JP2005307684A - プレキャストコンクリート床板の敷設装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、複合構造形式の橋梁形成工事において、簡便、安全、作業容易、かつ経済的な橋梁形成工事におけるプレキャストコンクリート床板の敷設装置を提供する。
【解決手段】本発明は、プレキャストコンクリート床板の敷設装置であり、長方形状プレキャストコンクリート床板と、プレキャストコンクリート床板を吊り上げかつ長手方向が橋軸方向となるよう略９０度旋回する吊り上げ旋回部材と、床板敷設位置まで橋軸方向前部へ移動させる移動部材と、移動後に、略９０度旋回して橋軸方向と略直角する方向に長手方向を向けた状態とし、所定の床板敷設位置へ降下して設置する降下設置部材と、を有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、橋脚あるいは橋台の上に架設された例えば鋼製主桁上にプレキャストコンクリート床板を架設して敷設するプレキャストコンクリート床板の敷設装置に関するものである。

従来より、鋼製の主桁上にプレキャストコンクリート床板を架設するいわゆる複合構造形式の橋梁架設工事は、概略次のような方法で行われている。

ａ）橋脚、橋台構築後、鋼製の主桁を架設する。

ｂ）工場製作したプレキャストコンクリート床板を現場まで運搬し、移動式クレーンで前記の鋼製主桁上に順次敷き並べる。

ｃ）プレキャストコンクリート床板の中に、ＰＣ鋼材を挿入緊張し、橋軸方向に一体化する。

ｄ）鋼製主桁上フランジとプレキャストコンクリート床板の間の空隙及びスタッドジベル部にモルタル等を注入し、鋼製主桁とプレキャストコンクリート床板を一体化させる。

また、プレキャストコンクリート床板の架設方法としては、
ａ）プレキャストコンクリート床板を供給する方向から架設する方法。

ｂ）プレキャストコンクリート床板を供給する方向と逆の方向から架設する方法。
の２方法があるが、本発明については前記ａ）の方法が前提となっており、当該ａ）の方法に限定して使用されることとなる。

ところで、前記プレキャストコンクリート床板を主桁上の所定位置に敷設するためには、当該プレキャストコンクリート床板をクレーン等で吊り上げ、所定の敷設位置まで移動する必要がある。

そして、前記クレーンの据え付け位置については、現場の状況の応じて、橋台の背後に置かれたり、橋脚付近の地上に置かれることもある。

尚、トラッククレーンやクローラークレーンに代わり、いわゆる床板架設専用のクレーン５０が使用されることもある（図５、図６参照）。

ここで、図５，図６に示すいわゆる床板架設専用のクレーン５０を使用したプレキャストコンクリート床板の敷設につき説明すると、
ａ）橋脚、橋台構築後に、鋼製の主桁を架設する。

ｂ）橋台の背後に、床板架設用クレーン及びプレキャストコンクリート床板運搬代車用のレールを敷設する。

ｃ）床板架設用クレーン及びプレキャストコンクリート床板運搬台車を組み立てて、上記レール上に設置する。

ｄ）次いで工場製作したプレキャストコンクリート床板を、現場まで運搬し、前記の運搬台車に積み替え、床板架設用クレーンの直後まで運搬する。

ｅ）床板架設用クレーンで、最初のプレキャストコンクリート床板を台車上から取り込み、サークルモノレール５１で旋回運動し、前方の主桁上に配置する。

ｆ）床板架設用クレーン用レールを前方に盛替え、プレキャストコンクリート床板運搬台車用のレールを前方に継ぎ足す。（各板１枚分）
ｇ）床板架設用クレーンを床板１枚分前方に移動する。

ｈ）２枚目のプレキャストコンクリート床板を、現場まで運搬し、運搬台車に積み替える。

ｉ）床板架設用クレーンで、２枚目のプレキャストコンクリート床板を主桁上に配置する。

ｊ）床板架設クレーン用レールを前方に盛替え、プレキャストコンクリート床板運搬台車用のレールを前方に継ぎ足す。

ｋ）床板架設用クレーンを床板１枚分前方に移動する。

ｍ）同様の手順で作業を繰り返し、すべてのプレキャストコンクリート床板を配置した後、それらプレキャストコンクリート床板にＰＣ鋼棒を挿入して緊張し、橋軸方向に一体化させる。

ｏ）主桁上フランジとプレキャストコンクリート床板の間の空隙及びスタッドジベル部にモルタル等を注入し、主桁とプレキャストコンクリート床板を一体化させる。

社団法人プレストレスコンクリート建設業協会著「ＰＣ道路橋計画マニュアル」 平成元年１１月

ところで、従来のトラッククレーン、クローラークレーンを使用したプレキャストコンクリート床板の敷設については以下のよう課題がある。

トラッククレーン、クローラークレーンを使用した場合
（ａ）トラッククレーン、クローラークレーンを使用し、その据付位置を橋面上にすると、プレキャストコンクリート床板の取り込みから据付までに、そのクレーンを中心に鉛直軸廻りに１８０度回転させなければならない。

すると、この方法では、架設する橋梁の両側に建物等の障害物がある場合には、作業が困難となる。
（ｂ）トラッククレーン、クローラークレーンを使用し、その据付位置を桁下（橋脚側方の地上）にすると、作業半径、揚程が大きくなり、クレーンは大型のものが必要になる。このため、損料が高いなり、工事費が嵩む。

尚、上記の場合は、橋梁の側方に工事用道路が必要であり、それが設けられるというのが、前提条件となる。

床板架設専用クレーン５０を使った場合
（ａ）従来の床板架設専用クレーンを使った場合、プレキャストコンクリート床板据付位置での、橋軸方向、同直角方向の微調整、鉛直軸廻りの回転による微調整が必要であるが、それらの作業が困難である。
（ｂ）サークルモノレール５１で旋回作業をすると、その床板荷重の移動によって、一方の鋼桁に大きな反力が作用する。
（ｃ）従来の床板架設専用クレーン５０を使った場合、プレキャストコンクリート床板を台車から取り込んだあと、据付位置までの運搬距離が長く、サイクルタイムが長くなる。この結果、工期が長くなる。

かくして、本件発明は、前記の事情に鑑みて創案されたもので、例えば、鋼製主桁上にプレキャストコンクリート床板を架設するいわゆる複合構造形式の橋梁形成工事において、簡便、安全、作業容易、かつ経済的な橋梁形成工事におけるプレキャストコンクリート床板の敷設装置を提供することを目的とするものである。

本発明によるプレキャストコンクリート床板の敷設装置は、
橋脚、橋台上に橋軸方向へ延出する主桁を架設すると共に、架設された主桁上へプレキャストコンクリート床板を、該プレキャストコンクリート床板を供給する方向から順次敷設し、橋梁を形成するプレキャストコンクリート床板の敷設装置であり、
橋軸方向と略直角する方向に長手方向を向けた状態で運搬台車に載置された長方形状プレキャストコンクリート床板と、
前記プレキャストコンクリート床板を吊り上げ、かつ長手方向が橋軸方向となるよう略９０度旋回する吊り上げ旋回部材と、
長手方向を橋軸方向と平行にして吊り上げられた前記プレキャストコンクリート床板を床板敷設位置まで橋軸方向前部へ移動させる移動部材と、
前記移動後に、略９０度旋回して橋軸方向と略直角する方向に長手方向を向けた状態とし、所定の床板敷設位置へ降下して設置する降下設置部材と、
を有することを特徴とし、
または、
前記プレキャストコンクリート床板の敷設装置には、
前記吊り上げ旋回部材でプレキャストコンクリート床板の橋軸方向と略直角する方向となるよう微調整可能とされ、かつ前記移動部材で橋軸方向の設置微調整が可能とされ、橋軸直角方向微調整部材で敷設する各プレキャストコンクリート床板の長手方向両端面を面一とする微調整が可能とされた、
ことを特徴とするものである。

本発明によるプレキャストコンクリート床板の敷設装置であれば、
（１） プレキャストコンクリート床板敷設の際の橋軸方向における敷設位置微調整操作、橋軸直角方向における敷設位置微調整操作及び鉛直軸廻りの回転による敷設位置微調整操作が容易にできるようになった。
（２） プレキャストコンクリート床板の回転スペースが小さいスペースですむため、建設する橋梁の両側に、たとえ障害物があるような狭隘な作業場所でも容易にプレキャストコンクリート床板を敷設できるようになった。
（３） 床板を吊上げた後、それが敷設されるまで、常に橋梁中心線上で保持されているので、鋼製からなる主桁への反力の変化はほとんどない。
（４） 運搬台車から吊り上げられて、その後プレキャストコンクリート床板据付位置まで移動させる移動距離が常に最短距離を通って行われるので、プレキャストコンクリート床板敷設作業の１サイクルに費やされる時間が短いものとなり、全体としての工期の短縮に大きく寄与するものとなる。
（５） コンクリート床板敷設作業業が一人のオペレーターと補助員で行えるので、労力省力化に大きく寄与できる。
（６） プレキャストコンクリート床板架設のためのクレーン全体重量を軽くすることが出来る。
（７） 上記の結果、プレキャストコンクリート床板の敷設に関する経済性も大きく向上するものとなった。

等優れた効果を奏する。

以下、本発明によるプレキャストコンクリート床板の敷設装置につき図に示す実施例によって説明する。

図１から理解されるように、既に立設された橋脚、橋台３５（図７参照）上に橋軸方向へ向かって延出する鋼製の主桁５、５が架設されている。

しかして、この主桁５、５上に複数枚のプレキャストコンクリート床板２が敷設されて橋梁が形成される。

本発明はこのプレキャストコンクリート床板２の敷設に際し、プレキャストコンクリート床板２を供給する方向から順次敷設するタイプのプレキャストコンクリート床板の敷設装置である（従来例を示す図７参照）。

本発明でのプレキャストコンクリート床板２は図１などに示すように略長方形状をなしており、このようなプレキャストコンクリート床板２を前記の主桁５、５上に並べて敷設する。

ここで、符号１はプレキャストコンクリート床板２を敷設する敷設装置３９及びプレキャストコンクリート床板２の運搬台車３用のレール４を支持する枕木であり、既に敷設したプレキャストコンクリート床板２上に設けられる。

該枕木１は、構造力学上、鋼製主桁５の直上に設けるのが望ましく、本実施例ではプレキャストコンクリート床板２と前記主桁５を一体化させるスタッド６などの直上に設けてある。

横断勾配がある場合は、枕木１の下にレベル（高さ）調整ピース７を挿入することもある。

しかして、枕木１の上にはプレキャストコンクリート床板２を敷設する敷設装置３９及びプレキャストコンクリート床板２の運搬台車３が走行するためのレール４が架設されるものとなる。

ここで、プレキャストコンクリート床板２を敷設する敷設装置３９は、レール４の上でしか移動することが出来ないので、特に曲線を有する橋梁の構築に際してはレール４の長さやレール４の方向等を事前に十分計画しておく必要がある。

図２から理解されるように、符号８は走行装置を示し、該走行装置８は敷設装置３９を橋軸方向に前進走行、後退走行させるものである。該走行装置８は橋軸直角方向に延出して両端にレール４上を走行する車輪１０、１０を有する例えば略長方形状をなす走行装置本体３８と前記車輪１０を駆動させる駆動モーター９とを有して構成されている。

そして、この走行装置８は敷設装置３９を構成する下部横梁１１に固定取り付けされる。尚、横断勾配がある場合は、下部横梁１１との間にレベル（高さ）調整ピース７を挿入することもある。

敷設装置３９の構成部品である下部横梁１１はその下方側には走行装置８、上方側には敷設装置３９を構成する支柱１２及びブレース材１３と各々固定されている。

下部横梁１１は橋軸直角方向に延出する梁であり、間隔を開けて前方と後方に２本設けられる。そして、この２本の下部横梁１１、１１は下部連結梁３７、３７で方形枠状に連結されている（図３参照）。

当該下部横梁１１についても橋軸直角方向に常に水平を保つよう上記レベル調整ピース７で調整される。

前記下部横梁１１の上からは、略垂直方向に立設する４本の支柱１２が設けられている。そして、この支柱１２間にはブレース材１３で連結されて支柱１２の立設強度向上が図られている。

プレキャストコンクリート床板２を運搬台車３から架設位置までの運搬を支持するのと、１８０度回転させるのを支持するため、図１から理解されるように、支柱１２の位置はその中の２本は例えば走行装置８の上側から、他の２本の支柱１２は下部横梁１１の上から幅方向中央よりの位置から設けられ、運搬及び回転用のふところを確保できる様構成されている。

これにより、支柱１２は一方の鋼製主桁５側に片寄り、プレキャストコンクリート床板２は常に２本の鋼製主桁５の中心で運搬され、回転させることができるものとしされている。

敷設装置３９を構成する上部フレーム１４は支柱１２及びブレース材１３の上端に固結された、橋軸直角方向に橋梁中心線を越えて張出して構成されており、該上部フレーム１４で懸垂用レール１５、１５を保持するものとされる。

懸垂用レール１５は、上部フレーム１４に保持されており、本実施例においては橋軸方向に支柱１２から前後に各々約２ｍの突き出し長さを有して橋軸方向に向け所定間隔をあけて平行間隔で２本配置されている。

ここで、後方の突き出し部１６は、運搬台車３からプレキャストコンクリート床板２を取り込むため設けられているものであり、前方の突き出し部１７はプレキャストコンクリート床板２を据え付けるために必要な長さとしてある（図２参照）。

尚、この突き出し部１６、１７の突き出し長さは、プレキャストコンクリート床板２の形状寸法に応じて変化させることが出来る。

電動トロリー１８は、プレキャストコンクリート床板２を吊り上げて上記懸垂用レール１５、１５に沿って橋軸方向に走行する。

そして、該電動トロリー１８は各々の懸垂用レール１５、１５に１台ずつ配置されており、それらの下方は上部横梁１９でヒンジ連結されている。走行時には２台の電動トロリー１８、１８は連動して走行する様構成されている。

上部横梁１９はその両端部が電動トロリー１８に保持されて吊り下げられており、中央部には電気チェーンブロック吊下げ金具２０と橋軸直角方向微調整装置２１を保持している。また、その一端側には小型油圧ユニット２２が搭載されている。

電気チェーンブロック吊下げ金具２０は、上部横梁１９に跨座し、かつ橋軸直角方向に摺動可能に取り付けられている。そしてその下方には、電気チェーンブロック２３のフック２４を引っ掛けるためにピン２５が挿入されている。

橋軸直角方向微調整装置２１は、図４に示すように、電気チェーンブロック吊下げ金具２０の上方空間内に設けられた串型ジャッキ２６と、上部横梁１９上に設けられた反力受金具２７からなる。

串型ジャッキ２６は、電気チェーンブロック吊下げ金具２０に固定されており、シリンダ２９は橋軸直角方向に±１００ｍｍ移動出来るよう構成されている。

串型ジャッキ２６のシリンダ２９を一方の側に伸ばすと、シリンダ２９の先端が反力受金具２６に当たり、上部横梁１９に跨座し、かつ橋軸直角方向に摺動可能に取り付けられている電気チェーンブロック吊下げ金具２０が、反対側に移動することになる。

このような方法で、プレキャストコンクリート床板２の橋軸直角方向据え付け位置を微調整することができる。

また、位置決め後は油圧バルブを閉めることにより、微調整後の位置を保持することができる。

電気チェーンブロック２３はプレキャストコンクリート床板２の吊下げ、吊降しのために使用されるものであり、市販の一般的な電気的に駆動するチェーンブロックが使用される。

符号３０はプレキャストコンクリート床板２の吊り上げ、吊り降ろし用の吊金具３０である。

上方には電気チェーンブロック２３のフック２４を引っかける引っ掛け用ピン２５があり、下方にはプレキャストコンクリート床板２に固定するＰＣ鋼棒３１、あるいはプレキャストコンクリート床板２を吊下げるワイヤー３２等が設けられている。

しかして、プレキャストコンクリート床板２の形状、構造等にあわせて、その都度設計制作することが可能となっている。

ところで、前記フック２４の基端部分に水平方向に９０度旋回しうる様に構成された旋回部材３６が設けられている。旋回部材３６の構成については何ら限定されるものではないが、本実施例においてはフック２４の基端部分側を水平方向へ回転できるように係止させ、外側の外周溝に複数個のベアリングを挿入して、前記フック２４が水平方向へスムーズに回転できるように構成されている。

これにより吊り上げられたプレキャストコンクリート床板２は９０度時計回りにスムーズに回転できるものとされている。

図２に示すように発電機３２によって敷設装置の走行装置８、電気トロリー１８、電気チェーンブロック２３、橋軸直角方向微調整装置２１の動力がまかなわれている。

そして、該発電機は３２は下部横梁１１の上に搭載されており、その重量によりカウンターウェイトとしても機能している。

カウンターウェイト３３は本発明による敷設装置のすべての作業中での転倒安全性を保つため、下部横梁１１の上に搭載されており、鋼製またはコンクリート製のものが使用される。

符号３は自走式の運搬台車であり、該運搬台車３によりプレキャストコンクリート床板２を、橋台背後の積み替えヤードから、架設クレーン直後まで運搬することとなる。

さらに、発電機搭載台車３４には前記自走式の運搬台車３の駆動装置４０に動力を供給する発電機３２が搭載されている。

次に、プレキャストコンクリート床板２用の敷設装置である架設クレーンなどを用いた概略の架設方法について説明する。

架設の方法についての概略は従来とほぼ同様であるが、細部において本発明の敷設装置３９には創作性があり、新規性が見られる。

ａ）まず、橋脚、橋台３５構築後に、鋼製の主桁５、５が架設される。

ｂ）橋脚、橋台３５の背後に、床板架設用クレーン４１及びプレキャストコンクリート床板運搬台車用のレール４を敷設する。

ｃ）床板架設用クレーン４１及びプレキャストコンクリート床板運搬台車３を組み立てて、上記レール４上に設置する。

ｄ）工場制作したプレキャストコンクリート床板２を、現場まで運搬し、運搬台車３に積み替える。

ｅ）床板架設用クレーン４１で、最初のプレキャストコンクリート床板２を運搬台車３から取り込み、鋼製の主桁５上に配置する。

ｆ）床板架設クレーン用レール４を前方に盛替え、かつプレキャストコンクリート床板運搬台車用のレール４を前方に継ぎ足す（例えば各プレキャストコンクリート床板１枚分）。

ｇ）床板架設クレーンを床板１枚分前方に移動する。

ｈ）２枚目のプレキャストコンクリート床板２を、敷設現場まで運搬し、運搬台車３に積み替える。

ｉ）床板架設用クレーン４１で、２枚目のプレキャストコンクリート床板２を運搬台車３から取り込み、鋼製の主桁５上に配置する。

ｊ）床板架設クレーン用レールを前方に盛替え、プレキャストコンクリート床板運搬台車用のレールを前方に継ぎ足す（各プレキャストコンクリート床板１枚分）。

ｋ）床板架設クレーンを床板１枚分前方に移動する。

ｍ）同様の手順ですべてのプレキャストコンクリート床板２を運搬台車３から取り込み、鋼製の主桁５上に順次敷き並べる。

ｎ）プレキャストコンクリート床板２の中に、ＰＣ鋼材を挿入緊張し、橋軸方向に一体化する。

ｏ）鋼製の主桁５上フランジとプレキャストコンクリート床板の間の空隙及びスタッドジベル部にモルタル等を注入し、鋼製の主桁５とプレキャストコンクリート床板２を一体化させる。

そして、本発明での敷設装置３９を用いた架設方法では以下のｄ）乃至ｊ）の点などが従来に比し斬新な構造並びに方法となっている。

ａ）運搬台車３でプレキャストコンクリート床板２を敷設装置の直後まで運搬してくる。

ｂ）床板吊金具３０とプレキャストコンクリート床板２を固定あるいは連結する。

ｃ）電気チェーンブロック２３でプレキャストコンクリート床板２を吊上げ、地切りする。

ｄ）その場で、旋回部材３６により、プレキャストコンクリート床板２を９０度（図では時計回り）回転させる。これにより吊り上げられているプレキャストコンクリート床板２はその長手方向が橋軸方向と平行する方向とされる（図３の（２）参照）。

ｅ）次いで、移動部材である電動トロリー１８により、プレキャストコンクリート床板２を橋軸方向に向かい移動させて決められた据付位置上方まで運搬する（図３の（３）参照）。

ｆ）その据付位置上方の位置で、前記の旋回部材３６により、プレキャストコンクリート床板２を更に９０度（図では時計回り）回転させる。

これによりプレキャストコンクリート床板２は橋軸方向と略直角する方向に向けられることとなる（図３の（４）参照）。

ｇ）この状態から降下設置部材である電気チェーンブロック２３で、プレキャストコンクリート床板２をスタッドジベルの少し上まで、吊降ろす。

ｈ）前記の旋回部材３６を用い、プレキャストコンクリート床板２の据付方向、すなわちプレキャストコンクリート床板２の長手方向が橋軸方向と直角する方向に向き、かつ既設のプレキャストコンクリート床板２と接する設置方向となるように微調整する。

ｉ）さらに、電動トロリー１８によって、プレキャストコンクリート床板２を設置すべき橋軸方向の位置を微調整を行う。

ｊ）また、電動トロリー１８に設けられた橋軸直角方向微調整装置２１により、橋軸直角方向位置の微調整を行う。この微調整によりプレキャストコンクリート床板２の長手方向両端面が略面一となるように調整される。

ｋ）最後に、降下設置部材である電気チェーンブロック２３を起動し、プレキャストコンクリート床板２を鋼製主桁５上に、吊降ろして敷設完了となる。

本発明による敷設装置の構成を説明する構成説明図（その１）である。

本発明による敷設装置の構成を説明する構成説明図（その２）である。

本発明によるプレキャストコンクリート床板の回転移動状態を説明する説明図である。

橋軸直角方向微調整装置の概略構成を説明する説明図である。

従来例の構成を説明する説明図（その１）である。 従来例の構成を説明する説明図（その２）である。 プレキャストコンクリート床板２の敷設に際し、プレキャストコンクリート床板２を供給する方向から順次敷設する状態を説明する従来例の説明図である。

符号の説明

１ 枕木
２ プレキャストコンクリート床板
３ 運搬台車
４ レール
５ 主桁
６ スタッド
７ レベル調整ピース
８ 走行装置
９ 駆動モータ
１０ 車輪

１１ 下部横梁
１２ 支柱
１３ ブレース材
１４ 上部フレーム
１５ 懸垂用レール
１６ 後方の突き出し部
１７ 前方の突き出し部
１８ 電動トロリー
１９ 上部横梁
２０ 電気チェーンブロック吊り下げ金具
２１ 橋軸直角方向微調整装置
２２ 小型油圧ユニット
２３ 電気チェーンブロック
２４ フック
２５ ピン
２６ 串型ジャッキ
２７ 反力受け金具
２９ シリンダ
３０ 吊金具
３１ ＰＣ鋼棒
３２ 発電機
３３ カウンターウエイト
３４ 発電機搭載台車
３５ 橋脚、橋台
３６ 旋回部材
３７ 下部連結梁
３８ 走行装置本体
３９ 敷設装置
４０ 駆動装置
４１ クレーン
５０ 床板架設専用クレーン
５１ サークルモノレール

Claims (2)

1. 橋脚、橋台上に橋軸方向へ延出する主桁を架設すると共に、架設された主桁上へプレキャストコンクリート床板を、該プレキャストコンクリート床板を供給する方向から順次敷設し、橋梁を形成するプレキャストコンクリート床板の敷設装置であり、
   橋軸方向と略直角する方向に長手方向を向けた状態で運搬台車に載置された長方形状プレキャストコンクリート床板と、
   前記プレキャストコンクリート床板を吊り上げ、かつ長手方向が橋軸方向となるよう略９０度旋回する吊り上げ旋回部材と、
   長手方向を橋軸方向と平行にして吊り上げられた前記プレキャストコンクリート床板を床板敷設位置まで橋軸方向前部へ移動させる移動部材と、
   前記移動後に、略９０度旋回して橋軸方向と略直角する方向に長手方向を向けた状態とし、所定の床板敷設位置へ降下して設置する降下設置部材と、
   を有することを特徴とするプレキャストコンクリート床板の敷設装置。
   
2. 前記プレキャストコンクリート床板の敷設装置には、
   前記吊り上げ旋回部材でプレキャストコンクリート床板の橋軸方向と略直角する方向となるよう微調整可能とされ、かつ前記移動部材で橋軸方向の設置微調整が可能とされ、橋軸直角方向微調整部材で敷設する各プレキャストコンクリート床板の長手方向両端面を面一とする微調整が可能とされた、
   ことを特徴とする請求項１記載のプレキャストコンクリート床板の敷設装置。

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