(57)【要約】    【課題】  橋梁改築に伴う橋台の構築において、旧橋梁に比べて、その長さの増加を極力抑えるとともに、橋台の強度を堅牢にすることができる橋梁改築に伴う橋台の構築工法およびその橋台構造物を提供する。    【解決手段】  （ａ）既設橋台２の背面に土留め壁４を打設し、（ｂ）小段の掘削を行い、（ｃ）掘削面の土留め壁４に対して、引張り芯材が挿入された引張り補強材５を打設し、（ｄ）前記（ｂ）、（ｃ）の工程を繰り返し、所定の深さまで掘削するとともに、引張り補強材を打設し、（ｅ）掘削によって空いたスペースに基礎杭６を設置し、（ｆ）引張り補強材５、土留め壁４と連結するように橋台コンクリートを打設することにより、新設橋台を構築し、（ｇ）既設橋台の撤去を行い、（ｈ）前記新設橋台へ新設桁を架ける。【選択図】図２
2005068816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）既設橋台の背面に土留め壁を打設し、
（ｂ）小段の掘削を行い、
（ｃ）掘削面の土留め壁に対して、引張り芯材が挿入された引張り補強材を打設し、
（ｄ）前記（ｂ）、（ｃ）の工程を繰り返し、所定の深さまで掘削するとともに、引張り補強材を打設し、
（ｅ）掘削によって空いたスペースに基礎杭を設置し、
（ｆ）引張り補強材、土留め壁と連結するように橋台コンクリートを打設することにより、新設橋台を構築し、
（ｇ）既設橋台の撤去を行い、
（ｈ）前記新設橋台へ新設桁を架けることを特徴とする橋梁改築に伴う橋台の構築工法。
【請求項２】
請求項１記載の橋梁改築に伴う橋台の構築工法において、前記掘削によるスペースを狭くすることを特徴とする橋梁改築に伴う橋台の構築工法。
【請求項３】
請求項１記載の橋梁改築に伴う橋台の構築工法において、前記基礎杭は本数を低減し、主として桁からの鉛直荷重だけを支えることを特徴とする橋梁改築に伴う橋台の構築工法。
【請求項４】
（ａ）引張り補強材を有する土留め壁と、
（ｂ）該土留め壁と一体化され、基礎杭を有する橋台と、
（ｃ）該橋台に架けられる桁とを具備することを特徴とする橋梁改築に伴う橋台構造物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁改築に伴う橋台の構築工法およびその橋台構造物に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は従来の橋梁改築に伴う橋台の構築工法の説明図である。
【０００３】
従来、供用中の鉄道や道路橋梁を老朽化に伴い架け替えする場合には、まず、線路や道路の位置を変更してから旧橋台１０１の背後の土留め壁を後退させるように掘削を行い、十分なスペースを確保した上で、土留め壁１０２とグラウンドアンカー１０３などで仮土留めし、その後、上記の掘削により空いたスペースに基礎杭１０４を打設し、新橋台１０５を構築し、その新橋台１０５の背後を埋戻し土１０６で埋め戻すようにしている。そこで、新橋台１０５に、新しい桁１０７を架けることにより、桁の架け替えを行い、新橋梁を構築するようにしている。
【０００４】
以下、従来の橋梁改築に伴う橋台の構築工法を詳細に説明する。
【０００５】
図６はかかる従来の橋梁改築に伴う橋台の構築工法の詳細な工程図（その１）図７はその橋梁改築に伴う橋台の構築工法の詳細な工程図（その２）である。
【０００６】
（１）まず、図６（ａ）に示すように、桁２０３及び基礎杭２０２を有する旧橋台２０１が構築されており、この旧橋台２０１を取り替えることにする。
【０００７】
（２）そこで、図６（ｂ）に示すように、桁２０３及び基礎杭２０２を有する旧橋台２０１の背面に広いスペース２０５を取るように掘削を行う。すなわち、（Ａ）小段の掘削を行い、（Ｂ）掘削面の仮の土留め壁に対して、一般的にはグラウンドアンカーを設置し、これらの（Ａ），（Ｂ）の工程を繰り返し、所定の深さまで掘削し、仮の土留め壁２０４を打設し、仮土留め工を施す。
【０００８】
（３）次に、図６（ｃ）に示すように、広いスペース２０５に基礎杭２０７を有する新橋台２０６を構築する。
【０００９】
（４）次に、図７（ｄ）に示すように、新橋台２０６背面と仮の土留め壁２０４間を埋戻し土２０８で埋め戻す。その際に、必要に応じて仮土留め工やグラウンドアンカーを撤去する場合もある。
【００１０】
（５）次に、図７（ｅ）に示すように、桁２０３及び基礎杭２０２を有する旧橋台２０１の撤去を行い、
（６）次に、図７（ｆ）に示すように、新橋台２０６へ新設桁２０９を架ける。その後、線路あるいは道路の位置を元に戻す。
【００１１】
なお、盛土のような緩い地盤を効率良く補強する場合には、大径の補強材を用いて仮土留め工を構築するのが効率的である。大径補強材の構築方法については下記特許文献１、大径補強材による盛土の急勾配化工法については下記特許文献２、大径補強材を用いた土留め壁の構築方法については下記特許文献３が提案されている。
【特許文献１】特許第２５７５３２９号公報（第２−３頁、図２）
【特許文献２】特許第２６５３７３１号公報（第２−３頁、図１）
【特許文献３】特許第２８３２５０８号公報（第３−４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記した従来の橋梁の架け替え工法によれば、施工法が面倒であり、工事が大掛かりにならざるを得ない。
【００１３】
また、特に、上記した従来の橋梁の架け替え工法によれば、旧橋台２０１の背後に新橋台２０６を設置するため、新橋梁は旧橋梁に比べれば、必然的に桁２０９が大幅に長くなる。桁２０９が長くなれば橋台２０６やその基礎も大きくなる。特に最近の構造物の設計は、大地震時まで考慮した設計となっているので、さらに大きな基礎が必要となるといった問題があった。
【００１４】
本発明は、上記状況に鑑みて、橋梁改築に伴う橋台の構築において、新橋梁の旧橋梁に比べた長さの増加を極力抑えるとともに、仮設の土留め工を新橋台の一部として用いることによって、経済的にしかも橋台の強度を堅牢にすることができる橋梁改築に伴う橋台の構築工法およびその橋台構造物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】
【００１５】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕橋梁改築に伴う橋台の構築工法において、（ａ）既設橋台の背面に土留め壁を打設し、（ｂ）小段の掘削を行い、（ｃ）掘削面の土留め壁に対して、引張り芯材が挿入された引張り補強材を打設し、（ｄ）前記（ｂ）、（ｃ）の工程を繰り返し、所定の深さまで掘削するとともに、引張り補強材を打設し、（ｅ）掘削によって空いたスペースに基礎杭を設置し、（ｆ）引張り補強材、土留め壁と連結するように橋台コンクリートを打設することにより、新設橋台を構築し、（ｇ）既設橋台の撤去を行い、（ｈ）前記新設橋台へ新設桁を架けることを特徴とする。
【００１６】
〔２〕上記〔１〕記載の橋梁改築に伴う橋台の構築工法において、前記掘削によるスペースを狭くすることを特徴とする。
【００１７】
〔３〕上記〔１〕記載の橋梁改築に伴う橋台の構築工法において、前記基礎杭は本数を低減し、主として桁からの鉛直荷重だけを支えることを特徴とする。
【００１８】
〔４〕橋梁改築に伴う橋台構造物において、引張り補強材を有する土留め壁と、この土留め壁と一体化され、基礎杭を有する橋台と、この橋台に架けられる桁とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、次のような効果を奏することができる。
【００２０】
（１）従来工法では、グラウンドアンカー等を有する土留めを用いているが、グラウンドアンカーは腐食やプレストレスの抜けなど長期的な使用に対して十分な検討が必要である。また、地震時の挙動に不明な点が多く、本設構造物としての使用数も少なく、あくまでも施工中だけの安定を確保するための仮設体として用いられ、橋台完成後の効果は期待されていない。これに対して、本発明では、土留め工として、地山補強土工法を採用し、新設橋台を補強土土留め工と一体化させることにより、仮設中に使用した補強土土留め工を本体の一部として使用する。ここで用いる地山補強土工法は、例えば、上記特許文献２に示す方法の場合は、本設構造物として数多くの使用実績があり、仮設中に使用した補強土（仮）土留め工を恒久的なものとすることができる。また、橋台の強度を堅牢にするのに有利である。
【００２１】
（２）従来橋台は、地震時慣性力や土圧等の水平荷重に対して基礎杭の曲げ剛性で抵抗する構造であるため大きな基礎杭が必要となるが、本発明では、水平荷重に対しては引張り補強材で効果的に抵抗できることになるため、基礎杭は主として桁からの鉛直荷重だけを支えればよいことになり、従来に比べて少数の基礎杭で十分に抵抗できる。
【００２２】
（３）また、橋台に関しても、従来工法は、片持ち梁構造であるため、特に基礎杭との付け根部分の断面力が大きくなり、大きな橋台断面が必要となるが、本発明では橋台を多段の引張り補強材で支えることになり、断面力を小さくすることができるため従来のものよりも小さな断面でよいことになる。
【００２３】
（４）上記に起因して、新設橋台を構築するための作業空間が少なくて済むことになり、掘削量も少なくでき、結果として桁長も従来工法に比べて短くできる。また、従来工法では橋台構築後の埋め戻しが必要となるが、本発明では、埋め戻しが不要であり、施工の手間も省くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
橋梁改築に伴う橋台の構築工法において、（ａ）既設橋台の背面に土留め壁を打設し、（ｂ）小段の掘削を行い、（ｃ）掘削面の土留め壁に対して、引張り芯材が挿入された引張り補強材を打設し、（ｄ）前記（ｂ）、（ｃ）の工程を繰り返し、所定の深さまで掘削するとともに、引張り補強材を打設し、（ｅ）掘削によって空いたスペースに基礎杭を設置し、（ｆ）引張り補強材、土留め壁と連結するように橋台コンクリートを打設することにより、新設橋台を構築し、（ｇ）既設橋台の撤去を行い、（ｈ）前記新設橋台へ新設桁を架ける。新橋梁は旧橋梁に比べて、その長さの増加を極力抑えるとともに、橋台の強度を堅牢にすることができる。
【００２５】
また、橋梁改築に伴う橋台構造物において、引張り補強材を有する土留め壁と、この土留め壁と一体化される基礎杭を有する橋台と、この橋台に架けられる桁とを備え、合理的に空間と費用の低減を図る。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２７】
まず、本発明の橋梁改築に伴う橋台の構築工法について説明する。
【００２８】
図１は本発明の工法の掘削時の状況を示す断面図、図２は本発明の工法の最終構築状況を示す断面図である。
【００２９】
本発明によれば、まず始めに、図１に示すように、補強土工法で土留めを行い、その後、図２に示すように、それを抱き込むように橋台を打設するようにしている。
【００３０】
以下、詳細に説明する。
【００３１】
（１）まず、桁３及び基礎杭１を有する旧橋台２の背面に（Ｈ鋼や鋼矢板、ソイルセメント壁などの）土留め壁４を打設し、
（２）その後、小段の掘削を行い、
（３）掘削面の土留め壁４に対して、引張り芯材が挿入された、ネイリング、マイクロパイリング、ダウアリングなどの引張り補強材５を打設する。
【００３２】
（４）前記（２）、（３）の工程を繰り返し、所定の深さまで掘削するとともに、引張り補強材５を打設し、
（５）掘削によって空いたスペースに基礎杭６を設置し、
（６）引張り補強材５、土留め壁４と連結するように橋台コンクリートを打設することにより、新設橋台７を構築する。
【００３３】
（７）その後、旧橋台２及びその基礎杭１の撤去を行い、
（８）新設橋台７へ桁８を架ける。
【００３４】
図３は本発明の工法によって構築された橋梁改築に伴う橋台構造物を示す断面図である。ここでは、引張り補強材として大径補強材（ダウアリング）を用いた橋台の例について説明する。
【００３５】
この図に示すように、本発明の橋台構造物は、大径補強材１１を有する土留め壁１２と、この土留め壁１２と一体化される基礎杭（Ｈ鋼）１３を有する橋台１４とを設け、この橋台１４に桁１５が架けられる。
【００３６】
このように、大径補強材１１を使用するとともに、仮土留め工を本設化し、土留め壁１２と橋台１４を一体化する。地震時には大径補強材１１が土圧と橋台１４，桁１５の慣性力を分担することができる。
【００３７】
図４は本発明の橋台および比較例としての従来の橋台の静的非線形モデルのプッシュオーバー（過剰押圧）による解析結果を示す図である。
【００３８】
この図において、●は従来の橋台（杭径１．６ｍ）、□は本発明の大径補強材を用いた補強土橋台（補強長８ｍ）、横軸は水平変位量（ｍｍ）、縦軸は水平震度Ｋh を示している。
【００３９】
この図より、従来の橋台と比較すると、本発明の補強土橋台は、水平変位量が小さく、かつ高い水平震度に耐えることがわかる。つまり、かかる補強土橋台はレベル２（大規模地震）の地震動に対しても、十分な変形性能を有しており、補強長を長くすれば、更に高い耐震性が得られる。
【００４０】
また、埋戻しや基礎杭が少なくて済むため、施工性、経済性に優れている。
【００４１】
以上から、本発明の補強土橋台は、性能が良好であることが分かる。
【００４２】
振動試験機を使用し、阪神淡路大震災時の地震波である７００ｇａｌの加振を行った結果、本発明にかかる補強土橋台では殆ど変形しなかったが、従来の橋台では、４００ｇａｌで大きな変形が生じた。
【００４３】
このように、補強橋台工法は、既設橋台の背面に設置する仮土留め工を本設化し、その土留め工に土圧を負担させることができ、橋台が土圧を殆ど負担しないため、橋台と基礎杭の大幅なスリム化を図ることができる。
【００４４】
本発明の工法と従来工法を比較した場合の特徴は、以下の通りである。
【００４５】
（１）従来工法では、グラウンドアンカー等を有する土留め壁は、あくまでも施工中だけの安定を確保するための仮設体であり、橋台完成後の効果は期待されていない。これに対して、本発明の工法では、橋台を補強土土留め工と一体化させることにより、仮設中に使用した補強土土留め工を本体の一部として使用するため、恒久的なものとすることができ合理的である。
【００４６】
（２）従来橋台は、地震時慣性力や土圧等の水平荷重に対して基礎杭の曲げ剛性で抵抗する構造であるため大きな基礎杭が必要となるが、本発明では、水平荷重に対しては引張り補強材で効果的に抵抗できることになるため、基礎杭は主として桁からの鉛直荷重だけを支えればよいことになり、従来に比べて少数の基礎杭で十分に抵抗できる。
【００４７】
（３）また、橋台に関しても、従来工法は、片持ち梁構造であるため、特に基礎との付け根部分の断面力が大きくなり、大きな断面の橋台が必要となるが、本発明では橋台を多段の補強材で支えることになり、断面力を小さくすることができるため従来のものより小さな断面でよいことになる。
【００４８】
（４）上記に起因して、新設橋台を構築するための作業空間が少なくて済むことになり、結果として桁長も従来工法に比べて短くできる。また、従来工法では橋台構築後の埋め戻しが必要となるが、本発明の工法では、埋め戻しが不要であり、施工の手間も省ける。
【００４９】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明は、既設架道橋などの改築において、その工法およびその橋台構造物に適している。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の工法の掘削時の状況を示す断面図である。
【図２】本発明の工法の最終構築状況を示す断面図である。
【図３】本発明の工法によって構築された橋梁改築に伴う橋台構造物を示す断面図である。
【図４】本発明の橋台および比較例としての従来の橋台の静的非線形モデルのプッシュオーバー（過剰押圧）による解析結果を示す図である。
【図５】従来の橋梁改築に伴う橋台の構築工法の説明図である。
【図６】従来の橋梁改築に伴う橋台の構築工法の詳細な工程図（その１）である。
【図７】従来の橋梁改築に伴う橋台の構築工法の詳細な工程図（その２）である。
【符号の説明】
【００５２】
１，６    基礎杭
２    旧橋台
３，８，１５    桁
４，１２    土留め壁
５    引張り補強材
７    新設橋台
１１    大径補強材
１３    基礎杭（Ｈ鋼）
１４    橋台
【図１】
2005068816.tif 000003
【図２】
2005068816.tif 000004
【図３】
2005068816.tif 000005
【図４】
2005068816.tif 000006
【図５】
2005068816.tif 000007
【図６】
2005068816.tif 000008
【図７】
2005068816.tif 000009