(57)【要約】【課題】容易に且つ短時間で施工が行えるようにした。【解決手段】鋼鉄道橋１の支承部を挟んだ両側に柱壁体２１を設置した後、鋼鉄道橋１の鋼桁１１、１２を横断方向に跨ぐようにして一対の柱壁体２１の上端にプレキャストコンクリート製のコンクリート版２０を配置し、コンクリート版２０と柱壁体２１とを連結ボルトによって接合することで、レール３２を鋼鉄道橋１からコンクリート補強体２に受け替え、鋼鉄道橋１の支承部を補強するようにした。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レールを支持するプレキャストコンクリート製のコンクリート版と、該コンクリート版を下方より支持する一対の柱壁体とを門型状に組み合わせた補強構造を用いて、鋼鉄道橋の支承部を補強するための鋼鉄道橋支承部の補強方法であって、
前記鋼鉄道橋の支承部を挟んだ両側に前記柱壁体を設置する工程と、
前記鋼鉄道橋を横断方向に跨ぐようにして一対の前記柱壁体の上端に前記コンクリート版を配置する工程と、
前記コンクリート版と前記柱壁体とを連結手段によって接合する工程と、
を備えたことを特徴とする鋼鉄道橋支承部の補強方法。
【請求項２】
前記コンクリート版には、レールを直接固定可能なレール固定部材が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の鋼鉄道橋支承部の補強方法。
【請求項３】
前記コンクリート版は、前記枕木どうしの間に配置されることを特徴とする請求項１に記載の鋼鉄道橋支承部の補強方法。
【請求項４】
前記連結手段は、前記コンクリート版と前記柱壁体とに連通して挿通可能な締結ボルトであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼鉄道橋支承部の補強方法。
【請求項５】
前記連結手段は、前記柱壁体の上端から突出する埋込アンカーボルトであって、
前記コンクリート版は、前記埋込アンカーボルトを厚さ方向に貫通可能であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の鋼鉄道橋支承部の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼鉄道橋支承部の補強方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼製の主桁（鋼桁）から構成される鋼鉄道橋では、その両端が橋台、或いは地盤上に設けられたコンクリート基礎などによって支持された支承部となっている（例えば、特許文献１参照）。
このような鋼鉄道橋では、通行する車両の振動や、支承部を支持する橋台の経年による沈下等が発生し、鋼鉄道橋の鋼桁に変状が生じるという現状があった。このような鋼桁の変状に対応するために支承部の補強が行われており、一般的には、支承部におけるレールや枕木を鋼鉄道橋と分離して設けられるコンクリートスラブによって受け替える方法が採用されている。具体的には、先ず鋼鉄道橋の支承部の両側に支持柱を設けておき、支承部における枕木とレールを取り外し、支持柱上に橋渡しするようにして形成されるコンクリートスラブ用の型枠を組立てて、その型枠内に鉄筋を配置してからコンクリートを打設し、十分に養生してから、枕木、レールを敷設する作業が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−９１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の鋼鉄道橋の支承部の補強方法においては、以下のような問題があった。
すなわち、従来の鋼鉄道橋が活線である場合には、その営業時間帯において電車（車両）を運行させる必要がある。つまり、上述したような支承部を補強するための作業時間は、営業時間外となる夜間に限定されるうえ、作業時間も例えば４〜５時間といった極めて短時間となる。そのため、その短時間の間に、支承部の補強作業となるレールの取り外しから、型枠の組立、コンクリート打設、養生、脱型、レール復旧までの一連の作業を完了させることが困難であり、営業時間帯にずれ込むおそれがあった。また、一連の前記作業の途中で電車を運行させるためには、支承部のレールを別の仮受けで支持する必要があるが、好適な方法もないのが現状となっている。そのため、鋼鉄道橋の支承部を補強するための好適な方法が求められており、その点で改良の余地があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、容易に且つ短時間で施工が行える鋼鉄道橋支承部の補強方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る鋼鉄道橋支承部の補強方法では、レールを支持するプレキャストコンクリート製のコンクリート版と、コンクリート版を下方より支持する一対の柱壁体とを門型状に組み合わせた補強構造を用いて、鋼鉄道橋の支承部を補強するための鋼鉄道橋支承部の補強方法であって、鋼鉄道橋の支承部を挟んだ両側に柱壁体を設置する工程と、鋼鉄道橋を横断方向に跨ぐようにして一対の柱壁体の上端にコンクリート版を配置する工程と、コンクリート版と柱壁体とを連結手段によって接合する工程とを備えたことを特徴としている。
【０００７】
本発明では、予め鋼鉄道橋の支承部を挟んだ両側に補強構造の柱壁体を設置しておき、適宜なタイミングで支承部にかかる既設のレール及び枕木を取り外してから、コンクリート版を柱壁体に固定し、そのコンクリート版でレールを固定することで、レールを鋼鉄道橋から補強構造に受け替えることができる。このとき、支承部における車両の荷重や振動が柱壁体に伝達され、鋼鉄道橋には伝達されないことから、鋼鉄道橋の支承部が補強されることになる。そして、コンクリート版と柱壁体とを分割した構造とすることで、柱壁体は列車の営業時間帯に係わらず施工が可能であり、車両の運行に影響をもたらす作業が既設のレールを取り外す作業とコンクリート版の設置作業のみとなる。また、コンクリート版をプレキャストコンクリート製とすることにより、コンクリート打設がなく容易に作業を行え、短時間で施工を完了させることができる。
【０００８】
また、本発明に係る鋼鉄道橋支承部の補強方法では、コンクリート版には、レールを直接固定可能なレール固定部材が設けられていることが好ましい。
【０００９】
本発明では、コンクリート版が枕木を兼ねており、コンクリート版のレール固定部材にレールを直接固定して枕木を省略できるので、枕木設置にかかる手間をなくすことができる。また、桁端部の空間を確保することができ、施工性と合わせて検査等の対応も可能としている。さらに、鋼鉄道橋の支承部の軌道方向の長さ寸法に合わせてコンクリート版の大きさを設定することができることから、コンクリート版のサイズを低減することができる利点がある。
【００１０】
また、本発明に係る鋼鉄道橋支承部の補強方法では、コンクリート版は、枕木どうしの間に配置されていてもよい。
【００１１】
本発明では、コンクリート版を設置する際、支承部における既存の枕木を取り外す作業を省略することができ、枕木どうしの間にコンクリート版を設置するといった簡単な作業でよく、作業時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
また、本発明に係る鋼鉄道橋支承部の補強方法では、連結手段は、コンクリート版と柱壁体とに連通して挿通可能な締結ボルトであることがより好ましい。
【００１３】
本発明では、コンクリート版を一対の柱壁体に跨るようにして載置し、柱壁体特とコンクリート版とを締結ボルトを挿通して締結することで、コンクリート版を柱壁体に固定することができる。
【００１４】
また、本発明に係る鋼鉄道橋支承部の補強方法では、連結手段は、柱壁体の上端から突出する埋込アンカーボルトであって、コンクリート版は、埋込アンカーボルトを厚さ方向に貫通可能であることがより好ましい。
【００１５】
本発明では、コンクリート版を柱壁体上に取り付ける際に、柱壁体の上端から突出する埋込アンカーボルトに挿通させた状態でコンクリート版を設置し、そのときコンクリート版の上面から突出するアンカーボルト先端部にナットを締結することで、コンクリート版を柱壁体に固定することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の鋼鉄道橋支承部の補強方法によれば、補強構造のコンクリート版がプレキャストコンクリート製からなることから、コンクリート打設作業が不要となり、容易、且つ短時間で施工を完了させることができる。そのため、例えば夜間などの列車の営業時間外となる限られた時間内であっても鋼鉄道橋の支承部の補強作業を行うことが可能となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態によるコンクリート補強体で補強した鋼鉄道橋の支承部を示す側面図である。
【図２】鋼鉄道橋の支承部の補強状態を示す斜視図である。
【図３】コンクリート補強体の分割斜視図である。
【図４】コンクリート補強体のコンクリート版の平面図である。
【図５】図２に示すコンクリート補強体の正面図である。
【図６】図２に示すコンクリート補強体の側面図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）は鋼鉄道橋の支承部における補強手順を示す図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は図７（ｂ）に続く補強手順を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態によるコンクリート補強体を示す分割斜視図であって、図３に対応する図である。
【図１０】第２の実施の形態によるコンクリート補強体の側面図であって、図６に対応する図である。
【図１１】第３の実施の形態による鋼鉄道橋の支承部の補強状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による鋼鉄道橋支承部の補強方法の第１の実施の形態について、図１乃至図８に基づいて説明する。
図１に示すように、本第１の実施の形態による鋼鉄道橋支承部の補強方法は、橋台Ｇによって支持されている鋼鉄道橋１の支承部１ａにおいて、車両用軌道３を支承部１ａからコンクリート補強体２（補強構造）に受け替えることで、その支承部１ａを補強するものである。
【００１９】
ここで、鋼鉄道橋１は、両端の支承部１ａ、１ａによって架設されており、車両用軌道３を支持すべく鋼材からなる一対の鋼桁１１、１２が互いに間隔をもって配置されている。その鋼桁１１、１２上には、軌道方向に一定の間隔を空けて枕木３１、３１、…が配列され、それら枕木３１上にレール３２が敷設されている。そして、鋼鉄道橋１の支承部１ａは、図示しない支持ベースを介して橋台Ｇに支持されている。
【００２０】
図２乃至図６に示すように、支承部１ａに設けられるコンクリート補強体２は、プレキャストコンクリート（ＰＣａ）製で複数（本実施の形態では３分割）に分割されてなり、レール３２を下方より支持するコンクリート版２０と、断面視（図５で正面視）でＴ字状の一対の柱壁体２１（２１Ａ、２１Ｂ）とから門型状（図５）に組み合わされ、鋼鉄道橋１の鋼桁１１、１２上を横断方向に跨ぐようにして配置されている。そして、コンクリート版２０と両柱壁体２１Ａ、２１Ｂとは、複数の連結ボルト２２、２２、…によって固定されている。なお、コンクリート補強体２を形成するコンクリート版２０と柱壁体２１Ａ、２１Ｂは、現場で施工する前に予め工場等で製作しておくことが可能である。
【００２１】
コンクリート版２０は、平面視矩形の平板形状をなし、本実施の形態においては枕木を兼ねており、レール３２を直接敷設できる構造、すなわち枕木を省略可能とした構造となっている。すなわち、コンクリート版２０には、連結ボルト２２を挿通させるための第１ボルト孔２０ａが厚さ方向に貫通して設けられ、上面においてはレール３２を固定するための雌ねじを形成させたレール取付板２０ｂ（レール固定部材）が適宜数埋め込まれている。
【００２２】
なお、コンクリート版２０の厚さ寸法は、鋼鉄道橋１の鋼桁１１、１２とレール３２との離間寸法よりも小さい寸法に設定される。つまり、コンクリート補強体２は、コンクリート版２０で受けるレールの荷重や車両の振動がコンクリート２０を介して柱壁体２１Ａ、２１Ｂに伝達させる構造となっている。
その他、コンクリート版２０の長さ寸法（軌道方向の寸法）、幅寸法（レール幅方向の寸法）などの各種寸法も、適宜な条件に応じて設定される。例えば、コンクリート版２０の長さ寸法は、鋼鉄道橋１の支承部１ａの軌道方向の長さ寸法の範囲によって設定され、幅寸法は鋼鉄道橋１の幅寸法と柱壁体２１の幅寸法などに応じて設定することができる。
【００２３】
柱壁体２１Ａ、２１Ｂは、それぞれ下端に橋台Ｇ（図２）に設置されるベース２１ｂを備えるとともに、上述したコンクリート版２０の第１ボルト孔２０ａに対応する複数の第２ボルト孔２１ｃが設けられ、その第２ボルト孔２１ｃのそれぞれに連通して箱状に凹んだ凹部２１ｄが柱壁体２１の側面に開口した状態で形成されている。一対の柱壁体２１Ａ、２１Ｂは、鋼桁１１、１２の両側に橋台Ｇ上に例えばアンカー等を用いて強固に設置される。
【００２４】
そして、コンクリート版２０と柱壁体２１Ａ、２１Ｂとを組み合わせた状態で、第１ボルト孔２０ａと第２ボルト孔２１ｃとが同軸上に位置し、それらボルト孔２０ａ、２１ｃにコンクリート版２０側から柱壁体２１の連結ボルト２２を挿通させ、柱壁体２１の凹部２１ｄ内に突出したボルト先端部にナット２３を螺合させて締結する構造となっている。なお、連結ボルト２２は、第１ボルト孔２０ａおよび第２ボルト孔２１ｃに挿通させた状態で、ボルト先端部が凹部２１ｄ内に突出可能な長さ寸法となる。そして、凹部２１ｄは、ボルト先端部にナット２３を螺合させることが可能な寸法により形成されている。
【００２５】
次に、このような構成によるコンクリート補強体２を使用した鋼鉄道橋１の補強方法について図面に基づいて説明する。
先ず、図７（ａ）および（ｂ）に示すように、鋼鉄道橋１の両支承部１ａ、１ａ（図では一方の支承部のみを記載している）において、鋼桁１１、１２を挟んだ両側の橋台Ｇ上に、コンクリート補強体２の柱壁体２１Ａ、２１Ｂを鋼桁１１、１２から離間をもって設置する。このときの柱壁体２１Ａ、２１Ｂの間隔は、図３に示すように、後の工程で設けられるコンクリート版２０の第１ボルト孔２０ａと柱壁体２１の第２ボルト孔２１ｃとが同軸上に一致する間隔とされる。柱壁体２１Ａ、２１Ｂは、予め工場等で製作されたプレキャストコンクリート製であるので、施工現場に搬入し、クレーン等を用いて設置することができる。なお、ここまでの作業では、鋼鉄道橋１の既設の車両用軌道３の取り外しがないので、車両の運行を妨げることがなく通常運行を行うことができる。
【００２６】
次いで、柱壁体２１Ａ、２１Ｂを設置した後、支承部１ａにおけるレール３２を鋼鉄道橋１からコンクリート補強体２のコンクリート版２０に受け替える作業を行う。
具体的は、図８（ａ）に示すように、支承部１ａに敷設されている既設のレール３２及び枕木３１を取り外して撤去する。その後、図８（ｂ）に示すように、コンクリート版２０を両柱壁体２１Ａ、２１Ｂの上端２１ａに互いのボルト孔２０ａ、２１ｃ（図３参照）どうしが同軸上に一致するようにして載置し、それらボルト孔２０ａ、２１ｃに連結ボルト２２を挿通して図５に示すナット２３で締結する。このときコンクリート版２０の上面の高さと既設の枕木３１の上面とが同じ高さとなる。
【００２７】
さらに、図８（ｃ）に示すように、コンクリート版２０のレール取付板２０ｂにレール（既設のレール３２と区別するために符号３２Ａとする）を固定するとともに、その新設レール３２Ａを既設のレール３２と接続して、支承部１ａの補強作業が完了となる。
【００２８】
このように、予め鋼鉄道橋１の支承部１ａを挟んだ両側にコンクリート補強体２の柱壁体２１Ａ、２１Ｂを設置しておき、適宜なタイミングで支承部１ａにかかる既設のレール３２及び枕木３１を取り外してから、コンクリート版２０を柱壁体２１Ａ、２１Ｂに固定し、そのコンクリート版２０でレール３２を固定することで、レール３２を鋼鉄道橋１からコンクリート補強体２に受け替えることができる。
このとき、支承部１ａにおける車両の荷重や振動が柱壁体２１に伝達され、鋼鉄道橋１には伝達されないことから、鋼鉄道橋１の支承部１ａが補強されることになる。そして、コンクリート版２０と柱壁体２１とを分割した構造とすることで、柱壁体２１は列車の営業時間帯に係わらず施工が可能であり、車両の運行に影響をもたらす作業が既設のレール３２を取り外す作業とコンクリート版２０の設置作業のみとなる。また、コンクリート版２０をプレキャストコンクリート製とすることにより、コンクリート打設がなく容易に作業を行え、短時間で施工を完了させることができる。
【００２９】
また、コンクリート版２０が枕木を兼ねた構造であり、コンクリート版２０上にレール３２を直接固定することができ、枕木を省略できるので、設置にかかる手間をなくすことができる。また、桁端部の空間を確保することができ、施工性と合わせて検査等の対応も可能としている。
さらに、鋼鉄道橋１の支承部１ａの軌道方向の長さ寸法に合わせてコンクリート版２０の大きさを設定することができることから、コンクリート版２０のサイズを低減することができる利点がある。
【００３０】
上述した本第１の実施の形態による鋼鉄道橋支承部の補強方法では、コンクリート補強体２のコンクリート版２０がプレキャストコンクリート製からなることから、コンクリート打設作業が不要となり、容易、且つ短時間で施工を完了させることができる。そのため、例えば夜間などの列車の営業時間外となる限られた時間内であっても鋼鉄道橋１の支承部１ａの補強作業を行うことが可能となる利点がある。
【００３１】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
【００３２】
図９および図１０に示すように、第２の実施の形態によるコンクリート補強体２は、コンクリート版２０と一対の柱壁体２４（２４Ａ、２４Ｂ）との連結手段として埋込アンカーボルト２５を使用している。
すなわち、第２の実施の形態では、柱壁体２４Ａ、２４Ｂの構造が上述した第１の実施の形態による柱壁体２１Ａ、２１Ｂ（図３参照）と異なっている。具体的に柱壁体２４Ａ、２４Ｂの上端２４ａには、コンクリート版２０の第１ボルト孔２０ａに対応する位置に埋込アンカーボルト２５が上方に向けて突出させた状態で埋め込まれている。埋込アンカーボルト２５の突出長は、少なくともコンクリート版２０の厚さ寸法よりも長い寸法となっている。なお、コンクリート版２０の構成については、第１の実施の形態と同様であるので詳しい説明は省略する。
【００３３】
第２の実施の形態によるコンクリート補強体２では、コンクリート版２０を柱壁体２４Ａ、２４Ｂ上に取り付ける際に、柱壁体２４Ａ、２４Ｂの上端２４ａから突出する埋込アンカーボルト２５に第１ボルト孔２０ａを挿通させるようにしてコンクリート版２０を載置し、そのときコンクリート版２０の上面から突出するアンカーボルト先端部にナット２６を締結することで、コンクリート版２０を柱壁体２４Ａ、２４Ｂに固定することができる。
【００３４】
次に、図１１に示す第３の実施の形態では、図２に示す鋼鉄道橋１の支承部１ａの範囲（支承区間Ｌ）において、既設の枕木３１、３１どうしの間にコンクリート補強体２（２Ａ、２Ｂ、２Ｃ）を配置させたものである。なお、図１１において、上述した図２に示すような鋼鉄道橋１やレール３２などは省略している。すなわち、コンクリート補強体２Ａ〜２Ｃ（コンクリート板２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ）のそれぞれの長さ寸法（軌道方向の長さ寸法）は、枕木３１、３１どうしの間隔よりも小さい寸法となっている。
【００３５】
本第３の実施の形態のコンクリート補強体２では、コンクリート版２０を設置する際、支承部１ａにおける既設の枕木３１を取り外す作業を省略することができ、枕木３１、３１どうしの間にコンクリート版２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを設置するといった簡単な作業でよく、作業時間の短縮を図ることができる。
さらに、上述した第１の実施の形態のように柱壁体２１の上端２１ａに突出物が無い構造においては、図２に示す鋼鉄道橋１の鋼桁１１、１２とレール３２との間の隙間にコンクリート版２０を挿入させることで、既設のレール３２も取り外すことがなく補強作業を行うことも可能である。
【００３６】
以上、本発明による鋼鉄道橋支承部の補強方法の第１〜第３の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第１〜第３の実施の形態ではコンクリート補強体２を３分割してコンクリート版２０と柱壁体２１Ａ、２１Ｂ（２４Ａ、２４Ｂ）とから構成しているが、このような分割形態に限定されることはない。例えば、４分割以上に分割されていてもよく、コンクリート版も二分割可能な構造であってもかまわない。
そして、本実施の形態では、柱壁体２１、２４をコンクリート版２０と同様にプレキャストコンクリート製から形成したものとしているが、これに限定されることはなく、鋼材やコンクリート打設によって形成される構造であってもかまわない。
【００３７】
また、本実施の形態ではベース２１ｂを備えたＴ字型の柱壁体２１（２４）としているが、このような形状に限定されることはなく、ベース２１ｂを別体とし、平板形状の柱壁体であってもかまわない。この場合、ベースは柱壁体の設置前に橋台Ｇ上にコンクリート打設などによって設けておけばよい。
【００３８】
さらに、複数のコンクリート補強体２、２、…をレール敷設方向に連結して配置する構成であってもかまわない。
さらにまた、本実施の形態ではコンクリート版２０と柱壁体２１（２４）との連結構造に連結ボルト２２や埋込アンカーボルト２５を採用しているが、これらに制限されることはなく、例えばいずれか一方にピン状の雄継手を備え、他方に雄継手に係合する雌継手を備えた連結構造であってもかまわない。要は、鋼鉄道橋１の両側に設置した柱壁体に対して、例えば養生時間などが不要で短時間でコンクリート版２０を固定できる連結構造であればよいのである。
【符号の説明】
【００３９】
１  鋼鉄道橋
１ａ  支承部
２  コンクリート補強体（補強構造）
３  車両用軌道
１１、１２  鋼桁
２０  コンクリート版
２０ａ  第１ボルト孔
２０ｂ  レール取付板（レール固定部材）
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２４、２４Ａ、２４Ｂ  柱壁体
２１ｃ  第２ボルト孔
２２  連結ボルト（連結手段）
２５  埋込アンカーボルト（連結手段）
３１  枕木
３２  レール
Ｇ  橋台
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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