(57)【要約】　　　（修正有）【課題】主桁のみの断面補強や応力改善を行うのではなく、床板の撤去をすることもなく既設橋梁の主桁を補強する方法を提供する。【解決手段】既設床版の舗装等を除去したコンクリート上面に、上鋼板、下面に下鋼板を位置させて、これらを一体にボルト結合するとともに、主桁フランジをはさんで向い合って位置する下鋼板端部と主桁ウエブの両側にそれぞれせん断伝達材を架け渡し、それぞれの下鋼板端部とそれぞれのせん断伝達材一端部とを上鋼板、コンクリート、下鋼板とを結合するボルトを利用して一体に結合し、かつ、それぞれのせん断伝達材の他端部を主桁ウエブ両側に向い合わせて一体にボルト結合する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
既設床版の舗装等を除去したコンクリート上面に、上鋼板、下面に下鋼板を位置させて、これらを一体にボルト結合するとともに、主桁フランジをはさんで向い合って位置する下鋼板端部と主桁ウエブの両側にそれぞれせん断伝達材を架け渡し、それぞれの下鋼板端部とそれぞれのせん断伝達材一端部とを上鋼板、コンクリート、下鋼板とを結合するボルトを利用して一体に結合し、かつ、それぞれのせん断伝達材の他端部を主桁ウエブ両側に向い合わせて一体にボルト結合することを特徴とする既設橋梁の主桁の補強方法。
【請求項２】
既設床版の舗装等を除去したコンクリート上面及び／又は下面に一定の空隙を設けてコンクリート上面には上鋼板を、下面には下鋼板を位置させて、これらをボルト結合し、空隙には無収縮注入材を充填するとともに、主桁フランジをはさんで向い合って位置する下鋼板端部と主桁ウエブの両側にそれぞれせん断伝達材を架け渡し、それぞれの下鋼板端部とそれぞれのせん断伝達材一端部とを上鋼板、コンクリート、下鋼板とを結合するボルトを利用して一体に結合し、かつ、それぞれのせん断伝達材の他端部を主桁ウエブの両側に向い合わせて一体にボルト結合することを特徴とする既設橋梁の主桁の補強方法。
【請求項３】
コンクリート下面に位置させる下鋼板は、新規に取り付けられるか、また予め取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の既設橋梁の主桁の補強方法。
【請求項４】
せん断伝達材は、平板状の鋼板、短冊状の鋼板又は棒状の鋼材であることを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３に記載の既設橋梁の主桁の補強方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設橋梁の主桁の補強方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、車輛の増加、大型化等に伴い、既設橋梁の主桁の補強をする必要が生じてきている。具体的には、（１）幅員の拡幅を伴う耐荷力不足の主桁に対する補強、（２）非合成桁の合成桁化による補強、（３）合成桁の耐荷力不足に対する補強（設計荷重の変更、床版の損傷等）、である。
【０００３】
既設橋梁の主桁の補強工法としては、主桁断面を増加させる方法や主桁にプレストレスを導入する方法がある。
【０００４】
しかしながら、在来工法を適用した場合はつぎのような課題もあり、主桁の補強に伴う方法はあまり実施されていないのが現状である。
１）主桁面を増加させる方法の場合、上フランジの応力改善に対しては効果が小さい。
２）プレストレスを導入する場合でも桁高が低い場合は、上フランジの応力改善効果は少ない。
【０００５】
このため既設橋梁の主桁に対する補強を行うのではなく、主桁の増設を行うことにより、解決を見ようとする試みもある。
【０００６】
この場合、下部構造の変更や交通規制の長期化、施工費の大幅な増加を伴うため、小規模な拡幅に対しては有効な手段ではない。
【０００７】
したがって、死荷重の増加を極力抑制するため、鋼製地覆や軽量コンクリート、アルミ高欄などを用い、死荷重の影響に対しては積極的な補強を要しない範囲での拡幅などの実施をする場合が多い。
【０００８】
大規模な補強が必要な場合、たとえば、既設非合成橋梁にあっては、非合成桁を合成桁に構造変更することも考えられるが、構造変更するには床版の撤去を必要とするため、床版の全面打ち換えの場合以外はあまり実施されない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の点に鑑み、主桁のみの断面補強や応力改善を行うのではなく、床版の撤去をすることもなく、以下述べる手段により既設橋梁の主桁の補強を行うものである。特に本発明による主桁の補強方法は、幅員の拡幅を伴う耐荷力不足の補強、非合成桁の合成桁化による補強に最適であるが、合成桁の耐荷力不足に対する補強にも適用することができる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
基本的には、既設の橋梁において、既設床版の舗装等を除去したコンクリート上面に、上鋼板、下面に下鋼板を位置させて、これらを一体にボルト結合するとともに、主桁フランジをはさんで向い合って位置する下鋼板端部と主桁ウエブの両側にそれぞれせん断伝達材を架け渡し、それぞれの下鋼板端部とそれぞれのせん断伝達材一端部とを上鋼板、コンクリート、下鋼板とを結合するボルトを利用して一体に結合し、かつ、それぞれのせん断伝達材の他端部を主桁ウエブ両側に向い合わせて一体にボルト結合することによる主桁の補強方法を提供する。
【００１１】
好ましくは、既設の橋梁において、既設床版の舗装等を除去したコンクリート上面及び／又は下面に一定の空隙を設けてコンクリート上面には上鋼板を、下面には下鋼板を位置させて、これらをボルト結合し、空隙には無収縮注入材を充填するとともに、主桁フランジをはさんで向い合って位置する下鋼板端部と主桁ウエブの両側にそれぞれせん断伝達材を架け渡し、それぞれの下鋼板端部とそれぞれのせん断伝達材一端部とを上鋼板、コンクリート、下鋼板とを結合するボルトを利用して一体に結合し、かつ、それぞれのせん断伝達材の他端部を主桁ウエブの両側に向い合わせて一体にボルト結合することによる主桁の補強方法を提供する。
【００１２】
上記の主桁の補強方法において、コンクリート下面に位置させる下鋼板は、新規に取り付けられるものであってよいことはもちろん、床版補強のためにエポキシ樹脂等により予め接着してある鋼板を含む。
【００１３】
上記の主桁の補強方法において、主桁フランジをはさんで位置する下鋼板端部と主桁ウエブに架け渡されるせん断伝達材は、平板状又は短冊状の鋼板や棒状の鋼材ものが用いられる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明の実施の形態を幅員の拡幅を伴う耐荷力不足の主桁に対する補強を例にとって、図面に基づき説明する。
【００１５】
まず、図１に示すように、主桁１０上の既設橋梁コンクリート床版１から地覆２及び舗装層３を撤去し、コンクリート５の上面から下面に貫通する貫通孔４を適宜の間隔で橋軸方向及び幅員方向に必要な数だけ穿孔する。主桁１０は上フランジ１１、ウエブ１２、下フランジ１３とからなっている。
【００１６】
ついで、図２乃至図５に示すように、コンクリート５上面に上鋼板６を、コンクリート５下面に下鋼板７を取り付ける。コンクリート５下面では必要に応じて下鋼板７を折曲７２してその面に沿わせる。
【００１７】
コンクリート５に穿孔した貫通孔４には、必要に応じて鞘管を挿着しておいてもよい。
【００１８】
上鋼板６と下鋼板７には、コンクリート５の上面から下面にかけて穿孔された貫通孔４に適合するボルト挿通孔６ａ、７ａがそれぞれ穿孔されている。この実施の形態では、既設コンクリート床版１を拡幅するので、上鋼板６と下鋼板７は、拡幅相当部まで延長され、後に両鋼板６、７の延伸部上下鋼板６１、７１間に打設される延伸部コンクリート５１を結合するボルト挿通孔６ｂ、７ｂがそれぞれ穿孔されている。ボルトは予め設置しておいてよい。
【００１９】
この実施の形態では、上鋼板６、下鋼板７、コンクリート５に穿孔されたボルト挿通孔６ａ、７ａ、貫通孔４は、主桁１０をはさむ位置では図９から分るように橋軸方向に間隔を異ならしめて形成されている。
【００２０】
上下鋼板６、７のコンクリート５への取り付けは、コンクリート５の上面に上鋼板６を、コンクリート５の下面に下鋼板７を、コンクリート５の上面と上鋼板６、コンクリート５の下面と下鋼板７との間にスペーサー等（図示しない）を介在させて空隙を持たせてボルト締結により行う。コンクリート５の下面に、既に鋼板が補強のため接着されているときは、この鋼板を下鋼板として利用することもできる。空隙には、後述するように無収縮注入材１９が注入される。２０はジベルである。
【００２１】
既設床版部のボルト締結は、その詳細を図４に示すように上鋼板６のボルト挿通孔６ａ、コンクリート５の貫通孔４、下鋼板７のボルト挿通孔７ｂを合致させて、ボルト挿通孔６ａ、ボルト挿通孔７ａに上方より貫通ボルト８を挿通して、全体を貫通し、下方よりナット９で締め付けることにより行う。なお、主桁１０の上フランジ１１をはさんで向い合う下鋼板７の端部は、せん断伝達材１５が架け渡されるので一緒に行う。２１は上鋼板６とコンクリート５とがずれるのを防止するためのずれ止めである。
【００２２】
ここで、既設床版部の貫通ボルトによる締結の好ましい形態を図７に示す。
【００２３】
上鋼板６と下鋼板７間コンクリート５に穿孔された貫通孔４に一対の高力高ナット８ａを両ねじボルト８ｂで結合して挿着し、上鋼板６側、下鋼板７側からボルト８０を高力高ナット８ａに結合して締め付ける。８ｃはワッシャーである。
【００２４】
このボルト結合の構造は、既設床版部では不陸があったり、床版厚が異なるため、高力高ナット８ａの間に両ねじボルト８ｂを有さしめて、その変化に対応できるようにしたものである。
【００２５】
引き続き、主桁１０の上フランジ１１をはさんで向い合うそれぞれの下鋼板７の端部と主桁１０のウエブ１２の両面にそれぞれ平板状又は短冊状の鋼板や棒状の鋼材のせん断伝達材１５を架け渡して取り付ける。
【００２６】
せん断伝達材１５の下鋼板７の端部への取り付けは、図５に示すように先に説明した上鋼板６、下鋼板７の端部のボルト挿通孔６ａ、４、７ａにせん断伝達材１５の一端を折曲して形成した取り付け代１５ａに形成したボルト挿通孔１５ｂを合わせて貫通ボルト８を挿通してナット９を付けて締結して行う。
【００２７】
せん断伝達材１５の主桁１０のウエブ１２への取り付けは、その詳細を図６に示すように他端を折曲して形成した取り付け代１５ａに形成したボルト挿通孔１５ｂと主桁１０のウエブ１２に形成したボルト挿通孔１２ａを合わせて高力ボルト１６を挿通してナット１７を付けて締結して行う。
【００２８】
主桁１０をはさんで向い合う下鋼板７端部の上鋼板６、貫通孔４、下鋼板７を貫通する貫通ボルトを利用してせん断伝達材を下鋼板６に取り付けるのは、主桁１０の応力を上下鋼板６、７に伝達するために重要である。
【００２９】
この状況を下面から見たとき、主桁１０の上フランジ１１をはさんで向い合う下鋼板７の端部と主桁１０のウエブ１２に平板状のせん断伝達材１５を架け渡したときは、架け渡した範囲はすべて覆われるが、短冊状の鋼板や棒状の鋼材のせん断伝達材１５を架け渡したときは、架け渡したところとそうでないところが交互に表われる。
【００３０】
ここで、先に述べたように、主桁１０をはさむ位置では、上下鋼板のボルト挿通孔、コンクリート５の貫通孔４が橋軸方向に間隔を異ならしめて形成されているので、具体的には、主桁軸方向両端部付近では、央部に比し、間隔を狭めて形成されているので、短冊状の鋼板や棒状の鋼材のせん断伝達材１５も主桁軸方向両端部では、央部に比し、下鋼板７と主桁１０のウエブ１２に架け渡される間隔が狭くなっている。
【００３１】
このように短冊状のせん断伝達材１５において、架け渡した間隔を異ならしめるのは、合理的、かつ経済的であることにより好ましい。
【００３２】
上鋼板６とコンクリート５の上面、下鋼板７とコンクリート５の下面の空隙には、無収縮セメント注入材１９が注入される。上鋼板６とコンクリート５の上面、下鋼板７とコンクリート５の下面間に空隙を形成し、ここに無収縮注入材を注入するのは、局部的変形の防止、水に対する配慮すなわち防錆のために好ましく、また、コンクリート５の上面、コンクリート５の下面に不陸等が生じていて、上下鋼板６、７とコンクリート５との結合を弱めないようにするためである。なお、既設床版部のボルト結合において、コンクリート５に形成された貫通孔４の空隙に、無収縮注入材又は有機系注入材を注入するため、結合するボルト、ナットに貫通孔４に連通する注入孔を穿孔しておくとよい。
【００３３】
延伸部の上鋼板６１、下鋼板７１間には図８に示すように予め高ナット１８を介在させ、上鋼板６１と下鋼板７１側からボルト８０で結合しておき、上鋼板６１と下鋼板７１間にコンクリート５１を打設する。８ｃはワッシャーである。
【００３４】
このようにして、全体として既設橋梁において、幅員の拡幅と幅員の拡幅を伴う耐荷力不足の主桁に対する補強とが行われる。
【００３５】
なお、この補強例は、コンクリート床版を有する既設非合成橋梁の合成桁への構造変更方法によるものであるが、合成桁においても適用することのできるものであることはもちろんである。
【００３６】
【発明の効果】
本発明は上述のようにしてなるのでつぎの効果を有する。
【００３７】
既設橋梁の幅員の拡幅を伴う耐荷力不足に対する補強、非合成桁の合成桁化による補強を上鋼板、下鋼板によるサンドイッチ工法を利用して、下鋼板と主桁ウエブ間にせん断伝達材を架け渡すだけで、容易に非合成桁を合成桁に変更して対処することができる。
【００３８】
また、設計荷重の変更、床版の劣化による合成効果の低下に伴う耐荷力不足の既設合成桁橋梁への適用も同様方法により可能である。
【００３９】
床版の全面的な撤去を伴わないため、建設廃棄物の減量や工期の短縮に大きく寄与できる。
【００４０】
主桁を中心として部分的施工や分割施工も可能である。
【００４１】
せん断伝達材は主桁ウエブに取り付けるので、孔あけは主桁ウエブのみで、主桁上のジベルやスラブ止めは現状維持（損傷しない）、主桁フランジの削孔もないので、施工中及び施工後において、既設部材（主桁）への悪影響が少ない。
【００４２】
床版補強のための鋼板を主桁として合成させることによって、大幅な断面剛性の増加が期待でき、主桁応力の減少による曲げ補強効果が期待できる。
【００４３】
既設主桁の桁高を増加する必要がないので、河川阻害率の増加を生じない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のはじめの手順を示す概略図である。
【図２】本発明の実施の形態のつぎの手順を示す概略図である。
【図３】図２の要部部分拡大図である。
【図４】既設床版部のボルト結合の詳細断面図である。
【図５】既設床版部とせん断伝達材とのボルト結合の詳細断面図である。
【図６】桁フランジとせん断伝達材とのボルト結合の詳細断面図である。
【図７】既設床版部のボルト結合の別の実施の形態を示し、（Ａ）は結合構造を示す詳細図、（Ｂ）はボルト構成を示す詳細図である。
【図８】新設床版部のボルト結合の実施の形態を示し、（Ａ）は結合構造を示す詳細図、（Ｂ）はボルト構成を示す詳細図である。
【図９】図３の要部平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態のさらにつぎの手順を示す概略図である。
【符号の説明】
１　　コンクリート床版　　　　　２　　地覆
３　　舗装層　　　　　　　　　　４　　貫通孔
５　　コンクリート　　　　　　　５ａ　コンクリート
６　　上鋼板
６ａ　ボルト挿通孔　　　　　　　６ｂ　ボルト挿通孔
７　　下鋼板
７ａ　ボルト挿通孔　　　　　　　７ｂ　ボルト挿通孔
８　　貫通ボルト　　　　　　　　９　　ナット
１０　　主桁　　　　　　　　　　１１　　上フランジ
１２　　ウエブ　　　　　　　　　１２ａ　ボルト挿通孔
１３　　下フランジ　　　　　　　１４　　ハンチ
１５　　せん断伝達材
１５ａ　取り付け代　　　　　　　１５ｂ　ボルト挿通孔
１６　　ボルト　　　　　　　　　１７　　ナット
１８　　高ナット　　　　　　　　１９　　無収縮注入材
２０　　ジベル　　　　　　　　　２１　　ずれ止め
５１　　延伸部コンクリート　　　６１　　延伸部上鋼板
７１　　延伸部下鋼板　　　　　　７２　　下鋼板折曲部
【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】
2004116139.tif 000009
【図８】
2004116139.tif 000010
【図９】
2004116139.tif 000011
【図１０】
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