JP6326545B1 - Viaduct using PC pier with double circular spiral shear reinforcement - Google Patents
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Abstract
【課題】巨大地震時に、鉛直方向（橋脚部材の軸方向）に巨大な衝撃力が作用しても、内部のコンクリートが膨出圧壊されないようにすると共に、主筋も座屈しないようにし、橋脚が破損しない高架橋を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る高架橋は、コンクリ—ト製の基礎と、橋脚と、橋桁及び床版とで形成される高架橋であって、前記橋脚が柱状に形成され、基礎から該橋脚の全高（Ｈ）に亘って配置されたＰＣ鋼材を緊張定着することによりプレストレスが付与されたＰＣ橋脚であり、断面形状が角形として形成された該ＰＣ橋脚の頭部と基部の所定高さ範囲内に外周フープ筋と、中フープ筋とで構成されてなる二重せん断補強筋がＰＣ橋脚の断面内に配置され、前記外周フープ筋と中フープ筋を両方とも円形スパイラル筋とすることにより、中フープ筋で囲まれたコンクリートが円柱状の心柱になり、その外周面にさらに同様に外周フープ筋で囲まれたコンクリートが円筒状の外周柱になり、円柱状の心柱が強固に拘束されている。そして、外周フープ筋も円形スパイラル筋とすることによって、円形スパイラル筋に対して角形断面の４角部に一定以上のコンクリート断面が外周フープ筋を強固に拘束することになり、従来の外周フープ筋の外周側に薄いかぶりしかない状況を改善され、内部のコンクリートが外方への膨出に対して外周フープ筋による拘束力が大幅に向上され、部材のせん断耐力と曲げ耐力と共に、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が大幅に向上され、コンクリートの膨出破壊や主筋の座屈破壊を防ぐことができる。また、円形スパイラル筋によって円柱状の心柱と円筒状の外周柱に形成され、方向依存性がなくあらゆる方向からの地震力に対して同一な耐震性能を有しているため、建築業界において広い範囲で使用可能である。【選択図】図６[PROBLEMS] To prevent the concrete inside from bulging and collapsing even if a huge impact force is applied in the vertical direction (axial direction of the pier member) at the time of a huge earthquake, and to prevent the main reinforcement from buckling. The object is to provide a high bridge that does not break. A viaduct according to the present invention is a viaduct formed by a concrete foundation, a bridge pier, a bridge girder, and a floor slab, wherein the bridge pier is formed in a column shape, and the total height of the pier from the foundation. (H) is a PC pier to which prestress is applied by tension fixing the PC steel material arranged over the range, and within the predetermined height range of the head and base of the PC pier having a cross-sectional shape formed as a square A double shear reinforcement bar composed of an outer hoop bar and an intermediate hoop bar is disposed in the cross section of the PC pier, and both the outer hoop bar and the middle hoop bar are circular spiral bars. The concrete surrounded by the hoop is a cylindrical core, and the concrete surrounded by the outer hoop is also a cylindrical outer cylinder on the outer peripheral surface. The cylindrical core is firmly restrained. ing. Further, by making the outer hoop muscle also a circular spiral muscle, a concrete cross section of a certain level or more firmly restrains the outer hoop muscle at the four corners of the square cross section with respect to the circular spiral muscle. The situation where there is only a thin cover on the outer peripheral side of the inner wall is improved, and the restraining force by the outer hoop muscle is greatly improved against the outward bulging of the inner concrete, along with the shear strength and bending strength of the member, as well as the upper and lower sides of the earthquake Resistance to impact force due to movement is greatly improved, and it is possible to prevent concrete from bulging and buckling of main bars. In addition, it is formed in a cylindrical core column and a cylindrical outer peripheral column by circular spiral streaks, and has the same seismic performance against seismic force from any direction without direction dependency. Can be used in a range. [Selection] Figure 6
Description
本発明は、鉄道、道路などの新設高架橋において、二重せん断補強筋が配置されたＰＣ橋脚を用いた高架橋に関するものである。 The present invention relates to a viaduct using a PC pier in which a double shear reinforcement is arranged in a newly installed viaduct such as a railway or a road.
一般にこの種の高架橋については、図１と図２に示したように公知になっている。その公知の高架橋については、コンクリ―ト製の基礎（図示せず）、橋脚３１、橋桁３２（橋軸桁と橋横桁）、床版３３、橋面舗装（図示略）及び防音壁３４等で形成される高架橋３５では、鉄道用（軌道図示略）また高速道路用として数多く建設されている。このような柱状に形成された橋脚３１では、大地震時に橋脚３１の頭部または基部が大きな損傷を受けたとの報告が多数あり、例えば、図３に示した写真は、東日本大震災で(北上駅―新花巻駅間)の鉄道高架橋の橋脚頭部の破壊状況を撮影した写真である。 In general, this type of viaduct is known as shown in FIGS. Regarding the known viaduct, concrete foundation (not shown), pier 31, bridge girder 32 (bridge shaft girder and bridge girder), floor slab 33, bridge pavement (not shown), soundproof wall 34, etc. Many of the viaducts 35 are constructed for railways (tracks not shown) and for highways. There are many reports that the head or base of the pier 31 was greatly damaged at the time of a major earthquake. For example, the photograph shown in FIG. -This is a photograph of the destruction of the bridge pier head of the railway viaduct between Shin-Hanamaki Station.
その原因として巨大地震時に、地震の水平動と上下動が同時に橋脚３１に作用するため、橋脚の頭部に巨大なせん断力、曲げモーメントが発生すると共に、鉛直方向（橋脚部材の軸方向）に巨大な衝撃力が作用する。一方、従来の橋脚３１にはせん断補強筋として配置されていたフープ筋がかぶりの厚さを除いた断面の外周部に配置され、橋脚部材の軸方向に巨大な衝撃力を受けて内部のコンクリートが外方へ膨出するのに対して、フープ筋の外周側は薄いかぶりでしか覆われていないから拘束力が不足しているため、内部のコンクリートが膨出圧壊されて主筋が座屈し、橋脚頭部が提灯状となりコンクリート膨出破壊に至った。この問題に対して、単なるフープ筋のピッチを密にしてせん断補強筋の量を増やしても、フープ筋の外周側には薄いかぶりしかないから解消できない。 As a cause of this, during a huge earthquake, the horizontal movement and vertical movement of the earthquake act on the pier 31 at the same time, so a huge shearing force and bending moment are generated in the head of the pier, and in the vertical direction (axial direction of the pier member). A huge impact force acts. On the other hand, the hoop bars arranged as shear reinforcement bars on the conventional pier 31 are arranged on the outer peripheral portion of the cross section excluding the thickness of the cover, and the internal concrete is subjected to a huge impact force in the axial direction of the pier members. Bulges outward, but the outer periphery of the hoop is only covered with a thin cover, so the binding force is insufficient, so the concrete inside bulges and collapses and the main muscle buckles. The head of the pier became a lantern and led to concrete bulging destruction. To solve this problem, even if the pitch of the mere hoop bars is increased to increase the amount of the shear reinforcement bars, there is only a thin cover on the outer peripheral side of the hoop bars.
橋脚や柱のせん断補強に関して、従来技術として複数提案されている。その公知に係る第１の従来技術としては、鉄筋コンクリート製柱状構造物の上下端部から２Ｄ（Ｄは柱断面高さを示す）以下のじん性補強区間に、炭酸繊維を一方向に配向した炭素繊維シート帯または組紐状炭素繊維含有補強材料からなる補強材料を前記柱状建造物の端部より巻き付け間隔（Ｐ）が、５ｃｍ以上であり、Ｐ/Ｄが１／３以下かつ前記柱状構造物中の帯筋の間隔未満となるように所定の間隔を空けて巻き付け補強することを特徴とする鉄筋コンクリート製柱状構造物のじん性補強方法である（特許文献１）。 Several proposals have been made as conventional techniques for shear reinforcement of piers and columns. As the first related art according to the public knowledge, carbon having carbon fiber oriented in one direction from the upper and lower ends of a reinforced concrete columnar structure to a toughness reinforcing section of 2D (D indicates the height of the column cross section) or less. A reinforcing material composed of a fiber sheet band or braided carbon fiber-containing reinforcing material is wound from the end of the columnar structure with a spacing (P) of 5 cm or more, P / D is 1/3 or less, and the columnar structure It is a toughness reinforcing method for a reinforced concrete columnar structure characterized by winding and reinforcing a space at a predetermined interval so as to be less than the interval between the bars (Patent Document 1).
この補強方法によれば、炭素繊維を所定間隔をあけて巻き付け、コンクリート構造物にかかる応力を構造物全体に分散させることにより、少ない強化繊維量で所定の変形性能まで補強部材が持ち堪えることができ、かつ従来の炭素繊維シートによる全区間補強に見られた終局時の鉄筋はらみ出しや、補強量が少ない場合の強化繊維の破断も生じることがなくなるため、コンクリート構造物のじん性能を大きく向上させることができる、というものである。 According to this reinforcing method, the reinforcing member can withstand a predetermined deformation performance with a small amount of reinforcing fiber by winding the carbon fiber at predetermined intervals and dispersing the stress applied to the concrete structure throughout the structure. In addition, it does not occur at the end of reinforcing bars seen in all-zone reinforcement with conventional carbon fiber sheets, and breakage of reinforcing fibers when the amount of reinforcement is small, greatly improving the dust performance of concrete structures It can be done.
また、公知に係る第２の従来技術としては、既設柱の回りにこの既設柱の外周面から一定間隔を隔てて配設された第１の螺旋フープ筋と、この第１の螺旋フープ筋の外側に一定間隔を隔てて配設された第２の螺旋フープ筋と、上記既設柱と螺旋フープ筋の隙間に充填されたモルタルとを備えたことを特徴とする既設柱の耐震補強構造である（特許文献２）。 In addition, as a second related art that is publicly known, a first spiral hoop muscle disposed around the existing column at a predetermined interval from the outer peripheral surface of the existing column, and the first spiral hoop muscle A seismic reinforcement structure for an existing column, comprising: a second spiral hoop bar arranged on the outside at a predetermined interval; and a mortar filled in a gap between the existing column and the hoop bar. (Patent Document 2).
この耐震補強構造によれば、既設柱は、モルタル充填に問題のない例えば従来と同じ密度で配置された従来と同径の第１,第２の螺旋フープ筋によって２重に取り囲まれるから、従来の２倍の軸荷重を受ける既設柱も十分な変形性能でもって補強され、第１,第２の螺旋フープ筋の径および配置密度を異ならせることによって、配筋量を任意または最適に設定しつつ軸力比の高い既設柱も十分な変形性能でもって補強される、というものである。 According to this seismic reinforcement structure, the existing pillars are surrounded by the first and second spiral hoop muscles having the same diameter as the conventional one, which has no problem with mortar filling, for example, the conventional density. The existing pillars that receive twice the axial load are also reinforced with sufficient deformation performance, and the bar arrangement amount can be set arbitrarily or optimally by varying the diameter and arrangement density of the first and second spiral hoops. However, existing pillars with a high axial force ratio are also reinforced with sufficient deformation performance.
さらに、まだ公知技術となっていないが、本願発明と同一出願人に係る先願発明が特願２０１７−２１９０２７として出願されている。この先願発明は、コンクリ―ト製の基礎と、橋脚と、橋桁及び床版とで形成される高架橋であって、 前記橋脚が柱状に形成され、基礎から該橋脚の全高（Ｈ）に亘って配置されたＰＣ鋼材を緊張定着することによりプレストレスが付与されたＰＣ橋脚であり、該ＰＣ橋脚の頭部と基部の所定高さ範囲内に外周フープ筋と、中フープ筋とで構成されてなる二重せん断補強筋が配置され、該中フープ筋をスパイラル筋とすることを特徴とする高架橋である（特許文献３）。 Furthermore, although it is not a publicly known technique, a prior invention relating to the same applicant as the present invention has been filed as Japanese Patent Application No. 2017-219027. The invention of the prior application is a viaduct formed by a concrete base, a bridge pier, a bridge girder, and a floor slab, wherein the bridge pier is formed in a column shape, and extends from the foundation to the total height (H) of the pier. It is a PC pier that is prestressed by tension-fixing the arranged PC steel material, and is composed of an outer hoop muscle and a middle hoop muscle within a predetermined height range of the head and base of the PC pier. A double shear reinforcement bar is arranged, and the middle hoop bar is a spiral bar (Patent Document 3).
この先願発明の高架橋によれば、従来のＲＣ造橋脚に比べ、コンクリート製橋脚にプレストレスを付与してＰＣ橋脚を形成し、さらにその頭部と基部に二重せん断補強筋を配置することにより、中フープ筋とするスパイラル筋で囲まれたコンクリートが円柱筒状の心柱になり、その外周面にさらに外周フープ筋で囲まれたコンクリートに強固に拘束されているため、部材のせん断耐力と曲げ耐力と共に、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が大幅に向上され、コンクリートの膨出破壊や主筋の座屈破壊を防ぐことができる。また、中フープ筋とするスパイラル筋と外周フープ筋とで形成された二重せん断補強筋が配置されることにより、コンファインド効果が非常に大きくなり、囲まれたコンクリートの耐力とともに靭性が大幅に向上される。
さらに、ＰＣ橋脚に導入されたプレストレス力の復元力特性（原点指向型特性）によって、大地震による強い揺れを抑制し、地震による部材変形がＲＣ造よりも格段に小さくなる。また、地震後、プレストレスが構造物を元の状態に戻そうとする復元力となって残留変形を無くす制震効果が発揮される。ようするに、ＰＣ橋脚に二重せん断補強筋を配置することによって、心柱内蔵型のＰＣ柱状構造物に形成され、超耐震性能とＰＣ制震性能との両方を備えた優れた構造物となる、というものである。
According to the viaduct of the prior invention, the PC pier is formed by applying prestress to the concrete pier in comparison with the conventional RC pier, and the double shear reinforcement bars are arranged at the head and the base. Because the concrete surrounded by the spiral hoop as the middle hoop is a cylindrical cylindrical core, and the outer periphery of the concrete is firmly bound by the concrete surrounded by the outer hoop, the shear strength of the member Along with the bending strength, the resistance to the impact force caused by the vertical movement of the earthquake is greatly improved, and it is possible to prevent the concrete from bulging and the main bar buckling. In addition, by arranging double shear reinforcement bars formed of spiral hoop bars and outer hoop bars, the confining effect is greatly increased, and the toughness is greatly increased along with the strength of the enclosed concrete. Be improved.
Furthermore, the prestress force restoring force characteristic (origin-oriented characteristic) introduced to the PC pier suppresses strong shaking caused by a large earthquake, and the deformation of the member due to the earthquake is much smaller than that of RC construction. In addition, after the earthquake, prestress acts as a restoring force to return the structure to the original state, and a seismic control effect that eliminates residual deformation is exhibited. Thus, by arranging the double shear reinforcement on the PC pier, it is formed into a PC columnar structure with a built-in core column and becomes an excellent structure with both super seismic performance and PC seismic performance. That's it.
前記第１の従来技術においては、炭素繊維シート帯を柱に巻き付ける補強方法は、前記の鉛直方向（橋脚部材の軸方向）に地震による巨大な衝撃力が作用される時に、橋脚頭部が提灯状となりコンクリート膨出破壊という問題に適しない。
また、前記第２の従来技術においても、従来の螺旋フープ筋の巻き立てによる高架橋柱耐震補強工法を螺旋フープ筋の配置を高密度になるように二重にしたものであるが、二重にした螺旋フープ筋の隙間にモルタルを充填するだけで螺旋フープ筋の拘束力をアップすることができず、前記の橋脚頭部または基部にコンクリート膨出破壊を防ぐことは不可能である。そして、この補強方法はあくまでも既存柱を補強対象とするものであり、螺旋フープ筋のループ形状は既設柱の形状に合わせるしかできないものであり、新設の橋脚や柱には適しない。
従って、従来技術においては、いずれも橋脚頭部または基部に鉛直方向に作用される地震による衝撃力でコンクリート膨出破壊という問題を解消することは到底できない。
In the first prior art, the reinforcing method of winding the carbon fiber sheet strip around the pillar is that the pier head is lanterned when a huge impact force due to an earthquake is applied in the vertical direction (axial direction of the pier member). It is not suitable for the problem of concrete bulging failure.
Also in the second prior art, the conventional viaduct column seismic reinforcement method by winding the spiral hoop bars is doubled so that the arrangement of the spiral hoop bars becomes high density. It is impossible to increase the restraining force of the spiral hoop muscle simply by filling mortar into the gap between the spiral hoop muscles, and it is impossible to prevent concrete bulging failure at the pier head or base. This reinforcement method is intended to reinforce the existing column, and the loop shape of the spiral hoop muscle can only be matched to the shape of the existing column, and is not suitable for a new pier or column.
Therefore, none of the prior arts can solve the problem of concrete swell failure due to the impact force caused by the earthquake acting in the vertical direction on the pier head or base.
前記先願発明の特許文献３に示される技術においては、従来技術で解決できない上記の問題に対して一応解決できるようにしたものである。ところが、先願発明の場合は、中フープ筋を断面形状に関わらず円形スパイラル筋としているが、外周フープ筋をＰＣ橋脚の断面形状に合わせて正方形としているため、外周フープ筋の外周側には依然として薄いかぶりしか覆われていないから、内部のコンクリートが外方への膨出に対して外周フープ筋による拘束力が顕著に向上されていないという問題が残っている。 The technique disclosed in Patent Document 3 of the prior invention is designed to solve the above-mentioned problem that cannot be solved by the prior art. However, in the case of the invention of the prior application, the middle hoop is a circular spiral regardless of the cross-sectional shape, but the outer hoop is square to match the cross-sectional shape of the PC pier. Since only the thin cover is still covered, the problem remains that the restraint force by the outer hoop is not significantly improved against the outward expansion of the concrete inside.
本発明は、新設高架橋の頭部及び基部に配置された二重せん断補強筋をいかにして最大限に活かして、巨大地震時に、鉛直方向（橋脚部材の軸方向）に巨大な衝撃力が作用しても、橋脚頭部または基部において内部のコンクリートが膨出圧壊されないようにすると共に、主筋も座屈しないようにし、橋脚が破損しない高架橋を提供することを目的とする。 The present invention makes full use of the double shear reinforcement bars arranged at the head and base of the newly built viaduct, and a huge impact force acts in the vertical direction (axial direction of the pier member) during a huge earthquake. Even so, an object of the present invention is to provide a viaduct that prevents the concrete inside from bulging and collapsing at the pier head or base, and also prevents the main bars from buckling, so that the pier is not damaged.
前述の従来例の課題を解決する具体的手段として、本発明は、コンクリ―ト製の基礎と、橋脚と、橋桁及び床版とで形成される高架橋であって、前記橋脚が柱状に形成され、基礎から該橋脚の全高（Ｈ）に亘って配置されたＰＣ鋼材を緊張定着することによりプレストレスが付与されたＰＣ橋脚であり、断面形状が角型として形成された該ＰＣ橋脚の頭部と基部の所定高さ範囲内に外周フープ筋と、中フープ筋とで構成されてなる二重せん断補強筋がＰＣ橋脚の断面内に配置され、前記外周フープ筋と中フープ筋を両方とも円形スパイラル筋とし、前記ＰＣ橋脚の頭部と基部とにおいて、二重せん断補強筋の配置範囲は、ＰＣ橋脚の全高（Ｈ）の１／３の高さ区間とすることを特徴とする高架橋を提供するものである。 As a specific means for solving the problems of the above-described conventional example, the present invention is a viaduct formed by a concrete base, a bridge pier, a bridge girder, and a floor slab, and the bridge pier is formed in a column shape. The PC pier head which is pre-stressed by tension fixing the PC steel material arranged from the foundation to the entire height (H) of the pier, and the cross-sectional shape is formed as a square shape And a double shear reinforcement bar composed of an outer hoop bar and a middle hoop bar within a predetermined height range of the base portion are arranged in the cross section of the PC pier, and both the outer hoop bar and the middle hoop bar are circular. A spiral bridge is provided, and the double shear reinforcement is arranged at the head and base of the PC pier, and the high bridge is provided with a height section of 1/3 of the total height (H) of the PC pier. To do.
前記発明において、前記中フープ筋で囲まれるコンクリート断面積がＰＣ橋脚の全断面積の１／３〜１／２とすること；前記ＰＣ鋼材の一部が中フープ筋内に配置されること；および、前記ＰＣ橋脚は、プレキャスト製とし、前記ＰＣ鋼材を緊張定着することによって基礎と圧着接合されると共に、該ＰＣ橋脚と基礎との間に曲面で形成される弾性ヒンジ機構が設けられること、を付加的要件として含むものである；を付加的な要件として含むものである。
In the invention, the concrete cross-sectional area surrounded by the middle hoop is set to 1/3 to 1/2 of the total cross-sectional area of the PC pier; a part of the PC steel material is disposed in the middle hoop. And, the PC pier is made of precast, and is crimped and bonded to the foundation by tension fixing the PC steel material, and an elastic hinge mechanism formed by a curved surface is provided between the PC pier and the foundation, Is included as an additional requirement; is included as an additional requirement.
１．断面形状が角形として形成されたＰＣ橋脚の頭部と基部に二重せん断補強筋を配置することにより、円形スパイラル筋で形成された中フープ筋で囲まれたコンクリートが円柱状の心柱になり、その外周面にさらに同様な円形スパイラル筋で形成された外周フープ筋で囲まれたコンクリートが円筒状の外周柱になり、円柱状の心柱が強固に拘束されている。そして、外周フープ筋も円形スパイラル筋とすることによって、円形スパイラル筋に対してかぶりのみでなく角形断面の４角部に必然的に一定以上のコンクリート断面が残り、この４角部のコンクリートが外周フープ筋を強固に拘束することになり、従来の外周フープ筋の外周側に薄いかぶりしかない状況を改善され、内部のコンクリートが外方への膨出に対して外周フープ筋による拘束力が大幅に向上される。また、円形スパイラル筋によって円柱状の心柱と円筒状の外周柱に形成され、方向依存性がなくあらゆる方向からの地震力に対して同一な耐震性能を有している。
従って、外周フープ筋と中フープ筋を両方とも円形スパイラル筋とすることによって、
先願発明に比べて、二重せん断補強筋の拘束力をより効果的に発揮することができ、部材のせん断耐力と曲げ耐力と共に、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が方向依存性なくさらに大幅に向上され、コンクリートの膨出破壊や主筋の座屈破壊をより確実に防ぐことができる。また、中フープ筋と外周フープ筋とで形成された二重円形スパイラルせん断補強筋が配置されることにより、コンファインド効果がさらに大きくなり、囲まれたコンクリートの耐力とともに靭性が大幅に向上される。さらに、ＰＣ橋脚に導入されたプレストレス力の復元力特性（原点指向型特性）によって、大地震による強い揺れを抑制し、地震による部材変形がＲＣ造よりも格段に小さくなる。また、地震後、プレストレスが構造物を元の状態に戻そうとする復元力となって残留変形を無くす制震効果が発揮される。要するに、断面形状が角形として形成されたＰＣ橋脚の頭部と基部に二重円形スパイラル筋を配置することによって、中フープ筋と外周フープ筋が両方とも一定以上のコンクリートに覆われることが確保され、心柱内蔵型の二重拘束力を有するＰＣ柱状構造物に形成され、超耐震性能とＰＣ制震性能との両方を備えた優れた構造物となる。
２．中フープ筋と外周フープ筋を両方とも円形スパイラル筋とすることによって、先願発明よりコンファインド効果がさらに大きくなり、ＰＣ橋脚の全断面コンクリートの耐力とともに靭性が大幅に向上される。
３．中フープ筋で囲まれるコンクリート断面積がＰＣ橋脚の全断面積の１／３〜１／２以上とすることによって、円柱状の心柱に一定以上の有効断面積が保有され、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が確保されてコンクリート圧壊によるＰＣ橋脚の破損を防止することができる。
４．ＰＣ橋脚の頭部と基部において、二重せん断補強筋の配置範囲は、ＰＣ橋脚の全高（Ｈ）の約１／３程度の高さ区間とすることによって、曲げモーメントが大きく作用する区間での部材損傷を防止することができる。
５．ＰＣ鋼材を中フープ筋内に配置することによって、心柱にＰＣ制震効果を加えて心柱の制振効果をさらに発揮させることができる。また、ＰＣ鋼材が断面の核近くに配置されることによって、地震時に曲げモーメントによる張力が殆ど増加せず、ＰＣ鋼材が降伏することなく弾性範囲に保ち、優れたＰＣの復元力による制震効果が更に向上される。
６．ＰＣ橋脚をプレキャスト製とし、基礎と圧着接合すると共に、ＰＣ橋脚と基礎との間に曲面で形成される弾性ヒンジ機構を設けることによって、中小地震時にＰＣ圧着接合によってＰＣ橋脚と基礎とを回転せず剛接合になり、巨大地震時に、ＰＣ橋脚と基礎との間に弾性ヒンジ機構によって弾性ヒンジが形成され相対回転が可能となり、接合部周囲の目地モルタルが軽微な損傷を受けながら、ＰＣ橋脚本体に損傷させないことができる。地震後、ＰＣ鋼材の弾性復元力によって接合部が元の状態に戻る。接合部周囲の目地モルタルを修復することが簡単にできるから、速やかに接合部を復旧して構造物を使用再開することができる。
なお、本発明における弾性ヒンジとは、ＰＣの弾性復元力が働くため、地震時に部材間で相対回転をして、地震後部材が元の状態に復元できることをいう。したがって、部材間に設置される球体部材で相対回転できるように形成された曲面接合を弾性ヒンジ機構と称しているのである。
1. By placing double shear reinforcement bars on the head and base of the PC pier, which has a square cross section, the concrete surrounded by the middle hoop bars formed by circular spiral bars becomes a cylindrical core. Further, the concrete surrounded by the outer peripheral hoop reinforcement formed by the similar circular spiral streaks on the outer peripheral surface becomes a cylindrical outer peripheral pillar, and the columnar core pillar is firmly restrained. Further, by making the outer hoop line also a circular spiral line, a concrete cross section of a certain size or more necessarily remains in the four corners of the square cross section as well as the cover with respect to the circular spiral line. The hoop will be tightly restrained, improving the situation where there is only a thin cover on the outer periphery of the conventional outer hoop, and the restraining force of the outer hoop will be greatly increased when the internal concrete bulges outward. To be improved. Further, it is formed into a cylindrical core column and a cylindrical outer peripheral column by circular spiral streaks, and has the same seismic performance against seismic force from any direction without direction dependency.
Therefore, by making both the outer hoop muscle and the middle hoop muscle both circular spiral muscles,
Compared with the prior application invention, the binding force of the double shear reinforcement can be more effectively exhibited, and the resistance to the impact force due to the vertical movement of the earthquake is not direction-dependent, along with the shear strength and bending strength of the member. Furthermore, it is greatly improved, and concrete bulge failure and main bar buckling failure can be prevented more reliably. In addition, the double circular spiral shear reinforcement formed by the middle hoop and outer hoops is arranged to further increase the confining effect and greatly improve the toughness as well as the strength of the enclosed concrete. . Furthermore, the prestress force restoring force characteristic (origin-oriented characteristic) introduced to the PC pier suppresses strong shaking caused by a large earthquake, and the deformation of the member due to the earthquake is much smaller than that of RC construction. In addition, after the earthquake, prestress acts as a restoring force to return the structure to the original state, and a seismic control effect that eliminates residual deformation is exhibited. In short, it is ensured that both the middle hoop and outer hoops are covered with more than a certain amount of concrete by placing double circular spiral bars on the head and base of the PC piers that have a square cross section. It is formed in a PC columnar structure with a built-in core column and has a double restraining force, and is an excellent structure having both super-seismic performance and PC seismic performance.
2. By making both the middle hoop bar and the outer hoop bar a circular spiral bar, the confining effect is further increased as compared to the invention of the prior application, and the toughness is greatly improved together with the proof stress of the full-section concrete of the PC pier.
3. By making the concrete cross-sectional area surrounded by the middle hoop reinforcement to be 1/3 to 1/2 or more of the total cross-sectional area of the PC pier, the cylindrical core column has a certain effective cross-sectional area, and the vertical movement of the earthquake The resistance against the impact force caused by the can is ensured, and the PC pier can be prevented from being damaged by the concrete collapse.
4). In the PC pier head and base, the double shear reinforcement is arranged in a section where the bending moment acts greatly by setting it to a height section of about 1/3 of the total height (H) of the PC pier. Member damage can be prevented.
5. By arranging the PC steel material in the middle hoop muscle, it is possible to further exert the damping effect of the core column by adding the PC damping effect to the core column. In addition, by placing the PC steel near the core of the cross-section, the tension due to the bending moment hardly increases at the time of the earthquake, the PC steel is kept in the elastic range without yielding, and the vibration control effect by the excellent PC restoring force Is further improved.
6). The PC pier is made of precast and is crimped and joined to the foundation, and an elastic hinge mechanism formed of a curved surface is provided between the PC pier and the foundation, so that the PC pier and foundation can be rotated by PC crimping during a small and medium-scale earthquake. It becomes a rigid joint, and in the event of a large earthquake, an elastic hinge is formed between the PC pier and the foundation by an elastic hinge mechanism, allowing relative rotation, and the joint mortar around the joint is slightly damaged, while the PC pier body Can not be damaged. After the earthquake, the joint returns to the original state by the elastic restoring force of the PC steel. Since the joint mortar around the joint can be easily repaired, the joint can be quickly restored and the structure can be used again.
Note that the elastic hinge in the present invention means that the elastic restoring force of the PC works, so that the member after the earthquake can be restored to its original state by relative rotation between the members during an earthquake. Therefore, the curved surface joint formed so as to be relatively rotatable by the spherical member installed between the members is referred to as an elastic hinge mechanism.
本発明を図示の実施の形態に係る複数の実施例について説明する。まず、第１の実施の形態に係る実施例１について図４〜図７を用いて説明する。
この第１の実施の形態については、現場打ちコンクリートによって構成される鉄道高架橋３５に関するものであり、実施例１として対称形として左側半分を図４に示したように、基礎杭１の頭部にフーチング２を形成し、該フーチング２の上に柱状に形成された橋脚３が立設され、該橋脚３の頭部にハンチ付き橋横桁と橋軸桁で形成された橋桁４と床版５とが構築され、該床版５の両サイドに防音板６が取り付けられて鉄道高架橋３５（軌道図示略）が形成される。なお、左右フーチング２の間には基礎梁７が設けられ、基礎杭１とフーチング２と基礎梁７とで基礎ということができる。
A plurality of examples according to the illustrated embodiment will be described. First, Example 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.
About this 1st Embodiment, it is related with the railway viaduct 35 comprised by a cast-in-place concrete, and as shown in FIG. A footing 2 is formed, and a bridge pier 3 formed in a column shape is erected on the footing 2, and a bridge girder 4 and a floor slab 5 formed of a bridge cross girder with a haunch and a bridge shaft girder on the head of the pier 3. And the soundproof plates 6 are attached to both sides of the floor slab 5 to form a railway viaduct 35 (track not shown). A foundation beam 7 is provided between the left and right footings 2, and the foundation pile 1, the footing 2, and the foundation beam 7 can be referred to as a foundation.
フーチング２（基礎）に定着具８を用いて定着させた複数のＰＣ鋼材９を橋脚３の断面を貫通して橋横桁４の頂部まで配置し、その頂部に定着具１０を配設し、ＰＣ鋼材９を緊張定着することによって橋脚３にプレストレスを付与してＰＣ橋桁を形成する。そして、図４に示したように、ＰＣ橋脚３の頭部側と基部側とに外周フープ筋１１と中フープ筋１２とで構成した二重せん断補強筋を配置し、かつ外周フープ筋１１と中フープ筋１２を両方とも円形スパイラル筋とする。基礎（フーチング２）の上端から橋桁４の下端までの高さを橋脚３の全高（Ｈ）とすると、頭部側と基部側とに配置される二重せん断補強筋の配置範囲は、それぞれ橋脚（または柱状の構造物）の高さ（Ｈ）の約１／３程度の高さ範囲とすることが最も好ましいが、配置範囲を適宜に調整しても良く、さらに、橋脚全高さとしても良い。また、フーチング２と橋横桁４にも延長して配置することができるが、必ずしもそのようにするとは限らない。なお、本発明は、柱状のＰＣ橋脚３の二重せん断補強構造に関するものであるため、基礎や橋桁等について配筋、配線等の図示は省略する。 A plurality of PC steel materials 9 fixed to the footing 2 (foundation) using the fixing tool 8 are arranged through the cross section of the bridge pier 3 to the top of the bridge cross beam 4, and the fixing tool 10 is arranged on the top. By prestressing the PC steel material 9, prestress is applied to the pier 3 to form a PC bridge girder. Then, as shown in FIG. 4, double shear reinforcement bars composed of the outer hoop muscles 11 and the middle hoop bars 12 are arranged on the head side and the base side of the PC pier 3, and the outer hoop bars 11 Both middle hoop muscles 12 are circular spiral muscles. When the height from the upper end of the foundation (footing 2) to the lower end of the bridge girder 4 is the total height (H) of the pier 3, the arrangement range of the double shear reinforcement bars arranged on the head side and the base side is respectively Although it is most preferable to set the height range to about 1/3 of the height (H) of the (or columnar structure), the arrangement range may be adjusted as appropriate, and the total height of the pier may be used. . Moreover, although it can also extend and arrange | position to the footing 2 and the bridge cross beam 4, it does not necessarily do so. In addition, since this invention is related to the double shear reinforcement structure of the columnar PC pier 3, illustration of reinforcement, wiring, etc. is abbreviate | omitted about a foundation, a bridge girder, etc.
前記橋脚３は、図５（a）に示したように、断面を正方形とし、円形スパイラル筋として形成された外周フープ筋１１をかぶり１３の内側に配置し、そして、サブフープ筋１６として断面形状に合わせてフック１６ａ付きの正方形を呈する通常のフープ筋にしてかぶり１３の内側に配置する。複数の主筋１４をサブフープ筋１６と外周フープ筋１１で囲まれるように配置する。その内側に複数のＰＣ鋼材９と共に、中フープ筋１２を配置し、さらに、複数の中主筋１４ａを中フープ筋１２で囲まれるように配置することとする。このように形成することによって、中フープ筋１２と、囲まれたコンクリートと中主筋１４ａとＰＣ鋼材９とが一体的に形成された円柱状の心柱となり、その外周面にさらに外周フープ筋１１と、囲まれたコンクリートと主筋１４及びＰＣ鋼材９とで形成される外周柱で強固に拘束され、心柱内蔵型のＰＣ橋脚３となり、部材のせん断耐力と曲げ耐力と共に、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が大幅に向上され、コンクリートの膨出破壊や主筋の座屈破壊を防ぐことができる。 As shown in FIG. 5 (a), the bridge pier 3 has a square cross section, an outer hoop line 11 formed as a circular spiral line is arranged inside the cover 13, and a sub hoop line 16 has a cross-sectional shape. In addition, a normal hoop line having a square shape with a hook 16 a is arranged inside the cover 13. The plurality of main bars 14 are arranged so as to be surrounded by the sub hoop bars 16 and the outer hoop bars 11. The middle hoop muscle 12 is arranged together with the plurality of PC steel materials 9 inside thereof, and the plurality of middle main muscles 14 a are arranged so as to be surrounded by the middle hoop muscle 12. By forming in this way, the middle hoop reinforcement 12, the enclosed concrete, the middle main reinforcement 14a, and the PC steel material 9 are formed into a columnar core, and the outer circumference hoop reinforcement 11 is further formed on the outer peripheral surface thereof. It is firmly constrained by the outer peripheral column formed by the enclosed concrete, the main reinforcement 14 and the PC steel material 9, and becomes a PC pier 3 with a built-in core column, and by the vertical movement of the earthquake along with the shear strength and bending strength of the member Resistance to impact force is greatly improved, and concrete bulge failure and main bar buckling failure can be prevented.
また、図５（ｂ）に示したように、橋脚３の基部と頭部以外の中間位置においては、曲げモーメント応力と地震上下動による衝撃力が小さい区間であるため、断面配筋としては、円形スパイラル筋は配設しないで、従来通りに通常のフープ筋（図示ではフック１６ａ付きサブフープ筋１６）と主筋１４とＰＣ鋼材９を配置すればよしとして材料無駄を省くようにする。 In addition, as shown in FIG. 5 (b), since the bending moment stress and the impact force due to the vertical motion of the earthquake are small in the intermediate position other than the base and the head of the pier 3, A circular spiral line is not provided, and a normal hoop line (sub-hoop line 16 with a hook 16a in the drawing), a main line 14 and a PC steel material 9 may be disposed as in the past, and material waste is eliminated.
また、二重せん断補強筋の配置範囲を橋脚全高とした場合は、貫通した心柱が内蔵されるＰＣ橋脚３となり、さらに強固な耐震構造となる。また、フーチング２と橋横桁４にも延長して配置することにより前述したようにさらに、中フープ筋１２の中にもＰＣ鋼材９を配置することが好ましい。こうすることによって、心柱にもＰＣ制震性能が付与されＰＣ橋脚３全体がＰＣ復元力による制震性能が大幅に向上される。なお、実施例では橋脚３の断面は、正方形としているが、長方形とする場合としてもよい。要するに、断面形状を角形とする場合は、全て適用することができる。なお、円形とした場合は、サブフープ筋１６は不要となり、他は同様として適用することができる。また、構造設計上では、必要なせん断補強筋を全てサブフープ筋は計算上に入れないとすることが好ましい。中フープ筋１２と外周フープ筋１１は同ピッチとして配置することとし、サブフープ筋１６が構造計算上に考慮していないため、中フープ筋１２と外周フープ筋１１よりピッチを粗くしてもよく、中フープ筋１２と外周フープ筋１１のピッチの略５〜１０倍としても良く、方向依存性を無くした二重せん断補強筋が配置された二重円形柱内蔵型ＰＣ橋脚が形成されることになる。なお、必要に応じてサブフープ筋１６のピッチを中フープ筋１２と外周フープ筋１１と同ピッチとすることができる。このようにした場合は、三重せん断補強筋が配置されて、さらに強化されたＰＣ橋脚となる。 Moreover, when the arrangement range of the double shear reinforcement bars is the pier full height, the PC pier 3 in which the penetrating core column is built is obtained, and a stronger earthquake-resistant structure is obtained. Moreover, it is preferable to arrange the PC steel material 9 in the middle hoop bar 12 as described above by extending the footing 2 and the bridge cross beam 4 as well. By doing so, PC seismic performance is also imparted to the core column, and the seismic performance of the PC pier 3 as a whole by the PC restoring force is greatly improved. In the embodiment, the cross section of the pier 3 is a square, but it may be a rectangle. In short, when the cross-sectional shape is a square, all can be applied. In the case of a circular shape, the sub-hoop line 16 is not necessary, and the others can be similarly applied. In terms of structural design, it is preferable that all necessary shear reinforcement bars are not included in the calculation of sub-hoop bars. The middle hoop muscle 12 and the outer hoop muscle 11 are arranged at the same pitch, and the sub hoop muscle 16 is not considered in the structural calculation. Therefore, the pitch may be coarser than the middle hoop muscle 12 and the outer hoop muscle 11. The pitch between the middle hoop bar 12 and the outer hoop bar 11 may be approximately 5 to 10 times, and a double circular column built-in PC pier in which a double shear reinforcement bar having no direction dependency is arranged is formed. Become. In addition, the pitch of the sub hoop muscle 16 can be made the same pitch as the middle hoop muscle 12 and the outer periphery hoop muscle 11 as needed. In such a case, a triple reinforced reinforcing bar is arranged to provide a further strengthened PC pier.
上記の中フープ筋１２で囲まれる範囲について、図６に示したように、橋脚３の部材のコンクリート断面積の範囲について示すものである。
Ｗは、ＰＣ橋脚３（橋脚部材）のコンクリート全断面積であり、図示範囲のＷ１は、中フープ筋１２で囲まれるコンクリート断面積とし、Ｗ２は、ＷからＷ１を引いて残りのコンクリート断面積（Ｗ２＝Ｗ―Ｗ１）とすると、中フープ筋１２で囲まれるコンクリート断面積Ｗ１をＰＣ橋脚３の全断面積Ｗの１／３以上とし、概ね１／２以下とすることによって、心柱に一定以上の有効断面積が保有され、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が確保されてコンクリートの膨出破壊や主筋の座屈破壊はしないのであるから、最も好ましい。
さらに、使用されるＰＣ鋼材９はＰＣ鋼棒とし、予め橋脚３、基礎２（フーチング）及び橋桁４に配置されたシース１５に挿入し、端部に定着具８，１０を取り付けて緊張定着して橋脚３にプレストレスを付与する。その後、シース１５とＰＣ鋼材９との隙間にグラウトを充填して一体化することが好ましい。
As shown in FIG. 6, the range of the concrete cross-sectional area of the member of the pier 3 is shown about the range surrounded by the above-mentioned middle hoop bars 12. FIG.
W is the total concrete cross-sectional area of the PC pier 3 (pier pier member), W1 in the illustrated range is the concrete cross-sectional area surrounded by the middle hoop muscle 12, and W2 is the remaining concrete cross-sectional area by subtracting W1 from W Assuming that (W2 = W−W1), the concrete cross-sectional area W1 surrounded by the middle hoop bar 12 is set to 1/3 or more of the total cross-sectional area W of the PC pier 3 and approximately ½ or less. It is most preferable because it has an effective cross-sectional area of more than a certain level, ensures resistance to impact force due to the vertical movement of the earthquake, and does not cause concrete bulge failure or main bar buckling failure.
Further, the PC steel material 9 to be used is a PC steel rod, which is inserted into a sheath 15 arranged in advance on the pier 3, foundation 2 (footing) and bridge girder 4, and fixing fixtures 8 and 10 are attached to the ends to fix the tension. Apply prestress to the pier 3 After that, it is preferable that the gap between the sheath 15 and the PC steel material 9 is filled with grout and integrated.
次に、図７に示すように、角形断面に円形スパイラル筋とした外周フープ筋１１を配置した場合には、外周フープ筋１１の外周側に覆われる四角部のコンクリートが必然的に形成される（図示斜線部分）。便宜上で外周フープ筋１１の直径を正方形断面の辺長と略同じとして計算すると、その四角部の断面積の合計は、少なくとも部材の全断面積の２割以上になる。よって、円形の外周フープ筋１１が外周側の四角部のコンクリートに強固に囲われることになり、従来の外周フープ筋（本願でいうサブフープ筋１６）の外周側に薄いかぶりしかない状況が大幅に改善され、内側フープ筋１２と外周フープ筋１１とで囲んだ内部のコンクリートは外方への膨出に対してかなり高い拘束力を有することになる。 Next, as shown in FIG. 7, in the case where the outer hoop bars 11 that are circular spiral bars are arranged in the square cross section, the concrete of the square portion covered by the outer peripheral side of the outer hoop bars 11 is inevitably formed. (The shaded area in the figure). For convenience, when the diameter of the outer peripheral hoop muscle 11 is calculated to be substantially the same as the side length of the square cross section, the sum of the cross-sectional areas of the square portions is at least 20% of the total cross-sectional area of the member. Therefore, the circular outer hoop bar 11 is tightly surrounded by the rectangular concrete on the outer side, and there is a significant situation where there is only a thin cover on the outer peripheral side of the conventional outer hoop bar (sub hoop bar 16 in the present application). As a result, the inner concrete surrounded by the inner hoop bars 12 and the outer hoop bars 11 has a considerably high restraining force against outward bulging.
次に、第２実施例を、図８に基づいて説明する。
第２の実施の形態において、橋脚をプレキャスト製とした場合の橋脚と基礎との接合構造について、複数の実施例について説明する。まず、実施例２として図８を用いて説明する。
橋脚３をプレキャスト製とする場合は、前記第１の実施の形態における実施例１で説明した通り、橋脚３の頭部と基部に二重せん断補強筋の配筋構造をそれぞれ有すると共にＰＣ鋼材を挿通するシース１５を配設した橋脚３を工場で予め製造しておき、それを施工現場に搬送して鉄道高架橋３５を構築するのである。なお、前記実施例の代表として実施例１と略同様の構成を有する橋脚３を構築する例について説明する。
図８に示したように、構築現場において、基礎杭１の頭部にフーチング２を形成する際に、橋脚３が取り付けられる位置に、予めＰＣ鋼材が連結される位置に、定着具１７を介して複数のＰＣ鋼材１８の下端部を埋め込み、上端部側の連結部材１９を突出させて取り付けると共に、僅かな凹み（目地）２０を設けて形成する。なお、ＰＣ鋼材１８の周囲には橋脚３の基部と同じように中フープ筋と外周フープ筋とで形成された二重せん断補強筋２１を配設することが望ましい。
Next, a second embodiment will be described based on FIG.
In the second embodiment, a plurality of examples will be described with respect to the joint structure between the pier and the foundation when the pier is made of precast. First, a second embodiment will be described with reference to FIG.
When the pier 3 is made of precast, as described in Example 1 in the first embodiment, the head and base of the pier 3 have double bar reinforcing bar arrangement structures and PC steel materials. The bridge pier 3 in which the sheath 15 to be inserted is disposed is manufactured in advance in a factory, and the pier 3 is transported to a construction site to construct a railway viaduct 35. In addition, the example which constructs the pier 3 which has the structure substantially the same as Example 1 as a representative of the said Example is demonstrated.
As shown in FIG. 8, when the footing 2 is formed on the head of the foundation pile 1 at the construction site, the position where the pier 3 is attached to the position where the PC steel material is connected in advance via the fixing tool 17. Then, the lower end portions of the plurality of PC steel materials 18 are embedded, and the connecting member 19 on the upper end portion side is projected and attached, and a slight recess (joint) 20 is provided. In addition, it is desirable to arrange a double shear reinforcement bar 21 formed of a middle hoop bar and an outer hoop bar in the same manner as the base of the pier 3 around the PC steel material 18.
構築現場に持ち込まれた橋脚３は、フーチング２の上に立設される際に、両者間に目地を設けて施工誤差を吸収する。つまり、橋脚３をフーチング２に仮設した後に、凹み（目地）２０に目地材２２として無収縮目地モルタルを充填して隙間を無くす。そして、連結部材１９を介してＰＣ鋼材９をＰＣ鋼材１８と連結し、該ＰＣ鋼材９の上端部は、橋脚３の上端において定着具１０により緊張定着するのである。要するに、橋脚３をプレキャスト製とする場合は、接合の一例として、橋脚３とフーチング２（基礎）とをＰＣ圧着接合工法で接合して一体化することになる。この接合構造の実施例は、施工が簡単でよく利用できるというメッリトがある。また、凹み（目地）２０を設けて形成することによって水平力に対して滑り防止になり望ましいが、ＰＣ圧着力が充分大きい若しくは水平力が小さい場合は、設けなくてもよい。そして、橋脚３と橋桁４との間に衝撃緩衝材で形成された支承部材２３を設ける。なお、前記実施例２における外周のサブフープ筋１６をスパイラル筋とした橋脚３においてもプレキャスト製であれば上記と同様に構築できるのである。 When the bridge pier 3 brought into the construction site is erected on the footing 2, a joint is provided between the two to absorb construction errors. That is, after the bridge pier 3 is temporarily installed on the footing 2, the dent (joint) 20 is filled with the non-shrink joint mortar as the joint material 22 to eliminate the gap. Then, the PC steel material 9 is connected to the PC steel material 18 via the connecting member 19, and the upper end portion of the PC steel material 9 is tension-fixed by the fixing tool 10 at the upper end of the pier 3. In short, when the pier 3 is made of precast, the pier 3 and the footing 2 (foundation) are joined and integrated by a PC pressure bonding method as an example of joining. This embodiment of the joint structure has a merit that construction is simple and can be used well. In addition, it is desirable to form the recess (joint) 20 to prevent slipping against the horizontal force, but it is not necessary to provide it when the PC pressure bonding force is sufficiently large or the horizontal force is small. And the support member 23 formed with the shock absorbing material is provided between the bridge pier 3 and the bridge girder 4. Note that the bridge pier 3 in which the outer side sub-hoop reinforcement 16 in the second embodiment is a spiral reinforcement can be constructed in the same manner as described above if it is made of precast.
さらに、接合構造に関する実施例２として、図９、図１０を用いて説明する。
図９は、配筋を省略した右側半分を示し、主に橋脚３とフーチング２との接合構造を弾性ヒンジとするものを示すものである。他の点については図８と同じであるために説明を省略する。図１０は、図９の円形で囲ったＤ部の拡大断面図である。
橋脚３とフーチング２（基礎）との接合構造としての他の例は、フーチング２（基礎）の上面に設けた凹み（目地）２０を設けると共に、フーチング２（基礎）の上面に円弧状部材２４を設置し、円弧面を上向きで凹み（目地）２０の低面より突出するようにアンカー材２５で固定し、橋脚３の下端に受けプレート２６を設置して当接させ、このように両部材間において相対回転できるように曲面接合を形成させるものとする。円弧状部材は鋼製とし、鉄筋やボルト等とするアンカー材２５で定着するように固定するものとする。また、受けプレート２６には複数のスダットボルト２７を設けることとする。
Furthermore, Example 2 regarding the joint structure will be described with reference to FIGS.
FIG. 9 shows the right half from which reinforcement is omitted, and mainly shows a structure in which the joint structure between the bridge pier 3 and the footing 2 is an elastic hinge. The other points are the same as in FIG. FIG. 10 is an enlarged cross-sectional view of a portion D surrounded by a circle in FIG.
Another example of the joining structure between the bridge pier 3 and the footing 2 (foundation) is provided with a recess (joint) 20 provided on the upper surface of the footing 2 (foundation), and an arcuate member 24 on the upper surface of the footing 2 (foundation). Is fixed with an anchor material 25 so that the arc surface faces upward and protrudes from the lower surface of the dent (joint) 20, and a receiving plate 26 is installed and brought into contact with the lower end of the pier 3 in this way. Curved joints shall be formed so that they can rotate relative to each other. The arcuate member is made of steel and is fixed so as to be fixed by an anchor member 25 such as a reinforcing bar or a bolt. The receiving plate 26 is provided with a plurality of sudat bolts 27.
そして、橋脚３を仮設した後に、目地材２２を凹み（目地）２０の内側側面と橋脚３との隙間に充填し、前記実施例１で説明したように、フーチング２（基礎）に予め取り付けたＰＣ鋼材１８と連結部材１９を介して連結したＰＣ鋼材９の上端部を橋脚３の上端において定着具１０により緊張定着することで、ＰＣ圧着接合して弾性ヒンジ機能を有するＰＣ圧着接合構造とする。このような接合構造は、中小地震時にＰＣ圧着接合によってＰＣ橋脚３と基礎２とを回転せずに剛接合をさせ、巨大地震時に、ＰＣ橋脚３と基礎２との間に相対的に弾性回転ができるように弾性ヒンジを形成させるようにＰＣ鋼材量とプレストレス力を調整して形成させる。 After the pier 3 is temporarily installed, the joint material 22 is filled in the gap between the inner side surface of the dent (joint) 20 and the pier 3 and is attached to the footing 2 (foundation) in advance as described in the first embodiment. By fixing the upper end portion of the PC steel material 9 connected to the PC steel material 18 via the connecting member 19 with the fixing tool 10 at the upper end of the bridge pier 3, a PC pressure bonding structure having an elastic hinge function is obtained by PC pressure bonding. . Such a joint structure allows the PC pier 3 and foundation 2 to be rigidly connected without rotating by PC crimping during small and medium-sized earthquakes, and relatively elastic rotation between the PC pier 3 and foundation 2 during a large earthquake. The amount of PC steel and the prestressing force are adjusted so that an elastic hinge is formed so that the elastic hinge can be formed.
また、この接合構造を形成する場合には、巨大地震時にＰＣ橋脚３と基礎２との間に弾性回転を許容するが、水平ずれは許容しないため、凹み（目地）２０をせん断コッターとして所定の深さまで形成する必要であり、この深さは柱幅の１/２の程度とすることが望ましい。
なお、上記と逆にして、円形状部材２４を橋脚の下端に、受けプレート２６をフーチング２（基礎）の上面に設置してもよい。ようするに、橋脚と基礎との間で相対回転できるようにすればよい。
In addition, when this joint structure is formed, elastic rotation is allowed between the PC pier 3 and the foundation 2 in the event of a huge earthquake, but horizontal displacement is not allowed. Therefore, a dent (joint) 20 is used as a predetermined shear cotter. It is necessary to form up to a depth, and this depth is preferably about 1/2 of the column width.
In reverse, the circular member 24 may be installed at the lower end of the pier and the receiving plate 26 may be installed on the upper surface of the footing 2 (foundation). That is, it is only necessary to allow relative rotation between the pier and the foundation.
本発明に係る高架橋３５は、コンクリ―ト製の基礎と、橋脚と、橋桁及び床版とで形成される高架橋であって、前記橋脚が柱状に形成され、基礎から該橋脚の全高（Ｈ）に亘って配置されたＰＣ鋼材を緊張定着することによりプレストレスが付与されたＰＣ橋脚であり、断面形状が角形として形成された該ＰＣ橋脚の頭部と基部の所定高さ範囲内に外周フープ筋と、中フープ筋とで構成されてなる二重せん断補強筋がＰＣ橋脚の断面内に配置され、前記外周フープ筋と中フープ筋を両方とも円形スパイラル筋とすることを特徴とするものであり、プレストレスを付与したＰＣ橋脚の頭部と基部に円形スパイラル筋を二重に配置して形成されることにより、中フープ筋で囲まれたコンクリートが円柱状の心柱になり、その外周面にさらに同様に外周フープ筋で囲まれたコンクリートが円筒状の外周柱になり、円柱状の心柱が強固に拘束されている。そして、外周フープ筋も円形スパイラル筋とすることによって、円形スパイラル筋に対して角形断面の４角部に一定以上のコンクリート断面が外周フープ筋を強固に拘束することになり、従来の外周フープ筋の外周側に薄いかぶりしかない状況を改善され、内部のコンクリートが外方への膨出に対して外周フープ筋による拘束力が大幅に向上され、部材のせん断耐力と曲げ耐力と共に、地震の上下動による衝撃力に対する抵抗力が大幅に向上され、コンクリートの膨出破壊や主筋の座屈破壊を防ぐことができる。また、円形スパイラル筋によって円柱状の心柱と円筒状の外周柱に形成され、方向依存性がなくあらゆる方向からの地震力に対して同一な耐震性能を有しているため、建築業界において広い範囲で使用可能である。 The viaduct 35 according to the present invention is a viaduct formed by a concrete foundation, a bridge pier, a bridge girder, and a floor slab. The bridge pier is formed in a column shape, and the total height (H) of the pier from the foundation. A PC pier that is prestressed by tension fixing the PC steel material that is placed over the outer periphery of the PC pier, and the outer peripheral hoop within a predetermined height range of the PC pier head and base having a square cross-sectional shape. A double shear reinforcement bar composed of a straight line and a middle hoop line is arranged in the cross section of the PC pier, and both the outer hoop line and the middle hoop line are circular spiral bars. Yes, by forming double spiral spiral bars on the prestressed PC pier head and base, the concrete surrounded by the middle hoops becomes a cylindrical core and its outer periphery Even more on the surface Concrete surrounded in the circumferential hoop is made into a cylindrical shape of the outer posts, cylindrical central pillar is firmly restrained. Further, by making the outer hoop muscle also a circular spiral muscle, a concrete cross section of a certain level or more firmly restrains the outer hoop muscle at the four corners of the square cross section with respect to the circular spiral muscle. The situation where there is only a thin cover on the outer peripheral side of the inner wall is improved, and the restraining force by the outer hoop muscle is greatly improved against the outward bulging of the inner concrete, and the shear strength and bending strength of the member are Resistance to impact force due to movement is greatly improved, and it is possible to prevent concrete bulging and buckling of main bars. In addition, it is formed in a cylindrical core column and a cylindrical outer peripheral column by circular spiral streaks, and has the same seismic performance against seismic force from any direction without direction dependency. Can be used in a range.
１ 基礎杭
２ フーチング
３ 橋脚（ＰＣ橋脚）
４ 橋桁（橋横桁または橋軸桁）
５ 床版
６ 防音板
７ 基礎梁
８、１０、１７ 定着具
９、１８ ＰＣ鋼材
１１ 外周フープ筋
１２ 中フープ筋
１３ かぶり
１４ 主筋
１４ａ 中主筋
１５ シース
１６ サブフープ筋
１６ａ フック部
１９ 連結部材
２０ 凹み（目地）
２１ 二重せん断補強筋
２２ 目地 材
２３ 支承部材
２４ 円弧状部材
２５ アンカー材
２６ 受けプレート
２７ スダットボルト
３１ 橋脚
３２ 橋桁（橋横桁または橋軸桁）
３３ 床版
３４ 防音壁
３５ 高架橋
Ｗ ＰＣ橋脚の部材のコンクリート全断面積
Ｗ１ 中フープ筋で囲まれるコンクリート断面積
Ｗ２ ＷからＷ１を引いて残りのコンクリート断面積（Ｗ２＝Ｗ−Ｗ１）
1 Foundation pile 2 Footing 3 Pier (PC pier)
4 Bridge girder (bridge girder or bridge shaft girder)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 5 Floor slab 6 Soundproof board 7 Foundation beam 8, 10, 17 Fixing tool 9, 18 PC steel material 11 Outer periphery hoop muscle 12 Medium hoop muscle 13 Cover 14 Main reinforcement 14a Middle main reinforcement 15 Sheath 16 Sub hoop reinforcement 16a Hook part 19 Connecting member 20 Dent ( Joints)
21 Double shear reinforcement 22 Joint material 23 Bearing member 24 Arc-shaped member 25 Anchor material 26 Receiving plate 27 Sudat bolt 31 Bridge pier 32 Bridge girder (bridge girder or bridge shaft girder)
33 Floor slab 34 Soundproof wall 35 Viaduct W Total cross-sectional area of concrete of PC pier member W1 Cross-sectional area of concrete surrounded by middle hoop reinforcement W2 Subtracting the cross-sectional area of concrete (W2 = W-W1) by subtracting W1 from W1
Claims (4)
前記橋脚が柱状に形成され、基礎から該橋脚の全高（Ｈ）に亘って配置されたＰＣ鋼材を緊張定着することによりプレストレスが付与されたＰＣ橋脚であり、
断面形状が角型として形成された該ＰＣ橋脚の頭部と基部の所定高さ範囲内に外周フープ筋と、中フープ筋とで構成されてなる二重せん断補強筋がＰＣ橋脚の断面内に配置され、
前記外周フープ筋と中フープ筋を両方とも円形スパイラル筋とし、
前記ＰＣ橋脚の頭部と基部とにおいて、二重せん断補強筋の配置範囲は、ＰＣ橋脚の全高（Ｈ）の１／３の高さ区間とすること
を特徴とする高架橋。 A viaduct formed by a concrete foundation, pier, bridge girder and floor slab,
The PC pier is pre-stressed by fixing the tension of the PC steel material that is formed in a columnar shape and is placed over the entire height (H) of the pier from the foundation,
A double shear reinforcement bar composed of an outer hoop bar and a middle hoop bar within a predetermined height range of the head and base of the PC pier having a cross-sectional shape formed in a square shape is provided in the cross section of the PC pier. Arranged,
Both the outer hoop muscle and the middle hoop muscle are circular spiral muscles,
A viaduct characterized in that , in the head portion and the base portion of the PC pier, the arrangement range of the double shear reinforcement bars is a height section of 1/3 of the total height (H) of the PC pier .
を特徴とする請求項１に記載の高架橋。 The viaduct according to claim 1, wherein a concrete cross-sectional area surrounded by the middle hoop is set to 1/3 to 1/2 of a total cross-sectional area of the PC pier.
を特徴とする請求項１乃至２に記載の高架橋。 Viaduct according to claim 1 or 2, wherein a portion of the PC steel material are arranged in the middle hoop in muscle.
を特徴とする請求項１乃至３に記載の高架橋。 The PC pier is made of precast, and is bonded to the foundation by crimping and fixing the PC steel material, and an elastic hinge mechanism formed by a curved surface is provided between the PC pier and the foundation. The highly crosslinked structure according to any one of claims 1 to 3 .
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