特開 2025-5958 橋梁構造物

(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】P2025005958

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】橋梁構造物

(51)【国際特許分類】

   E01D 22/00 20060101AFI20250109BHJP

【ＦＩ】

E01D22/00 B

【審査請求】有

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023106434

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】508321823

【氏名又は名称】株式会社イノアック住環境

(74)【代理人】

【識別番号】100158067

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 基

(74)【代理人】

【識別番号】100147854

【弁理士】

【氏名又は名称】多賀 久直

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 大輔

【テーマコード（参考）】

2D059

【Ｆターム（参考）】

2D059AA13

2D059GG02

2D059GG40

(57)【要約】

【課題】橋梁における床版の耐久性を向上する。
【解決手段】橋梁構造物１０は、橋梁１２において路面１８ａが設けられる床版１８の下側に配置される耐偏荷重層２０を備えている。また、橋梁構造物１０は、耐偏荷重層２０の下側に配置され、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層２２を備えている。耐偏荷重層２０は、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維などの無機繊維層や、鋼、ステンレス、アルミニウムなどの金属層などで構成することができる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋梁において路面が設けられる床版の下側に配置される耐偏荷重層と、
前記耐偏荷重層の下側に配置され、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層と、を備える
ことを特徴とする橋梁構造物。

【請求項2】

前記耐偏荷重層が、前記床版の下面に接合されている請求項１に記載の橋梁構造物。

【請求項3】

前記耐偏荷重層は、前記床版の下面に沿う方向の引っ張り強度が前記盛土層よりも大きい請求項１に記載の橋梁構造物。

【請求項4】

前記耐偏荷重層は、無機繊維層又は金属層である請求項１に記載の橋梁構造物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、橋梁構造物に関するものである。

【背景技術】

【0002】

橋梁は、経年劣化により床版の補修が必要になることがある。例えば、中空部を有する中空床版であれば、中空部に充填材を充填することで補修することが提案されている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００４－８４４５９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、特許文献１の補修方法は、中空床版と異なる構造の床版に適用できないことから、床版の耐久性を向上するための別の方法が求められている。

【0005】

本発明は、従来の技術に係る前記問題に鑑み、これらを好適に解決するべく提案されたものであって、耐久性を向上した床版を備える橋梁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】

【0006】

本発明に係る橋梁構造物の第１態様は、
橋梁において路面が設けられる床版の下側に配置される耐偏荷重層と、
前記耐偏荷重層の下側に配置され、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層と、を備えることを要旨とする。

【0007】

本発明に係る橋梁構造物の第２態様は、前記第１態様において、
前記耐偏荷重層が、前記床版の下面に接合されていてもよい。

【0008】

本発明に係る橋梁構造物の第３態様は、前記第１態様又は前記第２態様において、
前記耐偏荷重層は、前記床版の下面に沿う方向の引っ張り強度が前記盛土層よりも大きくてもよい。

【0009】

本発明に係る橋梁構造物の第４態様は、前記第１態様、前記第２態様又は前記第３態様の何れか１つにおいて、
前記耐偏荷重層は、無機繊維層又は金属層であってもよい。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係る橋梁構造物によれば、床版の耐久性が向上している。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施例に係る橋梁構造物を示す説明図である。

【図2】実施例の橋梁構造物の要部を示す説明図である。

【図3】実施例の橋梁構造物の製造過程を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

次に、本発明に係る橋梁構造物につき、好適な実施例を挙げて、添付図面を参照して以下に説明する。なお、以下に説明する実施の形態及び図面は、本発明の実施形態の一部を例示するものであり、これらの構成に限定する目的に使用されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更することができる。

【実施例0013】

図１に示すように、実施例に係る橋梁構造物１０は、橋梁１２と、床版１８の下側に配置される耐偏荷重層２０と、耐偏荷重層２０の下側に配置される盛土層２２とを備えている。橋梁構造物１０の橋梁１２は、橋脚や橋台などの地盤に支持された構造体である下部工１４と、下部工１４に橋桁１６を介して支持された床版１８とを備えている。下部工１４や床版１８や橋桁１６は、例えばコンクリートによって形成されている。床版１８は、路面１８ａを備える。路面１８ａは、自動車等の車両が通る道路の一部である。なお、これに限らず、電車などの鉄道車両が路面１８ａ上を通る線路の一部であるように構成するなど、他の用途にも適用可能である。

【0014】

耐偏荷重層２０は、路面１８ａを通行する車両から局所的に加わる荷重（以下、偏荷重という。）に対応して、床版１８を補強する層である。偏荷重は、例えば車両の１つの車輪を通じて路面１８ａに加わる鉛直方向の荷重が挙げられ、「輪荷重」と呼ばれる場合もある。耐偏荷重層２０は、床版１８の下面に接合されていることが好ましく、床版１８と直接接合していることで耐偏荷重層２０による床版１８の補強効果を向上させることができる。なお、耐偏荷重層２０の全体が床版１８に接合していることが好ましいが、これに限らない。例えば、耐偏荷重層２０の一部を床版１８に接合すると共に耐偏荷重層２０の残部を床版１８から離して配置してもよく、床版１８と耐偏荷重層２０との間に配置した層（例えば橋桁１６）を介して耐偏荷重層２０で床版１８を補強するなどであってもよい。

【0015】

耐偏荷重層２０は、床版１８の下面全域に配置することが好ましい（図２(ａ)参照）。これに限定されず、耐偏荷重層２０が床版１８の下面の一部範囲だけに配置されていてもよい。また、耐偏荷重層２０は、床版１８の下面における梁１９などの凹凸形状に沿った凹凸で配置することが好ましい（図２(ｂ)参照）。更に、床版１８の下面に梁１９などの凹凸形状がある場合、床版１８の下面の凹部に耐偏荷重層２０を配置する構成であってもよく（図２(ｃ)参照）、床版１８の下面の梁１９（凸部）の間に架け渡して耐偏荷重層２０を配置する構成であってもよい（図２(ｄ)参照）。なお、床版１８だけでなく、床版１８及び橋桁１６を含めて、これらの下側に耐偏荷重層２０を配置してもよい。また、梁１９は、床版１８の一部に含まれる構造体であってもよく、梁１９と床版１８とが別の構造体であってもよい。

【0016】

耐偏荷重層２０は、床版１８の下面に沿う方向（以下、面方向という。）の引っ張り強度に優れていることが好ましい。ここで、耐偏荷重層２０は、面方向の引っ張り強度が盛土層２２よりも大きいとよい。このように、耐偏荷重層２０における面方向の引っ張り強度が、盛土層２２における面方向の引っ張り強度よりも大きいと、床版１８から加わる偏荷重を盛土層２２に適切に分散することができる。耐偏荷重層２０の厚さは、特に限定されないが、床版１８を補強可能な引っ張り強度を確保できる最小限の厚さに設定すると軽量化できるのでよい。

【0017】

耐偏荷重層２０は、例えば、炭素繊維、炭化ケイ素繊維、ビニロン、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、ウレタン繊維、オレフィン繊維、レーヨン繊維、ＰＢＯ（ポリ－ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）繊維、ガラス繊維、金属繊維などの単体あるいは複合した無機繊維（針状などの短繊維の無機フィラーも含む。）や、セルロースなどの有機繊維（針状などの短繊維の有機フィラーも含む。）や、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）やＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）などの無機繊維又は有機繊維と合成樹脂との複合物などが挙げられる。なお、無機繊維及び有機繊維としては、織布状又は不織布状の何れであってもよい。竹や綿などの有機物を耐偏荷重層２０に用いてもよい。また、耐偏荷重層２０としては、例えば、鋼、ステンレス、アルミニウムなどの金属や、ポリカーボネイト、塩化ビニルなどの樹脂、ＮＢＲ（ニトリルゴム）、ＣＲ（クロロプレンゴム）、ＥＰＴ（エチレン・プロピレンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブダジエンゴム）、ＦＲ（フッ素ゴム）、ＳＲ（シリコンゴム）、ウレタンゴムなどのゴムなどであってもよい。更に、耐偏荷重層２０としては、ウレタン系樹脂、シリコーン系樹脂などの合成樹脂であってもよい。耐偏荷重層２０は、１つの材料で構成することに限らず、２つ以上の材料を組み合わせて構成してもよい。特に耐偏荷重層２０が、無機繊維層であると、引っ張り強度に優れることから床版１８を適切に補強でき、また軽量であることから、橋梁１２の過剰な重量増加を抑えることができる。また、耐偏荷重層２０が、金属層であると、引っ張り強度に優れることから床版１８を適切に補強できる。

【0018】

耐偏荷重層２０の形態としては、例えば、シート状、網状、板状、塗膜状などが挙げられる。耐偏荷重層２０の床版１８に対する接合方法は、例えば、接着剤や自身の接着性による化学的接合や、ボルトやアンカーなどの機械的接合などが挙げられ、耐偏荷重層２０の構成材料や形態などに応じて適宜選択される。

【0019】

耐偏荷重層２０は、繰り返しかかる偏荷重に対する寿命が長いなどの耐久性が良いと好ましい。また、耐偏荷重層２０は、床版のひび割れ部等から染み出す水や油が接触する可能性があるので、耐水性や耐油性が良いと好ましい。

【0020】

盛土層２２は、土よりも比重が小さいものを用いるとよい。盛土層２２は、例えば、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成することができる。ポリウレタンフォームであれば、例えば、施工現場において発泡硬化させる現場発泡ポリウレタンフォームを用いることができる。エアモルタルは、原料土（砂質土）、セメント、水および気泡を混合、またはセメント、水および気泡を混合したものであり、気泡混合軽量盛土（ＦＣＢ）とも呼ばれる。この中でも現場発泡ポリウレタンフォームは、軽量性、施工性、下部工１４などへの接着性等の観点から好適である。なお、耐偏荷重層２０と盛土層２２とは接合していることが好ましい。例えば、盛土層２２として、ポリウレタンフォームを用いると、ポリウレタンフォーム自身の接着性によって盛土層２２と耐偏荷重層２０とを接合することができる。

【0021】

前述した橋梁構造物１０は、例えば以下のように製造することができる。床版１８上を車両が通行可能な橋である橋梁１２がある。橋梁１２において、下部工１４に支持された床版１８の下側にスペースがあいている。まず、床版１８の下側のスペースに盛土層２２を形成する（図３(ａ)参照）。例えば、盛土層２２としてポリウレタンフォームを用いるのであれば、現場でＡ液（ポリオール）とＢ液（イソシアネート）とを混合した混合液を吹き付けて発泡させることで、ポリウレタンフォームを形成する。この吹き付け作業を、下から順に繰り返して行うことで、床版１８の下側にポリウレタンフォームを充填していく。ポリウレタンフォームの上にのると床版１８に手が届く程度の高さまで充填した後に、ポリウレタンフォームにのって、床版１８の下側に耐偏荷重層２０を形成する作業を行う（図３(ｂ)参照）。耐偏荷重層２０を形成した後、耐偏荷重層２０の下側にポリウレタンフォームを充填することで、盛土層２２が形成される（図３(ｃ)参照）。このようにすることで、橋梁１２において路面１８ａが設けられる床版１８の下側に配置される耐偏荷重層２０と、耐偏荷重層２０の下側に配置された盛土層２２とを備える橋梁構造物１０が得られる。このように、橋梁構造物１０の製造方法は、橋梁１２において路面１８ａが設けられる床版１８の下側に耐偏荷重層２０を設ける工程と、耐偏荷重層２０の下側に重ねて、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルによって盛土層２２を設ける工程とを含んでいる。

【0022】

前述した製造方法では、既設の橋梁１２に対して耐偏荷重層２０及び盛土層２２を形成する場合を説明したが、橋梁１２の新設時に耐偏荷重層２０及び盛土層２２を形成してもよい。また、先に耐偏荷重層２０を形成して、盛土層２２を後から形成してもよい。

【0023】

本開示の橋梁構造物１０は、路面１８ａを通行する車両等により偏荷重が床版１８に局所的に加わると、床版１８の下側に配置された耐偏荷重層２０の張力によって床版１８が支えられる。そして、耐偏荷重層２０から盛土層２２に荷重を分散することができる。橋梁構造物１０とすることで、床版１８を新規にしたり、床版１８に補強材を取り付けたりするなどと比べて、車両の通行止めがないまたは通行止めしても期間が短く、床版１８の補強にかかる工期が短く、橋梁１２の改修にかかるコストを非常に低廉にできる。また、盛土層２２の形成に大型重機を必要としないので、大型車両の進入が難しい場所であっても、橋梁構造物１０を施工することができる。特に、盛土層２２が現場発泡ポリウレタンフォームであると、ポリウレタンフォーム特有の接着性により、下部工１４や耐偏荷重層２０に盛土層２２が接着することになる。これにより、路面１８ａから耐偏荷重層２０を介して盛土層２２に加わった荷重を、左右に立っている下部工１４,１４に分散させることができ、路面１８ａの荷重を盛土層２２および下部工１４で一体的に支持することで、盛土層２２の変形を抑えて床版１８を適切に支持することができる。

【0024】

前述した例では、耐偏荷重層２０を床版１８の下側だけに配置したが、耐偏荷重層２０を床版１８の上側に配置してもよい。この場合、路面１８ａを構成するアスファルト等の舗装と床版１８との間に、耐偏荷重層２０を配置すればよい。

【符号の説明】

【0025】

１２ 橋梁，１８ 床版，１８ａ 路面，２０ 耐偏荷重層，２２ 盛土層

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-08

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

橋梁において路面が設けられる床版の下側に配置され、少なくとも一部が前記床版に接合された耐偏荷重層と、
前記耐偏荷重層の下側に配置されると共に前記耐偏荷重層に接し、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層と、を備える
ことを特徴とする橋梁構造物。

【請求項2】

橋梁において路面が設けられる床版の下側に配置され、少なくとも一部が前記床版に接合された耐偏荷重層と、
前記耐偏荷重層の下側に配置されると共に前記耐偏荷重層に接し、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層と、を備え、
前記盛土層の下面が地盤に接し、
前記盛土層が前記地盤と前記耐偏荷重層との間に亘って配置される
ことを特徴とする橋梁構造物。

【請求項3】

橋梁において路面が設けられる床版の下側に配置され、少なくとも一部が前記床版に接合された第１の耐偏荷重層と、
前記床版の上側に配置され、少なくとも一部が前記床版に接合された第２の耐偏荷重層と、
前記第１の耐偏荷重層の下側に配置されると共に前記第１の耐偏荷重層に接し、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層と、を備える
ことを特徴とする橋梁構造物。

【請求項4】

前記耐偏荷重層は、無機繊維層又は金属層である請求項１～３の何れか一項に記載の橋梁構造物。

【手続補正書】

【提出日】2024-07-17

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【請求項1】

橋梁において路面が設けられる床版の下側に配置され、少なくとも一部が前記床版に接合された耐偏荷重層と、
前記耐偏荷重層の下側に配置されると共に前記耐偏荷重層に接し、ポリウレタンフォームまたはエアモルタルで構成された盛土層と、を備え、
前記盛土層の下面が地盤に接し、
前記盛土層が前記地盤と前記耐偏荷重層との間に亘って配置される
ことを特徴とする橋梁構造物。