(57)【要約】【課題】  既設鋼アーチ橋の橋梁を撤去することなく、この既存鋼アーチ橋梁をコンクリートで巻き立てて合成アーチ橋とすることにより、資源の有効活用ができると共に、維持管理費の低減ができ、さらに剛性が高くて変形、振動が小さく既設鋼製アーチ橋梁の補修・補強を提供することを目的とする。【解決手段】  既設鋼部材アーチ橋１において、既設アーチアバット２を補強鉄筋コンクリート１７で補強し、さらに既設鋼アーチリブ２を補強鉄筋コンクリート１６で巻き立てて合成構造とし、さらに既設鋼鉛直材５を補強鉄筋コンクリート３１で補強して既設鋼部材アーチ橋をコンクリートアーチ橋に構造変化する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設鋼部材アーチ橋において、既設鋼アーチリブを補強鉄筋コンクリートで巻き立てて合成構造とすることで、該既設鋼アーチリブを再利用が可能な構造としたことを特徴とする既設鋼部材アーチ橋の補修・補強構造。
【請求項２】
既設鋼アーチリブの端部を継手ヒンジを介して連結する既設アーチアバットを補強鉄筋コンクリートで補強すると共に、該アバット部補強鉄筋コンクリートと既設鋼アーチリブの補強鉄筋コンクリートとを一体化したことを特徴とする請求項１記載の既設鋼部材アーチ橋の補修・補強構造。
【請求項３】
既設鋼アーチリブから立上がる既設鋼鉛直材を補強鉄筋コンクリートで巻き立てて合成構造としたうえ、該補強鉄筋コンクリートと既設鋼アーチリブの補強鉄筋コンクリートとを一体化することで、既設鋼部材アーチ橋の橋梁を維持管理が不要なコンクリート橋に構造変化させたことを特徴とする請求項１または２記載の既設鋼部材アーチ橋の補修・補強構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、既設鋼部材アーチ橋を解体しないで補修可能とし、かつ既設鋼部材の再利用を可能とした既設鋼部材アーチ橋の補修・補強構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
渓谷などに架設される橋は、優れた構造系であることや、周囲の景観との兼ねあいからアーチ構造系の橋が多く架設されている。これらのアーチ構造系の橋のなかでも、鋼部材アーチ橋は長年の経過により腐食、錆など経年劣化が進んで強度が低下し補修・補強が必要なケースが多く存在する。
【０００３】
特に、山間部に位置する鋼部材アーチ橋では、古い荷重条件で設計されていて大型の車両が通行できない場合がある。その場合、鋼部材アーチ橋の補修・補強のために既設アーチ橋の橋梁を撤去して新設橋梁を構築できればよいが、これが困難な場合も多くある。このような立地条件の場合、従来は、既設橋梁の各部位毎に解体し新部材に取り替えるとか、添部材を取付けるなどにより補強する方法が主流である。しかし、この従来の補修・補強方法では、経年劣化した橋梁の抜本的な耐荷力は向上することができないのが実状である。
【０００４】
本発明は、前記従来の補強構造を改めて既設橋梁にコンクリートを巻く補修・補強構造であるが、この種の従来技術は存在しない。なお、アーチ橋を新しく構築する場合のコンクリート巻き既設鋼アーチリブの構築方法に関し、特開平８−６８０１４号に開示のものがあるが、これは経年劣化した橋梁を補修・補強するものではない。
【特許文献１】特開平８−６８０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
設計当時の設計荷重がＴＬ−２０で架設された鋼部材アーチ橋の橋梁において、既設鋼部材の補修・補強に際し、現在のＢ活荷重に対応できる構造に耐力を向上させたい場合、（１）既設鋼部材を使用する補強方法、（２）既設鋼部材を撤去し、新設鋼部材を既設鋼部材と取り替える方法がある。しかし、（１）の既設鋼部材を使用して補強する方法では、耐力アップした部材は、既設橋梁より部材寸法が大きくなり周辺に影響するという問題がある。また、（２）の新設の橋梁とする場合は、架設が困難となる。さらに、（１）の補強方法の場合は、将来にわたる耐久性への懸念や維持管理等の保守の必要性が大いにある。
【０００６】
本発明は、前記従来の欠点を改良したものである。すなわち、本発明は、既設鋼部材アーチ橋の補修・補強に際し、立地条件のため既設のアーチ橋梁を撤去したり、新設の橋梁を構築することが困難な鋼アーチ橋が山間部などに多く存在することに鑑みて、これらのアーチ橋梁を対象として、既存の鋼アーチ橋を荷重が重くなるが、その荷重条件を満たす範囲でコンクリートを巻き立てて合成アーチ橋とすることで、より剛性の高いコンクリートアーチ橋を構築することで、補修・補強の目的を達成しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の目的を達成するため、本発明は、次のように構成する。
【０００８】
第１の発明は、既設鋼部材アーチ橋の補修・補強構造であって、既設鋼アーチリブを補強鉄筋コンクリートで巻き立てて合成構造とすることで、該既設鋼アーチリブを再利用が可能な構造としたことを特徴とする。
【０００９】
第２の発明は、第１の発明において、既設鋼アーチリブの端部を継手ヒンジを介して連結する既設アーチアバットを補強鉄筋コンクリートで補強すると共に、該アバット部補強鉄筋コンクリートと既設鋼アーチリブの補強鉄筋コンクリートとを一体化したことを特徴とする。
【００１０】
第３の発明は、第１または第２の発明において、既設鋼アーチリブから立上がる既設鋼鉛直材を補強鉄筋コンクリートで巻き立てて合成構造としたうえ、該補強鉄筋コンクリートと既設鋼アーチリブの補強鉄筋コンクリートとを一体化することで、既設鋼部材アーチ橋の橋梁を維持管理が不要なコンクリート橋に構造変化させたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、山間部に多く存在する、新設の橋梁を構築することが困難な立地条件にある橋梁の既設鋼アーチリブを解体することなく、既設鋼アーチリブを利用して吊足場を作り、かつこの既設鋼アーチリブを補強鉄筋コンクリートで巻き立てて合成構造とすることで、補修・補強の施工期間の短縮を図れるうえ、既設鋼部材の再利用ができ資源の有効活用ができる。
【００１２】
さらに、既設鋼アーチリブの補強鉄筋コンクリートと、既設鋼鉛直材の巻き立て補強鉄筋コンクリートと、既設アーチアバットを補強鉄筋コンクリートとを一体化して既設鋼部材アーチ橋をコンクリートアーチ橋に変化した合成構造とすることで、アーチ橋の変形、振動が小さくできるうえ、コンクリート橋への変更で維持管理費を低減した構造となる。なお、上部構造に工場製ＰＣ桁を使用し、架設を容易にすることで、補修・補強の必要な施工期間の一層の短縮を図れる構造にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
既設鋼部材アーチ橋を補修・補強するに際して、既設鋼アーチリブを鋼部材のままで設計荷重のアップに耐え得る構造とするためには、新設の鋼部材を既設鋼部材の１本づつに対応して補強するか、または、既設鋼部材の全部を新設の鋼部材と取り替えなければならないが、そうすると新設の橋梁と変わらなくなる。
【００１４】
そこで、本発明では、既設鋼アーチ橋を利用し、鋼部材をコンクリートで巻き、耐力アップに対応するようにした。但し、コンクリートで巻くわけなので当然橋梁の重量がアップし、既設アーチアバットも大荷重に耐えることが必要になる。このため既設アーチアバットと既設鋼アーチリブとが連結されたヒンジ部もコンクリートで巻き、既設アーチリブに巻いた補強コンクリートと一体化して増加した重量をコンクリート補強した既設アーチアバットに負担させている。  
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施対象である既設鋼部材アーチ橋１の側面図である。この既設鋼部材アーチ橋１は、H型鋼などからなる既設鋼アーチリブ２が河川や谷等の凹地３の上に架橋されていて、既設鋼アーチリブ２の端部は継手ヒンジを介して既設アーチアバット４に連結支持されている。既設鋼アーチリブ２上には、H型鋼などからなる既設鋼鉛直材５が立設されており、その上に上部工（橋体）６が載置され、橋体６の端部は橋台７に固定されて既設鋼部材アーチ橋１が架設されている。
【００１７】
図２〜図４を参照して、前記既設鋼部材アーチ橋１の改修工程の概要をステップ１〜７にて説明する。
【００１８】
図２ａに示すステップ１では、トラッククレーン８を用いて橋体６の舗装版破砕・撤去及び床版切断撤去を行う。
【００１９】
図２ｂに示すステップ２では、アーチクラウン１０と一部の既設鋼鉛直材５を残して、縦桁や他の既設鋼鉛直材を撤去する。
【００２０】
図２ｃに示すステップ３では、橋台７や既設アーチアバット４のコンクリート補強を行う（既設アーチアバット４のコンクリート補強は本発明の主要素の１つであり、詳細は図５によって後述する）。 
【００２１】
図３に示すステップ４では、吊足場枠１１の設置と防護工の設置を行う（吊足場枠１１の設置の詳細は図７によって後述する）。
【００２２】
図４ａに示すステップ５では、既設鋼アーチリブ２にコンクリート巻きを施して補強する（既設アーチリブ２のコンクリート補強は本発明の主要素の１つであり、詳細は図６、図７によって後述する）。
【００２３】
図４ｂに示すステップ６では、既設鋼鉛直材５の周りに型枠１２を組みコンクリート巻きを施して補強する（既設鋼鉛直材５のコンクリート補強は本発明の主要素の１つであり、詳細は図８によって後述する）。
【００２４】
図４ｃに示すステップ７では、吊足場枠１１を撤去し、プレテンション導入桁による新橋体６ａを施工する。
【００２５】
本発明は、前記ステップ１〜７の改修工程において、ステップ３、５、６におけるアーチ梁部の補修・補強構造に特徴を有している。以下順に説明する。
【００２６】
図５に示すように既設鋼アーチリブ２の端部が継手ヒンジ１３で既設アーチアバット４に連結されている。既設アーチアバット４は基礎コンクリート１４にフーチング定着アンカー１５を埋設して構成されているが、この既設アーチアバット４が腐食など経年劣化しているおそれがあると共に、後述のアーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６の施工でアバット部に大きな荷重が作用するので、この既設アーチアバット４も補強する必要がある。このため、本発明では、アバット部基礎コンクリート１４を一部はつってアバット部補強鉄筋コンクリート１７を打設する。これにより既設アーチアバット４と既設鋼アーチリブ４と継手ヒンジ１３が該アバット部補強鉄筋コンクリート１７に埋設された合成補強構造としてアバット部が大きな荷重に耐えるように補強する。図５は、アーチリブ部補強鉄筋コンクリート１７が打設され、かつアバット部補強鉄筋コンクリート１６と一体化された状態を示している。
【００２７】
図６は既設鋼アーチリブ２がアーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６の巻き立てにより補強された断面図を示し、図７は、このアーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６を巻き立て施工する際の吊足場枠１１や型枠１８の設置態様を示している。図６、図７に示すように、既設鋼アーチリブ２は左右平行に配置したH型鋼製のアーチ梁１９の間をH型鋼製の連結梁２０で連結して構成されており、この既設鋼アーチリブ２の周りに補強用鉄筋２１を配筋すると共に、アーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６を巻き立てて補強する。
【００２８】
アーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６の巻き立て施工に際しては、図７に示すように、既設鋼アーチリブ２の上部に角形鋼管などからなる吊り枠２２を設置し、下部に同じく角形鋼管などからなる吊足場枠１１を設置し、吊足場枠１１は、既設鋼アーチリブ２の両側に配置され、上部が吊り枠２２に連結された角形鋼管などからなる吊り枠材２３の下部で支持されている。また、吊足場枠１１が左右に揺れるのを防止するため、吊り枠材２３と既設鋼アーチリブ２のアーチ梁１９の間に結合棒２４が張設されている。また、吊り枠２２と既設鋼アーチリブ２を結合するため連結梁２０の上部に設けた支保工部材２５と吊り枠２２の間に複数の結合棒２４が張設されている。
【００２９】
吊足場枠１１の上には型枠受けフレーム２６が配置されていて、この型枠受けフレーム２６は、吊り枠２２により高さ調整自在に支持された吊り棒２７で支持されている。また、既設鋼アーチリブ２の周囲を取囲むように型枠１８が配置されており、型枠１８の下部は型枠受けフレーム２６から立上がる複数本の型枠支持棒２８で支持されている。下部の型枠１８を組んだ後、補強用鉄筋２１（図６に示す）を配筋し、その後に側部の型枠を設置し、型枠１８内にコンクリートを打設する。コンクリートは、既設鋼アーチリブ２が座屈を起こさないように複数回に分けて打設する。コンクリートの打設が完了し養生後、型枠を脱型し吊足場枠１１などの支保工を解体する（なお、図７では補強用鉄筋２１は省略している）。
【００３０】
アーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６の巻き立て施工が完了した後、既設鋼鉛直材５の補強コンクリート打設を行う。図８は図１のＡ部の拡大断面図で、既設鋼鉛直材５は、既設鋼アーチリブ２の左右のアーチ梁１９から平行に立上がるH型鋼製の鉛直梁２９と左右の鉛直梁２９を繋ぐ連結梁３０とからなる。この既設鋼鉛直材５の周囲を取囲むように型枠１２を配置し（図４ｂのステップ６に示す）、補強鉄筋３２を配筋すると共にコンクリートを打設することで既設鋼鉛直材５は、鋼鉛直材補強鉄筋コンクリート３１で補強される。鋼鉛直材補強鉄筋コンクリート３１の下部はアーチリブ部補強鉄筋コンクリート１６と一体化される。
【００３１】
前記のとおり、本発明によると既設鋼部材アーチ橋１のアーチ部の各部を補強鉄筋コンクリートで巻いて補強することで、既設鋼製アーチ橋はコンクリートアーチ橋に構造変化して合成構造となる。このように本発明の補修・補強構造によると、既設アーチ橋の橋梁を撤去することなく、新設の橋梁を構築することが可能な構造であり、アーチ橋の変形、振動が小さくできるうえ、既設アーチアバット４と既設鋼アーチリブ２と既設鋼鉛直材５がＲＣ造で一体化した再利用構造にでき、資源の有効活用を行うことができる。さらに、鋼製アーチ橋からコンクリートアーチ橋への変更で維持管理費費用を低減できる構造となる。
【００３２】
なお、上部工（橋体６ａ）の施工には、工場製プレキャストPC桁を架設し、これにより従来必要としていた支保工施工をなくして施工工期の短縮を図った。 この上部工６ａは、連結構造としていることから、走行性がよく耐震性能も向上した構造である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施対象である既設鋼部材アーチ橋の側面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の補修・補強構造を実施する工程のステップ１、２、３を示す側面説明図である。
【図３】本発明の補修・補強構造を実施する工程のステップ４を示す側面説明図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の補修・補強構造を実施する工程のステップ５、６、７を示す側面説明図である。
【図５】既設アーチアバットの補修・補強構造を示す詳細図である。
【図６】既設鋼アーチリブを補強鉄筋コンクリートで巻き立てた状態を示す断面図である。
【図７】既設鋼アーチリブにコンクリートを打設するための吊足場枠と型枠の配置態様を示す説明図である。
【図８】既設鋼鉛直材を補強鉄筋コンクリートで巻き立てた状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１  既設鋼部材アーチ橋    
２  既設鋼アーチリブ
３  凹地
４  既設アーチアバット
５  既設鋼鉛直材
６  橋体（上部工）
６ａ 新橋体
７  橋台
８  トラッククレーン
１０  アーチクラウン
１１  吊足場枠
１２  型枠
１３  継手ヒンジ
１４  基礎コンクリート
１５  フーチング定着アンカー
１６  アーチリブ部補強鉄筋コンクリート
１７  アバット部補強鉄筋コンクリート
１８  型枠
１９  アーチ梁
２０  連結梁
２１  補強用鉄筋
２２  吊り枠
２３  吊り枠材
２４  連結棒
２５  支保工材
２６  型枠受けフレーム
２７  吊り棒
２８  型枠支持棒
２９  鋼鉛直梁
３０  連結梁  
３１  鋼鉛直材補強鉄筋コンクリート
３２  補強用鉄筋
【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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