JP5041481B2 - 既設支承装置の更新方法及び更新構造 - Google Patents

Description

本発明は、高架道路橋、橋梁等の既設支承装置を撤去し、新設の支承装置に更新する既設支承装置の更新方法と更新構造に関する。

ベースプレートをアンカーボルトによって下部構造に固定する鋼製あるいは弾性支承装置を、タイプＢの鋼製または弾性支承装置に交換する既設支承装置の更新方法が知られている。
特開２００４−３００８９７号公報 道路橋示方書（Ｖ耐震設計編）社団法人日本道路協会、２００２年４月１０日発行、Ｐ．２４５参照

既設支承装置を更新する場合、更新される支承装置には、保有耐力法により耐震性能を高めることが要求される。この要求に対応するためには、更新され新設された支承装置と上部構造である既設桁との連結をより確実にする必要がある。

既設桁が鋼製である場合、鋼製既設桁とソールプレートを連結固定する溶接部に肉盛りを形成することにより容易に補強し要求される耐震性能を有するようにすることができるが、既設桁がコンクリート製桁の場合、ソールプレートと既設コンクリート製桁とはアンカーボルトにより連結固定される。しかし、この連結固定手段では連結固定部の強度を要求される耐震性能まで高めることに困難性があった。

本発明は、前記従来技術の持つ課題を解決する、既設コンクリート製桁と更新された新設支承装置との連結固定が容易で、耐震性能を高めることができる既設支承装置の更新方法及び更新構造を提供することを目的とする。

本第１発明は、既設支承装置の更新方法において、下部構造上の既設支承装置を撤去した後、上部構造である既設コンクリート製桁の側面及び下面をはつり作業によりかぶりコンクリートの厚さを越え鉄筋の内側に空間が形成され鉄筋が完全に露出するように除去し、その後、底板部と、前記底板部から垂直に立設する両側壁部と、前記両側壁部にかぶるコンクリートの厚さを越え先端部が露出した鉄筋の内側の空間に位置するように突出する複数の補強兼定着用リブと、を有する鋼製取付部材を前記コンクリート製桁の外側に配置し、前記コンクリート製桁と鋼製取付部材との間に固化性充填材を充填し固化させて一体化することを特徴とする。

本第２発明は、本第１発明の既設支承装置の更新方法において、前記固化性充填材として無収縮モルタルを用いることを特徴とする。

本第３発明は、本第１又は第２発明の既設支承装置更新方法において、新設支承装置の上部と前記鋼製取付部材の前記底板部とを溶接又はボルト連結により固定することを特徴とする。

本第４発明は、既設支承装置の更新構造において、はつり作業により下面と側面がコンクリートの厚さを越え鉄筋の内側に空間が形成され鉄筋が完全に露出するように除去された既設コンクリート製桁と、その外側に配される底板部、前記底板部から垂直に立設する両側壁部、前記両側壁部にかぶりコンクリートを越え先端部が露出した鉄筋の内側の空間に位置するように突出する補強兼定着用リブを有する鋼製取付部材とが、固化性充填材により一体化され、前記鋼製取付部材の前記底板部が新設支承装置に固定されていることを特徴とする。

本発明の既設支承装置の更新方法において、下部構造上の既設支承装置を撤去した後、上部構造である既設コンクリート製桁の側面及び下面をはつり作業によりかぶりコンクリートの厚さを越え鉄筋の内側に空間が形成され鉄筋が完全に露出するように除去し、その後、底板部と、前記底板部から垂直に立設する両側壁部と、前記両側壁部にかぶるコンクリートの厚さを越え先端部が露出した鉄筋の内側の空間に位置するように突出する複数の補強兼定着用リブと、を有する鋼製取付部材を前記コンクリート製桁の外側に配置し、前記コンクリート製桁と鋼製取付部材との間に固化性充填材を充填し固化させて一体化する構成により、鋼製取付部材の補強兼定着部材がかぶりコンクリートの厚さを越えて鉄筋内に位置するのでコンクリート製桁と鋼製取付部材が強固に一体化され、既設コンクリート製桁の支承取付部の強度を向上させ、新設の支承装置との連結固定も鋼材同士の連結固定となるので、溶接、ボルト固定等の高強度の連結固定が可能となり、耐震性能を向上することができる。
固化性充填材として無収縮モルタルを用いる構成により、硬化時のひび割れ等を防止でき、高強度のコンクリート躯体を形成できる。
新設支承装置の上部の連結鋼板と鋼製取付部材の底板部とを溶接又はボルト連結により固定する鋼製により、高強度の連結固定により、更新された新設支承装置の耐震性能を向上することができる。
既設支承装置の更新構造において、はつり作業により下面と側面がコンクリートの厚さを越え鉄筋の内側に空間が形成され鉄筋が完全に露出するように除去された既設コンクリート製桁と、その外側に配される底板部、前記底板部から垂直に立設する両側壁部、前記両側壁部にかぶりコンクリートを越え先端部が露出した鉄筋の内側の空間に位置するように突出する補強兼定着用リブを有する鋼製取付部材とが、固化性充填材により一体化され、前記鋼製取付部材の前記底板部が新設支承装置に固定されている構成により、鋼製取付部材の補強兼定着部材がかぶりコンクリートの厚さを越えて鉄筋内に位置するのでコンクリート製桁と鋼製取付部材が強固に一体化され、既設コンクリート製桁の支承取付部の強度を向上させ、新設の支承装置との連結固定も鋼材同士の連結固定となるので、溶接、ボルト固定等の高強度の連結固定が可能となり、耐震性能を向上することができる。

本発明の実施の形態を図により説明する。図１は更新前の支承装置の一実施形態を示す図である。

上部構造の既設コンクリート製桁１は、その下部にソールプレート２がアンカーボルト３により固定されている。橋脚等のコンクリート製の下部構造４上にアンカーボルト５により既設支承装置６が固定されている。既設支承装置６は、ベースプレート８と弾性支承体１０により構成される。既設支承装置６の弾性支承体１０上にソールプレート２が載置され、ベースプレート８に一端を固定されたサイドブロック７の係合部がソールプレート２と係合し上揚力止めの機能を果たす。

図１に示される状態から、新設支承装置に更新するため、既設支承装置６とソールプレート２を係合しているサイドブロックの固定を解除し、下部構造４をはつり作業により既設支承装置６を固定しているアンカーボルト５が露出するまで除去し、アンカーボルト５を切断し、既設支承装置６を撤去する。

その後、既設コンクリート製桁１の支承装置取付部の側面及び底面をはつり作業により、かぶりコンクリートの厚さを越えて内部の鉄筋１４が露出するように破砕除去する。その後、アンカーボルト３が鉄筋１４から下に突き出さないように切断し、ソールプレート２を撤去する。図２は、はつり作業が終了し、鉄筋３を切断し、ソールプレート２を撤去した状態の既設コンクリート製桁１を示す図である。

図３は、図２の状態の既設コンクリート製桁１の外側に配置される鋼製取付部材２４を示す図である。鋼製取付部材２４は、底板部２５と底板部から垂直に立設する一対の側壁部２３を有する。側壁部２３間の間隔ははつり作業前の既設コンクリート製桁１の側壁の間の間隔とほぼ同じにする。側壁部２３は、水平板部２３ｂと溶接等の連結手段により断面Ｌ字形に形成する。また、水平板部２３ｂと一体に形成してＬ字形としても良い。水平板部２３と底板部２５を複数のボルト２３ａで連結することにより側壁部２３を底板部２５に固定する。水平板部２３ｂを底板部２５に溶接により固定して側壁部２３を底板部２５に固定しても良い。

側壁部２３には、内側方向に伸びる補強兼定着部２２が複数溶接により固定される。補強兼定着部２２の一部は、図２に示されるはつり作業後の既設コンクリート製桁１の外側に鋼製取付部材２４を配置した状態で、鉄筋１４の内側に位置するよう突出長さを有する。そのため、補強兼定着部２２の配置は鉄筋１４と干渉しない位置とする。底板部２５にも、側壁部２３に配置した補強兼定着部２２を配置しても良い。図３に示される補強兼定着部２２は、底板部２５に対して垂直な状態で配置されているが、底板部２５に対して斜め方向に配置しても良いし、それぞれの向きが異なる斜め方向の配置にしても良い。補強兼定着部２２の配置数は適宜設計する。また、側壁部２３の両側端には、外側方向に向く補強リブ２６が溶接により固定されて配置される。

鋼製取付部材２４を図２に示されるはつり後の既設コンクリート製桁１の外側に位置決めして配置する。型枠を設置後、無収縮モルタル等の固化性充填材３４を充填し固化させ、既設コンクリート桁１と鋼製取付部材２４を一体化し、支承更新用コンクリート製桁１Ａを形成する。支承更新用コンクリート製桁１Ａは、鋼製取付部材２４の補強兼定着部２２が固化性充填材３４によるかぶるコンクリートを越えて鉄筋１４内に位置することにより定着性を向上させ、支承更新用コンクリート製桁１Ａを高強度とする。

図４は、鋼製取付部材２４と一体化された支承更新用コンクリート製桁１Ａと新設支承装置２１とを連結固定した状態を示す図である。既設支承装置６を撤去後の下部構造４に新たに新設アンカーボルト用孔１７を穿孔し、新設アンカーボルト２０を配置する。新設アンカーボルト２０は、短尺なものを使用し、支持力を得るために下部構造４の鉄筋にその端部を溶接等で固定する。新設アンカーボルト２０に新設ベースプレート１８を固定し、新設ベースプレート１８上に弾性層３６、上部鋼板３５を積層した新設支承装置２１が載置される。新設支承装置２１は、新設ベースプレート１８に一端を螺着されたせん断キー３７が、弾性層３６、上部鋼板３５を貫通して配置される。さらにせん断キー３７は、新設ソールプレート２Ａを貫通し、その上端には、新設ソールプレート２Ａに形成した凹部でナット３８が螺着され、新設支承装置２１と新設ソールプレート２Ａが連結される。

その後、鋼製取付部材２４と一体化した支承更新用コンクリート製桁１Ａの底板部２５と新設ソールプレート２Ａとを溶接又はボルトにより連結固定する。新設支承装置２１と支承更新用コンクリート製桁１Ａの連結は、鋼材同士の連結となるため高強度の連結ができ支承装置の耐震性能を向上させる。

その後、はつり作業により除去した下部構造４に無収縮モルタル等の固化性充填材１９を打ち込み、新設支承装置２１をアンカーボルト２０を介して下部構造４に固定する。

図４に示される新設支承装置２１として、せん断キー３７を配置した弾性支承装置を一例として説明したが、鋼製支承装置等の他の支承装置を新設支承装置として用いても良い。

既設支承装置６の更新方法の工程を図５（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図６（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図７（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）、図８（ａ）（ｂ）により説明する。

図５（ａ）に示される既設支承装置６の更新方法の第１の工程は、ベースプレート８にボルトにより連結されているサイドブロック７を取り外す。サイドブロック７を取り外すことにより、既設支承装置６とソールプレート２が固定されたコンクリート製桁１との係合が解除される。

図５（ｂ）に示される第２工程では、ベースプレート８の下部の下部構造４をはつり作業により除去し、ベースプレート８下のアンカーボルト５が露出するようにする。

図５（ｃ）に示される第３工程では、ベースプレート８下のアンカーボルト５を切断する。アンカーボルト５を切断することによりベースプレート８と弾性支承体１０からなる既設支承装置６は、上下構造１、４に拘束されない状態になる。

図５（ｄ）に示される第４工程では、既設支承装置６を撤去する。

図６（ａ）に示される第５工程では、既設コンクリート製桁１の側面及び下面を、はつり作業によりかぶりコンクリートの厚さを越えて鉄筋１４が露出するまで除去する。

図６（ｂ）に示される第６工程では、アンカーボルト３により固定されているソールプレート２の固定を解除し、撤去する。

図６（ｃ）に示される第７工程では、はつり作業により凹部の形成された下部構造４に、新設アンカーボルト用孔１７を穿孔する。新設アンカーボルト用孔１７は、下部構造４の鉄筋が露出する程度の深さとする。

図６（ｄ）に示される第８工程では、新設アンカーボルト用孔１７に新設アンカーボルト２０を配置する。新設アンカーボルト２０は短尺なものが用いられ、支持力を得るため、その下端部を露出した鉄筋に溶接等で固定する。

図７（ａ）に示される第９工程では、新設アンカーボルト２０に新設ベースプレート１８、弾性層３６、上部鋼板３５からなる新設支承装置２１と、せん断キー３７により連結された新設ソールプレート２Ａを設置する。

図７（ｂ）に示される第１０工程では、はつり作業により鉄筋１４が露出する状態の既設コンクリート製桁の外側に図３に示される鋼製取付部材２４を位置決めして配置する。

図７（ｃ）に示される第１１工程では、新設支承装置２１に連結された新設ソールプレート２Ａと鋼製取付部材２４の底板部２５とを溶接又はボルト止め等の固定手段で固定する。

図７（ｄ）に示される第１２工程では、はつり作業により鉄筋が露出する状態の既設コンクリート製桁と鋼製取付部材２４に型枠を組立て、無収縮モルタル等の固化性充填材３４を打設する。

図８（ａ）に示される第１３工程では、はつり作業により凹部が形成された下部構造４に型枠を組立て、無収縮モルタル等の固化性充填材１９を打設する。

図８（ｂ）に示される第１４工程では、固化性充填材３４，１９の固化後型枠を取り外し、図４に示される新設支承装置２１に更新される。

本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）本発明の実施形態を示す図である。 （ａ）（ｂ）本発明の実施形態を示す図である。

符号の説明

１：既設コンクリート製桁、１Ａ：支承更新用コンクリート製桁、２：ソールプレート、２Ａ：新設ソールプレート、３：アンカーボルト、４：下部構造、５：アンカーボルト、６：既設支承装置、７：サイドブロック、８：ベースプレート、１０：弾性支承体、１４：鉄筋 、１７：新設アンカーボルト用孔、１８：新設ベースプレート、１９：固化性充填材、２０：新設アンカーボルト、２１：新設支承装置、２２：補強兼定着用リブ、２３：側壁部、２３ａ：ボルト、２３ｂ：水平板部、２４：鋼製取付部材、２５：底板部、１６：補強リブ、３５：上部鋼板、３６：弾性層、３７：せん断キー、３８：ナット

Claims (4)

1. 下部構造上の既設支承装置を撤去した後、
   上部構造である既設コンクリート製桁の側面及び下面をはつり作業によりかぶりコンクリートの厚さを越え鉄筋の内側に空間が形成され鉄筋が完全に露出するように除去し、
   その後、底板部と、前記底板部から垂直に立設する両側壁部と、前記両側壁部にかぶるコンクリートの厚さを越え先端部が露出した鉄筋の内側の空間に位置するように突出する複数の補強兼定着用リブと、を有する鋼製取付部材を前記コンクリート製桁の外側に配置し、前記コンクリート製桁と鋼製取付部材との間に固化性充填材を充填し固化させて一体化することを特徴とする既設支承装置の更新方法。
2. 前記固化性充填材として無収縮モルタルを用いることを特徴とする請求項１に記載の既設支承の更新方法。
3. 新設支承装置の上部と前記鋼製取付部材の前記底板部とを溶接又はボルト連結により固定することを特徴とする請求項１又は２に記載の既設支承装置の更新方法。
4. はつり作業により下面と側面がコンクリートの厚さを越え鉄筋の内側に空間が形成され鉄筋が完全に露出するように除去された既設コンクリート製桁と、その外側に配される底板部、前記底板部から垂直に立設する両側壁部、前記両側壁部にかぶりコンクリートを越え先端部が露出した鉄筋の内側の空間に位置するように突出する補強兼定着用リブを有する鋼製取付部材とが、固化性充填材により一体化され、前記鋼製取付部材の前記底板部が新設支承装置に固定されていることを特徴とする既設支承装置の更新構造。

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