(57)【要約】      （修正有）【課題】ヒンジ部の抜本的な補強方法を提供してヒンジ部をほぼ完璧に補強し、橋梁全体を連続化する補強構造にして、施工時及び供用時に設計値を上回る垂れ下がりや破損と劣化を防ぐと共に、安全で快適な走行性を確保する。【解決手段】橋桁２のコンクリートを打設する所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材６を配置し緊張定着して弾性張力を生じさせた後に、上記の所定範囲内に所要箇所にジャッキを設置し、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、前記ＰＣ鋼材６に弾性張力をさらに増やし、前記ジャッキを押し出した状態で上記の範囲にコンクリート１０を打設して硬化させ、該コンクリート１０硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材６に生じさせた弾性張力を解放してプレストレスとして上記範囲内のコンクリート１０に付与する。【選択図】図７
2020063598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強方法であって、
コンクリートを打設する所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着して該ＰＣ鋼材に弾性張力を生じさせた後に、上記の所定範囲内に所要箇所にジャッキを設置し、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力をさらに増やし、
前記ジャッキを押し出した状態で上記の範囲にコンクリートを打設して硬化させ、
該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせた弾性張力を解放してプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与すること
を特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法。
【請求項２】
前記範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで鉄骨鋼材を配置し、増し打ちコンクリートで橋桁と一体化すること
を特徴とする請求項１に記載のＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法。
【請求項３】
ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強構造であって、
コンクリートを打設する所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着されて該ＰＣ鋼材に弾性張力が生じた後に、上記の所定範囲内の所要箇所にジャッキが設置され、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力が与えられると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力がさらに生じさせられ、
前記ジャッキを押し出した状態で上記範囲にコンクリートが打設されて硬化し、
該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせられた弾性張力が解放されてプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与されること
を特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強構造。
【請求項４】
前記範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで鉄骨鋼材が配置され、増し打ちコンクリートで橋桁と一体化されること
を特徴とする請求項３に記載のＰＣ桁橋のヒンジ部補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新設および既設を問わず、ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強方法および補強構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の支間中央部にヒンジを有する連続ＰＣ桁橋は、ヒンジにより任意の橋脚から進められ、分割施工ができることと、断面力が施工時と供用時でほぼ一致するという利点がある。また、連続桁橋の支間の中間部に適当なヒンジを挿入した形式で、ゲルバー桁橋と呼ばれるものがあり、ヒンジがあるため静定構造となり、上部構造内に無理な応力や変形が生じないため有利となり、全体の桁高が小さくて済む等という長所がある。
【０００３】
上記のようなヒンジ部を有する連続ＰＣ桁橋は古くから数多く建設されてきたが、近年、通過車両の重量制限が緩和され上昇することによってヒンジ部の破損、または、橋面からの雨水で水分供給が多いなどにより、ヒンジ部の劣化現象が急増してきたため、補強を施すことが必要となった。また、高速道路では車両が高速走行時に、ヒンジ部で発生する騒音や振動が走行性を阻害することにより、ヒンジ部を連続化して走行性を高めるように、いわゆるノージョイント化することが要求されている。
【０００４】
また、新設の場合に、橋下の立地に制約されて支保工が施工できない時には、橋脚上から左右に片持ち状態で橋桁を１ブロックずつ順次構築する、いわゆる片持ち張出架設工法が採用されている。この工法は、移設可能なレールを既設橋体ブロック上に仮固定し、そのレール上に移動作業車（ワーゲン）を前後進可能に設置し、この移動式作業車から次の新設橋体ブロックの型枠支持部材や足場を前方に張出して吊設支持し、この支持部材上に型枠、鉄筋、ＰＣ鋼材などを組み立てて、コンクリートを打設して、当該ブロックにプレストレスを導入して構築する現場打ち張出架設桁橋を構築するものが公知になっている。
【０００５】
従って、片持ち状態に張り出して施工された径間の中央閉合部は、ヒンジの状態となり、片持ち梁形式のままであるから、常時受ける車両や風等による振動が左右不均一のため、破損し易いばかりでなく、頻繁にメンテナンスが必要となりランニングコストが高く付くことになるのであり、両側から張出架設されて中央部で突合せをする閉合部を強固な一区画とすることに解決課題を有する。
【０００６】
ヒンジ部の補強構造および補強方法については、種々の提案がなされている。
新設桁橋についての提案としては、張出架設工法により構築される橋桁において、径間の閉合部となる中央区画の主桁断面に、中央区画の断面下部に該区画を貫通して隣接区画の張出橋体ブロックの上面に亘って湾曲状にＰＣ鋼材が配置されて緊張定着されることによって主桁にプレストレスが付与されることを特徴とするＳＰＣ桁橋構造である（特許文献１参照）。
【０００７】
この構造によれば、主桁断面上部に配置されたＰＣ鋼材が径間の中央区画をラップ状態に貫通したことによって、中央閉合部の全断面にプレストレスが付与されているから、主要幹線道路として使用される場合において、大型車両や風等の振動荷重によって断面上下端に引張応力が発生しても打ち消され、橋梁全体の安全性及び耐久性を確保することができる、というものである。
【０００８】
また、既設桁橋についての提案としては、所定の打ち替え範囲で既設ヒンジ部を切断して撤去し、該打ち替え範囲内の所要箇所にジャッキと共に該ジャッキを囲う枠を設置し、該ジャッキの押出により打ち替え範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与え、前記ジャッキを押し出した状態で上記打ち替え範囲にコンクリートを打設して硬化させ、該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて枠と共に取り外すことによって打ち替え範囲内のコンクリートにプレストレスを付与することを特徴とする既設桁橋のヒンジ部補強方法である（特許文献２参照）。
【０００９】
この補強方法によれば、打ち替え範囲（打ち替え部）にジャッキを設置して押し出した状態で、即ち、ジャッキを作動させてストロークを延ばしてジャッキの押出により打ち替え範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えている状態でコンクリートを打設し、コンクリート硬化後にジャッキを緩めて（延ばしてあったストロークを元に戻す）取り外すことによって打ち替え範囲内のコンクリートにプレストレスを付与することにより、打ち替え部の施工時の初期ひび割れ発生および供用時のひび割れ発生を抑制し、橋面からの雨水などの水分供給によるコンクリートの劣化を防ぐことができると共に、ヒンジ部を連続化した打ち替え部に引張力が生じにくい状態になり応力改善に寄与する効果が顕著である、というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特許第５２８２１６１号の特許公報
【特許文献２】特許第５７１６１１７号の特許公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
前記特許文献１の技術において、中央区画の断面下部に該区画を貫通して隣接区画の張出橋体ブロックの上面に亘って湾曲状にＰＣ鋼材が配置されて緊張定着されることによって連続ＰＣ桁橋のヒンジ部を含む中央閉合部の応力が改善されているが、中央閉合部が完成した後に湾曲状なＰＣ鋼材を配置して緊張定着するため、施工時における橋軸方向に発生するコンクリートの乾燥収縮やクリープ変形に対しては抑制することはできないばかりではなく、施工時にヒンジ部を含む中央閉合部に発生した設計値を上回る垂れ下がりに対しては持ち上げることはできないという問題点を有している。
【００１２】
特許文献２の技術においても、施工時に打ち替え範囲内に連結鋼材がなくジャッキのみであり、ジャッキがものの間に挟んで両者が対向方向に発生する伸び変形に対して抑制するものなので、対向方向に両者が離れて行く縮みに効かないため、打設後のコンクリートの乾燥収縮やクリープ変形に対して抑えきれず、ジャッキの押出力を維持することが難しいから、コンクリート硬化後ジャッキを緩めて取り外した後に、ジャッキの押出力によるコンンクリートに付与するプレストレスが所定の値にならず、ヒンジ部が設計値を上回る垂れ下がりが発生する恐れがある。
【００１３】
そこで、本発明は、ヒンジ部の抜本的な補強方法を提供してヒンジ部をほぼ完璧に補強し、橋梁全体を連続化する補強構造にして、施工時及び供用時に設計値を上回る垂れ下がりや破損と劣化を防ぐと共に、安全で快適な走行性を確保することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前述の従来例の課題を解決する具体的手段として、本発明は、ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強方法であって、コンクリートを打設する所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着して該ＰＣ鋼材に弾性張力を生じさせた後に、上記の所定範囲内に所要箇所にジャッキを設置し、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力をさらに増やし、前記ジャッキを押し出した状態で上記の範囲にコンクリートを打設して硬化させ、該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせた弾性張力を解放してプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与することを特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法を提供するものである。
【００１５】
上記ヒンジ部補強方法の発明において、前記所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで鉄骨鋼材を配置し、増し打ちコンクリートで橋桁と一体化すること、を付加的な要件として含むものである。
【００１６】
また、本発明では、ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強構造であって、コンクリートを打設する所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着されて該ＰＣ鋼材に弾性張力が生じた後に、上記の所定範囲内の所要箇所にジャッキが設置され、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力が与えられると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力がさらに生じさせられ、前記ジャッキを押し出した状態で上記範囲にコンクリートが打設されて硬化し、該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせられた弾性張力が解放されてプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与されることを特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強構造を提供するものである。
【００１７】
前記ヒンジ部補強構造の発明において、前記所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで鉄骨鋼材が配置され、増し打ちコンクリートで橋桁と一体化されること、を付加的な要件として含むものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るヒンジ部補強方法および補強構造によれば、以下に示す通りの効果を奏する。
１、ヒンジ部を含むコンクリートを打設する所定範囲を補強範囲として当該範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで先にＰＣ鋼材を配置し緊張定着して該ＰＣ鋼材に弾性張力を生じさせた後に、ジャッキを設置して押し出した状態で、即ち、ジャッキを作動させてストロークを延ばしてジャッキの押出により当該（補強）範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、ＰＣ鋼材に弾性張力をさらに増やした状態でコンクリートを打設して硬化させ、コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって当該（補強）範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせられた弾性張力を解放してプレストレスとして当該（補強）範囲内のコンクリートに付与することによって、ヒンジ部を含む当該範囲内において、コンクリート打設開始前から硬化まで、ジャッキの押出力のみでなく、ＰＣ鋼材の弾性張力が発生しており、その弾性張力が常に戻そうとする力になり、当該（補強）範囲内のコンクリートに圧縮力として作用しているため、打設後のコンクリートの乾燥収縮やクリープ変形によるジャッキの押出力のロスを補い、コンクリートの変形を有効に抑え、コンクリート硬化後にジャッキを緩めて、解放されたジャッキの圧縮力とＰＣ鋼材の弾性張力が所定のプレストレスに変わって当該（補強）範囲内のコンクリートに与えることができ、施工時のみならず供用時の垂れ下がりを確実に防ぐことができる。
２、ＰＣ鋼材を配置したことによって、上記（補強）範囲内のコンクリートに与えるプレストレスの一部をＰＣ鋼材に生じさせることになり、ジャッキの容量や数を減らすことができ、施工性向上と共にコスト軽減を図ることができる。
３、ヒンジ部を含むコンクリートを打設する所定範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせられた弾性張力を解放してプレストレスとして当該（補強）範囲内のコンクリートに付与することによって、当該（補強）範囲部の施工時の初期ひび割れ発生および供用時のひび割れ発生を抑制し、橋面からの雨水などの水分供給によるコンクリートの劣化を防ぐことができると共に、ヒンジ部を連続化した補強範囲部に引張力が生じにくい状態になり応力改善に寄与する効果が顕著である。
４、ヒンジ部を含む所定範囲に鉄骨鋼材を配置することにより、所定範囲の橋桁断面耐力が大幅に向上し、ヒンジ部が連続した状態になるので、供用中の破損を防ぐことができるという優れた効果を奏する。
５、ヒンジ部を連続化したことにより、車両の高速走行で発生する騒音や振動を減らすことができるので、安全で快適な走行性を確保できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明が適用される一般的な箱桁構成された既設のＰＣ桁橋であって、図（ａ）は支間の中央部にヒンジ部を有する既設桁橋を示し、図（ｂ）は中間部に２箇所のヒンジ部を有する既設桁橋をそれぞれ略示的に示した説明図である。
【図２】本発明に係る補強方法の第１の実施形態を示すもので、図（ｃ）は図１の図（ａ）に係るヒンジ部の補強しようとする要領を拡大して示した説明図であり、図（ｄ）は図（ｃ）のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図３】同実施の形態を示すもので、図（ｅ）は図１の図（ａ）に係るヒンジ部の補強しようとする部分を除去して拡大して示した説明図であり、図（ｆ）は図（ｅ）のＢ―Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】同実施の形態を示すもので、図（ｇ）は図３の図（ｅ）に係るヒンジ部の補強手順Iの状況を示した説明図であり、図（ｈ）は図（ｇ）のＣ―Ｃ線に沿う断面図である。
【図５】同実施の形態を示すもので、図（ｉ）は図４の図（ｇ）に続きヒンジ部の補強手順IIの状況を示した説明図であり、図（ｊ）は図（ｉ）のＤ―Ｄ線に沿う断面図である。
【図６】同実施の形態を示すもので、図（ｋ）は図５の図（ｉ）に引き続きヒンジ部の補強手順IIIの状況を示した説明図であり、図（ｌ）は図（ｋ）のＥ―Ｅ線に沿う断面図である。
【図７】同実施の形態を示すもので、図（ｍ）は図６の図（ｋ）に引き続きヒンジ部の補強手順IVの状況を示した説明図であり、図（ｎ）は図（ｍ）のＦ―Ｆ線に沿う断面図である。
【図８】同実施の形態を示すもので、図３（ｅ）と同じヒンジ部の補強しようとする部分を除去して拡大して示し、該ヒンジ部に鉄筋を配設する前の説明図である。
【図９】同実施の形態を示すもので、図（ｏ）は補強しようとするヒンジ部に鉄筋を配設した状態を示す説明図であり、図（ｐ）は図（ｏ）のＧ―Ｇ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明に係る補強方法の第２の実施形態を示すもので、図（ｑ）は補強しようとするヒンジ部に鉄骨鋼材を配設した状態を拡大して示した説明図であり、図（ｒ）は図（ｑ）のＨ―Ｈ線に沿う断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明を図示の実施の形態に係る複数の実施例について説明する。まず、ヒンジ部の形態について、図１の図（ａ）と図（ｂ）を用いて説明する。例えば、図（ａ）は、橋脚１に架設してあるＰＣ橋桁２を示すものであって、該橋桁２が最も一般的な箱桁で構成され、支間の中央部にヒンジ部３を有するものであり、図（ｂ）は、橋桁２の中間部にヒンジ部３、３を有するものである。
【００２１】
上記のようなＰＣ橋桁２のヒンジ部３を補強するに当たって、既設橋桁の場合、図２（ｃ）に示したように、ヒンジ部３を含む両側の橋桁２の打ち替え範囲として所定範囲４に渡って分割切断して除去する。この場合の分割切断は、例えば、仮設支柱等で分割切断する部分を支持した状態で、例えば、ワイヤーソー等の切断手段を用いて分割切断し、その分割切断した部分は、そのままクレーンでつり上げて搬出する。
【００２２】
橋桁２の両側の切断面には、図（ｄ）に示したように、ＰＣ橋桁２内に配設されていた鉄筋５および既設ＰＣ鋼材（図示省略）が切断されてその端面が露出している。この橋桁２の切断面において、ウォータージェットによりコンクリートを所要厚さ削り取って、鉄筋５およびＰＣ鋼材を所要長さ突出させ、ＰＣ鋼材については、その先端部に楔式定着具を取り付けて再定着する。なお、既設ＰＣ鋼材については、既設の定着具を撤去して再定着するまでは、グラウトによる付着のみで定着状態となるため、既設のグラウト状態を確認し、必要に応じてグラウト再充填作業を行う場合もある。
【００２３】
新設の橋桁２の場合、図３（ｅ）に示したように、一例として中央閉合部を示す。
この場合も、支持された両側の橋桁２の端部間はヒンジ部３を含む所定範囲４を補強範囲として所要の間隔を設ける。つまり、両側に張り出し工法によって構築された橋桁２の端面には、最初から所要長さの接続用鉄筋５を露出（突出）させておく。その橋桁２の端面における鉄筋５の配筋状況はＢ―Ｂ線視図として図（ｆ）に示す。また、図示は省略するが、構築された橋桁２内には複数のＰＣ鋼材が配置され橋桁２の端面に定着具を用いて緊張定着されている。
以上は、既設も新設も橋桁２の端部は略同様な状態（構造）に形成しておく。
【００２４】
次に、本発明のヒンジ部３に係る補強の実施手順（工程）について図４〜図７を用いて説明する。
［手順Ｉ］
図４（ｇ）、（ｈ）に示したように、ヒンジ部３となる部分にコンクリートを打設するために、所定範囲４を残して両側から張り出し工法によって構築された橋桁２に、橋軸方向に所要長さまで複数本のＰＣ鋼材６を配置し、橋桁２の端部に定着部７を設けて該ＰＣ鋼材６の端部を緊張定着する。この場合の定着部７は鋼製ブロックまたはコンクリートブロックのいずれかとしてよいし、また増し打ちコンクリートとしてもよい。
【００２５】
定着部７においては、例えば、ナット等の所要の定着具８を配置して該ＰＣ鋼材６を緊張定着する。なお、図示ではＰＣ鋼材６はＰＣ鋼棒としているが、ＰＣ鋼より線からなるＰＣケーブルとしてもよい。ＰＣ鋼棒を用いる場合に、ＰＣ鋼棒の外に鋼管シースを付けて外ケーブル方式とすることが好ましい。また、ＰＣ鋼より線を用いる場合に、ＰＣ鋼より線の心線と側線にそれぞれ合成樹脂防錆塗膜が形成されたＰＣ鋼より線に、さらにポリエチレン被覆を施したＰＥ被覆全素線防錆塗装型ＰＣ鋼より線、いわゆる、アンボンド二重防錆ＰＣ鋼より線を用いる。この場合は、ＰＣ鋼より線からなるＰＣケーブルの外に鋼管シースは不要とすることが可能である。図示のように、該ＰＣ鋼材６を緊張定着することによって、ＰＣ鋼材６に弾性張力（矢印ａ）を生じさせることができる。なお、この段階で、当然の事として対抗する橋桁２の端面に突出する各鉄筋５間に新たな鉄筋（図示せず）をそれぞれ熔接して配筋しておくのである。
【００２６】
［手順II］
図５（ｉ）、（ｊ）に示したように、両橋桁２の端部における対向する面の所定範囲４内において、複数箇所（好ましくは４辺）にジャッキ９を設置し、該ジャッキ９の押出作用により該範囲の両側の橋桁２の断面に圧縮力（矢印ｂ）を与えると共に、前記ＰＣ鋼材６に弾性張力をさらに増やすことができる。
【００２７】
［手順III］
図６（ｋ）、（ｌ）に示したように、前記手順IIでジャッキ９により両橋桁２の端部を押し拡げる作用を付与した状態で、ヒンジ部３となる部分に、両橋桁２の端部の形状に対応させて所要の枠組をし、ジャッキ９を取り囲むように囲い（カバー）をしてから所定範囲４内にコンクリート１０を打設して硬化させる。
【００２８】
［手順IV］
図７（ｍ）、（ｎ）に示したように、打設したコンクリート１０が硬化した後にジャッキ９を緩めて取り外すことによって、両側の橋桁２の断面に与えられた圧縮力（矢印ｂ）およびＰＣ鋼材６に生じさせた弾性張力を解放して、解放された圧縮力及び弾性張力はプレストレスとして所定範囲４内のコンクリート１０に付与されるので該範囲は補強される。その後に、ジャッキ９の囲い（カバー）を外して生じた穴に、穴埋めコンクリート１１をそれぞれ充填することにより、前記打設したコンクリート１０がヒンジ部３となるのである。
【００２９】
前記実施例において、ＰＣ鋼材６としてＰＣ鋼棒を用いて外側に鋼管シースを付ける場合には、鋼管シース内にグラウトを充填してＰＣ鋼棒を防錆処理する。ＰＣ鋼材を緊張定着することが望ましいが、その緊張力については、ジャッキ９の押出によってＰＣ鋼材６に増やした弾性張力を含めて鋼材の弾性範囲内に抑え、その合計は、０．７Ｐｙ以下とする（Ｐｙ：ＰＣ鋼材の降伏力）。要するに、ジャッキ９の押出によってＰＣ鋼材に増やした弾性張力が０．２Ｐｙになるとすると、先にＰＣ鋼材６の緊張定着力は、０．５Ｐｙ以下とする。
また、ＰＣ鋼材６をＰＣ鋼棒として、外ケーブル方式で配置される場合には、ＰＣ鋼棒には緩みがほとんど生じないため、緊張せずに定着のみにすることも可能である。ＰＣ鋼より線を使用する場合には、緩みを無くす程度で僅かに緊張力を与えて、例えば０．１〜０．２Ｐｙの緊張力として緊張定着することによって、ＰＣ鋼材６が余裕をもって弾性範囲内に変形させることが好ましい。
【００３０】
このようにヒンジ部３を含む所定範囲４内に打設した新設コンクリート１０にプレストレスが付与されて形成されることによって、劣化または破損されたヒンジ部が既設橋桁と連続化した状態で補強され、施工時の初期ひび割れ発生を抑制できるばかりでなく、施工時の閉合部（ヒンジ部）に垂れ下がりの発生を防ぐことができるし、また使用時のひび割れ発生を抑制することができるのである。なお、使用されるジャッキ９としては、油圧ジャッキ、ネジジャッキまたはボルトジャッキのいずれでも良く、特に、限定されるものではない。また、所定範囲４内に打設されるコンクリート１０は、膨張コンクリートを用いることが好ましい。つまり、ジャッキ９で導入されたプレストレスと併せて、初期ひび割れ防止に対してより一層効果的に作用するのである。
【００３１】
なお、前記実施の形態において、コンクリートを打設する前に、鉄筋を接続する具体的な実施例を図８〜９に示す。図示のように予め既設の接続用鉄筋５を両側の桁端面から出しておいて、所定範囲４内に新たな接続鉄筋１２を、例えば、エンクローズ溶接により軸方向に接続すると共に、必要な補強筋（図示せず）、例えば、スターラップ筋を配筋する。その後コンクリート１０を打設して、コンクリートが硬化した後に、配筋されたコンクリートにプレストレスが付与されることによって従来のＲＣ造とする中央閉合部より強固な補強部となる。
【００３２】
次に、図１０に示した第２の実施の形態について説明する。
この第２の実施の形態は、前記第１の実施の形態に係る構成要件に、さらにヒンジ部３の補強の強度アップを図る構成を付加したものである。
即ち、前記第１の実施の形態で説明した所定範囲４内に新設コンクリート１０を打設し、プレストレスを導入して橋桁２を連続化した後に、橋桁２の長手方向において箱桁の内側略中央部にヒンジ部３を超えて両側の橋桁２の内部に至る所要長さの、例えば、Ｈ形鋼からなる鉄骨鋼材１３を設置し、該鉄骨鋼材１３の両端部には端部アンカープレート１４が溶接等で一体的に取り付け（貼り付け）てあり、設置した鉄骨鋼材１３の周りに増し打ちコンクリート１５を打設して橋桁２と一体的に形成させることにより、両側の橋桁２に鉄骨アンカー部１６が形成されて連結強度が著しく向上する。この場合に、鉄骨鋼材１３を構成するＨ形鋼のフランジにスタッドボルト１７を取り付けて増し打ちコンクリートとの付着を高めることが望ましい。
【００３３】
この場合に使用される鉄骨鋼材１３として、工事現場の状況や搬送及び作業性（取扱い）等を考慮して、長尺（１０ｍ以上）のものと短尺（５ｍ以下）のものとを使い分けることができるのである。図示の実施例は、短尺の鉄骨鋼材１３が使用され、両側の各橋桁２の端面から所定の長さで鉄骨鋼材１３の端部を出しておき、該端部を突合せ状態で中間部を接続するための接続鉄骨１３ａを当合って配置し、ガセットプレート１８を通してボルトを用いて接続して一体化する。このように長尺でも短尺でも鉄骨鋼材１３を両側の橋桁２内に連通させて配設し、鉄骨鋼材１３の周りに増し打ちコンクリート１５を打設して橋桁２と一体的に形成させることにより、鉄骨アンカー部１６が形成される。
【００３４】
いずれにしても、鉄骨鋼材１３の端部に設けた端部アンカープレート１４によって増し打ちコンクリート１５に強固に定着され、鉄骨鋼材１３のみの場合に比べて鉄骨鋼材１３のアンカー部１６の長さを短くできるので、施工が簡単になる。なお、図示は省略するが、図８〜９に示すように対向する橋桁２の端面に配筋して鉄筋を接続することも併用とする。
【００３５】
また、鉄骨鋼材１３を接続した後に、前述した図４〜７で示した手順と同じようにコンクリート１０を打設して硬化させる。コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁２断面に与えられた圧縮力およびＰＣ鋼材６に生じさせた弾性張力を解放して、解放された圧縮力及び弾性張力はプレストレスとして範囲内のコンクリート１０に付与して所定範囲４は補強された。このようにして所定範囲４は、プレストレスを導入すると鉄骨鋼材１３を配置することによって、さらに強固な構造となり、特にヒンジ部３を含む中央閉合部の垂れ下がりを確実に防ぐことができる。
【００３６】
本発明は前記した実施の形態に係る構成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において、種々の変更が自在に行えるのである。
例えば、ヒンジ部３の補強の強度アップを図るために、第２の実施の形態に示した鉄骨を他の補強材、例えば、ＰＣケーブルに変更して外ケーブル方式にて補強することも同様の効果が得られるから、本発明が適用したヒンジ部３の補強手段として、種々の構成が本発明の趣旨に含まれるものとする。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明に係るＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法および補強構造は、ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部３の補強方法および補強構造であって、コンクリート１０を打設する所定範囲４にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材６を配置し緊張定着して該ＰＣ鋼材に弾性張力を生じさせた後に、上記の所定範囲４内に所要箇所にジャッキ９を設置し、該ジャッキ９の押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力をさらに増やし、前記ジャッキ９を押し出した状態で上記の範囲にコンクリートを打設して硬化させ、該コンクリート硬化後にジャッキ９を緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせた弾性張力を解放してプレストレスとして上記所定範囲４内のコンクリート１０に付与するものであり、ジャッキによる圧縮力とＰＣ鋼材６の弾性張力が所定のプレストレスに変わって当該補強されるべき所定範囲４内のコンクリート１０に与えることができ、施工時のみならず使用時の垂れ下がりを確実に防ぐことができるし、また、ヒンジ部を含む所定範囲に鉄骨鋼材を配置することにより、所定範囲の橋桁断面耐力を大幅に向上させることができるので、この種橋桁の補修工事において広い範囲で使用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１  橋脚
２  橋桁
３  ヒンジ部
４  所定範囲  
５  接続用鉄筋
６  ＰＣ鋼材
７  定着部
８  定着具
９  ジャッキ
１０  コンクリート
１１  穴埋めコンクリート
１２  新たな接続鉄筋
１３  鉄骨鋼材
１４  端部アンカープレート
１５  増し打ちコンクリート
１６  アンカー部
１７  スタッドボルト
１８  ガセットプレート
【図１】
2020063598.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年4月18日(2019.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
前述の従来例の課題を解決する具体的手段として、本発明は、ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強方法であって、コンクリート打設前にヒンジ部となる所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着して該ＰＣ鋼材に弾性張力を生じさせた後に、上記の所定範囲内に所要箇所にジャッキを設置し、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力をさらに増やし、前記ジャッキを押し出した状態で上記の範囲にコンクリートを打設して硬化させ、該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせた弾性張力を解放してプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与することを特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法を提供するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、本発明では、ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強構造であって、コンクリート打設前にヒンジ部となる所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着されて該ＰＣ鋼材に弾性張力が生じた後に、上記の所定範囲内の所要箇所にジャッキが設置され、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力が与えられると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力がさらに生じさせられ、前記ジャッキを押し出した状態で上記範囲にコンクリートが打設されて硬化し、該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせられた弾性張力が解放されてプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与させたことを特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強構造を提供するものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強方法であって、
コンクリート打設前にヒンジ部となる所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着して該ＰＣ鋼材に弾性張力を生じさせた後に、上記の所定範囲内に所要箇所にジャッキを設置し、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力を与えると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力をさらに増やし、
前記ジャッキを押し出した状態で上記の範囲にコンクリートを打設して硬化させ、
該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせた弾性張力を解放してプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与すること
を特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法。
【請求項２】
前記範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで鉄骨鋼材を配置し、増し打ちコンクリートで橋桁と一体化すること
を特徴とする請求項１に記載のＰＣ桁橋のヒンジ部補強方法。
【請求項３】
ＰＣ有ヒンジ桁橋におけるヒンジ部の補強構造であって、
コンクリート打設前にヒンジ部となる所定範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまでＰＣ鋼材を配置し緊張定着されて該ＰＣ鋼材に弾性張力が生じた後に、上記の所定範囲内の所要箇所にジャッキが設置され、該ジャッキの押出により該範囲の両側の橋桁断面に圧縮力が与えられると共に、前記ＰＣ鋼材に弾性張力がさらに生じさせられ、
前記ジャッキを押し出した状態で上記範囲にコンクリートが打設されて硬化し、
該コンクリート硬化後にジャッキを緩めて取り外すことによって該範囲の両側の橋桁断面に与えられた圧縮力および上記ＰＣ鋼材に生じさせられた弾性張力が解放されてプレストレスとして上記範囲内のコンクリートに付与させたこと
を特徴とするＰＣ桁橋のヒンジ部補強構造。
【請求項４】
前記範囲にわたって両側の橋軸方向に所要長さまで鉄骨鋼材が配置され、増し打ちコンクリートで橋桁と一体化させたこと
を特徴とする請求項３に記載のＰＣ桁橋のヒンジ部補強構造。