(57)【要約】【課題】道路を供用させつつ、床版更新工事を片側ずつ交互に実施する場合において、交通車両の走行による影響を最小限に抑えることを可能とした床版更新方法、床版接合構造および道路橋を提案する。【解決手段】鋼桁３と、鋼桁３の上面に端部が載置された一対の新設床版４，４と、一対の新設床版４，４の端面同士の間に充填された間詰め材７とを備える床版接合構造１であって、新設床版４同士は、剛結合されることなく間詰め材７を介して連続している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
道路幅員方向に対して鋼桁を境に一方側と他方側とに分割し、
前記一方側を供用させた状態で、前記他方側において床版を更新する先施工工程と、
前記他方側を供用させた状態で、前記一方側において床版を更新する後施工工程と、を備える床版更新方法であって、
前記先施工工程は、
前記他方側の既設床版を撤去する第一撤去作業と、
前記鋼桁の他方側に張り出す拡幅鋼材を前記鋼桁に固定する第一拡幅作業と、
前記鋼桁に先行新設床版の端部を載置させた状態で当該先行新設床版を敷設する第一敷設作業と、を備えており、
前記後施工工程は、
前記一方側の既設床版を撤去する第二撤去作業と、
前記鋼桁の一方側に張り出す拡幅鋼材を前記鋼桁に固定する第二拡幅作業と、
前記鋼桁に後行新設床版の端部を載置させた状態で当該後行新設床版を敷設する第二敷設作業と、
分離された前記先行新設床版と前記後行新設床版との間に間詰め材を充填する間詰め作業と、を備えていることを特徴とする、床版更新方法。
【請求項２】
鋼桁と、
前記鋼桁の上面に端部が載置された一対の床版と、
前記一対の床版の端面同士の間に充填された間詰め材と、を備える床版接合構造であって、
前記床版同士は、剛結合されることなく、前記間詰め材を介して連続していることを特徴とする、床版接合構造。
【請求項３】
前記鋼桁に、前記床版の下面に添設された拡幅鋼材が固定されていることを特徴とする、請求項２に記載の床版接合構造。
【請求項４】
前記拡幅鋼材の上面に接合部材が立設されており、
前記接合部材が、前記床版に挿入されていることを特徴とする、請求項３に記載の床版接合構造。
【請求項５】
前記床版の縁部および前記拡幅鋼材の縁部において、前記床版と前記鋼桁との間または前記床版と拡幅鋼材との間にシール材が介設されていることを特徴とする、請求項３または請求項４に記載の床版接合構造。
【請求項６】
前記床版の端面にせん断キーが形成されていることを特徴とする、請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載の床版接合構造。
【請求項７】
前記鋼桁と前記間詰め材とを連結する連結部材が、前記間詰め材に挿入されていることを特徴とする、請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載の床版接合構造。
【請求項８】
請求項２乃至請求項７のいずれか１項に記載の床版接合構造を備えることを特徴とする、道路橋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、床版更新方法、床版接合構造および道路橋に関する。
【背景技術】
【０００２】
床版更新工事として、老朽化した床版を鋼桁から撤去した後、新設の床版を鋼桁に設置する場合がある。２車線以上の道路橋における床版更新工事において、道路を幅員方向で２分割し、区分されたうちの一方を供用させた状態で、他方の床版を更新すれば、道路を封鎖することなく施工を行うことができる。
床版更新工事では、床版同士を一体に接合するのが一般的である。例えば、特許文献１には、道路幅員方向で隣り合うプレキャスト床版同士を、鋼桁の上面においてＰＣ緊張材によって一体化させた構造が開示されている。また、特許文献２には、プレキャスト床版同士の接合部において、各プレキャスト床版の突き合わせ面から突設された鉄筋を巻き込むようにコンクリートを打設することにより、プレキャスト床版同士を剛結合する継手部構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−９８４８９号公報
【特許文献２】特開２００１−４９６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の床版更新工事のように、プレキャスト床版同士の接合部においてプレストレスを導入する場合には、先行して施工されたプレキャスト床版を鋼桁に接合させた状態で、後行のプレキャスト床版の施工を行うことになる。ところが、後行のプレキャスト床版の施工は、先行のプレキャスト床版上を供用させた状態で実施するため、交通車両の走行による振動等が鋼桁に伝達し後行のプレキャスト床版に影響を及ぼすおそれがある。
また、特許文献２の床版更新工事のように、プレキャスト床版同士の接合部を鉄筋コンクリート構造とする場合には、鉄筋の継手長を確保するために、接合部の幅が大きくなる（例えば３００〜４００ｍｍ）。そのため、片側通行により道路を供用するために必要な幅員を確保できない場合がある。また、交通車両の走行による振動等が供用中のプレキャスト床版から接合部の打設コンクリート等に伝達すると、コンクリートの硬化阻害を引き起こすおそれがある。
このような観点から、本発明は、道路を供用させつつ、床版更新工事を片側ずつ交互に実施する場合において、交通車両の走行による影響を最小限に抑えることを可能とした床版更新方法、床版接合構造およびこの床版接合構造を備えた道路橋を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するための本発明の床版更新方法は、道路幅員方向に対して鋼桁を境に一方側と他方側とに分割し、前記一方側を供用させた状態で前記他方側において床版を更新する先施工工程と、前記他方側を供用させた状態で前記一方側において床版を更新する後施工工程とを備えている。前記先施工工程は、前記他方側の既設床版を撤去する第一撤去作業と、前記鋼桁の他方側に張り出す拡幅鋼材を前記鋼桁に固定する第一拡幅作業と、前記鋼桁に先行新設床版の端部を載置させた状態で当該先行新設床版を敷設する第一敷設作業とを備えており、前記後施工工程は、前記一方側の既設床版を撤去する第二撤去作業と、前記鋼桁の一方側に張り出す拡幅鋼材を前記鋼桁に固定する第二拡幅作業と、前記鋼桁に後行新設床版の端部を載置させた状態で当該後行新設床版を敷設する第二敷設作業と、分離された前記先行新設床版と後行新設床版との間に間詰め材を充填する間詰め作業とを備えている。
かかる床版更新方法によれば、新設床版同士を剛結合（一体化）することなく更新するため、後行新設床版の施工時に先行新設床版上を走行する交通車両の振動等の影響を最小限に抑えることができる。また、床版同士の接合部の幅を最小限に抑えることができるため、２車線以上の道路橋において、交通を完全に止めることなく床版を更新することができる。
【０００６】
また、本発明の床版接合構造は、鋼桁と、前記鋼桁の上面に端部が載置された一対の床版と、前記一対の床版の端面同士の間に充填された間詰め材とを備える床版接合構造であって、前記床版同士は、剛結合されることなく、前記間詰め材を介して連続していることを特徴としている。
さらに、本発明の道路橋は、前記床版接合構造を備えていることを特徴としている。
かかる床版接合構造および道路橋によれば、床版同士を剛結合するための鋼材を有していないため、床版同士の接合部（間詰め材と床版との境界）から水分が浸透した場合であっても、前記鋼材の劣化に起因する破損が生じることがない。また、床版更新工事において、一方の床版上を供用させた状態で他方の床版の施工を行う場合であっても、先行して敷設された床版上の交通車両の影響を最小限に抑えることができる。
【０００７】
なお、前記床版の下面に添設された拡幅鋼材が前記鋼桁に固定されていれば、鋼桁のフランジが床版の端部を載置するために十分な幅を有していない場合であっても、床版を載置することができる。なお、前記拡幅鋼材の上面には、床版に挿入されるジベルやスタッドボルトなどの接合部材が立設されているのが望ましい。接合部材は、床版のずれ止めとして機能する。また、前記床版の縁部および前記拡幅鋼材の縁部において、前記床版と前記鋼桁との間または前記床版と拡幅鋼材との間にシール材が介設されていれば、間詰め材の流出を防止して密実に充填することができるとともに、接合部への水分の浸透を最小限に抑えることができる。
また、床版同士の間に段差が生じることを防止するために、前記床版の端面にせん断キーが形成されているのが望ましい。さらに、前記せん断キーに加えて、前記鋼桁と前記間詰め材とを連結する連結部材が前記間詰め材に挿入されていれば、床版に段差が生じることを防止できるとともに床版の浮き上がりを防止することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の床版更新方法、床版接合構造および道路橋によれば、道路を供用させつつ、片側ずつ交互に床版更新工事を行う場合における交通車両の走行による影響を最小限に抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態の床版更新方法により床版を更新する橋梁の横断図である。
【図２】第一実施形態に係る床版接合構造を示す断面図である。
【図３】床版更新方法の先施工工程の各作業状況を示す横断図であって、（ａ）は第一撤去作業、（ｂ）は第一拡幅作業、（ｃ）は第一敷設作業である。
【図４】床版更新方法の後施工工程の各作業状況を示す横断図であって、（ａ）は第二撤去作業、（ｂ）は第二拡幅作業、（ｃ）は第二敷設作業である。
【図５】（ａ）は第二実施形態に係る床版接合構造を示す断面図、（ｂ）は他の形態を示す断面図である。
【図６】（ａ）は第三実施形態に係る床版接合構造を示す断面図、（ｂ）は他の形態を示す断面図である。
【図７】第四実施形態に係る床版接合構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜第一実施形態＞
本発明の実施形態では、図１に示す２車線道路用の橋梁（道路橋）の床版更新工事として、老朽化した既設の床版（既設床版２）を鋼桁３から撤去した後、新設の床版（新設床版４）を鋼桁３に設置する場合に採用する床版更新方法および新設床版４の床版接合構造１（図２参照）について説明する。既設床版２は、橋軸方向に沿って配設された３本の主桁３１と、主桁３１同士の間に配設された補助桁３２と、橋軸方向と交差する方向に配設された横桁３３により支持されている。主桁３１は、図２に示すように、上下のフランジ３４，３４と、フランジ３４同士を連結するウェブ３５とを備えたＩ形鋼により構成されている。なお、主桁３１の構成は限定されるものではなく、例えば、溝型鋼やＨ形鋼であってもよい。
【００１１】
本実施形態の床版更新方法は、図１に示すように、道路幅員方向に対して中央の主桁３１を境に一方側（図１において左側）と他方側（図１において右側）とに分割し、一方側の後施工範囲Ａ２を供用させた状態で他方側の先施工範囲Ａ１において床版を更新する先施工工程と、先施工範囲Ａ１を供用させた状態で、後施工範囲Ａ２において床版を更新する後施工工程とを備えている。
【００１２】
先施工工程では、図３（ａ）に示すように、まず、他方側の分割既設床版２１を撤去する（第一撤去作業）。本実施形態では、主桁３１の桁軸の直上において既設床版２を切断し、一方側の分割既設床版２２上を供用させた状態で、他方側の分割既設床版２１を撤去する。このとき、主桁３１と分割既設床版２１とがジベル等の既設接合部材３６により接合されている場合には、主桁３１から既設接合部材３６を撤去（切断）する。
【００１３】
次に、図３（ｂ）に示すように、主桁３１の上フランジ３４に新設床版４（先行新設床版４１）の下面に添設される拡幅鋼材５を固定する（第一拡幅作業）。拡幅鋼材５は、上フランジ３４の外縁から突出させる。拡幅鋼材５は、分割既設床版２１を撤去することにより露出した上フランジ３４の他方側の上面に上載させた状態でボルト接合することで、他方側に張り出すように固定する。なお、拡幅鋼材５の固定方法はボルト接合に限定されるものではなく、例えば、上フランジ３４に溶接してもよい。本実施形態では、拡幅鋼材５を、主桁３１の中心線よりも他方側にずらした位置に配設する。なお、拡幅鋼材５は、端面が主桁３１の中心と一致するように配設してもよい。拡幅鋼材５の上面には、主桁３１の桁軸方向に沿って、一定の間隔毎に接合部材６が立設されている。ここで、拡幅鋼材５は、接合部材６に立設させる付近のみに設けてもよいし、橋軸方向に対して連続していてもよい。また、接合部材６の立設位置は、鋼桁３に対して左右対称に限らず、橋軸方向に対してずれていてもよい。すなわち、接合部材６は、千鳥状に配置してもよい。なお、接合部材６は、例えば、橋軸方向に沿って並設された複数本のスタッドボルトや孔あき鋼板ジベルからなる。
【００１４】
主桁３１の上フランジ３４に拡幅鋼材５を固定したら、図３（ｃ）に示すように、先行新設床版４１を敷設する（第一敷設作業）。先行新設床版４１の端部は、拡幅鋼材５を介して主桁３１の上フランジ３４に上載する。このとき、先行新設床版４１の端面と一方側の分割既設床版２２の端面との間には隙間が形成されている。先行新設床版４１の端部には、接合部材６の位置に対応して貫通孔４３が形成されている。先行新設床版４１を敷設する際には、接合部材６を貫通孔４３に挿入する。先行新設床版４１と拡幅鋼材５との間には、拡幅鋼材５を固定するボルト５１を収容する隙間が形成されている。そのため、先行新設床版４１を載置したら、貫通孔４３から間詰め材７を注入し、先行新設床版４１と拡幅鋼材５との隙間および貫通孔４３を充填する。なお、拡幅鋼材５の上面には、左右の縁（一方側と他方側の縁）に沿ってシール材８が設置されている。すなわち、先行新設床版４１の縁部および拡幅鋼材５の縁部において、先行新設床版４１と拡幅鋼材５との間にシール材８が介設されていることにより、間詰め材７の流失が防止されている。間詰め材７を構成する材料は、狭隘な箇所への充填が可能で、かつ、先行新設床版４１（コンクリート床版）との付着性能が良い材料が望ましい。このような材料としては、例えば、無収縮モルタルを使用すればよい。また、間詰め材７として無収縮モルタルを使用する場合には、衝撃などによる破損の抑制を目的として、鋼繊維もしくは有機繊維を混入しておくのが望ましい。間詰め材７の養生後、先行新設床版４１上に舗装（図示省略）を行う。
【００１５】
後施工工程は、先行新設床版４１の施工後、先行新設床版４１上を供用させた状態で施工を行う。まず、図４（ａ）に示すように、一方側の分割既設床版２２を撤去する（第二撤去作業）。このとき、主桁３１と分割既設床版２２とがジベル等の既設接合部材３６により接合されている場合には、主桁３１から既設接合部材３６を撤去（切断）する。
次に、図４（ｂ）に示すように、主桁３１の上フランジ３４に新設床版４（後行新設床版４２）の下面に添設される拡幅鋼材５を固定する（第二拡幅作業）。拡幅鋼材５は、上フランジ３４の幅以上の大きさの幅を有した鋼板である。拡幅鋼材５は、分割既設床版２２を撤去することにより露出した上フランジ３４の一方側の上面に上載させた状態でボルト接合することで、一方側に張り出すように固定する。拡幅鋼材５の上面には、主桁３１の桁軸方向に沿って、一定の間隔毎に接合部材６が立設されている。
【００１６】
主桁３１の上フランジ３４に拡幅鋼材５を固定したら、図４（ｃ）に示すように、後行新設床版４２を敷設する（第二敷設作業）。後行新設床版４２の端部は、拡幅鋼材５を介して主桁３１の上フランジ３４に上載する。このとき、先行新設床版４１の端面と後行新設床版４２の端面との間には隙間が形成されている。後行新設床版４２の端部には、接合部材６の位置に対応して貫通孔４３が形成されている。後行新設床版４２を敷設する際には、接合部材６を貫通孔４３に挿入する。後行新設床版４２と拡幅鋼材５との間には、拡幅鋼材５を固定するボルト５１を収容する隙間が形成されている。そのため、後行新設床版４２を載置したら、貫通孔４３から間詰め材７を注入し、後行新設床版４２と拡幅鋼材５との隙間および貫通孔４３を充填する。なお、拡幅鋼材５の上面には、左右の縁（一方側と他方側の縁）に沿ってシール材８が設置されている。すなわち、後行新設床版４２の縁部および拡幅鋼材５の縁部において、後行新設床版４２と拡幅鋼材５との間にシール材８が介設されていることにより、間詰め材７の流失が防止されている。
後行新設床版４２を敷設したら、図２に示すように、先行新設床版４１と後行新設床版４２との隙間に間詰め材７を充填する（間詰め作業）。間詰め材７の養生後、後行新設床版４２上（間詰め材７上も含む）に舗装（図示省略）を行い、道路橋を完成させる。なお、本実施形態では、各貫通孔４３に注入する間詰め材７と同じ材料の間詰め材７を先行新設床版４１と後行新設床版４２との隙間に充填するが、当該隙間に充填する間詰め材７には異なる材料を使用してもよい。
【００１７】
以上、本実施形態の床版更新方法により、主桁３１（鋼桁３）と、主桁３１の上面に端部が載置された一対の新設床版４，４（先行新設床版４１および後行新設床版４２）と、一対の新設床版４，４の端面同士の間に充填された間詰め材７とを備える床版接合構造１および当該床版接合構造１を備える道路橋が形成される。先行新設床版４１と後行新設床版４２は、剛結合されることなく、間詰め材７を介して連続しているため、後行新設床版４２の施工時に先行新設床版４１上を走行する交通車両の振動等の影響を最小限に抑えることができる。また、先行新設床版４１と後行新設床版４２との接合部の幅を最小限に抑えることができるため、２車線以上の道路橋の床版更新工事に対して、交通を完全に止めることなく実施できる可能性が高まる。
【００１８】
また、主桁３１に新設床版４の下面に添設された拡幅鋼材５が固定されているため、新設床版４の端部を載置するために幅が確保されている。
また、拡幅鋼材５の上面には、新設床版４に挿入される接合部材６が立設されているため、新設床版４のずれが抑制されている。
また、新設床版４の縁部および前記拡幅鋼材５の縁部において、新設床版４と拡幅鋼材５との間にシール材８が介設されているため、間詰め材７の流出がなく、確実に充填することができる。
【００１９】
＜第二実施形態＞
第二実施形態に係る床版接合構造１は、図５（ａ）に示すように、拡幅鋼材５として、断面Ｌ型の鋼材を使用している点で、拡幅鋼材５として平板を使用する第一実施形態と異なっている。第二実施形態の拡幅鋼材５は、主桁３１のウェブ３５の側面に固定された固定片５２および固定片５２（ウェブ３５）と交差する方向に延設された上片５３を備えている。本実施形態では、ウェブ３５を挟んで対向するように一対の拡幅鋼材５を配置し、両拡幅鋼材５の固定片５２同士を、ウェブ３５を貫通したボルト５１により固定している。また、本実施形態では、上片５３が主桁３１の上フランジ３４を貫通したボルト５１により上フランジ３４に固定されている。なお、拡幅鋼材５を固定するために使用するボルト５１の本数や配置は限定されるものではなく、例えば、ウェブ３５のみに拡幅鋼材５を固定する場合もある。拡幅鋼材５の上面には、接合部材６（例えば、スタッドボルトや孔あき鋼板ジベル等）が立設されている。ここで、拡幅鋼材５は、接合部材６に立設させる付近のみに設けてもよいし、橋軸方向に対して連続していてもよい。また、接合部材６の立設位置は、鋼桁に対して左右対称に限らず、橋軸方向に対してずれていてもよい（接合部材６は、千鳥状に配置してもよい）。なお、接合部材６を千鳥状に配置する場合には、拡幅鋼材５も千鳥状に配置してもよい。
本実施形態の床版接合構造１によれば、第一の実施形態の床版接合構造１と同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
なお、床版接合構造１では、図５（ｂ）に示すように、上フランジ３４の上面に配設された平板上の拡幅鋼材５と、上フランジ３４とウェブ３５との角部に配設された断面Ｌ型の拡幅鋼材５とを組み合わせてもよい。このとき、両拡幅鋼材５は、上フランジ３４を挟んだ状態で配設されているとともに、上フランジ３４を貫通されたボルト５１により固定する。また、両拡幅鋼材５の上フランジ３４から張り出した部分には、上フランジ３４と同じ厚さの鋼板５４を介設する。
【００２１】
＜第三実施形態＞
第三実施形態の床版接合構造１は、図６（ａ）に示すように、新設床版４の端面（妻面）に凹部４４が形成されている点で、第一実施形態と異なっている。なお、第三実施形態の床版接合構造１の鋼桁３、拡幅鋼材５、接合部材６、間詰め材７等の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細の説明は省略する。
本実施形態の新設床版４の端面には、台形状の凹部４４が形成されている。新設床版４同士の隙間に充填された間詰め材７が凹部４４に入り込んだ状態で固化することで、凹部４４がせん断キーとして機能するため、新設床版４同士の間に段差が生じることを防止できる。なお、凹部４４の形状は限定されるものではなく、例えば、図６（ｂ）に示すように、円弧状であってもよい。また、新設床版４の端面には、凹部４４に代えて凸部（突起）や段差が形成されていてもよい。また、凹部４４は必要に応じて形成すればよく、省略してもよい。
また、本実施形態の新設床版４の端面の上部には、止水材９が設置されている。止水材９は、間詰め材７と新設床版４との境界から水分が浸透することを防止するため、橋梁の耐久性が向上する。なお、止水材９を構成する材料は限定されるものではないが、例えば、ブチルゴム系や水膨潤ゴム等を使用すればよい。止水材９の設置個所は限定されるものでない。また、止水材９は、必要に応じて設置すればよい。
【００２２】
＜第四実施形態＞
第四実施形態に係る床版接合構造１は、図７に示すように、主桁３１の上面に立設された連結部材６１が間詰め材７に埋め込まれている点で、第一実施形態と異なっている。なお、その他、第四実施形態の床版接合構造１の鋼桁３、拡幅鋼材５、接合部材６等の詳細は、第一実施形態で示した内容と同様なため、詳細の説明は省略する。
本実施形態の新設床版４の端面は、上に向かうに従って他方の新設床版４から離れるように傾斜している。そのため、新設床版４同士の間には、Ｖ字状の隙間が形成されている。主桁３１とＶ字状の隙間に充填された間詰め材７は、連結部材６１を介して、一体性が確保される。そのため、間詰め材７が楔として機能することで、新設床版４同士のずれが生じることや新設床版４の浮き上がることをより確実に防止できる。なお、本実施形態の床版接合構造１の新設床版４の端面の形状は限定されるものではなく、例えば、凹部４４が形成されていてもよい（図６参照）新設床版４の端面に凹部が形成されていれば、凹部４４がせん断キーとして機能するため、せん断キーと連結部材６１とが一体となって、より確実に床版に段差が生じることを防止できるとともに新設床版４の浮き上がりを防止することができる。
【００２３】
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明は前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
例えば、拡幅鋼材５は、必要に応じて設置すればよく、省略してもよい。
接合部材６は、主桁３１に立設されていてもよい。
床版接合構造１は、必ずしも道路幅員方向に対して中央部において新設床版４同士を接合する必要はなく、新設床版４同士の接合個所は適宜決定すればよい。
前記各実施形態では、既設の鋼桁３上で連続した新設床版４を敷設する場合について説明したが、新設床版４は、新設の鋼桁３（例えば、新設の補助桁３２等）上で連続して敷設してもよい。
【符号の説明】
【００２４】
１    床版接合構造
２    既設床版
２１，２２  分割既設床版
３    鋼桁
３１  主桁
３２  補助桁
３４  フランジ
３５  ウェブ
３６  既設接合部材
４    新設床版
４１  先行新設床版
４２  後行新設床版
４３  貫通孔
５    拡幅鋼材
６    接合部材
６１  連結部材
７    間詰め材
８    シール材
９    止水材
【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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