特開 2025-30681 橋梁用の伸縮装置及びその施工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025030681

(43)【公開日】2025-03-07

(54)【発明の名称】橋梁用の伸縮装置及びその施工方法

(51)【国際特許分類】

   E01C 11/02 20060101AFI20250228BHJP

   E01D 19/06 20060101ALI20250228BHJP

【ＦＩ】

E01C11/02 B

E01D19/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023136185

(22)【出願日】2023-08-24

(71)【出願人】

【識別番号】523322667

【氏名又は名称】ＭＦＪ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000305

【氏名又は名称】弁理士法人青莪

(72)【発明者】

【氏名】有本 誠

【テーマコード（参考）】

2D051

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D051AF01

2D051AG01

2D051AG11

2D051FA30

2D059GG45

(57)【要約】

【課題】優れた強度を発生させる橋梁用の伸縮装置を提供する。
【解決手段】橋梁用の伸縮装置１は、遊間３を形成する一対の橋梁の部分２，２に遊間３を跨ぐように設けられる埋設空間６と、遊間３を塞ぐ緩衝材４とを備える。超速硬化樹脂を主成分とし、埋設空間６の深さｄより短い高さｈを持つように予め柱状に成形されて、埋設空間６の底面中央領域に第１の絶縁シート９ａを介して設置されるブロック体１０ａと、埋設空間６に設置されたブロック体１０ａの上面部分を覆う第２の絶縁シート９ｂと、ブロック体１０ａが設置された埋設空間６に、ブロック体１０ａの上面と面一となるように充填された後に硬化される、第１充填層１０ｂ，１０ｂと、埋設空間６内でブロック体１０ａ及び第１充填層１０ｂ上に積層された後に硬化される、第２充填層１０ｃとを更に備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋梁の遊間に設置される橋梁用の伸縮装置であって、
遊間を形成する一対の橋梁の部分に当該遊間を跨ぐように設けられる埋設空間と、遊間を弾性変形自在に塞ぐ緩衝材とを備えるものにおいて、
超速硬化樹脂を主成分とし、埋設空間の深さより短い高さを持つように予め柱状に成形されて、埋設空間の底面中央領域に第１の絶縁シートを介して設置されるブロック体と、
埋設空間に設置されたブロック体の上面部分を覆う第２の絶縁シートと、
ブロック体が設置された埋設空間に、当該ブロック体の上面と面一となるように充填された後に硬化される、超速硬化樹脂を主成分とする第１充填層と、
埋設空間内でブロック体及び第１充填層上に積層された後に硬化される、超速硬化樹脂を主成分とする第２充填層とを更に備えることを特徴とする橋梁用の伸縮装置。

【請求項2】

前記第１充填層は、前記ブロック体と同じ超速硬化樹脂が主成分であり、前記第１充填層及び前記第２充填層が同じ成分であることを特徴とする請求項１記載の橋梁用の伸縮装置。

【請求項3】

橋梁の遊間に設置される橋梁用の伸縮装置の施工方法であって、
遊間を形成する一対の橋梁の部分に、当該遊間を跨ぐように埋設空間を設けるとともに、遊間を弾性変形自在に塞ぐ緩衝材を設ける工程を含むものにおいて、
超速硬化樹脂を主成分とし、埋設空間の深さより短い高さを有する柱状のブロック体を予め成形する工程と、
ブロック体を埋設空間の底面中央領域に第１の絶縁シートを介して設置する工程と、
ブロック体が設置された埋設空間に、当該ブロック体の上面と面一となるように超速硬化樹脂を主成分とする第１充填材を充填して、ブロック体の上面部分を覆うように第２の絶縁シートを設ける工程と、
埋設空間内のブロック体及び第１充填材上に、超速硬化樹脂を主成分とする第２充填材を積層する工程とを更に含むことを特徴とする橋梁用の伸縮装置の施工方法。

【請求項4】

前記第１充填材は、前記ブロック体と同じ超速硬化樹脂が主成分であり、前記第１充填材及び前記第２充填材が同じ成分であることを特徴とする請求項３記載の橋梁用の伸縮装置の施工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋梁の遊間に設置される橋梁用の伸縮装置及びその施工方法に関する。

【背景技術】

【0002】

この種の伸縮装置として、遊間を形成する一対の橋梁の部分に当該遊間を跨ぐように設けられる埋設空間と、遊間を弾性変形自在に塞ぐ緩衝材とを備えるものが例えば特許文献１で知られている。このものでは、遊間を形成する一対の橋梁の部分に、当該遊間を跨ぐように埋設空間が設けられ、当該埋設空間に橋梁の部分の上面と面一となるように充填剤が充填された後に、硬化される。そして、埋設空間に充填材が充填された後には、当該充填材の上面がアスファルト合材からなる舗装体で被覆される。

【0003】

このような伸縮装置は、通常、経年劣化等を考慮して定期的に交換作業が行われ、その交換作業時には、車両の通行規制が必要となる。そのため、車両の規制時間を可及的に短くできることが望まれる。このような場合、施工時間を短くするために、充填材として超速硬化樹脂（例えばポリウレア樹脂等）を主成分とする充填材を用いることが考えられる。然し、充填材を埋設空間に一層となるように充填して硬化させたものでは、十分な強度（伸び率・圧縮率）が得られないということが判明した。しかも、充填材の硬化後にその上面を舗装体で被覆する工程もまた、施工時間を短くすることの障害になる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第５６２０６８７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、以上の点に鑑み、優れた強度を発生させることができる橋梁用の伸縮装置及びその施工方法を提供することをその課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決するために、橋梁の遊間に設置される本発明の橋梁用の伸縮装置は、遊間を形成する一対の橋梁の部分に当該遊間を跨ぐように設けられる埋設空間と、遊間を弾性変形自在に塞ぐ緩衝材とを備え、超速硬化樹脂を主成分とし、埋設空間の深さより短い高さを持つように予め柱状に成形されて、埋設空間の底面中央領域に第１の絶縁シートを介して設置されるブロック体と、埋設空間に設置されたブロック体の上面部分を覆う第２の絶縁シートと、ブロック体が設置された埋設空間に、当該ブロック体の上面と面一となるように充填された後に硬化される、超速硬化樹脂を主成分とする第１充填層と、埋設空間内でブロック体及び第１充填層上に積層された後に硬化される、超速硬化樹脂を主成分とする第２充填層とを更に備えることを特徴とする。なお、本発明にいう「橋梁の部分」は、床版を意味する。

【0007】

また、上記課題を解決するために、橋梁の遊間に設置される本発明の橋梁用の伸縮装置の施工方法は、遊間を形成する一対の橋梁の部分に、当該遊間を跨ぐように埋設空間を設けるとともに、遊間を弾性変形自在に塞ぐ緩衝材を設ける工程を含み、超速硬化樹脂を主成分とし、埋設空間の深さより短い高さを有する柱状のブロック体を予め成形する工程と、ブロック体を埋設空間の底面中央領域に第１の絶縁シートを介して設置する工程と、ブロック体が設置された埋設空間に、当該ブロック体の上面と面一となるように超速硬化樹脂を主成分とする第１充填材を充填して、ブロック体の上面部分を覆うように第２の絶縁シートを設ける工程と、埋設空間内のブロック体及び第１充填材上に、超速硬化樹脂を主成分とする第２充填材を積層する工程とを更に含むことを特徴とする。

【0008】

本発明においては、第１充填層は、ブロック体と同じ超速硬化樹脂が主成分であり、第１充填層及び第２充填層が同じ成分であり、また、第１充填材は、ブロック体と同じ超速硬化樹脂が主成分であり、第１充填材及び第２充填材が同じ成分であることが好ましい。また、本発明の「超速硬化樹脂」は、主剤と硬化剤とを混錬した後、常温にて短時間（例えば、４～５時間）で硬化する樹脂（例えば、ポリウレア樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カチオン性アクリル樹脂、モルタル等）を意味する。

【0009】

ここで、本願発明者らの鋭意研究の結果、次のことを知見するのに至った。即ち、超速硬化樹脂を主成分とする充填剤を、埋設空間に複数層となるように積層して硬化させたものは、上記従来例のもの（言い換えると、充填剤を埋設空間に一層となるように充填して硬化させたもの）と比較して、伸び率及び圧縮率が飛躍的に向上することを知見するのに至った。このような知見を基に、本発明では、短時間での伸縮装置の施工性を考慮して、超速硬化樹脂を主成分とする柱状のブロック体を準備し、これを埋設空間の底面中央領域に第１の絶縁シートを介して設置した後、当該ブロック体の上面と面一となるように埋設空間に第１充填材を充填して第１充填層とする。そして、ブロック体の上面部分を第２の絶縁シートで覆った後に第２充填材を積層して第２充填層とする。これにより、上記従来例のものと比較して、飛躍的に高い伸び率及び圧縮率を持つ伸縮装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態の橋梁用の伸縮装置を模式的に説明する断面図。

【図2】本実施形態の橋梁用の伸縮装置の施工方法を模式的に説明する図。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照して、一対の橋梁の部分をその上面に舗装体が敷設された並設する床版とし、本発明の実施形態の橋梁用の伸縮装置１について説明する（以下、単に「伸縮装置１」という）。図１を参照して、伸縮装置１は、並設する床版２，２の間に遊間３が形成され、遊間３には弾性変形自在に塞ぐ緩衝材４が設けられている。なお、緩衝材４は、遊間３の幅に応じて材料や形状等が適宜選択される。緩衝材４としては、例えばポリウレタン樹脂製で円柱状や角状のバックアップ材等を用いることができる。

【0012】

また、各床版２，２の上面には、基層５ａと表層５ｂとを有する舗装体５が敷設されている。そして、床版２，２及び舗装体５，５には、遊間３を跨ぐように設けられる埋設空間６が形成されている。なお、舗装体５としては、公知のアスファルト合材やコンクリート等を用いることができるため、これ以上の説明は省略する。以下においては、遊間３を挟んで並設される床版２，２の並設方向（図１の左右方向）をＸ軸方向、Ｘ軸方向に直交する床版２，２の路幅方向（図１の紙面直交方向）をＹ軸方向とする。

【0013】

埋設空間６は、舗装体５の上面から所定の深さｄ（例えば１２ｃｍ）を有するとともに、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに夫々のびる各側壁で画成される断面矩形の形状である。埋設空間６の底面には、遊間３を跨ぐように遊間プレート７が敷設される。遊間プレート７は、Ｙ軸方向に所定の間隔を存して複数本設けられるアンカーボルト８により一方の床版２に固定される。また、特に図示して説明しないが、遊間プレート７と埋設空間６の底面との間には、緩衝材４の下方への水漏れや緩衝材４の落下を防止するための遮水シートが設けられ、遮水シートのＸ軸方向の端部は、各アンカーボルト８により一方の床版２に固定されている。遊間プレート７、アンカーボルト８及び遮水シートとしては、公知のものを利用できるため、これ以上の説明は省略する。

【0014】

そして、埋設空間６内には、埋設空間６底面のＸ軸方向中央領域に第１の絶縁シート９ａを介して設置されるブロック体１０ａと、ブロック体１０ａと同じ厚さを有する第１充填層１０ｂ，１０ｂと、ブロック体１０ａ及び第１充填層１０ｂ，１０ｂ上に積層される第２充填層１０ｃとが設けられている。また、ブロック体１０ａと第２充填層１０ｃとの間には、ブロック体１０ａの上面部分を覆うように第２の絶縁シート９ｂが設けられている。なお、第１及び第２の絶縁シート９ａ，９ｂとしては、市販のアスファルトフェルト製のものを用いることができるため、詳細な説明は省略する。

【0015】

ブロック体１０ａは、後述の超速硬化樹脂を主成分とし、埋設空間６の深さｄより短い高さｈ（例えば４ｃｍ～６ｃｍ）を持つ直方体形状に予め成形される。第１充填層１０ｂ，１０ｂは、後述の第１充填材が、ブロック体１０ａの各側面と埋設空間６の各側面との間に充填されて硬化したものであり、第１充填層１０ｂ，１０ｂの上面はブロック体１０ａの上面と面一となっている。また、第２充填層１０ｃは、後述の第２充填材が、ブロック体１０ａ及び第１充填層１０ｂ，１０ｂ上に、所定の厚さｔ（例えば４ｃｍ～６ｃｍ）で積層されて硬化したものである。また、第２充填層１０ｃの上面には、充填材の剥離を防止するためのコーティング材１１が、舗装体５の上面と面一となるように被覆されている。なお、コーティング材１１としては、超速硬化樹脂及び摩耗材の混合物を用いることができる。

【0016】

本実施形態では、ブロック体１０ａを形成する充填材、第１充填層１０ｂ及び第２充填層１０ｃを形成する第１及び第２充填材は、全て同じ成分であり、主成分である超速硬化樹脂及び骨材の混合物を用いることができる。超速硬化樹脂としては、例えば、ポリウレア樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カチオン性アクリル樹脂、モルタル等を用いることができ、各充填材の全体の容積に対する超速硬化樹脂の容積率は、４０％～５０％の範囲に設定される。また、骨材としては、砕石と砂とを含むものを用いることができる。砕石としては、例えば砕石６号（５～１３ｍｍ）と砕石７号（２．５～５ｍｍ）とを混合したものを用いることができる。また、砂としては、粗砂（０．０７５～３ｍｍ）と細砂（０．０２～０．２ｍｍ）とを混合したものを用いることができる。なお、各充填材には、超速硬化樹脂及び骨材の他に、ビニロン繊維等が含まれていてもよい。以下、ブロック体１０ａを形成する充填材、第１及び第２充填材が同じ成分を有する場合を例に、本実施形態の伸縮装置１の施工方法を説明する。

【0017】

先ず、各床版２，２及び各床版２の上面に敷設された舗装体５（基層５ａ及び表層５ｂ）が掘削され、図２（ａ）に示すように、遊間３を跨ぐように埋設空間６が設けられる。次に、遊間３に緩衝材４が設けられるとともに、埋設空間６の底面に遮水シート（図示省略）及び遊間プレート７が敷設される。遮水シート及び遊間プレート７はアンカーボルト８により一方の床版２に固定される（図２（ｂ）参照）。

【0018】

そして、図２（ｃ）に示すように、予め充填材を硬化させて直方体形状に成形したブロック体１０ａが、第１の絶縁シート９ａを介して埋設空間６の底面中央領域に設置される。その後、ブロック体１０ａの各側面と埋設空間６の各側面との間に、第１充填材がブロック体１０ａの上面と面一となるように充填されて、第１充填層１０ｂ，１０ｂが形成される。この時、ブロック体１０ａの上面部分を覆うように第２の絶縁シート９ｂが設置される（図２（ｄ）参照）。

【0019】

充填された第１充填材が硬化した後、ブロック体１０ａ及び第１充填層１０ｂ，１０ｂ上に、第２充填材が所定の厚さとなるように積層されて、第２充填層１０ｃが形成される（図２（ｅ）参照）。積層された第２充填材が硬化した後、第２充填層１０ｃの上面がコーティング材１１で被覆される（図２（ｆ）参照）。

【0020】

以上によれば、短時間での伸縮装置１の施工性を考慮して、超速硬化樹脂を主成分とする直方体形状のブロック体１０ａを成形し、これを埋設空間６の底面中央領域に第１の絶縁シート９ａを介して設置した後、ブロック体１０ａの上面と面一となるように埋設空間６に第１充填材を充填して第１充填層１０ｂ，１０ｂとする。そして、ブロック体１０ａの上面部分を第２の絶縁シート９ｂで覆った後に第２充填材を積層して第２充填層１０ｃとする。これにより、上記従来例のものと比較して、飛躍的に高い伸び率及び圧縮率を持つ伸縮装置１とすることができる。

【0021】

次に、上記効果を確認するために、以下の実験を行った。先ず、ブロック体１０ａを形成する充填材、第１及び第２充填材が同じ成分であるものとし、超速硬化樹脂としてポリウレア樹脂を主材料とする充填材を調製した。即ち、混錬用ミキサーを用い、市販のポリウレア樹脂の主剤に、骨材を混錬した。骨材としては、砕石６号（５～１３ｍｍ）、砕石７号（２．５～５ｍｍ）及び粗砂（０．０７５～３ｍｍ）を予め混合したものを用い、更に市販のビニロン繊維をポリウレア樹脂に対して２％の重量比で添加して混錬した。この混練したものに、ポリウレア樹脂の硬化剤を適量混合して、ポリウレア樹脂（主剤及び硬化剤）及び骨材の容積に対するポリウレア樹脂の容積率が４０％となるようにした。

【0022】

次に、上記充填材を用いて直方体形状（幅２０ｃｍ、長さ１５ｃｍ、高さ６ｃｍ）のブロック体１０ａを予め成形し、このブロック体１０ａの上面及び底面に市販のアスファルトフェルト製の絶縁シート９ａ，９ｂを設けたものを鋼製の型枠（幅４０ｃｍ、長さ１５ｃｍ、高さ１２ｃｍ）内の底面幅方向中央に載置した。そして、上記充填材を上記型枠の側壁とブロック体１０ａとの間の空間にブロック体１０ａの高さと同じ厚さとなるように充填し、第１充填層１０ｂ，１０ｂを得た。その後、上記充填材をブロック体１０ａ及び第１充填層１０ｂ，１０ｂ上に、上記型枠の上端まで（即ち、厚さ６ｃｍ程）積層して所定時間（約２時間）経過させて、第２充填層１０ｃが硬化した後、脱型させて、発明品を得た。

【0023】

このようにして得た発明品に対して引張試験を行ったところ、発明品は、十分な伸縮性があり、伸び率が１０％までは破断やひび割れが発生しないことが確認できた。また、上記発明品に対して圧縮試験を行ったところ、発明品の沈降量は、アスファルト製の圧縮試験用試験体と同程度（１ｍｍ以下）であり、車両の輪荷重が作用しても車両走行に支障がない圧縮強度を確保できることが確認できた。

【0024】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の技術思想の範囲を逸脱しない限り、種々の変形が可能である。上記実施形態では、床版２，２の上面に舗装体５が敷設されたものを例に説明したが、舗装体が敷設されていない床版にも本発明を適用することができる。また、上記実施形態では、ブロック体１０ａを形成する充填材、第１及び第２充填材が同じ成分であるものを例に説明したが、各充填材は異なる成分であってもよい。また、上記実施形態では、超速硬化樹脂としてポリウレア樹脂を用いるものを例に説明したが、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、カチオン性アクリル樹脂、モルタル等を用いる場合にも本発明を適用することができる。

【符号の説明】

【0025】

ｄ…埋設空間の深さ、ｈ１…ブロック体の高さ、１…伸縮装置、２…床版（橋梁の部分）、３…遊間、４…緩衝材、５…舗装体（橋梁の部分）、６…埋設空間、９ａ，９ｂ…絶縁シート、１０ａ…ブロック体、１０ｂ…第１充填層、１０ｃ…第２充填層。

【図1】

【図2】