JP2012117216A - 複合高架橋の構築構造およびその複合高架橋の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 狭隘な箇所でも短い期間で施工でき、かつ費用を低減して構築することができる、複合高架橋の構築構造およびその複合高架橋の施工方法を提供する。
【解決手段】 複合高架橋の構築構造において、コンクリートを充填した鋼管からなるＣＦＴ柱１２と、このＣＦＴ柱１２上に配置され水平方向に移動させて構築可能なＰＣ・ＲＣの梁および床版１３と、前記ＣＦＴ柱１２と前記梁および床版１３とを接合するＣＦＴ柱接合部１５とを具備する。
【選択図】 図９

Description

本発明は、鉄道、道路の複合高架橋の構築構造およびその複合高架橋の施工方法に関するものである。

従来、高架橋の建設にあたって、鋼とコンクリートを用いた複合構造物の積極的活用は少なかった。また、都市内では、狭隘な箇所での施工が要求されるケースが増えてきている。
図１５は従来の高架橋を示す側面図、図１６はその正面図である。
これらの図において、１００は高架橋、１０１はＲＣ柱、１０２はＲＣ柱１０１上に構築されるＲＣ（鉄筋コンクリート）〔又はＰＣ（プレストレストコンクリート）〕梁、１０３は高架橋１００上を走行する車両である。

特許第３８３７３９０号公報

「橋梁と基礎」，株式会社建設図書，２００９年１１月号，第４３巻，第１１号（通巻第５１５号）

従来の高架橋の施工・構築方法では、時間・費用がかかりすぎるという課題があった。特に、狭隘な箇所での施工には、時間・費用がさらに増大する傾向が強い。
本発明は、上記状況に鑑みて、狭隘な箇所でも短い期間で施工でき、かつ費用を低減して構築することができる、複合高架橋の構築構造およびその複合高架橋の施工方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕複合高架橋の構築構造において、コンクリートを充填した鋼管からなるＣＦＴ柱と、このＣＦＴ柱上に配置され水平方向に移動させて構築可能なＰＣ・ＲＣの梁および床版と、前記ＣＦＴ柱と前記梁および床版とを接合するＣＦＴ柱接合部とを具備することを特徴とする。

〔２〕上記〔１〕記載の複合高架橋の構築構造において、前記ＣＦＴ柱の上部にアンカーフレームが設置されていることを特徴とする。
〔３〕上記〔２〕記載の複合高架橋の構築構造において、前記ＣＦＴ柱接合部は、前記ＣＦＴ柱に設置されたアンカーフレームと前記梁および床版に設置されたアンカーフレームとを、前記梁および床版を水平方向に移動させることにより位置合わせし、アンカーボルトにて固定することを特徴とする。

〔４〕上記〔１〕記載の複合高架橋の構築構造において、前記梁および床版は前記アンカーボルトを貫通させるシース管を具備することを特徴とする。
〔５〕上記〔４〕記載の複合高架橋の構築構造において、前記シース管に前記アンカーボルトを貫通させた後、前記シース管にグラウトを注入することを特徴とする。
〔６〕複合高架橋の施工方法において、コンクリートを充填した鋼管からなるＣＦＴ柱を建て込み、このＣＦＴ柱上にＰＣ・ＲＣの梁および床版を水平方向に移動させて配置し、前記ＣＦＴ柱と前記梁および床版とを接合することを特徴とする。

〔７〕上記〔６〕記載の複合高架橋の施工方法において、前記ＣＦＴ柱に設置されたアンカーフレームと前記梁および床版に設置されたアンカーフレームとを、前記梁および床版を水平方向に移動させることにより位置合わせし、アンカーボルトにて固定することを特徴とする。
〔８〕上記〔７〕記載の複合高架橋の施工方法において、前記梁および床版に設けられたシース管に前記アンカーボルトを貫通させることを特徴とする。

〔９〕上記〔８〕記載の複合高架橋の施工方法において、前記シース管に前記アンカーボルトを貫通させた後、前記シース管にグラウトを注入することを特徴とする。
〔１０〕上記〔６〕記載の複合高架橋の施工方法において、前記ＣＦＴ柱の建て込みおよび前記梁および床版の配置は、高架橋施工予定位置近傍に配置された作業機械により行うことを特徴とする。

〔１１〕上記〔１０〕記載の複合高架橋の施工方法において、前記作業機械を移動させ、前記ＣＦＴ柱の建て込みと前記梁および床版の配置を順次行うことを特徴とする。

本発明によれば、狭隘な箇所での施工でも、期間を短縮し、かつ費用を低減して構築することができる複合高架橋の構築構造およびその複合高架橋の施工方法を提供することができる。すなわち、剛性の高いＣＦＴ柱の活用により、柱・基礎の数を減少させることができるので、コストの低減を図ることができる。また、ＰＣ梁・ＲＣの梁および床版とＣＦＴ柱との接合構造により、狭隘な箇所での施工も可能であり、施工期間を短縮しコストを縮減することができる。

特に、本発明のＣＦＴ柱を用いた複合高架橋の施工方法では、コンクリートの固化を待たずにＣＦＴ柱へ荷重をかけることができるので、柱建て込みからの作業時間を短縮することができ、急速施工が可能になる利点がある。

本発明の複合高架橋の施工の第１工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第２工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第３工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第４工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第５工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第６工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第７工程を示す模式図である。 本発明の複合高架橋の施工の第８工程を示す模式図である。 本発明の実施例を示す複合高架橋の側面図である。 本発明の実施例を示す複合高架橋の正面図である。 本発明の実施例を示す複合高架橋のＣＦＴ柱の先端部の斜視図である。 本発明の実施例を示す複合高架橋のＣＦＴ柱接合部の施工方法を示す断面図である。 本発明の実施例を示す複合高架橋の施工時の平面図（その１）である。 本発明の実施例を示す複合高架橋の施工時の平面図（その２）である。 従来の高架橋を示す側面図である。 従来の高架橋を示す正面図である。

本発明の複合高架橋の構築構造は、コンクリートを充填した鋼管からなるＣＦＴ柱と、このＣＦＴ柱上に配置され水平方向に移動させて構築可能なＰＣ・ＲＣの梁および床版と、前記ＣＦＴ柱と前記梁および床版とを接合するＣＦＴ柱接合部とを具備する。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
まず、狭隘な箇所での施工が行われる高架橋の施工について説明する。
図１〜図８は本発明の複合高架橋の施工の各工程を示す模式図であり、図１（ａ）〜図８（ａ）は正面図、図１（ｂ）〜図８（ｂ）は側面図である。
図１〜図８において、１は作業規制区域、２は車両、３は作業構台、４は作業機械、５は車両２が走行している作業規制区域１の外側に設置されるＣＦＴ（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｉｌｌｅｄ Ｔｕｂｕｌａｒ）柱、６はＣＦＴ柱５上に構築されるＰＣ・ＲＣの梁および床版である。

そこで、高架橋の施工は以下のような手順により行われる。
（１）まず、図１に示すように、作業機械４を載置する作業構台３を高架橋施工予定位置の外側に配置する。
（２）図２に示すように、作業構台３の内側の高架橋施工予定位置にＣＦＴ柱５の建て込みを一部行う。

（３）図３に示すように、ＣＦＴ柱５上にＰＣ・ＲＣの梁および床版６を構築する。
（４）次いで、図４に示すように、ＣＦＴ柱５の建て込みを行っていない位置まで作業構台３を移動させる。
（５）図５に示すように、上記（２）で建て込みを行っていない位置にＣＦＴ柱５の建て込みを行う。

（６）図６に示すように、上記（５）で建て込んだＣＦＴ柱５上にＰＣ・ＲＣの梁および床版６を構築する。
（７）図７に示すように、作業構台３の撤去を行う。
（８）図８に示すように、車両２の線路を構築した高架橋上に切り替える。
図９は本発明の実施例を示す複合高架橋の側面図、図１０はその複合高架橋の正面図、図１１は本発明の実施例を示す複合高架橋のＣＦＴ柱の先端部の斜視図である。

これらの図において、１１は高架橋、１２はＣＦＴ柱であり、このＣＦＴ柱１２は、図１１に示すように、コンクリート１２Ａを充填した鋼管１２Ｂからなり、高い剛性を持ち、急速施工が可能である。１３はＣＦＴ柱１２上に構築されるＰＣ梁（床版）、１４は高架橋１１上を走行する車両、１５はＣＦＴ柱接合部である。
本発明に用いるＣＦＴ柱１２は、上記したように、コンクリート１２Ａを充填した鋼管１２Ｂからなり、高い剛性を有しており、かつ従来のＲＣ柱に比べて強度が高く、したがって、設置する本数を減少させることができる。例えば、従来のＲＣ柱を６本で構成していたところを、ＣＦＴ柱４本に代えることができる。

このように、ＣＦＴ柱を活用することにより、柱・基礎の数を減少させることができ、コストの低減を図ることができる。
また、本発明のＣＦＴ柱を用いた複合高架橋の施工方法では、急速施工が可能である。すなわち、従来のＲＣ柱を用いた高架橋の施工方法では、ＲＣ柱を打設後コンクリートが固化するまでに１週間程度を要し、その間はＲＣ柱に荷重をかけることができないため、コンクリートが固化するまで作業を中断せざるを得なかった。一方、本発明のＣＦＴ柱を用いた複合高架橋の施工方法では、鋼管を使用し、その鋼管は溶接やボルトを使用して接合することができるため、コンクリートの固化を待たずにＣＦＴ柱に荷重をかけることができ、作業を中断する必要がない。そのため、柱建て込みからの大幅な作業時間の短縮が可能になる。

次に、上記図１〜８で説明した複合高架橋の施工工程における、ＣＦＴ柱とその上に構築されるＰＣ・ＲＣの梁および床版との接続について説明する。
図１２は本発明の実施例を示す複合高架橋のＣＦＴ柱接合部の施工方法（柱頭アンカーフレーム方式）を示す断面図である。
（１）まず、図１２（ａ）に示すように、アンカーフレーム２２が設置されたＣＦＴ柱２１の建て込みを行う。

（２）次に、図１２（ｂ）に示すように、ＣＦＴ柱２１のアンカーフレーム２２上にＰＣ梁（床版）２３を載せる。このＰＣ梁２３にはシース管２４を有するアンカーフレーム２５が設けられている。
（３）図１２（ｃ）に示すように、ＣＦＴ柱２１のアンカーフレーム２２上でＰＣ梁２３を水平移動させて、ＰＣ梁２３のアンカーフレーム２５とＣＦＴ柱２１のアンカーフレーム２２とを対応させ、ＰＣ梁２３の位置決めを行う。

（４）図１２（ｄ）に示すように、シース管２４内にアンカーボルト２６を設置することにより、ＰＣ梁２３をＣＦＴ柱２１へ強固に固定する。
（５）図１２（ｅ）に示すように、シース管２４およびアンカーボルト２６の上部２８にグラウト２７，２９を注入する。
このようなＰＣ梁とＣＦＴ柱の接合構造とすることにより、ＣＦＴ柱２１へＰＣ梁２３を強固に固定し、堅牢な複合高架橋を構築することができる。

図１３，図１４は本発明の実施例を示す複合高架橋の施工時の平面図である。
図３に示すような先に構築したＰＣ梁（床版）に対して図６に示すような後から構築するＰＣ梁（床版）を接続する際には、図１３に示すように、先に構築したＰＣ梁２３に対して後から構築するＰＣ梁３１，３２を矢印のように回転させながら、スリーブ継手３３，３４を挿入するようにしている。そして、所定の位置にＰＣ梁３１，３２を設置した後、図１２（ｄ），（ｅ）に示すように、ＣＦＴ柱２１にＰＣ梁２３を固定するため、アンカーボルト２６を挿入しシース管２４にグラウト２７を注入することで、図１４に示すようにＣＦＴ柱接合部を堅牢に構築することができる。

このように構成することにより、ＣＦＴ柱２１上にＰＣ梁２３を強固に接合するとともに、先に構築したＰＣ梁２３と後から構築するＰＣ梁３１，３２とを固定することができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の複合高架橋の構築構造およびその複合高架橋の施工方法は、狭隘な箇所でも短い期間で施工することができ、かつ費用を低減することができる複合高架橋の施工方法として利用可能である。

１ 作業規制区域
２，１４ 車両
３ 作業構台
４ 作業機械
５，１２，２１ ＣＦＴ柱
６，１３，２３，３１，３２ 床版（ＰＣ梁）
１１ 高架橋
１２Ａ コンクリート
１２Ｂ 鋼管
１５ ＣＦＴ柱接合部
２２ ＣＦＴ柱のアンカーフレーム
２４ シース管
２５ ＰＣ梁（床版）のアンカーフレーム
２６ アンカーボルト
２７，２９ グラウト
２８ アンカーボルトの上部
３３，３４ スリーブ継手

Claims (11)

1. （ａ）コンクリートを充填した鋼管からなるＣＦＴ柱と、
   （ｂ）該ＣＦＴ柱上に配置され水平方向に移動させて構築可能なＰＣ・ＲＣの梁および床版と、
   （ｃ）前記ＣＦＴ柱と前記梁および床版とを接合するＣＦＴ柱接合部とを具備することを特徴とする複合高架橋の構築構造。
2. 請求項１記載の複合高架橋の構築構造において、前記ＣＦＴ柱の上部にアンカーフレームが設置されていることを特徴とする複合高架橋の構築構造。
3. 請求項２記載の複合高架橋の構築構造において、前記ＣＦＴ柱接合部は、前記ＣＦＴ柱に設置されたアンカーフレームと前記梁および床版に設置されたアンカーフレームとを、前記梁および床版を水平方向に移動させることにより位置合わせし、アンカーボルトにて固定することを特徴とする複合高架橋の構築構造。
4. 請求項１記載の複合高架橋の構築構造において、前記梁および床版は前記アンカーボルトを貫通させるシース管を具備することを特徴とする複合高架橋の構築構造。
5. 請求項４記載の複合高架橋の構築構造において、前記シース管に前記アンカーボルトを貫通させた後、前記シース管にグラウトを注入することを特徴とする複合高架橋の構築構造。
6. （ａ）コンクリートを充填した鋼管からなるＣＦＴ柱を建て込み、
   （ｂ）該ＣＦＴ柱上にＰＣ・ＲＣの梁および床版を水平方向に移動させて配置し、
   （ｃ）前記ＣＦＴ柱と前記梁および床版とを接合することを特徴とする複合高架橋の施工方法。
7. 請求項６記載の複合高架橋の施工方法において、前記ＣＦＴ柱に設置されたアンカーフレームと前記梁および床版に設置されたアンカーフレームとを、前記梁および床版を水平方向に移動させることにより位置合わせし、アンカーボルトにて固定することを特徴とする複合高架橋の施工方法。
8. 請求項７記載の複合高架橋の施工方法において、前記梁および床版に設けられたシース管に前記アンカーボルトを貫通させることを特徴とする複合高架橋の施工方法。
9. 請求項８記載の複合高架橋の施工方法において、前記シース管に前記アンカーボルトを貫通させた後、前記シース管にグラウトを注入することを特徴とする複合高架橋の施工方法。
10. 請求項６記載の複合高架橋の施工方法において、前記ＣＦＴ柱の建て込みおよび前記梁および床版の配置は、高架橋施工予定位置近傍に配置された作業機械により行うことを特徴とする複合高架橋の施工方法。
11. 請求項１０記載の複合高架橋の施工方法において、前記作業機械を移動させ、前記ＣＦＴ柱の建て込みと前記梁および床版の配置を順次行うことを特徴とする複合高架橋の施工方法。