JP2001115415A - 鉄道高架橋用桁及びその架設方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性、耐震性に富み、軽量、安価で架設工
の省力化、架設工期の短縮等を追求した急速施工に最適
な鉄道高架橋用桁を提供する。 【解決手段】 １軌道ごとに独立の１主桁から構成さ
れ、ウエブを軌条直下に配設したプレテンション方式の
プレキャストプレストレストコンクリートホロー桁で、
アンカーボルト挿入孔及び落橋防止連結具取付部を備
え、側面に鋼製張出部材からなる歩廊及び高欄を取付け
た桁である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は鉄道高架橋用桁及び
その架設方法に関し、軽量・安価で耐震性向上に有利な
主桁及び補助桁、また架設工の省力化、架設工期の短縮
等を追求した急速施工に最適な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の鉄道高架橋としては、ビームスラ
ブ式ラーメン構造による高架橋が多く建設されてきた。
その形状を図１２、図１３に例示した。図１２は従来の
ラーメン構造の鉄道高架橋の側面図、図１３（ａ）は図
１２のＣ−Ｃ矢視図（橋脚部）、図１３（ｂ）は図１２
のＤ−Ｄ矢視図（スラブ部）でそれぞれ左右半分のみを
示している。図１２に示すとおり、地盤１１０上に多数
の場所打ち鉄筋コンクリートの橋脚１０１を列設し、そ
れと一体に場所打ち鉄筋コンクリートスラブ１０２を構
築して軌道版とし、同じく場所打ち鉄筋コンクリートの
壁高欄１０３を設けたものである。またコンクリートス
ラブの側端に電車柱１０７を立設し、架線１０８を支持
している。通常、この鉄筋コンクリートスラブ橋１００
の橋脚１０１のスパンは６〜１０ｍ程度である。また、
複線区間ではコンクリートスラブ１０２は上下線一体に
構築されており、スラブの幅は約１１ｍとなっている。

【０００３】図１３（ａ）は橋脚１０１と一体の場所打
ち鉄筋コンクリートのスラブ１０２上にバラスト路床１
０４を形成し、枕木１０５及び軌条１０６を敷設し軌道
を形成する。１０９は建築限界を示すものである。

【０００４】このラーメン構造の場所打ち鉄筋コンクリ
ートスラブ橋１００は、コンクリートスラブ１０２及び
橋脚１０１が一体のコンクリートで形成されており、振
動および騒音が伝達されやすい。また、列車の走行負荷
がコンクリートスラブ１０２の腹を加振し、騒音・振動
の発生源となるので、これを防止するため、重量が大き
く減衰効果の大きいバラスト路床を形成している。この
ため上部構造が重い構造となり、地震時の耐震性を確保
するために橋脚１０１は剛性の高いものが必要となる。
また、建設現場で鉄筋の組立て、型枠の組払い、コンク
リート打設などの煩雑な現場作業を必要とし、長い施工
期間を要するという問題があった。

【０００５】一方、プレキャストコンクリート桁部材を
用いて道路橋を構築する技術では、通常、Ｔ桁又は箱桁
を多数本並べて橋脚上に架設し、これらの桁同士を現場
打ちの横桁で連結し、橋面舗装を施している。この場
合、横桁を施工するため足場、型枠が必要となり、現場
での作業が煩雑なものとなる問題があった。また直上高
架橋の施工の場合、足場が車輌限界を越えるという問題
もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ラーメン構造の鉄道高
架橋のもつ上記問題を解決する方策として、橋脚上に桁
を架設する構造が考えられる。この場合、新設の路線の
建設に限らず、営業運転中の現在線の改良工事としてそ
の路線の直上に新設線を建設する直上高架橋などもあ
り、現場での作業及び交通規制などに及ぼす影響を最小
限に止め、また狭隘な市街地での施工も可能なものとす
る必要がある。騒音等環境への配慮を要し、さらに、軽
量で下部工への負担が少なく急速施工が可能な合理的な
構造及び施工方法の開発が必要である。

【０００７】本発明は、この要請に応えるべく、軽量、
高強度で必要最小限の断面を有し、全面的なプレキャス
ト化、プレファブ化を進め、場所打ち鉄筋コンクリート
構造に替えて、急速施工が可能で、合理的な構造の鉄道
高架橋用桁及びその架設方法を提供することを目的とす
るものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたもので、１軌道ごとに独立の１
主桁とし、上床版はフローティング型ラダー軌道載置幅
と同等の幅を有し、桁長手方向端部にアンカーボルト挿
入孔及び落橋防止連結具取付部を備え、ウエブを軌条直
下に配設したプレキャストコンクリートホロー桁である
ことを特徴とする鉄道高架橋用桁を提供する。

【０００９】本発明の鉄道高架橋用桁は１本のプレキャ
ストコンクリート桁を１軌道当たり１主桁とした点に最
も特徴がある。ここで、１軌道とは２条の軌条からなる
単線分の鉄道軌道をいう。また、ラダー枕木は縦枕木を
横つなぎ材で梯子状に結合して形成したプレキャストコ
ンクリート製の枕木である。この鉄道高架橋用桁は１軌
道に対して独立の１主桁を用いる。従来道路橋では多数
の桁で構成される場合は現場打ちコンクリートである横
桁にアンカーボルト、落橋防止装置を設置しているが、
本発明のプレキャストコンクリート桁は、桁自身の端部
にアンカーボルト挿入孔、及び落橋防止連結具取付部を
備えている。

【００１０】本発明の適用される鉄道高架橋では、上面
にフローティング型ラダー軌道を採用することが好まし
い。フローティング型ラダー軌道は、軌条とラダー枕木
とからなる複合軌条の下面に、防振装置又は防振ゴムを
介装した多数の支持部を間欠的に取り付けた構造の軌道
である。このフローティング型ラダー軌道は走行車輌か
ら桁上面に伝達される振動エネルギーを大幅に低減する
ことができるものである。さらに、本発明のプレキャス
トコンクリート桁と橋脚との間に例えば、ゴム沓等の弾
性をもつ支承を介装し、鉄道車輌の通過による振動が脚
部に伝達されないようにすると一層好ましい。

【００１１】本発明の桁は、１軌道の車輌及び軌道荷重
を支えるために最小限必要な構造部分をプレキャストコ
ンクリートとし、鉄道高架橋の基本設計思想の下で最も
軽量な上部構造を実現することができ、桁のプレキャス
ト化を図り、軽量化、耐震性の確保が容易となる。この
ようなプレキャストコンクリート桁としてプレテンショ
ン方式によるプレストレストコンクリート桁が最も好適
である。プレキャストプレストレストコンクリート桁
は、鉄道高架橋構造の好適なスパンに対して、陸上運搬
可能な寸法及び重量（幅２．５ｍ以内、長さ２４ｍ以
内、重量３０トン以内）の範囲内で容易に設計すること
ができ、優れた品質の規格化された耐久性に富むプレキ
ャストコンクリート桁を品質管理の行き届いた工場で大
量生産することができる。

【００１２】本発明の構造では、列車荷重および軌道の
単線分を支える構造体をプレキャストコンクリート桁と
し、橋側歩道等の付帯構造は、軽量な構造を軌道支持桁
に取り付けることとした。このため、桁には、鋼製張出
部材からなる歩廊や高欄を取付けるボルトを桁の上床版
側面及びウエブ側面に備えた構造とする。鋼製張出部材
は水平材と斜材とで形成した橋側歩道ブラケットとし、
このブラケットをプレキャストコンクリート桁長手方向
に間隔をあけて取り付け、水平材上面にプレキャスト板
を掛け渡し、歩廊や高欄を取付可能な軽量な構造のもの
とする。

【００１３】なお、歩廊や高欄を主桁とは分離した別体
のプレキャストコンクリート製の補助桁によって形成し
てもよく、このようなコンクリート補助桁は耐久性、防
食性等の面で優れており、また、この場合、主桁に取り
付けるのではなく、独立の補助桁を橋脚上に載置するだ
けで良いので施工工期短縮の効果が増大する。

【００１４】また、本発明の鉄道高架橋用桁として、前
記の主桁を桁長手方向縦２つ割りプレキャストコンクリ
ート部材とし、その下床版に２つ割部材を互いに結合す
る結合鉄筋を露出し、上床版は現場打ちコンクリートと
したことを特徴とする鉄道高架橋用桁を提供する。この
構造の桁では、一本のプレキャストコンクリート桁部材
の重量を制限重量の３０トン以内に納めて、桁の長さを
搬送制限長さの最大値まで長くすることができ、一層好
適な橋脚スパンの長い鉄道高架橋を容易に架設すること
ができる。この桁は、左右の部材を橋脚上に載せてから
下床版の露出フープ筋を力学的に結合し、この部分にコ
ンクリートを打設して下床版を連結し、上床版を現場打
ちコンクリートで施工する。

【００１５】次に、本発明の鉄道高架橋用桁の架設方法
は、上記した鉄道高架橋用桁をプレテンション方式のプ
レキャストプレストレストコンクリートで製作し、桁の
長さに合致するスパンの橋脚上に弾性支承を介して前記
桁を載置し、桁の端部を橋脚にアンカーボルトを介して
固定すると共に落橋防止連結具を施工することを特徴と
する。本発明のプレキャストコンクリート桁は線路方向
長さ寸法が橋脚のスパンに対応しているので、クレーン
を用いて橋脚上に容易に載置することができ、機械化施
工による現場作業の省力化と施工工期の短縮を図ること
ができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して、本発明の鉄
道高架橋用桁について説明する。

【００１７】図１は１軌道分を示す鉄道高架橋１０の部
分斜視図である。鉄道高架橋用桁であるプレキャストコ
ンクリート桁１１の上面にフローティング型ラダー軌道
６０を載置した一車線分を示してある。プレキャストコ
ンクリート桁１１はプレテンション方式によってプレス
トレスが導入された円形中空断面を有するプレキャスト
コンクリートホロー桁で、その側面には橋側歩道２１、
壁高欄２２を支持するブラケット２０が取り付けられて
いる。ブラケット２０は、プレキャストコンクリート桁
１１の上床版の側面に一端が固定された水平鋼材２３
と、桁のウエブの下縁に一端が固定されて他端が水平鋼
材２３の他端近傍に接続された斜め鋼材２４（方杖）と
で支持構を形成した構造となっている。水平鋼材２３上
には桁１１に沿ってプレキャストコンクリート歩道２１
を形成する床版が掛け渡してある。

【００１８】図２は、鉄道高架橋１０の一部分の側面図
で橋脚３０間にプレキャストコンクリート桁１１が掛け
渡され、桁１１にはプレキャスト壁高欄２２が設置さ
れ、付帯設備として給電のための電車柱１０７、架線１
０８が装架されている。橋脚３０間のスパンは１５〜２
４ｍ程度がプレテンション方式のプレストレストコンク
リート桁１１の製造、運搬の見地から理想的である。

【００１９】図３は鉄道高架橋１０の正面図で、図３
（ａ）は図２のＡ−Ａ矢視図、図３（ｂ）は図２のＢ−
Ｂ矢視図である。それぞれ複線の１軌道分を示してい
る。図３（ａ）は橋脚３０の位置のＡ−Ａ矢視図で、プ
レキャストコンクリート桁１１は橋脚３０上に支承３１
を介して支持されている。図３（ｂ）は支間中間部のＢ
−Ｂ矢視図である。桁１１の上面にはフローティング型
ラダー軌道６０が載置固定されている。フローティング
型ラダー軌道６０はプレキャストコンクリート製の梯子
状をしており、２本の軌条を一体的に支持する。プレキ
ャストコンクリート桁１１の側面には橋側歩道２１、壁
高欄２２を支持する橋側歩道ブラケット２０が取付けら
れている。

【００２０】図４は橋側歩道ブラケット２０の詳細図
で、水平鋼材２３及び斜め鋼材２４の各一端は桁１１に
ボルト２６で取り付けられ、それぞれ他端はボルトで接
合してある。図では水平鋼材２３及び斜め鋼材２４とし
て山形鋼を使用したものを示しているが、水平鋼材２３
をたとえばＨ形鋼にし、斜め鋼材２４を鋼管とすること
などは任意である。水平鋼材２３上にはプレキャスト板
２１を掛け渡し、信号ダクト２５などを載置している。
保守点検作業員の歩道として供される歩道２１は軽荷重
であるから、プレキャスト版２１は軽量な発泡コンクリ
ート製などとすれば好適である。

【００２１】図５は第１の実施例の鉄道高架橋用桁のプ
レキャストコンクリート桁１１の断面図である。この桁
は橋脚のスパンに対応する長さ寸法（ほぼ１２ｍ）を有
するもので、幅寸法はほぼ２．１ｍ、高さ寸法は０．９
〜１．１ｍである。桁内に円形断面の中空部１５を有す
るホロー桁である。トレーラ等の通常の道路輸送手段に
よって運搬可能な寸法及び重量を有する。ウエブ１３は
図示しない軌条の直下に配設されている。軌道が敷設さ
れる上床版１２は幅方向外側に突出している。上床版の
幅はフローティング型ラダー軌道を載置することができ
る幅である。プレキャストコンクリート桁１１は、軽
量、高耐荷力、高剛性を達成するために、プレテンショ
ン方式のプレストレストコンクリート構造で、下床版内
にＰＣ鋼材１６が配設されている。桁高、ＰＣ鋼材量、
桁断面は所要強度に対応して設計され、スターラップ鉄
筋１７，縦筋１８は捩り及び疲労寿命を考慮した寸法、
形状、配列となっている。

【００２２】また上床版１２の側面及びウエブ側面に歩
道ブラケット２０を取り付けるボルト２６が埋設されて
いる。他方のウエブ側面には、隣接するプレキャストコ
ンクリート桁と連結する金物を取り付けるボルト２７が
設けられている。これらのボルトはインサートをコンク
リート中に埋設することでも良い。

【００２３】以上の実施例では、プレキャストコンクリ
ート桁として円筒中空断面のホロー桁を示したが、設計
上必要な断面力を有するものであれば箱型断面でもよ
く、部分的に上面又は下面に開口を有する断面であって
もよい、本発明は、建設現場において鉄筋組立や型枠の
組払いなどを必要とする場所打ちコンクリートを排除し
て省力化、工期短縮を図ることが主眼であり、その精神
を逸脱しない範囲で変更を加えることは自由である。

【００２４】図６は桁１１の端部の縦断面図、図７はそ
の横断面図で、端部近傍にアンカーボルトを挿通する上
下貫通孔１９を示すものである。この貫通孔１９は例え
ば８０ｍｍφのシースを埋め込み、その下端側にはその
周囲をスパイラル筋で補強してある。

【００２５】図８は桁１１の端部の側面図、図９はその
正面図で、桁端部近傍のウエブ側面に落橋防止連結具挿
入孔３６を備えた突起３５を設けてある。本発明の鉄道
高架橋用桁は現場打ちのコンクリート横つなぎ材で連結
しない。従って落橋防止連結具は桁本体の側面に予め設
けて置くのである。

【００２６】図１０は本発明の第２の実施例を示すもの
で、図１１に示すような桁長手方向縦２つ割部材４０を
組み合わせて鉄道高架橋桁として架設した後の断面図で
ある。図１０の右半分は橋脚部の断面図、左半分は支間
中間部の断面図である。図１１は、図１０の主桁の縦２
つ割り部材４０の１個の断面を示している。縦２つ割部
材４０は、下床版の連結部にフープ筋４１を露出してお
り、左右の２つ割り部材４０の左右のフープ筋４１を交
差するように組み合わせ、フープ筋が形成するフープ内
に数本の縦筋４３を挿通し、コンクリートを打設して左
右の２つ割り部材４０を一体に連結する。このように桁
を縦２つ割り部材４０で形成すると、陸上搬送重量制限
内で桁の長さを長くすることができる。従って、橋脚の
スパンを２０〜２４ｍに設定することが可能となり、よ
り好適な鉄道高架橋を建設することが可能となる。縦２
つ割り部材４０の頂端には、上床版と結合する突出筋４
２が設けられており、上床版の鉄筋をこれに連結して組
み立て、上床版コンクリート４５を現場打ちする。図１
０に示すように橋脚部ではアンカーボルト４４によって
橋脚３０と桁端部とを結合する。また、橋脚３０の上面
と桁下面との間には、弾性材等からなる支承３１が介装
されている。桁上面には、フローティング型ラダー軌道
６０が載置されている。

【００２７】なお、図１０では、歩廊及び壁高欄を主桁
とは別体の補助桁５０で形成し、単独で橋脚３０上に架
設した例を示している。主桁との間はＴ字形鋼製蓋５２
で塞いでいる。複線の桁間の隙間も鋼製蓋５３で塞いで
いる。

【００２８】次に、本発明の鉄道高架橋用桁の架設手順
について説明する。 （ａ） 工場で製作したプレキャストコンクリート桁、
鋼製歩道ユニット、連結部材、防音パネル等を架設位置
に運搬する。 （ｂ） 橋脚の上部に支承を設けた後、揚重機を用いて
プレキャストコンクリート桁を支承の上に載置し、橋脚
とアンカーボルトで結合する。また、落橋防止措置を講
ずる。 （ｃ） 縦２つ割りの桁部材の場合は、橋脚上に桁を架
設し、左右の下床版を接続し、ついで上床版を施工す
る。 （ｄ） 歩道や高欄等の付帯設備をプレキャストコンク
リート桁に取り付ける。別体の補助桁を用いる場合は、
プレキャスト補助桁を橋脚上に架設する。

【００２９】以上の桁の架設が終了したら、フローティ
ング型ラダー軌道を敷設する。

【００３０】本発明ではプレキャストコンクリート桁の
長さ寸法が橋脚のスパンに対応しているので、スパンご
とに架設を行うことが出来、現場作業の大幅な低減と工
期短縮を図ることができる。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、鉄道高架橋を軽量、高
強度、高品質で、耐久性、耐震性に富む標準化されたプ
レキャストコンクリート桁によって構築することがで
き、架設工の省力化、架設工期の短縮等を追求した急速
施工を達成することができる。

【００３２】また、軌道として軽量かつ低振動・騒音の
フローティング型ラダー軌道を有効に用いることがで
き、振動、騒音が小さく、耐震性が高く、地震時におけ
る列車走行安全性に優れた鉄道高架橋を構築することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】単線分の鉄道軌道の斜視図である。

【図２】高架式鉄道高架橋の一部分の側面図である。

【図３】図２の正面図で、図３（ａ）は図２のＡ−Ａ矢
視図、図３（ｂ）は図２のＢ−Ｂ矢視図である。

【図４】橋側歩道ブラケットの詳細図である。

【図５】第１の実施例の鉄道高架橋用桁の断面図であ
る。

【図６】桁端部の縦断面図である。

【図７】図６の横断面図である。

【図８】桁端部の側面図である。

【図９】図８の正面図である。

【図１０】鉄道高架橋桁の架設後の断面図である。右半
分は橋脚部の断面図、左半分は支間中間部の断面図であ
る。

【図１１】主桁の縦２つ割り部材の断面図である。

【図１２】従来のラーメン構造の鉄道高架橋の側面図で
ある。

【図１３】図１２のＣ−Ｃ矢視図及びＤ−Ｄ矢視図であ
る。

【符号の説明】

１０ 鉄道高架橋 １１ プレキャストコンクリート桁 １２ 上床版 １３ ウエブ １４ 下床版 １５ 中空部 １６ ＰＣ鋼材 １７ スターラップ鉄筋 １８ 縦筋 １９ 貫通孔 ２０ ブラケット ２１ 歩道（プレキャスト版） ２２ 壁高欄 ２３ 水平鋼材 ２４ 斜め鋼材 ２５ 通信ケーブル箱（信号ダクト） ２６ 取付ボルト ２７ 取付ボルト ３０ 橋脚 ３１ 支承 ３５ 突起 ３６ 落橋防止連結具挿入孔 ４０ ２つ割り部材 ４１ フープ筋 ４２ 突出筋 ４３ 縦筋 ４４ アンカーボルト ４５ 上床版コンクリート ５０ 補助桁 ５１ 高欄 ５２、５３ 鋼製蓋 ６０ フローティング型ラダー軌道 １００ コンクリートスラブ橋 １０１ 橋脚 １０２ スラブ １０３ 壁高欄 １０４ バラスト路床 １０５ 枕木 １０６ 軌条 １０７ 電車柱 １０８ 架線 １０９ 建築限界 １１０ 地盤

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 涌井 一 東京都国分寺市光町２−８−38 財団法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 松本 信之 東京都国分寺市光町２−８−38 財団法人 鉄道総合技術研究所内 (72)発明者 森 拓也 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 株 式会社ピー・エス内 (72)発明者 中井 将博 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 株 式会社ピー・エス内 (72)発明者 渡辺 浩良 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 株 式会社ピー・エス内 (72)発明者 河村 幸典 東京都千代田区丸の内３丁目４番１号 株 式会社ピー・エス内 (72)発明者 天野 貞雄 東京都豊島区南池袋１丁目16番15号 西武 建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2D059 AA05 AA14 AA21 AA31 BB37 BB39 CC03 GG29 GG55

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １軌道ごとに独立の１主桁とし、上床版
   はフローティング型ラダー軌道載置幅と同等の幅を有
   し、桁長手方向端部にアンカーボルト挿入孔及び落橋防
   止連結具取付部を備え、ウエブを軌条直下に配設したプ
   レキャストコンクリートホロー桁であることを特徴とす
   る鉄道高架橋用桁。
2. 【請求項２】 主桁の上床版側面及びウエブ側面に鋼製
   張出部材からなる歩廊及び高欄を取付けるボルトを備え
   たことを特徴とする請求項１記載の鉄道高架橋用桁。
3. 【請求項３】歩廊、高欄は主桁とは別体のプレキャスト
   コンクリート製の補助桁としたことを特徴とする請求項
   １記載の鉄道高架橋用桁。
4. 【請求項４】主桁を２本のプレキャストプレストレスト
   コンクリート部材から形成される構造とし、その下床版
   位置に該部材を互いに結合する結合鉄筋を露出し、上床
   版は現場打ちコンクリートとしたことを特徴とする請求
   項１〜３のいずれかに記載の鉄道高架橋用桁。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の鉄道高架
   橋用桁をプレテンション方式のプレキャストプレストレ
   ストコンクリートで製作し、該桁の長さに合致するスパ
   ンの橋脚上に弾性支承を介して前記桁を載置し、該桁の
   端部を橋脚にアンカーボルトを介して固定すると共に落
   橋防止連結具を施工することを特徴とする鉄道高架橋用
   桁の架設方法。