(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交通路盤の両側に中空またはコンクリートを充填した鋼管よりなる柱を建て込み、その後、前記鋼管柱の頭部に橋軸直角方向の桁と、橋軸方向の桁の一部と、側部型枠とを兼ねる鋼製枕梁を仮固定したうえコンクリートなどの充填材により前記鋼管柱と前記鋼製枕梁を固着し、続いて、橋軸方向に隣り合う前記鋼製枕梁同士を、前記鋼製枕梁における橋軸方向の桁の一部に鋼製桁を接合することで一体化し、その後、前記鋼製桁の上に床版を架設して施工することを特徴とする鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。
【請求項２】
前記鋼製枕梁は、Ｈ形鋼からなり橋軸直角方向の桁となる橋軸直角方向枕梁材と、Ｈ形鋼からなり橋軸方向の桁となる橋軸方向枕梁材とを、溶接またはボルト接合にて接合して構成され、
前記橋軸方向に隣り合う前記鋼製枕梁同士を、前記鋼製枕梁における前記橋軸方向枕梁材にＨ形鋼からなる鋼製桁を接合することで一体化することを特徴とする請求項１記載の鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。
【請求項３】
前記鋼管柱の柱頭部には、前記枕梁取付け用の鋼管柱側支持部材が取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。
【請求項４】
前記橋軸直角方向枕梁材には、前記鋼管柱側支持部材を仮固定するための枕梁側支持部材が取り付けられていることを特徴とする請求項３記載の鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。 
【請求項５】
鋼製桁の上に架設する前記床版は、現場にて底鋼板に鉄筋・鉄骨などを取り付けた骨組みパネルを前記鋼製桁の上に設置したうえ、前記底鋼板に型枠を兼用させることにより現場にてコンクリートを打設し、型枠が不要な合成床版として構成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、道路や鉄道の高架構造に関するもので、特に、鋼製桁と鋼管橋脚からなる鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
既設の鉄道の直上にラーメン高架橋を構築する通常の方法としては、建築限界（列車の走行に障害とならない範囲）の外側にコンクリート製の柱を構築し、建築限界より上面に大規模な支保工や型枠を設置し、桁、床版となるコンクリートの打設を行っている。このような従来通常の構築方法では、すべての工事を現場にて施工するため、工期が長くなる欠点があった。
【０００３】
前記従来技術の改良方法として、特開平１１−２４７１０９号には、プレキャストコンクリート部材を用いて施工する方法が提案されている。この施工法は、軌道の両側にハーフプレキャスト柱を建て込み、続いて、該柱にハーフプレキャスト桁を架設すると共に、該桁にハーフプレキャストスラブを架設して、高架橋の施工中における交通路盤の供用を可能とするものである。
【０００４】
前記特開平１１−２４７１０９号の場合、ハーフプレキャスト部材における現場打設のコンクリート量を減らそうとすれば部材が大きくなり、ブロックの重量が大きくなるため、施工のために大型の重機が必要になる。他方、ブロックの重量を減らそうとすれば、現場のコンクリート打設量が多くなり、工期の短縮が難しくなるといった問題があった。
【０００５】
また、コンクリート製部材の欠点を補う技術として、鋼製のラーメン高架構造が、特開２０００−２６５４１６号によって提案されている。この発明に開示の工法は、柱部材としてのコンクリート充填鋼管柱の下部を、場所打ち杭の上部に一体に形成した合成鋼管柱に定着させると共に、橋軸方向に隣接するコンクリート充填鋼管杭間に、縦桁部材としての鉄筋コンクリート桁を架設するものである。
【０００６】
前記特開２０００−２６５４１６号に開示の技術は、ラーメン高架構造とコンクリートと鋼管の合成構造とすることで、専ら、せん断破壊の抑制、高い靭性の確保および地中梁の省略を図るもので、施工中の交通路盤の供用化や施工の効率化等、施工法についての提案はなされていない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、鉄道・道路などに適用する高架橋を鋼製ラーメンとし、かつ、交通路盤の供用下での施工を可能にすることに加えて、特開平１１−２４７１０９号及び、特開２０００−２６５４１６号等で解決されない課題、すなわち、鋼製ラーメン高架橋を構築する際における作業スペースの最小化、工期の短縮化の可能な施工法を提案することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を解決するため、本発明は次のように構成する。
【０００９】
第１の発明は、交通路盤の両側に中空またはコンクリートを充填した鋼管よりなる柱を建て込み、その後、前記鋼管柱の頭部に橋軸直角方向の桁と、橋軸方向の桁の一部と、側部型枠とを兼ねる鋼製枕梁を仮固定したうえコンクリートなどの充填材により前記鋼管柱と前記鋼製枕梁を固着し、続いて、橋軸方向に隣り合う前記鋼製枕梁同士を、前記鋼製枕梁における橋軸方向の桁の一部に鋼製桁を接合することで一体化し、その後、前記鋼製桁の上に床版を架設して施工することを特徴とする。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、前記鋼製枕梁は、Ｈ形鋼からなり橋軸直角方向の桁となる橋軸直角方向枕梁材と、Ｈ形鋼からなり橋軸方向の桁となる橋軸方向枕梁材とを、溶接またはボルト接合にて接合して構成され、前記橋軸方向に隣り合う前記鋼製枕梁同士を、前記鋼製枕梁における前記橋軸方向枕梁材にＨ形鋼からなる鋼製桁を接合することで一体化することを特徴とする。
また、第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記鋼管柱の柱頭部には、前記枕梁取付け用の鋼管柱側支持部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００１１】
第４の発明は、第３の発明において、前記橋軸直角方向枕梁材には、前記鋼管柱側支持部材を仮固定するための枕梁側支持部材が取り付けられていることを特徴とする。
【００１２】
第５の発明は、第１〜第４のいずれかの発明において、鋼製桁の上に架設する前記床版は、現場にて底鋼板に鉄筋・鉄骨などを取り付けた骨組みパネルを前記鋼製桁の上に設置したうえ、前記底鋼板に型枠を兼用させることにより現場にてコンクリートを打設し、型枠が不要な合成床版として構成することを特徴とする。
【００１３】
【作用】
第１の発明では、交通路盤の両側に中空、あるいはコンクリートを充填してなる鋼管柱を建て込み続いて、橋軸直角方向に複数存在する鋼管柱の頭部に鋼製の梁、またはプレキャスト製のコンクリート梁を架け渡し、支持部材にて支持し、鋼管柱と枕梁の接合が完了した後、鋼製の桁を架設し、続いて、鋼製桁の上に床版を設置するという施工工程を取ることで、新規に必要となる作業スペースは、柱の建て込み作業に必要となるスペースのみであり施工スペースが小さくてすみ、鋼殻を主体とした構造であるため型枠工などの付帯作業が必要なく、工期を短縮できる。また、鋼管の柱はコンクリート製の柱にて比べて強度が大きいので柱の断面を小さくできる。
【００１４】
第１の発明では、鋼製の梁（鋼殻）は、柱頭部の接合を行うために内部にコンクリート充填を行う際の型枠も兼ねているので、この点でも交通路面上での型枠作業が省略でき、それにより作業効率が大幅に上がり、かつ、支保工を不要にできることから建築限界上での作業スペース低減により、ラーメンの高さを低くできる作用がある。
【００１５】
第５の発明では、床版の底面に鋼板などの型枠作用をする部材を有する合成床版を用いることにより、床版コンクリート打設時の型枠作業が省略できる。これにより工期の短縮、建築限界上での作業スペース低減ができ、ラーメンの高さを低くすることが可能となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図を参照して説明する。
【００１７】
図１〜図４は、本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法を４工程に分けて示す斜視図で、図１は第１工程、図２は第２工程、図３は第３工程、図４は第４工程を示す。図５と図６は、鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第１実施例を示す図、図７と図８は、鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第２実施例を示す図である。
【００１８】
図１〜図４を参照して鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法の施工工程を説明する。
【００１９】
第１工程を示す図１において、基礎１の上に既設の軌道（以下、交通路盤という）２が敷設されている。この交通路盤２の供用中の立体ラーメン高架橋の施工を可能となすべく、当該交通路盤２の両側に中空または、コンクリートを充填した鋼管よりなる柱３を建て込む。鋼管柱３は、交通路盤２の両側（つまり、橋軸直角方向）の２本の柱を一組とし、橋軸方向に所定の間隔をあけて多数組み設けられる。
【００２０】
図２に示す第２工程において、前記鋼管柱３の頭部に鋼製の枕梁４を仮固定したうえ、コンクリートなどの充填材により当該鋼管柱３と枕梁４を固着する（図２ではコンクリートを省略している）。
【００２１】
図３に示す第３工程において、前記鋼製の枕梁４に鋼製桁５を接合して一体化する。
【００２２】
図４に示す第４工程（最終工程）において、前記鋼製桁５の上に床版（スラブ）を架設して施工する。
【００２３】
本発明では、前記第１〜第４の工程で鋼製立体ラーメン高架橋を構築するものであり、次に各工程での詳細を説明する。
【００２４】
まず、図５〜図８を参照して、前記第２工程の段階で施工する、鋼管柱３の頭部への鋼製枕梁４の仮固定手段の２例、および、仮固定した鋼管柱３と枕梁４のコンクリートなどの充填材による固着手段を説明する。
【００２５】
図５、図６に示す仮固定手段の第１例において、コンクリート９が充填された鋼管柱３の柱頭部３ａの外周で、かつ対称の位置には、複数のボルト孔７を上下に多段に形成した２枚の支持部材８が溶接されている。この支持部材８は、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定するためのものであり、上下に長い長方形の鋼板で構成され、この鋼板に開設される前記ボルト孔７は、ボルト挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能なように長孔とされている。
【００２６】
鋼製枕梁４は図２に示すように、所定長のＨ形鋼からなる橋軸直角方向枕梁材４ａを所定間隔離して平行に配設し、この枕梁材４ａの両端部に、同じくＨ形鋼を所定間隔離して平行に配設した橋軸方向枕梁材４ｂを溶接し、またはボルト接合して構成される。図では３本の橋軸方向枕梁材４ｂが、橋軸直角方向に所定の間隔離して平行に配設され、各橋軸方向枕梁材４ｂに橋軸直角方向枕梁材４ａの端部を接合することで、一単位の鋼製枕梁４が構成されている。
【００２７】
橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸方向枕梁材４ｂの溶接接合構造は任意でよいが、図のように両枕梁材４ａ、４ｂに同一のＨ形鋼を用いる場合は、一方の枕梁材４ｂの両端の上下フランジを所定長にわたり切除し、切除部のウェブを他方の枕梁材４ａの上下フランジ間に挿入して突合せ、両枕梁材４ａ、４ｂのウェブとフランジの突合せ接合部を溶接またはボルト接合することで、両枕梁材４ａ、４ｂを固着できる。
【００２８】
前記のよう橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸方向枕梁材４ｂを組むことにより、各枕梁材４ａ、４ｂで取り囲まれる内側が中詰めコンクリート１４充填用の空間１０となる。つまり、各枕梁材４ａ、４ｂは、内側空間１０に中詰めコンクリート１４を充填する際に型枠として機能する鋼殻となる。
【００２９】
平行する橋軸直角方向枕梁材４ａの間隔は、その内側に鋼管柱３の柱頭部３ａを挿入できるよう、柱頭部３ａの直径よりも少し大きく設定してある。また、橋軸方向枕梁材４ｂの長さは、橋軸直角方向枕梁材４ａの間隔幅より大きく設けてあり、したがって、枕梁材４ａの両端は、平行する両枕梁材４ａよりも橋軸方向に突出している。各橋軸方向枕梁材４ｂには、Ｈ形鋼製の桁５の端部が接合部位１８において溶接またはボルト接合される（図３の第３工程に示す）。
【００３０】
また、図５、図６において左右の橋軸直角方向枕梁材４ａには、枕梁側支持部材１１が設けてある。この枕梁側支持部材１１は、柱頭部３ａの鋼管柱側支持部材８に相対して設けるものである。枕梁側支持部材１１は、Ｈ形鋼の枕梁部材４ａの上下のフランジ間隔と略同じ長さで、かつフランジの一側縁から所定寸法だけ突出する幅の鋼板で構成され、かつ、複数のボルト孔７が上下多段に開設されている。
【００３１】
すなわち枕梁側支持部材１１は、平行配置の枕梁部材４ａの対向側面に配置され、該支持部材１１の上下縁および一側縁を枕梁部材４ａの上下のフランジ内面とウェブの一側面に当てがい、その当接部を溶接またはボルト接合することにより枕梁部材４ａに固着される。前記支持部材１１に開設されるボルト孔７は、ボルト挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能なように長孔とされている。
【００３２】
鋼製枕梁４を鋼管柱３に固着するに際しては、図２に示す左右の鋼製枕梁４をそれぞれ一単位部材として、各鋼製枕梁４を各柱頭部３ａの高さまで重機で吊り上げ、橋軸直角方向に立設する鋼管柱３の間に位置させる。つぎに、鋼管柱側支持部材８の一側面に枕梁部材４ａの側縁から出張っている枕梁側支持部材１１の一側面を当てがって各ボルト孔７を合致させ、そのボルト孔７にボルト１２を挿入しナット１３を締結することにより、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定する。
【００３３】
つづいて、橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸方向枕梁材４ｂで取り囲まれる内側空間１０に中詰めコンクリート１４を充填する。これにより中詰めコンクリート１４を介して鋼製枕梁４が鋼管柱３へ固着され、合成枕梁が構築される。鋼管柱４にジベル筋１５等を溶接しておくことで、その固着は一層確実となる。
【００３４】
前記中詰めコンクリート１４の充填に際し、枕梁材４ａ、４ｂが鋼殻となり型枠として機能するので、４辺の側部型枠は不要であり、底面のみ簡易型枠を組めばよい。したがって、従来のように支保工を作り大掛かりな型枠を組むのが不要であり、その分枕梁の構築に要する工期が従来に比べ大幅に短縮される。
【００３５】
図７、図８は、鋼管柱頭部３ａへの鋼製枕梁４の仮固定手段の第２例を示す。
【００３６】
図７、図８の第２例において、鋼管柱３の柱頭部３ａの外周で、かつ対称の位置には支持部材１６の一端が溶接されている。この支持部材１６は、Ｈ形鋼を所定長に切断して構成されており、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定するために設けられる。支持部材１６の上フランジにボルト孔７が開設されており、このボルト孔７は、ボルト挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能なように長孔とされている。
【００３７】
また、第２例が実施される鋼製枕梁４では、橋軸直角方向枕梁材４ａに設ける枕梁側支持部材１７の構成のみが、図５、図６で説明した第１例と相違している。この第２例では枕梁側支持部材１７は、縦部材１７ａに横部材１７ｂを固着して構成されている。さらに説明すると縦部材１７ａは、上下に長い鋼板、つまり、Ｈ形鋼の枕梁部材４ａの上下のフランジ間隔と略同じ長さで、かつフランジの略半分の幅（Ｌ）と同じ幅（Ｌ1）の鋼板から構成されており、横部材１７ｂは、図８（ｂ）に拡大図示するように、所定長に切断したＨ形鋼の一端部の上下のフランジを切除して鋼製され、その切除した部分のウェブ１７ｃの側面を鋼板からなる縦部材１７ａの中間部の側面に当てがって溶接またはボルト接合している。
【００３８】
枕梁側支持部材１７は、左右平行に配置の枕梁部材４ａの対向側面に配置されるもので、縦部材１７ａの上下縁および一側縁を枕梁部材４ａの上下のフランジ面とウェブ面に当てがい、その当接部を溶接することにより、横部材１７ｂのＨ断面部分が枕梁部材４ａの側縁から出張った態様で枕梁部材４ａに固着される。横部材１７ｂの下フランジ１７ｄにはボルト孔７が開設されている。このボルト孔７は、ボルト挿入時の鋼製枕梁４の横方向の調整が可能なように長孔とされている。
【００３９】
仮固定手段の第２例においては、鋼製枕梁４を鋼管柱３に固着するに際しては、橋軸直角方向に平行に立設した鋼管柱３の間に配置する当該鋼製枕梁４を一単位部材として、当該鋼製枕梁４を各柱頭部３ａの高さまで重機で持上げる。つぎに、枕梁側支持部材１７のＨ形鋼の下フランジ１７ｃを鋼管柱側支持部材１６のＨ形鋼の上フランジ１６ｃの上面に載置し、それぞれのボルト孔７にボルト１２を挿入しナット１３を締結することにより、鋼管柱３に鋼製枕梁４を仮固定する（なお、スポット溶接による仮固定でもよい）。
【００４０】
つづいて、橋軸直角方向枕梁材４ａと橋軸方向枕梁材４ｂで取り囲まれる内側空間１０に中詰めコンクリート１４を充填するもので、これにより中詰めコンクリート１４を介して鋼製枕梁４が鋼管柱３へ固着され合成枕梁が構築される。鋼管柱４にジベル筋１５等を溶接しておくことで、その固着は一層確実となる。
【００４１】
第２例においても、中詰めコンクリート１４の充填に際し、枕梁材４ａ、４ｂが鋼殻であって型枠として機能するので、４辺の側方型枠は不要であり、底面のみ簡易型枠を組めばよいから、支保工を作り大掛かりな型枠を組むのが不要であり、その分枕梁の構築に要する工期が従来に比べ大幅に短縮される点は、仮固定手段の第１例と同じである。
【００４２】
次に、図３の第３工程に示すように、鋼管柱３に固着した鋼製枕梁４における橋軸方向枕梁材４ｂの端部には、橋軸方向に伸長するＨ形鋼製の鋼製桁５の端部を接合部位１８で溶接またはボルト接合する。橋軸方向枕梁材４ｂは交通路盤２の上方において、中間部と両端部に３本平行に配設されていて、それぞれに橋軸方向に伸長する鋼製桁５が３列接合されている。
【００４３】
また、鋼製桁５の上に架設される床版６は、構築時に下面側の型枠が不要な合成床版によって構成されている。すなわち、図４（ｂ）に同図（ａ）の（イ）部分の拡大断面図を示すように、現場作業にて底鋼板１９に鉄筋２０やスタッド２１あるいは鉄骨（図示省略）などを取り付けて骨組みパネルを構成し、この骨組みパネルを前記鋼製桁５の上に設置したうえ、現場にてコンクリート２２を打設され合成床版として構成される。床版コンクリート２２の打設に際し、底鋼板１９は型枠機能を兼用するので、型枠作業を省略できるので工期が短縮化され、さらに、作業用の大掛かりな支保工を不要とする建築限界上での作業スペースを低減できることにより、高架橋の高さを低く設置することが可能となる。
【００４４】
最後に、床版６の両側に防音壁２３を構築し、床版６上に軌道２４を敷設して、鋼製立体ラーメン高架橋が完成する。そして、第１〜第４工程は交通路盤２の供用と平行して施工できる。
【００４５】
前記に説明した鋼管柱３と鋼製枕梁４の仮固定手段や、鋼製枕梁４の構成等は一例であって、本発明はこれに限定されず、実施形態の構成を設計変更して実施することは構わない。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によると、交通路盤の両側に建て込んだ鋼管柱の頭部に鋼製枕梁を固着し、枕梁に鋼製桁を取り付け、その後鋼製桁の上に架設する床版（スラブ）を施工する工程を実施するので、交通路盤供用時の施工、つまり活線上空で架設工事ができると共に、従来必要とされた複雑な型枠や支保工のための施工スペースの低減が可能である。また、鋼製立体ラーメン高架橋は鋼製構造が主体であるので、コンクリートの型枠作業の省略、コンクリート量の低減が可能であり、さらに、架設する部材が軽量となるので、小型の重機で施工できることなどにより、工期の短縮・省力化が可能になる。
【００４７】
さらに、鋼製桁の上に架設する床版を施工するための型枠工が省略できるので、ラーメン構造の桁下空間が小さくて済み、ラーメン構造の高さを低くできるので、交通路盤上での施工が容易かつ経済的となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法を４工程に分けて示す第１工程の斜視図である。
【図２】本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法の第２工程の斜視図である。
【図３】本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法の第３工程の斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明に係る鋼製立体ラーメン高架橋の構築方法の第４工程の斜視図、（ｂ）は図（ａ）の（イ）の拡大断面図である。
【図５】鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第１実施例を示す分離斜視図である。
【図６】（ａ）は、図５に示す鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の結合時の部分縦断面図、（ｂ）は横断面図である。
【図７】鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の第２実施例を示す分離斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７に示す鋼製柱と鋼製の枕梁の結合手段の結合時の部分縦断面図、（ｂ）は鋼製枕梁側支持部材の斜視図である。
【符号の説明】
１  基礎
２  交通路盤（軌道）
３  鋼管柱
４  鋼製枕梁
５  鋼製桁
６  床版
７  ボルト孔
８  支持部材
９  コンクリート
１０  空間
１１  枕梁側支持部材
１２  ボルト
１３  ナット
１４  中詰めコンクリート
１５  ジベル筋
１６  支持部材
１７  枕梁側支持部材
１８  接合部位
１９  底鋼板
２０  鉄筋
２１  スタッド
２２  コンクリート
２３  防音壁
２４  軌道
【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】
0003967953.tif 000007
【図７】
0003967953.tif 000008
【図８】
0003967953.tif 000009