JPH10131126A - 橋梁部材の組立方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】橋梁の回転架設工法における橋桁の組立などに
際し、橋桁の接合部の接合作業、接合部の後処理作業お
よびリフトアップ作業をジャッキアップ架台内で連続し
て行い、作業の能率化により、工期の短縮とコストの低
減を図る。 【解決手段】既に組立上昇した橋桁１の下に次の単位ブ
ロックを連続可能に搬入し、これらの接合部の主桁ウェ
ブＷをスプライスプレート３を介してボルト接合し、主
桁フランジＦをエレクションピース・スプライスプレー
トを介してボルト結合し、ジャッキアップ架台５内に設
置した溶接ロボット２１を移動させて接合部の開先を溶
接し、次いで架台５内に設置した後処理ロボット２２を
移動させて溶接部検査・エレクションピース切断・溶接
部表面処理などの後処理を行った後、上部と一体化した
単位ブロックをジャッキアップ装置６でリフトアップさ
せ、順次架台内に搬入される単位ブロック毎に、前記工
程を繰り返して橋桁を組立てる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、橋桁等の橋梁部
材をリフトアップ工法により構築する際の組立方法およ
びその装置に関するものであり、特に橋桁を橋脚設置位
置において鉛直に立てて構築した後に回転させて水平に
架設する回転架設工法に有効に適用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】山岳橋梁などの橋脚の高さが１０ｍを越
えるような橋梁を架設する場合、ベント式クレーン架設
工法やケーブルクレーン架設工法などの在来架設工法で
は、橋脚の鉛直方向の施工完了後に橋桁などの上部工の
水平方向の架設が行われるため、作業効率が悪く、また
多くの作業ヤードを必要とし、工期がかかり、高所作業
も多く、コストも高いものとなるなどの欠点がある。

【０００３】そのため、本出願人は、橋脚設置位置にお
いて橋脚を構築した後、この橋脚の上に中央部分が支持
される橋桁を、ジャッキアップ工法あるいはジブクレー
ン工法により前記橋脚に沿って鉛直方向に組み立て、こ
の組み立てられた橋桁を橋脚上部を支点としてウインチ
とワイヤロープ等により回転させて水平方向の架設状態
とする回転架設工法を既に出願している（特願平７−１
２００６４号）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のような回転架設
工法において、橋桁を鉛直方向に組立てる際には、ジャ
ッキアップ架台内で既に組立てられてリフトアップされ
た橋桁の下に、次の橋桁単位ブロックを搬入台車により
搬入して配置し、これらの接合部同士を接合し、次いで
橋桁単位ブロックをリフトアップする必要があり、橋桁
単位ブロックの接合作業、その後の処理作業およびリフ
トアップ作業を効率良く行えるシステムが要望されてい
る。

【０００５】この発明は、前述のような要望に応えるべ
くなされたもので、その目的は、橋梁の回転架設工法に
おける橋桁の組立などに際し、橋桁等の橋梁部材の接合
部の接合作業、接合部の後処理作業およびリフトアップ
作業を能率的に行うことができ、工期の短縮とコストの
低減を図ることのできる橋梁部材の組立方法およびその
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る橋梁部材
の組立方法は、ジャッキアップ架台内で既に組立てられ
てリフトアップされた橋梁部材（橋桁など）の下に、次
の橋梁部材単位ブロックを連続可能に搬入し、これらの
接合部のボルト接合箇所（橋桁の主桁ウェブなど）をス
プライスプレートを介してボルト接合すると共に、前記
接合部の溶接箇所（橋桁の主桁フランジなど）をエレク
ションピースおよびスプライスプレートを介してボルト
結合し、ジャッキアップ架台内に設置した溶接ロボット
を移動させて前記溶接箇所の開先を溶接し、次いでジャ
ッキアップ架台内に設置した後処理ロボットを移動させ
て溶接部検査、エレクションピースの切断、または溶接
部表面処理などの後処理を行った後、上方の橋梁部材と
一体化した前記橋梁部材単位ブロックをジャッキアップ
装置を用いてリフトアップさせ、順次ジャッキアップ架
台内に搬入される橋梁部材単位ブロック毎に、前記工程
を繰り返して橋梁部材を組立てることを特徴とする。

【０００７】この発明に係る橋梁部材の組立装置は、既
に組立られた橋梁部材（橋桁など）の下に搬入され接合
されて一体化した橋梁部材単位ブロックを所定のストロ
ークでリフトアップ可能なジャッキアップ装置を備えた
ジャッキアップ架台と、このジャッキアップ架台内に移
動可能に設置されて上部の橋梁部材と下部の橋梁部材単
位ブロックの接合部の溶接箇所（橋桁の主桁フランジな
ど）の溶接を行う溶接ロボットと、前記ジャッキアップ
架台内に移動可能に設置されて溶接部検査、エレクショ
ンピースの切断、または溶接部表面処理などの後処理を
行う後処理ロボットを備えていることを特徴とする。

【０００８】以上のような構成において、既に組立られ
た橋梁部材の下に次の橋梁部材単位ブロックを接合する
ための溶接作業と、この溶接部の溶接部検査・エレクシ
ョンピースの切断・溶接部表面処理などの後処理作業
と、これに続くジャッキアップ装置によるリフトアップ
作業を、ジャッキアップ架台内で連続して行うことがで
き、橋梁部材の組立作業を効率良く行うことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示する一実施
例に基づいて説明する。これは、回転架設工法において
鋼製の橋桁を橋脚設置位置で鉛直方向に組立てる場合に
適用した例である。図１、図２に、この発明に係る橋桁
組立方法を実施するための装置、ジャッキアップ架台を
示す。図３は図１の平面図であり、図４は橋桁のリフト
アップフレームを示す平面図である。図５に橋梁の回転
架設工法を示す。図６はこの発明で用いる溶接ロボット
および後処理ロボットを示す側面図、図７は橋桁の接合
部を示す平面断面図および側面断面図である。図８にこ
の発明に係る組立作業のフローチャートを示す。

【００１０】橋梁の橋桁１は、図１、図２に示すよう
に、橋軸方向と平行に配列される複数のＩ型断面の主桁
１Ａ（本実施例では２本）と、これら主桁１Ａ同士を連
結するＩ型断面の横桁１Ｂからなり、また橋軸方向に多
数に分割された橋桁単位ブロック１_-nを接合して構成さ
れる。各橋桁単位ブロック１_-nの接合は、主桁１Ａのウ
ェブＷ同士をスプライスプレート２とボルト３による接
合とし、フランジＦ同士を溶接４による接合としてい
る。なお、橋桁１が水平に架設されると、主桁１Ａ上に
はＰＣ床版が設置される。

【００１１】このような構成の橋桁１が、先行構築され
た橋脚を利用すると共に、ジャッキアップ架台５を使用
して、鉛直方向に組立てられる。即ち、ジャッキアップ
架台５の上部に設置された複数のジャッキアップ装置６
により橋桁単位ブロックをリフトアップし、リフトアッ
プした橋桁単位ブロックの下に次の橋桁単位ブロックを
連続可能に搬入してその接合部を接合し、これら橋桁単
位ブロック１_-nのリフトアップ・継ぎ足しを順次繰り返
すことにより、橋桁１が地上において一端部から他端部
へと構築される。

【００１２】ジャッキアップ架台５は、既に構築された
橋脚の橋軸方向の隣に独立して設置してもよいし（図
１、図２参照）、図５に示すように、既に構築された橋
脚７の脚柱７Ａを利用するようにしてもよい。なお、橋
脚７の上部の脚頂部７Ｂには、案内ローラ８ａを備えた
上部案内支持装置８が設けられており、上方に延びた橋
桁１を移動自在に支持できるようにしている。

【００１３】ジャッキアップ架台５は、図１〜図３に示
すように、橋桁１を取り囲む形状の平面視で矩形枠状で
あり、また橋桁単位ブロック高さ（リフトアップストロ
ーク）に上部支持部分を足した高さの支持架台である。
このジャッキアップ架台５の橋軸方向の側面には、橋桁
単位ブロック１_-nが通過可能な搬入口９が形成され、ま
た図５に示すように、ジャッキアップ架台５の側方から
内部まで走行レール１０が敷設され、各橋桁単位ブロッ
ク１_-nは、鉛直に立てた状態で搬入台車１１によりジャ
ッキアップ架台５の内部に搬入される。

【００１４】ジャッキアップ装置６は、例えば長ストロ
ークの油圧シリンダであり、ジャッキアップ架台５の上
面に、橋桁１の４隅に対応させて合計４台配設する。ま
た、そのシリンダ本体をジャッキアップ架台５の上面に
固定し、ピストンロッド６ａの先端にリフトアップフレ
ーム１２をピン１３を介して取付ける。なお、ピストン
ロッド６ａとリフトアップフレーム１２との間には、ロ
ードセルを介在させてジャッキアップ装置６の吊荷重を
検出し、この検出信号に基づいてリフトアップ油圧ユニ
ット・制御盤により各ジャッキアップ装置６を制御す
る。

【００１５】リフトアップフレーム１２と各橋桁単位ブ
ロック１_-nとは、図４に示すように、橋桁単位ブロック
１_-nの下部における主桁１ＡのフランジＦから突設した
接続ピース１４とリフトアップフレーム１２の内面に取
付けた接続ブラケット１５とをボルトで接続することに
より、着脱できるようにしている。また、ジャッキアッ
プ架台５の上部には、図５に示すように、複数の案内ロ
ーラ１６が設置され、リフトアップされる橋桁１を案内
支持するようにしている。この案内ローラ１６は、各主
桁１Ａのフランジ外面を転動するローラと、このフラン
ジ端面に当接するローラから構成されている。

【００１６】以上のような構成のジャッキアップ架台５
において、既に組立られてリフトアップされた橋桁と次
の橋桁単位ブロックとの接合部におけるフランジＦ同士
の溶接４は、ジャッキアップ架台５内を移動する溶接ロ
ボット２１により自動的に行い、さらに溶接部の後処理
もジャッキアップ架台５内を移動する後処理ロボット２
２により自動的に行う。

【００１７】溶接ロボット２１は、図６に示すように、
主に、溶接トーチ２３を備えた溶接機本体２４と、案内
レール２０を案内として走行する走行台車２５から構成
される。ここで、ジャッキアップ架台５の内部は、前述
のリフトアップフレーム１２が昇降するため、このリフ
トアップフレーム１２の昇降の邪魔にならないように、
案内レール２０をジャッキアップ架台５の上部における
内面に取付け、この案内レール２０から溶接ロボット２
１を吊り下げる方式としている。リフトアップに際して
は、溶接ロボット２１および後処理ロボット２２を案内
レール２０の左右両端部に退避させておいて、その下部
が上昇してくるリフトアップフレーム１２に当たらない
ようにしておく。

【００１８】走行台車２５からは、支持ブラケット２６
を橋桁側に向けて突設し、この支持ブラケット２６の先
端から垂設した吊下げロッド２７の下端に、溶接機本体
２４を取付けている。案内レール２０は、リップ付き溝
形鋼材として、走行台車２５の基部を係合して移動自在
に支持できるようにし、またジャッキアップ架台５の左
右（橋軸直角方向）に延在する上部梁に沿って水平に取
付けると共に、ジャッキアップ架台５の前後（橋軸方
向）に一対で配設する。溶接ロボット２１は、案内レー
ル２０の左右両側に一対で配設し、合計４台設置する。
溶接ロボット２１の走行台車２５は、駆動モータと駆動
車輪などで移動できるようにする。

【００１９】また、溶接機本体２４は吊り下げられてい
るだけで不安定であるため、橋桁接合時に各橋桁単位ブ
ロック１_-nの下部のフランジ外面に取付けられるガイド
レール２８と、溶接機本体２４の内側に上下一対で配設
されてガイドレール２８を挟持する案内ローラ２９とに
より、案内支持させる。なお、これに限らず、吊下げロ
ッド２７を２本として安定走行ができるようにしてもよ
い。

【００２０】溶接トーチ２３は、位置調整部材３０を介
して溶接機本体２４に取付け、上下位置を調整できるよ
うにする。図６、図７に示すように、上下のフランジ
Ｆ、Ｆの接合端部にはそれぞれエレクションピース３１
が左右一対で突設され、上下一対のエレクションピース
３１をスプライスプレート３２で挟持してボルト３３で
固定することにより、上下のフランジＦが仮固定され
る。また、一方のフランジＦの接合端部には溶接開先３
４が形成され、この溶接開先３４の裏面に、裏当て材３
５が取付けられる。この裏当て材３５は、図７（ａ）に
示すように、フランジＦの幅方向端面より突出するよう
にしてエンドタブを形成する。

【００２１】溶接後の後処理は、溶接部の超音波探傷検
査と、エレクションピース３１の切断除去と、溶接部の
ビード仕上げおよびブラスト処理などであり、これらの
作業を後処理ロボット２２により行う。この後処理ロボ
ット２２は、図６に示すように、溶接ロボット２１と同
様に、案内レール２０に沿って移動する走行台車４０
と、支持ブラケット２６・吊下げロッド２７を介して吊
下げられガイドレール２８に案内される本体４１からな
る。

【００２２】なお、この後処理ロボット２２は、超音波
探傷・ガス切断・ビード仕上げ・ブラスト処理専用のロ
ボットを用意しておき、各作業毎に案内レール２０に対
して取り付けるようにしてもよいし、走行台車２５また
は走行台車４０を共用し、超音波探傷・ガス切断・ビー
ド仕上げ・ブラスト処理専用の本体４１を用意してお
き、この本体４１のみを付け替えるようにしてもよい。

【００２３】以上のような構成において、次のように橋
桁の組立が行われる（図５および図８のフローチャート
参照）。

【００２４】(1) ジャッキアップ架台５を使用したリフ
トアップ工法などにより橋脚７の構築が完了すると、こ
の橋脚７の横に橋桁用のジャッキアップ架台５を設置す
る。最初の橋桁単位ブロック１_-1を搬入台車１１により
ジャッキアップ架台５内に搬入し、この橋桁単位ブロッ
ク１_-1とリフトアップフレーム１２を接続し、ジャッキ
アップ装置６により所定のストロークだけリフトアップ
する。

【００２５】(2) 次の橋桁単位ブロック１_-2を搬入台車
１１により橋桁単位ブロック１_-1の下方に搬入し、搬入
台車１１の昇降台を上昇させるなどして、上下のウェブ
端面同士およびフランジ端面同士を当接させる。この状
態で、上下のウェブＷを一対のスプライスプレート２で
挟持し、ウェブＷとスプライスプレート２とをボルト３
で固定する。一方、上下のフランジＦは、上下一対のエ
レクションピース３１同士を一対のスプライスプレート
３２で挟持し、エレクションピース３１とスプライスプ
レート３２とをボルト３３で固定する。この状態で、リ
フトアップフレーム１２は上部の橋桁単位ブロック１_-1
から外して下降させ、次の溶接作業や後処理作業の邪魔
にならないようにしておく。

【００２６】(3) 開先検査を行った後、各溶接ロボット
２１をフランジＦの溶接開先３４の溶接開始地点へ移動
させ、この溶接開先３４を溶接トーチ２３により溶接す
る。この溶接は、例えば溶接ロボット２１を４台セット
し、４か所の溶接開先３４の溶接を略同時に行うように
する。

【００２７】(4) 溶接が終了すると、各溶接ロボット２
１を案内レール２０の左右両端部へ退避させ、超音波探
傷用の後処理ロボット２２を溶接部へ移動させ、溶接部
の超音波探傷を行う。欠陥があれば、修正して再び超音
波探傷を行う。この超音波探傷は、例えば片側の案内レ
ール２０に対して後処理ロボット２２を真ん中に１台セ
ットし、１台で左右両側の溶接部の検査を行う。

【００２８】(5) 超音波探傷が終了すると、超音波探傷
用の探傷部本体を取外して代わりにガス切断用の本体４
１を取付け、エレクションピース３１とエンドタブをガ
ス切断トーチ４２によりフランジ端面から切断除去す
る。

【００２９】(6) ガス切断が終了すると、ガス切断用の
本体をビード仕上げ用の本体４１に取り替えて、余盛り
を削減し、溶接ビード面を均一にする。

【００３０】(7) 次いで、バキューム式等のブラスト処
理のため、ビード仕上げ用の本体をブラスト処理用の本
体４１に取り替えて、ブラスト処理を行う。

【００３１】(8) 以上の溶接部の後処理が終了すると、
上部の橋桁に接合された下部の橋桁単位ブロック１_-2へ
リフトアップフレーム１２を接続し、ジャッキアップ装
置６により所定のストロークだけリフトアップさせる。
この際、溶接ロボット２１や後処理ロボット２２は案内
レール２０の両端部などに退避させ、上昇してくるリフ
トアップフレーム１２が当たらないようにしておく。

【００３２】(9) ジャッキアップ架台５内に順次搬入さ
れる橋桁単位ブロック１_-3〜１_-n毎に前述の(2) 〜(8)
の工程を繰り返し、橋桁１を橋脚７に沿って鉛直に組立
てる。

【００３３】この後、図５に示すように、橋桁１の中央
部分を上部案内支持装置８に支点ピン５０等を介して取
付け、図示しないウインチのワイヤロープを橋桁１の上
下端にそれぞれ連結し、一方のワイヤロープで牽引し、
他方のワイヤロープで回転を抑制するなどして、橋桁１
を支点ピン５０を中心として回転させ、水平の架設状態
とする。

【００３４】なお、以上は橋梁の回転架設工法における
橋桁の組立について説明したが、これに限らず、その他
の橋梁部材において、橋梁部材単位ブロック同士を接合
し、リフトアップ工法を用いてリフトアップする場合に
も、本発明を適用することができる。また、後処理作業
を後処理ロボットに依存せず、溶接ロボット２１の本体
を取外し、後処理用本体を取付けるようにすることもで
きることはいうまでもない。

【００３５】

【発明の効果】この発明は、ジャッキアップ架台内で既
に組立てられてリフトアップされた橋梁部材と次の橋梁
部材単位ブロックとの接合部における溶接箇所を、ジャ
ッキアップ架台内に設置した溶接ロボットを移動させて
溶接し、次いでジャッキアップ架台内に設置した後処理
ロボットを移動させて溶接部検査、エレクションピース
の切断、または溶接部表面処理などの後処理を行った
後、上方の橋梁部材と一体化した橋梁部材単位ブロック
をジャッキアップ装置を用いてリフトアップさせるよう
にしたため、接合箇所の溶接作業と、溶接部の溶接部検
査・エレクションピースの切断・溶接部表面処理などの
後処理作業と、続くジャッキアップ装置によるリフトア
ップ作業を、ジャッキアップ架台内で連続して行うこと
ができ、橋梁部材の組立作業を効率良く行うことがで
き、工期の短縮とコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る橋桁の組立方法を実施するため
の装置を示す斜視図である。

【図２】この発明で用いるジャッキアップ架台を示す斜
視図である。

【図３】この発明に係るジャッキアップ架台内の溶接ロ
ボットおよび後処理ロボットを示す平面図である。

【図４】この発明に係る橋桁とそのリフトアップフレー
ムを示す平面図である。

【図５】この発明が適用される橋梁の回転架設方法を示
す側面図である。

【図６】この発明で用いる溶接ロボットおよび後処理ロ
ボットを示す側面図である。

【図７】この発明に係る橋桁の接合部を示す（ａ）は平
面断面図、（ｂ）は側面断面図である。

【図８】この発明に係る組立作業のフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１…橋桁 １Ａ…主桁 １Ｂ…横桁 １_-n…橋桁単位ブロック ２…スプライスプレート ３…ボルト ４…溶接 ５…ジャッキアップ架台 ６…ジャッキアップ装置 ７…橋脚 ８…上部案内装置 ９…搬入口 １０…走行レール １１…走行台車 １２…リフトアップフレーム １３…ピン １４…接続ピース １５…接続ブラケット １６…案内ローラ ２０…案内ローラ ２１…溶接ロボット ２２…後処理ロボット ２３…溶接トーチ ２４…溶接機本体 ２５…走行台車 ２６…支持ブラケット ２７…吊下げロッド ２８…ガイドレール ２９…案内ローラ ３０…位置調整部材 ３１…エレクションピース ３２…スプライスプレート ３３…ボルト ３４…溶接開先 ３５…裏当て材 ４０…走行台車 ４１…本体 ４２…ガス切断トーチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ジャッキアップ架台内で既に組立てられ
   てリフトアップされた橋梁部材の下に、次の橋梁部材単
   位ブロックを連続可能に搬入し、これらの接合部のボル
   ト接合箇所をスプライスプレートを介してボルト接合す
   ると共に、前記接合部の溶接箇所をエレクションピース
   およびスプライスプレートを介してボルト結合し、ジャ
   ッキアップ架台内に設置した溶接ロボットを移動させて
   前記溶接箇所の開先を溶接し、次いでジャッキアップ架
   台内に設置した後処理ロボットを移動させて溶接部検
   査、エレクションピースの切断、または溶接部表面処理
   などの後処理を行った後、上方の橋梁部材と一体化した
   前記橋梁部材単位ブロックをジャッキアップ装置を用い
   てリフトアップさせ、順次ジャッキアップ架台内に搬入
   される橋梁部材単位ブロック毎に、前記工程を繰り返し
   て橋梁部材を組立てることを特徴とする橋梁部材の組立
   方法。
2. 【請求項２】 既に組立られた橋梁部材の下に搬入され
   接合されて一体化した橋梁部材単位ブロックを所定のス
   トロークでリフトアップ可能なジャッキアップ装置を備
   えたジャッキアップ架台と、このジャッキアップ架台内
   に移動可能に設置されて上部の橋梁部材と下部の橋梁部
   材単位ブロックの接合部の溶接箇所の溶接を行う溶接ロ
   ボットと、前記ジャッキアップ架台内に移動可能に設置
   されて溶接部検査、エレクションピースの切断、または
   溶接部表面処理などの後処理を行う後処理ロボットを備
   えていることを特徴とする橋梁部材の組立装置。