特許 7129168 橋りょうの補強構造及び方法

(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】2022-08-24

(45)【発行日】2022-09-01

(54)【発明の名称】橋りょうの補強構造及び方法

(51)【国際特許分類】

   E01D 19/12 20060101AFI20220825BHJP

   E01D 1/00 20060101ALI20220825BHJP

【ＦＩ】

E01D19/12

E01D1/00 F

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018008576

(22)【出願日】2018-01-23

(65)【公開番号】P2019127711

(43)【公開日】2019-08-01

【審査請求日】2020-08-17

(73)【特許権者】

【識別番号】000173784

【氏名又は名称】公益財団法人鉄道総合技術研究所

(73)【特許権者】

【識別番号】000196587

【氏名又は名称】西日本旅客鉄道株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116207

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100089635

【氏名又は名称】清水 守

(74)【代理人】

【識別番号】100096426

【弁理士】

【氏名又は名称】川合 誠

(72)【発明者】

【氏名】小林 裕介

(72)【発明者】

【氏名】濱上 洋平

(72)【発明者】

【氏名】福本 守

(72)【発明者】

【氏名】木村 元哉

【審査官】高橋 雅明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－２６８７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１４９３９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１１０３９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－１０１２１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２９０９３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０１Ｄ １９／１２

Ｅ０１Ｄ １／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縦桁及び横桁を含む桁部材と、該桁部材の上面に取り付けられたバックルプレートとを有する橋りょうの補強構造であって、
前記桁部材によって周囲を画定された桁部材中央空間内に配設され、前記桁部材に取り付けられた補強支持部材を備え、
該補強支持部材は、前記桁部材中央空間の内側に位置し、平面視において井桁状となるように組み合わされている縦補強部材及び横補強部材を含み、
前記桁部材中央空間よりも小さく、平面視において前記バックルプレートと相似形である補強部材中央空間が前記補強支持部材によって前記桁部材中央空間内に画定され、前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分が前記バックルプレートを下方から支持することを特徴とする橋りょうの補強構造。

【請求項2】

前記バックルプレートは、前記縦桁及び横桁における前記桁部材中央空間の周囲を画定する部分に取り付けられ、前記縦補強部材は前記縦桁から離間して桁部材中央空間の内側に位置し、前記横補強部材は前記横桁から離間して桁部材中央空間の内側に位置する請求項１に記載の橋りょうの補強構造。

【請求項3】

前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分の上面と前記バックルプレートの下面との間に介在する緩衝材を更に備える請求項１又は２に記載の橋りょうの補強構造。

【請求項4】

前記緩衝材は、袋体及び該袋体の内部に充填された充填剤を含む請求項３に記載の橋りょうの補強構造。

【請求項5】

縦桁及び横桁を含む桁部材と、該桁部材の上面に取り付けられたバックルプレートとを有する橋りょうの補強方法であって、
平面視において井桁状となるように組み合わされている縦補強部材及び横補強部材を含み、前記桁部材によって周囲を画定された桁部材中央空間よりも小さく、平面視において前記バックルプレートと相似形である補強部材中央空間を画定する補強支持部材を、前記桁部材中央空間内に配設して前記桁部材に取り付け、
前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分によって前記バックルプレートを下方から支持することを特徴とする橋りょうの補強方法。

【請求項6】

前記補強支持部材を、下方から前記桁部材中央空間内に導入して前記桁部材に取り付ける請求項５に記載の橋りょうの補強方法。

【請求項7】

前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分の上面と前記バックルプレートの下面との間に、緩衝材を介在させる請求項５又は６に記載の橋りょうの補強方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、橋りょうの補強構造及び方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、鉄道橋のように鋼製の桁部材から構成された橋りょうにおいては、横桁及び縦桁の上面にバックルプレートと呼ばれる鋼板が取り付けられ、さらに、その上にバラストやまくらぎが配設されている。このような橋りょうでは、長期間に亘って荷重が加えられることにより、横桁及び縦桁への取付部分やその他の箇所において、バックルプレートにき裂や変形が発生することがある。

【0003】

そこで、バックルプレートの下面に補強鋼板及び支持部材を設置し、さらに、バックルプレートと補強鋼板との間にモルタルを充填する補強方法や、まくらぎを抱き込むような補強用の縦桁を桁部材の上面に設置する補強方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００３－２６８７１８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、前記従来の技術では、施工が困難であり、また、コストもかかり、大規模な工事が必要となるので、必ずしも全ての橋りょうに適用することができない。また、バックルプレートの下面に設けた補強鋼板や支持部材により、各部材のほか、き裂や変形の発生しやすい縦桁及び横桁への取付部分の状態について目視確認が容易ではなかった。

【0006】

ここでは、前記従来の技術の問題点を解決して、簡素な構成でありながら実用上十分強度を付与するように橋りょうを補強し、コストを低減することができるとともに、各部材や、き裂や変形の発生しやすい縦桁及び横桁への取付部分の目視確認を容易にすることができる橋りょうの補強構造及び方法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】

【0007】

そのために、橋りょうの補強構造においては、縦桁及び横桁を含む桁部材と、該桁部材の上面に取り付けられたバックルプレートとを有する橋りょうの補強構造であって、前記桁部材によって周囲を画定された桁部材中央空間内に配設され、前記桁部材に取り付けられた補強支持部材を備え、該補強支持部材は、前記桁部材中央空間の内側に位置し、平面視において井桁状となるように組み合わされている縦補強部材及び横補強部材を含み、前記桁部材中央空間よりも小さく、平面視において前記バックルプレートと相似形である補強部材中央空間が前記補強支持部材によって前記桁部材中央空間内に画定され、前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分が前記バックルプレートを下方から支持する。

【0008】

他の橋りょうの補強構造においては、さらに、前記バックルプレートは、前記縦桁及び横桁における前記桁部材中央空間の周囲を画定する部分に取り付けられ、前記縦補強部材は前記縦桁から離間して桁部材中央空間の内側に位置し、前記横補強部材は前記横桁から離間して桁部材中央空間の内側に位置する。

【0011】

更に他の橋りょうの補強構造においては、さらに、前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分の上面と前記バックルプレートの下面との間に介在する緩衝材を更に備える。

【0012】

更に他の橋りょうの補強構造においては、さらに、前記緩衝材は、袋体及び該袋体の内部に充填された充填剤を含む。

【0013】

橋りょうの補強方法においては、縦桁及び横桁を含む桁部材と、該桁部材の上面に取り付けられたバックルプレートとを有する橋りょうの補強方法であって、平面視において井桁状となるように組み合わされている縦補強部材及び横補強部材を含み、前記桁部材によって周囲を画定された桁部材中央空間よりも小さく、平面視において前記バックルプレートと相似形である補強部材中央空間を画定する補強支持部材を、前記桁部材中央空間内に配設して前記桁部材に取り付け、前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分によって前記バックルプレートを下方から支持する。

【0014】

他の橋りょうの補強方法においては、さらに、前記補強支持部材を、下方から前記桁部材中央空間内に導入して前記桁部材に取り付ける。

【0015】

他の橋りょうの補強方法においては、さらに、前記縦補強部材及び横補強部材における前記補強部材中央空間の周囲を画定する部分の上面と前記バックルプレートの下面との間に、緩衝材を介在させる。

【発明の効果】

【0016】

本開示によれば、簡素な構成でありながら実用上十分強度を付与するように橋りょうを補強することができるとともに、コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施の形態における橋りょうの概略構造を示す部分断面斜視図である。

【図2】本実施の形態における橋りょうの補強構造を示す横断面図である。

【図3】本実施の形態における橋りょうの補強構造の要部を示す三面図である。

【図4】本実施の形態における橋りょうの補強構造の要部を示す第１の斜視図である。

【図5】本実施の形態における橋りょうの補強構造の要部を示す第２の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

【0019】

図１は本実施の形態における橋りょうの概略構造を示す部分断面斜視図、図２は本実施の形態における橋りょうの補強構造を示す横断面図、図３は本実施の形態における橋りょうの補強構造の要部を示す三面図、図４は本実施の形態における橋りょうの補強構造の要部を示す第１の斜視図、図５は本実施の形態における橋りょうの補強構造の要部を示す第２の斜視図である。なお、図３において、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は側面図である。

【0020】

図１において、１は、本実施の形態における橋りょうであって、鋼製の長尺部材である主桁１１、横桁１２及び縦桁１３を備える。橋りょう１は、鉄道用のものであっても、道路用のものであっても、いかなる用途のものであってもよいが、ここでは、説明の都合上、鉄道用のものであるとして説明する。そして、横桁１２及び縦桁１３の上面には、鋼板から成るバックルプレート１５が取り付けられ、その上に砕石等のバラストから成るバラスト道床３１が形成され、該バラスト道床３１の上に複数のまくらぎ３２が並べて配設され、該まくらぎ３２の上に２本のレール３３が敷設されているものとする。また、主桁１１はレール３３の延在する方向と平行に延在し、横桁１２は主桁１１に対して直交する方向に延在し、縦桁１３は主桁１１と平行に延在するものとする。

【0021】

なお、本実施の形態において、橋りょう１の各部及びその他の部材の構成及び動作を説明するために使用される上、下、左、右、前、後等の方向を示す表現は、絶対的なものでなく相対的なものであり、橋りょう１の各部及びその他の部材が図に示される姿勢である場合に適切であるが、その姿勢が変化した場合には姿勢の変化に応じて変更して解釈されるべきものである。

【0022】

図３～５に示されるように、橋りょう１は横支材１４を備えていてもよい。該横支材１４は、横桁１２と平行に延在する鋼製の長尺部材であって、横桁１２のスパン（隣接する横桁１２同士の間隔）が広い箇所に適宜配設される。すなわち、横支材１４は、横桁１２の補助部材又は一種の横桁１２として機能する。なお、横支材１４は、必ずしも、必要な部材ではなく、省略することもできる。

【0023】

本実施の形態において、横桁１２、縦桁１３及び横支材１４の上面は概略面一となっていて、平面視における形状が略矩形のバックルプレート１５の四辺は、桁部材中央空間１７の周囲を画定する横桁１２、縦桁１３又は横支材１４の上面に、溶接、ボルト、リベット等の固定手段によって取り付けられている。つまり、前記横桁１２、縦桁１３及び横支材１４は、バックルプレート１５の四辺を支持する桁部材として機能する。そして、バックルプレート１５は、前記桁部材によって周囲４辺を画定された平面視における矩形格子の矩形の桁部材中央空間１７の上面を塞ぐ板部材として機能する。なお、バックルプレート１５の中央には、該バックルプレート１５を板厚方向に貫通する排水口１５ａが形成されている。

【0024】

図２において右側に示されるバックルプレート１５は、何も補強がなされていないので、前記「背景技術」の項でも説明したように、長期間に亘って荷重が加えられることにより、横桁１２、縦桁１３又は横支材１４への取付部分等に、き裂や変形が発生することがある。そこで、本実施の形態においては、図２において左側に示されるバックルプレート１５のように、桁部材中央空間１７に形成された補強構造によって補強されている。

【0025】

該補強構造においては、図３～５に示されるように、前記桁部材に取り付けられた補強支持部材２０が、桁部材中央空間１７内において、バックルプレート１５を下方から支えるようになっている。具体的には、補強支持部材２０は、柱状の鋼材である縦補強部材２２と横補強部材２１とを含み、一対の縦補強部材２２及び一対の横補強部材２１が、平面視において井桁状となるように組み合わされている。なお、図においては、縦補強部材２２及び横補強部材２１が鋼材の一種であるＨ形鋼である例が示されているが、鋼材は、必ずしも、Ｈ形鋼である必要はなく、例えば、Ｉ形鋼、溝形鋼、山形鋼、Ｔ形鋼等であってもよい。

【0026】

横補強部材２１の長さは、縦補強部材２２の長さよりも長く、縦桁１３のスパン（隣接する縦桁１３同士の間隔）と同等である。そして、図３に示されるように、縦桁１３と平行に延在するように配設された一対の縦補強部材２２の両端は、横桁１２と平行に延在する一対の横補強部材２１の各々の側面に、ブラケット等の補助部材を介して、溶接、ボルト、リベット等の固定手段によって取り付けられる。これにより、平面視において井桁状の補強支持部材２０を得ることができる。なお、該補強支持部材２０において、縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面は概略面一であり、一対の縦補強部材２２及び一対の横補強部材２１によって周囲を画定された補強部材中央空間２０ａは、桁部材中央空間１７と相似形の平面視における矩形の空間である。そして、横桁１２と平行に延在する一対の横補強部材２１の両端は、縦桁１３の側面に、ブラケット等の補助部材を介して、溶接、ボルト、リベット等の固定手段によって取り付けられる。

【0027】

この状態において、横補強部材２１は、横桁１２から離間して、桁部材中央空間１７の内側に位置し、縦補強部材２２は、縦桁１３から離間して、桁部材中央空間１７の内側に位置する。そして、桁部材中央空間１７より小さな補強部材中央空間２０ａの平面視における中心の位置は、桁部材中央空間１７の中心及び排水口１５ａの位置と同等である。

【0028】

前記補強支持部材２０は、橋りょう１の下方から桁部材中央空間１７内に導入して、バックルプレート１５の四辺を支持する桁部材に取り付けられる。この場合、縦補強部材２２と横補強部材２１とがあらかじめ井桁状となるように組み合わされた補強支持部材２０を桁部材中央空間１７内に導入した後、一対の横補強部材２１の両端を縦桁１３の側面に取り付けることもできるし、一対の横補強部材２１を桁部材中央空間１７内に導入してその両端を縦桁１３の側面に取り付けた後、一対の縦補強部材２２の両端を横補強部材２１の側面に取り付けて、井桁状となるように組み合わせることもできる。したがって、バックルプレート１５を取り外したり、該バックルプレート１５上のバラスト道床３１、まくらぎ３２、レール３３等を取り除いたりすることなく、補強支持部材２０を桁部材に取り付けることができるので、橋りょう１を通過する車両の運行を停止させる必要がない。

【0029】

また、補強支持部材２０が桁部材に取り付けられた状態において、補強支持部材２０における補強部材中央空間２０ａの周囲を画定する部分の上面、すなわち、縦補強部材２２及び横補強部材２１における補強部材中央空間２０ａの周囲を画定する部分の上面は、図３に示されるように、バックルプレート１５の下面よりも下方に位置する。そして、前記縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面とバックルプレート１５の下面との間には、緩衝材２５が介在する。該緩衝材２５は、いかなる種類の部材であってもよいが、ここでは、図４に示されるように、不織布等から成る細長い袋体の内部に、ＣＡモルタル（セメントアスファルトモルタル）等の充填剤を充填した部材であるものとして説明する。前記緩衝材２５は、各縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面上にそれぞれ１つずつ載置された状態で、バックルプレート１５の下面に当接する。また、緩衝材２５は柔軟性を有するので、その上面はバックルプレート１５の下面の形状に対応した形状となる。なお、図５には、緩衝材２５を除去した状態の補強支持部材２０が示されている。

【0030】

緩衝材２５は、縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面に細長い袋体を載置した後、該袋体の内部に充填剤を充填することによって、図４に示されるような形状となり、縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面とバックルプレート１５の下面との間に介在した状態となる。これにより、縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面とバックルプレート１５の下面との間隔が一定でなく、ばらつきがあっても、バックルプレート１５は、緩衝材２５を介して、縦補強部材２２及び横補強部材２１によって確実に支持される。したがって、補強支持部材２０を桁部材に取り付ける際に、上下方向に関する取付位置に誤差が含まれていても、緩衝材２５を介在させることにより、バックルプレート１５を確実に支持して補強することができる。

【0031】

このように、本実施の形態において、縦桁１３及び横桁１２を含む桁部材と、桁部材の上面に取り付けられたバックルプレート１５とを有する橋りょう１の補強構造は、桁部材によって周囲を画定された桁部材中央空間１７内に配設され、桁部材に取り付けられた補強支持部材２０を備え、補強支持部材２０は、桁部材中央空間１７の内側に位置する縦補強部材２２及び横補強部材２１を含み、桁部材中央空間１７よりも小さな補強部材中央空間２０ａが補強支持部材２０によって桁部材中央空間１７内に画定され、縦補強部材２２及び横補強部材２１における補強部材中央空間２０ａの周囲を画定する部分がバックルプレート１５を下方から支持する。

【0032】

また、本実施の形態において、縦桁１３及び横桁１２を含む桁部材と、桁部材の上面に取り付けられたバックルプレート１５とを有する橋りょう１の補強方法は、縦補強部材２２及び横補強部材２１を含み、桁部材によって周囲を画定された桁部材中央空間１７よりも小さな補強部材中央空間２０ａを画定する補強支持部材２０を、桁部材中央空間１７内に配設して桁部材に取り付け、縦補強部材２２及び横補強部材２１における補強部材中央空間２０ａの周囲を画定する部分によってバックルプレート１５を下方から支持する。

【0033】

これにより、施工が容易で、構成が簡素でありながら実用上十分強度を付与するように橋りょう１を補強することができるとともに、コストを低減することができる。また、橋りょう１を補強した後も、バックルプレート１５等の各部材の状態を下方から目視によって容易に確認することができる。

【0034】

また、補強支持部材２０を、下方から桁部材中央空間１７内に導入して桁部材に取り付ける。したがって、橋りょう１を通過する車両の運行を停止させることなく補強を施工することができるので、施工性が向上する。

【0035】

さらに、バックルプレート１５は、縦桁１３及び横桁１２における桁部材中央空間１７の周囲を画定する部分に取り付けられ、縦補強部材２２は縦桁１３から離間して桁部材中央空間１７の内側に位置し、横補強部材２１は横桁１２から離間して桁部材中央空間１７の内側に位置する。したがって、バックルプレート１５において、き裂や変形が発生しやすい部分である縦桁１３及び横桁１２への取付部分の状態を、下方から目視によって容易に確認することができる。

【0036】

さらに、補強部材中央空間２０ａは、平面視においてバックルプレート１５と相似形である。したがって、バックルプレート１５全体を均等に支持することができる。

【0037】

さらに、縦補強部材２２及び横補強部材２１における補強部材中央空間２０ａの周囲を画定する部分の上面とバックルプレート１５の下面との間に緩衝材２５が介在する。これにより、縦補強部材２２及び横補強部材２１の上面とバックルプレート１５の下面との間隔が一定でなく、ばらつきがあっても、バックルプレート１５は、緩衝材２５を介して、縦補強部材２２及び横補強部材２１によって確実に支持されるので、補強支持部材２０を桁部材に取り付ける施工を容易に行うことができる。

【0038】

なお、本明細書の開示は、好適で例示的な実施の形態に関する特徴を述べたものである。ここに添付された特許請求の範囲内及びその趣旨内における種々の他の実施の形態、修正及び変形は、当業者であれば、本明細書の開示を総覧することにより、当然に考え付くことである。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本開示は、橋りょうの補強構造及び方法に適用することができる。

【符号の説明】

【0040】

１ 橋りょう
１２ 横桁
１３ 縦桁
１５ バックルプレート
１７ 桁部材中央空間
２０ 補強支持部材
２０ａ 補強部材中央空間
２１ 横補強部材
２２ 縦補強部材
２５ 緩衝材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】