JP5136589B2 - Reinforcement beam and reinforcement method for underwater structure - Google Patents
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Description
本発明は、既設の桟橋等の水中構造物、特に上部構造体が複数の杭によって支持された杭式桟橋等を補強するための補強部材と補強工法に関する。 The present invention relates to a reinforcing member and a reinforcing method for reinforcing an underwater structure such as an existing jetty, particularly a pile-type jetty in which an upper structure is supported by a plurality of piles.
港湾や漁港においては船舶を係留するために各種の桟橋等の水中構造物が設けられている。これらの水中構造物は水底地盤に打ち込まれて水面より上に突出した複数の杭を脚柱とする下部構造物と、これらの杭で支持され水面より上に敷設された床板等からなる上部構造物とから構成される。
上記の下部構造物である杭は一般に、海底あるいは湖底といった地盤に複数本の杭群を鉛直方向に打ち込んで構築される。また、上記の上部構造物は一般に、これら杭群の上端部に梁を複数本架設し、これら梁群の間に床板を張り渡して構築される。
In harbors and fishing ports, various underwater structures such as piers are provided for mooring ships. These underwater structures consist of a lower structure that has multiple stakes that are driven into the ground and project above the water surface, and an upper structure that is supported by these piles and laid above the water surface. Composed of things.
The piles as the above substructures are generally constructed by driving a plurality of pile groups in the vertical direction on the ground such as the seabed or lake bottom. Moreover, the above-mentioned superstructure is generally constructed by laying a plurality of beams on the upper ends of these pile groups and stretching a floor board between these beam groups.
ところで、既設水中構造物については、以下に記載する理由から水中構造物を補強する必要がある。
・腐食による杭の減厚による水中構造物の耐力の低下
・上載加重の増大への対応
・耐震性能の向上
特に、過去に設置された杭式桟橋等の水中構造物の多くは、近年、想定されるようになった大地震に耐えるための設計はなされておらず、将来、大地震によって水中構造物が損傷を受ける可能性が高く、そのような事態に至ると社会機能に大きな影響を与えることになる。また、地震後における社会機能の迅速な回復のために水中構造物は人員及び物資の輸送において非常に重要な機能を果たす。
このため、今後発生が予想される大地震に対する対策として、既設の杭式桟橋等の水中構造物を耐震補強する必要性が高まっている。
そして、上記の補強のための施工方法として従来から多くの提案がなされている。
By the way, about an existing underwater structure, it is necessary to reinforce an underwater structure for the reason described below.
・ Decrease in yield strength of underwater structures due to thickness reduction of piles due to corrosion ・ Responding to increased loading load ・ Improved seismic performance In particular, many of the submerged structures such as pile-type piers installed in the past have been assumed in recent years. It has not been designed to withstand major earthquakes that have become possible, and it is highly likely that underwater structures will be damaged by large earthquakes in the future, which will greatly affect social functions. It will be. In addition, underwater structures perform very important functions in the transportation of personnel and supplies for the rapid recovery of social functions after an earthquake.
For this reason, as a countermeasure against a large earthquake that is expected to occur in the future, there is an increasing need for seismic reinforcement of underwater structures such as existing pile-type piers.
And many proposals are conventionally made as a construction method for the above-mentioned reinforcement.
特許文献１には、既設桟橋を補強するための補強材をユニット化し、これを予め製作しておいて施工現場において杭の間に取り付けることによって現場工期の最短化をはかるようにすることが記載されている。この補強ユニットは矩形枠状のフレームと、そのフレーに設けたブレースと、そのブレースとフレームとの間に設けたダンパー８とから構成されている。
特許文献２には、桟橋の杭の補強に供するストラット部材にフロータを取り付けて水面に浮かぶようにしておき、このストラット部材を杭群の間まで曳航し、ついで杭群の上下方向所定部位においてストラット部材の両端同士を各々結合する補強工法が記載されている。また、特許文献２にはストラット部材を入れ子状にして伸縮可能とすることについても記載がある。
In
特許文献３には、脚柱により床組を支持した桟橋において、脚柱間に斜材としての制震ブレースを設けることにより脚柱に作用する最大曲げモーメントを低減して脚柱の負担を軽減するとともに、必要な脚柱径を小さくすることが記載されている。 In Patent Document 3, in a jetty that supports a floor set with pedestal columns, a seismic brace as diagonal material is provided between the pedestal columns to reduce the maximum bending moment acting on the pedestal and reduce the burden on the pedestal. In addition, it is described that the required pedestal diameter is reduced.
特許文献４には、各杭に鞘管を設置し、鞘管に突設した中空の連結管を隣接した杭に設置された鞘管における中空の連結管と接合することによって補強用水平部材を形成することが記載されている。
しかしながら、上記のいずれの方法も補強部材を現地杭にアジャストさせる観点からみると施工性が良いとは言えなかった。
また、従来の杭に格点を設けそれをストラットあるいはブレース部材で結ぶ補強方法は基本的には軸力を伝える機能を有し、それらを複数配置して海中部の杭をつなぎ合わせて補強するものであり、補強効果は高いが部材数が多くなるという問題があった。
In Patent Document 4, a horizontal pipe for reinforcement is installed by installing a sheath pipe on each pile, and joining a hollow connection pipe protruding from the sheath pipe with a hollow connection pipe in a sheath pipe installed on an adjacent pile. It is described to form.
However, none of the methods described above can be said to have good workability from the viewpoint of adjusting the reinforcing member to the local pile.
In addition, the conventional method of reinforcing and connecting the piles with struts or brace members has the function of transmitting axial force, and laying them together to connect the piles in the sea for reinforcement. However, although the reinforcing effect is high, there is a problem that the number of members increases.
本発明は、既設水中構造物の杭同士を水中で補強梁によって連結することで水中構造物全体の剛性を上げて水中構造物の耐荷力を向上させるための施工性に優れた補強工法を提供することを目的とする。 The present invention provides a reinforcing method excellent in workability for increasing the rigidity of an underwater structure by increasing the rigidity of the entire underwater structure by connecting piles of existing underwater structures with reinforcing beams underwater. The purpose is to do.
本発明者等は、補強梁を前、後、左及び右の各側面を形成する４つの壁体と、該壁体によって形成される内部空間を中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分ける二つの仕切壁と、中央区画部の底板又は底板及び頂板とから構成して、中央の区画部を浮力函とし、第１区画部及び第２区画部のぞれぞれは、杭の鉛直方向の一部を包囲して杭に取り付け可能なように開閉可能な構造となっている第１杭連結部及び第２杭連結部を構成しており、この第１杭連結部及び第２杭連結部を介して補強梁を杭に取り付けた後、杭と杭連結部との取り合い部にグラウトを注入して補強梁と杭とを一体化することによって上記の課題が解決できることを見出して本発明を完成した。
すなわち、本発明は以下に記載する通りの水中構造物を補強するための補強梁及びこれを用いた補強工法である。
The inventors of the present invention have four wall bodies forming the front, rear, left and right side surfaces of the reinforcing beam, and an internal space formed by the wall bodies, the central partition section, the left and right first partition sections, and the first partition section. It consists of two partition walls that are divided into two compartments, and the bottom plate or bottom plate and top plate of the central compartment, with the central compartment as a buoyancy box, each of the first compartment and the second compartment Comprises a first pile connection portion and a second pile connection portion that are structured to be openable and closable so as to surround a part of the pile in the vertical direction and be attached to the pile. After the reinforcement beam is attached to the pile via the part and the second pile connection part, the above problem is solved by injecting the grout into the joint part between the pile and the pile connection part and integrating the reinforcement beam and the pile. The present invention was completed by finding out what can be done.
That is, the present invention is a reinforcing beam for reinforcing an underwater structure as described below, and a reinforcing method using the same.
（１）水中の地盤に下端部が埋設された複数の杭と、前記複数の杭によって支持された上部構造体とを有する水中構造物の補強を行うために杭に取り付けられる補強梁であって、該補強梁は前、後、左及び右の各側面を形成する４つの壁体と、該壁体によって形成される内部空間を中央区画部と左右の第１区画部及び第２区画部とに分ける二つの仕切壁と、中央区画部の底板又は底板及び頂板とからなり、中央区画部は浮力函部を構成し、第１区画部及び第２区画部は壁体の一部が補強梁本体に対して開閉可能な蓋部を形成しており、第１区画部及び第２区画部が杭の鉛直方向の一部を包囲して杭に取り付け可能な第１杭連結部及び第２杭連結部を構成していることを特徴とする補強梁。
（２）第１杭連結部及び第２杭連結部の内壁の上端部及び下端部に、又は上端部のみに前記内壁と杭との間を塞ぐ塞ぎ板を設けたことを特徴とする（１）に記載の補強梁。
（３）前記補強梁の梁高は杭の直径以上の寸法であることを特徴とする（１）又は（２）に記載の補強梁。
（４）前記第１杭連結部及び第２杭連結部の前面の壁体が補強梁本体に対してヒンジによって開閉可能な蓋部を構成していることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の補強梁。
（５）前記蓋部の閉合が蓋部を補強梁本体に対してボルト締めすることによって行われるようになっていることを特徴とする（４）に記載の補強梁。
（６）前記第１杭連結部及び第２杭連結部のそれぞれは二つの部分に分割されてヒンジを介して連結されて、一方の分割部分が他方の分割部分を備えた補強梁本体に対して開閉可能な蓋部と成っており、蓋部の閉合が蓋部及び補強梁本体の夫々に設けたかみ合わせ継手の係止片を係合させることによって行われるようになっていることを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の補強梁。
（７）前記第１杭連結部及び第２杭連結部の内壁面にグラウトのずれ止め用のアンカー部材が設けられていることを特徴とする（１）〜（６）のいずれかに記載の補強梁。
（８）水中の地盤に下端部が埋設された複数の杭と、前記複数の杭によって支持された上部構造体とを有する水中構造物を補強する補強工法において、
（１）〜（７）のいずれかに記載の補強梁を水面に浮遊させる工程、
補強梁を取り付けようとする二つの杭の位置に補強梁を誘導する工程、
補強梁の杭連結部の壁面によって杭を包囲する工程、
杭連結部の蓋部を閉合する工程、
及び
杭と杭連結部との取り合い部にグラウトを注入して補強梁と杭とを一体化する工程、
を有することを特徴とする補強工法。
（９）補強梁の浮力函部に液体を注入して補強梁を所定の深さに沈降させる工程を含むことを特徴とする（８）に記載の補強工法。
（１０）杭に支持材を取り付けておき、この支持材によって補強梁を支持することを特徴とする（８）又は（９）に記載の補強工法。
（１１）補強梁を誘導するための複数本のワイヤを補強梁に取り付けて、ワイヤを操作することにより補強梁を所定の位置に誘導することを特徴とする（８）〜（１０）のいずれかに記載の補強工法。
（１２）補強梁として、第１杭連結部及び第２杭連結部の上端部のみに塞ぎ板を設けた補強梁を用い、前記支持材が下端部の塞ぎ板を兼ねるようにしたことを特徴とする（１０）又は（１１１）に記載の補強工法。
（１３）（１）〜（７）のいずれかに記載の補強梁によって補強したことを特徴とする水中構造物。
（１４）補強梁の浮力函部に固体材料を充填することにより水中構造物の固有周期を変えたこと特徴とする（１３）に記載の水中構造物。
(1) A reinforcing beam attached to a pile in order to reinforce an underwater structure having a plurality of piles whose lower ends are embedded in the underwater ground and an upper structure supported by the plurality of piles. The reinforcing beam includes four wall bodies forming the front, rear, left and right side surfaces, and an internal space formed by the wall bodies with a central partition portion and left and right first partition portions and second partition portions. It consists of two partition walls and a bottom plate or a bottom plate and a top plate of the central partition part, the central partition part constitutes a buoyancy box part, and the first partition part and the second partition part are part of the wall body as a reinforcing beam A first pile connecting portion and a second pile that form a lid portion that can be opened and closed with respect to the main body, and the first partition portion and the second partition portion surround a part of the pile in the vertical direction and can be attached to the pile. Reinforcing beam comprising a connecting part.
(2) A closing plate is provided on the upper and lower ends of the inner walls of the first pile connecting portion and the second pile connecting portion, or only on the upper end portion to close the space between the inner wall and the pile (1 ) Reinforcement beam as described in.
(3) The reinforcing beam according to (1) or (2), wherein a beam height of the reinforcing beam is not less than a diameter of a pile.
(4) The front wall of the first pile connecting portion and the second pile connecting portion constitutes a lid portion that can be opened and closed by a hinge with respect to the reinforcing beam main body (1) to (3) ) A reinforcing beam according to any one of the above.
(5) The reinforcing beam according to (4), wherein the lid is closed by bolting the lid to the reinforcing beam main body.
(6) Each of the first pile connection part and the second pile connection part is divided into two parts and connected via a hinge, and one divided part is a reinforcing beam body provided with the other divided part. The lid portion can be opened and closed, and the closure of the lid portion is performed by engaging the engagement pieces of the engagement joint provided in each of the lid portion and the reinforcing beam main body. The reinforcing beam according to any one of (1) to (3).
(7) An anchor member for preventing grout misalignment is provided on the inner wall surfaces of the first pile connecting portion and the second pile connecting portion, according to any one of (1) to (6), Reinforcement beam.
(8) In a reinforcement method for reinforcing an underwater structure having a plurality of piles whose lower ends are embedded in the underwater ground and an upper structure supported by the plurality of piles,
A step of floating the reinforcing beam according to any one of (1) to (7) on the water surface;
A step of guiding the reinforcing beam to the position of the two piles to which the reinforcing beam is to be attached;
A process of surrounding the pile by the wall surface of the pile connection part of the reinforcing beam;
The process of closing the lid of the pile connection,
And a process of injecting grout into the joint between the pile and the pile connecting portion to integrate the reinforcing beam and the pile,
Reinforcement method characterized by having.
(9) The reinforcing method according to (8), including a step of injecting a liquid into the buoyancy box of the reinforcing beam to sink the reinforcing beam to a predetermined depth.
(10) The reinforcing method according to (8) or (9), wherein a support material is attached to the pile, and the reinforcing beam is supported by the support material.
(11) Any one of (8) to (10), wherein a plurality of wires for guiding the reinforcing beam are attached to the reinforcing beam, and the reinforcing beam is guided to a predetermined position by operating the wire. Reinforcement method described in crab.
(12) As the reinforcing beam, a reinforcing beam provided with a closing plate only at the upper ends of the first pile connecting portion and the second pile connecting portion is used, and the support material also serves as a closing plate at the lower end portion. (10) or the reinforcing method according to (111).
(13) An underwater structure characterized by being reinforced by the reinforcing beam according to any one of (1) to (7).
(14) The underwater structure according to (13), wherein the natural period of the underwater structure is changed by filling the buoyancy box of the reinforcing beam with a solid material.
本発明の補強梁を用いた補強工法は補強梁そのもので杭を高さ方向に補強するため、軸力の他、曲げモーメントを伝えるため杭同士を結合する効果は従来のストラットやブレースを用いるものに比べてより高いものとなり、少ない部材数での補強が可能となるため工期を短縮することができる。また、本発明の補強工法は、水中構造物を新設することなく補強が可能であり、供用中の水中構造物の作業への影響が少ない。また、補強梁は浮力を利用しながらワイヤリング操作で杭に取り付けることができるため大型作業船を必要とせず施工が容易であり、岸壁の供用停止期間を極めて短くすることができる。 The reinforcement method using the reinforcing beam of the present invention reinforces the pile in the height direction with the reinforcing beam itself, so the effect of combining the piles to transmit the bending moment in addition to the axial force is that using conventional struts and braces Therefore, the construction period can be shortened because the reinforcement can be performed with a small number of members. Further, the reinforcing method of the present invention can be reinforced without newly installing an underwater structure, and has little influence on the work of the underwater structure in service. In addition, since the reinforcing beam can be attached to the pile by wiring operation using buoyancy, construction is easy without requiring a large work ship, and the in-service period of the quay can be extremely shortened.
図１は本発明の補強梁を杭に取り付けた状態を示す図であり、図２は補強梁の詳細を示す図である。
図１に示すように本発明の補強梁１の高さ（梁高）は杭１１の直径よりも大きな寸法とし、その梁高を杭の直径よりも大きくすると共に補強梁を水面下の浅い杭部分に取り付けることが補強効果を高める点から好ましい。図１に示したものでは杭径が１２００ｍｍφの杭に対して補強梁は梁高さ２０００ｍｍ、梁幅１５００ｍｍとしている。
FIG. 1 is a view showing a state in which a reinforcing beam of the present invention is attached to a pile, and FIG. 2 is a view showing details of the reinforcing beam.
As shown in FIG. 1, the height (beam height) of the reinforcing
図２（ａ）に示すように補強梁１は前後左右の４つの壁体２と、該壁体２によって形成される内部空間を中央区画部４と左右の第１区画部５及び第２区画部６とに分ける二つの仕切壁３と、中央区画部４の底板１４及び頂板１５とからなり、中央区画部４は浮力函部４を構成し、第１区画部５及び第２区画部６はその前面の壁体が開閉可能な蓋部８となっていて補強梁１を杭に取り付けるための第１杭連結部５及び第２杭連結部６を構成している。図２（ａ）に示したものでは蓋部はヒンジによって開閉可能となっており、ボルトによって補強梁本体に締結される。
As shown in FIG. 2 (a), the reinforcing
浮力函部４は底板のみを設けた場合には容器形状となっており、底板と頂板とを設けた場合には密閉構造となっているため、その浮力によって補強梁１を水面に浮遊させることができる。浮力函部４には注水ができるようになっており、浮力函部内の空間に水や海水などの液体を注入することによって補強梁１を水面下に沈降させることができる。浮力函部を密閉構造とすることにより、浮力函部内に適当な量の液体を注入して補強梁の重量と浮力とをバランスさせることにより補強梁の取り付け作業をし易くすることができる。なお、補強梁の通常の使用形態は、水面に浮かせて所定の場所まで移動させ、次いで所定の深さまで沈めるというものであるので、浮力函部４には底板と頂板とを設けて密閉構造とするが、沈める作業を必要としない場合もあり、この場合には必ずしも頂板は設ける必要がない。
The buoyancy box 4 has a container shape when only the bottom plate is provided, and has a sealed structure when the bottom plate and the top plate are provided, so that the reinforcing
第１杭連結部５は壁体２と、仕切壁３と、該壁体２及び仕切壁３の上端部及び下端部に設けられた塞ぎ板９とからなっており、第２杭連結部６も第１杭連結部５と同一の構造を有している。図中に示したグラウトシール１０は図２（ｃ）に示されるように補強梁１を支持する支持材１２に取り付けられている部材である。第１連結部５及び第２連結部６の下端部に設けられた塞ぎ板９及び支持材１２に取り付けられたグラウトシール１０は、第１杭連結部５及び第２杭連結部６が杭１１、１１’を包囲したときに杭連結部と杭とによって形成される空間の下端部を塞ぐようになっている。塞ぎ板９及びグラウトシール１０は、杭連結部５、６を杭１１、１１’に取り付けた後に、杭１１と杭連結部５、６の取り合い部にグラウトを注入して杭１１と杭連結部５、６とを一体化する際に注入したグラウトが漏出するのを防ぐ。
前記塞ぎ板９は後述するように支持材が塞ぎ板を兼ねるようにする場合には、第１及び第２杭連結部の内壁の上端部のみに設けるようにしても良い。
なお、本願明細書では補強梁と杭とを一体化するためにグラウトを用いる場合について説明しているが、グラウトの代わりにコンクリートを用いても良い。
The 1st
As will be described later, the closing plate 9 may be provided only at the upper end portions of the inner walls of the first and second pile connecting portions when the support material also serves as the closing plate.
In addition, in this specification, although the case where grout is used in order to integrate a reinforcement beam and a pile is demonstrated, you may use concrete instead of grout.
図３、図４に補強梁を支持する支持材１２の一例を示す。支持材は受け材とこの受け材を支持する支持板とから構成することができる。
図３（ａ）に示した例では支持材１２は、４分割された受け材１７と複数の支持板１３とからなり、各受け材１７と各支持板１３は、補強梁１の施工前に水中溶接又はボルトによって杭１１に取り付けておく。支持材１２は補強梁の鉛直方向の位置決めをすると共に、グラウト打設時の荷重を一時的に支持する機能を有する。図３（ｂ）は図３（ａ）の支持材１２の上面図である。図３（ｃ）に示すように、受け材１７の上面にはグラウトシール１０を取り付けておき、グラウト打設時に塞ぎ板９と支持材１２との間をシールしてグラウトが漏れるのを防ぐ。
3 and 4 show an example of the support material 12 that supports the reinforcing beam. The support material can be composed of a receiving material and a supporting plate that supports the receiving material.
In the example shown in FIG. 3A, the support material 12 includes a receiving material 17 divided into four parts and a plurality of support plates 13, and each receiving material 17 and each support plate 13 are arranged before the
また、図４は支持材の他の実施態様を示す図である。この例では、支持材は図４（ｂ）に示すように４分割された受け材１７と複数の支持板１３とからなり、受け材１７を第１杭連結部及び第２杭連結部の形状に合わせて四角形状とし、その上に同じく四角形状の外観を有するグラウトシールを載置し、杭連結部の底面部の壁体端部と支持材との間をグラウトシールでシールしたものである。このように支持材が第１、第２杭連結部の塞ぎ板を兼ねることにより、図３に示したような杭連結部の底面側の塞ぎ板を省略することができる。なお、図４（ｃ）ではシール効果を確実にするために壁体端部に端部部材１６を設けたが、壁体の厚みが充分ある場合にはこの端部部材は省略することができる。
施工後の補強梁は、引張り力に対してはボルトが抵抗し、補強梁が受ける圧縮力に対してはグラウトが抵抗する。
FIG. 4 is a view showing another embodiment of the support material. In this example, as shown in FIG. 4B, the support material includes a receiving material 17 divided into four parts and a plurality of support plates 13. The grout seal having the same quadrangular appearance is placed thereon, and the gap between the wall body end of the bottom of the pile connecting portion and the support material is sealed with a grout seal. . In this way, the supporting material also serves as a closing plate for the first and second pile connecting portions, so that the closing plate on the bottom side of the pile connecting portion as shown in FIG. 3 can be omitted. In FIG. 4C, the end member 16 is provided at the end of the wall to ensure the sealing effect. However, this end member can be omitted when the wall has a sufficient thickness. .
In the reinforcing beam after construction, the bolt resists the tensile force, and the grout resists the compressive force received by the reinforcing beam.
上記の例では補強梁１の杭連結部材５、６の蓋部８を補強梁本体にボルト締めする構成としたが、補強梁１の蓋部をボルト締めする操作は施工性が悪いため、図５に他の例としてボルトを用いない補強梁の例を示す。
図５に示すものは第１杭連結部及び第２杭連結部をそれぞれ二つに分割した構造を有し、補強梁本体部２０に対して蓋部２１を開閉可能な構造としたものである。図５（ａ）、（ｂ）は補強梁の全体構成を示す図であり、補強梁１は浮力函部４、第１杭連結部５及び第２杭連結部６からなっており、浮力函部４と杭連結部５、６の一部が補強梁本体部２０を構成し、杭連結部５、６の残部が蓋部２１を構成し、補強梁本体部２０と蓋部２１とはヒンジ（ロッド）継手２３によって連結され、このヒンジ（ロッド）継手によって蓋部２１が補強梁本体部２０に対して開閉自在となっている。補強梁本体２０と蓋部２１との突き合わせ部にはかみ合わせ継手が設けられており、蓋部２１はかみ合わせ継手２２によって補強梁本体２０に対して閉合可能となっている。
図５（ｂ）は蓋部２１が閉合した状態を示したものであり、かみ合わせ継手部２２は図５（ｃ）に示すように補強梁１の高さ方向に設けられる
In the above example, the lid portions 8 of the
The structure shown in FIG. 5 has a structure in which each of the first pile connection portion and the second pile connection portion is divided into two, and the lid portion 21 can be opened and closed with respect to the reinforcing beam
FIG. 5B shows a state where the lid portion 21 is closed, and the meshing joint portion 22 is provided in the height direction of the reinforcing
図６はかみ合わせ継手２２の詳細を示した図であり、かみ合わせ継手２２が係合するまでの過程を示した図である。
図６（ａ）は蓋部２１を補強梁本体部２０に向かって押し込む状態を示したものであり、補強梁本体部及び蓋部のそれぞれに係止片２５が設けられている。
図６（ｂ）は補強梁本体部２０に向かって蓋部２１を押し込んだ結果、蓋部２１の係止片２５が落下した状態を示している。
この状態で杭取り合い部にグラウトが注入されると杭連結部のグラウトによる内圧によって図６（ｃ）に示すように蓋部２１が後進して蓋部２１の係止片２５と補強梁本体部２０の係止片２５とが噛み合った状態となり、その後グラウトが固化する。
図６（ｄ）は固化が完了してかみ合い継手２２が強固に固定された状態を示している。この状態では引張り力に対してはかみ合い継手２２が抵抗し、圧縮力に対してはグラウトが抵抗する。
また、蓋部２１の継手部が本体の継手部に進入しやすいように図６（ｅ）に示すように、継手の先端部にテーパーを設けることが好ましい。
FIG. 6 is a diagram showing details of the meshing joint 22 and showing a process until the meshing joint 22 is engaged.
FIG. 6A shows a state in which the lid 21 is pushed toward the reinforcing beam
FIG. 6B shows a state in which the locking piece 25 of the lid portion 21 has fallen as a result of pushing the lid portion 21 toward the reinforcing beam
In this state, when grout is injected into the pile joint portion, the lid portion 21 moves backward as shown in FIG. 6C due to the internal pressure caused by the grout of the pile connecting portion, and the locking piece 25 of the lid portion 21 and the reinforcing beam main body portion The 20 locking pieces 25 are engaged with each other, and then the grout is solidified.
FIG. 6D shows a state in which solidification is completed and the meshing joint 22 is firmly fixed. In this state, the mesh joint 22 resists the tensile force, and the grout resists the compressive force.
Moreover, it is preferable to provide a taper at the tip of the joint as shown in FIG. 6 (e) so that the joint portion of the lid portion 21 can easily enter the joint portion of the main body.
杭連結部の内壁には図７に示すようなグラウトのずれ止め用のアンカー部材を設けることによってグラウトのずれを防ぐことができる。
図７（ａ）はストラット壁面にスタッドを設けたものであり、図７（ｂ）はストラット壁面に棒鋼を溶接で固定したものであり、図７（ｃ）はストラット壁面に溶接ビードを形成したものである。
A grout shift can be prevented by providing an anchor member for preventing a grout shift as shown in FIG. 7 on the inner wall of the pile connecting portion.
FIG. 7 (a) shows a stud provided on the strut wall surface, FIG. 7 (b) shows a steel bar fixed to the strut wall surface by welding, and FIG. 7 (c) shows a weld bead formed on the strut wall surface. Is.
次に補強梁を杭に取り付ける方法の作業手順を図２に示した補強梁を用いた場合について説明する。
図７は補強梁を杭に取り付ける位置を決めると共にグラウト打設時に補強梁の荷重を一時的に支持するための支持材を水中溶接又はボルトによって取り付ける工程を示す図であり、図７（ａ）は正面図、図７（ｂ）は平面図である。
Next, the work procedure of the method of attaching the reinforcing beam to the pile will be described in the case of using the reinforcing beam shown in FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a process of deciding a position for attaching the reinforcing beam to the pile and attaching a support material for temporarily supporting the load of the reinforcing beam at the time of grout placement by underwater welding or a bolt. Is a front view, and FIG. 7B is a plan view.
図８は補強梁を所定の杭の位置に誘導する工程を示したものである。図８（ｂ）に示すように補強梁１の４隅には補強梁を所定の位置に誘導するための４本のワイヤ２６が設けられている。補強梁１は浮力函部の浮力によって水面に浮かんだ状態とされ、ワイヤを適宜の杭に掛け回して各ワイヤをウインチ２７によって巻き上げることによって補強梁１を目的の杭の位置に誘導する。
FIG. 8 shows a process of guiding the reinforcing beam to a predetermined pile position. As shown in FIG. 8B, four wires 26 for guiding the reinforcing beam to predetermined positions are provided at the four corners of the reinforcing
図１０は補強梁１を所定の杭１１の位置に誘導して杭に仮固定する工程を示す図である。蓋部８が開放され、ワイヤ操作によって所定の杭まで誘導された補強梁１の杭連結部が杭を包囲した状態を示している。
図１１は蓋部を閉合する状態を示しており、図１２は蓋部を閉合しボルトを締結して蓋部の閉合を完了した状態を示している。
FIG. 10 is a view showing a process of guiding the reinforcing
FIG. 11 shows a state where the lid portion is closed, and FIG. 12 shows a state where the lid portion is closed and the bolt is fastened to complete the closing of the lid portion.
図１３は、浮力函部内に液体（水、海水等）を注入して補強梁を所定の深さまで沈降させて支持体によって支持した状態を示している。この後、杭連結部の杭取り合い部にグラウトを注入し固化させて補強梁と杭とを一体化させることにより、補強作業を終了する。
なお、支持体の位置を適宜に調節することにより、補強梁の一部が水面上に現れるようにしても良いし、補強梁を更に深い位置で杭に取り付けてもよいが、図１３に示すように水面下の浅い位置に取り付けることにより高い補強効果が得られる。
FIG. 13 shows a state in which liquid (water, seawater, etc.) is injected into the buoyancy box and the reinforcing beam is lowered to a predetermined depth and supported by the support. Then, grout is inject | poured into the pile connection part of a pile connection part, it is made to solidify, and a reinforcement beam and a pile are integrated, A reinforcement work is complete | finished.
Note that, by appropriately adjusting the position of the support, a part of the reinforcing beam may appear on the water surface, or the reinforcing beam may be attached to the pile at a deeper position, as shown in FIG. Thus, a high reinforcing effect can be obtained by attaching to a shallow position below the water surface.
本発明の補強梁は前記したようにその材料を杭よりも大きな剛性を有するものとし、かつその梁高を杭の直径よりも大きくすることが好ましい。梁高の高い部材を杭に被せて補強梁そのもので杭を高さ方向に補強するため、軸力の他、曲げモーメントを伝えるため杭同士を結合する効果は従来のストラットやブレースを用いるものに比べてより高いものとなる。そして、こうした効果により、少ない部材数での補強が可能となるため工期を短縮することができる。既設桟橋の補強では、施工期間の短縮化が必須であるため本発明の補強工法は特に有効である。
また、地震の際には地盤は揺れの周期の特性（地震卓越周期）を示すが、補強梁によって水中構造物の杭を補強すると共に、補強梁の浮力函部内に重量のある固形材料（例えばコンクリート、礫等）を施工して水中構造物の重量付けを行い、水中構造物の固有周期を変えて地震卓越周期から水中構造物の固有周期を離すことによって耐震性を向上することができる。
As described above, it is preferable that the reinforcing beam of the present invention is made of a material having rigidity higher than that of the pile, and the height of the beam is larger than the diameter of the pile. Since the pile is covered with a member with a high beam height and the pile is reinforced in the height direction with the reinforcing beam itself, the effect of combining the piles to transmit the bending moment in addition to the axial force is that of using conventional struts and braces. It will be higher than that. And since such an effect enables reinforcement with a small number of members, the construction period can be shortened. In the reinforcement of the existing jetty, it is essential to shorten the construction period, so that the reinforcing method of the present invention is particularly effective.
In addition, in the event of an earthquake, the ground shows the characteristics of the period of shaking (earthquake-dominated period), while reinforcing piles of underwater structures are reinforced by reinforcing beams, and heavy solid materials (for example, in the buoyancy box of the reinforcing beams) Concrete, gravel, etc.) can be constructed to weight the underwater structure, and the seismic resistance can be improved by changing the natural period of the underwater structure and separating the natural period of the underwater structure from the seismic dominant period.
本発明の補強工法によれば、作業が容易でかつ急速施工が可能であるため、供用中の水中構造物の作業への影響が少く、また、補強体は浮力を利用しながらワイヤ操作で杭に取り付けるため大型作業船を必要とせず施工が容易で施工期間を短縮することができるので、杭式水中構造物の補強工法として好適である。 According to the reinforcing method of the present invention, the work is easy and rapid construction is possible, so there is little influence on the work of the underwater structure in service, and the reinforcing body is piled by wire operation while utilizing buoyancy. Therefore, the construction work is easy and the construction period can be shortened without requiring a large work boat, so that it is suitable as a reinforcing method for pile-type underwater structures.
１ 補強梁
２ 壁体
３ 仕切壁
４ 浮力函部（中央区画部）
５ 第１杭連結部（第１区画部）
６ 第２杭連結部（第２区画部）
７ ヒンジ
８ 蓋部
９ 塞ぎ板
１０ グラウトシール
１１，１１’ 杭（既設杭）
１２ 支持材
１３ 支持板
１４ 底板
１５ 頂板
１６ 端部部材
１７ 受け材
２０ 補強梁本体部
２１ 蓋部
２２ かみ合わせ継手
２３ ヒンジ（ロッド）継手
２４ 杭取り合い部
２５ 係止片
２６ ワイヤ
２７ ウインチ
DESCRIPTION OF
5 1st pile connection part (1st division part)
6 2nd pile connection part (2nd division part)
7 Hinge 8 Lid 9
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Support material 13 Support plate 14 Bottom plate 15 Top plate 16 End member 17 Receiving
Claims (14)
請求項１〜７のいずれかに記載の補強梁を水面に浮遊させる工程、
補強梁を取り付けようとする二つの杭の位置に補強梁を誘導する工程、
補強梁の杭連結部の壁面によって杭を包囲する工程、
杭連結部の蓋部を閉合する工程、
及び
杭と杭連結部との取り合い部にグラウトを注入して補強梁と杭とを一体化する工程、
を有することを特徴とする補強工法。 In a reinforcement method for reinforcing an underwater structure having a plurality of piles whose lower ends are embedded in the underwater ground and an upper structure supported by the plurality of piles,
A step of floating the reinforcing beam according to any one of claims 1 to 7 on a water surface;
A step of guiding the reinforcing beam to the position of the two piles to which the reinforcing beam is to be attached;
A process of surrounding the pile by the wall surface of the pile connection part of the reinforcing beam;
The process of closing the lid of the pile connection,
And a process of injecting grout into the joint between the pile and the pile connecting portion to integrate the reinforcing beam and the pile,
Reinforcement method characterized by having.
The underwater structure according to claim 13, wherein the natural period of the underwater structure is changed by filling the buoyancy box of the reinforcing beam with a solid material.
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