JP2005097946A - 橋脚の構築方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ひび割れ分散性や、じん性が大幅に改善できるコンクリート柱状構造物を用いて安全かつ容易に橋脚を構築し、かつ施工工期の短縮化を図る。
【解決手段】 コンクリート柱状構造物の基礎に連結して建て込まれた鉄骨と、
鉄骨が挿通して、鉄骨を取り囲むように配置したプレキャスト型枠と、プレキャスト型枠内に打設され、鉄骨とプレキャスト型枠とを一体化したコンクリート柱状構造物を用いる橋脚の構築方法であって、
コンクリート柱状構造物に載置され、一体化することにより橋脚を構築する梁材をコンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入すべき穴部を形成した状態で施工する工程と、コンクリート柱状構造物と梁材との接続部に接着材を塗布する工程と、梁材の穴部にコンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入しつつ、コンクリート柱状構造物に梁材を載置する工程と、梁材の穴部に充填材を充填する工程と、を備える。
【選択図】 図２

Description

本発明は、鉄骨コンクリート柱構造の橋脚の構築方法に関するものである。

従来からコンクリート構造物の多くは鉄筋コンクリート構造とされているが、その施工では現場で実施するコンクリート打設前の配筋作業に大変な手間がかかり、かつ高所で狭い場所での作業では安全性にも問題がある。そこで、鉄筋の代わりに組立の容易な鉄骨を使用し、これをコンクリートと組み合わせた鉄骨コンクリート構造物とすることが考えられる。これは面倒な配筋作業を大幅に省くことができる利点がある。

一方、プレキャスト型枠、すなわち脱型の不要なプレキャスト型枠を使用することにより、現場でのコンクリート型枠の脱型や撤去、支保材の組立、撤去等の作業を減らして施工期間を短縮することができる。したがって、構築しようとする構造物をプレキャスト型枠と鉄骨とを併用した構造とすれば、現場での作業を大幅に簡素化することが可能である。

しかし、このような従来のコンクリート柱状構造物では、鉄骨とコンクリートの付着性能が異径鉄筋に比べて劣るため、鉄筋コンクリート構造に比べてひび割れの分散性が悪く、ひび割れ幅が過大となる欠点を有していた。同じ理由から、鉄骨コンクリート構造物では鉄筋コンクリートに比べて変形が過大となる問題もある。かかる事情から従来は鉄骨コンクリート構造によるコンクリート構造物の施工例は少ない。そしてコンクリート構造物に鉄骨を使用する場合には、鉄筋を併用した鉄筋鉄骨コンクリート構造とするのが一般的であった。

このような問題に鑑みて、本出願人は既に、コンクリート柱状構造物の基礎１０２に連結して建て込まれた鉄骨１０４と、内側に帯鉄筋取付具を介して帯鉄筋１０３が配された複数の枠状体を積み重ねて形成され、鉄骨１０４が挿通して、この鉄骨１０４を取り囲むように配置したプレキャスト型枠１０１と、前記プレキャスト型枠１０１内に打設され、前記鉄骨１０４とプレキャスト型枠１０１とを一体化するコンクリート１０５とからなり、前記プレキャスト型枠１０１はモルタル製であって、スチールファイバー、ステンレスファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維の群から選択される一または二以上の補強材が混入されており、また前記鉄骨１０４は表面に突起を形成したコンクリート柱状構造物を発明した（図３参照）。

このコンクリート柱状構造物は、前記型枠１０１に補強剤を混入することにより、プレキャスト型枠１０１の引張強度を増加させることが出来る。また、表面に突起を形成した鉄骨１０４を使用することによりコンクリート１０５と鉄骨１０４の付着性、一体性を向上させて、構造物のひび割れ幅の抑制やじん性を改善することができる。さらに、脱型不要のプレキャスト型枠１０１及び組立の容易な鉄骨１０４をへいようしたものであるため、現場における作業の大幅な省力化が可能となった。すなわち、本発明は、鉄骨コンクリート構造のひび割れ分散性やじん性が大幅に改善できるとともに、工期を夫幅に短縮化を実現することが可能となった。

そして、このコンクリート柱状構造物は種々の構造物に適用することが可能であり、例えば、橋脚に適用する場合は、鉄骨としてのＨ型鋼を基礎となるフーチングに定着させて閉合形状に組み立てた後、帯鉄筋を取り付けたプレキャスト埋設型枠を積み重ね、そこにコンクリートを打設していた。すなわち、梁全体を一個の閉合形状の埋設型枠として組み
立てた上で既施工部分の上部に梁を設置し、コンクリートを打設する構造であった。
特許第２９４７７３６号公報

しかし、前記プレキャスト型枠はモルタル製であって、スチールファイバー、ステンレスファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維の群から選択される一または二以上の補強材が混入されているとともに、その厚さは約３０〜５０ｍｍ程度で剛性が小さいために、支保工なしでは打設時のコンクリートの重量に耐えることが出来なかった。すなわち、施工に際して支保工を要することとなり、工期の長期化、工費の増大の要因となっていた。特に、上部構造を受ける張出し梁を用いる橋脚の施工に際しては、この問題が顕著に表れていた。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ひび割れ分散性や、じん性が大幅に改善できるコンクリート柱状構造物を用いて安全かつ容易に橋脚を構築し、かつ施工工期の短縮化を図ることを技術的課題とする。

本発明は、上記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、コンクリート柱状構造物の基礎に連結して建て込まれた鉄骨と、内側に帯鉄筋取付具を介して帯鉄筋が配された複数の枠状体を積み重ねて形成され、鉄骨が挿通して、この鉄骨を取り囲むように配置したプレキャスト型枠と、前記プレキャスト型枠内に打設され、前記鉄骨とプレキャスト型枠とを一体化するコンクリートとからなり、前記プレキャスト型枠はモルタル製であって、スチールファイバー、ステンレスファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維の群から選択される一または二以上の補強材が混入されており、前記鉄骨は、表面に突起を有するコンクリート柱状構造物を用いる橋脚の構築方法であって、前記コンクリート柱状構造物の上部に載置され、前記コンクリート柱状構造物と一体化されることにより橋脚を構築する梁材をプレキャスト化し、前記コンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入すべき穴部を形成しつつ梁材を施工する工程と、前記コンクリート柱状構造物を所定位置に設置した後、このコンクリート柱状構造物と前記梁材との接続部に接着材を塗布する工程と、前記梁材の穴部に前記コンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入しつつ、コンクリート柱状構造物の上部に梁材を載置する工程と、前記梁材の穴部に充填材を充填し、コンクリート柱状構造物と梁材とを一体化する工程と、を備える。

本発明は、前記梁材をプレキャスト化したため、プレキャスト型枠が不要となり、従来梁材の施工に際し用いられていた大がかりな支保工が不要なる。従って、橋脚の施工工期を大幅に短縮化することが出来るとともに、施工時の安全性も向上させることが可能となる。また、前記梁材は、コンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入するための穴部を除いて充填材が充填された状態であり、現場での充填材の充填作業は穴部のみであるため、現場での充填作業を省略でき、更なる工期の短縮化を図ることができる。以下、各構成要素について説明する。

〔梁材〕
コンクリート柱状構造物の上部に載置され、このコンクリート柱状構造物と一体化することにより橋脚を構築する部材である。その材質は、鉄筋コンクリート、プレストレストコンクリートが例示でき、橋脚の施工に際しては、予め工場又は現場近傍のヤード等にて、コンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入すべき穴部を形成した状態で施工しておく必要がある。

〔接着材〕
コンクリート柱状構造物と前記梁材との接着面に塗布し、コンクリート柱状構造物と梁材を接着し、一体化させるためのものである。そのため、一定の耐久性が必要とされており、コンクリート柱状構造物と梁材との接合面に外部から剪断力等の外力が作用した際に、接合面で分離せず、母材破断する程度の耐久性が必要とされる。このような接着材としては、特に、接着性、耐水性に優れるエポキシ樹脂を好適に用いることができる。

〔充填材〕
コンクリート柱状構造物の鉄骨が挿入された梁材の穴部を充填し、梁材と鉄骨を強固に接合できるものであれば良く、例えば、モルタル、コンクリートを例示できる。本発明では、硬化の際に膨張して乾燥後も収縮しない無収縮モルタルを好適に用いることができる。

本発明によれば、枠状のプレキャスト型枠中に補強材を混入し、かつ突起を形成した鉄骨を使用したので、鉄骨コンクリート構造のひび割れ分散性やじん性が大幅に改善される。このような枠状のプレキャスト型枠を積み上げてコンクリート柱状構造物を造成することで、施工工期の短縮化が実現できる。さらに、前記梁材をプレキャスト化したことにより、支保工が不要となり、施工工期の更なる短縮化を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態では、図１に示す角状に形成したコンクリート製のプレキャスト材７をプレキャスト型枠１で囲まれる部分の中央部に設けた鉄骨コンクリート柱１０と、この鉄骨コンクリート柱１０の上部に載置される張出し梁２０とから構成される橋脚の構築である。

前記プレキャスト型枠１は、矩形に形成したプレキャストコンクリート製である。このプレキャスト型枠１は工場において予め製造されたものであり、その断面は正方形である。このプレキャスト型枠１は、水セメント比が２０％ないし６０％のセメント系モルタルであるととともに、ステンレスファイバー製の補強材を体積比で１％ないし４％混入してある。

このプレキャスト型枠１は、クレーン（図示せず）で吊り下げ、基礎２の上に順次積み重ね、所望の高さを得る。この積み重ね作業を行う前、あるいはその作業に平行してプレキャスト型枠１内部の鉄筋を設営する。

次いで、前記プレキャスト材７の周囲に鉄骨４を立設する。前記基礎２には予めアンカーとして鉄骨４と同等以上の構造体（図示せず）が埋設されており、この構造体に鉄骨４をボルト締めで接続する。鉄骨４はＨ鋼（Ｈ−３１８×３１３×１５×２４）が使用されており、そのフランジ面に長手方向と直角方向に高さ２．１ミリメートル、２０ミリメートルピッチの図示しない突起を設けて表面に凹凸を形成している。そして、この鉄骨４を図１に示すように、帯鉄筋３及びプレキャスト材７のいずれにも接触しない位置に建て込む。この鉄骨４を立設する工程は前記プレキャスト型枠１の積み重ね工程あるいはプレキャスト材７の設営工程とその施工の前後は問わない。

そして、プレキャスト型枠１と鉄骨４とを必要な段数接続して所望の高さとした後、前記プレキャスト材７とプレキャスト型枠１との間にコンクリート５を打設する。コンクリートが硬化したらプレキャスト型枠１を脱型することなく、鉄骨コンクリート柱１０が完成する。

次いで、この鉄骨コンクリート柱１０の上部に張出し梁２０を構築する。まず、前述し
た鉄骨コンクリート柱１０を構築している際に、予め、工場等で張出し梁２０を施工しておく。このとき、鉄骨コンクリート柱１０に立設された鉄骨４を挿入するための穴部２０ａを設けておく。この穴部２０ａは下方から鉄骨４を挿入し上方から無収縮モルタルを充填するため、張出し梁２０の上下方向に貫通するように設ける。

そして、張出し梁２０を鉄骨コンクリート柱１０に載置する前に、両部材を接着するための接着材を張出し梁２０と接合する鉄骨コンクリート柱１０の接合面１０ｂに塗布する。この接着材は、一定の耐久性を有し、両部材を強固に接続できるものであれば良いが、本実施の形態では、接着性，耐水性に優れるエポキシ樹脂を用いた。

前記エポキシ樹脂を塗布した後、張出し梁２０をクレーン（図示せず）を用いて揚重し、予め立設した鉄骨コンクリート柱１０の鉄骨４を穴部２０ａに挿入しつつ、張出し梁２０を鉄骨コンクリート柱１０の上部に載置する。次いで、張り出し梁２０の穴部２０ａにコンクリート１０を充填することにより、鉄骨コンクリート柱１０と張出し梁２０とが一体化し、橋脚が構築される。

このように本実施の形態に係る橋脚は、補強材を含んだプレキャスト製型枠１を使用し、併せて鉄骨４には突起を設けたため、ひび割れ幅が鉄筋コンクリートのそれと同程度以下に抑えられ、変形量も少なくすることができた。そして、前記張出し梁２０をプレキャスト化したことにより、支保工を用いずに構築することが可能となり、施工工期の短縮化、及び、安全性の向上を図ることができた。
工期の短縮を図ることができた。

本実施の形態に係る鉄骨コンクリート柱の断面図である。 本実施の形態に係る橋脚の構造を示す斜視図である。 従来の橋脚に用いられていた張出し梁の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１ プレキャスト型枠
２ 基礎
４ 鉄骨
５ コンクリート
１０ 鉄骨コンクリート柱
１０ｂ 接続面
２０ 張出し梁
２０ａ 穴部
１０１ プレキャスト型枠
１０２ 基礎
１０３ 帯鉄筋
１０４ 鉄骨
１０５ コンクリート

Claims (2)

1. コンクリート柱状構造物の基礎に連結して建て込まれた鉄骨と、
   前記鉄骨が挿通して、この鉄骨を取り囲むように配置したプレキャスト型枠と、
   前記プレキャスト型枠内に打設され、前記鉄骨とプレキャスト型枠とを一体化するコンクリートとからなり、
   前記プレキャスト型枠はモルタル製であって、スチールファイバー、ステンレスファイバー、アラミド、ビニロン、炭素繊維、及びガラス繊維の群から選択される一または二以上の補強材が混入されており、
   前記鉄骨は、表面に突起を有するコンクリート柱状構造物を用いる橋脚の構築方法であって、
   前記コンクリート柱状構造物の上部に載置され、前記コンクリート柱状構造物と一体化されることにより橋脚を構築する梁材をプレキャスト化し、前記コンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入すべき穴部を形成しつつ梁材を施工する工程と、
   前記コンクリート柱状構造物を所定位置に設置した後、このコンクリート柱状構造物と前記梁材との接続部に接着材を塗布する工程と、
   前記梁材の穴部に前記コンクリート柱状構造物の鉄骨を挿入しつつ、コンクリート柱状構造物の上部に梁材を載置する工程と、
   前記梁材の穴部に充填材を充填し、コンクリート柱状構造物と梁材とを一体化する工程と、を備えることを特徴とする橋脚の構築方法。
2. 前記接着材は、エポキシ樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の橋脚の構築方法。

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