(57)【要約】【課題】コンクリート製の主桁を具備しながらも軽量で、かつ簡易迅速に構築することが可能な橋梁上部構造を提供すること。【解決手段】橋軸直角方向に並設された複数のコンクリート製主桁１，１と、橋軸直角方向に隣り合う主桁１，１を繋ぐ横桁３，３とを具備した橋梁上部構造Ｋであって、主桁１に、下向きに開口する開断面形状の溝形部１１を設ける。また、溝形部１１の橋軸方向の端部に中実部１２，１２を連設し、中実部１２に横桁３を接続するとよい。【選択図】図１
2010209542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋軸直角方向に並設された複数のコンクリート製主桁と、橋軸直角方向に隣り合う前記主桁同士を繋ぐ横桁とを具備した橋梁上部構造であって、
前記主桁は、下向きに開口する開断面形状の溝形部を有する、ことを特徴とする橋梁上部構造。
【請求項２】
前記主桁は、前記溝形部の橋軸方向の端部に連設された中実部を有し、
前記横桁が前記中実部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の橋梁上部構造。
【請求項３】
前記横桁と前記中実部とを橋軸直角方向に貫通する横緊張材を具備しており、
前記横緊張材に付与した緊張力により、前記横桁の橋軸直角方向の端面が前記中実部の側面に圧着されている、ことを特徴とする請求項２に記載の橋梁上部構造。
【請求項４】
前記主桁の橋軸方向の両端部のそれぞれに前記中実部が設けられており、
前記中実部の下側に支承が設置されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の橋梁上部構造。
【請求項５】
前記主桁を橋軸方向に貫通する縦緊張材を具備しており、
前記縦緊張材に付与した緊張力により、前記主桁にプレストレスが付与されていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の橋梁上部構造。
【請求項６】
前記溝形部の内部空間に、橋軸方向に間隔をあけて並ぶ複数の隔壁が設けられており、
前記縦緊張材が、前記各隔壁を貫いていることを特徴とする請求項５に記載の橋梁上部構造。
【請求項７】
前記横桁は、筒状を呈することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の橋梁上部構造。
【請求項８】
下向きに開口する開断面形状の溝形部を有するコンクリート製主桁を、橋軸方向に隣り合う二つの橋脚間に複数本並設した後に、前記橋脚上において、隣り合う前記主桁同士を横桁で繋ぐことを特徴とする橋梁上部構造の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁上部構造および橋梁上部構造の構築方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、コンクリート製の橋梁上部構造であって、橋軸直角方向に並設された複数の主桁と、隣り合う主桁を繋ぐ横桁とを具備した橋梁上部構造が開示されている。この橋梁上部構造では、主桁の断面形状を中実なＩ型としているものの、高強度の繊維補強コンクリートを使用しているので、普通コンクリートを使用した場合よりも主桁の軽量化を図ることができる。
【０００３】
特許文献２には、断面逆Ｕ字状を呈するセグメントの開口部を底版で塞いで形成した箱型の主桁が開示されている。箱型の主桁を使用することでも、軽量化を図ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０２１０２３号公報
【特許文献２】特開２００８−２８５９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
主桁を箱型にすると、主桁の軽量化を図ることが可能になるものの、中空部を成形する内型枠がコンクリートに浮いた格好になるので、内型枠の浮き上がりを防ぐための対策を講じる必要がある。さらに、コンクリートの収縮に伴う拘束力が内型枠に作用するようになるので、脱型作業が困難になる虞もある。
【０００６】
特許文献２に開示された箱型の主桁であれば、浮力や拘束力の問題は解消されるが、セグメントと底版とを組み合わせる作業が必要になるので、組立作業や接合作業に時間を要してしまう。
【０００７】
このような観点から、本発明は、複数のコンクリート製主桁を並設した形式の橋梁上部構造であって、箱型のコンクリート製主桁を使用せずとも軽量化を図ることが可能な橋梁上部構造を提供することを課題とし、さらには、その構築方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明に係る橋梁上部構造は、橋軸直角方向に並設された複数のコンクリート製主桁と、橋軸直角方向に隣り合う前記主桁同士を繋ぐ横桁とを具備した橋梁上部構造であって、前記主桁は、下向きに開口する開断面形状の溝形部を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る橋梁上部構造では、コンクリート製主桁に開断面形状の溝形部を設けることで軽量化を実現している。本発明によれば、主桁の少なくとも一部を開断面形状にしているので、内型枠の設置・脱型作業を簡易迅速に行うことが可能となる。すなわち、本発明によれば、全長を閉断面形状とした箱型の主桁に比べて、主桁を簡易かつ迅速に製造することが可能となる。
【００１０】
なお、橋軸直角方向の外力（例えば、地震力など）が主桁に作用すると、主桁を転倒（横倒れ）させようとする回転モーメント（以下、「転倒モーメント」と称する）が発生するが、本発明では、橋軸直角方向に隣り合う主桁同士を横桁で連結して一体にしているので、転倒モーメントに対する抵抗力を高めることができる。とくに、前記溝形部の橋軸方向の端部に中実部を連設し、当該中実部に前記横桁を接続すると、主桁と横桁とを一体化してなる構造体の剛性が高いものとなるので、転倒モーメントに対する抵抗力をより一層高めることが可能になる。
【００１１】
中実部の位置や個数等に制限はないが、前記主桁の橋軸方向の両端部のそれぞれに前記中実部を設け、前記中実部の下側に支承を設置するとよい。
【００１２】
前記横桁と前記中実部とを橋軸直角方向に貫通する横緊張材を設け、前記横緊張材に付与した緊張力により、前記横桁の橋軸直角方向の端面を前記中実部の側面に圧着してもよい。このようにすると、主桁と横桁とを強固に一体化することが可能になる。なお、横桁の端面を中実部の側面に直に圧着してもよいし、充填材やプレートなどを介して間接的に圧着してもよい。
【００１３】
前記主桁を橋軸方向に貫通する縦緊張材を設け、前記縦緊張材に付与した緊張力により、前記主桁にプレストレスを付与してもよい。このようにすると、主桁の長スパン化を図ることが可能になる。
【００１４】
前記溝形部の内部空間に、橋軸方向に間隔をあけて並ぶ複数の隔壁を設けてもよい。このようにすると、主桁の橋軸回りのねじり剛性が向上する。
【００１５】
なお、溝形部に隔壁を設けた場合には、前記各隔壁を貫くように前記縦緊張材を配索するとよい。このようにすると、複数の隔壁が縦緊張材の偏向部（デビエータ）になる。
【００１６】
横桁の形状等に制限はないが、筒状を呈する横桁を使用すれば、橋梁上部構造の軽量化を一段と推し進めることが可能となる。
【００１７】
上記課題を解決する本発明に係る橋梁上部構造の構築方法は、下向きに開口する開断面形状の溝形部を有するコンクリート製主桁を、橋軸方向に隣り合う二つの橋脚間に複数本並設した後に、前記橋脚上において、隣り合う前記主桁同士を横桁で繋ぐことを特徴とする。
【００１８】
要するに、本発明に係る橋梁上部構造の構築方法は、複数の主桁を個別に架設した後に、前記橋脚上において隣り合う主桁同士を横桁で繋ぐというものである。主桁と横桁とを一体化してなる構造体を一括して橋脚間に架設する場合には、広大な作業スペースや大型の重機が必要になるが、本発明によれば、広大な作業スペースや大型の重機を使用せずとも、橋梁上部構造を構築することが可能になる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係る橋梁上部構造によれば、箱型のコンクリート製主桁を使用せずとも軽量化を図ることが可能となる。
また、本発明に係る橋梁上部構造の構築方法によれば、広大な作業スペースや大型の重機を使用せずとも、橋梁上部構造を構築することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態に係る橋梁上部構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の１Ｂ−１Ｂ断面図である。
【図２】（ａ）は図１（ａ）の２Ａ−２Ａ断面図、（ｂ）は図１（ｂ）の部分拡大図である。
【図３】（ａ）は図１（ｂ）の３Ａ−３Ａ断面図、（ｂ）は同じく３Ｂ−３Ｂ断面図、（ｃ）は同じく３Ｃ−３Ｃ断面図である。
【図４】橋梁上部構造を構築する際に使用する作業ヤードの模式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は端面図である。
【図５】橋梁上部構造を構築する際に使用する設備の模式図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は端面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る橋梁上部構造の構築手順を示す側面図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は図６の（ｃ）に続く工程を示す平面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る橋梁上部構造の利点を説明するための図であって、（ａ）は本発明の実施形態に係る橋梁上部構造の端面図、（ｂ）は比較例に係る橋梁上部構造の端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本発明の実施形態に係る橋梁上部構造Ｋは、跨座式モノレールの複線カーブ区間における軌道を構成するものであり、橋軸直角方向に並設された複数のコンクリート製主桁１，１と、各主桁１にプレストレスを付与する縦緊張材２，２，…と、橋軸直角方向に隣り合う主桁１，１を繋ぐ横桁３，３と、主桁１，１と横桁２とを緊結する横緊張材４，４，…と、を具備している。
【００２２】
主桁１は、跨座式モノレールの軌道桁（走行桁）であり、カーブ区間の平面線形に合わせて緩やかに湾曲している。主桁１の幅寸法は、モノレール車両の走行輪の幅寸法等によって規定されているため、主桁１の断面二次モーメントを高めるためには、主桁１の幅寸法を一定に保ちつつ、主桁１の桁高を大きくする必要がある。本実施形態の主桁１は、支点間距離が２０ｍ以上に設定されている場合を想定したものであり、図３に示すように、幅寸法の３倍以上の桁高を具備している。
【００２３】
ちなみに、主桁１の上面は、モノレール車両の走行輪が走行する走行面となる。主桁１の側面には、断面台形状の取付溝Ｄが橋軸方向に連続して形成されている。取付溝Ｄには、図示せぬ電車線（モノレール車両へ電力を供給するための架線）が取り付けられる。主桁１の側面のうち、取付溝Ｄの上側に位置する側面Ｕは、モノレール車両の案内輪（図示略）が走行する案内面となり、取付溝Ｄの下側に位置する側面Ｌは、モノレール車両の安定輪（図示略）が走行する安定面となる。
【００２４】
図１の（ｂ）に示すように、主桁１は、下向きに開口する開断面形状の溝形部１１と、溝形部１１の橋軸方向の端部に連設された中実部１２，１２と、橋軸方向に間隔をあけて並設された複数の隔壁１３，１３，…とを具備している。
【００２５】
溝形部１１は、図３の（ａ）および（ｂ）に示すように、橋軸直角方向に対向する一対のウェブ１ａ，１ａと、ウェブ１ａ，１ａの上端部同士を繋ぐ床版部１ｂと、を備えていて、断面逆Ｕ字状を呈している。ウェブ１ａは、概ね平板状を呈している。床版部１ｂは、平板状を呈していて、左右のウェブ１ａ，１ａと一体成形されている。
【００２６】
図１の（ｂ）に示す中実部１２は、ソリッドなブロック状を呈する部位であって、主桁１の橋軸方向の両端部のそれぞれに設けられている。本実施形態の中実部１２は、橋脚Ｐに設置された支承Ｓに対応する位置（支承Ｓの真上）に形成されている。中実部１２は、溝形部１１と一体成形されている。
【００２７】
中実部１２には、図２の（ｂ）および図３の（ｃ）に示すように、複数の縦貫通孔１ｃ，１ｃ，…と、複数の横貫通孔１ｄ，１ｄ，…とが形成されている。
【００２８】
縦貫通孔１ｃ，１ｃ，…は、複数の縦緊張材２，２，…の数および配置に対応して設けられていて、中実部１２を橋軸方向に貫通している。縦貫通孔１ｃには、縦緊張材２が挿通される。図３の（ｃ）に示すように、本実施形態では、中実部１２の上段部分に一つの縦貫通孔１ｃを形成するとともに、中実部１２の中段部分および下段部分にそれぞれ二つずつ縦貫通孔１ｃ，１ｃを形成しているが、縦貫通孔１ｃの位置や数を限定する趣旨ではない。
【００２９】
横貫通孔１ｄ，１ｄ，…は、複数の横緊張材４，４，…に対応して設けられていて、中実部１２の下部を橋軸直角方向に貫通している。横貫通孔１ｄには、横緊張材４が挿通される。横貫通孔１ｄは、縦貫通孔１ｃと干渉しないように、縦貫通孔１ｃの上方または下方に形成されており、縦貫通孔１ｃと立体的に交差している。図２の（ｂ）に示すように、本実施形態では、横桁３（図２の（ａ）参照）の断面形状に合わせて矩形枠状の領域に横貫通孔１ｄ，１ｄ，…を形成しているが、横貫通孔１ｄの位置や数を限定する趣旨でない。
【００３０】
図１の（ｂ）に示す隔壁１３は、溝形部１１のねじり剛性を高めるとともに、縦緊張材２の偏向部（デビエータ）としても機能する平板状の壁体であり、溝形部１１の溝状の内部空間を仕切るように配置されている。
【００３１】
隔壁１３は、図３の（ｂ）に示すように、溝形部１１の内部空間において左右のウェブ１ａ，１ａを繋いでいる。隔壁１３には、複数の縦貫通孔１ｅ，１ｅ，…が形成されている。複数の縦貫通孔１ｅ，１ｅ，…は、複数の縦緊張材２，２，…に対応して設けられていて、図２の（ｂ）にも示すように、隔壁１３を橋軸方向（壁厚方向）に貫通している。貫通孔１ｅには、縦緊張材２が挿通される。
【００３２】
隔壁１３を適宜な間隔で配置すると、橋軸回りのねじり回転力に起因してウェブ１ａと床版部１ｂとに作用するねじりせん断応力を、隔壁１３を配置しない場合の１／５〜１／１０に低減することが可能となる。
【００３３】
本実施形態の主桁１は、超高強度繊維補強コンクリートにて形成されている。
主桁１を形成する超高強度繊維補強コンクリートとしては、その硬化体の圧縮強度が１５０〜２００Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、曲げ引張強度が２５〜４５Ｎ／ｍｍ２の範囲にあり、かつ、割裂引張強度が１０〜２５Ｎ／ｍｍ２の範囲にあるものを用いることが望ましい。このような超高強度の超高強度繊維補強コンクリートは、通常の超高強度繊維補強コンクリートよりも弾性係数が高いことから（例えばＥ＝５０〜５５ｋＮ／ｍｍ２程度）、主桁１の断面積（断面二次モーメント）を大きくせずとも、曲げ剛性を高めることができる。また、混入した繊維により引張力に対する引張抵抗力を期待できるので、鉄筋を省略してウェブ１ａや床版部１ｂの厚さを小さくすることができる。
【００３４】
なお、前記したような強度を有する超高強度繊維補強コンクリートは、例えば、セメントとポゾラン系反応粒子と最大粒径２．５ｍｍ以下の骨材とを含む紛体に高性能減水剤と水とを混入して得られるセメント系マトリックスに、直径が０．１〜０．３ｍｍで長さが１０〜３０ｍｍの形状を有する繊維を１〜４容積％混入することで得ることができる。ここで、ポゾラン系反応粒子とは、例えば、シリカフューム、フライアッシュ、高炉スラグのほか、カオリンの誘導体から選定した化合物、沈降シリカ、火山灰、シリカゾル等からなる粒子のことである。また、繊維の材質に特に制限はないが、コンクリートとの付着性や材料調達の容易さなどを勘案すると、鋼製とすることが望ましい。
【００３５】
主桁１を製造するには、まず、前記した各種材料を混練してなるフレッシュな状態の超高強度繊維補強コンクリートを、主桁１の内面を成形する内型枠と外面を成形する外型枠との間に打設する。本実施形態においては、閉断面になっている部位（中空部）が存在していないので、内型枠と外型枠との間に超高強度繊維補強コンクリートを打設しても、内型枠に浮力が発生することがない。つまり、主桁１の溝形部１１を開口させているので、その内側面を成形する内型枠が浮き型枠になることはなく、したがって、中空部が全長に亘って形成されている閉断面形状の箱桁を製造する場合に比べて、内型枠やこれを固定するための治具等を軽構造にすることが可能となる。
【００３６】
ちなみに、前記した超高強度繊維補強コンクリートは、自己充填性が高いので、バイブレータ等による締め固めを省略するか、あるいは、小規模なものにすることができる。バイブレータ等による締め固めが簡略化されれば、内型枠や外型枠にかかる負荷が小さなものになるので、主桁１に高い寸法精度が要求される場合であっても、内型枠や外型枠を軽構造にすることができ、ひいては、その製造コストの上昇を抑えることが可能となる。
【００３７】
内型枠と外型枠との間に打設した超高強度繊維補強コンクリートが脱型強度に達したら、内型枠と外型枠を脱型する。超高強度繊維補強コンクリートは、硬化する過程で自己収縮するので、中空部が全長に亘って形成された箱桁を製造する場合には、内型枠に作用する大きな拘束力によって、その脱型作業が困難なものになるが、本実施形態では、主桁１の溝形部１１の下面を開口させているので、内型枠の脱型作業が容易になり、ひいては、内型枠を容易に使い回すことが可能となる。
【００３８】
内型枠と外型枠を脱型したら、熱養生を行う。熱養生を行うと、セメント中の遊離石灰とポゾラン系反応粒子のシリカやアルミナが結合して安定的で硬い物質が早期に形成され、セメント系マトリックスの組織が緻密になるので、その後の乾燥収縮がなくなり、乾燥ひび割れ等が発生し難くなる。
【００３９】
図１の（ｂ）に示す縦緊張材２は、主桁１にプレストレスを付与するものである。プレストレスは、ポストテンション方式により導入される。縦緊張材２は、主桁１を橋軸方向に貫通していて、緊張力（引張力）が付与された状態で、主桁１の橋軸方向の端面（中実部１２の端面）に定着されている。縦緊張材２は、例えば、ＰＣ鋼より線などのＰＣ鋼材からなる。縦緊張材２は、いわゆる外ケーブルであり、図２の（ｂ）に示すように、中実部１２の縦貫通孔１ｃと隔壁１３の縦貫通孔１ｅとに挿通されつつ、主桁１の溝形部１１の内部空間に露出した状態で配索される。
【００４０】
図１の（ｂ）に示すように、縦緊張材２の縦断線形は、下に凸となるような形状であり、主桁１の長手方向の端部から中央部に向って下向きに傾斜し、主桁１の中央部において主桁１の下端縁と平行になっている。このようにすると、鉛直荷重に起因して主桁１に発生する縦曲げモーメントの分布に対応した態様でプレストレスを導入することができるので、主桁１の曲げ耐力が向上する。また、縦緊張材２の平面線形は、図示は省略するが、主桁１の中心軸の平面線形に沿うような形状になっている。このようにすると、縦緊張材２の緊張力に起因する横曲げモーメントの発生を抑制することができる。なお、複数の隔壁１３，１３，…が縦緊張材２の偏向部（デビエータ）として機能するので、縦緊張材２に緊張力を付与しても、図示の線形は維持される。
【００４１】
横桁３は、図１の（ａ）に示すように、主桁１，１の端部間に介設されている。本実施形態の横桁３は、橋脚Ｐの真上に配置されていて、図３の（ｃ）に示すように、中実部１２，１２の下部同士を繋いでいる。図示は省略しているが、横桁３の端面と中実部１２の側面との間には、セメント系の充填材を介在させている。充填材を省略し、横桁３の端面を中実部１２の側面に直に当接させても差し支えない。
【００４２】
本実施形態の横桁３は、図２の（ａ）にも示すように、断面中空のコンクリート製部材であり、角筒状を呈している。なお、横桁３も、超高強度繊維補強コンクリートにて形成されている。横桁３の外殻部には、複数の横貫通孔３ａ，３ａ，…が形成されている。横貫通孔３ａ，３ａ，…は、複数の横緊張材４，４，…に対応して設けられていて、横桁３の外殻部を橋軸直角方向に貫通している。
【００４３】
横緊張材４は、図３の（ｃ）に示すように、左右の主桁１，１および横桁３を橋軸直角方向に貫通していて、緊張力が付与された状態で、中実部１２の外側の側面（横桁３が接続される側面の反対側の側面）に定着されている。本実施形態の横緊張材４は、例えば、ＰＣ鋼棒などのＰＣ鋼材からなり、中実部１２の横貫通孔１ｄと横桁３の横貫通孔３ａとに挿通される。
【００４４】
以上のように構成された橋梁上部構造Ｋを構築するには、図１の（ａ）に示すように、橋軸方向に隣り合う二つの橋脚Ｐ，Ｐ間に２本の主桁１，１を並設した後に、橋脚Ｐ上において、隣り合う主桁１，１を横桁３，３で繋げばよい。
【００４５】
より詳細には、まず、二つの橋脚Ｐ，Ｐ間に主桁１，１を架設するとともに、左右の主桁１，１の間に横桁３，３を配置する。主桁１および横桁３は、橋脚Ｐ上に設けた仮受部材（図示略）に仮置きし、主桁１の側面と横桁３の端面との間には、数センチ程度の隙間（図示略）を確保しておく。なお、縦緊張材２（図１の（ｂ）参照）は、主桁１の製造工場や桟橋５１上において主桁１に配索し、橋脚Ｐ，Ｐ間に主桁１を架設する前にプレストレスを導入しておく。
【００４６】
続いて、図３の（ｃ）に示すように、左右の主桁１，１の中実部１２，１２と横桁３とに横緊張材４，４を貫設し、主桁１の側面と横桁３の端面との間に確保した隙間の周囲に型枠（図示略）を設置したうえで、当該隙間に充填材（例えば、セメント系充填材）を充填する。充填材が所定強度に硬化したら、横緊張材４，４に緊張力を付与し、主桁１，１と横桁３とを緊結する。その後、仮受部材に支持されていた主桁１と横桁３とを、橋脚Ｐ上に設けた支承Ｓに受け替えると、橋梁上部構造Ｋが完成する。
【００４７】
ここで、複数の橋梁上部構造Ｋ，Ｋ，…を連設する手順を、図４〜７を主に参照して詳細に説明する。
【００４８】
図４に示すように、まず、橋梁の建設予定位置に複数の橋脚Ｐ，Ｐ，…を構築するとともに、橋梁の建設予定位置に隣接した領域に、作業ヤードとなる桟橋５１を構築する。また、クレーン５２，５２などの資機材を桟橋５１上に設置する。
【００４９】
続いて、クレーン５２，５２を利用して、桟橋５１に隣接した領域に、２スパン分の橋梁上部構造Ｋ，Ｋを構築する。なお、以下の説明においては、桟橋５１脇に構築された橋梁上部構造Ｋを「既設の橋梁上部構造Ｋ」と称する場合がある。
【００５０】
その後、図５に示すように、既設の主桁１，１上に、台車６，６と、架設装置７とを設置する。台車６，６は、次工程において架設すべき主桁１’（以下、「新設の主桁１’」と称する場合がある）を架設装置７まで運搬するものであり、架設装置７は、新設の主桁１’を架設予定位置まで運搬するものである。
【００５１】
台車６の構成に制限はないが、図示のものは、既設の主桁１，１間に架設されていて、既設の主桁１，１上を橋軸方向に走行する。本実施形態の台車６は、既設の主桁１，１等に設けられた図示せぬ牽引手段に牽引されることで、主桁１，１上を走行する。なお、台車６にモータ等の動力源を搭載しておき、台車６を自走させてもよい。
【００５２】
架設装置７の構成にも制限はないが、図示のものは、左右一対の架設桁７１，７１と、架設桁７１，７１上を走行する橋型クレーン７２，７２と、架設桁７１の下部に設けられた走行架台７３（図５の（ｂ）および図６の（ａ）参照）とを備えている。架設桁７１は、２スパン分の長さを具備したトラス構造の桁であり、１スパン分の長さに対応する部分が既設の主桁１の上方に配置されるとともに、残り１スパン分の長さに対応する部分が新設の主桁１’の架設予定位置に沿って延出している。架設桁７１の先端部は、橋脚Ｐに支持される（図６の（ａ）参照）。橋型クレーン７２は、架設桁７１，７１間に架設されており、主桁１’を吊持した状態で、橋軸方向に走行する。本実施形態の架設装置７は、自らに搭載されたモータを動力源として既設の主桁１，１上を自走する。なお、既設の主桁１，１等に図示せぬ牽引手段を設け、架設装置７を牽引してもよい。
【００５３】
続いて、クレーン５２，５２を利用して、台車６，６上に新設の主桁１’を載置する。その後、図６の（ａ）に示すように、主桁１’を架設装置７に向けて移動させる。図６の（ｂ）に示すように、新設の主桁１’を架設装置７の内部まで移動させたら、主桁１’を橋型クレーン７２，７２に吊持させ、主桁１’を台車６，６（図５の（ａ）参照）の上方に持ち上げる。
【００５４】
続いて、橋型クレーン７２，７２を架設桁７１の先端側に向けて移動させる。新設の主桁１’が架設予定位置の上方に到達したならば、図６の（ｃ）に示すように、主桁１’を降下させ、架設予定位置に設けられた橋脚Ｐ，Ｐ間に主桁１’を仮置きする。主桁１’は、１スパン分の長さを具備しているので、主桁１’の中間部分を支持するベントなどは必要ない。
【００５５】
その後、図７の（ａ）に示すように、新設の主桁１’を橋軸直角方向に移動させ、支承Ｓ（図１の（ｂ）参照）上に設置する。なお、図７においては、架設装置７の図示を省略している。
【００５６】
次に、図７の（ｂ）に示すように、主桁１’の隣に他の主桁１’を架設する。二本目の主桁１’の架設手順も、上記の手順と同様である。その後、台車６を利用して、横桁３’，３’を橋脚Ｐ上に運搬し、橋梁Ｐ上において主桁１’，１’の端部同士を横桁３’，３’で連結すると、新設の橋梁上部構造Ｋ’が完成する。主桁１’，１’の端部同士のみを横桁３’で連結すればよいので、スパン中央部にベントや作業足場等を構築する必要はない。なお、橋脚Ｐ上に作業スペースを確保できないような場合には、橋脚Ｐに片持ち足場を付設すればよい。
【００５７】
そして、以上のような作業を繰り返すと、複数の橋梁上部構造Ｋ，Ｋ，…を橋軸方向に連設することができる。
【００５８】
以上説明したように、橋梁上部構造Ｋでは、主桁１に開断面形状の溝形部１１を設けるとともに、横桁３を中空にすることで軽量化を実現している。橋梁上部構造Ｋが軽量になると、橋脚Ｐなどの橋梁下部構造に作用する荷重も小さくなるので、橋梁下部構造の規模を縮小することが可能となり、ひいては、橋梁工事の総工事費を削減することが可能になる。
【００５９】
しかも、本実施形態では、主桁１を、引張抵抗を期待できる超高強度の超高強度繊維補強コンクリート製とし、さらに、主桁１に配索する縦緊張材２を「外ケーブル」としたので、主桁１のウェブ１ａに埋設される鉄筋やＰＣ鋼材を省略または削減することが可能になる。鉄筋等を省略すると、かぶりを確保する必要がなくなるので、主桁１の薄肉化を図ることが可能になり、ひいては、橋梁上部構造Ｋの軽量化を一段と推し進めることが可能になる。
【００６０】
また、橋梁上部構造Ｋによれば、主桁１の大部分を開断面形状にしているので、内型枠の設置・脱型作業を簡易迅速に行うことが可能になる。すなわち、主桁１によれば、全長を閉断面形状とした箱型の主桁に比べて、主桁１を簡易かつ迅速に製造することが可能となる。
【００６１】
橋梁上部構造Ｋによれば、隔壁１３を貫くように縦緊張材２を配索し、隔壁１３を縦緊張材２の偏向部（デビエータ）として利用しているので、その他の位置に設ける偏向部を省略あるいは削減することが可能になる。なお、主桁１にプレストレスを付与しているので、主桁１の長スパン化を図ることが可能になる。
【００６２】
橋梁上部構造Ｋによれば、横緊張材４に付与した緊張力により、横桁３の橋軸直角方向の端面を中実部１２の側面に圧着しているので、主桁１と横桁３とが強固に一体化するようになる。
【００６３】
なお、主桁１の長手方向の端部には、支点反力のほか、縦緊張材２および横緊張材４を定着したことに伴う支圧力などが作用することになるが、橋梁上部構造Ｋでは、主桁１の両端部にソリッドな中実部１２，１２を形成しているので、支点反力や支圧力を安定して受け止めることができる。
【００６４】
また、図８の（ａ）に示すように、主桁１，１に対して橋軸直角方向の外力Ｈが作用すると、主桁１に転倒モーメントが発生することになるが、橋梁上部構造Ｋでは、橋軸直角方向に隣り合う主桁１，１を横桁３で連結して一体にしているので、転倒モーメントに対する抵抗力を高めることができる。すなわち、図８の（ｂ）に示すように、単独で架設された主桁１００に対して外力Ｈが作用した場合には、支承Ｓに働く支点反力Ｖ１’，Ｖ２’で転倒モーメントに抵抗することになるが、支点反力Ｖ１’，Ｖ２’の離隔距離（抵抗モーメントのアーム長）が小さいことから、支点反力Ｖ１’，Ｖ２’が大きいものとなり、主桁１００の自重を考慮しても、支承Ｓのアンカーボルトには大きな引抜力が作用するようになる。大きな引抜力に対向するには、支承Ｓを重厚且つ大規模なものにする必要があるが、経済的ではない。
【００６５】
これに対し、主桁１，１を横桁３で繋いだ本実施形態に係る橋梁上部構造Ｋによれば、図８の（ａ）に示すように、一方の主桁１の支承Ｓに働く支点反力Ｖ１と他方の主桁１の支承Ｓに働く支点反力Ｖ２とで転倒モーメントに抵抗することになるが、支点反力Ｖ１，Ｖ２の離隔距離（抵抗モーメントのアーム長）が大きいことから、支点反力Ｖ１，Ｖ２が小さくなり、主桁１，１等の自重を考慮すると、支承Ｓのアンカーボルトに作用する引抜力は、ゼロになるか、もしくは極めて小さいものとなる。つまり、橋梁上部構造Ｋによれば、支承Ｓを軽構造且つ小規模なものにすることが可能となるので、コスト削減を図ることが可能になる。
【００６６】
さらに、橋梁上部構造Ｋでは、緻密な組織が形成される超高強度繊維補強コンクリートで主桁１や横桁３を形成したので、塩害などが懸念される過酷な自然条件下においても、１００年のオーダーで維持管理が不要となる。
【００６７】
なお、跨座式モノレールの軌道桁においては、モノレール車両の走行輪が走行する走行面だけでなく、案内輪が走行する案内面や安定輪が走行する安定面に対しても、高い寸法精度と平滑度が要求されるところ、本実施形態のように、自己充填製の高い超高強度繊維補強コンクリートにより主桁１を形成する場合には、型枠の寸法精度よび平滑度を高めるだけで、走行面等の寸法精度および平滑度を高めることが可能となる。
【００６８】
加えて、本実施形態においては、超高強度繊維補強コンクリートからなる主桁１の上面が走行面となるので、その摩擦係数を０．６以上にすることができ、したがって、モノレール車両のスリップに対する安全性が高いものとなる。
【００６９】
ちなみに、従前のプレストレストコンクリート製軌道桁では、支点間距離を概ね２０ｍ以下に設定する必要があったが、橋梁上部構造Ｋによれば、９０〜１００（ｍ）程度まで拡張することができる。軌道桁の支点間距離を大きくすることができれば、橋脚Ｐの本数を削減することができるので、工期や工費を削減することが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態に係る橋梁上部構造Ｋの構築方法のように、複数の主桁１，１を個別に架設すると、広大な作業スペースや大型の重機を使用せずとも、橋梁上部構造Ｋを構築することが可能になる。しかも、本実施形態に係る橋梁上部構造Ｋの構築方法によれば、スパン中央部分にベントや作業足場等を構築する必要がないので、架設予定位置の下方を通過する既設交通路への交通規制等を小規模なものに止めることが可能になる。
【００７１】
なお、コンクリート製の主桁１は、鋼製の主桁よりも座屈し難いので、主桁１，１の中間部に横桁３を配置せずとも、安定した構造になるが、例えば、主桁の平面線形がＳ字状を呈している場合や支点間距離が大きいような場合などにおいては、主桁１，１の中間部同士を横桁３で連結してもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、一体打設により一体成形された主桁１を例示したが、工場設備や輸送車両の制約により、１スパン分の長さを有する主桁１を一体成形できないような場合には、図示は省略するが、複数のセグメントに分割し、現場付近の作業ヤードにおいて一体化すればよい。一体化した後の手順は、図６，７に示した前記した手順と同様である。
【００７３】
なお、複数のセグメントを一体化して主桁１を構築する場合、各セグメントは、マッチキャストにて製作することが好ましい。セグメントをマッチキャストにより製作した場合は、例えばドライジョイント方式やウェットジョイント方式といった接合方式により、セグメント同士を連結すればよい。ちなみに、ドライジョイント方式とは、セグメントの接合端面にエポキシ樹脂等を塗布したうえで他のセグメントの接合端面に密着させ、複数のセグメントを貫通するように配索した縦緊張材に対してポストテンション方式でプレストレスを導入することで、セグメント同士を接合する接合方式のことである。また、ウェットジョイント方式とは、数センチ程度の隙間をあけた状態で二つのセグメントを対向配置するとともに、各セグメントを貫通するように縦緊張材を配索しておき、隙間を取り囲むように設置した型枠内にセメント系充填材を充填し、当該充填材が所定強度に達した後に、ポストテンション方式でプレストレスを導入することで、セグメント同士を接合する接合方式のことである。
【００７４】
本実施形態では、跨座式モノレールの軌道として使用される橋梁上部構造Ｋを例示したが、一般的な鉄道橋や道路橋などに本発明に係る橋梁上部構造を適用しても勿論差し支えない。
【００７５】
本実施形態では、橋軸方向に間隔をあけて配置された橋脚Ｐ，Ｐ間に架設される単純梁形式の橋梁上部構造Ｋを例示したが、本発明に係る橋梁上部構造の構造形式を限定する趣旨ではない。本発明は、例えば、三つ以上の橋脚（橋台）に架設され、連続梁として設計される橋梁上部構造にも適用することもできる。
【符号の説明】
【００７６】
Ｋ      橋梁上部構造
１      主桁
１１    溝形部
１２    中実部
１３    隔壁
２      縦緊張材
３      横桁
４      横緊張材
Ｓ      支承
Ｐ      橋脚
【図１】
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【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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