JP5066171B2 - 人工地盤および施設の構築方法 - Google Patents

Description

本発明は、人工地盤および施設の構築方法に関する。

鉄道、道路、河川といった既存施設を跨ぐように人工地盤を設け、当該人工地盤上に施設（道路、広場、建築物など）を構築する場合がある（特許文献１〜３参照）。人工地盤は、通常、作業床として利用された後、本設構造物の床版として利用される。

特開平７−１０９８４２号公報 特開平７−１２７２８７号公報 特開２００４−１５６２０７号公報

人工地盤を構築すれば、人工地盤下の空間において既存施設の共用を図りながら、人工地盤上で新たな施設の建設作業を行うことができるが、人工地盤下の既存施設が鉄道施設等である場合には、フェールセーフの観点から、人工地盤の構築後においても、列車の運行時間帯における作業内容が制限される場合がある。

このような観点から、本発明は、下方空間に対するフェールセーフ機構を備えた人工地盤を提供することを課題とし、さらには、既存施設の上方に新築施設を構築する施設の構築方法であって、既存施設に対するフェールセーフ機構を確保することが可能な施設の構築方法を提供することを課題とする。

前記課題を解決する本発明に係る人工地盤は、新築施設の本設構造体となる本設梁と、前記本設梁に支持された本設床版と、前記本設床版の上方に横架された仮設床組と、前記仮設床組に支持された仮設作業床と、を備える人工地盤であって、前記仮設床組は、仮設束を介して前記本設梁に支持されており、前記仮設床組と前記本設床版との間に隙間が確保されている、ことを特徴とする。

本発明の人工地盤によれば、本設床版が防護工として機能するので、人工地盤の下方空間に対する安全性が高いものとなる。なお、予期せぬ事態により仮設作業床上へ資材等が落下した場合には、仮設作業床によって確実に受け止められ、仮設作業床の下方に影響が及ぶことはないが、万が一に仮設作業床を通り抜けたとしても、本設床版で確実に受け止められるため、下方空間への影響は軽微なものとなる。

本発明の人工地盤によれば、仮設作業床に作用した施工時荷重は、仮設床組を介して主として本設梁に作用し、資材の落下等により仮設作業床に衝撃力が作用した場合には、仮設作業床によって衝撃が吸収されるので、本設床版に要求される強度や耐力は、本設床版を作業床として利用する場合に比べて小さいものとなる。

仮設床組は、本設梁の上面に立設した仮設束を介して、本設梁に支持されているため、仮設床組に作用した施工時荷重が直接的に本設梁に伝達するようになるので、本設床版に施工時荷重が及び難くなる。

なお、前記本設床版に開口部を形成し、当該開口部に前記仮設束を配置すれば、本設床版と仮設床組とが分離された構造となるので、施工時荷重を考慮せずに本設床版を設計することができる。

前記課題を解決する本発明に係る施設の構築方法は、新築施設の本設構造体となる本設梁および本設床版を、既存施設の上方に横架する工程と、前記本設床版の上方に仮設床組を配置し、前記仮設床組と前記本設床版との間に隙間を確保した状態で前記仮設床組を前記本設梁に支持させる工程と、前記本設床版の上方に仮設作業床を覆設し、前記仮設床組に支持させる工程と、前記仮設作業床を利用して、前記新築施設の構築作業を行う工程と、前記仮設作業床および前記仮設床組を撤去する工程と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る施設の構築方法によれば、本設床版が防護工として機能するので、既存施設に対するフェールセーフ機構を確保した状態で、新築施設の構築作業を行うことができ、安全性が高いものとなる。また、仮設作業床は、専ら本設梁によって支持されるので、仮設作業床上において重機等を走行させたとしても、本設床版の表面に傷等が生じることはない。

本発明によれば、既存施設に対するフェールセーフ機構を容易に確保することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る人工地盤を示す正面図である。 図１に示す人工地盤の斜視図である。 図１に示す人工地盤の拡大図である。

本実施の形態では、本発明に係る人工地盤１を、図１に示すように、鉄道用の駅等の上方に新築建物（新築施設）を構築する際に作業台として使用する場合について説明する。
なお、人工地盤１を用いる新築施設の構成や目的等は限定されるものではない。また、人工地盤１が設置される場所も鉄道の上方に限定されるものではない。

人工地盤１は、複数本（図１では２本のみ示す）の柱２，２，…により支持されていて、下方を走行する鉄道から十分な間隔を確保した位置に配置されている。

柱２は、地盤内に形成された杭３の上端に立設されている。
柱２の構成は限定されるものではなく、例えば、コンクリート造であってもよいし鉄骨造であってもよい。また、プレキャスト部材により構成されていてもよいし、現場施工により構築されていてもよい。

本実施形態では、基礎構造として杭基礎構造を採用したが、新築建物の基礎形式は限定されるものではない。
なお、柱２および杭３は、本設構造体である。

人工地盤１は、図１に示すように、新築建物（施設）の本設床版１０と、本設梁２０と、仮設作業床３０と、仮設床組４０と、により構成されている。人工地盤１は、本設構造体である本設床版１０と、新築建物を構築する際の作業台として使用する仮設作業床３０と、による２重床構造に構成されている。

本設床版１０は、新築建物の構造体となる本設梁２０により支持されたコンクリートスラブである。
本設床版１０には、図２に示すように、後記する仮設束４３の位置に対応して、箱抜きによる開口部１１が形成されている。

本実施形態では、本設床版１０を現場打ちコンクリートにより形成するが、本設床版１０の構築方法は限定されるものではなく、例えば、プレキャスト製部材を本設梁２０の上面に敷設することにより形成してもよい。
図３に示すように、本設床版１０の下面（本設梁２０との当接面）には、デッキプレート１２が配置されている。なお、デッキプレート１２は必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。

本設梁２０は、新築建物の本設構造体であって、新築建物の構築時における本設床版１０の支持が可能な耐力を備えるとともに、仮設作業床３０を支持することが可能な耐力を備えている。

本設梁２０には、図１に示すように、柱２，２に横架される大梁２１と、隣り合う大梁２１同士の間に架設される小梁２２と、がある。
図２に示すように、大梁２１と小梁２２とを組み合わせることにより、格子状の構造体が形成されている。

本実施形態では、大梁２１をＨ形鋼により構成するが、大梁２１の構成は限定されるものではない。また、大梁２１を構成する部材の断面及び強度は限定されるものではないが、施工時における小梁２２，２２，…、仮設作業床３０等から伝達される荷重に対して十分な耐力を備えている必要がある。

小梁２２，２２，…は、図２および図３に示すように、大梁２１と直交するように、大梁２１の軸方向に間隔をあけて配置されている。
小梁２２，２２，…は、本設床版１０を下側から支持するとともに、仮設束４３，４３，…を介して仮設作業床３０を支持している。

小梁２２，２２，…は、本設床版１０および仮設作業床３０から作用される荷重を大梁２１に伝達することが可能な強度を備えた部材により構成する。
本実施形態では、小梁２２を、Ｈ形鋼により構成するが、小梁２２の構成は限定されるものではなく、適宜選定して採用すればよい。

仮設作業床３０は、図２および図３に示すように、本設床版１０の上方に横架された仮設床組み４０により支持されており、新設建物構築時の作業台として機能する。

仮設作業床３０は、複数の覆工板３１と複数の覆工板３１の上面に敷設された敷鉄板３２により構成されている。

覆工板３１は、図２に示すように、後記する隣り合う根太４２，４２に跨って配設されている。隣り合う覆工板３１同士は、根太４２の上面の断面方向中心付近において突き合わされている。
覆工板３１の構成は、作業台としての耐力を有するものであれば、限定されるものではない。

敷鉄板３２は、必要に応じて配置すればよく、省略してもよい。敷鉄板３２の板厚等は、新設建物構築時の作用荷重等に応じて適宜決定すればよい。

仮設床組４０は、図３に示すように、大引き４１と根太４２とを備えて構成されている。

大引き４１は、小梁２２と直交するように配設されており、小梁２２の上面に配設された仮設束４３，４３，…を介して、小梁２２（本設梁２０）に支持されている。

大引き４１は、仮設作業床３０や根太４２等を介して作用する荷重に対して十分な耐力を備えた部材により構成されている。本実施形態では、大引き４１をＨ形鋼により構成するが、大引き４１を構成する材料は限定されるものではない。

仮設束４３は、図３に示すように、本設梁２０の上面に立設された部材であって、大引き４１から作用する荷重を本設梁２０に伝達する。

仮設束４３は、本設床版１０の形成された開口部１１に配置されることで、本設床版１０を貫通している。
また、仮設束４３は、本設床版１０の厚さよりも大きな高さを有しているので、仮設束４３の上に大引き４１を載置すると、本設床版１０と大引き４１との間に隙間４４が形成される。

仮設束４３は、小梁２２と大引き４１とが交差する位置において、小梁２２と大引き４１との間に介設されている。
本実施形態では、小梁２２と大引き４１との各交差箇所に仮設束４３を配置するものとするが、仮設束４３の配置や個数は限定されるものではなく、適宜配置すればよい。

また、本実施形態では、角形鋼管を利用して仮設束４３を構成しているが、仮設作業床３０等の上載荷重に対して十分な耐力を有していれば仮設束４３の構成は限定されるものではなく、例えばＨ形鋼により構成してもよい。なお、本実施形態では、角形鋼管の上下の開口を鋼板により閉塞している。

根太４２は、大引き４１，４１，…上に横架された部材であって、大引き４１，４１，…と直交するように配置されている。
根太４２は、仮設作業床３０を下側から支持するように配置されており、覆工板３１の端部に沿って配置されている。

本実施形態では、根太４２をＨ形鋼により構成するが、根太４２を構成する材料は限定されるものではない。

本実施形態に係る施設の構築方法は、本設床版構築工程と、仮設床組み配置工程と、仮設作業床敷設工程と、新設施設構築工程と、仮設床組み撤去工程と、を備えている。

本設床版構築工程は、新築建物の本設構造体となる本設梁２０および本設床版１０を、既存施設（柱２）の上方に横架する工程である。

まず、大梁２１，２１を柱２，２，…に横架し、この大梁２１，２１間に複数本の小梁２２，２２，…を配置する。
柱２への大梁２１の固定方法は限定されるものではなく、適宜行えばよい。
また、大梁２１と小梁２２との固定方法も限定されるものではなく、適宜行えばよい。

本設梁２０（大梁２１および小梁２２）を横架したら、本設梁２０上にデッキプレート１２または型枠を配設し、コンクリートを打設することにより本設床版１０を形成する。このとき、仮設束４３の配置に応じて箱抜きを行い、本設床版１０に貫通孔である開口部１１を形成する。

仮設床組み配置工程は、本設床版構築工程において構築された本設床版１０の上方に仮設床組４０を配置する工程である。

仮設床組４０の配置は、まず、各開口部１１内に仮設束４３を配置し、この仮設束４３上に大引き４１を載置する。
大引き４１は、本設床版１０との間に隙間を有した状態で、小梁２２上に小梁２２と直交する方向で配置する。

次に、大引き４１の上面に大引き４１と直交する根太４２を配置する。根太４２は、根太４２同士の中心線の間隔が覆工３１の幅と同じとなる間隔により配置する。

仮設作業床敷設工程は、仮設床組配置工程において配置された本設床版１０の上方に、仮設作業床３０を覆設する工程である。

仮設作業床３０の覆設は、根太４２上に覆工板３１を敷設したのち、覆工板３１上に敷鉄板３２を敷設することにより行う。
これにより、仮設床組４０に支持された仮設作業床３０を形成する。

新設施設構築工程は、仮設作業床敷設工程において覆設された仮設作業床３０を利用して、新築建物の各本設部材（例えば、柱、壁や床版等）の構築作業を行う工程である。

仮設床組み撤去工程は、各本設部材の構築完了後、仮設作業床３０および仮設床組４０を撤去する工程および仮設束４３の撤去ならびに開口部１１を埋める工程である。なお、開口部１１を埋める際に使用する材料は限定されるものではなく、例えば、コンクリートやモルタル、その他各種充填材を使用すればよい。

なお、新築建物が、多層階構造である場合には、必要に応じて本設床版構築工程と、仮設床組み配置工程と、仮設作業床敷設工程と、新設施設構築工程と、仮設床組み撤去工程と、を繰り返し行うことで構築してもよい。

本実施形態の人工地盤１によれば、仮設作業床３０の下が、本設床版１０により覆われているため、万が一、新築建物の構築時に仮設作業床３０から落下事故が生じた場合であっても、本設床版１０が受け止めるため、人工地盤１の下方空間の安全性が高くなる。つまり、人工地盤１は、本設床版１０が新築建物構築時の防護工として機能するため、既存施設に対するフェールセーフ機構を確保する。

また、仮設作業床３０に作用した施工時荷重は、仮設床組４０を介して主として本設梁２０に作用するため、資材の落下等により仮設作業床３０に衝撃力が作用したとしても、仮設構造（仮設作業床３０や仮設床組４０）によりその衝撃が吸収される。したがって、本設床版１０に要求される強度や耐力は、本設床版１０を作業床として利用する場合に比べて小さいものとなる。よって、建物全体の工事費の低減化を図ることができる。

また、本設梁２０の上面に立設された仮設束４３を介して仮設床組４０を支持するため、施工時の荷重は、仮設床組４０から本設梁２０に直接伝達される。したがって、本設床版１０には施工時荷重が及び難くなる。
なお、仮設束４３は、本設床版１０の開口部１１に配置するため、本設床版と仮設床組とは分離された構造となり、施工時荷重を考慮せずに本設床版１０を設計することができる。

人工地盤１は、フェールセーフ機構を確保しているため、仮設作業床３０を利用した新築建物の構築を、下方空間の利用時（昼間）にも行うことが可能となり、全体工期の短縮が可能となる。
また、本設梁２０を仮設床組４０の支持構造として利用することで、仮設資材を削減することができ、経済的である。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

例えば、前記実施形態では、仮設床組４０として、大引き４１と根太４２とを配置する場合について説明したが、仮設床組４０の構成は限定されるものではなく、例えば覆工板３１を直接大引き４１上に載置することで根太４２を省略してもよい。また、根太４２を直接仮設束４３上に載置することで、大引き４１を省略してもよい。

また、仮設束４３は、大梁２１の上面に設置されてもよく、仮設束４３の配置は限定されるものではない。
また、仮設束４３は、必ずしも全て撤去する必要はなく、そのまま埋め殺してもよい。また、仮設束４３を残置させることで、照明灯の柱やベンチ等の人工地盤上の各種施設の基礎等として使用してもよい。

また、前記実施形態では、本設床版１０に仮設束４３を配置するための開口部１１を形成する場合について説明したが、開口部１１は仮設床組４０の支持方法に応じて適宜形成すればよく、省略してもよい。

根太４２には、覆工板３１のずれ止め部材が形成されていてもよい。
なお、各部材同士の固定方法は限定されるものではなく、適宜行えばよい。

１ 人工地盤
１０ 本設床版
１１ 開口部
２０ 本設梁
３０ 仮設作業床
４０ 仮設床組
４３ 仮設束

Claims (3)

1. 新築施設の本設構造体となる本設梁と、
   前記本設梁に支持された本設床版と、
   前記本設床版の上方に横架された仮設床組と、
   前記仮設床組に支持された仮設作業床と、を備える人工地盤であって、
   前記仮設床組は、仮設束を介して前記本設梁に支持されており、
   前記仮設床組と前記本設床版との間に隙間が確保されている、ことを特徴とする人工地盤。
2. 前記本設床版に開口部が形成されており、当該開口部に前記仮設束が配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の人工地盤。
3. 新築施設の本設構造体となる本設梁および本設床版を、既存施設の上方に横架する工程と、
   前記本設床版の上方に仮設床組を配置し、前記仮設床組と前記本設床版との間に隙間を確保した状態で前記仮設床組を前記本設梁に支持させる工程と、
   前記本設床版の上方に仮設作業床を覆設し、前記仮設床組に支持させる工程と、
   前記仮設作業床を利用して、前記新築施設の構築作業を行う工程と、
   前記仮設作業床および前記仮設床組を撤去する工程と、を備えることを特徴とする施設の構築方法。

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