JP2006057420A - 組積造柱状体の補強構造 - Google Patents

Abstract

【課題】コストの低減化および工期の短期化を図るとともに、簡単な構成で組積造柱状体の倒壊を良好に防止する組積造柱状体の補強構造を提供すること。
【解決手段】組積構造を有し、かつ基礎２から上方に突出する態様で配設された組積造柱状体１を補強するための補強構造において、組積造柱状体１の長手方向に沿って配設され、該組積造柱状体１の強度を向上させるための補強材１０を備え、基礎２に近接する記組積造柱状体１の最下部３ａに、補強材１０により補強されない無補強領域Ｎを形成したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、組積構造を有し、かつ基礎から上方に突出する態様で配設された組積造柱状体を補強するための補強構造に関する。

一般に、例えば煉瓦造や石造、あるいは鉄筋の割合が比較的少ないコンクリート造のような組積構造を有した橋脚や塔等の柱状体（以下、組積造柱状体ともいう）は、耐震性が低いものが多く、倒壊する虞れがあった。より詳細に説明すると、図１０に示したように、基礎２から上方に突出した態様で配設された組積造柱状体１は、基礎２から上方に所定の距離だけ離間した位置（図中のＹ−Ｙ線）付近において、地震により水平ひび割れが生じることが多く散見された。このような水平ひび割れが生じた結果、該組積造柱状体１が倒壊することがあった。

そこで、従来は、図１１〜図１３に示したように、組積造柱状体である橋脚１の全側壁を鉄筋コンクリート５０（図１１参照）、鋼板６０（図１２参照）、あるいは炭素繊維シート７０（図１３参照）等で覆い、基礎２にアンカー５１を打ち込むことにより補強構造を構成し、これにより橋脚１の曲げ耐力およびせん断耐力の向上を図っていた。また、他の例として、橋脚等の組積造柱状体の全側壁を突部を設けた特殊な形状のコンクリートブロックで覆う技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−４９５４５号公報

ところで、基礎２は橋脚１の大きさに応じて形成されているのが一般的である。そのため、上述したように、橋脚１の全側壁を鉄筋コンクリート５０で覆い、かつ基礎２にアンカー５１を打ち込むことにより構成した補強構造では、基礎２の大きさが不足、つまり基礎２の耐力が不足することになり、これにより、充分な耐震性を有するためには基礎２についても補強が必要になった。そのため、基礎２の補強に要するコストおよび基礎２の補強に要する工期が必要になる結果、補強構造全体に要するコストの増大化および工期の長大化を招来することになっていた。また、上記補強構造では、橋脚１の全側壁を鉄筋コンクリート５０等で覆うようにしていたために揚重機が必要になり大掛かりなものであった。尚、ここでは組積造柱状体の一例として橋脚の問題について説明したが、橋脚に限られず、塔や柱等についても同様の問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みて、コストの低減化および工期の短期化を図るとともに、簡単な構成で組積造柱状体の倒壊を良好に防止する組積造柱状体の補強構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る組積造柱状体の補強構造は、組積構造を有し、かつ基礎から上方に突出する態様で配設された組積造柱状体を補強するための補強構造において、前記組積造柱状体の長手方向に沿って配設され、該組積造柱状体の強度を向上させるための補強材を備え、前記基礎に近接する前記組積造柱状体の最下部に、前記補強材による強度の向上が及ばない無補強領域を形成したことを特徴とする。

また、本発明の請求項２に係る組積造柱状体の補強構造は、上記請求項１において、前記補強材は、高強度、かつ高剛性の棒状体からなることを特徴とする。

また、本発明の請求項３に係る組積造柱状体の補強構造は、上記請求項１において、前記補強材は、高強度、かつ高剛性の索状体からなることを特徴とする。

また、本発明の請求項４に係る組積造柱状体の補強構造は、上記請求項１〜３のいずれか一つにおいて、前記補強材の端部を定着部材により定着させることにより、該補強材を組積造柱状体に配設したことを特徴とする。

また、本発明の請求項５に係る組積造柱状体の補強構造は、上記請求項３において、前記組積造柱状体の強度が予め決められた基準強度に達している場合には、前記補強材の端部が定着部材により定着された態様で該補強材を配設する一方、前記組積造柱状体の強度が前記基準強度に達していない場合には、前記組積造柱状体の下部に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記補強材を挿通させた態様で該補強材を配設したことを特徴とする。

本発明の組積造柱状体の補強構造によれば、基礎に近接する組積造柱状体の最下部に、補強材による強度の向上が及ばない無補強領域を形成したので、該無補強領域での組積造柱状体の強度は、補強材により強度が向上した補強領域の強度に比して相対的に小さくなっている。換言すると、該組積造柱状体の弱部は無補強領域に移動していることになる。よって、地震の水平力による水平ひび割れは、無補強領域に生じることになり、水平ひび割れでの水平ずれが生ずることになっても、組積造柱状体は、最下部で水平にずれることになり、倒壊する虞れがない。また、無補強領域の存在により、組積造柱状体自体の曲げ耐力およびせん断耐力は元のままである。そのため、基礎の補強をする必要がなく、基礎の補強に要するコストの増大化、並びに工期の長大化を招来する虞れがない。従って、コストの低減化および工期の短期化を図るとともに、簡単な構成で組積造柱状体の倒壊を良好に防止することができるという効果を奏する。

以下に添付図面を参照して、本発明に係る組積造柱状体の補強構造の好適な実施の形態について詳細に説明する。

＜実施の形態１＞
図１および図２は、それぞれ本発明の実施の形態１に係る組積造柱状体の補強構造を模式的に示したものであり、図１は側面図であり、図２は断面側面図である。ここで、補強対象となる組積造柱状体について説明する。組積造柱状体１は、煉瓦造や石造、あるいは鉄筋の割合が比較的少ないコンクリート造のような組積構造を有した柱状体であり、基礎２から上方に向けて突出する態様で設けてある。尚、本実施の形態においては、組積造柱状体１の一例として、組積構造を有する橋脚について説明する。

これら図１および図２において、橋脚（組積造柱状体）１の補強構造は、補強材１０と、定着部材２０とを備えてなるものである。

補強材１０は、橋脚１の強度を向上させるためのもの、より詳細には、該補強材１０が配設された補強材１０の部位の強度を向上させるためのものであり、高強度かつ高剛性の棒状体からなるものである。棒状体としては、例えば、鉄筋、ＰＣ（Prestressed Concrete）鋼棒、形鋼、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics ）製ロッド等を用いることができる。

定着部材２０は、上記補強材１０を橋脚１に定着させるためのものであり、図示のように、補強材１０の下端部１１を橋脚１の下部３に定着させるとともに、補強材１０の上端部１２を橋脚１の上部４に定着させるものである。ここでは、定着部材２０として、あと施工アンカー２１を用いている。

補強材１０の上端部１２および下端部１１をそれぞれ定着部材２０（あと施工アンカー２１）により橋脚１に定着させることにより、該補強材１０は、橋脚１の長手方向（上下方向）に沿って配設されることになる。そして、補強材１０の下端部１１と基礎２の上面との間には、上下方向の長さが非常に短い僅かな間隙が形成してある。つまり、橋脚１の最下部３ａに、補強材１０による強度の向上が及ばない無補強領域Ｎが形成してある。従って、橋脚１は、補強材１０が配設されている領域（以下、補強領域ともいう）Ｒでは、該補強材１０により曲げ耐力およびせん断耐力が補強されて強度が向上している反面、無補強領域Ｎでは、補強材１０による作用を受けず強度は元のままである。そのため、無補強領域Ｎでの橋脚１の強度は、補強領域Ｒでの強度に比して相対的に小さくなっている。換言すると、橋脚１の弱部は無補強領域Ｎに移動していることになる。

よって、図３に示したように、地震の水平力による水平ひび割れは、無補強領域Ｎに生じることになる。そのため、水平ひび割れでの水平ずれが生ずることになっても、橋脚１は、最下部３ａで水平にずれることになり、倒壊する虞れがない。また、無補強領域Ｎは、上下方向の長さが非常に短いため、すなわち上下方向の長さが必要最小限の大きさしかないため、水平ひび割れに基づく組積構造の崩れ、具体的には煉瓦崩れ等が生じる虞れがない。

更に、無補強領域Ｎの存在により、橋脚１自体の曲げ耐力およびせん断耐力は元のままである。そのため、基礎２の補強をする必要がなく、基礎２の補強に要するコストの増大化、並びに工期の長大化を招来する虞れがない。

以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る橋脚１の補強構造によれば、橋脚１の最下部３ａに無補強領域Ｎを形成してあるので、コストの低減化および工期の短期化を図るとともに、簡単な構成で組積造柱状体１の倒壊を良好に防止することができる。

また、上記補強構造によれば、棒状体の補強材１０を必要な個所に配設して補強するので、橋脚１の全周を覆うことはなく、該橋脚１の意匠を損なう虞れがない。

以上、本発明の実施の形態１について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、種々の変更を行うことができる。以下に変形例について説明する。

上記実施の形態１では、定着部材２０として、あと施工アンカー２１について説明したが、本発明では、図４に示したように、橋脚１の下部３に水平方向に伸びる態様の貫通孔５を形成し、該貫通孔５を貫通させたＰＣ鋼棒２２で補強材１０の下端部１１を橋脚１に定着させても良い。また、図５に示したように、補強材１０の下端部１１に配設した定着用鋼材２３を、あと施工アンカー２３ａにより橋脚１の下部３に定着させても良い。また、図６に示したように、モルタル、あるいはエポキシ樹脂等の接着部材２４ａを介して橋脚１の下部３に接着した鋼板２４に、補強材１０の下端部１１を支持させることにより該補強材１０の下端部１１を橋脚１に定着させても良い。一方、上記実施の形態１では、定着部材２０により補強材１０の上端部１２を橋脚１の上部４に定着させたが、本発明はこれに限定されず、図７に示したように、橋脚１の頂部４ａに配設した鋼材２５を用いて補強材１０の上端部１２を橋脚１に定着させても良い。これらの構成によっても、上記実施の形態１の補強構造が奏する作用効果と同様の作用効果を奏することができる。

＜実施の形態２＞
図８および図９は、それぞれ本発明の実施の形態２に係る組積造柱状体の補強構造を模式的に示したものである。尚、上記実施の形態１に係る補強構造と同一の構成を有するものには同一の符号を付して重複した説明を省略する。また、補強構造の対象となる組積造柱状体は、上記実施の形態１と同様に、橋脚１として説明する。

これら図８および図９において、橋脚１の補強構造は、補強材３０を備えてなるものである。補強材３０は、橋脚１の強度を向上させるためのもの、より詳細には、該補強材３０が配設された補強材３０の部位の強度を向上させるためのものであり、高強度かつ高剛性の索状体からなるものである。索状体としては、例えば、鋼やＦＲＰ等からなるストランドやワイヤー等を用いることができる。

このような補強材３０は、次のようにして橋脚１に配設してある。橋脚１の強度が予め決められた基準強度に達している場合には、図８に示したように、橋脚１の頂部４ａに設けた連結部材４０を介して連結させた補強材３０のそれぞれの下端部３１を、あと施工アンカー２１ａ等の定着部材２０で橋脚１の下部３に定着させることにより、補強材３０は、該橋脚１の長手方向（上下方向）に沿って配設されることになる。

一方、橋脚１の強度が上記基準強度に達していない場合には、図９に示したように、橋脚１の下部３に水平方向に伸びる態様の貫通孔５を形成し、該貫通孔５に一端が連結部材４０に接続された補強材３０を挿通させた後、該補強材３０の他端を連結部材４０に接続させることにより、該補強材３０は、上記貫通孔５を貫通した態様で、橋脚１の長手方向に沿って配設されることになる。

以上のようにして、橋脚１に補強材３０を配設させると、補強材３０の下端部３１、あるいは貫通孔５を挿通する部分３２と、基礎２の上面との間となる橋脚１の最下部３ａには、補強材３０による強度の向上が及ばない無補強領域Ｎが形成されることになる。従って、橋脚１は、補強材３０が配設されている領域Ｒでは、該補強材３０により曲げ耐力およびせん断耐力が補強されて強度が向上している反面、無補強領域Ｎでは、補強材３０による作用を受けず強度は元のままである。そのため、無補強領域Ｎでの橋脚１の強度は、補強領域Ｒでの強度に比して相対的に小さくなっている。換言すると、橋脚１の弱部は無補強領域Ｎに移動していることになる。

よって、地震の水平力による水平ひび割れは、無補強領域Ｎに生じることになる。そのため、水平ひび割れでの水平ずれが生ずることになっても、橋脚１は、最下部３ａで水平にずれることになり、倒壊する虞れがない。

また、無補強領域Ｎの存在により、橋脚１自体の曲げ耐力およびせん断耐力は元のままである。そのため、基礎２の補強をする必要がなく、基礎２の補強に要するコストの増大化、および工期の長大化を招来する虞れがない。

以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る橋脚１の補強構造によれば、橋脚１自体の強度を問わず、橋脚１の最下部３ａに無補強領域Ｎを形成してあるので、コストの低減化および工期の短期化を図るとともに、簡単な構成で組積造柱状体１の倒壊を良好に防止することができる。

また、上記補強構造によれば、索状体の補強材３０を必要な個所に配設して補強するので、橋脚１の全周を覆うことはなく、該橋脚１の意匠を損なう虞れがない。

更に、上記補強構造によれば、比較的軽量な索状体の補強材３０で補強を行うため、従来のように大掛かりな装置を用いる必要はない。

以上のように、本発明に係る組積造柱状体の補強構造は、例えば煉瓦造や石造、あるいは鉄筋の割合が比較的少ないコンクリート造のような組積構造を有した橋脚や塔等の柱状体の補強を行うのに有用である。

本発明の実施の形態１に係る組積造柱状体の補強構造を模式的に示した側面図である。 図１に示した組積造柱状体の補強構造を模式的に示した断面側面図である。 図１に示した組積造柱状体の水平ずれについて模式的に示した側面図である。 本発明の実施の形態１に係る組積造柱状の補強構造の変形例を模式的に示した拡大断面側面図である。 本発明の実施の形態１に係る組積造柱状体の補強構造の変形例を模式的に示した拡大断面側面図である。 本発明の実施の形態１に係る組積造柱状体の補強構造の変形例を模式的に示した拡大断面側面図である。 本発明の実施の形態１に係る組積造柱状体の補強構造の変形例を模式的に示した側面図である。 本発明の実施の形態２に係る組積造柱状体の補強構造を模式的に示した側面図である。 本発明の実施の形態２に係る組積造柱状体の補強構造を模式的に示した側面図である。 従来の組積造柱状体の水平ずれについて模式的に示した側面図である。 従来の組積造柱状体の補強構造について模式的に示した断面側面図である。 従来の組積造柱状体の補強構造について模式的に示した断面側面図である。 従来の組積造柱状体の補強構造について模式的に示した断面側面図である。

符号の説明

１ 組積造柱状体（橋脚）
２ 基礎
３ 下部
３ａ 最下部
４ 上部
４ａ 頂部
５ 貫通孔
１０，３０ 補強材
１１，３１ 下端部
１２ 上端部
２０ 定着部材
２１ あと施工アンカー
２２ ＰＣ鋼棒
２３ 定着用鋼材
２３ａ あと施工アンカー
２４ 鋼板
４０ 連結部材
Ｒ 補強領域
Ｎ 無補強領域

Claims (5)

1. 組積構造を有し、かつ基礎から上方に突出する態様で配設された組積造柱状体を補強するための補強構造において、
   前記組積造柱状体の長手方向に沿って配設され、該組積造柱状体の強度を向上させるための補強材を備え、
   前記基礎に近接する前記組積造柱状体の最下部に、前記補強材による強度の向上が及ばない無補強領域を形成したことを特徴とする組積造柱状体の補強構造。
2. 前記補強材は、高強度、かつ高剛性の棒状体からなることを特徴とする請求項１に記載の組積造柱状体の補強構造。
3. 前記補強材は、高強度、かつ高剛性の索状体からなることを特徴とする請求項１に記載の組積造柱状体の補強構造。
4. 前記補強材の端部を定着部材により定着させることにより、該補強材を組積造柱状体に配設したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の組積造柱状体の補強構造。
5. 前記組積造柱状体の強度が予め決められた基準強度に達している場合には、前記補強材の端部が定着部材により定着された態様で該補強材を配設する一方、前記組積造柱状体の強度が前記基準強度に達していない場合には、前記組積造柱状体の下部に貫通孔を形成し、該貫通孔に前記補強材を挿通させた態様で該補強材を配設したことを特徴とする請求項３に記載の組積造柱状体の補強構造。

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