特許 7124794 橋梁架け替え工法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-08-16

(45)【発行日】2022-08-24

(54)【発明の名称】橋梁架け替え工法

(51)【国際特許分類】

   E01D 21/00 20060101AFI20220817BHJP

   E01D 24/00 20060101ALI20220817BHJP

【ＦＩ】

E01D21/00 B

E01D24/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019113059

(22)【出願日】2019-06-18

(65)【公開番号】P2020204209

(43)【公開日】2020-12-24

【審査請求日】2021-09-09

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 説明場所 ：ＪＦＥ・ＭＭＢ・川田・宮地・ピーエス三菱 特定建設工事共同企業体工事事務所（大阪府池田市石橋２－１３－３０ ニュースパークナカムラビル４Ｆ） 説 明 日：２０１９年５月２８日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004123

【氏名又は名称】ＪＦＥエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002963

【氏名又は名称】特許業務法人ＭＴＳ国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100080458

【弁理士】

【氏名又は名称】高矢 諭

(74)【代理人】

【識別番号】100144299

【弁理士】

【氏名又は名称】藤田 崇

(72)【発明者】

【氏名】葛西 敏

(72)【発明者】

【氏名】中村 信也

(72)【発明者】

【氏名】伊佐 和人

【審査官】坪内 優佳

(56)【参考文献】

【文献】特開平１１－１９０００８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３２２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０５９３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２４１０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０３４９１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｄ １／００ー２４／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

橋梁の既設上部工を新設上部工に架け替える橋梁架け替え工法であって、
新設桁本体部および新設床版本体部を有してなる新設上部工本体部を、前記既設上部工の下方近傍であって、架け替え対象の前記既設上部工を解体撤去する作業時の足場として前記新設上部工本体部を利用するのに必要な第１高さまでジャッキアップする第１ジャッキアップ工程と、
前記第１ジャッキアップ工程でジャッキアップした前記新設上部工本体部を足場として利用して、架け替え対象の前記既設上部工を解体撤去する既設上部工解体撤去工程と、
前記既設上部工解体撤去工程で前記既設上部工を解体撤去した後、前記既設上部工解体撤去工程で足場として利用した前記新設上部工本体部を、前記第１高さよりも高い供用時の高さ位置までさらにジャッキアップする第２ジャッキアップ工程と、
前記第２ジャッキアップ工程で供用時の高さ位置までジャッキアップした前記新設上部工本体部の前記新設桁本体部の橋軸方向両端部に、下部工と連結する端部桁をそれぞれ連結する端部桁連結工程と、
を有することを特徴とする橋梁架け替え工法。

【請求項2】

前記第１ジャッキアップ工程後、前記新設上部工本体部の前記新設桁本体部の上面と前記既設上部工の既設桁の下面との間に、橋軸方向に所定間隔を以て複数のサンドルを配置し、前記既設上部工を橋軸直角方向に前記サンドルの上方位置で切断する工程を、前記既設上部工解体撤去工程は含むことを特徴とする請求項１に記載の橋梁架け替え工法。

【請求項3】

前記新設上部工は、前記既設上部工の下方で作製されることを特徴とする請求項１又は２に記載の橋梁架け替え工法。

【請求項4】

前記橋梁は鋼橋であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の橋梁架け替え工法。

【請求項5】

前記新設床版本体部は、鋼床版であることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の橋梁架け替え工法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、橋梁の既設上部工を新設上部工に架け替える工法に関し、詳細には、新設上部工を足場として使用する工法に関する。

【背景技術】

【0002】

供用下の道路橋を架け替える場合においては、仮設設備として設けられる足場（以下、仮設足場と記す。）を通行止め後に設置し、既設床版撤去、仮設足場撤去、既設桁撤去、新設桁架設、仮設足場設置、新設床版設置、仮設足場撤去という流れで工事を進めることが一般的である。このため、従来の一般的な架け替え工法においては、既設上部工の撤去の際に仮設足場の設置と撤去を行い、新設上部工の架設の際に、再度、仮設足場の設置と撤去というように、既設上部工撤去用の仮設足場の設置と撤去作業が、道路橋の架け替え工事の施工期間、および車両が通行できない時間が長くなる原因の１つになっている。

【0003】

これに対して、特許文献１では、旧橋を撤去し新橋を架設する橋梁の撤去・架設工法において、旧橋上および旧橋付近に荷卸しされた新橋構成部材を全体またはブロック毎にクレーンまたは台車等にて架設位置に移動して仮設し、新橋にて旧橋を支持した上で旧橋をブロック毎に切断して搬出した後、新橋を架設位置に降下させて架設することにより、工期の短縮が可能となる技術が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００１－２４１０１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載の技術においても、足場等を構成する仮設材の添接が、架け替え対象の径間のほぼ全領域にわたって必要であり、工期の短縮が十分であるとは言えない。

【0006】

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、橋梁を架け替える際の仮設足場を設ける領域および期間を削減して、橋梁架け替えに要する施工期間を従来よりも短縮させた橋梁架け替え工法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下の橋梁架け替え工法により、前記課題を解決したものである。

【0008】

即ち、本発明に係る橋梁架け替え工法は、橋梁の既設上部工を新設上部工に架け替える橋梁架け替え工法であって、新設桁本体部および新設床版本体部を有してなる新設上部工本体部を、前記既設上部工の下方の第１位置にジャッキアップする第１ジャッキアップ工程と、前記第１ジャッキアップ工程でジャッキアップした前記新設上部工本体部を足場として利用して、架け替え対象の前記既設上部工を解体撤去する既設上部工解体撤去工程と、前記既設上部工解体撤去工程で前記既設上部工を解体撤去した後、前記既設上部工解体撤去工程で足場として利用した前記新設上部工本体部を、前記第１位置よりも高い供用時の高さ位置までさらにジャッキアップする第２ジャッキアップ工程と、前記第２ジャッキアップ工程で供用時の高さ位置までジャッキアップした前記新設上部工本体部の前記新設桁本体部の橋軸方向両端部に、下部工と連結する端部桁をそれぞれ連結する端部桁連結工程と、を有することを特徴とする橋梁架け替え工法である。

【0009】

ここで、本願において、新設桁および新設床版ならびに新設上部工の「本体部」とは、上方から見て下部工と重ならない部位であって、かつ、当該部位の橋軸方向両端部が下部工の近傍に位置する部位のことであり、当該部位は架け替え対象の径間の大部分の領域を占める部位である。

【0010】

また、本願において、「下部工と連結」とは、少なくとも鉛直方向下向きの荷重が下部工に伝達可能な状態であることを意味する。

【0011】

前記新設上部工は、前記既設上部工の下方で作製してもよい。

【0012】

前記橋梁は鋼橋であってもよい。

【0013】

前記新設床版本体部は、鋼床版であってもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係る橋梁架け替え工法によれば、橋梁を架け替える際の仮設足場を設ける領域および期間を削減して、橋梁架け替えに要する施工期間を従来よりも短縮させた橋梁架け替え工法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図2】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図3】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図4】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図5】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図6】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図7】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図8】本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の一工程を模式的に示す側面図

【図9】扛上設備１６の高さを高くしていく一工程を模式的に示す側面図

【図10】扛上設備１６の高さを高くしていく一工程を模式的に示す側面図

【図11】扛上設備１６の高さを高くしていく一工程を模式的に示す側面図

【図12】扛上設備１６の高さを高くしていく一工程を模式的に示す側面図

【図13】扛上設備１６の高さを高くしていく一工程を模式的に示す側面図

【図14】従来の工法において既設桁８２を解体撤去する際の既設桁８２の支持状況を模式的に示す側面図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法について詳細に説明する。

【0017】

図１～図８は本発明の実施形態に係る橋梁架け替え工法の各工程を模式的に示す側面図（架け替え対象径間を側方（橋軸直角方向）から見た側面図）である。

【0018】

図１～図８を参照しつつ、本実施形態に係る橋梁架け替え工法の各工程（ステップＳ１～Ｓ８）について説明する。

【0019】

なお、以下の説明では、下部工８６、８８の間に架設されている架け替え対象の既設上部工８０を、新設上部工１０で架け替えるものとして説明する。また、架け替え対象の橋梁は鋼橋であり、既設桁８２は鋼桁であるものとし、また、新設桁１２も鋼桁であるものとして説明する。ただし、本発明の適用対象の橋梁が鋼橋に限定されるわけではない。

【0020】

下部工８６、８８については、橋脚であっても橋台であってもよく、本実施形態に係る橋梁架け替え工法は、下部工の種類によらず、適用することができる。

【0021】

＜ステップＳ１＞
架け替え対象の既設上部工８０の下方の地面上に鋼板（図示せず）を敷き、その鋼板の上に橋軸方向に適当な間隔でサンドル５０を配置する。そして、サンドル５０の上に新設鋼桁部材を載置し、長手方向に隣り合う新設鋼桁部材同士を、図示せぬ添接鋼板および高力ボルト等を用いて連結して、新設桁本体部１２Ａを組み立てる。

【0022】

新設桁本体部１２Ａを組み立てた後、新設桁本体部１２Ａに新設床版本体部１４Ａを設置して、新設上部工本体部１０Ａを完成させる。設置する新設床版本体部１４Ａとして用いることができる床版の種類は特には限定されず、鋼床版、ＲＣ床版、ＰＣ床版、合成床版等を新設床版本体部１４Ａとして用いることができるが、他の形式の床版と比べて軽量で、かつ、新設桁本体部１２Ａへの設置作業も迅速に行うことができる観点から、新設床版本体部１４Ａの床版として鋼床版を用いることが好ましい。なお、いずれの床版を用いる場合も、舗装を行う時期は、供用時の高さまでジャッキアップさせた後であり、供用時の高さまでジャッキアップさせる前は、舗装を行うことは不要である。

【0023】

また、新設桁本体部１２Ａは、架け替え対象の既設上部工８０の下方の地面上で組み立てなくてもよく、例えば工場等で組み立てて、大型トレーラー等により、架け替え対象の既設上部工８０の下方に搬入してもよい。

【0024】

＜ステップＳ２＞
新設桁本体部１２Ａの両端部の下方に扛上設備１６を配置する。扛上設備１６は、伸縮部である油圧ジャッキ１６Ａと、サンドル１６Ｂとからなる。なお、油圧ジャッキ１６Ａに替えて、扛上設備１６の伸縮部にねじ式ジャッキを用いることも可能である。

【0025】

＜ステップＳ３＞
扛上設備１６の高さを高くして、新設上部工本体部１０Ａを既設上部工８０の解体撤去作業時の足場として必要な高さまで持ち上げる。ただし、用いる油圧ジャッキ１６Ａのストロークは必ずしも大きくなくてもよく、油圧ジャッキ１６Ａの伸縮ロッド１６Ａ１（図１０参照）を伸縮させながらサンドル１６Ｂを積み上げていくことで、扛上設備１６の高さを高くしていくことができる。

【0026】

図９～図１３を用いて、扛上設備１６の高さを高くしていくプロセスを説明する。

【0027】

図９は、新設桁本体部１２Ａの端部下方に油圧ジャッキ１６Ａとサンドル１６Ｂを配置した状態を示している。この状態から、油圧ジャッキ１６Ａの伸縮ロッド１６Ａ１を伸ばし、図１０に示すように、サンドル１６Ｂの上方に空間を作る。そして、サンドル１６Ｂの上方に作った空間に、図１１に示すように、新たにサンドル１６Ｂ１を挿入して、サンドル１６Ｂ全体の高さを高くする。次に、図１２に示すように、油圧ジャッキ１６Ａの伸縮ロッド１６Ａ１を一旦収縮させ、高さが高くなったサンドル１６Ｂに荷重を移し替えるとともに、油圧ジャッキ１６Ａの上方に空間を作る。そして、油圧ジャッキ１６Ａを持ち上げて、図１３に示すように、油圧ジャッキ１６Ａの下方にサンドル１６Ｂ２を挿入して、油圧ジャッキ１６Ａの位置を高くする。図９～図１３の作業を繰り返すことで、扛上設備１６の高さを高くしていくことができるので、用いる油圧ジャッキ１６Ａのストロークは必ずしも大きくなくてもよい。

【0028】

もちろん、油圧ジャッキ１６Ａの１ストローク分の長さで、新設上部工本体部１０Ａを必要な高さまで（既設上部工８０の下方近傍まで）持ち上げることができるのであれば、図９～図１３の作業を行うことは不要である。

【0029】

また、図１３の段階で、油圧ジャッキ１６Ａの下方にサンドル１６Ｂ２を挿入する代わりに、２台目の油圧ジャッキを挿入して、油圧ジャッキを２段に積み重ねて使用するようにしてもよい。

【0030】

＜ステップＳ４＞
ステップＳ３で新設上部工本体部１０Ａを既設上部工８０の解体撤去作業時の足場として必要な高さ（既設上部工８０の下方近傍の高さ）まで持ち上げた後、図４に示すように、既設上部工８０の既設桁８２の下面と、新設上部工本体部１０Ａの新設桁本体部１２Ａの上面との間に、橋軸方向に適宜の間隔でサンドル１８を配置し、サンドル１８を介して既設上部工８０の荷重が新設上部工本体部１０Ａに伝達されるようにして、既設上部工８０をサンドル１８を介して新設上部工本体部１０Ａで支持する。

【0031】

＜ステップＳ５＞
ステップＳ４で既設上部工８０をサンドル１８を介して新設上部工本体部１０Ａで支持してから、既設上部工８０の既設床版８４を撤去し、既設床版８４を撤去した後、既設桁８２を撤去する。既設上部工８０（既設桁８２および既設床版８４）の撤去を行った後の状態を図５に示す。

【0032】

既設上部工８０を撤去する方法は、従来から一般的に用いられている方法を用いることができる。具体的には例えば、既設床版８４については、ウォールソー等を用いて縦横に適宜の大きさに切断してクレーンで吊り上げて撤去すればよく、既設桁８２については、高力ボルト接合を行っている高力ボルトを取り外すか、あるいはガス切断やワイヤーソー、ウォールソー等で適宜の長さに切断して、クレーンで吊り上げて撤去する。

【0033】

ここで、本実施形態に係る橋梁架け替え工法においては、新設上部工本体部１０Ａを足場として利用するため、既設上部工８０の撤去のための仮設足場を設けることが不要であり、このため、施工期間および車両通行止めの期間を短くすることができる。

【0034】

既設桁８２を橋軸直角方向に切断する際には、切断した既設桁８２の部位が落下しないように、切断位置がサンドル１８の上方にくるような位置で切断する。サンドル１８は、新設上部工本体部１０Ａの新設桁本体部１２Ａの上面に配置するので、サンドル１８の配置位置を変えることは容易であり、本実施形態に係る橋梁架け替え工法おいては、既設桁８２を橋軸直角方向に切断する際の切断位置を現場の状況に応じて変更することも容易である。一方、従来の工法では、図１４に示すように、既設桁８２を橋軸直角方向に切断する際の切断位置の下方にベント９０が位置するように、ベント９０を設ける必要があり、切断位置を変更する場合には、ベント９０の位置を移動させるか、ベント９０を新たに設ける必要があり、大きな労力を要していた。

【0035】

また、本実施形態に係る橋梁架け替え工法においては、図４に示すように、既設桁８２を多数の箇所について容易にサンドル１８で支持することができるので、既設桁８２の切断位置を多数設けることも容易である。したがって、作業員を多数投入して、複数個所で既設桁８２の切断作業を同時並行で行って、既設桁８２の撤去に要する時間を短くすることもでき、架け替え工事の施工期間および車両通行止めの期間をより短くすることもできる。

【0036】

また、本実施形態に係る橋梁架け替え工法においては、新設上部工本体部１０Ａを足場に用いているため、足場が非常に丈夫であり、足場上での作業の安全性を向上させることができ、また、万一、既設上部工８０の部材の一部が落下するようなことがあっても受け止めることができ、この点からも安全性が高い。

【0037】

＜ステップＳ６＞
ステップＳ５で既設上部工８０（既設桁８２および既設床版８４）の撤去を行った後、図６に示すように、扛上設備１６で新設上部工本体部１０Ａ（新設桁本体部１２Ａおよび新設床版本体部１４Ａ）を供用時の高さ位置まで上昇させる。

【0038】

＜ステップＳ７＞
新設上部工本体部１０Ａの新設桁本体部１２Ａを下部工８６、８８と連結させるための端部桁１２Ｂを、下部工８６、８８上の所定の位置にそれぞれ配置して、新設上部工本体部１０Ａの新設桁本体部１２Ａの橋軸方向両端部それぞれに端部桁１２Ｂを連結する。新設桁本体部１２Ａおよび端部桁１２Ｂはどちらも鋼桁であり、添接鋼板および高力ボルトを用いた高力ボルト摩擦接合で連結し、新設桁１２を完成させ、その後、端部桁１２Ｂに取り付ける端部床版１４Ｂを設置して、新設床版１４を完成させて、新設上部工１０を完成させる。

【0039】

ここで、本実施形態に係る橋梁架け替え工法においては、すでにステップＳ１の段階で新設上部工本体部１０Ａが完成しているため、新設上部工本体部１０Ａを組み立てるための仮設足場の設置は不要である。したがって、必要な仮設足場は、端部桁１２Ｂと新設桁本体部１２Ａとの連結作業および端部床版１４Ｂの設置作業のための仮設足場だけであり、扛上設備１６および下部工８６、８８近傍の極めて限定的な範囲に設けるだけでよい。また、この仮設足場の設置においては、扛上設備１６のサンドル１６Ｂを活用することができ、仮設足場を容易に設置することもできる。

【0040】

なお、端部桁１２Ｂを、下部工８６、８８上の所定の位置にそれぞれ配置する際にはクレーンを用いるが、通常の橋梁の場合、端部桁１２Ｂの長さは３ｍ程度と短いことが想定されるので、吊り上げ能力が５０～８０トン程度のクレーン（特別な許可なく公道を走行可能なクレーン）を用いることができ、また、クレーンによる設置作業も容易である。

【0041】

＜ステップＳ８＞
新設上部工１０を完成させた後、新設上部工１０の上面に舗装等を設けるとともに、扛上設備１６を撤去して、既設上部工８０の新設上部工１０への架け替えが完了する。架け替えが完了した状態を図８に示す。

【符号の説明】

【0042】

１０…新設上部工
１０Ａ…新設上部工本体部
１２…新設桁
１２Ａ…新設桁本体部
１２Ｂ…端部桁
１４…新設床版
１４Ａ…新設床版本体部
１４Ｂ…端部床版
１６…扛上設備
１６Ａ…油圧ジャッキ
１６Ａ１…伸縮ロッド
１６Ｂ、１６Ｂ１、１６Ｂ２、１８、５０…サンドル
８０…既設上部工
８２…既設桁
８４…既設床版
８６、８８…下部工
９０…ベント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】