JP2010242443A - コンクリート剥落防止構造およびその施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コンクリート剥落防止構造におけるコンクリート構造物の剥離や剥落を防止することができる。
【解決手段】コンクリート剥落防止構造Ｒは、上下方向に延びる鋼棒ストッパー２に対して水平方向の公差をもって嵌合する受入孔４を有するコンクリート構造物をなす調整桁１に用いられ、受入孔４の縁端４ａに面取り部６を設け、その縁端コンクリートへの応力集中を抑制する構成となっている。これにより、地震時に鋼棒ストッパー２と受入孔４との間に水平方向の相対変位が生じ、鋼棒ストッパー２と受入孔４とが衝突する場合において、受入孔４の縁端コンクリートの剥離や剥落を防止するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンクリート剥落防止構造およびその施工方法に関する。

従来、鉄道構造物のコンクリート製の高架橋では、桁の作製精度に誤差が生じる場合があり、その製作誤差を現地で調整するために調整桁が採用されている（例えば、特許文献１参照）。このような調整桁における支承構造として、桁移動制限を目的とした鋼棒ストッパーが知られている。
鋼棒ストッパーは、高架橋桁受けとなる桁座に上方に向けて突出するようにして埋め込まれており、この鋼棒ストッパーの突出部が例えば２ｍｍ程度の所定の隙間をもって調整桁に形成されている受入孔に嵌合された状態となっている。この鋼棒ストッパーと受入孔との隙間が、上述した高架橋における水平方向の施工誤差を調整するための隙間となっている。

特開２００２−２１２９０３号公報

ところが、従来の鋼棒ストッパーを用いたコンクリート構造物の支承構造では、鋼棒ストッパーの外径の曲率と、コンクリート構造物の受入孔の内径の曲率とが異なるため、鋼棒ストッパーが受入孔に対して局所的に接触し、受入孔の縁部に位置するコンクリート表面に応力が集中する構造となっている。
そのため、地震時に鋼棒ストッパーと受入孔との間に水平方向の相対変位が生じ、鋼棒ストッパーと受入孔とが当接することで、受入孔の縁端のコンクリートの一部が剥離、剥落するといった問題があり、その点で改良の余地があった。

本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、剥離や剥落を防止することができるコンクリート剥落防止構造およびその施工方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るコンクリート剥落防止構造では、上下方向に延びる鋼棒ストッパーに対して水平方向の公差をもって嵌合する受入孔を有するコンクリート構造物に用いられるコンクリート剥落防止構造であって、受入孔の縁端に面取り部が設けられていることを特徴としている。

また、本発明に係るコンクリート剥落防止構造の施工方法では、上下方向に延びる鋼棒ストッパーに対して水平方向の公差をもって嵌合する受入孔を有するコンクリート構造物を構築するためのコンクリート剥落防止構造の施工方法であって、コンクリート構造物の受入孔の施工時において、受入孔の縁端に面取り用型枠を設置した後、コンクリートを打設してコンクリート構造物を構築するようにしたことを特徴としている。

本発明では、例えば面取り用型枠を使用してコンクリート構造物側の受入孔の縁端に面取り部を設けることで、その縁端に位置するコンクリート表面（縁端コンクリート）への応力集中を抑制することができる。そのため、地震時に鋼棒ストッパーと受入孔との間に水平方向の相対変位が生じ、鋼棒ストッパーと受入孔とが衝突する場合においても、受入孔の縁端コンクリートの剥離や剥落を防止することができる。

また、本発明に係るコンクリート剥落防止構造では、面取り部は、コンクリートよりも弾性係数の小さな弾性部材から形成された面取り型枠を用いて形成され、面取り用型枠は、コンクリート打設後に残置されてコンクリート構造物と一体的に設けられていてもよい。

また、本発明に係るコンクリート剥落防止構造の施工方法では、面取り用型枠は、コンクリートよりも弾性係数の小さな弾性部材から形成されていることが好ましい。

本発明では、面取り用型枠は弾性部材からなり、面取り部から受ける応力に対して弾性変形が作用することから、面取り部の作用、効果を低減するものではなく、受入孔の縁端に位置するコンクリート表面への応力集中を抑制することができる。したがって、面取り部を作成した面取り用型枠を面取り部の形成後においても取り除く必要がないので、脱型作業の施工の手間を低減することができる。

また、本発明に係る桁端コンクリートの施工方法では、受入孔の内周面には、有底筒状の鋼管材が埋設されていることが好ましい。

本発明では、受入孔をなす鋼管材がコンクリート構造物に対する埋め込み型枠として機能するので、施工時に型枠を設置する必要がなく、これにより型枠の隙間から打設したコンクリートが漏出するといった不具合を防ぐことができる。

本発明のコンクリート剥落防止構造および施工方法によれば、受入孔の縁端に面取り部を設けたことで、その縁端のコンクリート表面への応力集中を抑制することができるので、地震時において鋼棒ストッパーが受入孔に衝突することによって生じるコンクリートの剥離、剥落を防止することができる。

本発明の実施の形態によるコンクリート剥落防止構造の構成を示す側断面図である。 図１に示すＡ−Ａ線断面図である。 図１に示すＢ−Ｂ線断面図である。 図１に示すＣ−Ｃ線矢視図である。 （ａ）〜（ｃ）は受入孔及び面取り部を形成するための施工手順を示す図である。

以下、本発明によるコンクリート剥落防止構造およびその施工方法の実施の形態について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１乃至図４に示すように、本実施の形態によるコンクリート剥落防止構造Ｒは、鉄道等の高架橋において、製作誤差を吸収するための支承部をなす桁移動調整桁（以下、単に調整桁１という）に適用されている。この調整桁１は、本発明のコンクリート構造物に相当し、図示しない上部桁どうしの間に配置されており、鋼棒ストッパー２を介して桁受け部をなす桁座３によって支持されている。そして、調整桁１の下面１ａと桁座３３の上端３ａとの間には、所定の隙間が設けられている。

鋼棒ストッパー２は、例えば外径１００ｍｍの鋼棒部材であって、橋脚３の上端３ａに中心軸線方向を鉛直方向に向けた状態で埋め込まれて固定されている。鋼棒ストッパー２の長さ寸法は、後述する受入孔４内に嵌合された状態で鋼棒ストッパー２の上端２ａが当接することがない程度に間隔をもった寸法とされる。つまり、鋼棒ストッパー２には、調整桁１の垂直力（鉛直力）がかからない構成であり、地震時において水平力のみが作用する構造となっている。

調整桁１には、上下方向に延びる鋼棒ストッパー２に対して水平方向の公差をもって嵌合する受入孔４が、鋼棒ストッパー２に対して略同軸に嵌合可能な位置に形成されている。受入孔４は、内径寸法は例えば１０４ｍｍとされ、鋼棒ストッパー２と同軸に嵌合された状態において、上述したように例えば直径１００ｍｍの鋼棒ストッパー２の外周側に２ｍｍ程度の隙間ｔが設けられている。この受入孔４の内周面にはサヤ管５（鋼管材）が埋設された状態となっている。この受入孔４と鋼棒ストッパー２との隙間ｔは、上部桁の施工上の誤差を吸収する機能をもたせるものである。

サヤ管５は、有底筒状をなし、その開口を下側（桁座３側）に向けて配置されている。このとき、サヤ管５の底部５ａと鋼棒ストッパー２の上端部２ａとは、上述したように接しない位置となり、すなわち桁座３は鋼棒ストッパー２を介して調整桁１の鉛直方向の荷重を受けない構成となっている。なお、詳しくは後述するが、鋼棒ストッパー２は、調整桁１と桁座３との間に相対変位が生じたとき、受入孔４の内周面に衝突することにより水平方向の荷重のみを受けることになる。

そして、受入孔４の縁端４ａには、全周にわたって面取り部６が形成されている。この面取り部６は、桁座３へ向かうにしたがって漸次拡径するテーパー面であり、これにより受入孔４の縁端４ａには角部が取り除かれた形状となっている。

次に、上述のように構成されるコンクリート剥落防止構造Ｒの作用について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、地震時において、桁座３に固定されている鋼棒ストッパー２と調整桁１側の受入孔４との間で相対変位が生じ、その変位量が大きい場合には、鋼棒ストッパー２が受入孔４に衝突することになる。このとき、受入孔４の縁端４ａには、角部を有しない面取り部６が形成されているので、衝突時の衝撃が縁端４ａに位置する縁端コンクリートへの応力集中を低減することができ、面取り部６が設けられていない場合に比べて縁端コンクリートの破損を抑えることができる。

次に、面取り部６を形成させた受入孔４の施工方法について図５などに基づいて説明する。
先ず、図１に示すように、予め桁座３を製作しておくが、具体的には、桁座３の上端３ａの略中央位置に調整桁１の下面１ａ側に向けて突出するようにして鋼棒ストッパー２を埋設した状態でコンクリートを打設することにより製作する。

次に、図５（ａ）に示すように、施工した前記鋼棒ストッパー２に対して水平方向（ゆるみ方向）に隙間をもたせて嵌合させた状態でサヤ管５を配置し、そのサヤ管５の下側に面取り部６（図１参照）を形成するための面取り用型枠７を設置する。
ここで、面取り用型枠７は、受入孔４の縁端４ａの周方向に沿うリング形状（平面視で円形）をなし、その外周部には面取り部６に対応するテーパー面７ａが形成されている。つまり、面取り用型枠７の中心軸線方向で一端（図５で上端）の外径寸法が他端（図５で下端）の外径寸法が前記内径寸法よりも大径となり、面取り用型枠７の上端が受入孔４の内径寸法に一致する形状となっている。

そして、サヤ管５と面取り用型枠７とを所定位置に配置した後、調整桁１の外殻に対応する位置に型枠８を設置する。なお、とくに図示はしないが、調整桁１には鉄筋類が適宜な数量で配置される。
続いて、図５（ｂ）に示すように、型枠８内にコンクリートＣを打設する。そして、図５（ｃ）に示すように、所定の養生時間が経過したら、図５（ｂ）に示す型枠８および面取り用型枠７を取り外して完了となる。このとき、サヤ管５は打設したコンクリートＣと一体化して受入孔４を形成することになる。

本施工方法では、受入孔４をなすサヤ管５が調整桁１に対する埋め込み型枠として機能するので、施工時に型枠を設置する必要がなく、これにより型枠の隙間から打設したコンクリートが漏出するといった不具合を防ぐことができる。

上述した本実施の形態によるコンクリート剥落防止構造およびその施工方法では、受入孔４の縁端４ａに面取り部６を設けたことで、その縁端４ａのコンクリート表面への応力集中を抑制することができるので、地震時において鋼棒ストッパー２が受入孔４に当接、衝突することによって生じる縁端コンクリートの剥離、剥落を防止することができる。

以上、本発明によるコンクリート剥落防止構造およびその施工方法の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では、面取り部６の施工に用いる面取り用型枠７をコンクリートＣの打設後に取り除いているが、これに限定されることはない。例えば、面取り用型枠７は、コンクリートより弾性係数の小さな弾性材料（例えば、ゴム等）から形成し、コンクリート打設後に残置されてコンクリート構造物（調整桁１）と一体的に設けられていてもよい。つまり、面取り用型枠７が弾性部材からなり、面取り部６から受ける応力に対して弾性変形が作用することから、面取り部６の作用、効果を低減するものではなく、受入孔４の縁端４ａに位置するコンクリート表面への応力集中を抑制することができる。したがって、面取り部６を作成した面取り用型枠７を面取り部６の形成後においても取り除く必要がないので、脱型作業の施工の手間を低減することができる。

また、鋼棒ストッパー２、受入孔４の長さ、径寸法などの構成、面取り部６の寸法、鋼棒ストッパー２と受入孔４との隙間ｔなどは、調整桁１（コンクリート構造物）の形状、大きさ等の条件に応じて任意に設定することができる。

１ 調整桁（コンクリート構造物）
２ 鋼棒ストッパー
３ 桁座
４ 受入孔
４ａ 縁端
５ サヤ管（鋼管材）
６ 面取り部
７ 面取り用型枠
７ａ テーパー面
８ 型枠
ｔ 隙間
Ｃ コンクリート
Ｒ コンクリート剥落防止構造

Claims (5)

1. 上下方向に延びる鋼棒ストッパーに対して水平方向の公差をもって嵌合する受入孔を有するコンクリート構造物に用いられるコンクリート剥落防止構造であって、
   前記受入孔の縁端に面取り部が設けられていることを特徴とするコンクリート剥落防止構造。
2. 前記面取り部は、コンクリートよりも弾性係数の小さな弾性部材から形成された面取り型枠を用いて形成され、
   該面取り用型枠は、コンクリート打設後に残置されて前記コンクリート構造物と一体的に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート剥落防止構造。
3. 前記受入孔の内周面には、有底筒状の鋼管材が埋設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンクリート剥落防止構造。
4. 上下方向に延びる鋼棒ストッパーに対して水平方向の公差をもって嵌合する受入孔を有するコンクリート構造物を構築するためのコンクリート剥落防止構造の施工方法であって、
   前記コンクリート構造物の前記受入孔の施工時において、
   前記受入孔の縁端に面取り用型枠を設置した後、コンクリートを打設してコンクリート構造物を構築するようにしたことを特徴とするコンクリート剥落防止構造の施工方法。
5. 前記面取り用型枠は、コンクリートよりも弾性係数の小さな弾性部材から形成されていることを特徴とする請求項４に記載のコンクリート剥落防止構造の施工方法。

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