JP2002097609A - 鋼製橋脚の耐震補強方法 - Google Patents
鋼製橋脚の耐震補強方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 基礎構造に加わる荷重を極力抑えて必要な耐
震強度を確保できるようにした鋼製橋脚の耐震補強方法
を提供すること。 【解決手段】 既設あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚
１０を構成する中空鋼材１３の中空部１４に局部座屈を
防止し得る必要最小限の縦弾性係数の合成樹脂１５を充
填し、基礎構造１１への荷重を抑えて補強するようにす
る。これにより、充填した合成樹脂１５により局部座屈
が防止でき、中空鋼材１３本来の強度まで耐震強度を上
げることができるようになるとともに、コンクリートを
充填して補強する場合に比べ、軽量化を図ることがで
き、基礎構造１１への影響も回避することができるよう
になる。
震強度を確保できるようにした鋼製橋脚の耐震補強方法
を提供すること。 【解決手段】 既設あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚
１０を構成する中空鋼材１３の中空部１４に局部座屈を
防止し得る必要最小限の縦弾性係数の合成樹脂１５を充
填し、基礎構造１１への荷重を抑えて補強するようにす
る。これにより、充填した合成樹脂１５により局部座屈
が防止でき、中空鋼材１３本来の強度まで耐震強度を上
げることができるようになるとともに、コンクリートを
充填して補強する場合に比べ、軽量化を図ることがで
き、基礎構造１１への影響も回避することができるよう
になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、鋼製橋脚の耐震
補強方法に関し、基礎構造に加わる荷重を極力抑えて必
要な耐震強度を確保できるようにしたものである。
補強方法に関し、基礎構造に加わる荷重を極力抑えて必
要な耐震強度を確保できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から各種構造物用の構造材料として
鋼材が用いられる場合も多く、例えば橋脚としても施工
に要する期間が短く、地震の多い場所の高架橋などに
は、鉄筋コンクリート製の橋脚に代え、鋼材を用いた鋼
製橋脚が採用されている。
鋼材が用いられる場合も多く、例えば橋脚としても施工
に要する期間が短く、地震の多い場所の高架橋などに
は、鉄筋コンクリート製の橋脚に代え、鋼材を用いた鋼
製橋脚が採用されている。
【０００３】このような鋼製橋脚では、鋼材に局部座屈
が生じ、さらに塑性化することも想定して設計すること
が行われ、局部座屈を防止するため、例えば中空鋼材の
内側に補剛板として平板状の板リブを溶接して取り付け
ることが行われている。
が生じ、さらに塑性化することも想定して設計すること
が行われ、局部座屈を防止するため、例えば中空鋼材の
内側に補剛板として平板状の板リブを溶接して取り付け
ることが行われている。
【０００４】一方、既設の鋼製橋脚の耐震強度を高める
ため、鋼製橋脚の内部にコンクリートを充填することも
行われている。
ため、鋼製橋脚の内部にコンクリートを充填することも
行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、平板状の板
リブにより得られる剛度は小さく、リブの座屈耐力も低
く、大地震に耐え得る橋脚とするためには、板リブを大
きくする必要があり、板幅、板厚が大きくなって重量も
増大し、経済的な設計を行うことができないという問題
がある。
リブにより得られる剛度は小さく、リブの座屈耐力も低
く、大地震に耐え得る橋脚とするためには、板リブを大
きくする必要があり、板幅、板厚が大きくなって重量も
増大し、経済的な設計を行うことができないという問題
がある。
【０００６】また、リブに代え、中空鋼材の内部にコン
クリートを充填する場合には、重量が増大するため、基
礎構造に多大な荷重が加わり、場合によっては基礎構造
がこの荷重に耐えることができなくなったり、コクリー
トの充填により耐震強度は増大するものの、このため大
地震による荷重が基礎構造に伝達され、基礎構造までが
破損してしまい、復旧工事が鋼製橋脚だけでなく基礎構
造にまで及び長期間を要することになるという問題もあ
る。
クリートを充填する場合には、重量が増大するため、基
礎構造に多大な荷重が加わり、場合によっては基礎構造
がこの荷重に耐えることができなくなったり、コクリー
トの充填により耐震強度は増大するものの、このため大
地震による荷重が基礎構造に伝達され、基礎構造までが
破損してしまい、復旧工事が鋼製橋脚だけでなく基礎構
造にまで及び長期間を要することになるという問題もあ
る。
【０００７】この発明は、上記従来技術の有する課題に
鑑みてなされたもので、基礎構造に加わる荷重を極力抑
えて必要な耐震強度を確保できるようにした鋼製橋脚の
耐震補強方法を提供しようとするものである。
鑑みてなされたもので、基礎構造に加わる荷重を極力抑
えて必要な耐震強度を確保できるようにした鋼製橋脚の
耐震補強方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明者らが地震荷重により問題となる局部座屈につ
いて解析・検討を重ねたところ、ある中空鋼材では、本
来の鋼材の強度（降伏応力）に対して局部座屈が生じる
ため７１％程度の強度までしか使用できないが、この中
空鋼材の中空部に充填材を充填して局部座屈を防止しよ
うとすると、どの程度の縦弾性係数の充填材が必要かを
求めたところ、コンクリートのような大きな縦弾性係数
の充填材の必要はなく、鋼材の縦弾性係数の１万分の１
程度の小さな縦弾性係数の充填材を充填すれば良いこと
が分かり、この発明を完成したものである。
本願発明者らが地震荷重により問題となる局部座屈につ
いて解析・検討を重ねたところ、ある中空鋼材では、本
来の鋼材の強度（降伏応力）に対して局部座屈が生じる
ため７１％程度の強度までしか使用できないが、この中
空鋼材の中空部に充填材を充填して局部座屈を防止しよ
うとすると、どの程度の縦弾性係数の充填材が必要かを
求めたところ、コンクリートのような大きな縦弾性係数
の充填材の必要はなく、鋼材の縦弾性係数の１万分の１
程度の小さな縦弾性係数の充填材を充填すれば良いこと
が分かり、この発明を完成したものである。
【０００９】すなわち、鋼製橋脚の荷重条件などに応じ
て局部座屈を防止し得る必要最小限の縦弾性係数の充填
材を充填するようにすれば良く、特に硬質発泡合成樹脂
を用い、その発泡倍率を変えることで充填材の縦弾性係
数を容易に変えることができ、既設・新設にかかわら
ず、簡単に施工することができるようになる。
て局部座屈を防止し得る必要最小限の縦弾性係数の充填
材を充填するようにすれば良く、特に硬質発泡合成樹脂
を用い、その発泡倍率を変えることで充填材の縦弾性係
数を容易に変えることができ、既設・新設にかかわら
ず、簡単に施工することができるようになる。
【００１０】ここで、必要最小限の縦弾性係数とは、局
部座屈を防止して鋼材の本来の強度での使用を可能とす
るのに必要な充填材の最小の縦弾性係数をいい、鋼材へ
の充填に際しては少なくともこの縦弾性係数であれば、
これ以上であっても良いことはいうまでもない。
部座屈を防止して鋼材の本来の強度での使用を可能とす
るのに必要な充填材の最小の縦弾性係数をいい、鋼材へ
の充填に際しては少なくともこの縦弾性係数であれば、
これ以上であっても良いことはいうまでもない。
【００１１】このような検討結果に基づく具体的なこの
発明の請求項１記載の鋼製橋脚の耐震補強方法は、既設
あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚を構成する中空鋼材
の中空部に局部座屈を防止し得る必要最小限の縦弾性係
数の合成樹脂を充填し、基礎構造への荷重を抑えて補強
するようにしたことを特徴とするものである。
発明の請求項１記載の鋼製橋脚の耐震補強方法は、既設
あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚を構成する中空鋼材
の中空部に局部座屈を防止し得る必要最小限の縦弾性係
数の合成樹脂を充填し、基礎構造への荷重を抑えて補強
するようにしたことを特徴とするものである。
【００１２】この鋼製橋脚の耐震補強方法によれば、既
設あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚を構成する中空鋼
材の中空部に局部座屈を防止し得る必要最小限の縦弾性
係数の合成樹脂を充填し、基礎構造への荷重を抑えて補
強するようにしており、充填した合成樹脂により局部座
屈が防止でき、中空鋼材本来の強度まで耐震強度を上げ
ることができるようになるとともに、コンクリートを充
填して補強する場合に比べ、軽量化を図ることができ、
基礎構造への影響も回避することができるようになる。
設あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚を構成する中空鋼
材の中空部に局部座屈を防止し得る必要最小限の縦弾性
係数の合成樹脂を充填し、基礎構造への荷重を抑えて補
強するようにしており、充填した合成樹脂により局部座
屈が防止でき、中空鋼材本来の強度まで耐震強度を上げ
ることができるようになるとともに、コンクリートを充
填して補強する場合に比べ、軽量化を図ることができ、
基礎構造への影響も回避することができるようになる。
【００１３】また、この発明の請求項２記載の鋼製橋脚
の耐震補強方法は、請求項１記載の構成に加え、前記必
要最小限の縦弾性係数を硬質発泡合成樹脂の発泡密度を
調整して得るようにしたことを特徴とするものである。
の耐震補強方法は、請求項１記載の構成に加え、前記必
要最小限の縦弾性係数を硬質発泡合成樹脂の発泡密度を
調整して得るようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】この鋼製橋脚の耐震補強方法によれば、前
記必要最小限の縦弾性係数を硬質発泡合成樹脂の発泡密
度を調整して得るようにしており、使用条件により必要
な縦弾性係数が変わる場合にも発泡密度の調整で簡単に
対応でき、局部座屈を防止して中空鋼材の本来の強度ま
で耐震強度を上げることができるとともに、軽量化を図
ることができ、基礎構造への影響も回避することができ
るようになる。
記必要最小限の縦弾性係数を硬質発泡合成樹脂の発泡密
度を調整して得るようにしており、使用条件により必要
な縦弾性係数が変わる場合にも発泡密度の調整で簡単に
対応でき、局部座屈を防止して中空鋼材の本来の強度ま
で耐震強度を上げることができるとともに、軽量化を図
ることができ、基礎構造への影響も回避することができ
るようになる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照しながら詳細に説明する。◎まず、鋼製
橋脚の耐震補強に必要な中空鋼材の座屈解析について説
明する。
いて図面を参照しながら詳細に説明する。◎まず、鋼製
橋脚の耐震補強に必要な中空鋼材の座屈解析について説
明する。
【００１６】ここでは、図１に示すように、中空鋼材を
モデル化してコンピュータでの数値計算による線系座屈
解析を行った。この座屈解析には、中空鋼材としてＪＩ
ＳＧ３４６６ ＳＴＫＹ４００の鋼管：３００×３００
×４．５×４０００ｍｍを用いた。
モデル化してコンピュータでの数値計算による線系座屈
解析を行った。この座屈解析には、中空鋼材としてＪＩ
ＳＧ３４６６ ＳＴＫＹ４００の鋼管：３００×３００
×４．５×４０００ｍｍを用いた。
【００１７】そして、座屈解析の結果、この中空鋼材で
は、本来の鋼材の強度（降伏応力）に対して局部座屈耐
力が０．７１１であった。
は、本来の鋼材の強度（降伏応力）に対して局部座屈耐
力が０．７１１であった。
【００１８】そこで、この中空鋼材の中空部に充填材を
充填して局部座屈を防止しようとすると、どの程度の縦
弾性係数の充填材が必要かを算出した。
充填して局部座屈を防止しようとすると、どの程度の縦
弾性係数の充填材が必要かを算出した。
【００１９】なお、ここでは、充填材として硬質発泡ウ
レタン樹脂を用い、この充填材のヤング率（縦弾性係
数）を変えた場合の局部座屈耐力について算出した。
レタン樹脂を用い、この充填材のヤング率（縦弾性係
数）を変えた場合の局部座屈耐力について算出した。
【００２０】その結果を示したものが図２であり、図中
の横軸のヤング係数比（Ｅc ／Ｅs）は充填材のヤング
率（縦弾性係数）Ｅc と鋼材のヤング率（縦弾性係数）
Ｅsとの比であり、図中の縦軸の局部座屈耐力（Ｎcr／
Ｎy ）は局部座屈強度Ｎcrと鋼材本来の強度Ｎy との比
である。
の横軸のヤング係数比（Ｅc ／Ｅs）は充填材のヤング
率（縦弾性係数）Ｅc と鋼材のヤング率（縦弾性係数）
Ｅsとの比であり、図中の縦軸の局部座屈耐力（Ｎcr／
Ｎy ）は局部座屈強度Ｎcrと鋼材本来の強度Ｎy との比
である。
【００２１】この座屈解析結果を示す図２から明らかな
ように、中空鋼材に充填する充填材のヤング率（縦弾性
係数）を大きくすることで、局部座屈耐力を高めること
ができ、局部座屈が生じない場合である局部座屈耐力
（Ｎcr／Ｎy ）を１．００にすることも可能であり、そ
の場合には必要なヤング係数比が１Ｅ-4すなわち鋼材の
縦弾性係数の１万分の１の縦弾性係数にすれば良いこと
が分かる。
ように、中空鋼材に充填する充填材のヤング率（縦弾性
係数）を大きくすることで、局部座屈耐力を高めること
ができ、局部座屈が生じない場合である局部座屈耐力
（Ｎcr／Ｎy ）を１．００にすることも可能であり、そ
の場合には必要なヤング係数比が１Ｅ-4すなわち鋼材の
縦弾性係数の１万分の１の縦弾性係数にすれば良いこと
が分かる。
【００２２】そこで、例えば、鋼材の縦弾性係数を２．
１×１０-6kgf/cm2 とすれば、充填材として必要な縦弾
性係数は２．１×１０-6kgf/cm2 ÷１０4 ＝２１０kgf/
cm2となる。
１×１０-6kgf/cm2 とすれば、充填材として必要な縦弾
性係数は２．１×１０-6kgf/cm2 ÷１０4 ＝２１０kgf/
cm2となる。
【００２３】一方、このような縦弾性係数の硬質発泡ウ
レタン樹脂のフォーム密度（g/cm2）は、硬質発泡ウレ
タン樹脂のフォーム密度（g/cm2 ）と曲げ弾性率（kg /
cm2）の関係の一例が図３に示すように求められてお
り、このグラフから充填材として必要な硬質発泡ウレタ
ン樹脂のフォーム密度は０．０２３６g/cm2 であればよ
いことになる。
レタン樹脂のフォーム密度（g/cm2）は、硬質発泡ウレ
タン樹脂のフォーム密度（g/cm2 ）と曲げ弾性率（kg /
cm2）の関係の一例が図３に示すように求められてお
り、このグラフから充填材として必要な硬質発泡ウレタ
ン樹脂のフォーム密度は０．０２３６g/cm2 であればよ
いことになる。
【００２４】したがって、ポリシソシアネートとポリオ
ールとのウレタン化反応による硬質発泡ポリウレタンフ
ォームの発泡密度を調整することで必要な縦弾性係数の
充填材を得ることができる。
ールとのウレタン化反応による硬質発泡ポリウレタンフ
ォームの発泡密度を調整することで必要な縦弾性係数の
充填材を得ることができる。
【００２５】一方、具体的な鋼製橋脚の中空鋼材の耐震
補強に使用する場合には、耐震補強すべき鋼製橋脚の中
空鋼材によって必要な局部座屈耐力が変わることになる
ことから、圧縮荷重が加わる鋼製橋脚の中空鋼材の寸法
条件と荷重条件を知り、上記座屈解析と同様にして、局
部座屈耐力（Ｎcr／Ｎy ）を１．００にするための中空
鋼材の中空部に充填する充填材のヤング係数比を算出
し、さらに硬質発泡ウレタン樹脂の曲げ弾性率を求め、
必要な硬質発泡ウレタン樹脂のフォーム密度を得て中空
鋼材の中空部に充填発泡させるようにすれば良いことに
なる。
補強に使用する場合には、耐震補強すべき鋼製橋脚の中
空鋼材によって必要な局部座屈耐力が変わることになる
ことから、圧縮荷重が加わる鋼製橋脚の中空鋼材の寸法
条件と荷重条件を知り、上記座屈解析と同様にして、局
部座屈耐力（Ｎcr／Ｎy ）を１．００にするための中空
鋼材の中空部に充填する充填材のヤング係数比を算出
し、さらに硬質発泡ウレタン樹脂の曲げ弾性率を求め、
必要な硬質発泡ウレタン樹脂のフォーム密度を得て中空
鋼材の中空部に充填発泡させるようにすれば良いことに
なる。
【００２６】このような充填材の縦弾性係数を中空鋼材
の使用条件に応じて変える必要があるが、特に硬質発泡
合成樹脂を用い、その発泡倍率を変えることで充填材の
縦弾性係数を簡単に変えて対応することができる。
の使用条件に応じて変える必要があるが、特に硬質発泡
合成樹脂を用い、その発泡倍率を変えることで充填材の
縦弾性係数を簡単に変えて対応することができる。
【００２７】以上のように、中空鋼材の中空部に局部座
屈を防止する必要最小限の縦弾性係数の合成樹脂を充填
して鋼製橋脚を補強するようにすれば、充填した合成樹
脂により局部座屈が防止でき、中空鋼材本来の強度まで
使用することができ、従来のコンクリートを充填するの
に比べ、軽量化を図ることができるとともに、基礎構造
への荷重増大を極力抑えることができる。
屈を防止する必要最小限の縦弾性係数の合成樹脂を充填
して鋼製橋脚を補強するようにすれば、充填した合成樹
脂により局部座屈が防止でき、中空鋼材本来の強度まで
使用することができ、従来のコンクリートを充填するの
に比べ、軽量化を図ることができるとともに、基礎構造
への荷重増大を極力抑えることができる。
【００２８】また、コンクリートを中空鋼材に詰める場
合には、大地震などによる大きな荷重がコンクリートを
介して基礎構造に伝達され、基礎構造が破損する場合も
あるが、合成樹脂を充填する場合には、このような大荷
重が基礎構造に伝達されることによる破損などの問題が
なく、基礎構造をそのままにして耐震補強を施すことが
できる。
合には、大地震などによる大きな荷重がコンクリートを
介して基礎構造に伝達され、基礎構造が破損する場合も
あるが、合成樹脂を充填する場合には、このような大荷
重が基礎構造に伝達されることによる破損などの問題が
なく、基礎構造をそのままにして耐震補強を施すことが
できる。
【００２９】なお、この鋼製橋脚の耐震補強のために中
空鋼材の中空部に合成樹脂を充填するようにするが、既
に中空部にコンクリートが充填してある鋼製橋脚に対し
てもその上部の耐震補強として局部座屈を防止するため
合成樹脂を充填するようにしても良く、上記鋼材本体の
強度を確保するのに必要な最小限の縦弾性係数の合成樹
脂を充填することで耐震補強を行うことができ、基礎構
造への荷重増大を極力抑えることができる。
空鋼材の中空部に合成樹脂を充填するようにするが、既
に中空部にコンクリートが充填してある鋼製橋脚に対し
てもその上部の耐震補強として局部座屈を防止するため
合成樹脂を充填するようにしても良く、上記鋼材本体の
強度を確保するのに必要な最小限の縦弾性係数の合成樹
脂を充填することで耐震補強を行うことができ、基礎構
造への荷重増大を極力抑えることができる。
【００３０】次に、このような局部座屈の防止方法を用
いる鋼製橋脚の耐震補強方法について具体的に説明す
る。例えば図４に示すように、既設の鋼製橋脚１０の場
合には、地中などに埋設される基礎構造１１の上部に既
に中詰コンクリート１２が充填されたコンクリート充填
工法が取られたものがあるが、この中詰コンクリート１
２が充填された上部の橋脚の中空鋼材１３の中空部１４
内に耐震補強上必要な高さＨまで硬質発泡合成樹脂１５
を充填する。
いる鋼製橋脚の耐震補強方法について具体的に説明す
る。例えば図４に示すように、既設の鋼製橋脚１０の場
合には、地中などに埋設される基礎構造１１の上部に既
に中詰コンクリート１２が充填されたコンクリート充填
工法が取られたものがあるが、この中詰コンクリート１
２が充填された上部の橋脚の中空鋼材１３の中空部１４
内に耐震補強上必要な高さＨまで硬質発泡合成樹脂１５
を充填する。
【００３１】この硬質発泡合成樹脂１５の発泡充填に際
しては、既に説明したように、中空鋼材１３に局部座屈
が生じること無く中空鋼材１３の本来強度を確保するこ
とができる最小の縦弾性係数（ヤング率）の硬質発泡合
成樹脂１５を発泡密度を調整することで行う。
しては、既に説明したように、中空鋼材１３に局部座屈
が生じること無く中空鋼材１３の本来強度を確保するこ
とができる最小の縦弾性係数（ヤング率）の硬質発泡合
成樹脂１５を発泡密度を調整することで行う。
【００３２】すなわち、耐震設計上必要な圧縮強度に基
づき図２に示したものと同様の局部座屈耐力（Ｎcr／Ｎ
y ）が１．００となるヤング係数比（Ｅc ／Ｅs ）を求
め、このヤング係数比から図３に示す関係を用いて硬質
発泡合成樹脂のフォーム密度を求め、少なくとも求めた
フォーム密度となるように硬質発泡合成樹脂１５として
例えば硬質発泡ウレタン樹脂を充填するようにする。
づき図２に示したものと同様の局部座屈耐力（Ｎcr／Ｎ
y ）が１．００となるヤング係数比（Ｅc ／Ｅs ）を求
め、このヤング係数比から図３に示す関係を用いて硬質
発泡合成樹脂のフォーム密度を求め、少なくとも求めた
フォーム密度となるように硬質発泡合成樹脂１５として
例えば硬質発泡ウレタン樹脂を充填するようにする。
【００３３】このような中空鋼材１３の中空部１４に充
填材として硬質発泡合成樹脂１５を充填するようにすれ
ば、特に硬質発泡ウレタン樹脂を用いることで、中空鋼
材１３の中空部１４の内面と樹脂とが接着することから
一層有効に局部座屈を防止することができるとともに、
耐震設計上必要な縦弾性係数が変わる場合にも発泡密度
の調整で簡単に対応でき、局部座屈を防止して耐震強度
を向上することができる。
填材として硬質発泡合成樹脂１５を充填するようにすれ
ば、特に硬質発泡ウレタン樹脂を用いることで、中空鋼
材１３の中空部１４の内面と樹脂とが接着することから
一層有効に局部座屈を防止することができるとともに、
耐震設計上必要な縦弾性係数が変わる場合にも発泡密度
の調整で簡単に対応でき、局部座屈を防止して耐震強度
を向上することができる。
【００３４】また、この耐震補強方法では、中空鋼材１
３の中空部１４に硬質発泡合成樹脂１５を充填するよう
にしているので、コンクリートを充填する場合に比べ、
基礎構造１１に加わる重量増大を極力抑えることがで
き、基礎構造１１を補強すること無くそのまま耐震補強
をすることができる。
３の中空部１４に硬質発泡合成樹脂１５を充填するよう
にしているので、コンクリートを充填する場合に比べ、
基礎構造１１に加わる重量増大を極力抑えることがで
き、基礎構造１１を補強すること無くそのまま耐震補強
をすることができる。
【００３５】さらに、コンクリートで耐震補強した場合
に大きな地震力が加わると、中空鋼材の座屈は防止でき
るものの、補強用に後で充填したコンクリートの圧縮強
度が大きすぎるためこれを介して基礎構造１１に大きな
力がそのまま伝達され、基礎構造１１を損傷する場合が
あり、復旧の際、橋脚部分だけでなく、基礎構造１１の
復旧も必要になり工期が長期にわたることもあるが、こ
の耐震補強方法によれば、このような問題を全て回避す
ることができる。すなわち、橋脚の柱部材である中空鋼
材の耐力を上げずに中空鋼材のじん性を向上させること
ができ、これにより基礎構造などの補強を必要とせず、
補強範囲を少なくして耐震強度を向上することができる
のである。
に大きな地震力が加わると、中空鋼材の座屈は防止でき
るものの、補強用に後で充填したコンクリートの圧縮強
度が大きすぎるためこれを介して基礎構造１１に大きな
力がそのまま伝達され、基礎構造１１を損傷する場合が
あり、復旧の際、橋脚部分だけでなく、基礎構造１１の
復旧も必要になり工期が長期にわたることもあるが、こ
の耐震補強方法によれば、このような問題を全て回避す
ることができる。すなわち、橋脚の柱部材である中空鋼
材の耐力を上げずに中空鋼材のじん性を向上させること
ができ、これにより基礎構造などの補強を必要とせず、
補強範囲を少なくして耐震強度を向上することができる
のである。
【００３６】また、鋼製橋脚を新設する場合には、中空
鋼材１３の中空部１４にコンクリートを全く充填する必
要がなく、局部座屈を防止する必要最小限の縦弾性係数
の硬質発泡合成樹脂１５を充填するようにすれば良く、
基礎構造１１に加わる荷重を軽減することができ、基礎
構造１１を地震による大きな荷重がコンクリートを介し
て伝達されることを想定する必要がなく、必要強度が減
少し、簡素化することができるとともに、地盤条件の悪
い場合にも基礎構造に加わる荷重が小さく、設置が容易
となる。
鋼材１３の中空部１４にコンクリートを全く充填する必
要がなく、局部座屈を防止する必要最小限の縦弾性係数
の硬質発泡合成樹脂１５を充填するようにすれば良く、
基礎構造１１に加わる荷重を軽減することができ、基礎
構造１１を地震による大きな荷重がコンクリートを介し
て伝達されることを想定する必要がなく、必要強度が減
少し、簡素化することができるとともに、地盤条件の悪
い場合にも基礎構造に加わる荷重が小さく、設置が容易
となる。
【００３７】なお、上記実施の形態では、耐震補強対象
となる中空鋼材として断面矩形のものを例に説明した
が、これに限らず、円形や楕円形等他の断面形状であっ
ても良く、充填材を充填することができるものであれば
良い。
となる中空鋼材として断面矩形のものを例に説明した
が、これに限らず、円形や楕円形等他の断面形状であっ
ても良く、充填材を充填することができるものであれば
良い。
【００３８】また、充填材としては、硬質発泡合成樹脂
として密度の変更が容易な硬質発泡ウレタン樹脂を例に
説明したが、これに限らず一定の縦弾性係数の合成樹脂
を用いても良く、密度の変更が容易なものであれば、種
々の条件に対応して同一の硬質発泡合成樹脂を用いるこ
とができる。
として密度の変更が容易な硬質発泡ウレタン樹脂を例に
説明したが、これに限らず一定の縦弾性係数の合成樹脂
を用いても良く、密度の変更が容易なものであれば、種
々の条件に対応して同一の硬質発泡合成樹脂を用いるこ
とができる。
【００３９】
【発明の効果】以上、実施の形態とともに具体的に説明
したようにこの発明の請求項１記載の鋼製橋脚の耐震補
強方法によれば、既設あるいは新設のいずれかの鋼製橋
脚を構成する中空鋼材の中空部に局部座屈を防止し得る
必要最小限の縦弾性係数の合成樹脂を充填し、基礎構造
への荷重を抑えて補強するようにしたので、充填した合
成樹脂により局部座屈が防止でき、中空鋼材本来の強度
まで耐震強度を上げることができるとともに、コンクリ
ートを充填して補強する場合に比べ、軽量化を図ること
ができ、基礎構造への影響も回避することができる。
したようにこの発明の請求項１記載の鋼製橋脚の耐震補
強方法によれば、既設あるいは新設のいずれかの鋼製橋
脚を構成する中空鋼材の中空部に局部座屈を防止し得る
必要最小限の縦弾性係数の合成樹脂を充填し、基礎構造
への荷重を抑えて補強するようにしたので、充填した合
成樹脂により局部座屈が防止でき、中空鋼材本来の強度
まで耐震強度を上げることができるとともに、コンクリ
ートを充填して補強する場合に比べ、軽量化を図ること
ができ、基礎構造への影響も回避することができる。
【００４０】また、この発明の請求項２記載の鋼製橋脚
の耐震補強方法によれば、前記必要最小限の縦弾性係数
を硬質発泡合成樹脂の発泡密度を調整して得るようにし
たので、使用条件により必要な縦弾性係数が変わる場合
にも発泡密度の調整で簡単に対応でき、局部座屈を防止
して中空鋼材の本来の強度まで耐震強度を上げることが
できるとともに、軽量化を図ることができ、基礎構造へ
の影響も回避することができる。
の耐震補強方法によれば、前記必要最小限の縦弾性係数
を硬質発泡合成樹脂の発泡密度を調整して得るようにし
たので、使用条件により必要な縦弾性係数が変わる場合
にも発泡密度の調整で簡単に対応でき、局部座屈を防止
して中空鋼材の本来の強度まで耐震強度を上げることが
できるとともに、軽量化を図ることができ、基礎構造へ
の影響も回避することができる。
【図１】この発明の鋼製橋脚の耐震補強方法の一実施の
形態にかかる座屈解析による中空鋼材をモデル化した説
明図で、（ａ）は通常状態を、（ｂ）は局部座屈状態を
それぞれ示す。
形態にかかる座屈解析による中空鋼材をモデル化した説
明図で、（ａ）は通常状態を、（ｂ）は局部座屈状態を
それぞれ示す。
【図２】この発明の鋼製橋脚の耐震補強方法の一実施の
形態にかかる座屈解析による座屈解析結果の局部座屈防
止効果を示すグラフである。
形態にかかる座屈解析による座屈解析結果の局部座屈防
止効果を示すグラフである。
【図３】この発明の鋼製橋脚の耐震補強方法の一実施の
形態にかかる硬質発泡ウレタン樹脂のフォーム密度（g/
cm2 ）と曲げ弾性率（kg /cm2 ）の関係を示すグラフで
ある。
形態にかかる硬質発泡ウレタン樹脂のフォーム密度（g/
cm2 ）と曲げ弾性率（kg /cm2 ）の関係を示すグラフで
ある。
【図４】この発明の鋼製橋脚の耐震補強方法の一実施の
形態にかかる一部分を省略した概略斜視図である。
形態にかかる一部分を省略した概略斜視図である。
１０ 鋼製橋脚 １１ 基礎構造 １２ 中詰コンクリート １３ 中空鋼材 １４ 中空部 １５ 硬質発泡合成樹脂
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠坊 英彰 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社横浜第三工場内 (72)発明者 島村 和夫 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 (72)発明者 山本 尚樹 東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東京エンジニアリング センター内 Ｆターム(参考） 2D059 AA03 GG02 GG05 GG40 2E176 AA04 BB29
Claims (2)
- 【請求項１】既設あるいは新設のいずれかの鋼製橋脚を
構成する中空鋼材の中空部に局部座屈を防止し得る必要
最小限の縦弾性係数の合成樹脂を充填し、基礎構造への
荷重を抑えて補強するようにしたことを特徴とする鋼製
橋脚の耐震補強方法。 - 【請求項２】前記必要最小限の縦弾性係数を硬質発泡合
成樹脂の発泡密度を調整して得るようにしたことを特徴
とする請求項１記載の鋼製橋脚の耐震補強方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000291629A JP2002097609A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 鋼製橋脚の耐震補強方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000291629A JP2002097609A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 鋼製橋脚の耐震補強方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002097609A true JP2002097609A (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=18774679
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000291629A Pending JP2002097609A (ja) | 2000-09-26 | 2000-09-26 | 鋼製橋脚の耐震補強方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002097609A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003344550A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Kajima Corp | 地震観測システム、地震解析装置、地震観測プログラム及び記録媒体 |
| CN101818478A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-09-01 | 河海大学 | 圆钢管混凝土墩柱与混凝土盖梁的连接结构 |
| CN101892627A (zh) * | 2010-07-21 | 2010-11-24 | 河海大学 | 一种环保型钢桥墩减震结构形式 |
| CN103452039A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-18 | 上海市城市建设设计研究总院 | 现浇式倒t型盖梁及桥墩及其桥墩施工工艺 |
| JP2018034410A (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 株式会社ミマキエンジニアリング | 三次元造形物、三次元造形物製造方法および３ｄデータ生成プログラム |
| JP2019094663A (ja) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 中空鋼製柱の耐震補強構造 |
-
2000
- 2000-09-26 JP JP2000291629A patent/JP2002097609A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003344550A (ja) * | 2002-05-28 | 2003-12-03 | Kajima Corp | 地震観測システム、地震解析装置、地震観測プログラム及び記録媒体 |
| CN101818478A (zh) * | 2010-03-09 | 2010-09-01 | 河海大学 | 圆钢管混凝土墩柱与混凝土盖梁的连接结构 |
| CN101818478B (zh) * | 2010-03-09 | 2012-07-25 | 河海大学 | 圆钢管混凝土墩柱与混凝土盖梁的连接结构 |
| CN101892627A (zh) * | 2010-07-21 | 2010-11-24 | 河海大学 | 一种环保型钢桥墩减震结构形式 |
| CN103452039A (zh) * | 2013-09-13 | 2013-12-18 | 上海市城市建设设计研究总院 | 现浇式倒t型盖梁及桥墩及其桥墩施工工艺 |
| CN103452039B (zh) * | 2013-09-13 | 2015-12-16 | 上海市城市建设设计研究总院 | 现浇式倒t型盖梁及桥墩及其桥墩施工工艺 |
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| JP2019094663A (ja) * | 2017-11-22 | 2019-06-20 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 中空鋼製柱の耐震補強構造 |
| JP7084596B2 (ja) | 2017-11-22 | 2022-06-15 | 国立大学法人 名古屋工業大学 | 中空鋼製柱の耐震補強構造 |
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