離する作業と、コンクリート床版２０２を撤去するべく複数の床版片２０５を形成する作業との間に、コンクリート床版２０２と主桁２０１とが再合成された橋梁２００の道路上で、一般車両を供用する期間を設けることが可能になる。したがって、橋梁２００の道路上における一定時間の交通解放と工事交通規制を繰り返しながら、コンクリート床版２０２の切断撤去作業を実施することが可能となる。

また、主桁２０１とコンクリート床版２０２の再合成化方法は、全ての工程をコンクリート床版２０２の下方側で実施できることから、コンクリート床版２０２上に形成される道路上に、施工機器等を設置する必要がない。このため、道路上では工事交通規制時間帯時に、カラーコーン（登録商標）や矢印板等の保安施設を設置する等の簡略な作業を実施するのみである。

したがって、上記のような工事交通規制時間帯を夜間に設定することは容易であり、これにより、昼間の交通解放を実現することができ、既設床版取替え工法を実施しようとする橋梁２００が都市部等の重交通路上や長大トンネルに挟まれた山間部等にある場合にも、周辺地域の交通環境への影響を最小限に抑えつつ施工を実施することが可能となる。

本発明の主桁２０１とコンクリート床版２０２の合成化構造１００、及び主桁２０１とコンクリート床版２０２の再合成化方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

＜第２の実施の形態＞
本実施の形態では、合成化構造１００を構成する合成治具１を、複数の鋼板を加工することにより製作したが、必ずしもこれに限定するものではなく、床版当接板１１、主桁当接板１２及び連結部１３を備える形状であれば、いずれの材料を用いて、またいずれの手段にて製作したものであってもよい。

例えば、図８では、形鋼を用いて合成治具１を製作している。具体的には、図８（ａ）（ｂ）（ｃ）で示すように、所望の長さに切断した２個のアングル材を、フランジに高低差を設けた状態でウェブどうしを背中合わせに当接し溶接接合している。

これにより、橋軸方向からみてコンクリート床版２０２のハンチ部２０４であって切断面２０４ａに当接される床版当接板１１と、主桁２０１の上フランジ２０１ａであって下面に当接される主桁当接板１２と、床版当接板１１と主桁当接板１２とを連結する連結部１３が形成されている。なお、本実施の形態では、溶接接合にスタッド溶接を採用し、合成治具１に外力が作用した際に両者が分離することがない程度に摩擦接合により強固に固着している。

＜第３の実施の形態＞
また、本実施の形態では、合成化構造１００を形成するに際し、締結材３を主桁２０１の上フランジ２０１ａにおける下面に設けたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、上フランジ２０１ａと平行な部分であれば、いずれに設けてもよい。

例えば、既設の橋梁２００は、現行の設計基準を満足していない場合が散見され、このような場合には、図９（ａ）で示すように、主桁２０１に対して補強材７を設置する。そこで、主桁２０１のウェブ２０１ｂに対して補強材７を設置し、この補強材７を利用して、図１０（ａ）で示すように、締結材３を設けるとともに合成治具１を設置することにより、ウェブ２０１ｂを補強した主桁２０１とコンクリート床版２０２とに合成化構造１００を形成してもよい。

補強材７は、図９（ａ）で示すように、主桁２０１のウェブ２０１ｂ両面各々に設置される一対の補強材本体７１と、補強材本体７１をウェブ２０１ｂに接合する高力ボルト等の締結具７２により構成されている。補強材本体７１は、断面をＴ字形状に加工された鋼材よりなり、頭部７１１をウェブ２０１ｂに当接させ脚部７１２を上フランジ２０１ａと平行には張り出すようにして主桁２０１に配置されている。

そして、補強材本体７１の頭部７１１及び主桁２０１のウェブ２０１ｂには、それそれぞれ締結具７２が貫通する孔（図示せず）が設けられている。また、補強材本体７１には、図９（ｂ）で示すように、脚部７１２の下面側と頭部７１１との間に両者に直交する補強リブ７１３が間隔を設けて配置されている。

一方、合成治具１は、図１０（ｂ）で示すように、所望の長さに切断したウェブの大きさが異なる２種類のアングル材を、フランジに高低差を設けた状態でウェブどうしを背中合わせに当接しボルト接合している。これにより、図１０（ａ）で示すように、ハンチ部２０４の切断面２０４ａに当接される床版当接板１１と、主桁２０１の補強材７に当接される主桁当接板１２と、床版当接板１１と主桁当接板１２とを連結する連結部１３が形成されている。また、主桁当接板１２及び連結部１３の両者に直交して、補強リブ１４が設置されている。

このような構成の合成治具１を用いて、補強材７が設置された主桁２０１とコンクリート床版２０２との間に合成化構造１００を形成するには、図１０（ｃ）で示すように、合成治具１のうち、主桁当接板１２を形成するアングル材を高力ボルト等の締結材３を介して補強材本体７１の脚部７１２にボルト接合する。こののち、図１０（ａ）で示すように、床版当接板１１を有するアングル材をあと施工アンカー２を介してハンチ部２０４に設置するとともに、ハンチ部２０４及び補強材本体７１各々に設置したアングル材どうしを、ボルト接合して連結部１３を形成する。

なお、合成化構造１００は上記の手順にて形成しなくてもよく、例えば、合成治具１をあらかじめ組み立てておき、これを締結材３及びあと施工アンカー２を介して主桁２０１の補強材７の脚部７１２及びコンクリート床版２０２のハンチ部２０４に設置してもよい。

こうすると、主桁２０１とコンクリート床版２０２との間に合成化構造１００を形成しつつ、主桁２０１を補強することができるため、コンクリート床版２０２の床版取り替え工事に伴って、既存の主桁２０１では耐荷力不足となるような荷重の設計変更が生じた際にも、これに対応することが可能となる。

なお、合成化構造１００は、上記のとおり補強材７を新たに設置する場合だけでなく、主桁２０１の上フランジ２０１ａと平行な部分を有する補強材７が、あらかじめ設置されている場合にも適用することが可能である。

１００ 合成化構造
１ 合成治具
１１ 床版当接板
１１１ 貫通孔
１２ 主桁当接板
１２１ 貫通孔
１３ 連結部
１４ 補強リブ
２ あと施工アンカー
３ 締結材
４ 空間保持材
５ 充填材
６ ナット（ワッシャーを含む）
７ 補強材
７１ 補強材本体
７１１ 頭部
７１２ 脚部
７１３ 補強リブ
７２ 締結具
８ シーリング材
２００ 橋梁
２０１ 主桁
２０１ａ 上フランジ
２０１ｂ ウェブ
２０１ｃ スタッドジベル
２０２ コンクリート床版
２０３ 対傾構
２０４ ハンチ部（接合部）
２０４ａ 切断面
２０５ 床版片
２０６ 切断片
Ａ 区画

Claims (5)

1. 橋梁における分離された状態のコンクリート床版と鋼製の主桁とを合成させるための合成化構造であって、
   前記主桁と前記コンクリート床版との間に生じた隙間に配置された空間保持材と、
   前記コンクリート床版に設けられ、垂下状に配置されるあと施工アンカーと、
   前記主桁における上フランジの下面に垂下状に固着される締結材と、
   該締結材及び前記あと施工アンカーを介して、分離された前記主桁と前記コンクリート床版とを結合し一体化する合成治具と、を備え、
   前記合成治具は、
   前記あと施工アンカーを介して前記コンクリート床版に設置される床版当接板と、
   前記締結材を介して前記主桁における上フランジの下面に設置される主桁当接板と、
   該主桁当接板と前記床版当接板とを連結する連結部と、を有するとともに、
   少なくとも該合成治具、前記あと施工アンカー及び前記締結材はそれぞれ、前記主桁のウェブを挟んで両側に配置されることを特徴とする主桁とコンクリート床版の合成化構造。
2. 請求項１に記載の主桁とコンクリート床版の合成化構造において、
   前記隙間には、充填材が充填されていることを特徴とする主桁とコンクリート床版の合成化構造。
3. 橋梁のコンクリート床版における鋼製の主桁との接合部を切断することにより前記主桁から分離された前記コンクリート床版を、前記主桁に一体化し合成させる、主桁とコンクリート床版の再合成化方法であって、
   切断により前記接合部に生じた隙間に、前記空間保持材を設ける工程と、
   前記コンクリート床版にあと施工アンカーを設ける工程と、
   前記主桁における上フランジの下面に締結材を垂下状に固着する工程と、
   分離された前記コンクリート床版と前記主桁とを、前記あと施工アンカー及び前記締結材を介して合成治具により結合し一体化する工程と、
   を備えることを特徴とする主桁とコンクリート床版の再合成化方法。
4. 請求項３に記載の主桁とコンクリート床版の再合成化方法において、
   前記隙間をシーリング材で囲繞したのち、該隙間を充填材で充填する工程を備えることを特徴とする主桁とコンクリート床版の再合成化方法。
5. 請求項３または４に記載の主桁とコンクリート床版の再合成化方法において、
   前記主桁に前記締結材を設ける工程を、前記接合部を切断する前に実施することを特徴とする主桁とコンクリート床版の再合成化方法。

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