JP4259977B2

JP4259977B2 - 立体高架橋構造及びその施工方法

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Publication number: JP4259977B2
Application number: JP2003357317A
Authority: JP
Inventors: 均浅野; 弘明朝倉; 裕介海野; 敬一渡辺
Original assignee: Toda Corp
Current assignee: Toda Corp
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: JP2005120719A

Description

本発明は、立体高架橋構造及びその施工方法に関し、特に、プレキャストコンクリート部材を用いた立体高架橋構造及びその施工方法に関する。

一般に、連続立体高架橋は、経済性などの理由から柱、梁、床版より構成される標準化された３または４径間の立体ラーメン構造を場所打ちコンクリートにより構築している。

しかし、近年では、景観配慮の面から曲線的な形状特性を採用する場合が増え、施工の煩雑さや工費の増大を招く要因となっている。

その解決策の１つとして、特許文献１に示すようなプレハブ化が提案されている。
特開平１１−１３０１５号公報

しかし、前述の特許文献１に示すような提案では、プレキャストコンクリート製のものは地中梁と柱部材のみで、桁部材と跳ね出し部床板はハーフプレキャスト製となっており、後打ちコンクリートにより上半床を形成しなければならず、大幅な施工の省力化や工期短縮は期待できない。

また、柱部材上に桁部材を橋架した場合に、柱部材が倒れないように柱部材の根元における固定を確実にしなければならず、しかも、柱部材と桁部材との接合は後打ちコンクリートで行うため、施工手間となる。

さらに、柱部材の根元の固定を確実にしてしまうと、桁部材と柱部材の接合位置誤差調整が困難となり、桁部材のプレキャストコンクリート化を妨げる一因ともなっている。

本発明の目的は、橋脚を仮固定した状態で、上部施工ができ、継手も簡略化でき、梁の接合位置誤差矯正も容易にできて、施工の省力化、工期短縮を可能にした立体高架橋構造及びその施工方法を提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明の立体高架橋構造は、地盤または基礎上に立設された橋脚と、前記橋脚上に橋軸方向に架設支持される縦梁と、前記縦梁に前記橋軸と交差方向に架設される横梁と、前記横梁上に構築されるスラブとを有する立体高架橋構造において、
少なくとも前記橋脚及び前記縦梁は、プレキャストコンクリート製とされ、
前記縦梁は、前記橋脚への取付部と、前記取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有する半割アーチ梁とされていることを特徴とする。

本発明によれば、少なくとも橋脚及び縦梁をプレキャストコンクリート製とし、縦梁は、橋脚への取付部と、取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有する半割アーチ梁とすることで、縦梁を橋脚上に組み付けた状態で、縦梁が橋脚に対して倒れる方向への荷重をかけることがなく、橋脚はバランスよく自立できる状態となるため、橋脚の根元の取り付けを簡略にした仮固定状態で上部の施工を行うことができ、しかも、縦梁同士の連結は、曲げ荷重が比較的小さくなるアーチ頂部位置で連結するため、継手を簡略化することができ、しかも、縦梁同士の接合位置誤差は、橋脚の根元が仮固定状態であるため、容易に調整を行うことができ、施工の簡略化、工期短縮を可能にすることができる。

本発明においては、前記橋脚は、橋軸方向で幅狭、橋軸と交差方向で幅広に形成されたものとすることができる。

このような構成とすることにより、橋脚間の空間を広げ、高架橋直下の空間を駐車場等に活用する場合、薄壁構造となるため従来の柱構造に比べ利用効率を向上させることができる。

また、橋脚は橋軸と交差方向で幅広に形成されているため、橋軸と直交方向の耐荷重性能を向上させることができる。

本発明の立体高架橋構造の施工方法は、プレキャストコンクリート製の橋脚を地盤または基礎上に設置して仮固定する工程と、
前記橋脚への取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁の前記取付部を前記橋脚上に設置して橋脚と連結し、隣接する半割アーチ梁の端部同士を連結して前記橋脚上に橋軸方向に縦梁を架設支持する工程と、
前記縦梁に前記橋軸と交差方向に横梁を架設し、前記横梁上にスラブを構築する工程と、
前記スラブを構築後、地盤を掘削してコンクリートを打設して地中梁を構築し、前記橋脚を固定する工程と、
を含むことを特徴とする。

本発明によれば、プレキャストコンクリート製の橋脚を地盤または基礎上に設置して仮固定した後、橋脚への取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁の取付部を橋脚上に設置して橋脚と連結することで、橋脚を仮固定した状態でも、半割アーチ梁が橋脚に倒れる方向の荷重をかけることがなく、橋脚はバランスよく独立して立設した状態とすることができる。

この場合、半割アーチ梁は一対の半割アーチ部がアーチ頂部で連結される状態となり、曲げ荷重が比較的小さくなる位置での連結を行うことができ、半割アーチ梁の端部同士の連結を簡略な継手にて行うことができる。

この状態で横梁及びスラブを構築し、スラブ構築後、地盤を掘削してコンクリートを打設し、地中梁を構築し橋脚と一体化させる。

橋脚の仮固定状態で、上部施工を構築し、その後地中梁を構築する方法により、施工の省力化、工期短縮を可能にすることができる。

また、半割アーチ梁同士の連結は、橋脚の仮固定状態で行うことができるので、半割アーチ梁の接合位置誤差を容易に調整することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１〜図８は、本発明の一実施の形態に係る立体高架橋構造を示す図である。

図１は、本実施の形態に係る立体高架橋構造を示す全体概略斜視図である。

この立体高架橋構造１０は、例えば鉄道立体高架橋として用いられるもので、基礎杭１２と、地中梁１４と、橋脚１６と、縦梁である半割アーチ梁１８と、横梁２０と、スラブ２２と、遮音壁２４とを有している。

基礎杭１２は、図３及び図４にも示すように、橋脚１６の立設位置に橋軸方向と直交する方向に一対ずつ橋軸方向に沿って所定間隔で設けられるようになっている。

また、この基礎杭１２は、地盤条件に応じて合理的な工法及び杭種を選定して構築し、特に硬質地盤上に橋脚を立設する場合には省略することができる。

地中梁１４は、橋脚１６の立設位置で橋軸方向に沿って形成される一対の縦地中梁２６と、図４、図５に示されるように、一対の橋脚１６の立設位置で、橋軸方向と直交する方向で形成される複数の横地中梁２８とを有している。

また、縦地中梁２６の一部が、橋脚１６の立設時に先行して形成されて基礎杭１２と連結され、上部施工終了後残りの縦地中梁２６及び横地中梁２８が形成されて橋脚１６と一体化されるようになっている。

この地中梁１４は、場所打ちコンクリートの打設によって構築されるようになっている。

橋脚１６は、プレキャストコンクリート製のもので、橋軸方向で幅Ｗ１が幅狭、橋軸と交差方向で幅Ｗ２が幅広に形成されている。

このように、橋脚１６の橋軸方向での幅Ｗ１が幅狭とされることで、橋脚１６間を駐車場として用いる場合に、その空間を有効に利用することができる。

また、橋軸と交差方向の幅Ｗ２を幅広とすることで、橋軸と交差方向での耐荷重性能を高め、地震時の荷重に十分に耐えるようにすることができる。

また、橋脚１６は、下端に幅広の脚部３０を有し、この脚部３０が図６に示すように、アンカーボルト３２を介して地中梁１４に固定されるようになっている。

また、橋脚１６の上端には、半割アーチ梁１８を取り付け支持するための支持部３４が上方に向けて広がった状態で形成されている。

半割アーチ梁１８は、プレキャストコンクリート製のもので、図２にも示すように、橋脚１６への取付部３６と、この取付部３６から橋軸方向両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部３８とを有している。

取付部３６は、橋脚１６の支持部３４の上面にほぼ相応した形状となっており、図３及び図７に示すように、橋脚１６の支持部３４に対しＰＣ鋼棒４０を介して連結、固定されるようになっている。

一対の半割アーチ部３８は、橋脚１６の幅Ｗ２に相応した幅とされ、それぞれの端部が隣接して設けられた半割アーチ部３８の端部とアーチ頂部位置でＰＣ鋼棒４２を介して連結、固定されるようになっている。

また、各半割アーチ部３８の中間位置上面には、横梁２０を支持するための梁受台４４が上方に突出した状態で形成されている。

また、この半割アーチ梁１８は、橋脚１６上に取り付けられた状態で、ほぼＹ字状に形成されることとなり、橋脚１６を立設した状態で、左右のバランスが取れた状態となり、橋脚１６が自立できる状態となるため、橋脚１６の脚部３０における固定状態は、仮固定の状態でも上部施工が可能となる。

さらに、隣接する半割アーチ部３８の端部同士の連結は、曲げ荷重が比較的小さくなるアーチ頂部で行われるため、その継手であるＰＣ鋼棒４２を簡略化することができる。

また、この半割アーチ梁１８が、組み立て状態でアーチ状の縦梁を構成するため景観にすぐれたものとすることができる。

横梁２０は、橋軸方向と交差する方向で隣り合う半割アーチ梁１８の梁受台４４上に掛けわたされ、図５及び図８に示すように、ＰＣ鋼棒４６を介して半割アーチ梁１８に連結、固定されるようになっている。

なお、この横梁２０の下面４８は、図２及び図５に示すように、アーチ状に形成された状態となっており、景観上良好な状態となっている。

スラブ２２は、プレキャストコンクリート製のもので、その両端には、図８に示すように、ループ鉄筋６０を張り出しておき、横梁２０上に設置した後、場所打ちコンクリートである間詰コンクリート５４により隣接するスラブ２２と横梁２０との一体化を図るようにしており、橋軸交差方向のスラブ２２同士は、ＰＣ鋼棒による連結を行うようになっている。

このスラブ２２は、薄型のプレキャストコンクリート版の上に、場所打ちコンクリートを打設することによって形成してもよい。

遮音壁２４は、スラブ２２の両側部に橋軸方向に沿って取り付けられるようになっている。

次に、このような立体高架橋構造の施工方法について図９〜図１３に基づいて説明する。

まず、図９（１）に示すように、橋脚１６を立設する位置で、複数本、例えば４本の基礎杭１２を構築し、この基礎杭１２を橋軸方向で一体化するように現場打ちコンクリートを打設して２本の縦地中梁２６を構築する。

この縦地中梁２６は、同図（２）に示すように、縦地中梁の一部が構築されるもので、幅狭な状態とされている。

次に、図１０に示すように、各基礎杭１２上に位置する縦地中梁２６上にそれぞれ橋脚１６を設置し、橋脚１６の脚部３０と縦地中梁２６とを連結する。

この場合、縦地中梁２６と橋脚１６との連結は、仮固定状態となっている。

次に、図１１に示すように、立設した橋脚１６の支持部３４上に半割アーチ梁１８の取付部３６を載置し、半割アーチ梁１８の取付部３６と橋脚１６の支持部３４とを連結、固定するとともに、橋軸方向で隣接する半割アーチ梁１８の半割アーチ部３８の端部同士を連結固定して橋脚１６上に橋軸方向にアーチ状の縦梁を架設、支持させる。

この場合、半割アーチ梁１８は、橋脚の上部両側にバランス良く突出した状態となっているため、橋脚１６に倒れる方向の荷重がかかることがなく、脚部３０を仮固定の状態のままで上部施工を行うことができ、しかも、半割アーチ梁１８同士の連結位置調整も、脚部３０の仮固定の状態で容易に行うことができ、さらには、半割アーチ梁１８同士の連結は、アーチ頂部で行われ、荷重レベルの小さい連結位置となるため、半割アーチ梁１８同士の継手構造を簡略化することができる。

次いで、図１２（１）及び（２）に示すように、各半割アーチ梁１８の梁受台４４上に横梁２０を設置し、半割アーチ梁１８と横梁２０とを連結固定して半割アーチ梁１８同士を横梁２０にて橋軸方向と直交する方向で連結する。

次いで、横梁２０上にスラブ２２を設置してスラブ２２同士を連結するとともに、スラブ２２の両側部に遮音壁２４を取り付ける。

この状態で、地上部の施工が終了し、次に、図１３（１）及び（２）に示すように、縦地中梁２６の残りの部分及び横地中梁２８部分の地盤を掘削し、場所打ちコンクリートの打設によって縦地中梁２６及び横地中梁２８を構築して、地中梁１４と橋脚１６の脚部３０とを一体化し埋め戻しを行うことで１スパンの立体高架橋構造１０部分の施工が完了することとなる。

この１スパンの地上部の構築中に、次のスパンの基礎杭１２及び縦地中梁２６の構築を行い、最初のスパンの地中梁構築中に次のスパンの地上部の構築を行えば、施工の省力化及び工期の短縮化ができ、急速施工を可能とすることができる。

図１４〜図１７は、本発明の他の実施の形態に係る立体高架橋構造を示す図である。

この実施の形態では、図１４に示すように、立体高架橋が例えば右側から左側にかけて所定角度θ１で下降傾斜する状態で、かつ、図１５（２）に示すように、所定曲率半径Ｒをもって平面的に湾曲する状態となっている。

この場合、図１６に示すように、半割アーチ梁１８の一方、例えば右側の半割アーチ部３８を所定高さの高さ補充部５０だけずらしたプレキャスト部材を製造することで、左側の半割アーチ部３８に対し右側の半割アーチ部３８の高さを高くして立体高架橋の勾配に対応するようにしている。

また、スラブ２２の下降傾斜に伴って、例えば、横梁２０の上面と右側のスラブ２２の下面との間に隙間５２が生じることとなるが、スラブ２２の橋軸方向の連結を行う間詰コンクリート５４によってこの隙間５２を埋めることで、立体高架橋の勾配に対応するようにしている。

さらに、立体高架橋の湾曲に対しては、図１５（１）に示すように、湾曲する外側のスラブ２２に対し内側に位置するスラブ２２の長さを順次短くしていくことで対応するようにしている。

このように、立体高架橋の縦断勾配及び湾曲に対し容易に対応し得るようになっている。

図１８には、本発明の他の実施の形態に係る立体高架橋構造を示す図である。

この実施の形態では、立体高架橋構造１０の両側に車道５６を形成するもので、橋軸と直交する方向の２つの橋脚１６を隣り合わせて配置し、半割アーチ梁１８上に設けられる横梁５８を橋脚１６より張り出す形状とし、その上にスラブ２２を支持させることで、車道５６を確保し得るようにしている。

本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。

例えば、前記本実施の形態では、地上構造物をすべてプレキャストコンクリート製としたが、この例に限らず、スラブ及び横梁をハーフプレキャストコンクリート製とし、場所打ちコンクリートにて連結するようにすることも可能である。

また、前記実施の形態では、鉄道立体高架橋構造について説明したが、この例に限らず、例えば道路立体高架橋に応用することも可能である。

本発明の一実施の形態に係る立体高架橋構造を示す全体概略斜視図である。図１の地上構造物の状態を示す分解斜視図である。図１の立体高架橋構造の側面図である。図３の平面図で、右半分は基礎杭及び地中梁の状態を示す図である。図３及び図４の立体高架橋構造の正面図である。図３における橋脚と地中梁との連結状態を示す拡大断面図である。半割アーチ梁と橋脚との連結及び隣接する半割アーチ梁同士の連結状態を示す部分拡大図である。半割アーチ梁、横梁及びスラブとの連結状態を示す部分拡大断面図である。（１）は、基礎杭及び縦地中梁を構築する状態を示す断面図で、（２）は、その平面図である。図９の状態から橋脚を立設する状態を示す側面図である。図１０の状態から橋脚上に半割アーチ梁を取り付けた状態を示す側面図である。（１）は、図１１の状態から半割アーチ梁上に横梁、スラブ及び遮音壁を取り付けた状態を示す側面図で、（２）は、その正面図である。（１）は、図１２の状態から、地中梁を構築して橋脚と一体化させる状態を示す側面図で、（２）はその正面図で、（３）は地中梁の平面図である。本発明の他の実施の形態に係る勾配を有する立体高架橋構造を示す側面図である。（１）は、平面上で湾曲する状態の立体高架橋構造を示す図１４の平面図、（２）は（１）の曲率状態を示す概略平面図である。図１４及び図１５の立体高架橋構造に用いる半割アーチ梁を示す側面図である。図１４及び図１５の立体高架橋構造における横梁とスラブの関係を示す部分拡大断面図である。本発明のさらに他の実施の形態に係る立体高架橋構造を示す正面図である。

符号の説明

１０立体高架橋構造
１２基礎杭
１４地中梁
１６橋脚
１８半割アーチ梁
２０、５８横梁
２２スラブ
２６縦地中梁
２８横地中梁
３６取付部
３８半割アーチ部

Claims

地盤あるいは基礎上に立設された橋脚と、前記橋脚上に橋軸方向に架設支持される縦梁と、前記縦梁に前記橋軸と交差方向に架設される横梁と、前記横梁上に構築されるスラブとを有する立体高架橋構造において、
少なくとも前記橋脚及び前記縦梁は、プレキャストコンクリート製とされ、
前記縦梁は、前記橋脚への取付部と、前記取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有する半割アーチ梁とされていることを特徴とする立体高架橋構造。
請求項１において、
前記橋脚は、橋軸方向で幅狭、橋軸と交差方向で幅広に形成されていることを特徴とする立体高架橋構造。
プレキャストコンクリート製の橋脚を地盤あるいは基礎上に設置して仮固定する工程と、
前記橋脚への取付部から両側に延びるアーチ頂部で半割にされた一対の半割アーチ部とを有するプレキャストコンクリート製の半割アーチ梁の前記取付部を前記橋脚上に設置して橋脚と連結し、隣接する半割アーチ梁の端部同士を連結して前記橋脚上に橋軸方向に縦梁を架設支持する工程と、
前記縦梁に前記橋軸と交差方向に横梁を架設し、前記横梁上にスラブを構築する工程と、
前記スラブを構築後、地盤を掘削してコンクリートを打設して地中梁を構築し、前記橋脚を固定する工程と、
を含むことを特徴とする立体高架橋構造の施工方法。