JP2016148196A - 橋台の補強構造及び補強方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地震時における橋台が受ける土圧を小さくすることができ、優れた耐震性が得られる補強構造及びその補強方法を提供する。【解決手段】橋台１の背面１ａ側に位置する盛土Ｓ中に複数の柱状体からなる盛土改良体１０を鉛直方向に設けた橋台の補強構造であって、複数の盛土改良体１０は、平面視で橋Ｂの延在方向に沿う橋軸方向Ｘに対して交差する方向に隣接させて壁状に連結させた状態で、直線で形成される波線状に配列された構成の橋台の補強構造。【選択図】図１

Description

本発明は、背面部が盛土に形成されている道路や鉄道の橋台に係り、特に、その橋台の耐震性を高めるための補強構造及びその補強方法に関する。

背面部が盛土に形成されている道路用の橋台や鉄道用の橋台は、地震発生時に、橋台の背面側に位置する盛土の土圧、すなわち、背面盛土の土圧が増加して躯体を損傷させたり、変位を生じさせたりして、盛土に沈下や崩落を生じさせたり、あるいは桁の落橋を生じさせたりするおそれがある。このため、このような被害を未然に抑制するための補強技術が種々提案されている。例えば、特許文献１に係る補強技術は、橋台の側面に補強ブロックを設けるとともに、背面盛土に地山補強材を埋設するようにしている。

特開２０１１−２４７０５９号公報

上述のように、橋台の耐震性を高めるための補強のためには、特許文献１に示されるような技術が提案されているが、列車等の車両の走行安全性を高めるための技術には上限はなく、このため、より耐震性を高めるような補強構造を備えた橋台が求められている。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、耐震性に優れた橋台の補強構造及びその補強方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る橋台の補強構造は、橋台の背面側に位置する盛土中に複数の柱状体からなる盛土改良体を鉛直方向に設けた橋台の補強構造であって、前記複数の盛土改良体は、平面視で橋の延在方向に沿う橋軸方向に対して交差する方向に隣接させて壁状に連結させた状態で配列されていることを特徴としている。

また、本発明に係る橋台の補強方法は、橋台の背面側に位置する盛土中に複数の柱状体からなる盛土改良体を鉛直方向に設けた橋台の補強方法であって、平面視で橋の延在方向に沿う橋軸方向に対して交差する方向に隣接させた状態で前記複数の盛土改良体を施工し、前記複数の盛土改良体が壁状に連結された状態で配列されていることを特徴としている。

本発明では、橋台の背面側に位置する盛土中に、配列方向が橋軸方向に対して交差する方向となるように連結された複数の盛土改良体が壁状に設けられるので、地震発生時の土圧の波がその壁状の盛土改良体によって分断されて小さくなる。これにより、橋台の背面に加わる土圧を分散させることができる。
さらに、地震により揺り動かされる盛土の振動は、盛土と複数の盛土改良体との摩擦により減衰されて低減される。そのため、地震発生時に橋台の背面に加わる盛土の土圧を小さく抑えることができ、橋台の耐震性能を向上させることができる。

また、盛土改良体と橋台との一体化させたり、盛土改良体が施工された盛土と橋台とを一体化させたりすることで、さらに橋台に優れた耐震性能をもたせることができる。
さらに、複数の盛土改良体が互いに隣接するように設けられているので、地震時の振動によって緩んだ盛土が外部に流出するのを抑制することができる。このため、橋台の躯体の損傷を防止することができ、また地震発生時の盛土の沈下や崩落を阻止することができる。

また、本発明に係る橋台の補強構造は、前記複数の盛土改良体は、平面視で前記橋軸方向に沿って延在するとともに、直線で形成される波線状に配列されていることが好ましい。

また、本発明に係る橋台の補強構造は、前記複数の盛土改良体は、平面視で前記橋軸方向に沿って延在するとともに、Ｘ字状が連続する形状に配列されていることが好ましい。

本発明では、複数の盛土改良体を配列させて直線状に連結された壁状体が平面視で橋軸方向に対して交差する部分を橋軸方向に沿って複数箇所に設けることができるため、地震時の土圧の波を効果的に分断させることができる。

また、本発明に係る橋台の補強構造は、前記橋台は、軌道を備えた鉄道用であり、前記複数の盛土改良体が配列される改良体群は、前記軌道を挟んだ両側にそれぞれ設けられていることが好ましい。

本発明では、軌道が複数の盛土改良体によって形成される改良体群によって両側から保持され、その改良体群と橋台とが軌道を介して一体的に設けられるので、橋台の耐震性をより高めることができる。

本発明の橋台の補強構造及び補強方法によれば、地震時における橋台が受ける土圧を小さくすることができ、優れた耐震性が得られる効果を奏する。

本発明の実施の形態による橋台の補強構造の構成を示す平面図である。 図１に示すＸ１−Ｘ１線断面図であって、橋台を橋桁側から見た正面図である。 図１に示すＸ２−Ｘ２線断面図であって、橋台を橋桁側から見た正面図である。 本発明の他の実施の形態による橋台の補強構造の構成を示す平面図である。

以下、本発明による橋台の補強構造及び補強方法の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１〜図３は、本実施の形態による橋台の補強構造を鉄道用の橋Ｂに適用した例が示されている。
この橋Ｂは、橋桁Ｇと盛土Ｓとの境界に位置する箇所に橋台１を有している。そして、橋桁Ｇ及び盛土Ｓ上には、バラストＳ１および枕木Ｗを介して一対のレールＲからなる２条の軌道Ｔ１、Ｔ２が敷設されている。すなわち、この橋桁Ｇ及び盛土Ｓ上には、複線用の軌道が敷設されている。なお、盛土Ｓは、橋台１を橋桁Ｇ側から見たときに橋台１の背面１ａ側に位置している。
ここで、橋台１の背面１ａに直交する方向（橋Ｂの延在方向）、すなわち軌道Ｔ１、Ｔ２の延長方向を橋軸方向Ｘという。

橋台１は、鉄筋コンクリート製により構築されており、地盤に打設された図示しない杭上にその杭と一体的に設けられている。すなわち、この橋台１は、橋桁Ｇ及び盛土Ｓ間に位置していて、橋桁Ｇを下方から支持するとともに、橋台１の背面１ａからの土圧に対して橋台１の壁体および基礎により抵抗する形式の杭土圧橋台に形成されている。

盛土改良体１０は、橋台１の背面側に位置する盛土Ｓ中に複数の柱状体からなる。複数の盛土改良体１０は、平面視で橋軸方向Ｘに対して交差する方向（すなわち、橋軸方向Ｘに対して直角以外の角度で交差する方向）に隣接させて壁状に連結させた状態で配列されている。さらに具体的に複数の盛土改良体１０は、平面視で橋軸方向Ｘに沿って延在するとともに、直線で形成される波線状に配列されている。そして、複数の盛土改良体１０が配列される改良体群１０Ａは、複線の軌道Ｔ１、Ｔ２を挟んだ両側の位置と、両軌道Ｔ１、Ｔ２同士の間にそれぞれ設けられている。

盛土改良体１０は、盛土Ｓの表面から橋台１の下端付近までの深さで施工され、かつ後述する盛土改良体１０の軸心方向が鉛直方向となるように設けられている。
盛土改良体１０は、４本の盛土改良体１０が連結して波線を形成する直線部分を形成している。その直線部分から形成される壁面は、平面視で橋軸方向Ｘに対して４５度の角度で交差して配置されている。

盛土改良体１０は、ソイルセメントからなる改良体であり、例えば数百ｍｍの径寸法で施工される。そして、盛土改良体１０の施工範囲は、橋台１の背面１ａの位置から橋軸方向Ｘで橋台１から離れる方向に向けて所定距離で延在する範囲とされる。これら盛土改良体１０の径寸法、設置本数、及び施工範囲は、盛土Ｓの性状等によって適宜決められる。

次に、上述した盛土改良体１０の施工方法について、図面に基づいて説明する。
なお、この施工は、軌道Ｔ１、Ｔ２を列車が走行していない時間帯、例えば終電から始発の時間帯を利用して実施される。

先ず、図１乃至図３に示すように、削孔撹拌ドリルを有する地盤改良機（図示省略）を施工現場に運搬し、所定の改良位置にセットする。なお、地盤改良機は、軌道Ｔ１，Ｔ２を利用することにより搬送することも可能である。
次いで、削孔撹拌ドリルで盛土Ｓを鉛直方向の下方に向けて掘削すると同時にセメントミルクを注入し、掘削土とセメントミルクを撹拌し、固化させることで柱状体からなる盛土改良体１０が形成される。

そして複数の盛土改良体１０は、これらの配列方向に沿って１つ置きに施工した後、それら隣り合う盛土改良体１０同士の間を施工する。これにより波線状に配列された壁状の改良体群１０Ａが、軌道Ｔ１、Ｔ２の両側および中間のそれぞれに施工される。

このように施工される橋台１の補強構造は、橋台１の背面１ａ側に位置する盛土Ｓ中に、配列方向が橋軸方向Ｘに対して交差する方向となるように連結された複数の盛土改良体１０が壁状に設けられるので、地震発生時の橋軸方向Ｘに沿う方向の土圧の波がその壁状の盛土改良体１０によって分断されて小さくなる。これにより、橋台１の背面１ａに加わる土圧を分散させることができる。
さらに、地震により揺り動かされる盛土Ｓの振動は、盛土Ｓと複数の盛土改良体１０との摩擦により減衰されて低減される。そのため、地震発生時に橋台１の背面１ａに加わる盛土Ｓの土圧を小さく抑えることができ、橋台１の耐震性能を向上させることができる。

また、盛土改良体１０と橋台１との一体化させたり、盛土改良体１０が施工された盛土Ｓと橋台１とを一体化させたりすることで、さらに橋台１に優れた耐震性能をもたせることができる。
さらに、複数の盛土改良体１０が互いに隣接するように設けられているので、地震時の振動によって緩んだ盛土Ｓが外部に流出するのを抑制することができる。このため、橋台１の躯体の損傷を防止することができ、また地震発生時の盛土Ｓの沈下や崩落を阻止することができる。

また、本実施の形態では、複数の盛土改良体１０を配列させて直線状に連結された壁状体が平面視で橋軸方向Ｘに対して交差する部分を橋軸方向Ｘに沿って複数箇所に設けることができるため、地震時の土圧の波を効果的に分断させることができる。

また、本実施の形態では、複線の軌道Ｔ１、Ｔ２が複数の盛土改良体１０によって形成される改良体群１０Ａによって両側から保持され、その改良体群１０Ａと橋台１とが軌道Ｔ１、Ｔ２を介して一体的に設けられるので、橋台１の耐震性をより高めることができる。

以上、本発明による橋台の補強構造及び補強方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の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、上述の例では、橋Ｂは、軌道Ｔ１，Ｔ２が敷設される鉄道用としたが、自動車等の車両の走行する道路用の橋であってもよい。
また、本実施の形態のように複線の軌道Ｔ１、Ｔ２であることに限らず、単線の軌道であってもかまわない。

また、複数の盛土改良体１０によって配列される平面形状として、本実施の形態では直線で形成される波線状となっているが、このような形状であることに限定されることはなく、橋軸方向Ｘに対して交差する方向に複数の盛土改良体が配列されていれば他の形状であっても良い。

例えば、図４に示すように、盛土改良体１０は、平面視で橋軸方向Ｘに沿って延在するとともに、Ｘ字状が連続する形状に配列されている。
このように配置される複数の盛土改良体１０も、上述の波線状に配置される盛土改良体１０と同様の施工方法により設けられる。そして、このＸ字状に配置される盛土改良体１０の場合も、配列方向が橋軸方向Ｘに対して交差する方向に向いているので、上述の波線状に配置される盛土改良体１０と同様の作用効果を得ることができる。

さらに、本実施の形態では改良体群１０Ａが配置される位置として、複線の軌道Ｔ１、Ｔ２を挟んだ両側の位置と、両軌道Ｔ１、Ｔ２同士の間にそれぞれ設けているが、この位置に限定されることはない。例えば両軌道Ｔ１、Ｔ２同士の間に配置される改良体群１０Ａを省略することも可能である。

また、複数の盛土改良体１０の位置として、上述した実施の形態では、橋台１の背面１ａに隣接する位置から配列されている。つまり改良体群１０Ａの橋台１側の端部が背面１ａに接した状態となっているが、この位置に限定されず、背面１ａから離間した位置から複数の盛土改良体１０が配列されていてもよい。

また、本実施の形態では、盛土改良体１０の施工手順として、配列方向の順で１つ置きに施工した後、隣り合う盛土改良体１０同士の間を施工する方法としているが、このような手順であることに制限されることはない。つまり、配列される順に盛土改良体１０を施工してもよいし、現場の条件等に応じて施工し易い箇所から施工しても良い。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。

Ｂ 橋
Ｓ 盛土
Ｓ１ バラスト
Ｒ レール
Ｗ 枕木
Ｇ 橋桁
Ｔ１、Ｔ２ 軌道
１ 橋台
１ａ 背面
１０ 盛土改良体
１０Ａ 改良体群

Claims (5)

1. 橋台の背面側に位置する盛土中に複数の柱状体からなる盛土改良体を鉛直方向に設けた橋台の補強構造であって、
   前記複数の盛土改良体は、平面視で橋の延在方向に沿う橋軸方向に対して交差する方向に隣接させて壁状に連結させた状態で配列されていることを特徴とする橋台の補強構造。
2. 前記複数の盛土改良体は、平面視で前記橋軸方向に沿って延在するとともに、直線で形成される波線状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の橋台の補強構造。
3. 前記複数の盛土改良体は、平面視で前記橋軸方向に沿って延在するとともに、Ｘ字状が連続する形状に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の橋台の補強構造。
4. 前記橋台は、軌道を備えた鉄道用であり、
   前記複数の盛土改良体が配列される改良体群は、前記軌道を挟んだ両側にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の橋台の補強構造。
5. 橋台の背面側に位置する盛土中に複数の柱状体からなる盛土改良体を鉛直方向に設けた橋台の補強方法であって、
   平面視で橋の延在方向に沿う橋軸方向に対して交差する方向に隣接させた状態で前記複数の盛土改良体を施工し、
   前記複数の盛土改良体が壁状に連結された状態で配列されていることを特徴とする橋台の補強方法。

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