JP7429940B2 - 斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法 - Google Patents

Description

本発明は、斜張橋主桁の技術分野に属し、具体的には斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法に関する。

大スパンの斜張橋又は吊り橋に対しては、主桁が一般的に幅全体断面鋼箱桁又はπ型コンクリート桁を採用するが、コンクリート側主桁は、自重が大きく、カンチレバー打設の時にリスクが大きい。鋼箱桁全体の製造コストが高く、全セグメントのカンチレバー吊り上げは、輸送装置及び吊り上げ装置に対する要求が高く、且つ施工場所は大きいセグメントの輸送の条件を備えないことが多い。上記コンクリート側主桁の自重が大きく、鋼箱桁の製造コストが高いという難題を解決するために、鋼コンクリート複合桁橋の構造を生じる。鋼コンクリート複合桁橋は、直交異性鋼床版の代わりに、コンクリート床版を利用し、コンクリートの受圧の性能を十分に発揮するとともに、自重を軽減し、プロジェクトコストを低減するだけではなく、鋼床版の後期の割れのリスクを回避し、４００～６００メートルスパン斜張橋には顕著な優位性を有する。従来技術（例えば広西貴港新案橋）では、そのコンクリート側主桁が外向きフランジ板を設計し、その鋼製横桁がただ１３トン重である。しかし、比較的に重い鋼コンクリート主桁、又はサイズが比較的大きい鋼コンクリート主桁に対しては、従来技術には関連する施工経験がなく、上記状況の施工難度も比較的大きい。

本発明は、少なくとも従来の比較的大きい質量やサイズの鋼コンクリート主桁の施工が比較的難しい等の問題を解決するために、斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法を提供することを目的とした。

上記目的を達成するために、本発明は以下の技術的解決手段を提供する。

斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法であって、鋼コンクリート主桁は、コンクリート側主桁と、鋼製横桁と、プレキャスト床版とで構成され、鋼コンクリート主桁を複数のセグメントに分けて施工し、前記施工方法は、主塔上の１つのセグメントのコンクリート側主桁及び主塔の両側の鋼コンクリート主桁はブラケットを採用して現場打設施工を行うステップ１と、径間の残りのカンチレバーセグメントの鋼コンクリート主桁は、前支点牽引ロープクレードルを用いて施工し、主塔側の鋼コンクリート主桁にカンチレバークレードルを組み立て、鉄筋を結束し、鋼製横桁を吊り上げ、コンクリートを打設し、コンクリートの強度が設計要求に達した後にプレストレスを引っ張り、床版を吊り上げるステップ２と、カンチレバークレードルを次のセグメントに進み、ステップ２における施工工程を繰り返し、次のセグメントの施工を行うステップ３と、サイドスパン現場打設セグメントを施工し、サイドスパン現場打設セグメントは、フロアスタンドを用いて施工し、スタンドは、杭基礎＋ベイリービームのスタンド案を用いるステップ４と、閉合のサイドスパンであるステップ５と、閉合のミッドスパンであるステップ６と、を含む、斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法。

斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法におけるコンクリート側主桁は、内向きフランジ板構造であり、鋼製横桁はエ字型の鋼製横桁である。鋼製横桁は、せん断力釘である抜け止めキーによってプレキャスト床版とコンクリート側主桁の桁リブに接続され、それにより鋼製横桁とコンクリート側主桁やプレキャスト床版との強固な接続を保証し、鋼コンクリート主桁が十分な完全性及び強固性を有することを保証することができる。

主塔のサイドスパン側主桁は、スタンド現場打ち法を採用し、径間側主桁は、クレードル法を採用してカンチレバー施工を行い、且つサイドスパン側主桁は、径間側主桁より１つのセグメント分進めて施工する。それにより、２つの主塔のサイドスパン側のクレードル及び吊り上げ用ブームクレーンを節約することにより、主桁の施工時間を大幅に節約する。

斜張橋主桁のセグメント化された施工模式図である。 鋼コンクリート主桁の構造模式図である。 鋼製横桁の正面図及び平面図である。 前支点牽引ロープクレードルの構造模式図である。 サイドスパン側の第５セグメントと径間側の第４セグメントの施工模式図である。 主塔の両側の鋼コンクリート主桁がブラケットを採用して現場打設施工を行う模式図である。 前支点牽引ロープクレードルの打設状態の模式図である。 前支点牽引ロープクレードルの走行状態の模式図である。 サイドスパン現場打ちスタンドの断面模式図である。

図１～９に示すように、本発明の具体的な実施例に基づき、本発明は、斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法を提供し、鋼コンクリート主桁を複数のセグメントに分けて施工する。

図１に示すように、本実施例において、主塔に設けられた１つのセグメントの主桁を０＃とし、主塔右側径間側の主桁をＭ１＃～Ｍ１８＃とし、主塔左側サイドスパン側の主桁をＳ１＃～Ｓ９＃とし、該施工方法のフローは、０＃とＭ１＃セグメント用ブラケット４を架設する→０＃とＭ１＃セグメントに対する施工を行う→カンチレバークレードルを組み立てる→２＃セグメントにフレームワークエレクション(ｆｏｒｍｗｏｒｋ ｅｒｅｃｔｉｏｎ)を行い鉄筋を結束する→２＃セグメント用鋼製横桁２を吊り上げる→２＃セグメントのコンクリートを打設する→強度が設計要求に達した後にプレストレスを引っ張る→床版を吊り上げる→クレードルを３＃セグメント分進めて施工する→３＃セグメントにフレームワークエレクションを行い底板鉄筋を結束する→３＃セグメント用鋼製横桁２を吊り上げる→コンクリートを打設する→強度が設計要求に達した後にプレストレスを引っ張る→床版を吊り上げる→順次に循環してセグメント施工する→サイドスパン現場打設セグメントを施工する→サイドスパン閉合セグメントを施工する→ミッドスパン閉合セグメントを施工する。

図２～３に示すように、本実施例における鋼コンクリート主桁は、矩形のコンクリート側主桁１と、鋼製横桁２と、プレキャスト床版とで構成される。矩形のコンクリート側主桁１は同じ高さのカンチレバー構造であり、矩形のコンクリート側主桁１には外向きに延伸するフランジ板が設けられておらず、内向きフランジ板が設けられる。鋼製横桁２はエ字型の鋼製横桁２である。鋼製横桁２は、せん断力釘２１である抜け止めキーによってプレキャスト床版とコンクリート側主桁１の桁リブ（梗を含む）に接続され、それにより鋼製横桁２とコンクリート側主桁１やプレキャスト床版の強固な接続を保証することができる。鋼製横桁２はコンクリート側主桁１と同期施工し、プレキャスト床版はコンクリート側主桁１より１つのセグメント分遅れて施工し、すなわち鋼製横桁２とコンクリート側主桁１との間に十分な接続強度を有した後、プレキャスト床版を舗装し、プレキャスト床版と鋼製横桁２上のせん断力釘２１を打設して接続する。

施工方法は具体的に以下のステップ１～ステップ６を含む。

ステップ１は、主塔１００上の１つのセグメントのコンクリート側主桁１及び主塔１００の両側の鋼コンクリート主桁はブラケット４を採用して現場打設施工を行う。

本実施例において、０＃及びＭ１＃セグメントはブラケット４を採用して現場打ちを行い、分配桁の架設が完了した後、予圧を行い、非弾性変形を解消し、予圧重量は箱桁定荷重＋施工荷重の和の１１０％以上である。ブラケット４が支持台に支持され、各縦横方向の分配桁が架設され、分配桁に底型枠と側型枠が取り付けられてから、鉄筋の施工を行い、鉄筋と型枠の取り付けが完了した後、コンクリートの打設を行い、コンクリート打設は天井ポンプを用いて打設を行い、打設順番はＭ１＃を打設した後、０＃を打設しており、台板を打設した後、ウエーブプレートを打設する。

ステップ２は、径間の残りのカンチレバーセグメントの鋼コンクリート主桁は、前支点牽引ロープクレードル３を用いて施工し、主塔１００側の鋼コンクリート主桁にカンチレバークレードルを組み立て、鉄筋を結束し、鋼製横桁２を吊り上げ、コンクリートを打設し、コンクリートの強度が設計要求に達した後にプレストレスを引っ張り、床版を吊り上げる。

本実施例において、前支点牽引ロープクレードル３は、クレードルプラットフォーム、牽引ロープシステム、走行システム、アンカーシステム、型枠システム、スラスト機構、引っ張りプラットフォーム等で構成される。

前支点牽引ロープクレードルが打設状態にある場合、前アンカーロッドセットはクレードルの中央部に設けられ、後アンカーロッドセットはクレードルの尾部に設けられ、前アンカーロッドセット及び後アンカーロッドセットは、いずれも、上側アンカーガーダー３１と、下側アンカーガーダー３２と、アンカー固定吊棒３３と、ジャッキ３４とで構成され、アンカー固定吊棒３３の上部は、上側アンカーガーダー３１、下側アンカーガーダー３２に接続され、上側アンカーガーダー３１、下側アンカーガーダー３２は、コンクリート側主桁１の桁面に位置し、アンカー固定吊棒３３の下部は、コンクリート側主桁１上のリザーブ穴を貫通して前支点牽引ロープクレードルに接続され、ジャッキ３４によってクレードルプラットフォームの標高を調整することができる。

前支点牽引ロープクレードルが走行状態にある場合、前アンカーロッドセットは、クレードルの中央部にあり、後アンカーロッドセットは、クレードルの先端に移動して使用され、前アンカーロッドセット、後アンカーロッドセットは、同時に走行吊棒３５を取り付け、且つ走行レール上のフックに接続され、この運転状態のアンカー固定吊棒３３が既に取り外され、クレードルの自重荷重は、走行吊棒３５に移行する。

図３に示すように、本実施例において、主塔１００のサイドスパン側の鋼コンクリート主桁は、ブラケット現場打ち法を採用し、主塔１００の径間側の鋼コンクリート主桁は、前支点牽引ロープクレードル３を採用して施工し、サイドスパン側のコンクリート側主桁１は、径間側のコンクリート側主桁１より１つのセグメント分進めて施工する。主塔１００のサイドスパン側ロープと径間ロープが、それぞれ、同一のセグメントの桁と前支点牽引ロープクレードル３に対称に掛けられ、それにより２つの主塔１００サイドスパン側のクレードル及び吊り上げ用のブームクレーンを節約し、施工工期を大幅に節約することができる。

主桁主スパンの鋼製横桁２全体はカンチレバー取り付け法を採用して施工する。鋼製横桁２はガントリークレーン６を用いて施工場所の桁保管場所まで吊り上げる。ブームクレーンにより施工箇所まで吊り上げる。具体的には、主塔１００両側の２つのセグメント内の鋼製横桁２はタワークレーンによって吊り上げられ、サイドスパン側の鋼製横桁２はガントリークレーン６によって吊り上げられる。径間側の鋼製横桁２はガントリークレーン６により床版に吊り上げられてから、移載台車でカンチレバークレーンに搬送され、カンチレバークレーンにより吊り上げられる。

主塔１００上の１つのセグメントのコンクリート側主桁１及び主塔１００の両側の鋼コンクリート主桁上の床版は現場打ちの方式を採用して施工し、サイドスパン側床版は、ガントリークレーン６で吊り上げられ、径間側床版は、ブームクレーンで取り付けられる。

ステップ３は、カンチレバークレードルを次のセグメントに進み、ステップ２における施工工程を繰り返し、次のセグメントの施工を行う。

ステップ４は、サイドスパン現場打設セグメントを施工し、サイドスパン現場打設セグメントは、フロアスタンドを用いて施工し、図９に示すように、スタンド５は、杭基礎＋ベイリービームのスタンド案を用いて、仮支持脚は鋼管杭基礎を採用して桁部の施工荷重を支持する。検収が合格し且つ予圧した後にサイドスパン現場打設セグメント施工を行う。ガントリークレーン６のレールは荷重スタンドを利用し、設備材料はガントリークレーン６で吊り上げる。

本実施例において、スタンド予圧荷重は箱桁定荷重＋施工荷重の和の１１０％であり、予圧期間は７日以上であり、且つ最後の連続３日の毎日のスタンド沈降量が１ｍｍ以上であることを制御基準とする。施工監視はスタンドフレームワークエレクション標高を提供する時に、スタンド時間によるスタンド沈下の影響を十分に考慮すべきである。

ステップ５は、閉合のサイドスパンである。打設セグメントの施工が完了した後、閉合セグメントの施工を行い、施工過程における体系変換ステップは、サイドスパン閉合セグメントの施工のステップ→仮ロッキング及び仮支承の解除のステップ→単一カンチレバー静定桁系の形成のステップ→ミッドスパン仮ロッキングのステップ→ミッドスパン閉合セグメントの施工のステップ→連続桁系変換の完了のステップである。

サイドスパン閉合の工程は、ハンガー（又はスタンド）の取り付けの工程→仮固定の工程→対応する支承の縦方向ロッキング解除の工程→鉄筋籠の結束の工程→鋼製横桁２の吊り上げの工程→コンクリートの打設の工程→コンクリートの強度が設計要求に達した後に閉合束の引っ張りの工程である。仮固定取り付けの前に、閉合セグメントの両側に等量のカウンタウェイト（土嚢袋又は水タンク）を設置し、施工ステップに従って、段階的に等量でアンロードし、仮固定前後の閉合セグメント位置の定荷重が常に変わらないことを原則とする。また、床版上の仮施工荷重を厳密に制御すべきであり、閉合施工に必要な他の付加荷重を勝手に加えてはならない。

ステップ６は、閉合のミッドスパンである。ミッドスパン閉合の時、仮固定施工が完了すると、対応する支承の縦方向ロッキング及び仮固定柱を解除すべきである。

本実施例において、閉合セグメントはハンガーを用いて施工する。フルブリッジ閉合工程は、閉合サイドスパンを行ってから、閉合ミッドスパンを行う。

要するに、本発明に提供された斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法の技術案において、内向きフランジ板を含む両側のコンクリート側主桁＋鋼製横桁＋プレキャスト床版の混合桁カンチレバー施工の下り式牽引ロープクレードル設計及び主桁施工のキー技術研究であって、類似する広西貴港南西大橋が外向きフランジ板を設計し、その鋼製横桁は１３トンだけであるが、本橋鋼製横桁の長さが３５メートルに達し、重さが４２トンに達し、且つ側主桁３メートルの幅の内向きフランジ板は鋼製横桁と緊密に結合し、鋼コンクリート主桁が十分な完全性及び堅牢性を有することを保証する。

主塔のサイドスパン側主桁は、スタンド現場打ち法を採用し、径間側主桁は、クレードル法を採用してカンチレバー施工を行い、且つサイドスパン側主桁は、径間側主桁より１つのセグメント分進めて施工する。それにより、２つの主塔のサイドスパン側のクレードル及び吊り上げ用ブームクレーンを節約することにより、主桁の施工時間を大幅に節約する。

理解されるように、以上の説明は例示的なものであり、本願の実施例はこれを限定するものではない。

１ コンクリート側主桁
２ 鋼製横桁
２１ せん断力釘
３ 前支点牽引ロープクレードル
３１ 上側アンカーガーダー
３２ 下側アンカーガーダー
３３ アンカー固定吊棒
３４ ジャッキ
３５ 走行吊棒
４ ブラケット
５ スタンド
６ ガントリークレーン
１００ 主塔

Claims (5)

1. 斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法であって、鋼コンクリート主桁は、コンクリート側主桁と、鋼製横桁と、プレキャスト床版とで構成され、鋼コンクリート主桁を複数のセグメントに分けて施工し、前記施工方法は、
   主塔上の１つのセグメントのコンクリート側主桁及び主塔の両側の鋼コンクリート主桁はブラケットを採用して現場打設施工を行うステップ１と、
   径間の残りのカンチレバーセグメントの鋼コンクリート主桁は、前支点牽引ロープクレードルを用いて施工し、主塔側の鋼コンクリート主桁にカンチレバークレードルを組み立て、鉄筋を結束し、鋼製横桁を吊り上げ、コンクリートを打設し、コンクリートの強度が設計要求に達した後にプレストレスを引っ張り、床版を吊り上げるステップ２と、
   カンチレバークレードルを次のセグメントの位置まで移動させ、ステップ２における施工工程を繰り返し、次のセグメントの施工を行うステップ３と、
   サイドスパン現場打設セグメントを施工し、サイドスパン現場打設セグメントは、フロアスタンドを用いて施工し、スタンドは、杭基礎＋ベイリービームのスタンド案を用いるステップ４と、
   サイドスパンを閉合するステップ５と、
   ミッドスパンを閉合するステップ６と、
   を含み、
   前記ステップ１において、
   ブラケットが支持台に支持され、ブラケットに各縦横方向の分配桁が架設され、分配桁に底型枠と側型枠が取り付けられてから、鉄筋施工とコンクリート打設を行っており、主塔の両側のコンクリート側主桁を打設した後、主塔上のコンクリート側主桁を打設しており、台板を打設した後、ウエーブプレートを打設し、
   主塔のサイドスパン側の鋼コンクリート主桁は、ブラケット現場打ち法を採用し、主塔の径間側の鋼コンクリート主桁は、前支点牽引ロープクレードルを採用して施工し、
   サイドスパン側のコンクリート側主桁は、径間側のコンクリート側主桁より１つのセグメント分進めて施工し、
   前支点牽引ロープクレードルが打設状態にある場合、前アンカーロッドセットはクレードルの中央部に設けられ、後アンカーロッドセットはクレードルの尾部に設けられ、
   前アンカーロッドセット及び後アンカーロッドセットは、いずれも、上側アンカーガーダーと、下側アンカーガーダーと、アンカー固定吊棒と、ジャッキとで構成され、アンカー固定吊棒の上部は、上側アンカーガーダー、下側アンカーガーダーに接続され、上側アンカーガーダー、下側アンカーガーダーは、コンクリート側主桁の桁面に位置し、アンカー固定吊棒の下部は、コンクリート側主桁上のリザーブ穴を貫通して前支点牽引ロープクレードルに接続され、
   前支点牽引ロープクレードルが走行状態にある場合、前アンカーロッドセットは、クレードルの中央部にあり、後アンカーロッドセットは、クレードルの先端に移動して使用され、前アンカーロッドセット、後アンカーロッドセットは、同時に走行吊棒を取り付け、
   且つ走行レール上のフックに接続され、クレードルの自重荷重は、走行吊棒に移行し、
   主塔の両側の２つのセグメント内の鋼製横桁は、タワークレーンで吊り上げられ、サイドスパン側の鋼製横桁は、ガントリークレーンで吊り上げられ、
   径間側の鋼製横桁は、ガントリークレーンで床版に吊り上げられてから、移載台車でカンチレバークレーンに搬送され、カンチレバークレーンで吊り上げられる、ことを特徴とする斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法。
2. 主塔のサイドスパン側ロープと径間ロープが、それぞれ、同一のセグメントの桁と前支点牽引ロープクレードルに対称に掛けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法。
3. ステップ１における主塔上の１つのセグメントのコンクリート側主桁及び主塔の両側の鋼コンクリート主桁上の床版は現場打ちの方式を採用して施工し、
   サイドスパン側床版は、ガントリークレーンで吊り上げられ、径間側床版は、ブームクレーンで取り付けられる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法。
4. 打設セグメントの施工が完了した後、閉合セグメントの施工を行い、施工過程における体系変換ステップは、サイドスパン閉合セグメントの施工のステップ→仮ロッキング及び仮支承の解除のステップ→単一カンチレバー静定桁系の形成のステップ→ミッドスパン仮ロッキングのステップ→ミッドスパン閉合セグメントの施工のステップ→連続桁系変換の完了のステップである、
   ことを特徴とする請求項１に記載の斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法。
5. サイドスパン閉合の工程は、ハンガー又はスタンドの取り付けの工程→仮固定の工程→対応する支承の縦方向ロッキング解除の工程→鉄筋籠の結束の工程→鋼製横桁の吊り上げの工程→コンクリートの打設の工程→コンクリートの強度が設計要求に達した後に閉合束の引っ張りの工程である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の斜張橋の鋼コンクリート主桁の施工方法。