(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の仮設橋脚を線路近傍に設置した後、前記仮設橋脚により支持される複数の仮設桁を設置し、前記仮設橋脚と仮設桁により軌道を仮受けし、次いで本設橋脚を設置するとともに前記複数の仮設桁どうしを添接部材によって連結し、次いで連結された仮設桁に鋼管桁を取り付け、次いで前記仮設桁を包み込むように第１コンクリートを打設して鉄骨コンクリート桁を構成するとともに、前記鋼管桁の内部にシースを配置した後に第２コンクリートを打設して硬化させた後に前記シース内のＰＣケーブルを緊張しプレストレスを導入して鋼管ＰＣ桁を構成し前記鉄骨コンクリート桁を前記鋼管ＰＣ桁によって補強して本設構造物を構成し、次いで前記本設構造物を前記仮設橋脚から前記本設橋脚に受け替えることにより、前記本設構造物を線路下構造物の一部として利用することを特徴とする線路下構造物構築工法。
【請求項２】
請求項１記載の線路下構造物構築工法において、
前記ＰＣケーブルは、前記鋼管桁内部に前記シースを配置する時に配置されることを特徴とする線路下構造物構築工法。
【請求項３】
請求項１記載の線路下構造物構築工法において、
前記ＰＣケーブルは、前記シースの配置後に前記シース内に挿入されることを特徴とする線路下構造物構築工法。
【請求項４】
請求項１記載の線路下構造物構築工法において、
前記第１コンクリート又は前記第２コンクリートの打設は、前記軌道上を列車が走行中に行うことができること
を特徴とする線路下構造物構築工法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、鉄道の線路下に構造物を構築する工法に関するものであり、特に、線路下の地盤掘削等に用いる仮設桁に鋼管桁を取り付けて補強した後、仮設桁を包み込むようにしてコンクリートを打設して鉄骨コンクリート桁を形成するとともに鋼管桁内のＰＣケーブルにプレストレスを導入して鋼管ＰＣ桁を構成し鉄骨コンクリート桁を補強して本設構造物を構成し、線路下構造物の一部として利用する線路下構造物構築工法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道営業を行い列車が走行している線路（以下、「活線」という。）の下方を横断するトンネルや函渠等の構造物（以下、「線路下構造物」という。）を構築する場合には、図３に示すような工法が採用されていた。
【０００３】
この場合には、まず、図３（Ａ）に示すように、線路の近傍、例えば線路側方等に複数の立坑、例えばＨ１、Ｈ２、Ｈ３、及びＨ４を所定の深さまで掘削し、この立坑Ｈ１〜Ｈ４の内部に、仮設橋脚、例えば１１、１２、１３、及び１４を設置する。仮設橋脚１１〜１４は、鋼材等からなり、柱状に構成され、立坑の底部の地盤Ｇ１により支持される。その後、線路近傍に複数の仮設桁、例えば２２１、２２２、２２３、２２４、及び２２５を設置し、これらの仮設桁２２１〜２２５が、仮設橋脚１１〜１４により支持（例えば、各仮設桁の両端の単純支持）されるようにする。仮設桁２２１等は、工事桁とも呼ばれる。
【０００４】
次に、図３（Ｂ）に示すように、上記した仮設橋脚１１〜１４と仮設桁２２１〜２２５などにより、軌道を仮受けし、列車荷重や軌きょう（レールとまくらぎ等から構成される梯子状の構造体）の自重等を仮設橋脚１１〜１４と仮設桁２２１〜２２５などにより支持する。
【０００５】
図４は、仮設桁の詳細な構成を示す図であり、図４（Ａ）は、仮設桁２２１と軌きょうとの関係を示す横断面図である。図４（Ａ）に示すように、仮設桁２２１は、鋼材等からなるＩ形断面等の主桁４１１及び４１２を有し、主桁４１１、４１２は、軌道の両側に沿って設置され、桁の中心軸方向が軌道の長手方向と略平行となるように配置される。各主桁４１１、４１２の軌道側には、鋼材等からなる横桁固定用部材４１４、４１５が取り付けられており、これらにより、鋼材等からなる横桁４１３が支持されている。横桁４１３の横断面は、図４（Ｂ）に示すような略「Ｕ」字状又は樋状となっており、この横桁４１３の内部の溝状の空間に、まくらぎＴが抱き込まれるようにして収容されるようになっている。まくらぎＴは、レールＲ１及びＲ２を支持している。
【０００６】
次に、上記のように仮設橋脚１１〜１４と仮設桁２２１〜２２５などにより軌きょうが仮受けされている状態で、線路下の地盤Ｇ２を掘削し、本設橋脚、例えば３１、３２を設置する。本設橋脚３１等は、例えばコンクリート構造物等によって構成される。本設橋脚３１等が設置されると、次に、本設桁、例えば２７１、２７２、２７３等を設置し、これらの本設桁２７１〜２７３が、本設橋脚３１、３２により支持（例えば、各仮設桁の両端の単純支持）されるようにする。
【０００７】
次に、図３（Ｃ）に示すように、軌道（軌きょう）を、仮設桁２２１等から本設桁２７１等に受け替える。これにより、列車荷重や軌きょう自重等は、本設桁２７１等と本設橋脚３１等と本設橋脚下の地盤Ｇ３により支持されるようになる。この受け替え工程の後、仮設桁２２１等はてっ去され、軌道の形状（平面形状、水準高低等）は所定の精度範囲内となるように整正され復旧される。なお、図３（Ｃ）において、符号ＲＬは、図４（Ａ）に示すレールＲ１等の頂面の位置を示している。図３（Ｃ）において、本設桁２７１等と本設橋脚３１等は、線路下構造物を構成している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の線路下構造物構築工法では、いったん仮設桁を軌道近傍に設置して線路下構造物を構築した後、設置された仮設桁を今度はてっ去し、軌道を復旧する必要がある。活線における仮設桁の設置及びてっ去は、列車運行の安全を確保するために夜間作業となったり、保安対策に万全を尽くす必要があるなど、多大な労力を要し、それに伴って建設コストも高価なものとなっていた。また、仮設桁自体は、本設構造物ではなく、何回かは転用が可能ではあるが、その製作費用の分は、余分な建設コストとなっていた。また、仮設桁のてっ去工事の分だけ全体の工事期間が伸びることになる、という問題もあった。
【０００９】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、仮設桁を活用して本設桁を形成し線路下構造物を構築し得る工法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る線路下構造物構築工法は、複数の仮設橋脚を線路近傍に設置した後、前記仮設橋脚により支持される複数の仮設桁を設置し、前記仮設橋脚と仮設桁により軌道を仮受けし、次いで本設橋脚を設置するとともに前記複数の仮設桁どうしを添接部材によって連結し、次いで連結された仮設桁に鋼管桁を取り付け、次いで前記仮設桁を包み込むように第１コンクリートを打設して鉄骨コンクリート桁を構成するとともに、前記鋼管桁の内部にシースを配置した後に第２コンクリートを打設して硬化させた後に前記シース内のＰＣケーブルを緊張しプレストレスを導入して鋼管ＰＣ桁を構成し前記鉄骨コンクリート桁を前記鋼管ＰＣ桁によって補強して本設構造物を構成し、次いで前記本設構造物を前記仮設橋脚から前記本設橋脚に受け替えることにより、前記本設構造物を線路下構造物の一部として利用することを特徴とする。
【００１１】
上記した線路下構造物構築工法において、好ましくは、前記ＰＣケーブルは、前記鋼管桁内部に前記シースを配置する時に配置される。
【００１２】
また、上記した線路下構造物構築工法において、好ましくは、前記ＰＣケーブルは、前記シースの配置後に前記シース内に挿入される。
【００１３】
また、上記した線路下構造物構築工法において、好ましくは、前記第１コンクリート又は前記第２コンクリートの打設は、前記軌道上を列車が走行中に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態である線路下構造物構築工法の手順を説明する概念図である。また、図２は、本発明の一実施形態である線路下構造物構築工法における本設構造物の構成を示す図である。
【００１５】
本実施形態の線路下構造物構築工法の場合は、まず、図３（Ａ）に示すように、線路の近傍、例えば線路側方等に複数の立坑、例えばＨ１、Ｈ２、及びＨ３を所定の深さまで掘削し、この立坑Ｈ１〜Ｈ３の内部に、仮設橋脚、例えば１１、１２、及び１３を設置する。仮設橋脚１１〜１３は、棒状鋼材、Ｈ形鋼、鋼管等からなり、柱状に構成され、立坑の底部の地盤Ｇ１により支持される。
【００１６】
次に、図１（Ａ）に示すように、各仮設橋脚１１、１２等の頂部に、それぞれ仮支承受桁５１、５２等を設置し、さらに仮支承受桁５１、５２等の上にそれぞれ仮支承６１及び６２、６３及び６４を載置する。そして、仮支承６１等の上に複数の仮設桁、例えば２１、２２、２３、２４、及び２５を設置し、これらの仮設桁２１〜２５が、仮設橋脚１１、１２等によって支持されるようにする。仮支承受桁５１等は、例えばＨ形鋼によって構成される。また、仮支承６１等は、例えばＨ形鋼、ブロック状の鋼材などによって構成される。
【００１７】
上記した仮設桁２１等の構成は、図３、４に示す従来の仮設桁２２１等とほぼ同様であるが、仮設桁どうしを連結する添接部材（後述。符号８１等を参照。）が取り付け可能なボルト穴等が桁端付近にあらかじめ開設されている点が、従来の仮設桁２２１等と異なっている。
【００１８】
図２（Ｂ）に示すように、仮設桁（例えば２４）は、鋼材等からなるＩ形断面等の主桁（例えば３１１）を軌道の左右両側にそれぞれ有しており、桁の中心軸方向が軌道の長手方向と略平行となるように配置されている。各主桁（例えば３１１）の軌道に近い側には、鋼材等からなる横桁固定用部材（例えば３１４）が取り付けられており、これにより、鋼材等からなるまくらぎ受桁３１３が支持されている。まくらぎ受桁３１３の横断面は、図示はしていないが、例えば、従来の横桁４１３と同様な略「Ｕ」字状又は樋状断面、「Ｉ」形断面、「Ｈ」形断面、「ロ」字状断面等となっている。まくらぎ受桁３１３の上には縦桁３１６、３１７が配置され、その上にまくらぎＴが載置される。まくらぎＴは、レールＲ１及びＲ２を支持している。
【００１９】
他の仮設桁（例えば２３）についても同様であり、鋼材等からなるＩ形断面等の主桁（例えば３１２）が軌道の左右両側にそれぞれ設けられ、桁の中心軸方向が軌道の長手方向と略平行となるように配置され、各主桁（例えば３１２）の軌道に近い側には、鋼材等からなる横桁固定用部材（例えば３１５）が取り付けられており、これにより、鋼材等からなるまくらぎ受桁３１３と縦桁３１６、３１７が支持されている。
【００２０】
次に、図１（Ａ）に示すように、仮設桁２２と２３は、添接部材８１と添接ボルト（図示を省略）によって連結される。また、同様に、仮設桁２３と２４も、添接部材８２と添接ボルト（図示を省略）によって連結される。添接部材８１、８２は、鋼板に所定のボルト挿通孔が開設されたもの等が用いられる。
【００２１】
次に、上記した仮設橋脚１１、１２等と仮設桁２１〜２５などにより、軌道を仮受けし、列車荷重や軌きょう自重等を仮設橋脚１１、１２等と仮設桁２１〜２５などにより支持する。
【００２２】
次に、上記のように仮設橋脚１１、１２等と仮設桁２１〜２５などにより軌きょうが仮受けされている状態で、線路下の地盤Ｇ２を掘削し、本設橋脚、例えば３１、３２を設置する（図１（Ａ）を参照）。本設橋脚３１等は、例えばコンクリート構造物等によって構成される。
【００２３】
次に、図１（Ｂ）に示すように、仮設桁２２、２３、２４の下方に鋼管桁４２が取り付けられる。同様にして、仮設桁２１などの下方に鋼管桁４１が取り付けられ、仮設桁２５などの下方に鋼管桁４３が取り付けられる。
【００２４】
図１（Ｂ）及び図２に示すように、鋼管桁４２は、例えば四角形断面の鋼管からなる水平管部４２ａと、水平管部４２ａの両端にそれぞれ接続し斜め上方に延びる傾斜管部４２ｂ及び４２ｃと、水平管部４２ａの両端付近にそれぞれ接続し鉛直上方に延びる鉛直管部４２ｄ及び４２ｅを有している。また、鋼管桁４２は、図２（Ｂ）に示すように、軌道の左右両側に同じ構成のものが１個ずつ計２個設けられている。例えば、水平管部４２ａ１、４２ａ２、４２ｅ１などである。鋼管桁４１、４３についても同様である。
【００２５】
なお、鋼管桁４２が仮設桁２２等に取り付けられる際、鋼管桁４２の内部には、シース１０１、１０２と、ＰＣケーブル９１、９２が配置される。シース１０１は、ＰＣケーブル（鋼より線）９１を収容する「さや管」であり、図２（Ａ）には図示していないが、鋼管桁４２の傾斜管部４２ｂの上部から水平管部４２ａの右側に入り、水平管部４２ａの左端に至る。また、シース１０２は、ＰＣケーブル（鋼より線）９２を収容する「さや管」であり、図２（Ａ）には図示していないが、鋼管桁４２の傾斜管部４２ｃの上部から水平管部４２ａの左側に入り、水平管部４２ａの右端に至る。他の鋼管桁４１、４３についても同様である。
【００２６】
次に、上記の状態で、型枠（例えば、埋設型枠。（図示せず））を設置した後、図１（Ｂ）及び図２に示すように、連結された仮設桁２２及び２３及び２４を包み込むようにして第１コンクリートＣ１２を打設する。これにより、鉄骨コンクリート桁７２が構成される。図１（Ｂ）における本設橋脚３１の右側についても同様に、連結された仮設桁２１等を包み込むようにして第１コンクリートＣ１１が打設され、鉄骨コンクリート桁７１が構成される。また、図１（Ｂ）における本設橋脚３２の左側についても同様に、連結された仮設桁２５等を包み込むようにして第１コンクリートＣ１３が打設され、鉄骨コンクリート桁７３が構成される。
【００２７】
図２（Ｂ）において、中心線Ｌの左側は、図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面を示し、中心線Ｌの右側は、図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面を示している。なお、仮設桁２２等の周囲の適宜箇所に、さらに適宜の鉄筋（図示せず）を配置してコンクリートを打設し、鉄骨鉄筋コンクリート桁を構成するようにしてもよい。仮設桁２１等、仮設桁２６等についても同様である。
【００２８】
なお、本実施形態の線路下構造物構築工法においては、列車を走行させた状態、すなわち列車荷重を受けた状態で、第１コンクリートＣ１１等を打設することが可能である。
【００２９】
上記した第１コンクリートＣ１２等の打設とほぼ同時、又は第１コンクリートＣ１２等の打設の後に、鋼管桁４２の内部（シース１０１等の外部）に第２コンクリート（例えば、図２（Ｂ）におけるＣ２２ａ、Ｃ２２ｂ等）を打設し、この第２コンクリートの硬化を待つ。その後、シース１０１等の内部のＰＣケーブル（例えば９１など）を引張って緊張し、プレストレスを導入する。これにより、鋼管ＰＣ桁４５が構成される。鋼管桁４１、４３についても、同様にして、鋼管ＰＣ桁１４４、４６が構成される。
【００３０】
上記のような構成により、図１（Ｃ）及び図２に示すように、添接部材８１及び８２によって連結された仮設桁２２及び２３及び２４が第１コンクリートＣ１２で包み込まれた鉄骨コンクリート桁７２は、鋼管ＰＣ桁４５によって下方が補強され、全体としての桁長（桁スパン）が延長されている。これにより、鉄骨コンクリート桁７２と、鋼管ＰＣ桁４５が、全体として大きな桁（本設構造物）１１２を形成している。図１（Ｃ）における本設橋脚３１の右側、図１（Ｃ）における本設橋脚３２の左側についても同様に、鉄骨コンクリート桁７１と、鋼管ＰＣ桁４４が、全体として大きな桁（本設構造物）１１１を形成し、鉄骨コンクリート桁７３と、鋼管ＰＣ桁４６が、全体として大きな桁（本設構造物）１１３を形成している。
【００３１】
なお、本実施形態の線路下構造物構築工法においては、列車を走行させた状態、すなわち列車荷重を受けた状態で、第２コンクリートＣ２２ａ等を打設することが可能である。
【００３２】
次に、上記の状態で、仮設橋脚１２等から、本設橋脚３１等への受け替えが行われる。この受け替えにより、列車荷重や軌きょう自重等は、本設構造物１１１等と本設橋脚３１、３２等と本設橋脚下の地盤Ｇ３により支持されるようになる。
【００３３】
次に、仮設橋脚１２及び１３をてっ去する。その後、軌道の形状（平面形状、水準高低等）は所定の精度範囲内となるように整正され復旧される。この本実施形態において、本設構造物１１１等と本設橋脚３１等は、線路下構造物を構成している。
【００３４】
本実施形態の線路下構造物構築工法は、上記したような手順によって行われるため、以下のような利点を有している。
【００３５】
ａ）仮設桁を補強した後に、これらを包み込むようにコンクリートを打設して鉄骨コンクリート桁を形成するとともに、鋼管ＰＣ桁で補強して本設構造物を旺盛し、この本設構造物を線路下構造物の一部として利用することになるため、従来のような仮設専用の桁は不要となり、仮設と本設の両機能を発揮させることができる。このため、従来のような工事桁は不要となり、工事桁製作費用と工事桁てっ去費用が不要となるため、工事費用を低減することできる。
【００３６】
ｂ）従来のような工事桁てっ去作業が不要となるため、その分の工事期間を短縮することができる。
【００３７】
ｃ）本設用構造物の上部の桁が鉄骨コンクリート桁となるため、鉄道騒音の低減対策として有効である。また、桁の上面に消音用の砕石（バラスト）を散布すれば、さらに大きな効果が期待できる。
【００３８】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００３９】
例えば、鋼管桁は、上記各実施形態における四角形断面の他に、円形断面であってもよい。
【００４０】
また、仮設桁を包み込むようにコンクリートを打設するだけでなく、適宜の鉄筋、鉄骨部材、強化用繊維部材、ＰＣ鋼線、ＰＣ鋼棒等、又はこれらの適宜の組み合わせをコンクリート内に埋設配置したり、適宜にプレストレスを導入するように構成してもよい。
【００４１】
また、鋼管桁の構造形式としては、上記した桁形式のほか、アーチ桁、Ｉ形断面ビーム桁、方杖構造、各種ラーメン構造等を採用してもよい。
【００４２】
また、上記実施形態においては、シース配置とほぼ同時に、シース内にＰＣケーブルを配置する手順を例に挙げて説明したが、本発明はこれには限定されず、他の手順、例えば、鋼管桁の内部には最初にシースのみを配置しておき、第２コンクリートを打設し、第２コンクリートの硬化後にシース内にＰＣケーブルを挿入するようにしてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の仮設橋脚を線路近傍に設置した後、仮設橋脚により支持される複数の仮設桁を設置し、仮設橋脚と仮設桁により軌道を仮受けし、次いで本設橋脚を設置するとともに複数の仮設桁どうしを添接部材によって連結しかつ鋼管桁を取り付けて補強し、次いで仮設桁を包み込むように第１コンクリートを打設して鉄骨コンクリート桁を構成するとともに、鋼管桁の内部にシースを配置した後に第２コンクリートを打設して硬化させた後にシース内のＰＣケーブルを緊張しプレストレスを導入して鋼管ＰＣ桁を構成し鉄骨コンクリート桁を鋼管ＰＣ桁によって補強して本設構造物を構成し、次いで本設構造物を仮設橋脚から本設橋脚に受け替えることにより、本設構造物を線路下構造物の一部として利用するように構成したので、従来のような仮設専用の桁は不要となり、仮設と本設の両機能を発揮させることができる。このため、従来のような工事桁は不要となり、工事桁製作費用と工事桁てっ去費用が不要となるため、工事費用を低減することできる、という利点を有している。また、従来のような工事桁てっ去作業が不要となるため、その分の工事期間を短縮することができる、という利点も有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である線路下構造物構築工法の手順を説明する概念図である。
【図２】本発明の一実施形態である線路下構造物構築工法における本設構造物の構成を示す図である。
【図３】従来の線路下構造物構築工法の手順を示す概念図である。
【図４】図３に示す線路下構造物構築工法における仮設桁の詳細な構成を示す図である。
【符号の説明】
１１〜１４  仮設橋脚
２１〜２５  仮設桁
３１、３２  本設橋脚
４１  鋼管桁
４２  鋼管桁
４２ａ、４２ａ１、４２ａ２  水平管部
４２ｂ、４２ｃ  傾斜管部
４２ｄ、４２ｅ、４２ｅ１  鉛直管部
４３  鋼管桁
４４〜４６  鋼管ＰＣ桁
５１、５２  仮支承受桁
６１〜６４  仮支承
７１〜７３  鉄骨コンクリート桁
８１、８２  添接部材
９１、９２  ＰＣケーブル
１０１、１０２  シース
１１１〜１１３  本設構造物
２２１〜２２５  仮設桁
２７１〜２７３  本設桁
３１１  主桁
３１２  主桁
３１３  まくらぎ受桁
３１４、３１５  横桁固定用部材
３１６、３１７  縦桁
４１１、４１２  主桁
４１３  横桁
４１４、４１５  横桁固定用部材
Ｃ１１〜Ｃ１３  第１コンクリート
Ｃ２２ａ、Ｃ２２ｂ  第２コンクリート
Ｇ１〜Ｇ３  地盤
Ｈ１〜Ｈ４  立坑
Ｌ  中心線
Ｒ１、Ｒ２  レール
Ｔ  まくらぎ
【図１】
0003595528.tif 000002
【図２】
0003595528.tif 000003
【図３】
0003595528.tif 000004
【図４】
0003595528.tif 000005