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

水中構造物の補強方法、水中構造物 Download PDF

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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。
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