JP3877370B2 - 鉄筋コンクリート橋脚の補強工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆してロッド状部材により一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
震度法による許容応力度設計にのみ従って耐震設計された既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚は、円形や矩形断面の様な柱式橋脚と比較すると、一般にコンクリート断面が大きく、軸方向鉄筋比が小さい構造であり、相対的に曲げ耐力が小さくなっていることが多い。
【0003】
また、壁式橋脚の様な幅の広い断面では、その形状的な影響により、橋軸直角方向の側面に対する帯鉄筋による拘束効果も小さくなっている。
【0004】
したがって、壁式鉄筋コンクリート橋脚の補強では、曲げ耐力とじん性の両者を向上させる補強を行うのが望ましい。なお、ここでいう壁式橋脚とは、橋脚の橋軸直角方向の断面寸法aと橋軸方向の断面寸法bとの比a/bが3を超える幅広長方形断面または小判型断面の鉄筋コンクリート橋脚である。
【0005】
従来、壁式鉄筋コンクリート橋脚の補強工法としては、鋼板併用鉄筋コンクリート巻立て工法が施工されている。この工法は、図27に示す様に、橋脚躯体2を鉄筋コンクリートで巻立てる(巻立て鉄筋コンクリート部C)と共に、橋脚基部Bにおいて長辺側の両壁面を鋼板3で挟み込み、これらをロッド状部材、すなわち断面貫通型のPC鋼棒(以下、中間貫通PC鋼棒という)4により一体化させた構造である。
【0006】
この工法においては、巻立て鉄筋コンクリート部Cの軸方向鉄筋K1とK2とをフーチングFに1本おきに定着している。なお、符号K3は帯鉄筋を示している。そして、鋼板3と両端をナットで締着させた中間貫通PC鋼棒4とを併用してコンクリート断面を拘束し、また、鋼板下端とフーチングFの上面との間dに5〜10cm程度の隙間を設けて、鋼板下端とフーチングF上面とが接触して予期せぬ力が鋼板3に作用することを防止している。
【0007】
なお、鋼板3の設置範囲Hは、断面基部から補強後の橋軸方向幅に相当する高さまでの範囲とするのが標準である。また、符号p1はPC鋼棒4の橋軸直角方向の挿入ピッチで補強後の壁厚以下、符号p2は橋脚軸方向のピッチで30cm以下としている。
【0008】
上記の鋼板併用鉄筋コンクリート巻立て工法による橋脚の補強工法においては、橋脚躯体に中間貫通PC鋼棒を貫通させるために穿孔する必要があるが、この孔は、橋脚躯体内の鉄筋を避けて穿孔する必要がある。そして、従来、この穿孔には、例えば、ロータリーパーカッションによって穿孔が行われている。
【0009】
しかし、一般には、躯体内の鉄筋位置を正確に予見することは困難である。そして、ロータリーパーカッションにより穿孔している際に鉄筋に当たってしまうと、穿孔した孔を埋め戻して再び穿孔をやり直す必要がある。ここで、再穿孔を行えば工数が増加するためコスト増を招く。
【0010】
また、ロータリーパーカッションにより穿孔に際して、誤って鉄筋を切断してしまうと、橋脚の強度に悪影響を与える。
【0011】
一方、ドリフタを用いて穿孔する工法が公知である。図28〜図31には、ドリフタ(例えば、三菱重工(株)製の穿孔機:商品名「MRD150」)を用いた自穿孔工法によるロックボルトの打設方法が示されている。
【0012】
図28において、ロックボルト15を把持した穿孔機械10が、ロックボルト打設位置に設置されている。そのロックボルト15は、先端にロストビット16を備えた中空軸で、その後端に設けられたウォータスイベル17を介して高圧水が供給されている。そして、ロックボルト15は、ガイドセル11上を穿孔方向に前後進可能に設けられたドリフタ12に把持装置13を介して把持され、符号D方向の打撃と回転Rが与えられて推進し、ロックボルト15の中空孔よりフラッシングを行いながら、地山を穿孔する。
【0013】
図29に示す様に、ドリフタ12がストロークSだけ推進してストロークエンドに達したら、把持装置13を緩めて後退する。そして、図30に示す様に後退位置からロックボルト15を再び把持して穿孔する。これを繰返し、図31に示す様に所定深さまで穿孔したら、中空孔から定着材を注入して、ロックボルト15を定着させる。
【0014】
この様な穿孔工法は有効な技術であるが、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆して、ロッド状部材により一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強するに際して、コンクリート橋脚の躯体に貫通孔を穿孔する際には用いられていない。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みて提案されたもので、橋脚躯体内に鉄筋が配置されていても、ロッド状部材の挿入孔を容易に穿孔することができる様な鉄筋コンクリート橋脚の補強工法の提供を目的としている。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿通して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔が橋脚躯体を貫通したら前記中空ロッドを挿通してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの両端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化している。
【0017】
この様な構成を具備する本発明によれば、鉄筋を含む部分はウォータジェットで穿孔が為される。ここで、ウォータジェットは所謂「はつり」工でも用いられ、鉄筋を損傷すること無く、コンクリートを除去する。ここで、穿孔している際に鉄筋に当たっても、モニタ或いはロッド状部材が通過出来る状態であれば鉄筋が露出していても構わない。
従って、鉄筋が露出しても穿孔した孔を全て埋め戻して再び穿孔をやり直す必要は無い。そのため、再穿孔が必要となるケースが飛躍的に減少し、再穿孔に費やされるコストが大幅に減少する。さらに、ウォータジェットによる穿孔であれば、鉄筋を損傷することが無いので、橋脚の強度に悪影響を与える恐れは小さくなる。
【0019】
また、本発明によれば、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿入して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔を橋脚躯体の所定深さまで穿孔したら、前記中空ロッドを挿入してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの挿入孔に挿入されていない側の端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化している。
【0020】
さらに本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法は、前記ロッド状部材の挿入孔は、橋脚躯体の両側から穿孔された孔同士を接続して貫通されている。
【0021】
これに加えて本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法は、前記橋脚躯体の両側から穿孔されたロッド状部材の挿入孔は、前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔の径が、他方の側から穿孔された孔の径に比較して拡径した状態で穿孔されている。
ここで、前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔と、他方の側から穿孔された孔とが芯ずれを生じていた場合に、ロッド状部材を挿入するのとは反対の側から樋状の案内部材を挿入し、該案内部材によってロッド状部材を挿通せしめるのが好ましい。
この様に構成することにより、鉄筋の配置等に起因して、橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔と、他方の側から穿孔された孔とをオフセットせざるを得ない様な場合であっても、対処することが出来る。
【0022】
ここで、上述した本発明の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆するのに先立って、当該橋脚躯体を鉄筋コンクリートで巻立てる工程を含んでいるのが好ましい。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【0024】
図1において、橋脚躯体2の中間貫通PC鋼棒用の挿入孔8の穿孔位置に、穿孔機械10が設置されている。その穿孔機械10は、ウォータジェットによる穿孔と、ロータリーパーカッションによる穿孔とが行える穿孔機械であって、例えば前記した三菱重工(株)製の穿孔機MRD150等が好ましい。すなわち、穿孔機械10には、ガイドセル11上を穿孔方向(図の左右方向)に前後進可能なドリフタ12が設けられており、そのドリフタ12には、中空軸で、外周にはねじが設けられたロッド5が把持されている。そのロッド5には、先端にウォータジェットJを噴出するモニタ6が設けられ、後端には圧水を供給するウォータスイベル16を設けられており、ドリフタ12によって打撃Dと回転Rとが伝達されている。
【0025】
次に、図2ないし図8により施工の態様を説明する。
図2に示す様に、橋脚躯体2の鉄筋のある部分A1においてはロッド5を回転Rしながら先端のモニタ6からウォータジェットJを噴出して穿孔する。そして、鉄筋のある部分A1を貫通したら(図3)、モニタ6を脱し、パーカッションDにより穿孔する(図4)。対向側の鉄筋のある部分A2に達したら再びウォータジェットJで穿孔し(図5)、貫通する。
【0026】
貫通後、ロッド5を中間貫通PC鋼棒としてそのまま残し、挿入孔8の一端をパッカ9で塞ぎ、他端から注入ノズルNを挿入して(図6)、充填材Zを注入し(図7)、ロッド5を固着させて(図8)、躯体2の両側に鋼板3、3を当接し、ナット7、7で締結する(図9)。
【0027】
また、図10ないし図13には、孔を貫通しない実施形態が示されている。橋脚躯体2の一方からウォータジェットJ(およびパーカッション) で孔8Aを穿孔し(図10)、所定深さまで穿孔したらロッド5の中空孔から充填材Zを注入して(図11)、孔8A内を充填し、ロッド5が固着したら(図12)、鋼板3を当接してナット7で締結する(図13)。なお、図11で示す様にロッド5より充填材Zを注入することに代えて、ロッド5を一旦引抜き、新たにPSロッドを挿入して、該PSロッドより充填材Zを注入しても良い。
【0028】
図14ないし図18には、橋脚躯体2の両側から穿孔する実施形態が示されてる。図14において、躯体2の一端からウォータジェットJにより穿孔して所定深さまで穿孔(符号「8A」で示す)したら(図15)、対向する他端から、芯ずれを考慮して前記穿孔径より大径にウォータジェットJで孔8Bを穿孔する(図16)。貫通したらロッド5を通し(図17)、充填材Zを注入して、両側に鋼板3、3を当接してナット7、7で締結する(図18)。
【0029】
図19ないし図26に示す実施形態も両側から穿孔するものである。図19に示す様に、一端からウォータジェットJで孔8Aを穿孔し、途中で拡径して孔8Bを所定深さまで穿孔し(図20)、他端からは、通常径で孔8Aを穿孔して (図21)、前記拡径部8Bに貫通し(図22)する。ここで、芯ずれ分が存在してもロッド5を挿通出来る様にするため、例えば「樋」の様な形状の工具Tを挿入し(図23)、該工具T(樋)を案内用のガイドとしてロッド5を挿通する(図24)。ロッド5を挿通したならば(図25)、充填材Zを注入して、両側に鋼板3、3を当接し、ナット7、7で締結する(図26)。
【0030】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、橋脚躯体の鉄筋のある部分は、ウォータジェットで穿孔されるので、鉄筋に当たってもダメージを与えることがなく、また、鉄筋のない部分は、ロータリーパーカッションで迅速容易に穿孔することができる。したがって、従来の様に鉄筋のある位置を探ったり、また、鉄筋に当たって埋め戻す必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を施工する装置の概要を示す全体構成図。
【図2】ウォータジェットによる鉄筋のある部分の穿孔の説明図。
【図3】鉄筋のある部分を貫通した状態の説明図。
【図4】ロータリーパーカッションによる穿孔状態の説明図。
【図5】対向側の鉄筋のある部分の穿孔状態の説明図。
【図6】貫通後のロッドの挿入状態の説明図。
【図7】充填材の注入状態の説明図。
【図8】充填材の注入後の説明図。
【図9】鋼板をナットで締結した状態の説明図。
【図10】別の実施形態の穿孔状態の説明図。
【図11】充填材を注入している状態の説明図。
【図12】充填材の注入後の状態の説明図。
【図13】鋼板をナットで締結した状態の説明図。
【図14】両側から穿孔する実施形態の穿孔開始状態の説明図。
【図15】ウォータジェットによる穿孔終了状態の説明図。
【図16】他方側から穿孔をしている状態の説明図。
【図17】貫通しロッドを挿通した状態の説明図。
【図18】鋼板を締結した状態の説明図。
【図19】両側から穿孔する別の実施形態の穿孔開始状態の説明図。
【図20】拡径して穿孔している状態の説明図。
【図21】他方側から穿孔をしている状態の説明図。
【図22】貫通状態の説明図。
【図23】はつりを行っている状態の説明図。
【図24】ロッドを挿通している状態の説明図。
【図25】ロッドを挿通した状態の説明図。
【図26】鋼板を締結した状態の説明図。
【図27】従来の鋼板併用鉄筋コンクリート巻立てによる橋脚補強工法を示す斜視図。
【図28】ドリフタを用いたロックボルト打設の穿孔工法の説明図。
【図29】ドリフタがストロークエンドまで進んだ状態の説明図。
【図30】ドリフタが後退して再び穿孔を開始した状態の説明図。
【図31】所定深さまで穿孔した状態の説明図。
【符号の説明】
1・・・橋脚
2・・・躯体
3・・・鋼板
4・・・中間貫通PC鋼棒
5・・・ロッド
6・・・モニタ
7・・・ナット
8・・・孔
9・・・パッカ
10・・・穿孔機
11・・・ガイドセル
12・・・ドリフタ
13・・・把持装置
15・・・ロックボルト
16・・・ロストビット
17・・・ウォータスイベル
J・・・ウォータジェット
Claims (6)
- 既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿通して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔が橋脚躯体を貫通したら前記中空ロッドを挿通してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの両端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化することを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
- 既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆しロッド状部材を橋脚躯体に挿入して鋼板と一体化する鉄筋コンクリート橋脚の補強工法において、前記橋脚躯体に前記ロッド状部材の挿入孔を穿孔するに際し、ロータリパーカッションで穿孔する穿孔機械にウオータジェットを有するモニタを先端に取り付けた中空ロッドを把持し、その穿孔機械によって前記橋脚躯体の鉄筋を含む部分をウオータジェットで穿孔し、鉄筋を含まぬ部分をロータリーパーカッションで穿孔し、そしてロッド状部材の挿入孔を橋脚躯体の所定深さまで穿孔したら前記中空ロッドを挿入してその周囲に充填材を注入し、その中空ロッドの挿入孔に挿入されていない側の端部を締結部材と係合して橋脚躯体と鋼板とを一体化することを特徴とする鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
- 前記ロッド状部材の挿入孔は橋脚躯体の両側から穿孔された孔同士を接続して貫通されている請求項1に記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
- 前記橋脚躯体の両側から穿孔されたロッド状部材の挿入孔は前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔の径が他方の側から穿孔された孔の径に比較して拡径した状態で穿孔された請求項3に記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
- 前記橋脚躯体の一方の側から穿孔された孔と他方の側から穿孔された孔とが芯ずれを生じていた場合に、ロッド状部材を挿入するのとは反対の側から樋状の案内部材を挿入し、該案内部材によってロッド状部材を挿通させる請求項4に記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
- 既設の壁式鉄筋コンクリート橋脚の橋脚躯体の壁面を鋼板で被覆するのに先立って当該橋脚躯体を鉄筋コンクリートで巻き立てる工程を含む請求項1〜5の何れかに記載の鉄筋コンクリート橋脚の補強工法。
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