JP2002332750A - 鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造 - Google Patents
鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造Info
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Abstract
簡単に橋脚の耐震補強工事を行うことのできる鉄筋コン
クリート支持柱の耐震補強構造を提供すること。 【解決手段】 鉄筋コンクリート支持柱として例えば既
設の壁式コンクリート橋脚躯体11の周囲に設置された
鉄筋コンクリートからなる耐震補強部12を巻き立て、
壁式コンクリート橋脚躯体11の表層部内部に複数のア
ンカー14を定着させ、このアンカー14が備えるアン
カーボルト13の頭部を耐震補強部12に固定して少な
くとも耐震補強部12の構造要素を拘束するようにした
ことを特徴とする。
Description
持柱の耐震補強構造に関し、更に詳細には例えば壁式コ
ンクリート橋脚のような既設の鉄筋コンクリート支持柱
の耐震性能を向上させる技術に関する。
筋コンクリート橋脚は、その耐震性能を高めるために耐
震補強工事が行われている。従来、この種の耐震補強工
法としては、鉄筋コンクリート橋脚の周囲に鋼板や鉄筋
コンクリート、或いはその両方を併用して耐震補強部を
巻き付けるように配設する方法が一般的であった。
強工法において、例えば壁式コンクリート橋脚、言い換
えれば橋脚断面の短辺と長辺との長さの比が概ね1対3
を越えるような鉄筋コンクリート橋脚等の場合には、既
設の鉄筋コンクリート橋脚躯体の一表面から当該躯体を
貫通して対向する他表面に至る孔をあけ(削孔)、この
孔に中間貫通PC鋼棒を通してその両端部を巻き立てた
耐震補強部に定着する工法が一般的であった。
強による壁式コンクリート橋脚耐震補強工法の一例を具
体的に説明すると、最初に、図8及び図9に示されるよ
うに鉄筋コンクリートを既設の鉄筋コンクリート橋脚躯
体1の周囲に所定の厚みで巻き立てて耐震補強部2を形
成する。巻き立てた鉄筋コンクリートの耐震補強部2に
は既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体1の長手方向に沿っ
て延びる多数の曲げ補強鉄筋(軸方向鉄筋)3とこれら
の軸方向鉄筋を束ねるように多数の帯鉄筋4が配筋され
ている。
4を配筋する前に、予め既設の鉄筋コンクリート橋脚躯
体1の一表面から当該橋脚躯体1を貫通して反対側の他
表面に至る複数の孔を軸方向に間隔をあけて削孔し、次
いで、各孔にPC鋼棒5を通し、その後に曲げ補強鉄筋
3や帯鉄筋4を配筋し、最後にPC鋼棒5の両端部にナ
ットを螺合して曲げ補強鉄筋3や帯鉄筋4を拘束するよ
うに定着していた。
方法としては、縦方向に並んだ例えば3つのPC鋼棒5
に対して1つのみぞ型鋼6を拘束部材として、PC鋼棒
の拘束効果が帯鉄筋4全体に及ぶようにその外側に隣接
させて配置する。具体的には、みぞ型鋼6には3つのP
C鋼棒5の端部が挿通する穴が形成され、みぞ型鋼6の
各穴に相対的にPC鋼棒5の端部を挿通させて突出する
ように配置した後に各PC鋼棒5の端部に螺合したナッ
トで締め付けて定着する。
みだしを防止し、その結果軸方向鉄筋3の座屈も防止さ
れて既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体1の耐震性能を向
上させている。なお、みぞ型鋼6は、最終的には耐震補
強部2を形成する鉄筋コンクリートに埋め込まれる。
ンクリート橋脚耐震補強工法の場合には、既設の鉄筋コ
ンクリート橋脚躯体の周囲に間隔をあけて補強鋼板を巻
き立て、その間隔部にモルタルを充填して橋脚躯体と一
体化する。その際にも鉄筋コンクリート巻立て補強によ
る壁式コンクリート橋脚耐震補強工法と同様に予め既設
の鉄筋コンクリート橋脚躯体1に複数の貫通孔を削孔し
て各孔にPC鋼棒を通しておき、補強鋼板を巻き立てた
後に当該補強鋼板に形成した挿通孔に各PC鋼棒の端部
を通し、ナットを螺合して締め付けることで拘束効果を
発揮させるというものであった。
て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強工法の場合
には、最終的に耐震補強された橋脚の断面が図10に示
されているように、最初に前述した鉄筋コンクリート巻
立て補強による壁式コンクリート橋脚耐震補強を行い、
その後巻き立てた鉄筋コンクリートの周囲に補強鋼板7
を配置し、巻き立てた鉄筋コンクリートと補強鋼板との
間隔部にモルタルを充填して一体化させ、両者併用の耐
震補強部8を形成する。
して取り付けられた各PC鋼棒5の端部は鉄筋コンクリ
ート巻立て部とその外側に巻立てられた補強鋼板7を貫
通して突出し、その突出端部にナット等を螺合して締め
付けることで拘束効果を発揮させるというものであっ
た。
たような従来の壁式コンクリート橋脚耐震補強工法で行
われる壁式橋脚断面に対する貫通孔の削孔は、一般に大
がかりな工事となり工期及び施工コストとも増加すると
いう問題があった。しかも、橋脚の断面が大きくなれば
なるほど削孔長も増加し、この問題点が顕著になる。
面に対する貫通孔の削孔は、鉄筋コンクリート橋脚躯体
内部にある既存の鉄筋を損傷する可能性が高いという問
題もあった。すなわち、この種の貫通孔の削孔は、通
常、片面から一方向に貫通するまで削孔する。その場
合、削孔開始側では予め鉄筋コンクリート橋脚躯体内の
配筋状況を探査し、既存の鉄筋の位置を避けて削孔する
ことも可能ではあるが、それでも削孔終了側における鉄
筋の損傷を避けることは難しい。
からそれぞれ当該橋脚躯体内の配筋状況を探査し、その
両面側に位置する鉄筋を避けるように両側から削孔して
ほぼ中央部でそれらの孔を合体させて連通させることも
考えられるが、両面側から削孔する2つの孔を中央部で
一致させることは容易ではなく、削孔に関して極めて高
い精度が要求され実用的ではなかった。
設置されている場合には、このような削孔及び引き続く
補強工事は地上で行う以上に困難であり、工期及び施工
コストとも高くなるという問題があった。
決するためになされたものであり、工期及び施工コスト
の増加を招くことなく、簡単に橋脚の耐震補強工事を行
うことのできる鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造
を提供することにある。
ト支持柱の耐震補強構造であり、前述した技術的課題を
解決するために以下のように構成されている。すなわ
ち、本発明の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造
は、既設の鉄筋コンクリート支持柱躯体の周囲に巻立て
た耐震補強部と、既設の前記鉄筋コンクリート支持柱躯
体の表層部内に定着された複数のアンカーとを含み、こ
のアンカーが備えるアンカー棒の頭部を耐震補強部に固
定して少なくとも耐震補強部の構造要素を拘束するよう
にしたことを特徴とする。
筋コンクリート支持柱の耐震補強構造は、前述した必須
の構成要素からなるが、その構成要素が具体的に以下の
ような場合であっても成立する。その具体的構成要素と
は、アンカーが拡底式アンカーであることを特徴とす
る。拡底式アンカーはコンクリート内での定着力が非常
に高いことから、この種の耐震補強に特に有効である。
耐震補強構造では、耐震補強部が、既設の鉄筋コンクリ
ート支持柱躯体の周囲に設置された補強鋼板及び鉄筋コ
ンクリートのいずれか一方で構成されているか、若しく
は両方を併用して構成されていることを特徴とする。
耐震補強構造では、耐震補強部を鉄筋コンクリートで形
成する場合には、耐震補強部とされる鉄筋コンクリート
をプレキャストコンクリート型枠で形成することができ
る。
ト型枠を使用する際に、このプレキャストコンクリート
型枠と既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体との間にモルタ
ル又はコンクリートを介在させて一体化する。更にま
た、前述したような特徴を備える本発明に係る鉄筋コン
クリート支持柱の耐震補強構造を、特に壁式コンクリー
ト橋脚に適用することが好ましい。
支持柱の耐震補強構造を図に示される実施形態について
更に詳細に説明する。図1には本発明に係る鉄筋コンク
リート支持柱の耐震補強構造における一実施形態として
壁式コンクリート橋脚を鉄筋コンクリートで巻立てるこ
とで耐震補強した場合の耐震補強構造10が概略的に示
されている。
リート橋脚の耐震補強構造10は、図1に示されるよう
に既設の壁式コンクリート橋脚躯体11の周囲に鉄筋コ
ンクリートからなる耐震補強部12が巻き立てられてい
る。この鉄筋コンクリートからなる耐震補強部12に
は、従来の鉄筋コンクリーの耐震補強部と同様に多数の
曲げ補強鉄筋3や帯鉄筋4が配筋されている。
12を外周囲に巻立てた壁式コンクリート橋脚の耐震補
強構造10では、壁式コンクリート橋脚躯体11の表層
部に多数のアンカー14が配置され、このアンカー14
の構成要素であるアンカーボルト13が鉄筋コンクリー
トの耐震補強部12を貫通して配置されている。ここ
で、用いられるアンカー14は拡底式アンカーが特によ
いが、他のアンカーでも良い場合もある。
アンダーカットし、定着部を形成(拡底)することによ
り機械的な定着機構を発揮する後施工アンカーであり、
一般的な接着系アンカーや機械式拡張アンカーに比較し
て高い定着力を持ち、拡底部が機械的に噛み合うことに
よりアンカーの施工位置にひび割れが生じても高い定着
力を発揮することを特徴するものであり、このような拡
底式アンカーそれ自体は既によく知られている。
は、予め壁式コンクリート橋脚躯体11の表層部に孔を
開けてその奥部を拡大削孔したところで圧入装着され、
アンカーの金属拡張部を押し拡げて機械的に定着させら
れる。その後に壁式コンクリート橋脚躯体11の周囲
に、従来と同様に曲げ補強鉄筋3や帯鉄筋4が配筋さ
れ、それを囲むように型枠が配置される。
13は、その頭部が型枠に形成した挿通孔から突出させ
るように配置され、次いでこの型枠内にコンクリートが
打設される。このようにして形成された鉄筋コンクリー
トの耐震補強部12の表面から突出するアンカーボルト
13の突出ネジ部にナット15が螺合されて当該耐震補
強部12の表面に定着される。
ボルト13の頭部がそれぞれ挿通する穴をあけた短冊状
の鋼板をあてがってベース板(図示せず)とし、このベ
ース板の各穴からアンカーボルト13の頭部を出し、突
出した各アンカーボルト13の頭部にナット15を螺合
してベース板を加締めるようにすると、拘束効果を広く
及ぼさせることができる。
由としては、壁式コンクリート橋脚躯体11の特に基部
は地震力の作用で容易に曲げひび割れや剪断ひび割れが
生じやすい。一般的な接着系アンカーや金属拡張系アン
カーでは、ひび割れが定着部を通過した時点でアンカー
の定着力はほとんど無くなり、アンカーとしては機能し
なくなる。従って、ひび割れの発生が予想される箇所で
は、拡底式アンカーや貫通鋼棒でなければ、帯鉄筋や鋼
板で構成される横拘束筋の拘束効果を向上させることが
出来ないからである。
の壁式コンクリート橋脚の表層部に孔を開けるだけなの
で、表層部の配筋探査に基づいて既設鉄筋を避けるよう
に削孔すればよく、アンカー施工に伴う既設鉄筋への損
傷を確実に防ぐことができる。
耐震補強部12は、図2に示されるように、予め工場な
どで形成されたプレキャスト型枠16を用いることがで
きる。但し、鉄筋コンクリートの耐震補強部12として
プレキャスト型枠16を用いる場合には、既設の壁式コ
ンクリート橋脚躯体11の周囲に曲げ補強鉄筋3を配筋
し、次いでその外側にプレキャスト型枠16を設置し、
壁式コンクリート橋脚躯体11とプレキャスト型枠16
との間隔部にモルタル又はコンクリート17が充填され
る。
補強箇所が水中にある場合には、鉄筋コンクリートの耐
震補強部12としてプレキャスト型枠16の使用が必須
であると共に既設橋脚躯体11とプレキャスト型枠16
との間隔部には通常のモルタル又はコンクリート17に
代えて水中不分離性のモルタルが充填される。
作業者が手に持って容易に操作することが出来る点で施
工性に優れ、削孔に要する時間も短い。壁式コンクリー
ト橋脚躯体に貫通孔を開ける場合には重量のある油圧式
ボーリングマシンを使用しなければならないことを考え
れば、本実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補
強構造が如何に容易に施工可能かが分かる。特に、水中
で拡底式アンカーを施工する場合も作業者が手に持てる
エアツールでよく、施工性に優れる。
ート橋脚の耐震補強構造10では、壁式コンクリート橋
脚の表層部に拡底式アンカーを配設すると共に壁式コン
クリート橋脚躯体の周囲に鉄筋コンクリートの耐震補強
部を巻き立て、拡底式アンカーを耐震補強部の構造要素
に固定して横拘束筋の拘束効果を向上させるようにした
ことから、内部の鉄筋に損傷を与えることなく容易に耐
震補強工事を行うことができ、その結果工期の短縮化や
施工コストの低減化を図ることができる。
耐震補強構造と本発明の一実施形態に係る壁式コンクリ
ート橋脚の耐震補強構造とについてそれぞれ模型(図3
には従来の耐震補強構造による模型の試験体1及び図4
には本発明に基づく耐震補強構造による模型の試験体2
をそれぞれ示す)を製作し、模型橋脚の正負交番載荷実
験により各模型についての強度の差について確認した。
その結果を表1に示す。
とは、鉄道構造物、道路構造物に関する既往の設計指針
に則して計算したものである。一般に、部材の耐震性能
は、荷重−変位関係の履歴曲線の囲む面積で評価され
る。図5は試験体1における荷重−変位関係を示す特性
図で、図6は試験体2における荷重−変位関係を示す特
性図である。図7の包絡線比較図から明らかなように両
者の包絡線はほぼ一致していることが分かる。
の一実施形態に係る壁式コンクリート橋脚の耐震補強構
造と従来の壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造とでは
ほとんど耐震性能に差がないことが分かる。
設の壁式コンクリート橋脚躯体の周囲に巻き立てた耐震
補強部が鉄筋コンクリート(プレキャストコンクリート
を含む)で形成される場合についてのものであったが、
この耐震補強部として補強鋼板を使用した場合又は鉄筋
コンクリートと補強鋼板を併用した場合にも同様に適用
することができる。
リート橋脚耐震補強の場合には、前述したように既設の
壁式コンクリート橋脚躯体の表層部の所定位置に予め拡
底式アンカーを設置しておき、その周囲に間隔をあけて
補強鋼板を配置し、既設の鉄筋コンクリート橋脚躯体と
補強鋼板との間の間隔部にモルタル又はコンクリートを
充填して一体化させる。その際、各拡底式アンカーのア
ンカーボルト頭部は、補強鋼板に形成したそれぞれの挿
通孔を通して外側に突出させておき、最終的にナットな
どを螺合して締め付けることで拘束効果を発揮させるよ
うにする。
いての耐震補強構造に係る実施形態を例にして本発明を
説明したが、本発明はこのような特定の実施形態に限定
されるものではなく、荷重を受ける鉄筋コンクリート製
の柱状体即ち鉄筋コンクリート支持柱について広く適用
することが出来ることは言うまでもない。
クリート支持柱の耐震補強構造によれば、鉄筋コンクリ
ート支持柱の周囲に耐震補強部を巻き立て、その際当該
支持柱の表層部にのみアンカーを配設してそのアンカー
棒を耐震補強部に固定することで耐震補強部の構造要素
を拘束するようにしたことから、内部の鉄筋に損傷を与
えることなく容易に耐震補強工事を行うことができ、そ
の結果工期の短縮化や施工コストの低減化を図ることが
できる。
補強構造を一実施形態とする鉄筋コンクリート巻立て補
強による壁式コンクリート橋脚の耐震補強構造を概略的
に示す断面図である。
トコンクリート型枠を用いて耐震補強部を構成した壁式
コンクリート橋脚の耐震補強構造を概略的に示す断面図
である。
す断面図である。
体2を示す断面図である。
である。
である。
ある。
コンクリート橋脚における耐震補強構造を部分的に示す
斜視図である。
震補強構造の断面図である。
ト橋脚における耐震補強構造の断面図である。
Claims (6)
- 【請求項1】 既設の鉄筋コンクリート支持柱躯体の周
囲に巻き立てた耐震補強部と、既設の前記鉄筋コンクリ
ート支持柱躯体の表層部内に定着された複数のアンカー
とを含み、このアンカーが備えるアンカー棒の頭部を前
記耐震補強部に固定して少なくとも前記耐震補強部の構
造要素を拘束するようにしたことを特徴とする鉄筋コン
クリート支持柱の耐震補強構造。 - 【請求項2】 前記アンカーが拡底式アンカーであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の鉄筋コンクリート支持
柱の耐震補強構造。 - 【請求項3】 前記耐震補強部が、既設の前記鉄筋コン
クリート支持柱躯体の周囲に設置された補強鋼板及び鉄
筋コンクリートのいずれか一方で構成されているか、若
しくは両方を併用して構成されていることを特徴とする
請求項2に記載の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構
造。 - 【請求項4】 前記鉄筋コンクリートから形成された前
記耐震補強部が、プレキャストコンクリート型枠で形成
されていることを特徴とする請求項3に記載の鉄筋コン
クリート支持柱の耐震補強構造。 - 【請求項5】 前記耐震補強部として前記プレキャスト
コンクリート型枠を使用する際に、このプレキャストコ
ンクリート型枠と既設の前記鉄筋コンクリート橋脚躯体
との間にモルタル又はコンクリートを介在して一体化さ
れていることを特徴とする請求項4に記載の鉄筋コンク
リート支持柱の耐震補強構造。 - 【請求項6】 既設の前記鉄筋コンクリート支持柱が壁
式コンクリート橋脚であることを特徴とする請求項2〜
5のいずれかに記載の鉄筋コンクリート支持柱の耐震補
強構造。
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JP2001137355A JP3764657B2 (ja) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | 鉄筋コンクリート支持柱の耐震補強構造 |
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Publications (2)
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