JP2009074269A - 水中構造物の補強方法、水中構造物 - Google Patents

Abstract

【課題】水中構造物の周囲に仮締切壁を構築し、この仮締切壁と水中構造物との間に切梁を掛け渡した状態で水中構造物の周囲に打設された増し打ちコンクリートの切梁にあたる部分の仕上げを行う際に、長期間不安定な状態が続くことを防止する。
【解決手段】受け替え梁５０を切梁２０の近傍のコンクリート４０の表面と仮締切壁１０との間に架け渡し、ジャッキ２２により切梁２０を収縮させ、コンクリート４０表面の切梁２０にあたる部分に形成された凹部４０Ａを覆うように注入口６０Ｂを備えた鉄板６０をコンクリート４０表面に当接させ、ジャッキ２２により切梁２０を伸長させて、鉄板６０と仮締切壁１０との間に切梁２０を架け渡し、注入口６０Ｂより凹部４０Ａにモルタル６１を充填する。
【選択図】図１１

Description

本発明は、水中構造物の周囲に筒型の仮締切壁で取り囲み、この仮仕切壁内を排水し、水中構造物の外周にコンクリートを打設することにより水中構造物を補強する方法に関する。

従来より、既存の水中橋脚など水中構造物の周囲に仮締切壁を構築し、この仮締切壁内を排水し、仮締切壁内において水中構造物を囲繞するように鉄筋コンクリートを増し打ちして補修を行う方法が用いられている。この際、仮締切壁に外周側から水圧が作用するため、仮締切壁と水中構造物との間に切梁を架け渡し、この切梁により仮締切壁を内側から支持している（例えば、特許文献１参照）。

このように切梁を架け渡した状態で鉄筋コンクリートを構築すると、切梁にあたる部分にコンクリートを打設することができず、鉄筋コンクリートに凹部が形成されてしまう。このような凹部は構造的な弱点となる虞があるため、コンクリートの硬化後に凹部内にモルタルなどを充填し、コンクリート表面の仕上げを行う必要がある。
特開２００３―２３２０４４号公報

このような増し打ちコンクリートの表面の仕上げは、簡易な構成の受け替え梁により仮締切壁を支持し、切梁を取り外した状態で行われる。すなわち、まず、図１３（Ａ）に示すように、各切梁２０の上下に受け替え梁５０を設置する。受け替え梁５０として本設の切梁２０と同等の構成のものを用いるとコスト高となるため、丸太５１とユニバーサルジャッキ５２とから構成された簡易なものを用いる。

次に、図１３（Ｂ）に示すように、各切梁２０のジャッキ２２を収縮させて切梁２０を取り外す。そして、増し打ちコンクリート４０に形成された凹部４０Ａにモルタルを塗布する。モルタルは硬化するまで水に接触させることができないため、上記塗布したモルタルが硬化するまで、仮締切壁１０は受け替え梁５０により支持した状態で待機する。

凹部４０Ａに塗布されたモルタルが硬化した後、図１３（Ｃ）に示すように、仮締切壁１０内に外部の水面高さと等しくなるまで水５を注入する。これにより仮締切壁１０の内外の圧力が等しくなるため、図１３（Ｄ）に示すように、水中において受け替え梁５０を取り外すことができる。そして、仮締切壁１０を解体することにより、施工が完了する。

以上説明したように、上記の方法では、切梁２０を取り外してから内部に水５を注入するまで、受け替え梁５０により仮締切壁１０を支持することとなる。しかしながら、受け替え梁５０は、上記のように丸太５１とユニバーサルジャッキ５２とからなる簡単な構成であるため、構造的に不安定な状態が長期間続いてしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みなされたものであり、その目的は、水中構造物の周囲に仮締切壁を構築し、この仮締切壁と水中構造物との間に切梁を掛け渡した状態で水中構造物の周囲に打設された増し打ちコンクリートの切梁にあたる部分の仕上げを行う際に、長期間不安定な状態が続くことを防止することである。

本発明の水中構造物の補強方法は、水中構造物の周囲を筒型の仮締切壁で取り囲むとともに、前記水中構造物と前記仮締切壁との間に伸縮機構を備えた切梁を架け渡し、前記仮締切壁の内部を排水し、当該仮締切壁内において水中構造物を補強する方法であって、前記水中構造物の周囲にコンクリートを増し打ちするステップと、前記増し打ちしたコンクリートの硬化後に、受け替え梁を前記切梁の近傍の前記コンクリートの表面と前記仮締切壁との間に架け渡す受け替え梁設置ステップと、前記伸縮機構により前記切梁を収縮させる切梁収縮ステップと、前記コンクリート表面の前記切梁にあたる部分に形成された凹部を覆うように注入孔を備えた板材を前記コンクリート表面に当接させる板材設置ステップと、前記伸縮機構により前記切梁を伸長させて、前記板材と前記仮締切壁との間に前記切梁を架け渡す切梁再設置ステップと、前記注入孔より前記凹部にモルタルを充填するモルタル充填ステップと、を備えることを特徴とする。

上記の方法において、前記切梁再設置ステップの後、かつ前記モルタル充填ステップの前に、前記仮締切壁内に水を流入させる水流入ステップを備え、前記モルタル充填ステップでは、前記注入孔に水面まで延びるようにホースを取り付けておき、当該ホースを介してモルタルを充填してもよい。

また、前記受け替え梁設置ステップでは、前記受け替え梁を架け渡すとともに、前記切梁の下方まで前記仮締切壁内に水を注入してもよい。
また、本発明の水中構造物は、上記の方法により補強されたことを特徴する。

本発明によれば、凹部を覆うように注入孔が形成された鉄板を増し打ちコンクリートに当接させ、この鉄板と仮締切壁の間に本設の切梁を架け渡すことができるため、鉄板を取り付ける間のみ仮設の受け替え梁により支持すればよく、構造的に不安定な期間を短縮することができる。

以下、本発明の水中構造物の補強方法の一実施形態を橋脚を補修する場合を例として図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、正面視における橋脚１の周囲に構築された仮締切壁１０を示し、図２は、側方から見た仮締切壁１０を示す。各図において、中央より左側は外観図であり、右側は断面図である。また、図３は、図１におけるI−I´断面図であり、図４は、図１におけるII部の拡大図であり、図５は、図１におけるIII部の拡大図であり、図６は、図３におけるIV部の拡大図である。仮締切壁１０は、河川や海などの水中に立設された断面小判型の橋脚１の補修をするために、橋脚１を囲繞するように構築され、内部の水を排水して用いられるものである。

仮締切壁１０は、鉛直方向及び水平方向に複数の鋼製パネル１１を連結することにより構成されており、平面視において長方形状の筒状に形成されている。鋼製パネル１１は、間に止水ゴム１２を挟んだ状態でボルト接合することにより連結されており、接合部における止水性を確保している。

橋脚１のフーチング２上には上面が水平になるように水中コンクリート３０が打設されており、仮締切壁１０はこの水中コンクリート３０上に構築されている。また、仮締切壁１０の下端に沿って、仮締切壁１０と水中コンクリート３０との接合部を覆うように内側よりモルタル３１が打設されており、これにより仮締切壁１０と水中コンクリート３０との接合部における止水性が確保されている。

仮締切壁１０の内部の水を排水すると仮締切壁１０には外周側より大きな水圧が作用するため、仮締切壁１０と橋脚１とを結ぶように切梁２０が設けられており、仮締切壁１０は、この切梁２０により内側から支持されている。切梁２０は、仮締切壁１０にボルト接合された鋼材２１と、鋼材２１と橋梁１との間に介装されたジャッキ２２とにより構成される。ジャッキ２２は、橋脚１にアンカー２４により取り付けられた台座金物２３を介して橋梁１に固定されている。
図７は、台座金物２３の拡大図である。同図に示すように、台座金物２３は、一対のプレート２３Ａ間を複数の鋼棒２３Ｂにより接続することにより構成され、プレート２３Ａ間に鉄筋を挿通可能であるとともに、プレート２３Ａ間に作用した圧縮力に対して鋼棒２３Ｂにより抵抗可能な部材である。

橋脚１の補強は、仮締切壁１０内において、橋脚１の外周に沿って鉄筋コンクリートを増し打ちすることにより行われる。すなわち、まず、橋脚１の外周に沿って鉄筋を配筋する。この際、台座金物２３にあたる部分では、台座金物２３のプレート２３Ａ間に鉄筋を挿通させて配筋すればよい。次に、増し打ちコンクリートの外周面にあたる位置に型枠を配置するとともに、台座金物２３を囲繞するように発泡スチロールを配置する。そして、コンクリートを打設し、コンクリートが硬化した後、型枠及び発泡スチロールを取り外す。以上の工程により、図８に示すように、橋脚１の外周に沿って増し打ちコンクリート４０が構築される。また、図９に示すように、台座金物２３の周囲を発泡スチロールにより囲繞することにより、増し打ちコンクリート４０の台座金物２３の周囲に凹部４０Ａが形成され、凹部４０Ａ内に台座金物２３が露出することとなる。

従来技術の欄で説明したように、このような凹部４０Ａは増し打ちコンクリート４０の構造的な弱点となり、また、台座金物２３を表面に露出した状態にしておくと腐食を受けてしまうため、増し打ちコンクリート４０の硬化後、台座金物２３を外周側より覆うように凹部４０Ａ内にモルタルを塗布して、凹部４０Ａの仕上げを行う。従来の方法では、増し打ちコンクリート４０に形成された凹部４０Ａに塗布したモルタルが硬化するまで、簡易な構成の受け替え梁５０により仮締切壁１０に作用する水圧を支持しなければならず、長期間にわたって構造的に不安定な状態が続くこととなる。
そこで、本実施形態では、以下に説明する方法によりこのような凹部４０Ａの仕上げを行うことにより、構造的に不安定な状態となる期間を短くすることとした。

図１０及び図１１は、増し打ちコンクリートの表面の凹部の仕上げ及び仮締切壁１０を解体する各工程を示し、図１０は全体の流れを説明するための図であり、図１１は各切梁２０における作業を説明するための図である。
まず、図１０（Ａ）及び図１１（Ａ）に示すように、下方より１段目の切梁２０の上方に受け替え梁５０を設置するとともに、この切梁５０の直下の高さまで仮締切壁１０内に水５を流入させる。上述した従来の方法では、切梁１０の上下に受け替え梁５０を設置していたが、仮締切壁１０内に水５を流入させることにより、仮締切壁１０内の水５の水圧が仮締切壁１０に外周に向かって作用するため、切梁１０の下方の受け替え梁を省略することができる。

次に、図１１（Ｂ）に示すように、１段目の切梁２０のジャッキ２２と台座金物２３とを接合するボルトを取り外し、ジャッキ２２を収縮させる。この際、外部より仮締切壁１０に作用する水圧に対して、受け替え梁５０及び内部の水５の水圧により抵抗することとなる。

次に、図１１（Ｃ）に示すように、凹部４０Ａを覆うように、注入口６０Ｂ及び排出口６０Ａが形成された鉄板６０を増し打ちコンクリート４０の表面に当接させる。そして、図１１（Ｄ）に示すように、ジャッキ２２を再び伸長させて、増し打ちコンクリート４０の表面に当接させた鉄板６０と仮締切壁１０との間に切梁２０を再び架け渡す。これにより、仮締切壁１０に作用する水圧を再び切梁２０により支持できるので、この状態で受け替え梁５０を取り外す。なお、後述するように、鉄板６０を取り外した際に容易に回収できるように、鉄板６０とジャッキ２２とを結ぶように鎖を取り付けておくとよい。また、次の工程で凹部４０Ａにモルタルを注入した後、仮締切壁１０内部の水量を増加させることにより、内部の水圧と外部の水圧との差が小さくなるため、ジャッキ２２により切梁２０に加える突張力は小さくしておくとよい。

次に、図１１（Ｅ）に示すように、鉄板６０に設けられた注入口６０Ｂより凹部４０Ａ内にモルタル６１を注入する。この際、凹部４０Ａ内の空気は排出口６０Ａより排出される。そして、排出口６０Ａよりあふれ出るまで、モルタル６１の注入を続ける。排出口６０Ａよりモルタル６１があふれ出すことにより、凹部４０Ａ内にモルタル６１が充填されたことを確認することができる。このように台座金物２３をモルタル６１により覆うことにより、台座金物２３が腐食するのを防ぐことができる。

次に、図１０（Ｂ）に示すように、下方より２段目の切梁２０の上方に受け替え梁５０を設置し、この切梁２０の直下の高さまで仮締切壁１０内に水５を流入させる。

次に、１段目の切梁２０の場合に図１１の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明したのと同様に、２段目の切梁２０のジャッキ２２と台座金物２３とを接合するボルトを取り外し、ジャッキ２２を収縮させる。次に、凹部４０Ａを覆うように、注入口６０Ｂ及び排出口６０Ａが形成された鉄板６０を増し打ちコンクリート４０の表面に当接させる。そして、ジャッキ２２を再び伸長させて、増し打ちコンクリート４０の表面に当接させた鉄板６０と仮締切壁１０との間に２段目の切梁２０を再び架け渡し、受け替え梁５０を取り外す。そして、１段目と同様に、鉄板６０に設けられた注入口６０Ｂより凹部４０Ａ内にモルタル６１を充填する。

次に、図１０（Ｃ）に示すように、最上段の切梁２０の上方に受け替え梁５０を設置し、この切梁２０の直下の高さまで仮締切壁１０内に水５を流入させる。そして、１段目の切梁２０の場合に図１１の（Ａ）〜（Ｅ）を参照して説明したのと同様に、最上段の切梁２０のジャッキ２２と台座金物２３とを接合するボルトを取り外し、ジャッキ２２を収縮させる。次に、凹部４０Ａを覆うように、注入口６０Ｂ及び排出口６０Ａが形成された鉄板６０を増し打ちコンクリート４０の表面に当接させる。そして、ジャッキ２２を再び伸長させて、増し打ちコンクリート４０の表面に当接させた鉄板６０と仮締切壁１０との間に２段目の切梁２０を再び架け渡し、受け替え梁５０を取り外す。そして、１段目と同様に、鉄板６０に設けられた注入口６０Ｂより凹部４０Ａ内にモルタル６１を充填する。そして、仮締切壁１０内に外部と水位が等しくなるまで水５を注入する。

次に、各凹部４０Ａに充填したモルタル６１が硬化した後、図１０（Ｄ）に示すように、各段の切梁２０のジャッキ２２を収縮させて、切梁２０を取り外すとともに、増し打ちコンクリート４０表面より鉄板６０を取り外す。この際、上述したように、鉄板６０とジャッキ２２とを結ぶように鎖を設けておくことにより、鉄板６０が落下してしまうことを防止でき、鉄板６０の回収が容易となる。
次に、仮締切壁１０を解体することにより、橋脚１の補修が完了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、凹部４０Ａを覆うように注入口６０Ｂを備えた鉄板６０を増し打ちコンクリート４０に当接させ、注入口６０Ｂよりモルタル６１を注入することとしたため、ジャッキ２２を収縮させて鉄板６０を当接させる間のみ、仮締切壁１０が受け替え梁５０により支持すればよいので、構造的に不安定な期間を短縮することができる。

また、鉄板６０で覆った凹部４０Ａ内にモルタル６１を注入することとしたため、モルタル６１が硬化していなくても、仮締切壁１０内に水５を注入することができる。このように、仮締切壁１０内に水５を充填することにより、仮締切壁１０の内外の圧力差がなくなるため、安定な状態となる。

また、各段の切梁２０のジャッキ２２を収縮させる際に、仮締切壁１０内に切梁２０の直下の高さまで水５を注入することとしたため、切梁２０の下方に受け替え梁５０を設けなくても、仮締切壁１０を支持することができる。

なお、上記実施形態では、凹部４０Ａを覆うように鉄板６０を当接させ、鉄板６０の注入口６０Ｂより内部にモルタル６１を注入した後、仮締切壁１０内に水５を注入することとしたが、本発明はこのような順序に限られない。例えば、図１２に示すように、鉄板６０に設けられた注入口６０Ｂ及び排出口６０Ａにホース６２Ｂ，６２Ａを装着しておき、仮締切壁１０内に水５を注入した後、ホース６２Ｂを通じて凹部４０Ａ内にモルタルを注入することも可能である。

また、上記実施形態では、橋脚１に台座金物２３を取り付け、この台座金物２３と仮締切壁１０との間に切梁２０を架け渡すものとしたが、これに限らず、直接、橋脚１と仮締切壁１０の間に切梁２０を架け渡してもよい。

正面視における橋脚の周囲に構築された仮締切壁を示す図であり、中央より左側は外観図であり、右側は断面図である。 側方から見た仮締切壁を示す図であり、中央より左側は外観図であり、右側は断面図である。 図１におけるI−I´断面図である。 図１におけるII部の拡大図である。 図１におけるIII部の拡大図である。 図３におけるIV部の拡大図である。 台座金物の拡大図である。 増し打ちコンクリートが構築された橋脚の様子を示す図である。 増し打ちコンクリートに構築された凹部の様子を示す図である。 増し打ちコンクリートの表面の凹部の仕上げ及び仮締切壁を解体する全体の流れを説明するための図である。 増し打ちコンクリートの表面の凹部の仕上げ及び仮締切壁を解体する際の各切梁における作業を説明するための図である。 鉄板に設けられた注入孔及び排出孔にホースを装着した様子を示す図である。 従来の増し打ちコンクリートの表面の仕上げ及び仮締切壁を解体する各工程を説明するための図である。

符号の説明

１ 橋脚
２ フーチング ５ 水
１０ 仮締切壁 １１ 鋼製パネル
２０ 切梁 ２１ 鋼材
２２ ジャッキ ２３ 接合金物
３０ 水中コンクリート ３１ モルタル
４０ 増し打ちコンクリート ４０Ａ 凹部
５０ 受け替え梁 ５１ 丸太
５２ ユニバーサルジャッキ ６０ 鉄板
６０Ａ 排出口 ６０Ｂ 注入口

Claims (4)

1. 水中構造物の周囲を筒型の仮締切壁で取り囲むとともに、前記水中構造物と前記仮締切壁との間に伸縮機構を備えた切梁を架け渡し、前記仮締切壁の内部を排水し、当該仮締切壁内において水中構造物を補強する方法であって、
   前記水中構造物の周囲にコンクリートを増し打ちするステップと、
   前記増し打ちしたコンクリートの硬化後に、受け替え梁を前記切梁の近傍の前記コンクリートの表面と前記仮締切壁との間に架け渡す受け替え梁設置ステップと、
   前記伸縮機構により前記切梁を収縮させる切梁収縮ステップと、
   前記コンクリート表面の前記切梁にあたる部分に形成された凹部を覆うように注入孔を備えた板材を前記コンクリート表面に当接させる板材設置ステップと、
   前記伸縮機構により前記切梁を伸長させて、前記板材と前記仮締切壁との間に前記切梁を架け渡す切梁再設置ステップと、
   前記注入孔より前記凹部にモルタルを充填するモルタル充填ステップと、を備えることを特徴とする水中構造物の補強方法。
2. 請求項１記載の水中構造物の補強方法であって、
   前記切梁再設置ステップの後、かつ前記モルタル充填ステップの前に、
   前記仮締切壁内に水を流入させる水流入ステップを備え、
   前記モルタル充填ステップでは、前記注入孔に水面まで延びるようにホースを取り付けておき、当該ホースを介してモルタルを充填することを特徴とする水中構造物の補強方法。
3. 請求項１又は２に記載の水中構造物の補強方法であって、
   前記受け替え梁設置ステップでは、
   前記受け替え梁を架け渡すとともに、前記切梁の下方まで前記仮締切壁内に水を注入することを特徴とする水中構造物の補強方法。
4. 請求項１から３のうち何れかに記載の方法により補強されたことを特徴とする水中構造物。