橋梁補修方法および橋梁補修用軸力付与装置
【課題】 橋梁を補修する際、位置調整、荷重調整を良好に行うことができる。
【解決手段】
上記橋梁の斜材１３が腐食により破断している場合、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、腐食部１３ａを切除し、残された部分の端部を第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙとするとともに、第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙを挟んで互いに離間する部位を第１、第２定着部１３ｍ、１３ｎとする。次に、図２（Ｃ）に示すように、橋梁を持ち上げ第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙを互いに近づける。次に、図２（Ｄ）に示すように、第１、第２定着部１３ｍ、１３ｎ間に軸力付与装置２０を掛け渡すようにして設置する。次に、図２（Ｅ）に示すように、軸力付与装置２０により第１、第２定着部１３ｍ、１３ｎを互いに引き寄せる。次に、図２（Ｆ）に示すように、軸力付与状態のままで補修材５１の両端部を第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙに当てて固定し、その後で軸力付与装置２０を取り外す。
【解決手段】
上記橋梁の斜材１３が腐食により破断している場合、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、腐食部１３ａを切除し、残された部分の端部を第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙとするとともに、第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙを挟んで互いに離間する部位を第１、第２定着部１３ｍ、１３ｎとする。次に、図２（Ｃ）に示すように、橋梁を持ち上げ第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙを互いに近づける。次に、図２（Ｄ）に示すように、第１、第２定着部１３ｍ、１３ｎ間に軸力付与装置２０を掛け渡すようにして設置する。次に、図２（Ｅ）に示すように、軸力付与装置２０により第１、第２定着部１３ｍ、１３ｎを互いに引き寄せる。次に、図２（Ｆ）に示すように、軸力付与状態のままで補修材５１の両端部を第１、第２取付部１３ｘ、１３ｙに当てて固定し、その後で軸力付与装置２０を取り外す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁補修方法およびこの橋梁補修に用いられる軸力付与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高齢化した橋梁の腐食（劣化）が問題となっており、その補修が注目されている。過去に下路式の鋼ワレントラス橋である木曽川大橋では、斜材（構成材）において床版を貫通する部分で腐食による破断が生じた。
【０００３】
上記橋梁の補修は、非特許文献１を参考にして、次のように行われた。最初に、上記斜材の腐食部を切除し、上記斜材の上側部分と下側部分とを残す。上側部分の下端部を後述の第１取付部として提供し、下側部分の上端部を第２取付部として提供する。
次に、破断された斜材近傍の下弦材を仮受ベント上のジャッキ手段により持ち上げ、上記斜材の上側部分をチェーンブロックにより引っ張って斜材の下側部分と同軸に調節する。
次に、補修材の両端部を上記斜材の第１、第２取付部に当て高力ボルトにより固定することにより、補修材を第１、第２取付部に掛け渡す。
【非特許文献１】鋼橋の補修・補強事例集第４７〜４８頁：平成１４年１０月、日本橋梁建設協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記補修方法では、下弦材を持ち上げた状態で補修材を橋梁の破断斜材に固定した後、上記ジャッキ手段による持ち上げを解除した時、上記補修された斜材に始めて引っ張り荷重が加わることになる。そのため、この修復された斜材や他の斜材の格点を適した高さに調整するのが困難であり、各斜材に加わる引張荷重を適した荷重に調整するのも困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、橋梁に補修材を取り付けて補修する方法において、上記橋梁において、上記補修材が取り付けられるべき取付領域を挟んで互いに離間する部位を、第１、第２定着部とし、上記第１、第２定着部間に軸力付与装置を掛け渡すようにして設置し、上記軸力付与装置により上記第１定着部と第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与し、この軸力付与状態で上記補修材を上記橋梁の取付領域に当てて固定し、上記補修材固定後に、上記軸力付与装置を橋梁から取り外すことを特徴とする。
【０００６】
上記方法によれば、軸力付与装置により軸力を付与した状態で補修材を固定したので、補修材固定後に軸力付与装置を取り外した後に補修材にかかる引張荷重は軸力付与装置で負担した引張荷重とほぼ等しい。その結果、補修後における橋梁の構成材の位置、荷重を予測できるので、それぞれを容易に最適にまたは許容範囲にすることができる。
【０００７】
好ましくは、上記取付領域が橋梁の構成材の一部であり、上記第１、第２定着部が当該構成材において設定される。
これによれば、構成材を取り替えずに修復することができる。
【０００８】
ある態様では、上記構成材が劣化により破断しており、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、上記軸力付与装置の設置工程に先立ち、上記劣化部を切除し、切除によって残された構成部材の互いに対向する端部を、上記取付領域となる第１、第２取付部として提供し、これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材の両端部をこれら第１、第２取付部に固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡す。
これによれば、破断した構成材の修復を良好に行うことができる。
【０００９】
上記態様において好ましくは、上記構成材が垂直または垂直線に対して傾いて配置され、上記軸力付与装置の設置に先立って、ジャッキ手段により上記破断した構成材近傍で橋梁を持ち上げ、上記軸力付与装置を設置して上記軸力を付与した後に、上記ジャッキ手段による持ち上げを解除し、その後で上記補修材を固定する。
これによれば、軸力付与装置の負担を軽減することができる。
【００１０】
他の態様では、上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、上記構成材において、上記劣化部を挟む一対の部位を上記取付領域となる第１、第２取付部として定め、これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する一対の部位を上記第１、第２定着部として定め、上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記劣化部を切除し、その後で、上記第１、第２取付部に上記補修材の両端部を固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡す。
これによれば、劣化により破断されていない構成材の修復を、劣化部切除を伴って良好に行うことができる。また、予め軸力付与装置により軸力を付与した状態で補修を行うので、補修中に破断する心配もない。
【００１１】
さらに他の態様では、上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記構成材の取付領域がこの劣化部を含み、上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材を上記取付領域に固定する。
これによれば、劣化により破断されていない構成材の修復を、劣化部切除を伴なわずに良好に行うことができる。
【００１２】
好ましくは、上記軸力付与装置が、第１，第２の定着部材と、これら第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備え、上記第１、第２定着部材を上記第１、第２定着部にそれぞれ着脱可能に固定し、上記引き付け手段により上記第１，第２の定着部材を互いに近づけることにより、上記軸力を付与する。
これによれば、安定して軸力を付与できる。
【００１３】
好ましくは、上記引き付け手段が軸力検出手段を備え、この軸力検出手段で検出された軸力が設定値になるように上記軸力を調整する。
【００１４】
好ましくは、上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材に掛け渡された鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与する。
これによれば、補修部位には鋼棒が配置されているだけであるから、補修作業を円滑に行うことができる。
【００１５】
好ましくは、上記ジャッキは中空のラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内においてナットが螺合されており、上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に調整シムを挿入し、この調整シムの厚さに対応した軸力を維持した状態で、上記補修材の固定を行う。
これによれば、調整シムにより所定の軸力を確実に維持することができる。
【００１６】
さらに本発明は、橋梁に補修材を取り付ける際に、橋梁において上記補修材が取り付けられる取付領域を挟んだ第１、第２定着部間に掛け渡され、これら第１、第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与する軸力付与装置であって、上記第１定着部に着脱可能に固定される第１定着部材と、上記第２定着部に着脱可能に固定される第２定着部材と、上記第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材間に掛け渡される鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与する。
【００１８】
好ましくは、上記引き付け手段が、さらに中空のラムチェアと調整シムとナットを有し、上記ジャッキはこのラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内において上記ナットが螺合されており、上記調整シムは、上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に挿入される。
【００１９】
好ましくは、上記鋼棒の一端部が上記一方の定着部材にユニバーサルジョイントを介して連結されている。
これによれば、鋼棒に曲げ荷重がかかるのを抑制ないしは回避することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、補修後における橋梁の構成材の位置、荷重を容易に最適または許容範囲にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の橋梁補修方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、下路式の鋼ワレントラス橋（トラス橋）を示す。この橋は、橋台１と橋脚２との間、または隣り合う橋脚２間に橋梁１０を掛け渡すことにより構成されている。
【００２２】
上記橋梁１０は、下弦材１１と、上弦材１２と、これら下弦材１１と上弦材１２とを連結する多数の斜材１３（腹材、構成材）と、下弦材４より若干高い位置に配置された床版１４を有している。斜材１３と下弦材１１との接続部（格点）を符号１５で示す。なお、本実施形態では斜材１３はＨ形鋼からなる。
【００２３】
上記斜材１３がこの床版１４を貫通している。図示しないが、床版１４において、左右の斜材１３で挟まれた部分が、車両通行のための道路となり、斜材１３より幅方向外側の部分が歩道となっている。上記斜材１３において、床版１４の上面と交わる部位が最も腐食し易い。
【００２４】
図１の矢印Ａで示す斜材１３が床版１４の上面と交わる箇所で腐食により破断した場合の補修方法について、図２を参照しながら説明する。なお、図２において、破断した斜材１３の上側の部分を符号１３Ｕで示し、下側の部分を符号１３Ｌで示す。
【００２５】
第１工程では、図２（Ａ）に斜線で示すように、斜材１３の腐食部１３ａ（劣化部）を切除する。なお、この腐食部１３ａは実際に腐食していない部分を含んでいてもよい。
これにより、図２（Ｂ）に斜線で示すように、残された上側部分１３Ｕの下端部が第１取付部１３ｘ（取付領域）となり、下側部分１３Ｌの上端部（本実施形態では下側部分１３Ｌの大部分を占めているが端部と称する）が第２取付部１３ｙ（取付領域）となる。これら取付部１３ｘ、１３ｙは腐食されていないＨ形断面を有し、互いに離れている。
【００２６】
上記取付部１３ｘ、１３ｙを挟んでその外側に位置する一対の部位が後述する第１、第２の定着部１３ｍ、１３ｎとして提供される。本実施形態では、上記第１定着部１３ｍは上側部分１３Ｕにおいて上記第１取付部１３ｘの上側に隣接する。同様に第２定着部１３ｎは下側部分１３Ｌにおいて上記第２取付部１３ｙの下側に隣接する。
次の第２工程では、取付部１３ｘ，１３ｙの表面の塗装を削除して平滑にする（接合面の素地調整）。
【００２７】
上記斜材１３が破断すると、下弦材１１は下方に撓み、破断された斜材１３の下側の格点１５の位置も下方に変位する。
そこで、第３工程では、図１に仮想線で示すように、破断箇所近傍の下弦材１１を仮受ベント上のジャッキ手段５で持ち上げ、これにより、図２（Ｃ）に矢印で示すように、破断した斜材１３の下側の格点１５および斜材１３の第２取付部１３ｙを上方に変位させる。この格点１５の高さは最適とされる高さより低めに調整するのが好ましい。
【００２８】
また、上記斜材１３が床版１４近傍で破断すると、斜材１３の上側部分１３Ｕは長尺をなしているため、その自重により本来の位置より垂れる。そこで、上記第３工程では、チェーンブロックの本体を破断された斜材以外の橋梁１０の構成材（例えば上弦材１２や他の斜材１３）に装着し、チェーン端のフックを上記第１取付部１３ｘまたはその近傍に引っ掛けて図２（Ｃ）に矢印で示すように引き寄せることにより、上側部分１３Ｕと下側部分Ｌの互いの軸線を大まかに一致させる。
【００２９】
次の第４工程では、図２（Ｄ）および図４に示すように、２組の軸力付与装置２０を上記斜材１３の定着部１３ｍ，１３ｎ間に掛け渡す（軸力付与装置２０の設置）。
【００３０】
各軸力付与装置２０は、第１定着部１３ｍに着脱可能に固定される第１定着部材２１と、第２定着部１３に着脱可能に固定される第２定着部材２２と、これら定着部材２１，２２の両端部間に掛け渡された２つの引き付け手段３０とを主たる構成要素として備えている。
【００３１】
各引き付け手段３０は、必要箇所または全長にわたってねじが形成されたＰＣ鋼棒３１と、ジャッキ３４と、中空のラムチェア３５とを備えている。
【００３２】
上記鋼棒３１の一端部は、上記第２定着部材２２を径方向の遊びを有して貫通しており、この一端部に螺合されたナット３２が第２定着部材２２の下面に係止することにより、鋼棒３１が第２定着部材２２に連結されるようになっている。
【００３３】
上記鋼棒３１の他端部は、上記第１定着部材２１を径方向の遊びを有して貫通しており、この他端部が上記ジャッキ３４に連結されている。
本実施形態のジャッキ３４は、油圧駆動式のセンターホールジャッキであり、上記ラムチェア３５を介して第１定着部材２１の上面に設置されている。
上記鋼棒３１の他端部には上記ラムチェア３５内においてナット３３が螺合されている。なお、図４に示すようにナット３３と第１定着部材２１との間には、ワッシャ３３ａが介在されている。
【００３４】
上記ジャッキ３４は、図４に示すように、油圧によりピストン３６を軸方向に変位させるようになっている。このピストン３６には、テンションバー３７が貫通している。
上記テンションバー３７の一端部は、上記ラムチェア３５内において上記鋼棒３１の上端部にねじ込まれるようにして連結され、他端部がピストン３６から上方に突出している。
上記テンションバー３７の他端部にはナット３８が螺合されており、このナット３８とピストン３６との間には、ワッシャ３８ａとロードセル３９（軸力検出手段）が介在されている。
【００３５】
図２（Ｄ）に戻り、上記第４工程である軸力付与装置２０の設置工程について説明する。２組の軸力付与装置２０は、図３に示すように、Ｈ形鋼からなる斜材１３の一対のフランジ１３ｆに沿って配置される。
【００３６】
図２（Ｄ）、図３に示すように、第１定着部材２１を、斜材１３の上側部分１３Ｕにおける第１定着部１３ｍのフランジ１３ｆに当てた状態で、これら第１定着部２１とフランジ１３ｆを貫通するボルト４１とナット４２により両者を連結する。
【００３７】
同様に、第２定着部材２２を、斜材１３の下側部分１３Ｌにおける第２定着部１３ｎのフランジ１３ｆに当てた状態で、これら第２定着部２２とフランジ１３ｆを貫通するボルト４１とナット４２により両者を連結する。
【００３８】
上記のようにして、定着部材２１、２２は、斜材１３の軸方向と直交する方向に延び、その両端部が斜材１３から突出した状態で固定される。なお、この定着部材２１、２２の固定に先立って、定着部１３ｍ、１３ｎのフランジ１３ｆには上記ボルト４１を貫通させるためのボルト穴１３ｈ'（図２（Ｆ）にのみ示す）を形成しておく。
【００３９】
上記定着部材２１，２２を定着部１３ｍ、１３ｎに固定した後、鋼棒３１やジャッキ３４、ラムチェア３５等を定着部材２１，２２に組み付ける。
上記のようにして軸力付与装置２０を設置した後、次の第５工程では、図４（Ｂ）に示すように、ジャッキ３４を駆動し、そのピストン３６を上方に移動させる。これにより、このピストン３６がロードセル３９を介してナット３８を持ち上げ、これに伴いテンションバー３７が鋼棒３１を上方に引っ張る。
【００４０】
その結果、図２（Ｅ）に示すように、斜材１３の上側部分１３Ｕの第１取付部１３ｘと下側部分１３Ｌの第２取付部１３ｙが互いに引き寄せられる。換言すれば、上記破断された斜材１３の格点１５が持ち上げられる。
なお、図４（Ｂ）に示すように、ナット３３は、ワッシャ３３ａとともに第１定着部材２１の上面に着座した位置から、上方に変位する。
【００４１】
上記ロードセル３９の検出軸力が設定値に達したら、図２（Ｅ）、図４（Ｃ）に示すように、調整シム４５を、ワッシャ３３ａと第１定着部材２１の上面との間に差し込む。この調整シム４５はＣ字形状をなしており、ラムチェア３５の開口３５ａから挿入して鋼棒３１に差し込むことができる。
【００４２】
調整シム４５の差込後にジャッキ３４の駆動を停止する。上記ジャッキ３４の駆動停止により、上記調整シム４５にはナット３５の荷重が付与される。換言すれば、調整シム４５が鋼棒３１の引っ張り荷重を受け持つ。
【００４３】
上記調整シム４５の厚さは、橋梁１０の多数の格点１５が最適高さ（または許容範囲の高さ）になり、補修されるべき斜材１３を含む多数の斜材１３での引張荷重が最適値（または許容範囲）となるように、予め決定されている。
調整シム４５の厚さは、上記補修されるべき斜材１３での引張荷重が単位量増加した時の影響値に基づき骨組解析により算出する。
【００４４】
本実施形態では、上記調整シム４５の差込前における軸力の設定値は、算出された厚みの調整シム４５が受け持つ軸力より若干大きい値である。
上記第５工程に相前後して、取付部１３ｘ、１３ｙの一対のフランジ１３ｆ、ウエブ１３ｗにボルト穴１３ｈを形成する。
【００４５】
次の第６工程では、図１のジャッキ手段５による下弦材１１の持ち上げ状態を解除し、チェーンブロックを上側部分１３Ｕから外す。
次の第７工程では、図２（Ｆ）、図５に示すように、所定長さＬの３種類の板状の補修材５１，５２，５３を用いて、上側部分１３Ｌの第１取付部１３ｘと下側部分１３Ｕの第２取付部１３ｙとを連結する。
【００４６】
詳述すると、第１補修材５１は２枚用意され、その両端部が取付部１３ｘ、１３ｙのフランジ１３ｆの外面に当てられる。第２補修材５２は４枚用意され、取付部１３ｘ、１３ｙのフランジ１３ｆの内面に当てられる。そして、補修材５１，５２およびフランジ１３ｆを貫通する高力ボルト５５と、ナット５６により、補修材５１，５２の端部を取付部１３ｘ、１３ｙのフランジ１３ｆに摩擦接合する（固定する）。
【００４７】
第３補修材５３は２枚用意され、その両端部が上記取付部１３ｘ、１３ｙのウエブ１３ｗの両面に当てられる。そして、２枚の補修材５３とウエブ１３ｗを貫通する高力ボルト５５と、ナット５６により、補修材５３の端部を取付部１３ｘ、１３ｙのウエブ１３ｗに摩擦接合する（固定する）。
【００４８】
上記補修材５１〜５３による連結に先立って、上記取付部１３ｘ、１３ｙ間には、間詰め用鋼材５９が挿入される。この間詰め用鋼材５９は、斜材１３と等しいＨ形断面形状を有しており、その長さは上記連結端部１３ｘ、１３ｙの間隔と等しい。上記連結の際、間詰め用鋼材５９のフランジは取付部１３ｘ、１３ｙと同様に、ボルト５５とナット５６により補修材４１，４２の中間部に固定され、そのウエブは、取付部１３ｘ、１３ｙと同様に、ボルト５５とナット５６により２枚の補修材５３の中間部に固定される。
【００４９】
次の第８工程では、図２（Ｆ）に示すように軸力付与装置２０を補修された斜材１３から取り外す。
軸力付与装置２０を取り外すと、上記補修材５１〜５３には引張荷重が付与されるが、この引張荷重は、上記調整シム４５の挿入状態で軸力付与装置２０が負担した引張荷重と等しく、最適荷重（ないしは許容範囲の加重）である。また、調整シム４５の挿入状態で維持されている補修斜材１３の下側の格点１５の高さも変わらず、ひいては他の格点１５の高さも変わらず、全ての格点１５において最適高さ（ないしは許容範囲の高さ）が得られる。
【００５０】
上記第１実施形態において、図６に示すように第２定着部材２２と鋼棒３１とをユニバーサルジョイント６０を用いて連結してもよい。このユニバーサルジョイント６０は、中間要素６１と２つの端要素６２，６３と、中間要素６１を端要素６２，６３に回動可能に連結する連結要素６４，６５とを備えている。連結要素６４，６５の回動軸線は互いに直交している。一方の端要素６２には、第２定着部材２２を貫通するねじ棒６６の一端部がねじ込まれ、他方の端要素６３に鋼棒３１の端部がねじ込まれている。ねじ棒６６にはナット３２が螺合されていて、上記第２定着部材２２の下面に係止される。
【００５１】
上記ユニバーサルジョイント６０を用いれば、斜材１３の上側部分１３Ｕと下側部分１３Ｌの軸線がずれていても、軸力付与装置２０を確実に掛け渡すことができる。
ユニバーサルジョイント６０は、第１定着部材２１に設置されたジャッキ３４と鋼棒３１との間にも介在させてもよい。この場合、図４において第１定着部材２１を貫通する鋼棒の代わりにねじ棒を用い、このねじ棒にテンションバー３７を連結するとともに、ナット３３を螺合する。そして、このねじ棒と鋼棒３１とを上記ユニバーサルジョイント６０を介して連結する。
【００５２】
上記第１実施形態では下弦材１２をジャッキアップした状態で軸力付与装置２０を破断斜材１３に設置したが、破断による橋梁１０の変形量が小さい場合には、この下弦材１２のジャッキアップを省いてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照しながら説明する。本実施形態は、橋梁の斜材１３（腹材、構成材）が腐食しているものの、腐食の程度が軽微で破断していない場合の補修方法に関するものである。
【００５４】
最初の工程で、図７（Ａ）に示すように、腐食部１３ａ’（劣化部）を間隔をおいて挟む第１定着部１３ｍ、第２定着部１３ｎを定め、これら定着部１３ｍ、１３ｎに第１実施形態と同じ構成の軸力付与装置２０の定着部材２１，２２を固定することにより、軸力付与装置２０を設置する。
【００５５】
次に、軸力付与装置２０のジャッキ３４を駆動し、定着部１３ｍ、１３ｎを互いに引き付けるような軸力を発生させる。斜材１３には引張荷重が働いているが、軸力付与装置２０による軸力発生により、この斜材１３に働く引張荷重は減少し、やがてゼロになり、さらに軸力を増大させると圧縮荷重に変わる。
【００５６】
次に、ジャッキ３４による軸力付与状態で予め算出された厚さの調整シム４５をナット３３と第１定着部材２１との間に介在させる。本実施形態では斜材１１の定着部１３ｍ、１３ｎ間での相対変位量が小さいことが見込まれるので、調整シム４５は第１実施形態より薄い。
【００５７】
調整シム４５を差し込んだ後でジャッキ３４の駆動を停止する。その結果、軸力付与装置２０の軸力は調整シム４５により維持される。
【００５８】
上記調整シム４５による軸力維持状態で、図７（Ｂ）に示すように、腐食部１３ａを含む領域１３ｚ（取付領域）の表面の塗装を削除して平滑にする（接合面の素地調整）。この取付領域１３ｚは腐食部１３ａの軸方向両側に腐食されていない部位を含む。
【００５９】
次に、上記調整シム４５による軸力維持状態で、図７（Ｃ）に示すように、上記取付領域１３ｚにボルト穴１３ｈを形成し、次に、図７（Ｄ）に示すように、取付領域１３ｚに相当する長さの補修材５１’を取付領域１３ｚに当てて、高力ボルト５５とナットで固定する。斜材１３がＨ形鋼の場合には、第１実施形態と同様にして３種の補修材を固定する。
【００６０】
補修材５１’の固定が完了した後、図７（Ｄ）に示すように軸力付与装置２０を取り外す。
なお、上記取付領域１３ｚの素地調整、ボルト穴１３ｈの形成は軸力発生、維持の前に行っても良い。
【００６１】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も第２実施形態と同様に、橋梁の斜材１３（腹材、構成材）が腐食しているものの、破断していない場合の補修方法に関するものである。腐食の程度は第２実施形態より進んでいる。
第１の工程で図７（Ａ）に示すように軸力付与装置２０を斜材１３に設置し軸力を付与する点は、第２実施形態と同様である。
【００６２】
次の工程では、腐食部１３ａ’を切除する。切除した後で、２つに分かれた取付部の素地調整、ボルト穴形成を行い、第１実施形態と同様に補修材固定、軸力付与装置２０の取り外しを行う。図２（Ｅ）、図２（Ｆ）参照。
この第３実施形態では、腐食部１３ａ’の切除後に、軸力付与装置２０のジャッキ３４および調整シム３５による軸力の再調整を行い、その後で、補修材固定、軸力付与装置２０の取り外しを行うようにしてもよい。
【００６３】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態に採用可能である。例えば、補修される構成材は、断面矩形であってもよい。この場合には、ワンサイドボルトを用い、構成材の４つの外側面に合計４枚の補修材を当てて固定する。
調整シム４５をナット３３と第１定着部材との間に差し込む代わりに、ナット３３を回して下方に移動させ、ワッシャ３３ａを介して第１定着部材２１に締め付けるようにしてもよい。
【００６４】
軸力付与に際して、ロードセルの検出情報のみならず隣接する斜材に設けた歪みゲージの検出情報をも監視するようにしてもよい。
本発明は、トラス橋の垂直材、アーチ橋の垂直材や吊材等の補修にも適用することができる。
本発明の補修方法は、斜材等の構成材の一部ではなく、１本の構成材を補修材と置き換える場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の補修方法の第１実施形態が適用される橋梁を示す側面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、同補修方法を工程順に説明する概略側面図である。
【図３】同補修方法で用いられる軸力付与装置の平面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は同軸力付与装置の引き付け手段の要部を工程順に示す断面図である。
【図５】図２（Ｆ）におけるＶ−Ｖ線に沿う横断面図である。
【図６】定着部材と鋼棒の連結構造の変形例を示す概略側面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の補修方法の第２実施形態を工程順に説明する概略側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
５ ジャッキ手段
１０ 橋梁
１２ 下弦材
１３ 斜材（腹材、構成材）
１３ａ、１３ａ' 腐食部（劣化部）
１３ｘ、１３ｙ 第１、第２の取付部（取付領域）
１３ｚ 取付領域
１３ｍ、１３ｎ 第１、第２の定着部
１５ 格点
２０ 軸力調整装置
２１，２２ 第１、第２の定着部材
３０ 引き付け手段
３１ 鋼棒
３３ ナット
３４ ジャッキ
３５ ラムチェア
３９ ロードセル（軸力検出手段）
４５ 調整シム
５１〜５３，５１' 補修材
５５ ボルト
５６ ナット
６０ ユニバーサルジョイント
【技術分野】
【０００１】
本発明は、橋梁補修方法およびこの橋梁補修に用いられる軸力付与装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高齢化した橋梁の腐食（劣化）が問題となっており、その補修が注目されている。過去に下路式の鋼ワレントラス橋である木曽川大橋では、斜材（構成材）において床版を貫通する部分で腐食による破断が生じた。
【０００３】
上記橋梁の補修は、非特許文献１を参考にして、次のように行われた。最初に、上記斜材の腐食部を切除し、上記斜材の上側部分と下側部分とを残す。上側部分の下端部を後述の第１取付部として提供し、下側部分の上端部を第２取付部として提供する。
次に、破断された斜材近傍の下弦材を仮受ベント上のジャッキ手段により持ち上げ、上記斜材の上側部分をチェーンブロックにより引っ張って斜材の下側部分と同軸に調節する。
次に、補修材の両端部を上記斜材の第１、第２取付部に当て高力ボルトにより固定することにより、補修材を第１、第２取付部に掛け渡す。
【非特許文献１】鋼橋の補修・補強事例集第４７〜４８頁：平成１４年１０月、日本橋梁建設協会発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記補修方法では、下弦材を持ち上げた状態で補修材を橋梁の破断斜材に固定した後、上記ジャッキ手段による持ち上げを解除した時、上記補修された斜材に始めて引っ張り荷重が加わることになる。そのため、この修復された斜材や他の斜材の格点を適した高さに調整するのが困難であり、各斜材に加わる引張荷重を適した荷重に調整するのも困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、橋梁に補修材を取り付けて補修する方法において、上記橋梁において、上記補修材が取り付けられるべき取付領域を挟んで互いに離間する部位を、第１、第２定着部とし、上記第１、第２定着部間に軸力付与装置を掛け渡すようにして設置し、上記軸力付与装置により上記第１定着部と第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与し、この軸力付与状態で上記補修材を上記橋梁の取付領域に当てて固定し、上記補修材固定後に、上記軸力付与装置を橋梁から取り外すことを特徴とする。
【０００６】
上記方法によれば、軸力付与装置により軸力を付与した状態で補修材を固定したので、補修材固定後に軸力付与装置を取り外した後に補修材にかかる引張荷重は軸力付与装置で負担した引張荷重とほぼ等しい。その結果、補修後における橋梁の構成材の位置、荷重を予測できるので、それぞれを容易に最適にまたは許容範囲にすることができる。
【０００７】
好ましくは、上記取付領域が橋梁の構成材の一部であり、上記第１、第２定着部が当該構成材において設定される。
これによれば、構成材を取り替えずに修復することができる。
【０００８】
ある態様では、上記構成材が劣化により破断しており、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、上記軸力付与装置の設置工程に先立ち、上記劣化部を切除し、切除によって残された構成部材の互いに対向する端部を、上記取付領域となる第１、第２取付部として提供し、これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材の両端部をこれら第１、第２取付部に固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡す。
これによれば、破断した構成材の修復を良好に行うことができる。
【０００９】
上記態様において好ましくは、上記構成材が垂直または垂直線に対して傾いて配置され、上記軸力付与装置の設置に先立って、ジャッキ手段により上記破断した構成材近傍で橋梁を持ち上げ、上記軸力付与装置を設置して上記軸力を付与した後に、上記ジャッキ手段による持ち上げを解除し、その後で上記補修材を固定する。
これによれば、軸力付与装置の負担を軽減することができる。
【００１０】
他の態様では、上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、上記構成材において、上記劣化部を挟む一対の部位を上記取付領域となる第１、第２取付部として定め、これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する一対の部位を上記第１、第２定着部として定め、上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記劣化部を切除し、その後で、上記第１、第２取付部に上記補修材の両端部を固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡す。
これによれば、劣化により破断されていない構成材の修復を、劣化部切除を伴って良好に行うことができる。また、予め軸力付与装置により軸力を付与した状態で補修を行うので、補修中に破断する心配もない。
【００１１】
さらに他の態様では、上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記構成材の取付領域がこの劣化部を含み、上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材を上記取付領域に固定する。
これによれば、劣化により破断されていない構成材の修復を、劣化部切除を伴なわずに良好に行うことができる。
【００１２】
好ましくは、上記軸力付与装置が、第１，第２の定着部材と、これら第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備え、上記第１、第２定着部材を上記第１、第２定着部にそれぞれ着脱可能に固定し、上記引き付け手段により上記第１，第２の定着部材を互いに近づけることにより、上記軸力を付与する。
これによれば、安定して軸力を付与できる。
【００１３】
好ましくは、上記引き付け手段が軸力検出手段を備え、この軸力検出手段で検出された軸力が設定値になるように上記軸力を調整する。
【００１４】
好ましくは、上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材に掛け渡された鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与する。
これによれば、補修部位には鋼棒が配置されているだけであるから、補修作業を円滑に行うことができる。
【００１５】
好ましくは、上記ジャッキは中空のラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内においてナットが螺合されており、上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に調整シムを挿入し、この調整シムの厚さに対応した軸力を維持した状態で、上記補修材の固定を行う。
これによれば、調整シムにより所定の軸力を確実に維持することができる。
【００１６】
さらに本発明は、橋梁に補修材を取り付ける際に、橋梁において上記補修材が取り付けられる取付領域を挟んだ第１、第２定着部間に掛け渡され、これら第１、第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与する軸力付与装置であって、上記第１定着部に着脱可能に固定される第１定着部材と、上記第２定着部に着脱可能に固定される第２定着部材と、上記第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備えたことを特徴とする。
【００１７】
好ましくは、上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材間に掛け渡される鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与する。
【００１８】
好ましくは、上記引き付け手段が、さらに中空のラムチェアと調整シムとナットを有し、上記ジャッキはこのラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内において上記ナットが螺合されており、上記調整シムは、上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に挿入される。
【００１９】
好ましくは、上記鋼棒の一端部が上記一方の定着部材にユニバーサルジョイントを介して連結されている。
これによれば、鋼棒に曲げ荷重がかかるのを抑制ないしは回避することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、補修後における橋梁の構成材の位置、荷重を容易に最適または許容範囲にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の橋梁補修方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、下路式の鋼ワレントラス橋（トラス橋）を示す。この橋は、橋台１と橋脚２との間、または隣り合う橋脚２間に橋梁１０を掛け渡すことにより構成されている。
【００２２】
上記橋梁１０は、下弦材１１と、上弦材１２と、これら下弦材１１と上弦材１２とを連結する多数の斜材１３（腹材、構成材）と、下弦材４より若干高い位置に配置された床版１４を有している。斜材１３と下弦材１１との接続部（格点）を符号１５で示す。なお、本実施形態では斜材１３はＨ形鋼からなる。
【００２３】
上記斜材１３がこの床版１４を貫通している。図示しないが、床版１４において、左右の斜材１３で挟まれた部分が、車両通行のための道路となり、斜材１３より幅方向外側の部分が歩道となっている。上記斜材１３において、床版１４の上面と交わる部位が最も腐食し易い。
【００２４】
図１の矢印Ａで示す斜材１３が床版１４の上面と交わる箇所で腐食により破断した場合の補修方法について、図２を参照しながら説明する。なお、図２において、破断した斜材１３の上側の部分を符号１３Ｕで示し、下側の部分を符号１３Ｌで示す。
【００２５】
第１工程では、図２（Ａ）に斜線で示すように、斜材１３の腐食部１３ａ（劣化部）を切除する。なお、この腐食部１３ａは実際に腐食していない部分を含んでいてもよい。
これにより、図２（Ｂ）に斜線で示すように、残された上側部分１３Ｕの下端部が第１取付部１３ｘ（取付領域）となり、下側部分１３Ｌの上端部（本実施形態では下側部分１３Ｌの大部分を占めているが端部と称する）が第２取付部１３ｙ（取付領域）となる。これら取付部１３ｘ、１３ｙは腐食されていないＨ形断面を有し、互いに離れている。
【００２６】
上記取付部１３ｘ、１３ｙを挟んでその外側に位置する一対の部位が後述する第１、第２の定着部１３ｍ、１３ｎとして提供される。本実施形態では、上記第１定着部１３ｍは上側部分１３Ｕにおいて上記第１取付部１３ｘの上側に隣接する。同様に第２定着部１３ｎは下側部分１３Ｌにおいて上記第２取付部１３ｙの下側に隣接する。
次の第２工程では、取付部１３ｘ，１３ｙの表面の塗装を削除して平滑にする（接合面の素地調整）。
【００２７】
上記斜材１３が破断すると、下弦材１１は下方に撓み、破断された斜材１３の下側の格点１５の位置も下方に変位する。
そこで、第３工程では、図１に仮想線で示すように、破断箇所近傍の下弦材１１を仮受ベント上のジャッキ手段５で持ち上げ、これにより、図２（Ｃ）に矢印で示すように、破断した斜材１３の下側の格点１５および斜材１３の第２取付部１３ｙを上方に変位させる。この格点１５の高さは最適とされる高さより低めに調整するのが好ましい。
【００２８】
また、上記斜材１３が床版１４近傍で破断すると、斜材１３の上側部分１３Ｕは長尺をなしているため、その自重により本来の位置より垂れる。そこで、上記第３工程では、チェーンブロックの本体を破断された斜材以外の橋梁１０の構成材（例えば上弦材１２や他の斜材１３）に装着し、チェーン端のフックを上記第１取付部１３ｘまたはその近傍に引っ掛けて図２（Ｃ）に矢印で示すように引き寄せることにより、上側部分１３Ｕと下側部分Ｌの互いの軸線を大まかに一致させる。
【００２９】
次の第４工程では、図２（Ｄ）および図４に示すように、２組の軸力付与装置２０を上記斜材１３の定着部１３ｍ，１３ｎ間に掛け渡す（軸力付与装置２０の設置）。
【００３０】
各軸力付与装置２０は、第１定着部１３ｍに着脱可能に固定される第１定着部材２１と、第２定着部１３に着脱可能に固定される第２定着部材２２と、これら定着部材２１，２２の両端部間に掛け渡された２つの引き付け手段３０とを主たる構成要素として備えている。
【００３１】
各引き付け手段３０は、必要箇所または全長にわたってねじが形成されたＰＣ鋼棒３１と、ジャッキ３４と、中空のラムチェア３５とを備えている。
【００３２】
上記鋼棒３１の一端部は、上記第２定着部材２２を径方向の遊びを有して貫通しており、この一端部に螺合されたナット３２が第２定着部材２２の下面に係止することにより、鋼棒３１が第２定着部材２２に連結されるようになっている。
【００３３】
上記鋼棒３１の他端部は、上記第１定着部材２１を径方向の遊びを有して貫通しており、この他端部が上記ジャッキ３４に連結されている。
本実施形態のジャッキ３４は、油圧駆動式のセンターホールジャッキであり、上記ラムチェア３５を介して第１定着部材２１の上面に設置されている。
上記鋼棒３１の他端部には上記ラムチェア３５内においてナット３３が螺合されている。なお、図４に示すようにナット３３と第１定着部材２１との間には、ワッシャ３３ａが介在されている。
【００３４】
上記ジャッキ３４は、図４に示すように、油圧によりピストン３６を軸方向に変位させるようになっている。このピストン３６には、テンションバー３７が貫通している。
上記テンションバー３７の一端部は、上記ラムチェア３５内において上記鋼棒３１の上端部にねじ込まれるようにして連結され、他端部がピストン３６から上方に突出している。
上記テンションバー３７の他端部にはナット３８が螺合されており、このナット３８とピストン３６との間には、ワッシャ３８ａとロードセル３９（軸力検出手段）が介在されている。
【００３５】
図２（Ｄ）に戻り、上記第４工程である軸力付与装置２０の設置工程について説明する。２組の軸力付与装置２０は、図３に示すように、Ｈ形鋼からなる斜材１３の一対のフランジ１３ｆに沿って配置される。
【００３６】
図２（Ｄ）、図３に示すように、第１定着部材２１を、斜材１３の上側部分１３Ｕにおける第１定着部１３ｍのフランジ１３ｆに当てた状態で、これら第１定着部２１とフランジ１３ｆを貫通するボルト４１とナット４２により両者を連結する。
【００３７】
同様に、第２定着部材２２を、斜材１３の下側部分１３Ｌにおける第２定着部１３ｎのフランジ１３ｆに当てた状態で、これら第２定着部２２とフランジ１３ｆを貫通するボルト４１とナット４２により両者を連結する。
【００３８】
上記のようにして、定着部材２１、２２は、斜材１３の軸方向と直交する方向に延び、その両端部が斜材１３から突出した状態で固定される。なお、この定着部材２１、２２の固定に先立って、定着部１３ｍ、１３ｎのフランジ１３ｆには上記ボルト４１を貫通させるためのボルト穴１３ｈ'（図２（Ｆ）にのみ示す）を形成しておく。
【００３９】
上記定着部材２１，２２を定着部１３ｍ、１３ｎに固定した後、鋼棒３１やジャッキ３４、ラムチェア３５等を定着部材２１，２２に組み付ける。
上記のようにして軸力付与装置２０を設置した後、次の第５工程では、図４（Ｂ）に示すように、ジャッキ３４を駆動し、そのピストン３６を上方に移動させる。これにより、このピストン３６がロードセル３９を介してナット３８を持ち上げ、これに伴いテンションバー３７が鋼棒３１を上方に引っ張る。
【００４０】
その結果、図２（Ｅ）に示すように、斜材１３の上側部分１３Ｕの第１取付部１３ｘと下側部分１３Ｌの第２取付部１３ｙが互いに引き寄せられる。換言すれば、上記破断された斜材１３の格点１５が持ち上げられる。
なお、図４（Ｂ）に示すように、ナット３３は、ワッシャ３３ａとともに第１定着部材２１の上面に着座した位置から、上方に変位する。
【００４１】
上記ロードセル３９の検出軸力が設定値に達したら、図２（Ｅ）、図４（Ｃ）に示すように、調整シム４５を、ワッシャ３３ａと第１定着部材２１の上面との間に差し込む。この調整シム４５はＣ字形状をなしており、ラムチェア３５の開口３５ａから挿入して鋼棒３１に差し込むことができる。
【００４２】
調整シム４５の差込後にジャッキ３４の駆動を停止する。上記ジャッキ３４の駆動停止により、上記調整シム４５にはナット３５の荷重が付与される。換言すれば、調整シム４５が鋼棒３１の引っ張り荷重を受け持つ。
【００４３】
上記調整シム４５の厚さは、橋梁１０の多数の格点１５が最適高さ（または許容範囲の高さ）になり、補修されるべき斜材１３を含む多数の斜材１３での引張荷重が最適値（または許容範囲）となるように、予め決定されている。
調整シム４５の厚さは、上記補修されるべき斜材１３での引張荷重が単位量増加した時の影響値に基づき骨組解析により算出する。
【００４４】
本実施形態では、上記調整シム４５の差込前における軸力の設定値は、算出された厚みの調整シム４５が受け持つ軸力より若干大きい値である。
上記第５工程に相前後して、取付部１３ｘ、１３ｙの一対のフランジ１３ｆ、ウエブ１３ｗにボルト穴１３ｈを形成する。
【００４５】
次の第６工程では、図１のジャッキ手段５による下弦材１１の持ち上げ状態を解除し、チェーンブロックを上側部分１３Ｕから外す。
次の第７工程では、図２（Ｆ）、図５に示すように、所定長さＬの３種類の板状の補修材５１，５２，５３を用いて、上側部分１３Ｌの第１取付部１３ｘと下側部分１３Ｕの第２取付部１３ｙとを連結する。
【００４６】
詳述すると、第１補修材５１は２枚用意され、その両端部が取付部１３ｘ、１３ｙのフランジ１３ｆの外面に当てられる。第２補修材５２は４枚用意され、取付部１３ｘ、１３ｙのフランジ１３ｆの内面に当てられる。そして、補修材５１，５２およびフランジ１３ｆを貫通する高力ボルト５５と、ナット５６により、補修材５１，５２の端部を取付部１３ｘ、１３ｙのフランジ１３ｆに摩擦接合する（固定する）。
【００４７】
第３補修材５３は２枚用意され、その両端部が上記取付部１３ｘ、１３ｙのウエブ１３ｗの両面に当てられる。そして、２枚の補修材５３とウエブ１３ｗを貫通する高力ボルト５５と、ナット５６により、補修材５３の端部を取付部１３ｘ、１３ｙのウエブ１３ｗに摩擦接合する（固定する）。
【００４８】
上記補修材５１〜５３による連結に先立って、上記取付部１３ｘ、１３ｙ間には、間詰め用鋼材５９が挿入される。この間詰め用鋼材５９は、斜材１３と等しいＨ形断面形状を有しており、その長さは上記連結端部１３ｘ、１３ｙの間隔と等しい。上記連結の際、間詰め用鋼材５９のフランジは取付部１３ｘ、１３ｙと同様に、ボルト５５とナット５６により補修材４１，４２の中間部に固定され、そのウエブは、取付部１３ｘ、１３ｙと同様に、ボルト５５とナット５６により２枚の補修材５３の中間部に固定される。
【００４９】
次の第８工程では、図２（Ｆ）に示すように軸力付与装置２０を補修された斜材１３から取り外す。
軸力付与装置２０を取り外すと、上記補修材５１〜５３には引張荷重が付与されるが、この引張荷重は、上記調整シム４５の挿入状態で軸力付与装置２０が負担した引張荷重と等しく、最適荷重（ないしは許容範囲の加重）である。また、調整シム４５の挿入状態で維持されている補修斜材１３の下側の格点１５の高さも変わらず、ひいては他の格点１５の高さも変わらず、全ての格点１５において最適高さ（ないしは許容範囲の高さ）が得られる。
【００５０】
上記第１実施形態において、図６に示すように第２定着部材２２と鋼棒３１とをユニバーサルジョイント６０を用いて連結してもよい。このユニバーサルジョイント６０は、中間要素６１と２つの端要素６２，６３と、中間要素６１を端要素６２，６３に回動可能に連結する連結要素６４，６５とを備えている。連結要素６４，６５の回動軸線は互いに直交している。一方の端要素６２には、第２定着部材２２を貫通するねじ棒６６の一端部がねじ込まれ、他方の端要素６３に鋼棒３１の端部がねじ込まれている。ねじ棒６６にはナット３２が螺合されていて、上記第２定着部材２２の下面に係止される。
【００５１】
上記ユニバーサルジョイント６０を用いれば、斜材１３の上側部分１３Ｕと下側部分１３Ｌの軸線がずれていても、軸力付与装置２０を確実に掛け渡すことができる。
ユニバーサルジョイント６０は、第１定着部材２１に設置されたジャッキ３４と鋼棒３１との間にも介在させてもよい。この場合、図４において第１定着部材２１を貫通する鋼棒の代わりにねじ棒を用い、このねじ棒にテンションバー３７を連結するとともに、ナット３３を螺合する。そして、このねじ棒と鋼棒３１とを上記ユニバーサルジョイント６０を介して連結する。
【００５２】
上記第１実施形態では下弦材１２をジャッキアップした状態で軸力付与装置２０を破断斜材１３に設置したが、破断による橋梁１０の変形量が小さい場合には、この下弦材１２のジャッキアップを省いてもよい。
【００５３】
次に、本発明の第２実施形態について図７を参照しながら説明する。本実施形態は、橋梁の斜材１３（腹材、構成材）が腐食しているものの、腐食の程度が軽微で破断していない場合の補修方法に関するものである。
【００５４】
最初の工程で、図７（Ａ）に示すように、腐食部１３ａ’（劣化部）を間隔をおいて挟む第１定着部１３ｍ、第２定着部１３ｎを定め、これら定着部１３ｍ、１３ｎに第１実施形態と同じ構成の軸力付与装置２０の定着部材２１，２２を固定することにより、軸力付与装置２０を設置する。
【００５５】
次に、軸力付与装置２０のジャッキ３４を駆動し、定着部１３ｍ、１３ｎを互いに引き付けるような軸力を発生させる。斜材１３には引張荷重が働いているが、軸力付与装置２０による軸力発生により、この斜材１３に働く引張荷重は減少し、やがてゼロになり、さらに軸力を増大させると圧縮荷重に変わる。
【００５６】
次に、ジャッキ３４による軸力付与状態で予め算出された厚さの調整シム４５をナット３３と第１定着部材２１との間に介在させる。本実施形態では斜材１１の定着部１３ｍ、１３ｎ間での相対変位量が小さいことが見込まれるので、調整シム４５は第１実施形態より薄い。
【００５７】
調整シム４５を差し込んだ後でジャッキ３４の駆動を停止する。その結果、軸力付与装置２０の軸力は調整シム４５により維持される。
【００５８】
上記調整シム４５による軸力維持状態で、図７（Ｂ）に示すように、腐食部１３ａを含む領域１３ｚ（取付領域）の表面の塗装を削除して平滑にする（接合面の素地調整）。この取付領域１３ｚは腐食部１３ａの軸方向両側に腐食されていない部位を含む。
【００５９】
次に、上記調整シム４５による軸力維持状態で、図７（Ｃ）に示すように、上記取付領域１３ｚにボルト穴１３ｈを形成し、次に、図７（Ｄ）に示すように、取付領域１３ｚに相当する長さの補修材５１’を取付領域１３ｚに当てて、高力ボルト５５とナットで固定する。斜材１３がＨ形鋼の場合には、第１実施形態と同様にして３種の補修材を固定する。
【００６０】
補修材５１’の固定が完了した後、図７（Ｄ）に示すように軸力付与装置２０を取り外す。
なお、上記取付領域１３ｚの素地調整、ボルト穴１３ｈの形成は軸力発生、維持の前に行っても良い。
【００６１】
次に、本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態も第２実施形態と同様に、橋梁の斜材１３（腹材、構成材）が腐食しているものの、破断していない場合の補修方法に関するものである。腐食の程度は第２実施形態より進んでいる。
第１の工程で図７（Ａ）に示すように軸力付与装置２０を斜材１３に設置し軸力を付与する点は、第２実施形態と同様である。
【００６２】
次の工程では、腐食部１３ａ’を切除する。切除した後で、２つに分かれた取付部の素地調整、ボルト穴形成を行い、第１実施形態と同様に補修材固定、軸力付与装置２０の取り外しを行う。図２（Ｅ）、図２（Ｆ）参照。
この第３実施形態では、腐食部１３ａ’の切除後に、軸力付与装置２０のジャッキ３４および調整シム３５による軸力の再調整を行い、その後で、補修材固定、軸力付与装置２０の取り外しを行うようにしてもよい。
【００６３】
本発明は上記実施形態に制約されず、種々の形態に採用可能である。例えば、補修される構成材は、断面矩形であってもよい。この場合には、ワンサイドボルトを用い、構成材の４つの外側面に合計４枚の補修材を当てて固定する。
調整シム４５をナット３３と第１定着部材との間に差し込む代わりに、ナット３３を回して下方に移動させ、ワッシャ３３ａを介して第１定着部材２１に締め付けるようにしてもよい。
【００６４】
軸力付与に際して、ロードセルの検出情報のみならず隣接する斜材に設けた歪みゲージの検出情報をも監視するようにしてもよい。
本発明は、トラス橋の垂直材、アーチ橋の垂直材や吊材等の補修にも適用することができる。
本発明の補修方法は、斜材等の構成材の一部ではなく、１本の構成材を補修材と置き換える場合にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の補修方法の第１実施形態が適用される橋梁を示す側面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、同補修方法を工程順に説明する概略側面図である。
【図３】同補修方法で用いられる軸力付与装置の平面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は同軸力付与装置の引き付け手段の要部を工程順に示す断面図である。
【図５】図２（Ｆ）におけるＶ−Ｖ線に沿う横断面図である。
【図６】定着部材と鋼棒の連結構造の変形例を示す概略側面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の補修方法の第２実施形態を工程順に説明する概略側面図である。
【符号の説明】
【００６６】
５ ジャッキ手段
１０ 橋梁
１２ 下弦材
１３ 斜材（腹材、構成材）
１３ａ、１３ａ' 腐食部（劣化部）
１３ｘ、１３ｙ 第１、第２の取付部（取付領域）
１３ｚ 取付領域
１３ｍ、１３ｎ 第１、第２の定着部
１５ 格点
２０ 軸力調整装置
２１，２２ 第１、第２の定着部材
３０ 引き付け手段
３１ 鋼棒
３３ ナット
３４ ジャッキ
３５ ラムチェア
３９ ロードセル（軸力検出手段）
４５ 調整シム
５１〜５３，５１' 補修材
５５ ボルト
５６ ナット
６０ ユニバーサルジョイント
【特許請求の範囲】
【請求項１】
橋梁に補修材を取り付けて補修する方法において、
上記橋梁において、上記補修材が取り付けられるべき取付領域を挟んで互いに離間する部位を、第１、第２定着部とし、
上記第１、第２定着部間に軸力付与装置を掛け渡すようにして設置し、
上記軸力付与装置により上記第１定着部と第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与し、
この軸力付与状態で上記補修材を上記橋梁の取付領域に当てて固定し、
上記補修材固定後に、上記軸力付与装置を橋梁から取り外すことを特徴とする橋梁補修方法。
【請求項２】
上記取付領域が橋梁の構成材の一部であり、上記第１、第２定着部が当該構成材において設定されることを特徴とする請求項１に記載の橋梁補修方法。
【請求項３】
上記構成材が劣化により破断しており、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、
上記軸力付与装置の設置工程に先立ち、上記劣化部を切除し、切除によって残された構成部材の互いに対向する端部を、上記取付領域となる第１、第２取付部として提供し、
これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材の両端部をこれら第１、第２取付部に固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡すことを特徴とする請求項２に記載の橋梁補修方法。
【請求項４】
上記構成材が垂直または垂直線に対して傾いて配置され、
上記軸力付与装置の設置に先立って、ジャッキ手段により上記破断した構成材近傍で橋梁を持ち上げ、
上記軸力付与装置を設置して上記軸力を付与した後に、上記ジャッキ手段による持ち上げを解除し、その後で上記補修材を固定することを特徴とする請求項３に記載の橋梁補修方法。
【請求項５】
上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、
上記構成材において、上記劣化部を挟む一対の部位を上記取付領域となる第１、第２取付部として定め、これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する一対の部位を上記第１、第２定着部として定め、
上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記劣化部を切除し、
その後で、上記第１、第２取付部に上記補修材の両端部を固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡すことを特徴とする請求項２に記載の橋梁補修方法。
【請求項６】
上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記構成材の取付領域がこの劣化部を含み、
上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材を上記取付領域に固定することを特徴とする請求項２に記載の橋梁補修方法。
【請求項７】
上記軸力付与装置が、第１，第２の定着部材と、これら第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備え、
上記第１、第２定着部材を上記第１、第２定着部にそれぞれ着脱可能に固定し、上記引き付け手段により上記第１，第２の定着部材を互いに近づけることにより、上記軸力を付与することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の橋梁補修方法。
【請求項８】
上記引き付け手段が軸力検出手段を備え、この軸力検出手段で検出された軸力が設定値になるように上記軸力を調整することを特徴とする請求項７に記載の橋梁補修方法。
【請求項９】
上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材に掛け渡された鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与することを特徴とする請求項７または８に記載の橋梁補修方法。
【請求項１０】
上記ジャッキは中空のラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内においてナットが螺合されており、
上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に調整シムを挿入し、この調整シムの厚さに対応した軸力を維持した状態で、上記補修材の固定を行うことを特徴とする請求項９に記載の橋梁補修方法。
【請求項１１】
橋梁に補修材を取り付ける際に、橋梁において上記補修材が取り付けられる取付領域を挟んだ第１、第２定着部間に掛け渡され、これら第１、第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与する軸力付与装置であって、
上記第１定着部に着脱可能に固定される第１定着部材と、上記第２定着部に着脱可能に固定される第２定着部材と、上記第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備えたことを特徴とする橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１２】
上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材間に掛け渡される鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与することを特徴とする請求項１１に記載の橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１３】
上記引き付け手段が、さらに中空のラムチェアと調整シムとナットを有し、上記ジャッキはこのラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内において上記ナットが螺合されており、
上記調整シムは、上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に挿入されることを特徴とする請求項１２に記載の橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１４】
上記鋼棒の一端部が上記一方の定着部材にユニバーサルジョイントを介して連結されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１】
橋梁に補修材を取り付けて補修する方法において、
上記橋梁において、上記補修材が取り付けられるべき取付領域を挟んで互いに離間する部位を、第１、第２定着部とし、
上記第１、第２定着部間に軸力付与装置を掛け渡すようにして設置し、
上記軸力付与装置により上記第１定着部と第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与し、
この軸力付与状態で上記補修材を上記橋梁の取付領域に当てて固定し、
上記補修材固定後に、上記軸力付与装置を橋梁から取り外すことを特徴とする橋梁補修方法。
【請求項２】
上記取付領域が橋梁の構成材の一部であり、上記第１、第２定着部が当該構成材において設定されることを特徴とする請求項１に記載の橋梁補修方法。
【請求項３】
上記構成材が劣化により破断しており、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、
上記軸力付与装置の設置工程に先立ち、上記劣化部を切除し、切除によって残された構成部材の互いに対向する端部を、上記取付領域となる第１、第２取付部として提供し、
これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材の両端部をこれら第１、第２取付部に固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡すことを特徴とする請求項２に記載の橋梁補修方法。
【請求項４】
上記構成材が垂直または垂直線に対して傾いて配置され、
上記軸力付与装置の設置に先立って、ジャッキ手段により上記破断した構成材近傍で橋梁を持ち上げ、
上記軸力付与装置を設置して上記軸力を付与した後に、上記ジャッキ手段による持ち上げを解除し、その後で上記補修材を固定することを特徴とする請求項３に記載の橋梁補修方法。
【請求項５】
上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記補修材が当該構成材の劣化部を含む部位と取替えるために用いられ、
上記構成材において、上記劣化部を挟む一対の部位を上記取付領域となる第１、第２取付部として定め、これら第１、第２取付部を挟むようにしてその外側に位置する一対の部位を上記第１、第２定着部として定め、
上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記劣化部を切除し、
その後で、上記第１、第２取付部に上記補修材の両端部を固定することにより、この補修材を第１、第２取付部間に掛け渡すことを特徴とする請求項２に記載の橋梁補修方法。
【請求項６】
上記構成材が劣化しているものの未だ破断しておらず、上記構成材の取付領域がこの劣化部を含み、
上記第１、第２定着部に上記軸力付与装置を掛け渡して上記軸力を付与した状態で、上記補修材を上記取付領域に固定することを特徴とする請求項２に記載の橋梁補修方法。
【請求項７】
上記軸力付与装置が、第１，第２の定着部材と、これら第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備え、
上記第１、第２定着部材を上記第１、第２定着部にそれぞれ着脱可能に固定し、上記引き付け手段により上記第１，第２の定着部材を互いに近づけることにより、上記軸力を付与することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の橋梁補修方法。
【請求項８】
上記引き付け手段が軸力検出手段を備え、この軸力検出手段で検出された軸力が設定値になるように上記軸力を調整することを特徴とする請求項７に記載の橋梁補修方法。
【請求項９】
上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材に掛け渡された鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与することを特徴とする請求項７または８に記載の橋梁補修方法。
【請求項１０】
上記ジャッキは中空のラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内においてナットが螺合されており、
上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に調整シムを挿入し、この調整シムの厚さに対応した軸力を維持した状態で、上記補修材の固定を行うことを特徴とする請求項９に記載の橋梁補修方法。
【請求項１１】
橋梁に補修材を取り付ける際に、橋梁において上記補修材が取り付けられる取付領域を挟んだ第１、第２定着部間に掛け渡され、これら第１、第２定着部に、互いを引き寄せる方向の軸力を付与する軸力付与装置であって、
上記第１定着部に着脱可能に固定される第１定着部材と、上記第２定着部に着脱可能に固定される第２定着部材と、上記第１，第２の定着部材間に掛け渡された引き付け手段とを備えたことを特徴とする橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１２】
上記引き付け手段が、上記第１、第２定着部材間に掛け渡される鋼棒と、ジャッキとを有し、この鋼棒の一端部が上記第１、第２の定着部材の一方に連結され、その他端部が他方の定着部材を貫通して上記ジャッキに連結され、上記ジャッキは当該他方の定着部材において当該一方の定着部材の反対側に設置され、上記鋼棒を引っ張ることにより、上記軸力を付与することを特徴とする請求項１１に記載の橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１３】
上記引き付け手段が、さらに中空のラムチェアと調整シムとナットを有し、上記ジャッキはこのラムチェアを介して上記他方の定着部材に設置され、上記鋼棒には上記ラムチェア内において上記ナットが螺合されており、
上記調整シムは、上記ジャッキにより鋼棒を引っ張った状態で、上記ナットと上記他方の定着部材との間に挿入されることを特徴とする請求項１２に記載の橋梁補修用軸力付与装置。
【請求項１４】
上記鋼棒の一端部が上記一方の定着部材にユニバーサルジョイントを介して連結されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の橋梁補修用軸力付与装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−２８０９８０（Ｐ２００９−２８０９８０Ａ）
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１３１５５２（Ｐ２００８−１３１５５２）
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年２月１日 社団法人土木学会中部支部発行の「平成１９年度土木学会中部支部研究発表会 講演概要集」に発表
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月３日（２００９．１２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年５月２０日（２００８．５．２０）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り 平成２０年２月１日 社団法人土木学会中部支部発行の「平成１９年度土木学会中部支部研究発表会 講演概要集」に発表
【出願人】（０００１１０２５１）トピー工業株式会社 (255)
【Ｆターム（参考）】
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