JP2009179961A - コンクリート補強材の継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】継手構造に必要となる空間を小さくし、また、簡易かつ安価に構成することが可能なコンクリート補強材の継手構造を提供する。
【解決手段】２本の鉄筋２，３を互いに重ね合わせてなるコンクリート補強材の継手構造１であって、鉄筋２，３の先端には、それぞれ該鉄筋２，３の直径よりも大きな幅を有したプレート状の部材を鉄筋２，３の先端に固定することにより定着部４，４が形成されており、一方の鉄筋２の定着部４と他方の鉄筋３の定着部４とが対向させた状態で重ね合わされている。
【選択図】図２

Description

本発明は、コンクリート補強材の継手構造に関する。

プレキャスト部材と場所打ちコンクリート部材との接合や、既設のコンクリート部材への打ち足し等では、鉄筋（補強材）同士を連結する継手が必要となる。
このような鉄筋の継手構造には、重ね継手や機械式継手が一般的に採用されている。

図５（ａ）および（ｂ）に示すように、重ね継手１０１は、所定の長さ（一般的に鉄筋径の３０倍程度）で鉄筋１０２同士を重ね合わせることにより鉄筋１０２の定着性能を確保するものである。

一方、機械式継手１０３は、図５（ｃ）に示すように、継手パイプ等の接続部材１０４を介して、連結すべき鉄筋１０２同士を互いに突き合わせた状態で連結するものである（例えば特許文献１参照）。
特開２００３−１９３５６９号公報

ところが、従来の重ね継手１０１は、鉄筋径の３０倍程度の長い重ね合わせ長（継手長）を確保するため、図５（ａ）に示すように、打ち継ぐコンクリート（打設範囲Ｌ_２）側に広い空間（余掘り）Ｌ_３を確保する必要があった。また、重ね継手１０１は、鉄筋１０２同士の継手長により、鉄筋量も増加するため、工事費削減の障害となっていた。

また、機械式継手１０３は、接続部材１０４による鉄筋１０２同士の接続作業に手間が掛かり、工期短縮の障害となっていたとともに、接続部材１０４に要する材料費に費用が嵩むという問題点も有していた。接続部材１０４を螺着する場合には、鉄筋１０２の先端部にねじきり加工を施す必要があることから、鉄筋１０２の製造コストが嵩むという問題点を有していた。

本発明は、前記の問題点を解決するためになされたものであり、継手構造に必要となる空間を小さくし、また、簡易かつ安価に構成することが可能なコンクリート補強材の継手構造を提供することを課題とする。

前記課題を解決するために、本発明は、２本の補強材を互いに重ね合わせてなるコンクリート補強材の継手構造であって、前記補強材の先端には、それぞれ該補強材の直径よりも大きな幅を有した定着部が形成されており、一方の補強材の前記定着部と他方の補強材の前記定着部とが対向させた状態で重ね合わされていることを特徴としている。

かかるコンクリート補強材の継手構造は、補強材の先端に定着部が形成されていることで、所望の定着性能が確保されているため、補強材同士の継手長を短くすることが可能となり、継手に要する空間を小さくすることが可能となる。
ここで、補強材とは、異形鉄筋、ねじ鉄筋、鋼棒、炭素繊維ロッド等、コンクリートの補強材として使用される各種棒材（線材）を含むものとする。

また、継手長が短くなることにより補強材の量の削減が可能になるとともに、機械式継手用の継手部材（図５（ｃ）参照）も必要としないため、経済性にも優れている。

前記コンクリート補強材の継手構造における前記定着部は、前記補強材の先端に固定されたプレート状の部材であってもよい。

また、前記一方の補強材の前記定着部に凹部が形成されており、当該凹部に前記他方の補強材が入り込ませる構成であれば、位置決めが簡易になるとともに補強材同士の間隔を狭めることによる一体化の効果を増加させることが可能となるため、好適である。

また、前記両補強材に形成された前記定着部の間に、前記両補強材と交差するように配設された介添補強材を備えていれば、定着部をこの介添補強材に係止させるのみで継手構造が形成されるため、作業性に優れている。なお、配力筋やせん断補強筋を介添補強材として使用することで、別途介添補強材を配設することを省略してもよい。

本発明のコンクリート補強材の継手構造によれば、継手構造に必要とする空間を小さくし、また、簡易かつ安価に構成することが可能となる。

本発明の鉄筋の継手構造の好適な実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の説明において、同一要素には同一の符号を用い、重複する説明は省略する。

＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態では、図１に示すように、本発明のコンクリート補強材の継手構造１を利用して、トンネルＴ（外殻覆工）を構築する場合について説明する。なお、継手構造１は、トンネルＴの構築に使用するものに限定されるものではなく、あらゆるコンクリート構造物に適用可能である。

継手構造１は、トンネルＴの構築時における覆工コンクリート６の打ち継ぎ部において、既設の覆工コンクリート６から突設された既設鉄筋（補強材）２と、新設の覆工コンクリートに配筋される新設鉄筋（補強材）３とを互いに重ね合わせてなるものであって、既設鉄筋２と新設鉄筋３（以下、「既設鉄筋２」と「新設鉄筋３」を区別しない場合は、単に「鉄筋２，３」と称する）の両端には、それぞれ鉄筋２，３の直径（公称径）よりも大きな幅を有した定着部４，４が形成されている。
ここで、鉄筋２，３を構成する材料は、異形鉄筋、ねじ鉄筋、鋼棒等、いわゆる鉄筋であれば限定されるものではなく、適用する構造物の用途に応じて適宜選定して採用すればよい。また、本実施形態では、補強材として鉄筋を使用するものとしたが、補強材は鉄筋に限定されるものではなく、例えば炭素繊維ロッド等、その他の補強材も採用可能である。

既設鉄筋２の定着部４と新設鉄筋３の定着部４は、図２（ａ）および（ｂ）に示すように、定着部４，４の鉄筋２，３が固定された面（以下、単に「鉄筋固定面」という場合がある）４ａ，４ａを互いに対向させた状態で重ね合わされている。このとき、一方の鉄筋２（３）の定着部４の側端面が、他方の鉄筋３（２）の周面に当接した状態で重ね合わされている。なお、一方の鉄筋２（３）の定着部４は、必ずしも他方の鉄筋３（２）の周面に当接していなくてもよい。また、鉄筋固定面４ａ同士の間隔ｄ_１の大きさは限定されるものではない。また、鉄筋２，３を重ね合わせる方向は限定されるものではなく、例えば左右や上下に重ねてもよい。

定着部４は、鉄筋２，３の先端に固定されたプレート状の部材（鋼製プレート）であって、本実施形態では、略正方形に形成された鋼板を鉄筋の先端に摩擦圧接することにより一体に固定している。
摩擦圧接は、固定された鉄筋２（３）の先端に回転させた鋼製プレートを押し付けることにより、回転する鋼製プレートに所定の圧力で摩擦熱を発生させて、鋼製プレートを鉄筋２（３）に溶着させることにより行う。

ここで、定着部４の形成方法は、摩擦圧接に限定されるものではなく、ガス圧接接合やアーク溶接接合等、その一体化が可能であればよい。また、定着部４の形状は、正方形に限定されるものではなく、その他の矩形や多角形、円形、楕円形等であってもよい。
また、定着部４は、鉄筋２，３の直径よりも大きな幅を有し、鉄筋２，３の定着性能を向上させることが可能であれば、鋼製プレートにより形成したものに限定されるものではなく、例えば、鉄筋２，３の先端部に固定されたナットやいわゆるこぶ付き鉄筋の両端に形成されたこぶ部分等であってもよい。また、定着部を構成するプレート状の部材の材料は、鋼製プレートに限定されるものではなく、プラスチック、補強繊維を固化したもの等、適宜公知の材料から選定して使用すればよい。

次に、継手構造１の形成方法について説明する。
継手構造１の形成は、所定幅（掘削範囲Ｌ_１）のトンネル掘削を行った後、図２（ｃ）および（ｄ）に示すように、覆工コンクリート６の端面から突出させた既設鉄筋２に新設鉄筋３を側方（図面において上方）から重ね合わせることにより完了する。

このとき、既設の覆工コンクリート６には、予め既設鉄筋２が、その先端部分が継手構造１に対応する重ね長さ以上掘削（掘削範囲Ｌ_１）側に突出した状態で配筋されている。

図１に示すように、掘削範囲Ｌ_１のトンネル掘削が完了したら、新設鉄筋３の配筋を行う。なお、掘削範囲Ｌ_１には、次の施工サイクルで継手構造１となる余掘りＬ_３分も含まれている。
新設鉄筋３は余掘りＬ_３と掘削範囲Ｌ_１の合計の長さと略同等の長さを有している。

以上、本実施形態の鉄筋の継手構造１によれば、鉄筋に定着部４が形成されているため、この定着部４の定着効果により、鉄筋２，３同士を重ねる長さを最小限に抑えることができる。そのため、トンネル掘削における余掘り掘削の延長（余掘りＬ_３）を従来の重ね継手による継手構造を利用したトンネル（図５（ａ）参照）と比較して短く抑えることが可能となる。つまり、鉄筋コンクリート同士の打ち継ぎ部における鉄筋の継手構造１に必要な空間を小さくすることが可能となり、省スペースでの作業が可能となる。

また、鉄筋２，３同士の重ね長さを短くすることで、継手構造１のために確保する空間（余掘りＬ_３）を小さくすることができるため、覆工コンクリート（打ち足しコンクリート）６の１回の打設範囲Ｌ_２を長くすることが可能となる。そのため、一連の施工サイクルの回数を減らすことが可能となり、工事全体の工期を短縮することができる。また、トンネル周方向（鉄筋２，３の長手方向）に生じた配筋の誤差は、鉄筋２，３同士の重ね長さを変化させるのみで調節することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態に係る継手構造１’は、図３に示すように、各鉄筋２、３の定着部４に、他方の鉄筋３，２の鉄筋径に応じて凹部４ｂが形成されており、この凹部４ｂに他方の鉄筋３，２を入り込ませている点で、第１の実施の形態の継手構造１と異なっている。
この他の既設鉄筋２、新設鉄筋３および定着部４の構成は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

継手構造１’において、既設鉄筋２の定着部４と新設鉄筋３の定着部４は、図３（ａ）および（ｂ）に示すように、鉄筋固定面４ａ，４ａを互いに対向させた状態で重ね合わされている。このとき、一方の鉄筋２（３）の定着部４の凹部４ｂに、他方の鉄筋３（２）が挿入された状態で重ね合わされている（図３（ｄ）参照）。なお鉄筋固定面４ａ同士の間隔ｄ_１の大きさは限定されるものではない。

継手構造１’の形成は、既設の覆工コンクリート６の端面から突出させた既設鉄筋２に、新設鉄筋３の定着部４（凹部４ｂ）を側方（図面において上方）から係止させるとともに、新設鉄筋３を既設鉄筋２の凹部４ｂに挿入することで完了する（図３（ｃ）および（ｄ）参照）。なお、新設鉄筋３を係止させる方向は限定されるものではなく、下方や上方等から行ってもよい。

以上、第２の実施の形態に係る継手構造１’によれば、一方の鉄筋２（３）の定着部４に形成された凹部４ｂに他方の鉄筋３（２）を入り込ませることにより完了するため、新設鉄筋３の位置決めを容易に行うことが可能となる。そのため、作業性の向上を図ることが可能となる。

また、定着部４が形成された鉄筋２，３同士の間隔ｄ_２を最小限に抑えることで、覆工コンクリートの部材厚が増加することを抑制することが可能となる。
この他の第２の実施の形態に係る継手構造１’による作用効果等は、第１の実施の形態で示した継手構造１と同様なため、詳細な説明は省略する。

＜第３の実施の形態＞
次に、第３の実施の形態について説明する。
第３の実施の形態では、既設のコンクリート部材７にコンクリート７’を打ち足す場合に行う継手構造１”について説明する。

第３の実施の形態に係る継手構造１”は、図４（ａ）に示すように、左右に並設された既設鉄筋２および新設鉄筋３と交差するように配設された配力筋５を介添補強材として使用している点で、第１の実施の形態の継手構造１と異なっている。
ここで、既設鉄筋２、新設鉄筋３および定着部４の構成は、第１の実施の形態で示した内容と同様なため、詳細な説明は省略する。

本実施形態では、図４（ａ）および（ｂ）に示すように、両鉄筋２，３と交差するように配設された配力筋５を介添補強材として使用するものとし、対向する一対の定着部４，４の間に配力筋５が位置するように、既設鉄筋２および新設鉄筋３を配力筋５の側方（図４（ｂ）における上方）から配力筋５に交差させ、鉄筋２，３を配力筋５に当接させた状態で結束する。
なお、鉄筋固定面４ａ同士の間隔ｄ_１の大きさは限定されるものではない。また、鉄筋固定面４ａを配力筋５の周面に当接させた状態で鉄筋２，３を配設してもよい。

次に、継手構造１”の形成方法について説明する。
継手構造１”の形成は、既設のコンクリート部材７の端面から突出させた既設鉄筋２と交差するように配力筋５を配筋し、配力筋５に新設鉄筋３を係止することにより完了する（図４（ｃ）および（ｄ）参照）。

既設のコンクリート７には、予め既設鉄筋２が、その先端部分が継手構造１”に対応する重ね長さ分以上新設コンクリート７’側に突出した状態で配筋されている。

新設鉄筋３の配筋は、図４（ｃ）および（ｄ）に示すように、配力筋５の上方から配力筋５に係止させるように行う。このとき、既設鉄筋２の定着部４と新設鉄筋３の定着部４は、鉄筋固定面４ａ，４ａを互いに対向させた状態で重ね合わされるように行う。また、一方の鉄筋２（３）の定着部４の側端面が、他方の鉄筋３（２）の周面に当接した状態で重ね合わされている。さらに、鉄筋２,３の側面は、配力筋５の側面に当接している。なお、一方の鉄筋２（３）の定着部４は、必ずしも他方の鉄筋３（２）の周面に当接していなくてもよい。

以上、第３の実施の形態に係る継手構造１”によれば、配力筋５に定着部４を係止するのみで継手構造１”の配筋が完了するため作業が簡易で早期施工化を図ることが可能となる。
この他の第３の実施の形態に係る継手構造１”による作用効果等は、第１の実施の形態で示した継手構造１と同様なため、詳細な説明は省略する。

以上、本発明の好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能であることは言うまでもない。
例えば、本発明のコンクリート補強材の継手構造は、あらゆるコンクリート同士の接合に適用可能であり、本発明のコンクリート補強材の継手構造の採用可能な構成は前記各実施形態で示したものに限定されるものではない。

また、本発明のコンクリート補強材の継手構造において、補強材同士を重ね合わせる方向は限定されるものではなく、例えば上下に重ねあわされていても左右に重ね合わされていてもよい。

また、トンネルの覆工に本発明に係るコンクリート補強材の継手構造を採用する場合においては、トンネル軸方向での補強材の継手、トンネル周方向での補強材の継手に関わらず採用することが可能である。
また、本発明の継手構造を採用する鉄筋の形状は限定されるものではなく、例えば直線であってもよい。

第１の実施の形態に係る鉄筋の継手構造の概略を示す模式断面図である。 図１に示す継手構造の詳細を示す図であって、（ａ）はトンネル内空側から臨む断面図、（ｂ）はトンネル軸方向から臨む断面図、（ｃ）および（ｄ）は組立て状況を示す斜視図である。 第２の実施の形態に係る鉄筋の継手構造を示す図であって、（ａ）はトンネル内空側から臨む断面図、（ｂ）はトンネル軸方向から臨む断面図、（ｃ）および（ｄ）は組立て状況を示す斜視図である。 第３の実施の形態に係る鉄筋の継手構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）および（ｄ）は組立て状況を示す斜視図である。 従来の鉄筋の継手構造を示す図であって、（ａ）は断面図、（ｂ）は拡大断面図、（ｃ）は他の従来の鉄筋の継手構造を示す断面図である。

符号の説明

１，１’，１” 継手構造（コンクリート補強材の継手構造）
２ 既設鉄筋（補強材）
３ 新設鉄筋（補強材）
４ 定着部
５ 配力筋（介添補強材）
Ｌ_１ 掘削範囲
Ｌ_２ 打設範囲
Ｌ_３ 余掘り

Claims (4)

1. ２本の補強材を互いに重ね合わせてなるコンクリート補強材の継手構造であって、
   前記補強材の先端には、それぞれ該補強材の直径よりも大きな幅を有した定着部が形成されており、
   一方の補強材の前記定着部と他方の補強材の前記定着部とが対向させた状態で重ね合わされていることを特徴とするコンクリート補強材の継手構造。
2. 前記定着部が、前記補強材の先端に固定されたプレート状の部材であることを特徴とする、請求項１に記載のコンクリート補強材の継手構造。
3. 前記一方の補強材の前記定着部に凹部が形成されており、当該凹部に前記他方の補強材が入り込んでいることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のコンクリート補強材の継手構造。
4. 前記両補強材に形成された前記定着部の間に、前記両補強材と交差するように配設された介添補強材を備えることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のコンクリート補強材の継手構造。

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