JP2002069927A - 鋼管コンクリート合成橋脚の引張部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 設置後早期に風荷重等の外力に抵抗でき、コ
スト低減も図ることのできる鋼管コンクリート合成橋脚
の引張部材を得る。 【解決手段】 大径鋼管５の端部に小径鋼管３の端部を
挿入して両者の端部を重ね合わせ、該重ね合わせ部の隙
間に接着部材を注入して両者を接合してなる鋼管コンク
リート合成橋脚の引張部材において、重ね合わせ部とな
る大径鋼管５の内周面及び小径鋼管３の外周面にそれぞ
れ支圧部材５ａ，３ａを設けると共に、接着部材として
早強性高強度セメントモルタル７を用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、山岳部などを通過
する高速道路などの高橋脚に採用されている鋼管コンク
リート合成橋脚の引張部材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】山岳部の高速道路などの高橋脚の橋梁を
能率よく施工するものとして鋼管コンクリート合成橋脚
がある。図５は鋼管コンクリート合成橋脚の説明図であ
り、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の矢
視Ａ−Ａ断面図である。鋼管コンクリート合成橋脚２１
は、図５に示すように、引張部材として鉄筋の代りに複
数本の鋼管２３を縦方向に配設し、帯鉄筋２５を横方向
に配設し、型枠を用いてコンクリート２６を打設した構
造である。そして、橋脚の高さが３０〜１００ｍにも亘
ることがあり、これに伴って引張部材としての鋼管２３
を複数本連結する必要がある。この連結方法として、従
来は鋼管の端部を突き合せて溶接あるいはボルト止め接
合していた。しかし、溶接接合およびボルト止め接合で
鋼管を連結する工法では、現場での溶接工事あるいはボ
ルト止め工事が比較的面倒であり、特に他の工事の進行
状態との関係が複雑となり工期上のクリティカルパスに
なっていた。

【０００３】そこで、この点を解決するものとして、例
えば特開平７−１５８２０６号公報に開示された鋼管・
コンクリート複合構造柱状体における鋼管の重ね継手構
造がある。図６は同公報に示された重ね継手構造の概略
図である。同公報の重ね継手構造は、図６に示すよう
に、同一軸上に配置された小径鋼管３１の端部が、大径
鋼管３２の端部に挿入され、小径鋼管３１の外周と大径
鋼管３２の内周との間隔部分にはコンクリート３４が充
填されており、かつ小径鋼管３１の端部外周面および大
径鋼管３２の端都内周面にそれぞれリブ３１ａ，３２ａ
が突設されている、というものである。

【０００４】同公報では、この発明によれば鋼管・コン
クリート複合構造柱状体を施工するにあたり、簡単な工
事で能率よく鋼管を継ぎ足すことができ、また充分な強
度の柱状体を構築することができるとしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
７−１５８２０６号公報に記載の従来技術には以下のよ
うな問題点がある。 （１）鋼管コンクリート合成橋脚では、鋼管を先に立ち
上げて、周りに型枠をセットしてから鋼管回りにコンク
リートを打設するため、鋼管のみの状態で風荷重に抵抗
する必要がある。しかし、小径鋼管３１の外周と大径鋼
管３２の内周との間隔部分に一般的なコンクリート３４
を充填して両者を接合する従来構造ではコンクリート３
４が固化するまでに長時間を要するため、コンクリート
３４が固化するまで風荷重に抵抗するだけの強度を期待
できないという問題がある。

【０００６】（２）小径鋼管３１の端部外周面および大
径鋼管３２の端部内周面にそれぞれリブ３１ａ，３２ａ
を突設して、コンクリート３４と小径鋼管３１及び大径
鋼管３２の付着力によって力の伝達をしている。そし
て、付着力の強度は付着面積に比例するため、一定の面
積を確保するために小径鋼管３１を大径鋼管３２に一定
長さ以上挿入することを要する。このため、鋼管長さが
長くなりコストアップにつながるという問題がある。ま
た、鋼管の内外周面にリブ３１ａ，３２ａを設ける方法
としては、鋼管全長をリブ付き鋼管とするか、あるいは
リブ無し鋼管の端部にリブ付き鋼管を溶接するかの２通
りの方法が考えられるが、リブ無し鋼管の端部にリブ付
き鋼管を溶接する場合には、リブ付き鋼管の製作費とリ
ブ無し鋼管との溶接費の分だけコストが高くなるという
問題がある。

【０００７】本発明はかかる問題点を解決するためにな
されたものであり、設置後早期に風荷重等の外力に抵抗
でき、コスト低減も図ることのできる鋼管コンクリート
合成橋脚の引張部材を得ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る鋼管コンク
リート合成橋脚の引張部材は、大径鋼管の端部に小径鋼
管の端部を挿入して両者の端部を重ね合わせ、該重ね合
わせ部の隙間に接着部材を注入して両者を接合してなる
鋼管コンクリート合成橋脚の引張部材において、前記重
ね合わせ部となる前記大径鋼管の内周面及び前記小径鋼
管の外周面にそれぞれ支圧部材を設けると共に、接着部
材として早強性高強度セメントモルタルを用いたもので
ある。

【０００９】また、大径鋼管に設けた支圧部材と小径鋼
管に設けた支圧部材とが軸方向で互い違いになるように
配置したものである。

【００１０】さらに、大径鋼管の端部に小径鋼管挿入位
置を規制すると共に、注入される早強性高強度セメント
モルタルの堰となる蓋部材を設けたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２は本発明の一実施の形態にか
かる引張部材の外観図、図１は図２の円で囲んだＡ部の
拡大図である。以下、図１、図２に基づいて本実施の形
態を説明する。引張部材１は、小径鋼管３の端部を大径
鋼管５の端部に所定長さだけ挿入し、両者の重ね合わせ
た部分に早強性高強度セメントモルタル７を注入し、こ
れによって両者を接合して、両者を長手方向に連続して
繋げたものである（図２参照）。

【００１２】大径鋼管５と小径鋼管３の重ね合わせ部に
おいては、図１に示すように、大径鋼管５の内周面と小
径鋼管３の外周面にそれぞれ平鋼からなる支圧部材５
ａ，３ａが設置されている。この例では、支圧部材５
ａ，３ａはそれそれ３個設置されており、これらが軸方
向で互い違いになるように配置されている。なお、支圧
部材５ａ，３ａは工場などにおいて予め鋼管に溶接して
おく。

【００１３】早強性高強度セメントモルタル７として
は、例えば２〜３時間で2000kPa（キロパスカル）程度
の圧縮強度が得られ、７日程度で6000kPa（キロパスカ
ル）程度の圧縮強度が得られるものを使用する。

【００１４】なお、大径鋼管５の上端部における小径鋼
管３の挿入深さ位置には、図１に示すように、蓋部材９
が設置されている。蓋部材９は、小径鋼管３の挿入深さ
の位置決めと、早強性高強度セメントモルタル７を注入
する際に堰となるものである。また、大径鋼管５におけ
る蓋部材９設置部の直上部には早強性高強度セメントモ
ルタル７を圧入するための圧入口１３が設けられてい
る。さらに、大径鋼管５における上下の支圧部材５ａの
間には空気抜き兼モルタル充填確認のための小孔１５が
複数個設けられている。施工にあたっては、ポンプによ
って早強性高強度セメントモルタル７を圧入口１３から
加圧注入して、小孔１５からあふれ出させることによっ
て注入を確認する。そして、確認できた小孔１５は蓋を
して閉じるようにする。

【００１５】また、大径鋼管５の下端部においては、図
３に示すように、上端部と同様に小径鋼管３の挿入深さ
を規制するための蓋部材９を設けると共に、大径鋼管５
の最下端部に、小径鋼管３を挿入できる開口部を有する
ドーナツ状の蓋材１１を設けるようにする。このドーナ
ツ状の蓋材１１が早強性高強度セメントモルタル７の注
入時において堰としての機能を有する。そして、大径鋼
管５における蓋部材９とドーナツ状の蓋材１１との間に
は、上端部と同様に、モルタルの圧入口１３と、空気抜
き兼注入確認のための小孔１５を設ける。

【００１６】上記構造において、大径鋼管５及び小径鋼
管３と早強性高強度セメントモルタル７とは支圧力によ
って力の伝達が行われる。そして、支圧強度は圧縮強度
とほぼ同程度であり、早強性高強度セメントモルタル７
が上述のように早期に高い圧縮強度を得られるので、早
強性高強度セメントモルタル７を使用することにより早
期に高い支圧強度を期待でき、鋼管のみの状態で風荷重
に抵抗でき迅速かつ安定した施工が可能となる。

【００１７】また、支圧力は支圧面積に比例することか
ら、支圧力は支圧部材５ａ，３ａの径方向の厚み及び支
圧部材５ａ，３ａの数に比例する。よって、支圧力を介
して接合する本実施例における接合強度は支圧部材５
ａ，３ａの形状及び数によって調整することができる。
したがって、必ず一定の挿入長さを必要とする付着接合
に比べて鋼管長さを短くでき、コストの低減を図ること
ができる。また、接合強度を鋼管の挿入長さによらずに
調整できるので、鋼管全長の長さ調整を接合強度を気に
せずに行うことができ、設計の自由度が高い。

【００１８】図４は接合部の断面を示しており、小径鋼
管３に図中上向きに引張力が作用したときの力の伝達メ
カニズムを説明する説明図である。図４（ａ）が本実施
の形態にかかるもので、支圧部材５ａ，３ａが軸方向で
互い違いになるように配置されている。一方、図４
（ｂ）のものは必ずしもそのような配置になっていない
ものである。

【００１９】小径鋼管３に上方に向かう引張力が作用す
ると、支圧部材３ａの上面から支圧力により早強性高強
度セメントモルタル７に力が伝達し、早強性高強度セメ
ントモルタル内をせん断応力により図中の矢印に示すよ
うに斜め方向に力が伝わり、早強性高強度セメントモル
タル７から外側の大径鋼管５の支圧部材５ａに力が伝達
される。したがって、図４（ａ）のように支圧部材５
ａ，３ａを軸方向で互い違いになるように配置すること
で、小径鋼管３の支圧部材３ａから大径鋼管５の支圧部
材５ａに１対１の対応関係で力がスムーズに伝達され
る。この点、図４（ｂ）のような配置の場合には、図示
のように、支圧部材３ａから支圧部材５ａに１対１の対
応関係で力で伝達されるわけではないので力の伝達がス
ムーズとは言えない。

【００２０】このように、本実施の形態によれば、支圧
部材５ａ，３ａを外側鋼管５と内側鋼管３で軸方向で互
い違いになるように配置したので、力の伝達がスムーズ
になり、他の条件が同じ場合にはより大きな接合強度を
得ることができる。

【００２１】

【実施例】具体的な実施例として想定されるものとして
は、大径の外側鋼管として外径φ1,750mm、小径の内側
鋼管として外径φ1,600mmの２種類の鋼管を用意して、
φ1,600mmの鋼管端部の所定長さをφ1,750mmの鋼管に挿
入する。そして、支圧部材としては、板厚ｔ＝19mm、幅
ｂ＝40mmの平鋼を用い、早強性高強度セメントモルタル
として、設計基準強度σck＝6000kPa（キロパスカル）
のものを用いる。

【００２２】なお、上記の例においては支圧部材５ａ，
３ａとして細幅平鋼を例として挙げたが、これに限られ
るものではなく例えば丸鋼でもよい。要は支圧力を発揮
できるものであれば形状は問わない。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
重ね合わせ部となる大径鋼管の内周面及び小径鋼管の外
周面にそれぞれ支圧部材を設けると共に、接着部材とし
て早強性高強度セメントモルタルを用いたことにより、
早期に高い接合強度を期待でき、迅速かつ安定した施工
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態における要部の拡大図
である。

【図２】 本発明の一実施の形態の全体形状の外観図で
ある。

【図３】 本発明の一実施の形態における要部の拡大図
である。

【図４】 本発明の一実施の形態の力の伝達メカニズム
の説明図である。

【図５】 鋼管コンクリート合成橋脚の全体形状の外観
図である。

【図６】 従来の鋼管コンクリート合成橋脚の引張都材
の継手構造の説明図である。

【符号の説明】

１ 引張部材 ３ 小径鋼管 ３ａ 支圧部材 ５ 大径鋼管 ５ａ 支圧部材 ７ 早強性高強度セメントモルタル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高野 公寿 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 Ｆターム(参考） 2D059 AA03 GG55 2E125 AA02 AA45 AA48 AB17 AC16 AG03 AG25 BA02 BA35 BB29 BD01 BE03 BE07 BF05 CA82 DA03 EA12

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 大径鋼管の端部に小径鋼管の端部を挿入
   して両者の端部を重ね合わせ、該重ね合わせ部の隙間に
   接着部材を注入して両者を接合してなる鋼管コンクリー
   ト合成橋脚の引張部材において、 前記重ね合わせ部となる前記大径鋼管の内周面及び前記
   小径鋼管の外周面にそれぞれ支圧部材を設けると共に、
   接着部材として早強性高強度セメントモルタルを用いた
   ことを特徴とする鋼管コンクリート合成橋脚の引張部
   材。
2. 【請求項２】 大径鋼管に設けた支圧部材と小径鋼管に
   設けた支圧部材とが軸方向で互い違いになるように配置
   したことを特徴とする請求項１記載の鋼管コンクリート
   合成橋脚の引張部材。
3. 【請求項３】 大径鋼管の端部に小径鋼管挿入位置を規
   制すると共に、注入される早強性高強度セメントモルタ
   ルの堰となる蓋部材を設けたことを特徴とする請求項１
   又は２記載の鋼管コンクリート合成橋脚の引張部材。