JP2004211479A - Connection part structure for structure of nonuniform section using prestressed concrete well - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、変断面構造物、即ち、PCウェル構造物とコンクリート杭或いはコンクリート柱とを組み合わせた構造物のように、断面形状の異なる複数の部分からなる構造物の、PCウェルと該PCウェルとは断面形状の異なる部分とを結合させるためのPCウェルを使用した変断面構造物の結合部構造に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、橋脚等の基礎としてPCウェル工法によるPCウェル構造物が用いられている。
【0003】
このPCウェル構造物は、プレキャストコンクリート製の複数の短円筒体1,1…を圧入しながら沈設して、図14に示すように、地盤2内に一体化された長尺筒状の基礎部3を構築し、更に地上部分に短円筒体1,1…を連ねて、基礎部3と橋脚部4とを一体化させたパイルベントピア形式とし、そのウェル構造物の中心軸方向全長に亘ってPC鋼材を配し、それを緊張させることによって構造物全体にプレストレスを付与し、大きい曲げ耐力が得られるようにしている(例えば、特許文献1を参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平11−152746号公報(0018段落、0026段落等)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述のような従来の技術では、各短円筒体間の接合がその接合面を直接突き合わせる構造であり、短円筒体の接合端面の製作精度を非常に高くする必要があるため、短円筒体の製作に費用が嵩み、基礎部及び橋脚部の全長をPCウェル工法によって構築すると、非常に高価なものとなってしまうという問題があった。
【0006】
一方、PCウェル構造物からなる基礎の上に安価な場所打ちコンクリート等によりコンクリート柱を構成するには、コンクリート柱とPCウェル構造物との結合部分に大きな曲げモーメントや剪断力が作用するため、スラブやフーチング等の中間部材を介してコンクリート柱を立設しなければならなかった。
【0007】
本発明は、このような従来の技術の状況を鑑み、曲げモーメントや剪断応力に対する十分な耐力を備え、且つ中心軸方向に作用する大荷重を支持可能にし、安価にPCウェル構造物からなる基礎にコンクリート柱状体を結合させることを可能にするPCウェルを使用した変断面構造物の結合部構造の提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述の如き従来の問題を解決し、所期の目的を達成するための請求項1の発明は、複数の短円筒体を中心軸方向に連ねて一体化した長尺筒状のPCウェル構造物の開口部縁に固定された剛性を有する補強リング体と、前記PCウェル構造物の内周側に配置された軸方向対抗部とを備え、場所打ちのコンクリートを前記PCウェル構造物内部の軸方向対抗部の位置まで打設することにより、前記PCウェル構造物の端部より突出した形状の場所打ちコンクリート柱状体が前記PCウェル構造物と一体化するようにしたことを特徴とする。
【0009】
このように構成することによって、曲げモーメント或いは剪断応力により作用するフープテンションに好適に対抗し、且つ強大な荷重を支持可能にすることができるので、PCウェル構造物からなる基礎に直接場所打ちのコンクリート柱状体からなる橋脚部等を連結することができ、安価に橋脚等の構造物を構築することができる。
【0010】
請求項2の発明は、請求項1の構成に加え、補強リング体が、コ字状断面が円周方向に連続した形状であることを特徴とする。
【0011】
このように構成することによって、PCウェル構造物とコンクリート柱状体との結合部分を好適に補強することができる。
【0012】
請求項3の発明は、請求項1の構成に加え、補強リング体が、PCウェル構造物を地盤中に沈下させるのための鋼製刃口であることを特徴とする。
【0013】
このように構成することによって、PCウェル構造物とコンクリート杭との結合部分を好適に補強することができる。
【0014】
請求項4の発明は、請求項1、2又は3の構成に加え、コンクリート柱状体が、その外周にフランジ状の拡径部を備え、軸心方向対抗部は、前記拡径部の端面が当接する段部を備えたことを特徴とする。
【0015】
このように構成することによって、中心軸方向に作用する荷重に好適に対抗することができる。
【0016】
請求項5の発明は、軸心方向対抗部が、PCウェル構造物内周に凹部を備えたことを特徴とする。
【0017】
このように構成することによって、中心軸方向に作用する荷重に好適に対抗することができる。
【0018】
請求項6の発明は、請求項1、2又は3の構成に加え、軸心方向対抗部が、PCウェル構造物の内周面より中心向きに突出させた複数の突出部材を備えたことを特徴とする。
【0019】
このように構成することによって、中心軸方向に作用する荷重に好適に対抗することができる。
【0020】
請求項7の発明は、請求項6の構成に加え、突出部材が、PCウェル構造物の内周面に一体化された鋼板の内周面に突設させたことを特徴とする。
【0021】
このように構成することによって、中心軸方向に作用する荷重に好適に対抗することができるとともに、鋼板により短円筒体の曲げ耐力を向上させることができる。
【0022】
請求項8の発明は、請求項1、2又は3の構成に加え、軸心方向対抗部が、PCウェル構造物の内周面に一体化された鋼板と、該鋼板の内周面に円周方向に連続して突出させたリブとを備えたことを特徴とする。
【0023】
このようの構成することによって、中心軸方向に作用する荷重に好適に対抗することができるとともに、鋼板により短円筒体の曲げ耐力を向上させることができる。
【0024】
【発明の実施の形態】
次に、本発明に係るPCウェルを使用した変断面構造物の結合部構造の実施の形態を図について説明する。尚、上述した従来例と同一の部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【0025】
図1は本発明に係る結合部構造を使用した橋脚を示し、符号10は橋脚、2は地盤である。
【0026】
橋脚10は、地盤中に沈設されたPCウェル構造物11からなる基礎部と、PCウェル構造物11の上縁より突出したコンクリート柱状体12からなる橋脚部とが一体化された変断面構造物であり、一柱一杭形式に形成されている。
【0027】
ここで変断面構造物とは、断面形状の異なる複数の部分からなる構造物をいい、橋脚10は、PCウェル構造物11と、該PCウェル構造物11とは断面形状の異なるコンクリート柱状体12とから構成されたPCウェルを使用した変断面構造物となっている。
【0028】
PCウェル構造物11は、複数の短円筒体13,13…を中心軸方向に連ねて一体化させた長尺筒状に形成され、その周壁には、中心軸方向全長に亘ってPC鋼材が挿通され、そのPC鋼材を緊張することによってPCウェル構造物11全体にプレストレスが付与されている。
【0029】
このPCウェル構造物11の上端部に本発明に係る結合部構造を介してコンクリート柱状体12が一体化されるようになっている。
【0030】
この結合部構造は、PCウェル構造物11の上端開口部縁に固定された剛性を有する補強リング体16と、PCウェル構造物の内周部に配置された軸方向対抗部とを備えている。
【0031】
軸方向対抗部は、PCウェル構造物11の最上段部を形成する短円筒体(以下、上端短円筒体という)13aの内径を連接する短円筒体13bの内径よりも小さくすることによって短円筒体13a,13b間の結合部分に段部15を形成し、この段部15にコンクリート柱状体12を鉛直方向、即ち中心軸方向で支持させるようになっている。
【0032】
補強リング体16は、図2に示すように、軸中心側に開口したコ字状断面が円周方向に連続した形状をなしている。
【0033】
コンクリート柱状体12は、PCウェル構造物11の内部空間11aと連続するように形成された型枠に、場所打ちコンクリートを打設することにより、PCウェル構造物11の上端より突出した柱状に形成される。
【0034】
また、現場打ちのコンクリートをPCウェル構造物内部の軸方向対抗部が配置された位置まで打設(充填)することによりコンクリート柱状体12がPCウェル構造物11に対して一体化されるとともに、鉛直方向にかかる応力に対抗できるようになっている。
【0035】
尚、コンクリート柱状体12は、内部に図示しない鉄筋籠が配置された鉄筋構造となっている。
【0036】
このPCウェル構造物11とコンクリート柱状体12との結合部分では、曲げモーメント或いは剪断力が作用した際、その部分の半径方向に水平圧力が作用し、円筒状の構造物側壁に局部的なフープテンション、即ち円周方向引張力が作用するが、補強リング体16により補強したことによってPCウェル構造物周壁の剛性が向上し、このような局部的なフープテンションに対しても十分な耐力を有する。
【0037】
また、場所打ちコンクリートを軸方向対抗部の位置まで打設(充填)することによって、コンクリート柱状体12の外周部には、拡径部17が形成され、この拡径部17の端面が軸方向対抗部の段部15に支持されて、連結部に作用する鉛直方向即ち軸心方向の応力に対して対抗することができるようになっている。
【0038】
尚、軸方向対抗部は、上述の実施例の段部を設けるものの他、上端短円筒体を変更することによって、以下に示す如きものとすることができる。また、上端短円筒体13aを他の短円筒体と同様に形成し、この上端短円筒体13の内周面を軸方向対抗部として摩擦等により中心軸方向に作用する応力に対抗するようにしてもよい。
【0039】
図3に示す軸方向対抗部では、上端短円筒体13aの内周部に凹部18,18…を設け、この凹部18,18…を有する軸方向対抗部の位置まで場所打ちコンクリートを打設(充填)することによって、この凹部18に場所打ちコンクリートが充填された状態になり、軸心方向の応力に対して対抗できるようになっている。
【0040】
また、図4に示す軸方向対抗部では、上端短円筒体13aの内周部に棒状の突出部材19が軸中心に向けて突設され、場所打ちコンクリートがこの軸方向対抗部の位置まで打設(充填)されることにより、突出部材19がコンクリート柱状体12の内部に埋め込まれることとなり、中心軸方向に作用する応力に対抗できるようになっている。
【0041】
尚、上端短円筒体13aの内周部には、突出部材取付け用の取付部材20,20…がインサート成型により設けられており、この取付部材20に突出部材19の端部を圧入或いは図5の如く螺合させることにより取り付けるようになっている。
【0042】
また、突出部材19は、図6に示すように、上端短円筒体13aの内周部に鋼板21を一体化させておき、該鋼板21の内表面にスタッド溶接等により突設するようにしてもよい。
【0043】
図7に示す軸方向対抗部は、内表面に円周方向に連続したリブ22,22…を備える鋼板23を上端短円筒体13aの内側部に一体化させ、場所打ちコンクリートを軸方向対抗部の位置まで打設すると、リブ22,22…がコンクリート柱状体12の外周部に食い込んだ形状となり、中心軸方向に作用する応力に対して対抗できるようになっている。
【0044】
尚、上述の実施例では、本発明に係る結合部構造を用いてPCウェル構造物からなる基礎部と、場所打ちコンクリートのコンクリート柱とを結合した例について説明したが、図8(c)に示すように、本発明に係る結合部構造をPCウェル構造物の下端部に設け、基礎杭30の上半部をPCウェル構造物31、下半部をコンクリート柱状体である場所打ちコンクリート杭32とすることができる。
【0045】
尚、図8(a)は、基礎杭30が沈設される地盤の地層の状態を表す断面図、図8(b)は基礎杭30が沈設される地盤の地盤強度(N値)を表すグラフを示しており、地盤2は、地盤2の深い位置に地盤強度(N値)が高い砂礫等からなる支持層が形成され、支持層から地表までの間に、比較的地盤強度の低い粘土、砂、シルト等の層が積層されている。
【0046】
この場合、補強リング体をPCウェル構造物31を地盤中に沈下させるための鋼製刃口33とする。
【0047】
また、この結合部構造には、PCウェル構造物31の最下段を構成する短円筒体34(以下、下端短円筒体という)を、上述の図3〜図7に示す上端短円筒体13aと同様に形成することにより、図9〜図13に示すように様々な形態の軸方向対抗部を備えることができる。尚、上述の実施例と同一の部分には、同一符号を付して説明を省略する。
【0048】
また、下端短円筒体を他の短円筒体と同様に形成し、この下端短円筒体34の内周面を軸方向対抗部として摩擦により中心軸方向に作用する応力に対抗するようにしてもよい。
【0049】
【発明の効果】
上述のように、本発明に係るPCウェルを使用した変断面構造物の結合部構造は、曲げモーメント或いは剪断応力によりPCウェル構造体周壁に作用する局部的なフープテンションに好適に対抗し、且つ強大な荷重を支持可能にすることができるので、PCウェル構造物からなる基礎に直接場所打ちのコンクリート柱状体からなる橋脚部を連結することができ、スラブやフーチング等の中間部材を用いず、且つ高価な短円筒体の数量を減じて安価に橋脚等の構造物を構築することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るPCウェルを使用した変断面構造物の結合部構造を使用した一柱一杭形式の橋脚を示す断面図である。
【図2】(a)は図1中の補強リング体を示す斜視図、(b)は同部分拡大A−A線断面図である。
【図3】図1中の結合部の他の一例を示す断面図である。
【図4】同上の他の一例を示す断面図である。
【図5】図4中の突出部材の取付け状態の一例を示す断面図である。
【図6】図1中の結合部の他の一例を示す断面図である。
【図7】同上の他の一例を示す断面図である。
【図8】(a)は本発明に係るPCウェルを使用した変断面構造物の結合部構造を使用した基礎杭が沈設される地盤の地層状態を示す断面図、(b)は同地盤強度(N値)を示すグラフ、(c)は基礎杭の沈設された状態を示す断面図である。
【図9】同上の結合部分を示す断面図である。
【図10】同上の他の一例を示す断面図である。
【図11】同上の他の一例を示す断面図である。
【図12】同上の他の一例を示す断面図である。
【図13】同上の他の一例を示す断面図である。
【図14】従来のPCウェル構造物を用いた橋脚を示す正面図である。
【符号の説明】
10 橋脚
11 PCウェル構造物
12 コンクリート柱状体
13 短円筒体
15 段部
16 補強リング体
17 拡径部
18 凹部
19 突出部材
20 取付部材
21 鋼板
22 リブ
23 鋼板[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a PC well and a PC well of a variable cross-sectional structure, that is, a structure including a plurality of portions having different cross-sectional shapes, such as a structure combining a PC well structure and a concrete pile or a concrete pillar. The present invention relates to a connection structure of a variable cross-section structure using a PC well for connecting portions having different cross-sectional shapes.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a PC well structure by a PC well method has been used as a foundation for a pier or the like.
[0003]
This PC well structure is laid down while press-fitting a plurality of
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-11-152746 (0018 paragraph, 0026 paragraph, etc.)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional technique as described above, the joining between the short cylinders has a structure in which the joining surfaces are directly abutted with each other, and the production accuracy of the joining end face of the short cylinder needs to be extremely high. There is a problem in that the cost of manufacturing the cylindrical body is high, and when the entire length of the foundation and the pier is constructed by the PC well method, it becomes very expensive.
[0006]
On the other hand, in order to construct a concrete column with inexpensive cast-in-place concrete or the like on a foundation made of a PC well structure, a large bending moment or shear force acts on the joint between the concrete column and the PC well structure. Concrete columns had to be erected through intermediate members such as slabs and footings.
[0007]
In view of such a state of the prior art, the present invention has a sufficient strength against bending moment and shear stress, can support a large load acting in the central axis direction, and is inexpensively provided with a base made of a PC well structure. It is an object of the present invention to provide a joint structure of a variable cross-section structure using a PC well that enables a concrete column to be joined to a concrete column.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
To solve the conventional problems as described above and to achieve the intended object, the invention of
[0009]
With such a configuration, it is possible to appropriately counter hoop tension acting due to bending moment or shear stress and to support a large load. Bridge piers and the like made of concrete pillars can be connected, and structures such as piers can be constructed at low cost.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the reinforcing ring body has a U-shaped cross section that is continuous in a circumferential direction.
[0011]
With this configuration, the joint between the PC well structure and the concrete pillar can be suitably reinforced.
[0012]
According to a third aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first aspect, the reinforcing ring body is a steel blade for sinking the PC well structure into the ground.
[0013]
With this configuration, the joint between the PC well structure and the concrete pile can be suitably reinforced.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first, second or third aspect, the concrete column has a flange-shaped enlarged portion on an outer periphery thereof, and the axially opposed portion has an end face of the enlarged portion. It is characterized by having a contacting step.
[0015]
With such a configuration, it is possible to appropriately oppose a load acting in the central axis direction.
[0016]
The invention of claim 5 is characterized in that the axial center opposing portion has a concave portion on the inner periphery of the PC well structure.
[0017]
With such a configuration, it is possible to appropriately oppose a load acting in the central axis direction.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, in addition to the configuration of the first, second or third aspect, the axially opposed portion includes a plurality of projecting members projecting toward the center from the inner peripheral surface of the PC well structure. Features.
[0019]
With such a configuration, it is possible to appropriately oppose a load acting in the central axis direction.
[0020]
According to a seventh aspect of the present invention, in addition to the configuration of the sixth aspect, the projecting member is provided so as to project from an inner peripheral surface of a steel plate integrated with an inner peripheral surface of the PC well structure.
[0021]
With such a configuration, the load acting in the direction of the central axis can be suitably opposed, and the bending strength of the short cylinder can be improved by the steel plate.
[0022]
The invention according to claim 8 is, in addition to the configuration according to
[0023]
With such a configuration, the load acting in the direction of the central axis can be suitably opposed, and the bending strength of the short cylinder can be improved by the steel plate.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, an embodiment of a joint structure of a variable cross-section structure using a PC well according to the present invention will be described with reference to the drawings. The same parts as those in the above-described conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0025]
FIG. 1 shows a pier using the joint structure according to the present invention, wherein
[0026]
The
[0027]
Here, the variable cross-section structure refers to a structure including a plurality of portions having different cross-sectional shapes, and the
[0028]
The PC well structure 11 is formed in a long cylindrical shape in which a plurality of
[0029]
The
[0030]
This joint structure includes a rigid reinforcing
[0031]
The axially opposed portion is formed by making the inner diameter of the short cylindrical body (hereinafter referred to as the upper short cylindrical body) 13a forming the uppermost step of the PC well structure 11 smaller than the inner diameter of the connecting short
[0032]
As shown in FIG. 2, the reinforcing
[0033]
The concrete
[0034]
Also, the
[0035]
The
[0036]
At the joint between the PC well structure 11 and the
[0037]
Also, by casting (filling) the cast-in-place concrete to the position of the axially opposed portion, an
[0038]
Incidentally, the axial opposing portion can be formed as shown below by changing the short upper end cylindrical body in addition to the step portion of the above-described embodiment. Further, the upper short
[0039]
In the axially opposed portion shown in FIG. 3,
[0040]
In the axially opposed portion shown in FIG. 4, a rod-shaped projecting
[0041]
In addition, mounting
[0042]
Further, as shown in FIG. 6, the projecting
[0043]
The axially opposed portion shown in FIG. 7 integrates a
[0044]
In the above-described embodiment, an example in which the base portion made of the PC well structure and the cast-in-place concrete column are connected using the connection portion structure according to the present invention has been described. As shown, the joint structure according to the present invention is provided at the lower end of a PC well structure, the upper half of a
[0045]
8A is a cross-sectional view illustrating a state of the stratum of the ground where the
[0046]
In this case, the reinforcing ring is a
[0047]
Further, in this joint structure, a short cylindrical body 34 (hereinafter, referred to as a lower short cylindrical body) constituting the lowermost stage of the
[0048]
Further, the lower short cylinder may be formed in the same manner as the other short cylinders, and the inner peripheral surface of the lower
[0049]
【The invention's effect】
As described above, the joint structure of the variable cross-section structure using the PC well according to the present invention suitably counters local hoop tension acting on the peripheral wall of the PC well structure due to bending moment or shear stress, and Because it is possible to support a strong load, it is possible to directly connect a pier made of cast-in-place concrete pillars to a foundation made of a PC well structure, without using intermediate members such as slabs and footings. In addition, a structure such as a pier can be constructed at low cost by reducing the number of expensive short cylinders.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a one-pillar-one-pile type pier using a joint structure of a variable cross-section structure using a PC well according to the present invention.
2A is a perspective view showing a reinforcing ring body in FIG. 1, and FIG. 2B is a partially enlarged sectional view taken along line AA.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing another example of the coupling section in FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing another example of the above.
5 is a cross-sectional view showing an example of a mounting state of a protruding member in FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing another example of the coupling portion in FIG.
FIG. 7 is a sectional view showing another example of the above.
FIG. 8A is a cross-sectional view showing a stratum state of a ground on which a foundation pile using a joint structure of a variable cross-section structure using a PC well according to the present invention is laid, and FIG. FIG. 5C is a graph showing (N value), and FIG. 5C is a cross-sectional view showing a state where the foundation pile is laid down.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a coupling portion of the above.
FIG. 10 is a sectional view showing another example of the above.
FIG. 11 is a sectional view showing another example of the above.
FIG. 12 is a sectional view showing another example of the above.
FIG. 13 is a sectional view showing another example of the above.
FIG. 14 is a front view showing a pier using a conventional PC well structure.
[Explanation of symbols]
10 Bridge Pier 11
Claims (8)
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