JP2006112046A - プレキャストパイルシャフト構造 - Google Patents

Abstract

【課題】橋脚等を形成するプレキャストパイルシャフト構造をより合理的な構造とすると共に、施工性を著しく向上させた技術を提供する。
【解決手段】プレキャストパイルシャフト構造１は基礎部２０と橋脚部１０を外形寸法の異なる部材で構成し、基礎部２０と橋脚部１０との連結部に両断面に跨がる断面寸法をもつ連結体３０を形成して基礎部２０と橋脚部１０を結合する。連結体３０は橋脚部１０から基礎部２０へ地震力を十分に伝達する寸法、構造を備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、橋脚を形成するプレキャストコンクリートパイルシャフト構造に関する。

パイルシャフト構造とは、高架橋等の橋脚の基礎部と橋脚部が連続して形成された構造体を云う。通常、基礎部の断面と橋脚部の断面を同一断面形状とし、連続した同一断面を有するパイルシャフト構造となっている。この場合、基礎部と橋脚部の鉄筋量を変えることにより外力に抵抗する抵抗力が異なるように設計される。

また、通常の橋脚部の設計としては、地震等による大きな外力が作用して橋脚が破壊に至ったときに、補修が容易な橋脚基部で破壊させるようにする思想が一般的であり、基礎部の耐力を橋脚部の耐力より大きくする必要がある。

従来通り、断面形状を同じ形状としたパイルシャフト構造において、配筋のみで上記思想に対応しようとすると、基礎部の鉄筋量が多くなり、結果として不経済な設計となる場合がある。

ケーソン基礎の場合には、基礎部の上面に一旦場所打ちの頂版コンクリートを打設し、その上に橋脚部を施工するのが一般的である。このような施工計画では、頂版コンクリートを施工するために鉄筋・型枠・コンクリート作業が発生し、経済的にも不利となり、施工上も煩雑となる。また、橋脚部を中空とし、基礎部と橋脚部の断面の寸法の差異が顕著でない場合、頂版コンクリートの中央部分は構造的に不必要なものとなる。

従来、水底にケーソンを沈設する場合、ニューマチックケーソン工法があった（例えば、非特許文献１参照。）。

ニューマチックケーソン工法は水中にケーソン羽口と天井で囲まれた密閉空間を形成し、この密閉空間内に圧縮空気を供給してその中で掘削作業を行い、排土しながらケーソンを沈設する工法である。

また、ケーソン沈下技術としてケーソン駆体下部のみを掘削し、全断掘削を行わない技術もあった（例えば、非特許文献２参照。）。

また、Ｈ形鋼又は鋼管の周囲に４本の軸方向鉄筋を配設し、この鉄筋の周囲にスパイラル筋を巻回したスパイラルカラムがある。このスパイラルカラムを主鉄骨として内外型枠内に配設し、この型枠（いわゆる３Ｈパネル）内にコンクリートを打設し、中空断面の橋脚を形成する工法（いわゆる３Ｈ工法）がある。３Ｈパネルは中空断面の橋脚の内面と外面に使用するプレキャストコンクリート製埋設型枠であり、帯鉄筋を内蔵し、橋脚完成後には橋脚を構成する構造体の一部として機能するものである。
地盤工学会：「大型基礎の調整・設計から施工まで」 平成８年８月２０日発行 ｐ１１９〜１２１ 建設省土木研究所他：「プレハブ・複合部材を用いた山岳部橋梁の下部工の設計・施工技術の開発に関する共同研究報告書―３Ｈ工法設計・施工マニュアル（案）―」 １９９年４月，ｐ６〜９

本発明はプレキャストパイルシャフト構造をより合理的な構造とすると共に、施工性を著しく向上させた技術を開発し、これを提供することを目的とするものである。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、次の技術手段を講じたことを特徴とするプレキャストパイルシャフト構造である。すなわち、本発明は、基礎部と橋脚部とを異外形寸法の部材とし、その連結部に該基礎部と橋脚部の両断面に跨がる断面寸法をもつ連結体を形成したことを特徴とするプレキャストパイルシャフト構造である。

前記外形寸法は設計上、橋脚部より基礎部の方が大きい。また断面形状は限定されないが、橋脚は小判形断面が多い。

本発明は頂版コンクリートを省略した基礎部と、橋脚部と、その連結体とを有するプレキャストパイルシャフト構造であって、橋脚部と基礎部の間に、両部の断面を包括した断面を有する連結体を形成し、橋脚部を出来るだけ小さく、基礎部をより大きくした、変断面パイルシャフト構造を提供する。

上記プレキャストパイルシャフト構造において、前記連結体は橋脚部から基礎部へ断面力を伝達する構造とし、鋼材の定着長以上の高さを備え、かつ地震時の鉛直荷重に耐えるせん断耐力を有する高さ寸法とする。

さらに前記基礎部及び前記橋脚部を中空筒体とすれば、地震時の水平力も低減し、一層合理的な構造となる。

本発明によれば、基礎部の寸法を橋脚部よりも大きくすることにより、部材有効高さが増加し基礎部の鉄筋量を少なく押さえることができる。プレキャストコンクリート構造の場合には、増厚され、鋼材の定着長分の高さを有する連結体を連結部に設ける。また、連結体を中空にすることによって、地震時水平力も低減し、基礎部の現場配筋作業を省略することにより経済的な鋼材配置とすることができる。

本発明は基礎部と橋脚部とを異外形寸法の部材とし、その連結部に該基礎部と橋脚部の両断面に跨がる断面寸法をもつ連結体を形成したプレキャストパイルシャフト構造であるから、力学的に最も合理的である。この連結体は橋脚部から基礎部へ断面力を伝達する構造とし、鋼材の定着長以上の高さを有し、かつ地震時の鉛直荷重に耐えるせん断耐力を有する高さ寸法を備えている。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は本発明の実施例のプレキャストパイルシャフト構造を示す縦断面図、図２、図３及び図４はそれぞれ図１のＡ−Ａ矢視図、Ｂ−Ｂ矢視図及びＣ−Ｃ矢視図である。

本発明のプレキャストパイルシャフト構造１は、地面又は水面５０より下方の地盤又は水中５１に設けられ基礎部２０と橋脚部１０が外形寸法の異なる部材で構成されている。なお、４０は桁受用の梁である。

橋脚部１０は図２に横断面（図１のＡ−Ａ矢視図）を示すように、例えば、小判形をなし、一例を挙げると、断面の長軸外径１１ｍ×短軸外径５．７ｍ×肉厚０．８ｍである。縦鉄骨鉄筋としてＨ形鋼（例えばＨ−３００）に１２．６ｍｍφのスパイラル鉄筋を巻きつけた主鉄骨１１と１９ｍｍφの軸鉄筋によって補強されている。

基礎部２０は図４に横断面（図１のＣ−Ｃ矢視図）を示すように、例えば断面外寸法が長径１３ｍ×短径８ｍ×肉厚１．３ｍの小判形で、縦鉄骨鉄筋としてＨ−４００のＨ形鋼に１２．６ｍｍφのスパイラル鉄筋を巻回した主鉄骨２１と２９ｍｍφの軸鉄筋によって補強されている。

連結体３０は図１に縦断面を示し、図３に横断面（図１のＢ−Ｂ矢視図）を示すように橋脚部１０と基礎部２０の両断面に跨がる断面寸法を備え、地震力を伝達する十分な強度を有するようになっている。この例では上述の小判形の橋脚部１０と基礎部２０に亘る断面寸法及び強度を有するように設計されている。この例では小判形の橋脚部１０と基礎部２０とを丁度合計した寸法となっており、外形寸法が長径１３ｍ×短径８ｍ×肉厚１．９５ｍとなっている。そして縦鉄骨鉄筋として橋脚部１０と基礎部２０の合計量が設けられ、高さ方向寸法は約４ｍである。

前記連結体３０は橋脚部１０から基礎部２０へ断面力を伝達する構造とし、鋼材の定着長以上の高さを有し、かつ地震時の鉛直荷重に耐えるせん断耐力を有する高さ寸法とした。

なお、図１〜図４に示すように前記基礎部、橋脚部及び連結体は中空筒体とした。

図５は３Ｈ工法を用いた別の実施例のパイルシャフト構造６０の平面図、図６ははその型枠の部分斜視図、図７はスパイラルカラム６３の例を示す斜視図である。

スパイラルカラム６３はＨ形鋼７１（又は鋼管など）の外周を囲んで４本の軸方向鉄筋７２を配設し、その外周をスパイラル剪断補強筋７３で包囲したものである。

このパイルシャフト構造６０はスパイラルカラム６３を内外型枠６１、６２内に内蔵し、この外型枠６１、内型枠６２との内部にコンクリートを打設してスパイラルカラム６３を内包したコンクリートパイルシャフトを形成したものである。

外型枠６１は、図６に示すように、内面に埋設せん断補強筋６６を配設し、所要に連結添接板６７を設けて連結したものである。また、鉛直方向帯鋼材６５を埋設しており、これに隅角部鋼材６４を取付けて型枠の隅角部を補給している。

実施例の縦断面図である。 図１のＡ−Ａ矢視断面図である。 図１のＢ−Ｂ矢視断面図である。 図１のＣ−Ｃ矢視断面図である。 中空断面橋脚の基本構造例である。 ３Ｈパネルの部分斜視図である。 スパイラルカラムを示す斜視図である。

符号の説明

１ パイルシャフト構造
１０ 橋脚部
１１ 主鉄骨
２０ 基礎部
２１ 主鉄骨
３０ 連結体
４０ 桁受用の梁
５０ 地面又は水面
５１ 地盤又は水中
６０ パイルシャフト構造
６１ 外型枠６１
６２ 内型枠
６３ スパイラルカラム
６４ 隅角部鋼材
６５ 鉛直方向帯鋼材
６６ 埋設せん断補強筋
６７ 連結添接板
７１ Ｈ形鋼
７２ 軸方向鉄筋
７３ スパイラル剪断補強筋

Claims (3)

1. 基礎部と橋脚部とを異外形寸法の部材とし、その連結部に該基礎部と橋脚部の両断面に跨がる断面寸法をもつ連結体を形成したことを特徴とするプレキャストパイルシャフト構造。
2. 前記連結体は橋脚部から基礎部へ断面力を伝達する構造とし、鋼材の定着長以上の高さを有し、かつ地震時の鉛直荷重に耐えるせん断耐力を有する高さ寸法を備えたことを特徴とする請求項１記載のプレキャストパイルシャフト構造。
3. 前記基礎部、橋脚部及び連結体は中空筒体であることを特徴とする請求項１又は２記載のプレキャストパイルシャフト構造。

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