JP2001214412A

JP2001214412A - 橋の下部構造

Info

Publication number: JP2001214412A
Application number: JP2000026772A
Authority: JP
Inventors: Kazumi Terada; 和己寺田
Original assignee: Asia Air Survey Co Ltd; Tokushima Prefecture
Current assignee: Asia Air Survey Co Ltd; Tokushima Prefecture
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2001-08-07

Abstract

(57)【要約】【課題】工期の短縮及びコストの低減を図ることにあ
る。【解決手段】軟弱地盤ＳＧを介して強固な支持地盤Ｈ
Ｇに達し、同支持地盤ＨＧ上に据え付けられる基礎３
と、この基礎３の上に設置される橋脚（躯体）４とを備
えた橋の下部構造であって、基礎３の上端部を橋脚４の
下部組織４１として構成することにより、工期の短縮及
びコストの低減を図っている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、橋の上部構造を
支える躯体及び基礎からなる橋の下部構造に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】橋の下部構造は、橋桁等の上部構造を直
接支える躯体と、この躯体を支える基礎とを備えた構造
になっている。基礎は、通常地中にあって、軟弱地盤を
通って強固な支持地盤に達し、同支持地盤上に据え付け
られるようになっている。この種の基礎としては、例え
ば図１２に示すような鋼管矢板井筒基礎１がある。

【０００３】鋼管矢板井筒基礎１は、水面Ｗの上方から
鋼管矢板１１を軟弱地盤ＳＧを通して支持地盤（図示せ
ず）に達するように打ち込んで円形状の井筒を形成し、
その井筒内を掘削して、軟弱地盤ＳＧの上面より低い位
置に例えば鉄筋コンクリート製の頂板１２を施工して、
この頂板１２と鋼管矢板１１との一体化を図っている。

【０００４】頂板１２の上には、この頂板１２と一体的
に例えば鉄筋コンクリート製の躯体２が施工されるよう
になっている。また、各鋼管矢板１１の上端部は、頂板
１２や躯体２などの施工中において、井筒内にへの水の
浸入を防止するための仮締切り部１１ａとなっている
が、最終的には軟弱地盤ＳＧの上面より低い位置で水中
切断されることになる。そして、切断された各鋼管矢板
１１の上側及び頂板１２の上側には、土砂が軟弱地盤Ｓ
Ｇの上面と面一状に埋め戻されることになる。従って、
鋼管矢板井筒基礎１は地中内に位置し、躯体２は地中か
ら上方に突出し、かつ水面Ｗからも上方に突出した状態
になっている。

【０００５】躯体２は、水の流れる方向に長い、例えば
長円形状の断面形状をしたもので構成されている。即
ち、躯体２は、川や海等における水の流れに対して直交
する方向に薄く形成されており、河流阻害率の低減が図
られている。これに対して、鋼管矢板井筒基礎１は、曲
げモーメントに対する強度の向上を図るため、円形状の
断面形状をしている。ただし、鋼管矢板井筒基礎１は軟
弱地盤ＳＧより下側、即ち地中に位置しているため、河
流阻害率に悪影響を及ぼすことがない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記橋の下部
構造においては、鋼管矢板１１で形成した井筒内の土壌
を掘削したり、頂板１２を施工したり、各鋼管矢板１１
の仮締切り部１１ａを水中切断したり、その上から土砂
を埋め戻したりするなどの基礎１を地中に配置させるた
めの面倒で危険な作業が存在する。このため、工期が長
くなると共に、コストが高くなるという問題がある。

【０００７】この発明は上述した問題を解消するために
なされたものであり、工期の短縮及びコストの低減を図
ることのできる橋の下部構造を提供することを課題とし
ている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明は、軟弱地盤（ＳＧ）を介して
強固な支持地盤（ＨＧ）に達し、同支持地盤（ＨＧ）上
に据え付けられる基礎（３）と、この基礎（３）の上に
設置される躯体（４）とを備えた橋の下部構造であっ
て、前記基礎（３）は、その上端部が前記躯体（４）の
下部組織（４１）を構成していることを特徴としてい
る。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１に係る発
明において、基礎（３）は、鋼管矢板井筒基礎（３）に
よって構成されており、この鋼管矢板井筒基礎（３）
は、その各鋼管矢板（３１）が水の流れる方向に長い扁
平状の井筒状に配置されていることを特徴としている。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項２記載の発
明において、各鋼管矢板（３１）で形成される外周壁の
周囲に、コンクリート矢板（３２）を配置したことを特
徴としている。

【００１１】そして、上記のように構成された請求項１
記載の発明においては、基礎（３）の上端部が躯体
（４）の下部組織（４１）になっているので、基礎
（３）の上端部を地中に配置させるための面倒で危険な
作業が全くなくなる。従って、工期の短縮及びコストの
低減を図ることができる。

【００１２】請求項２に係る発明においては、基礎
（３）を鋼管矢板井筒基礎（３）によって構成し、この
鋼管矢板井筒基礎（３）を水の流れる方向に長い扁平状
の井筒状に構成したので、鋼管矢板井筒基礎（３）の上
端部が躯体（４）の下部組織（４１）となって水中及び
その上方に突出した状態になっていても、河流阻害率に
悪影響を及ぼすことがない。

【００１３】また、鋼管矢板井筒基礎（３）における幅
の短い方向、即ち水の流れに直交する方向であって橋桁
等の上部構造の延在する方向において、鋼管矢板井筒基
礎（３）の断面二次モーメントを低下させることになる
が、下部構造に上部構造を剛結したラーメン構造にする
ことによって、地震時に鋼管矢板井筒基礎（３）に作用
する曲げモーメントを低減することができる。従って、
鋼管矢板井筒基礎（３）の断面二次モーメントが低下し
ても、同鋼管矢板井筒基礎（３）の強度の低下を防止す
ることができ、またラーメン構造にすることによってか
えって強度の向上を図ることも可能になる。

【００１４】しかも、鋼管矢板井筒基礎（３）における
幅の短い方向においては、断面二次モーメントの減少に
伴い、曲げ剛性が低下するので、鋼管矢板井筒基礎
（３）によって支える橋全体の固有振動数の低下を図る
ことができる。即ち、地震の振動周波数よりも、橋の固
有振動数を十分低く設定することができるようになるの
で、地震が生じた際の橋桁等の揺れを十分低く抑えるこ
とができると共に、共振によって上部構造や下部構造が
破損するのを防止することができる。

【００１５】なお、上部構造と下部構造とを剛結構造と
することによって、上部構造の熱膨張による伸縮量をど
こで吸収するかが問題になる。しかし、鋼管矢板井筒基
礎（３）が軟弱地盤（ＳＧ）内を上下に延在しているこ
とから、上部構造の伸縮が発生した場合には、鋼管矢板
井筒基礎（３）が軟弱地盤（ＳＧ）内を支持地盤（Ｈ
Ｇ）を支点にして傾くように変位することが可能であ
る。即ち、熱膨張による伸縮の程度であれば、鋼管矢板
井筒基礎（３）が極めてわずかに傾くだけで、難なく、
その伸縮量を吸収することができる。従って、上部構造
が熱膨張により伸縮しても何等の支障も生じることがな
い。

【００１６】請求項３記載の発明においては、鋼管矢板
井筒基礎（３）の周囲にコンクリート矢板（３２）を配
置しているので、鋼管矢板井筒基礎（３）の水による腐
食を防止することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を実
施例に基づき図１〜図１１を参照して説明する。

【００１８】この実施例で示す橋の下部構造は、図１〜
図１１に示すように、軟弱地盤ＳＧを介して強固な支持
地盤ＨＧ（図１０参照）に達し、同支持地盤ＨＧ上に据
え付けられる鋼管矢板井筒基礎（基礎）３と、この鋼管
矢板井筒基礎３の上に設置される橋脚（躯体）４とを備
えたものであって、鋼管矢板井筒基礎３は、その上端部
が橋脚４の下部組織４１を構成するようになっている。

【００１９】そして、鋼管矢板井筒基礎３は、その各鋼
管矢板３１が水の流れる方向に長い長円形状（扁平状）
の井筒状に配置されている。また、各鋼管矢板３１で形
成される外周壁の周囲に、コンクリート矢板３２を配置
した構成になっている。

【００２０】以下、上記構成について更に詳細に説明す
る。上記鋼管矢板３１は、図２に示すように、断面がＣ
字状に形成された雌継手３１ａと、断面がＴ字状に形成
された雄継手３１ｂとをそれぞれ一つずつ有しており、
これらの継手３１ａ、３１ｂを嵌合することによって、
隣接するもの同士が互いに連結されるようになってい
る。雌継手３１ａ内には、モルタルが充填され、各鋼管
矢板３１間の連結強度及び止水性の向上を図っている。

【００２１】また、コンクリート矢板３２は、各鋼管矢
板３１に設けられた断面Ｔ字状の案内継手３１ｃに、コ
ンクリート矢板３２自体に形成した断面Ｃ字状の案内凹
部３２ａを嵌合することによって、各鋼管矢板３１に連
結されている。そして、案内継手３１ｃ及び案内凹部３
２ａは、連結状態にある継手３１ａ、３１ｂの左右に配
置されている。また、各コンクリート矢板３２の一方の
側縁部には、溝３２ｂが連続的に形成されており、他方
の側縁部には、溝３２ｂに嵌合する大きさの突条３２ｃ
が連続的に形成されている。即ち、各コンクリート矢板
３２は、その側縁部に設けられた溝３２ｂと突条３２ｃ
とを嵌合することによって止水性の向上が図られてい
る。

【００２２】しかも、継手３１ａ、３１ｂと、この左右
に位置する２組みの案内継手３１ｃ及び案内凹部３２ａ
とで閉塞される空間には、モルタルが充填されるように
なっており、各鋼管矢板３１同士の連結強度、各鋼管矢
板３１とコンクリート矢板３２との連結強度、及びそれ
らの各間における止水性の向上が図られている。

【００２３】更に、各コンクリート矢板３２の内面に
は、図２及び図３に示すように、各鋼管矢板３１の外周
面に沿うように円弧状の凹部３２ｄが形成されている。
ただし、コンクリート矢板３２の上端部は、図３及び図
４に示すように、一定の厚さの縁部３２ｅによって形成
されている。この縁部３２ｅは、コンクリート矢板３２
自体を軟弱地盤ＳＧに圧入するための圧入機の保持部に
なっている。

【００２４】各鋼管矢板３１で囲まれた井筒の内部に
は、図４に示すように、対向する鋼管矢板３１を連結す
るように溶接された作業台３３が設けられている。この
作業台３２は、鋼管矢板井筒基礎３の上に設置する橋脚
４のコンクリートを打設するための最下位置の捨て型枠
を兼ねたものにもなっている。

【００２５】橋脚４は、鉄骨鉄筋コンクリートで構成さ
れており、鉄骨４２がアンカーボルト４３によって、各
鋼管矢板３１に連結されている。アンカーボルト４３
は、鋼管矢板３１の上端近傍の内部を閉塞するように溶
接された基礎鋼板３１ｆにナットにより固定されるよう
になっている。そして、橋脚４の上端部には、図１に示
すように、上部構造の橋桁５が鉄骨及びコンクリートに
よって一体的に連結されるようになっている。なお、図
１及び図４において、４４は、橋脚４を構成するコンク
リートである。

【００２６】上記のように構成された下部構造を建設す
るには、まず、図５に示すように、鋼管矢板３１のガイ
ドとなるＨ鋼６を水面Ｗの上方から軟弱地盤ＳＧに打設
する。この打設は、台船７１、クローラクレーン７２、
バイブロハンマ７３等によって行うことができる。

【００２７】次に、図６に示すように、クローラクレー
ン７２で吊り下げた懸垂式杭打ち機７４を用いて、鋼管
矢板３１をＨ鋼６に沿って打ち込む。各鋼管矢板３１
は、支持地盤ＨＧに達するまで打ち込む。長円形状に全
ての鋼管矢板３１を打ち込んだ後、各鋼管矢板３１の雌
継手３１ａ内にモルタルを注入して止水を施す。そし
て、作業台３３を鋼管矢板３１に溶接して、各鋼管矢板
３１で囲まれた井筒内の所定の深さ位置を作業台３３で
閉塞する。その後、Ｈ鋼６を引き抜いて撤去する。

【００２８】次に、図７に示すように、矢板圧入機７５
を用いてコンクリート矢板３２を軟弱地盤ＳＧに圧入す
る。コンクリート矢板３２は、その縁部３２ｅを矢板圧
入機７５によって把持されて圧入されることになる。そ
して、全てのコンクリート矢板３２を圧入した後、継手
３１ａ、３ｂが嵌合された部分と、案内凹部３２ａと案
内継手３１ｃが嵌合された部分とで形成される、鋼管矢
板３１とコンクリート矢板３２とで囲まれた部分にモル
タルを充填する。

【００２９】次に、図８に示すように、鋼管矢板井筒基
礎３の上側に鉄骨４２や鉄筋等を建込み、コンクリート
４４を打設する。そして、図９に示すように、鉄骨４２
等と上部構造の橋桁５等とを鉄骨及びコンクリートによ
って一体的に連結する。なお、図９において、５１は橋
桁５上に設置された床板であり、５１ａはコンクリート
を打設するための開口部である。

【００３０】以上により、鋼管矢板井筒基礎３の上に橋
脚４が一体的に構成され、かつ鋼管矢板井筒基礎３の上
端部がそのまま水面Ｗ上に突出して橋脚４の下部組織４
１となった構造の橋の下部構造が完成する。また、橋の
下部構造と上部構造とは剛結構造になっている。

【００３１】次に、上記のように構成された橋の下部構
造の作用効果を説明する。

【００３２】即ち、上記橋の下部構造においては、鋼管
矢板井筒基礎３の上端部が橋脚４の下部組織４１になっ
ているので、従来例で示したような鋼管矢板で形成した
井筒内の土壌を掘削したり、頂板を施工したり、各鋼管
矢板の仮締切り部を水中切断したり、その上から土砂を
埋め戻したりするなどの、鋼管矢板井筒基礎３の上端部
を地中に配置させるための面倒で危険な作業が全くなく
なる。従って、工期の短縮及びコストの低減を図ること
ができる。

【００３３】また、鋼管矢板井筒基礎３を水の流れる方
向に長い扁平状の長円形状に構成したので、鋼管矢板井
筒基礎３の上端部が橋脚４の下部組織４１となって水中
及びその上方に突出した状態になっていても、河流阻害
率を悪化させることがない。

【００３４】更に、鋼管矢板井筒基礎３における幅の短
い方向、即ち水の流れに直交する方向であって橋桁５等
の上部構造の延在する方向において、鋼管矢板井筒基礎
３の断面二次モーメントが低下することになるが、上述
のように下部構造と上部構造とを剛結したラーメン構造
にすることによって、地震時に鋼管矢板井筒基礎３に作
用する曲げモーメントを低減することができる。従っ
て、鋼管矢板井筒基礎３の断面二次モーメントが低下し
ても、同鋼管矢板井筒基礎３の強度の低下を防止するこ
とができ、またラーメン構造にすることによってかえっ
て強度の向上を図ることも可能になる。

【００３５】しかも、鋼管矢板井筒基礎３における幅の
短い方向においては、断面二次モーメントの減少に伴
い、曲げ剛性が低下するので、鋼管矢板井筒基礎３によ
って支える橋全体の固有振動数を低下させることができ
る。即ち、地震の振動周波数よりも、橋の固有振動数を
十分低く抑えることが可能になるので、地震が生じた際
の橋桁５等の揺れを十分低く抑えることができると共
に、共振によって上部構造や下部構造が破損するのを防
止することができる。

【００３６】ただし、上部構造と下部構造とを剛結構造
とすることによって、上部構造の熱膨張による伸縮量を
どこで吸収するかが問題になる。しかし、鋼管矢板井筒
基礎３が軟弱地盤ＳＧ内を上下に延在していることか
ら、上部構造の伸縮が発生した場合には、図１０及び図
１１に示すように、鋼管矢板井筒基礎３が軟弱地盤ＳＧ
内を支持地盤ＨＧを支点にして傾くように変位すること
が可能である。即ち、熱膨張による伸縮量程度であれ
ば、鋼管矢板井筒基礎３が極めてわずかに傾くだけで、
難なく、その伸縮量を吸収することができる。従って、
上部構造が熱膨張により伸縮しても何等の支障も生じる
ことがない。

【００３７】また、鋼管矢板井筒基礎３の周囲にコンク
リート矢板３２を配置しているので、鋼管矢板井筒基礎
３の上端部の水による腐食を防止することができる。即
ち、、軟弱地盤ＳＧから突出する橋脚４の下部組織４１
の水による腐食を防止することができる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１記載の発明においては、基礎
（３）の上端部が躯体（４）の下部組織（４１）になっ
ているので、基礎（３）の上端部を地中に配置させるた
めの面倒で危険な作業が全くなくなる。従って、工期の
短縮及びコストの低減を図ることができる。

【００３９】請求項２に係る発明においては、基礎
（３）を鋼管矢板井筒基礎（３）によって構成し、この
鋼管矢板井筒基礎（３）を水の流れる方向に長い扁平状
の井筒状に構成したので、鋼管矢板井筒基礎（３）の上
端部が躯体（４）の下部組織（４１）となって水中及び
その上方に突出した状態になっていても、河流阻害率に
悪影響を及ぼすことがない。

【００４０】また、鋼管矢板井筒基礎（３）における幅
の短い方向、即ち水の流れに直交する方向であって橋桁
等の上部構造の延在する方向において、鋼管矢板井筒基
礎（３）の断面二次モーメントを低下させることになる
が、下部構造に上部構造を剛結したラーメン構造にする
ことによって、地震時に鋼管矢板井筒基礎（３）に作用
する曲げモーメントを低減することができる。従って、
鋼管矢板井筒基礎（３）の断面二次モーメントが低下し
ても、同鋼管矢板井筒基礎（３）の強度の低下を防止す
ることができ、またラーメン構造にすることによってか
えって強度の向上を図ることも可能になる。

【００４１】しかも、鋼管矢板井筒基礎（３）における
幅の短い方向においては、断面二次モーメントの減少に
伴い、曲げ剛性が低下するので、鋼管矢板井筒基礎
（３）によって支える橋全体の固有振動数の低下を図る
ことができる。即ち、地震の振動周波数よりも、橋の固
有振動数を十分低く設定することができるようになるの
で、地震が生じた際の橋桁等の揺れを十分低く抑えるこ
とができると共に、共振によって上部構造や下部構造が
破損するのを防止することができる。

【００４２】なお、上部構造と下部構造とを剛結構造と
することによって、上部構造の熱膨張による伸縮量をど
こで吸収するかが問題になる。しかし、鋼管矢板井筒基
礎（３）が軟弱地盤（ＳＧ）内を上下に延在しているこ
とから、上部構造の伸縮が発生した場合には、鋼管矢板
井筒基礎（３）が軟弱地盤（ＳＧ）内を支持地盤（Ｈ
Ｇ）を支点にして傾くように変位することが可能であ
る。即ち、熱膨張による伸縮の程度であれば、鋼管矢板
井筒基礎（３）が極めてわずかに傾くだけで、難なく、
その伸縮量を吸収することができる。従って、上部構造
が熱膨張により伸縮しても何等の支障も生じることがな
い。

【００４３】請求項３記載の発明においては、鋼管矢板
井筒基礎（３）の周囲にコンクリート矢板（３２）を配
置しているので、鋼管矢板井筒基礎（３）の水による腐
食を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例として示した橋の下部構造
を示す斜視図である。

【図２】同橋の下部構造における鋼管矢板井筒基礎を示
す要部断面図である。

【図３】同橋の下部構造における鋼管矢板井筒基礎のコ
ンクリート矢板を示す要部斜視図である。

【図４】同橋の下部構造における鋼管矢板井筒基礎の上
端部を示す要部縦断面図である。

【図５】同橋の下部構造を建造するための第１段階を示
す要部正面図である。

【図６】同橋の下部構造を建造するための第２段階を示
す要部正面図である。

【図７】同橋の下部構造を建造するための第３段階を示
す要部正面図である。

【図８】同橋の下部構造を建造するための第４段階を示
す要部正面図である。

【図９】同橋の下部構造を建造するための第５段階を示
す要部正面図である。

【図１０】同橋の下部構造の作用を示す図であって上部
構造が伸びる前の状態を示す要部正面図である。

【図１１】同橋の下部構造の作用を示す図であって上部
構造が伸びた後の状態を示す要部正面図である。

【図１２】従来例として示した橋の下部構造の要部斜視
図である。

【符号の説明】

３鋼管矢板井筒基礎（基礎）３１鋼管矢板３２コンクリート矢板４橋脚（躯体）４１下部組織ＨＧ支持地盤ＳＧ軟弱地盤

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟弱地盤（ＳＧ）を介して強固な支持地
盤（ＨＧ）に達し、同支持地盤（ＨＧ）上に据え付けら
れる基礎（３）と、この基礎（３）の上に設置される躯
体（４）とを備えた橋の下部構造であって、前記基礎（３）は、その上端部が前記躯体（４）の下部
組織（４１）を構成していることを特徴とする橋の下部
構造。
【請求項２】基礎（３）は、鋼管矢板井筒基礎（３）
によって構成されており、この鋼管矢板井筒基礎（３）は、その各鋼管矢板（３
１）が水の流れる方向に長い扁平状の井筒状に配置され
ていることを特徴とする請求項１記載の橋の下部構造。
【請求項３】各鋼管矢板（３１）で形成される外周壁
の周囲に、コンクリート矢板（３２）を配置したことを
特徴とする請求項２記載の橋の下部構造。