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JP7409952B2 - 高架橋構築工法及び高架橋構築装置 - Google Patents

高架橋構築工法及び高架橋構築装置 Download PDF

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JP7409952B2 JP2020077563A JP2020077563A JP7409952B2 JP 7409952 B2 JP7409952 B2 JP 7409952B2 JP 2020077563 A JP2020077563 A JP 2020077563A JP 2020077563 A JP2020077563 A JP 2020077563A JP 7409952 B2 JP7409952 B2 JP 7409952B2
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Description

本発明は、高架橋の構築に適用される高架橋構築工法及び高架橋構築装置に関する。
高架橋を構築する場合、建設用地に隣接する場所からクレーンにより資機材を搬入する。しかしながら建設用地の隣接地が狭隘でありクレーン用地の確保が困難である場合や、上部に高圧電線等が配置されて隣接地からクレーンを用いて資機材の搬入が困難である場合は、高架橋の橋脚を構築後、橋桁やスラブを構築するために、高架橋下部の敷地全面に足場を設置する必要があった。特許文献1には、建設用地の隣接地が狭隘な場合に高架橋を構築する方法が記載されている。
特許文献1に記載された技術によれば、高架橋の複数の橋脚と一対の橋桁とを構築後、一対の橋桁の上面に一対のレールを敷設し、一対のレール上に移動自在なクレーン装置を載置している。その後、クレーン装置を用いて一対の橋桁上にプレキャスト床版を載置し、プレキャスト床版の上面にコンクリートを打設して床面を形成し、高架橋を構築している。
特開2009-191458号公報
特許文献1に記載された技術によれば、橋桁上に設置されたレール上にクレーン装置を設置し建設用地を縮小している。しかしながら、橋桁上にはプレキャスト床版との接合のための継手となる多数の鉄筋が露出し、橋桁上に直接レールを設置できない場合がある。
本発明は、設置対象に制約がある場合でも工期を短縮すると共に、建設用地を縮小できる高架橋構築工法を提供することを目的とする。
上記の目的を達するために、本発明は、高架橋の構築に適用される高架橋構築工法であって、複数の橋脚に支持されると共に、前記高架橋の橋軸方向に沿って対向する一対の橋桁上に複数の架台を設置する工程と、前記一対の橋桁を架橋するように前記複数の架台の上部に複数の横断梁を設置する工程と、前記複数の横断梁上に前記高架橋の橋軸方向に沿って対向した一対のレール梁を設置する工程と、前記一対のレール梁上に一対のレールを設ける工程と、前記一対のレールに移動自在なクレーン装置を載置する工程と、を備え、前記架台は、平面視してH断面に形成された本体部と、前記本体部の上端に設けられた上板と、前記本体部の下端に設けられた下板と、前記本体部に設けられた補強板と、を備えていることを特徴とする、高架橋構築工法である。
本発明によれば、既設の一対の橋桁上に複数の架台、複数の横断梁、一対のレール梁、一対のレールを介してクレーン装置を設置するため、足場を組む必要が無く、建設用地を大幅に縮小することができる。また、橋桁上に多数の鉄筋が露出していても架台と横断梁を介してレール梁及びレールを載置し、クレーン装置を載置できる。
また、本発明は、前記クレーン装置により前記架台、前記横断梁、前記レール梁、及び前記レールが設置されていない前記一対の橋桁上の領域に床面を形成するための複数の所定数のプレキャスト床版を載置する工程を備えるように構成されていてもよい。
本発明によれば、既設の橋桁上に載置されたクレーン装置によりプレキャスト床版を橋桁上に載置できるため、建設用地を縮小すると共に、工期を大幅に低減できる。
また、本発明は、前記レール上において前記クレーン装置を前記プレキャスト床版が載置された領域と反対方向に移動させる工程と、前記プレキャスト床版を載置した領域に隣接する領域から前記レール、前記レール梁、前記横断梁、及び前記架台を撤去して所定数の他の前記プレキャスト床版を設置する設置領域を形成する工程と、前記設置領域に複数の所定数の前記プレキャスト床版を載置する工程を備えるように構成されていてもよい。
本発明によれば、橋桁上からレール、レール梁、横断梁、及び架台を撤去して形成された設置領域に所定数のプレキャスト床版を設置することで、複数のプレキャスト床版が設置完了する頃にはクレーン装置の構成が略撤収されており、工期を大幅に短縮できる。
また、本発明は、前記一対の橋桁上に載置された複数の前記プレキャスト床版同士と前記一対の橋桁とをコンクリートにより一体化すると共に、前記プレキャスト床版上にコンクリートを打設して床面を形成する工程を備えるように構成されていてもよい。
本発明によれば、床面の形成とプレキャスト床版、橋脚、及び橋桁の一体化を同時に行い、工期を大幅に短縮できる。
また、本発明は、前記一対のレール上を走行する運搬用台車を備え、前記運搬台車は、前記プレキャスト床版の一時保管場所と前記クレーン装置の近傍までの間を往復走行して前記プレキャスト床版を運搬する工程を備えるように構成されていてもよい。
本発明によれば、クレーン装置が一時保管場所まで移動する必要が無くなり、クレーン装置が稼働中に運搬用台車によりプレキャスト床版の運搬作業を行うことができ、工期が短縮される。
上記の目的を達するために、本発明は、高架橋の構築に適用される高架橋構築装置であって、複数の橋脚に支持されると共に、前記高架橋の橋軸方向に沿って対向する一対の橋桁上に設置された複数の架台と、前記一対の橋桁を架橋するように前記複数の架台の上部に設置された複数の横断梁と、前記複数の横断梁上に前記高架橋の橋軸方向に沿って対向して設置された一対のレール梁と、前記一対のレール梁上に設置された一対のレールと、前記一対のレールに移動自在に載置されたクレーン装置と、を備え、前記架台は、平面視してH断面に形成された本体部と、前記本体部の上端に設けられた上板と、前記本体部の下端に設けられた下板と、前記本体部に設けられた補強板と、を備えていることを特徴とする、高架橋構築装置である。
本発明によれば、既設の一対の橋桁上に複数の架台、複数の横断梁、一対のレール梁、一対のレールを介してクレーン装置を載置するため、足場を組む必要が無く、建設用地を大幅に縮小することができる。また、橋桁上に多数の鉄筋が露出していても架台と横断梁を介してレール梁及びレールを載置し、クレーン装置を載置できる。
本発明によれば、設置対象に制約がある場合でも工期を短縮すると共に、建設用地を縮小できることができる。
本発明の実施形態に係る施工対象である高架橋の構成を示す図である。 高架橋の橋脚と橋桁との構成を示す図である。 高架橋構築装置の構成を示す正面図である。 高架橋構築装置の構成を示す側面図である。 架台の構成を示す分解斜視図である。 プレキャスト床版の構成を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。 高架橋構築工法の工程を示す図である。
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る高架橋構築工法の実施形態について説明する。
高架橋構築工法は、構築された複数の橋脚及び橋桁を利用してプレキャスト床版を設置して建設用地を縮小すると共に、工期を低減するものである。高架橋は、鉄道や道路の建設において構築される高架方式の構造物である。
図1に示されるように、高架橋構築工法が適用されて構築される高架橋1は、門型のラーメン構造を備える。高架橋1は、複数の橋脚10と、複数の橋脚10に支持された一対の橋桁20と、一対の橋桁20上に形成された床面30(スラブ)とを備える。橋脚10、橋桁20、床面30は、プレキャストにより形成された後述のプレキャスト床版を組み合わせて構築される。
高架橋1の橋脚10は、矩形断面の鉄筋コンクリートの柱状体に形成されている。橋脚10は、コンクリートが打設されて構築される。橋脚10は、プレキャストにより予め形成された部材を組み合わせて構築されてもよい。橋脚10は、上部及び下部において接合部分に鉄筋(不図示)が露出している。橋脚10は、鉄筋が挿入される穴(不図示)が形成されていてもよい。鉄筋又は孔のいずれかが形成されることは設計により決定される。橋脚10の接合部分は、スラブコンクリートが打設された際に他の部材や固定対象に固定される。
橋脚10は、所定の施工位置に固定される。複数の橋脚10は、高架橋1の長手方向の橋軸方向(図のy軸方向)に並置される。高架橋1の幅方向(図のx軸方向)には、一対の橋脚10が対向して配置されている。高架橋1の幅は、目的とする線路数、車線等に応じて設定されている。従って、高架橋1の幅方向には、幅に応じて2本以上の橋脚10が並べられていてもよい。橋脚10の上部には、橋桁20が現場打ちコンクリートにより構築される。橋桁20は、プレキャストにより予め形成された部材を組み合わせて構築されてもよい。橋桁20は、橋軸方向に複数の橋脚10の上部を架橋するように構築される。一対の橋桁20は、高架橋1の幅方向に対向して配置される。
一対の橋桁20の上部には、床面30が形成されている。床面30は、平板状の板状体に形成されている。床面30は、後述のようにプレキャストにより予め形成された複数のプレキャスト床版を組み合わせて形成されている。
次に、高架橋1の構築方法について説明する。
図2に示されるように、高架橋構築工法は、複数の橋脚10及び橋桁20が構築された状態から床面30を形成する工程に適用される。橋桁20の上面には、継手となる多数の鉄筋21が露出している。この鉄筋21の存在により、橋桁20の上面にクレーン装置を載置するためのレールを設置できない。そこで、高架橋構築工法は、橋桁20の上面に間接的にクレーン装置を載置する。
図3から図5に示されるように、高架橋構築工法に適用される高架橋構築装置100は、橋桁20の上面に設置される複数の架台22と、複数の架台22上に設置される複数の横断梁40と、複数の横断梁40上に設置される一対のレール梁50と、一対のレール梁50上に設置される一対のレールRと、一対のレールR上に載置されるクレーン装置60と、を備える。
複数の架台22は、橋桁20の上面に橋桁20の長手方向(y軸方向)に沿って固定される。架台22は、橋桁20の上面に設けられた継手用の多数の鉄筋21の間に固定される。一対の架台22は、高架橋1の幅方向において橋桁20の上面に対向して配置される。一対の架台22が橋桁20の上面において橋軸方向(y軸方向)に沿って複数個配置される。架台22は、例えば、H鋼を加工して形成されている。
架台22は、平面視してH断面に形成された本体部23と、本体部23の上端に設けられた上板24と、本体部23の下端に設けられた下板25と、本体部23に設けられた補強板26,27とを備える。本体部23は、矩形の板状体に形成された梁部23Aを備える。梁部23Aの両端には、一対のフランジ部23B,23Cが設けられている。一対のフランジ部23B,23Cは、平面視して梁部23Aに直交して配置されている。一対のフランジ部23B,23Cは、矩形の板状体に形成されている。
上板24、下板25は、矩形の板状体に形成されている。上板24には、ボルトにより横断梁40に固定するための複数(例えば、4個)の貫通孔24Hが形成されている。下板25には、アンカーボルト用の複数(例えば、4個)の貫通孔25Hが形成されている。架台22は、橋桁20の上面に複数のアンカーボルトにより固定される。
高架橋1の幅方向に対向する一対の架台22の上部には、横断梁40が固定される。横断梁40と架台22とはボルト及びナットにより固定される。横断梁40は、例えば、1本のH鋼により形成されている。横断梁40は、複数の部材41が連結されることにより構成されていてもよい。部材41同士は、例えば、端部が継手プレート(不図示)等を介してボルト及びナットを用いて連結されていてもよい。
複数の横断梁40は、長手方向が橋桁20に対して略直交方向に配置される。複数の横断梁40の上部には、一対のレール梁50が対向して固定されている。レール梁50は、横断梁40の上面において高架橋1の橋軸方向に沿って配置される。即ちレール梁50は、横断梁40に対して略直交方向に配置される。
レール梁50は、例えば、H鋼により形成された複数の部材51が連結されることにより構成されている。部材51同士は、例えば、端部が継手プレート53等を介してボルト及びナットを用いて連結されている。レール梁50の連結位置は、横断梁40の直上である。x軸方向において、一対のレール梁50の間の中心位置は、クレーン装置60の稼働中の重心とバランスが取れるのであれば必ずしも一対の橋脚10の間の中心位置と一致していなくてもよい。
レール梁50の上面には、レール梁50の長手方向に沿ってレールRが固定される。レールRは、鋼製の棒状体に形成されている。レールRは、ボルト、ナット等を用いてレール梁50に固定される。レールRは、例えば、部材51の長手方向の長さに合わせて分割されている。一対のレールRが一対のレール梁50にそれぞれ固定される。一対のレールR上には、クレーン装置60が複数の車輪62を介して載置される。
クレーン装置60は、走行体であるクレーン台座61を備える。クレーン台座61は、格子状に組まれた鉄骨や鉄板等の部材を用いて盤状に形成されている。クレーン台座61は複数の車輪62によりレールRに移動自在に支持されている。複数の車輪62の内の一部には、車輪62を駆動する駆動装置63が設けられている。駆動装置63により、クレーン台座61は、レールRに沿って加減速、前後退するように走行できる。クレーン台座61上には、移動対象を吊り上げるためのクレーン65が設けられている。
クレーン65は、クレーン台座61に対して旋回自在に設けられている。クレーン65は、アーム66と、アーム66の先端から吊り上げられたフック67とを備える。クレーン65は、クレーン台座61の位置、旋回、アーム66の傾斜角、フック67の揚程を調整し、プレキャスト床版を吊り上げ、設置位置まで運搬する。
図6に示されるように、プレキャスト床版31は、高架橋1の床面30を構築するための鉄筋コンクリート製の部材である。プレキャスト床版31は、床面を形成するための床版部32と、柵を形成するための壁高欄部33とを備える。床版部32は、水平方向の平板状に形成されている。壁高欄部33は、床版部32の両端から上方に起立した板状に形成されている。
床版部32には、橋桁20と接合される継手部32Aが形成されている。継手部32Aには、y軸方向に並置された複数の鉄筋32Bが露出するように形成されている。プレキャスト床版31が橋桁20に載置される際、複数の鉄筋32Bは、橋桁20の多数の鉄筋21とそれぞれ互い違いになるように配置されている。プレキャスト床版31が橋桁20に載置された後、継手部32AにコンクリートCが充填される。コンクリートCが硬化するとコンクリートと複数の鉄筋32Bと橋桁20の多数の鉄筋21とが固着してプレキャスト床版31と橋桁20とが一体化する。
床版部32の一端面32Cには、ループ状に形成された継手用の多数の鉄筋Zが突出して設けられている。一端面32Cの反対側の他端面にも同様に多数の鉄筋Zが突出して設けられている。複数のプレキャスト床版31が隣接して橋桁20上に載置された際、一端面32Cの多数の鉄筋Zと他端面の多数の鉄筋とはそれぞれ互い違いになるように配置されている。
プレキャスト床版31が橋桁20に載置された後、一端面32Cの反対側の他端面との間にコンクリートが充填される。モルタルが硬化するとコンクリートと多数の鉄筋Zが固着して複数のプレキャスト床版31が一体化する。
床版部32の上面32Eには、山形状に形成された継手用の多数の鉄筋32Fがコンクリートと一体化され、複数のループが突出している。複数のプレキャスト床版31が橋桁20に載置され、床版部32の上面32EにコンクリートCが充填されると、床面30が形成される。
コンクリートCは、複数のプレキャスト床版31が橋桁20上に載置された後に打設され、コンクリートCが硬化後、複数のプレキャスト床版31同士と、複数のプレキャスト床版31と橋桁20とが同時に一体化されると共に、床面30が形成される。
次に、高架橋構築工法の各工程について説明する。
図7に示されるように、高架橋1の施工位置に複数の橋脚10が現場打ちコンクリートにより構築される。その後、複数の橋脚10の上部に一対の橋桁20が対向して現場打ちコンクリートにより構築される。図において簡略化のため橋桁20上の鉄筋21は省略して記載されている。
図8に示されるように、一対の橋桁20の上部に複数の架台22が橋桁20の長手方向に沿って設置される。この時、高架橋1の幅方向(x軸方向)において一対の架台22が対向するように設置される。この時、プレキャスト床版31が設置される設置領域Qが残されて複数の架台22が設置される。次に、上記一対の架台22を架橋するように複数の横断梁40が設置される。その後、複数の横断梁40の上部に一対のレール梁50が橋軸方向(y軸方向)に沿って対向して設置される。その後、一対のレール梁50の上部に一対のレールRが設置される。その後、一対のレールRの上部にクレーン装置60と運搬用台車70が載置される。クレーン装置60と運搬用台車70は、例えば、地表面Eからラフタークレーン(不図示)等により載置される。
図9に示されるように、クレーン装置60を用いて設置領域Qに所定数のプレキャスト床版31が隣接して載置される。この時、隣接するプレキャスト床版31は、一端面32Cの多数のループ状の鉄筋Z(図6参照)と他端面の多数のループ状の鉄筋Zとが橋軸方向に重なる位置となるように載置される。プレキャスト床版31は、例えば、一か所に集積された一時保管場所(不図示)からラフタークレーン等により運搬用台車70に載置される。
運搬用台車70は、レールR上を走行し、クレーン装置60の近傍までプレキャスト床版31を運搬する。プレキャスト床版31は、運搬用台車70からクレーン装置60により吊り上げられて設置領域Qまで運搬される。運搬用台車70は、一時保管場所とクレーン装置60の近傍までの間を往復走行してプレキャスト床版31を運搬する。これにより、クレーン装置60が一時保管場所の近傍まで移動しなくてもよく、クレーン装置60が稼働中に運搬用台車70によりプレキャスト床版31の運搬作業を行うことができ、工期が短縮される。
図10に示されるように、設置領域Qに所定数のプレキャスト床版31が設置された後、クレーン装置60をプレキャスト床版31が設置された位置と反対方向に移動させる。
図11に示されるように、クレーン装置60を移動後、プレキャスト床版31が設置された位置に隣接した領域から所定数の架台22、所定数の横断梁40、所定数のレール梁50の部材51、及び所定数のレールRが撤去される。これにより、一対の橋桁20上に新たな設置領域Qが形成される。
図12に示されるように、新たな設置領域Qに所定数のプレキャスト床版31が隣接して載置される。新たな設置領域Qに所定数のプレキャスト床版31が載置された後、上記工程を繰り返す。最後に高架橋構築装置100が撤去された後、その領域にラフタークレーン(不図示)等を用いて所定数のプレキャスト床版31が隣接して載置される。
図13に示されるように、一対の橋桁20上に複数のプレキャスト床版31が隣接して載置される。その後、複数のプレキャスト床版31にスラブ配筋(不図示)が配筋される。複数のプレキャスト床版31の外側(壁高欄部33の外側:図6参照)には、型枠が取り付けられる。
図14に示されるように、複数のプレキャスト床版31の間、継手部32A(図6参照)、床版部32の上面にコンクリートCが打設され、コンクリートCが硬化後、複数のプレキャスト床版31と一対の橋桁20とが一体となり、型枠が取り外されて高架橋1が構築される。プレキャスト床版31は、床面30までの部分をプレキャストで形成してもよく、継手部32Aにコンクリートを打設するようにしてもよい(図6参照)。
上述したように高架橋構築工法によれば、予め構築した橋桁20上にクレーン装置60を載置し、クレーン装置60を用いてプレキャスト床版31を橋桁20上に設置できるため、高架橋1の工期を大幅に短縮できる。高架橋構築工法によれば、橋桁20上にクレーン装置60を載置して作業できるため、高架橋1の施工位置を覆う足場を不要とし、建設用地を大幅に削減できる。
高架橋構築工法によれば、一対の橋桁20上に架橋された複数の横断梁40の下の空間において資材の運搬や作業ができるので、建設用地を大幅に削減できる。高架橋構築工法によれば、橋桁20上にプレキャスト床版31を固定するための多数の鉄筋21が露出していても、架台22、横断梁40、レール梁50及びレールRを介してクレーン装置60が設置できる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、高架橋構築工法は、一段の床面を形成に適用するだけでなく、二段以上の高架橋の構築に適用してもよい。
1 高架橋、10 橋脚、20 橋桁、21 鉄筋、22 架台、23 本体部、23A 梁部、23B フランジ部、23C フランジ部、24 上板、24H 貫通孔、25 下板、25H 貫通孔、26 補強板、27 補強板、30 床面、31 プレキャスト床版、32 床版部、32A 継手部、32B 鉄筋、32C 一端面、32E 上面、32F 鉄筋、33 壁高欄部、40 横断梁、41 部材、50 レール梁、51 部材、53 継手プレート、60 クレーン装置、61 クレーン台座、62 車輪、63 駆動装置、65 クレーン、66 アーム、67 フック、70 運搬用台車、100 高架橋構築装置、C コンクリート、E 地表面、Q 設置領域、R レール、Z 鉄筋

Claims (6)

  1. 高架橋の構築に適用される高架橋構築工法であって、
    複数の橋脚に支持されると共に、前記高架橋の橋軸方向に沿って対向する一対の橋桁上に複数の架台を設置する工程と、
    前記一対の橋桁を架橋するように前記複数の架台の上部に複数の横断梁を設置する工程と、
    前記複数の横断梁上に前記高架橋の橋軸方向に沿って対向した一対のレール梁を設置する工程と、
    前記一対のレール梁上に一対のレールを設ける工程と、
    前記一対のレールに移動自在なクレーン装置を載置する工程と、を備え
    前記架台は、
    平面視してH断面に形成された本体部と、
    前記本体部の上端に設けられた上板と、
    前記本体部の下端に設けられた下板と、
    前記本体部に設けられた補強板と、を備えていることを特徴とする、
    高架橋構築工法。
  2. 前記クレーン装置により前記架台、前記横断梁、前記レール梁、及び前記レールが設置されていない前記一対の橋桁上の領域に床面を形成するための複数の所定数のプレキャスト床版を載置する工程を備える、
    請求項1に記載の高架橋構築工法。
  3. 前記レール上において前記クレーン装置を前記プレキャスト床版が載置された領域と反対方向に移動させる工程と、
    前記プレキャスト床版を載置した領域に隣接する領域から前記レール、前記レール梁、前記横断梁、及び前記架台を撤去して所定数の他の前記プレキャスト床版を設置する設置領域を形成する工程と、
    前記設置領域に複数の所定数の前記プレキャスト床版を載置する工程を備える、
    請求項2に記載の高架橋構築工法。
  4. 前記一対の橋桁上に載置された複数の前記プレキャスト床版同士と前記一対の橋桁とをコンクリートにより一体化すると共に、前記プレキャスト床版上にコンクリートを打設して床面を形成する工程を備える、
    請求項2又は3に記載の高架橋構築工法。
  5. 前記一対のレール上を走行する運搬用台車を備え、前記運搬用台車は、前記プレキャスト床版の一時保管場所と前記クレーン装置の近傍までの間を往復走行して前記プレキャスト床版を運搬する工程を備える、
    請求項2又は3に記載の高架橋構築工法。
  6. 高架橋の構築に適用される高架橋構築装置であって、
    複数の橋脚に支持されると共に、前記高架橋の橋軸方向に沿って対向する一対の橋桁上に設置された複数の架台と、
    前記一対の橋桁を架橋するように前記複数の架台の上部に設置された複数の横断梁と、
    前記複数の横断梁上に前記高架橋の橋軸方向に沿って対向して設置された一対のレール梁と、
    前記一対のレール梁上に設置された一対のレールと、
    前記一対のレールに移動自在に載置されたクレーン装置と、を備え
    前記架台は、
    平面視してH断面に形成された本体部と、
    前記本体部の上端に設けられた上板と、
    前記本体部の下端に設けられた下板と、
    前記本体部に設けられた補強板と、を備えていることを特徴とする、
    高架橋構築装置。
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