説明

橋梁の補強方法及び補強構造

【課題】既設橋梁を確実かつ容易に補強できる橋梁の補強方法及び補強構造を提供する。
【解決手段】耐震性能の劣った桁部材2の長さ方向における補強箇所Wを特定し、その特定した補強箇所Wの桁部材2に補強箇所Wの長さより十分大きな当て板4を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所W両側の桁部材2に締結した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、橋梁に当て板を締結して橋梁を補強する橋梁の補強方法及び補強構造に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、既設の橋梁を現行の耐震基準に合わせるための補強工事が種々行われている。図5及び図6に示すようなトラス橋の場合、桁部材2が複数の鋼板からなる箱断面構造のものがある。かかる橋梁1を補強して耐震性能を向上させる設計手法としては、桁部材2の各部に求められる強度を計算することで必要な板厚を算出し、板厚が不足する箇所Wに当て板30を重ねると共に複数のボルト(図示せず)で締結して板厚を増す当て板補強が知られている。これによれば、橋梁1の交通を止めることなく補強工事を行うことができる。
【0003】
【特許文献1】特開2005−220731号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、この設計手法によれば、桁部材2と当て板30があたかも一体化しているように考えるが、実際には当て板30は桁部材2と一体化していないと共に、桁部材2が板厚不足の箇所Wの外側にないため、桁部材2に作用する応力が当て板30に入り難く、十分強度がある部分同士を結ばないと補強とならず、十分に補強されない虞があるという課題があった。
【0005】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、既設橋梁を確実かつ容易に補強できる橋梁の補強方法及び補強構造を提供することにある。
【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本発明は、複数の鋼製の桁部材で構成された既設の橋梁の補強方法において、耐震性能の劣った桁部材の長さ方向における補強箇所を特定し、その特定した補強箇所の桁部材に補強箇所の長さより大きな当て板を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所両側の桁部材に締結したものである。
【0007】
また、桁部材が断面矩形状に形成され、桁部材の一側面の板厚の薄い箇所を補強箇所として特定し、この補強箇所の長さより大きく形成した当て板を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所両側の桁部材に締結したものである。
【0008】
上記当て板は、幅方向に複数に分割して形成されるとよい。
【0009】
上記当て板が、上記補強箇所に添えられる補強板と、該補強板に重ねて設けられ補強箇所の外側に延出される延長板とを備えて構成されるとよい。
【0010】
上記延長板は、桁部材に作用する力を延長板にその許容応力まで入力できる本数のボルトで補強箇所外の桁部材に締結されると共に、上記ボルトと同じ本数のボルトで上記補強板に締結されるとよい。
【0011】
また、上記当て板の両端部に、当て板の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数mm大きなピッチで孔を穿設し、その孔のピッチに応じて補強箇所両側の桁部材にボルト孔を穿ち、上記桁部材に当て板をあてがってボルト締結するとよい。
【発明の効果】
【0012】
本発明によれば、既設橋梁を確実かつ容易に補強できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
本発明の好適実施の形態を添付図面を用いて説明する。
【0014】
図6は補強すべき既設橋梁の要部側面図であり、図1は図6の部分A(縦桁)の斜視図であり、図2は縦桁に当て板を取り付けた状態の断面説明図である。
【0015】
図6に示すように、補強すべき既存橋梁1は、縦、横、斜めの桁部材2を組み合わせて構成されたトラス橋からなる。桁部材2は、鋼板で外周の4辺を構成した断面矩形状の箱断面構造に形成されている。また、桁部材2には、作業員が内部に入れるようにするためのマンホール(図示せず)が設けられており、桁部材2の内部でもボルト締結等の作業が行えるようになっている。
【0016】
この橋梁1を補強する場合、まず、耐震性能の劣った桁部材2の長さ方向における補強箇所Wを特定する。具体的には、部材特性と断面力特性の分析を行い、発生応力が著しく大きい箇所を特定することで行う。一般に、建設当初の建築基準ではあまり強度を必要とされなかった箇所は、桁部材2を経済的に作るために薄く形成されており、このような桁部材2の一側面の板厚の薄い箇所が概ね補正箇所Wとして特定される。図1及び図2に示すように、桁部材2の薄く形成される箇所は、内部に設ける隔壁3の大きさを一定にするために外面側が窪んで形成される。
【0017】
次に、その特定した補強箇所Wの桁部材2に見合った幅形状でかつ補強箇所Wの長さより十分長い当て板4を作製する。補強箇所Wが大きい場合、当て板4を複数枚に分けて形成するとよい。当て板4の運搬や取付作業を容易に行うことができる。具体的には、当て板4を幅方向に2分割してなる一対の分割当て板5で構成し、さらにこれら分割当て板5を、補強箇所Wに添えられる補強板6と、補強板6に重ねて設けられ補強箇所Wの外側に延出される一対の延長板7とを備えて構成するとよい。また、延長板7と補強箇所W外の桁部材2との間に隙間ができる場合、この隙間を埋めるための介在板8も作製する。
【0018】
補強板6と延長板7の厚さは、応力が補強板6に確実に入力されるものと考えたとき、桁部材2に発生する応力が許容される大きさとなるように決定する。また、分割当て板5の両端部、すなわち、それぞれの延長板7の端部には、延長板7の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数mm大きなピッチで複数の孔9を縦横に整列して穿設する。ここで、定められたボルトピッチより数mm大きなピッチは、規格で定められたボルトピッチと略同じであって、かつ、このボルトピッチより若干大きなピッチとなる。例えば延長板7の厚さが28mmである場合、定められたボルトピッチは66mmであるため、孔9のピッチは、66〜70mm程度の範囲で決定する。ボルトピッチを小さく設定することで延長板7の長さを短く抑えることができ、コストを低減できる。
【0019】
この後、分割当て板5を補強箇所Wに沿って当てると共にその両端部を補強箇所W両側の桁部材2に締結して、補強箇所Wにかかる応力を分割当て板5を介して受けるようにする。具体的には、補強箇所Wに補強板6を当てて仮留めすると共に、補強箇所W両側の桁部材2に延長板7に穿設した孔9のピッチに応じたピッチでボルト孔10を穿ち、桁部材2にそれぞれの延長板7を介在板8を介して複数のボルト11で締結すると共に、補強箇所Wと補強板6と延長板7とを複数のボルト11で締結する。このとき、部材同士の締結力はボルトの本数で決まるため、延長板7と補強箇所W外側の桁部材2とを締結するボルト11の本数は、桁部材2に作用する力を分割当て板5にその許容応力まで入力できるように決定し、補強箇所Wと補強板6と延長板7とを締結するボルト11の本数は、延長板7と補強箇所W外側の桁部材2とを締結するボルト11の本数と同じに決定する。また、補強箇所Wと補強板6とは、補強板6が単体で座屈を起こさず、かつ、補強板6と補強箇所Wとの間に水が浸入しない程度の広いピッチで締結する。
【0020】
このように、複数の鋼製の桁部材2で構成された既設の橋梁1を現行の耐震基準に合わせるべく、耐震性能の劣った桁部材2の長さ方向における補強箇所Wを特定し、その特定した補強箇所Wの桁部材2に見合った幅形状でかつ補強箇所Wの長さより十分長い当て板4を作製し、その当て板4を補強箇所Wに沿って当てると共にその両端部を補強箇所W両側の桁部材2に締結して、補強箇所Wにかかる応力を当て板4を介して受けるようにしたため、桁部材2に作用する力を補強箇所Wの外側で確実に当て板4に入れることができ、既設橋梁1の耐震性能の劣る箇所を確実かつ容易に補強することができ、橋梁1を合理的かつ効果的に補強できる。
【0021】
また、桁部材2が断面矩形状に形成され、桁部材2の一側面の板厚の薄い箇所を補強箇所Wとして特定し、当て板4を桁部材2の一側面と同じ幅形状に形成すると共にその長さを補強箇所Wの長さより十分長く形成し、その当て板4を補強箇所Wに沿って当てると共にその両端部を補強箇所W両側の桁部材2に締結して、補強箇所Wにかかる応力を当て板4を介して受けるようにしたため、桁部材2に作用する力を補強箇所Wの外側で確実に当て板4に入れることができ、桁部材2の板厚の薄い箇所を確実かつ容易に補強することができ、橋梁1を合理的かつ効果的に補強できる。
【0022】
当て板4は、幅方向に分割して形成されるものとしたため、容易に取り扱うことができ、運搬や取付作業を容易にできる。
【0023】
分割当て板5が、補強箇所Wに添えられる補強板6と、補強板6に重ねて設けられ補強箇所Wの外側に延出される延長板7とを備えて構成されるものとしたため、桁部材2の外面に窪みがある場合でも簡単な構造で容易に当て板4を取り付けることができる。
【0024】
延長板7は、桁部材2に作用する力を延長板7にその許容応力まで入力できる本数のボルト11で補強箇所W外の桁部材2に締結されると共に、上記ボルト11と同じ本数のボルト11で補強板6に締結されるものとしたため、桁部材2を無駄なく補強できる。
【0025】
当て板4の両端部に、当て板4の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数mm大きなピッチで孔9を穿設し、その孔9のピッチに応じて補強箇所W両側の桁部材2にボルト孔10を穿ち、桁部材2に当て板4をあてがってボルト締結するようにしたため、桁部材2に当て板4を容易に締結することができる。
【0026】
なお、当て板4は幅方向に2分割して形成するものとしたが、2つ以上の複数に分割してもよい。
【0027】
また、分割当て板5は、一対の延長板7を備えて構成されるものとしたが、延長板7は、補強板6より長い1枚の板材からなっていてもよい。またさらに、補強板6は、複数の板材からなるものであってもよい。この場合、補強板6は、長さ方向に分割された複数の板材(図示せず)とこれら板材を継ぐべく板材に重ねて締結される継ぎ板(図示せず)とを備えるとよい。
【0028】
またさらに、分割当て板5は、補強板6と延長板7からなるものとしたが、運搬や取付作業等の取り扱いに支障がなければ、図3に示すように、分割当て板20は、補強板6と延長板7とを一体に形成した形状の一枚板からなるものとしてもよい。
【0029】
また、補強箇所Wの外面と補強箇所W両側の桁部材2の外面とが面一である場合、図4(a)、(b)に示すように、分割当て板21は、補強箇所Wの長さより十分長く、かつ、均一な厚さの板材からなるものにするとよい。分割当て板21を簡易な構造にでき、部品点数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【0030】
【図1】本発明の好適実施の形態を示す桁部材の斜視図である。
【図2】当て板を取り付けた桁部材の断面説明図である。
【図3】図2の変形例を示す桁部材の断面説明図である。
【図4】(a)は図3の変形例を示す桁部材の正面図であり、(b)は(a)の側面図である。
【図5】従来の設計手法の説明図である。
【図6】既設橋梁の要部側面図である。
【符号の説明】
【0031】
1 橋梁
2 桁部材
4 当て板
6 補強板
7 延長板
9 孔
10 ボルト孔
11 ボルト
W 補強箇所

【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の鋼製の桁部材で構成された既設の橋梁の補強方法において、耐震性能の劣った桁部材の長さ方向における補強箇所を特定し、その特定した補強箇所の桁部材に補強箇所の長さより大きな当て板を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所両側の桁部材に締結したことを特徴とする橋梁の補強方法。
【請求項2】
桁部材が断面矩形状に形成され、桁部材の一側面の板厚の薄い箇所を補強箇所として特定し、この補強箇所の長さより大きく形成した当て板を補強箇所に沿って被うように当てると共にその両端部を補強箇所両側の桁部材に締結したことを特徴とする橋梁の補強方法。
【請求項3】
上記当て板は、幅方向に複数に分割して形成された請求項1又は2記載の橋梁の補強方法。
【請求項4】
上記当て板が、上記補強箇所に添えられる補強板と、該補強板に重ねて設けられ補強箇所の外側に延出される延長板とを備えて構成される請求項1〜3のいずれかに記載の橋梁の補強方法。
【請求項5】
上記延長板は、桁部材に作用する力を延長板にその許容応力まで入力できる本数のボルトで補強箇所外の桁部材に締結されると共に、上記ボルトと同じ本数のボルトで上記補強板に締結される請求項4記載の橋梁の補強方法。
【請求項6】
上記当て板の両端部に、当て板の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数mm大きなピッチで孔を穿設し、その孔のピッチに応じて補強箇所両側の桁部材にボルト孔を穿ち、上記桁部材に当て板をあてがってボルト締結するようにした請求項1〜5のいずれかに記載の橋梁の補強方法。
【請求項7】
複数の鋼製の桁部材で構成された既設の橋梁の補強構造において、耐震性能の劣った桁部材の長さ方向における補強箇所に、その長さより大きな当て板を補強箇所に沿って被うように当て、その両端部を補強箇所両側の桁部材に締結したことを特徴とする橋梁の補強構造。
【請求項8】
桁部材が断面矩形状に形成されると共に、桁部材の一側面に板厚の薄い箇所からなる補強箇所が形成され、この補強箇所の長さより大きく形成された当て板が、補強箇所を覆うように補強箇所に沿って当てられると共に、その両端部を補強箇所両側の桁部材に締結されることを特徴とする橋梁の補強構造。
【請求項9】
上記当て板は、幅方向に複数に分割して形成された請求項7又は8記載の橋梁の補強構造。
【請求項10】
上記当て板が、上記補強箇所に添えられる補強板と、該補強板に重ねて設けられ補強箇所の外側に延出される延長板とを備えて構成される請求項7〜9のいずれかに記載の橋梁の補強構造。
【請求項11】
上記延長板は、桁部材に作用する力を延長板にその許容応力まで入力できる本数のボルトで補強箇所外の桁部材に締結されると共に、上記ボルトと同じ本数のボルトで上記補強板に締結される請求項10記載の橋梁の補強構造。
【請求項12】
上記当て板の両端部には、ボルトを挿通させるための孔が当て板の厚さに対して定められたボルトピッチ又はこのボルトピッチより数mm大きなピッチで穿設された請求項6〜11のいずれかに記載の橋梁の補強構造。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2009−167715(P2009−167715A)
【公開日】平成21年7月30日(2009.7.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−7878(P2008−7878)
【出願日】平成20年1月17日(2008.1.17)
【出願人】(000000099)株式会社IHI (5,014)
【Fターム(参考)】