JP2011185011A - 構造物の柱の施工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】柱の施工を容易にした構造物の柱の施工方法を提供する。
【解決手段】構造物（１０）の隣り合う梁同士の間又は構造物の隣り合う梁と基礎との間に柱を施工する方法であって、梁及び基礎（１４）を有する構造物（１０）を対象にし、複数の柱部品に分割した柱（１５）を用意し、構造物（１０）の隣り合う梁又は構造物の隣り合う梁と基礎（１４）とに複数の柱部品から選択した柱部品をそれぞれ接合し、接合した柱部品及び残りの柱部品を組み立てて柱（１５）を完成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、鉄道、道路の高架橋、ビル等の構造物の柱の施工方法に関する。

新設の構造物では、最初に柱を作製し、その後に柱の上に梁を作製する。よって、梁を作製した後に柱を梁に接合する施工方法は実施されていなかった。また、既存の構造物において梁と接合した柱を交換する場合、柱を梁から取り除いて、既製の柱を梁に接合していた。

しかし、既存の構造物の梁に既製の柱を施工する方法は、柱の施工のために広いスペース、高いコストを必要とし、さらに、構造物の大規模な改築という問題を有していた。

一方、都市における高架橋の下であって柱同士の間のスペースは、駅舎や店舗等に利用される。しかし、柱同士の間隔が短いことから、現状では柱が旅客流動や有効利用の妨げになっている。そのため、柱の断面積を小さくすること、又は、別の位置に柱を移設する方法が求められている。この点、既設高架橋において柱の位置を変更したいケースが見受けられるが、現状では構造の変更は難しい。その理由は、既設の高架橋では上部の梁と基礎の位置が決まっており、新設構造とは異なり、梁と既製の柱の部分を十分に配筋してコンクリートを打設することができないためである。このため、既設高架橋は、既製の柱を梁と接合することは困難であるという課題を有していた。

そこで、本発明の目的は、柱の施工を容易にした構造物の柱の施工方法を提供することにある。

以下、符号を付して本発明の特徴を説明する。なお、符号は参照のためであり、本発明を実施形態に限定するものでない。

本発明の特徴に係わる構造物の柱の施工方法は、構造物（１０）の隣り合う梁（１３）同士の間又は構造物（１０）の隣り合う梁（１３）と基礎（１４）との間に柱を施工する方法であって、梁（１３）及び基礎（１４）を有する構造物（１０）を対象にし、複数の柱部品（１５１Ａ、１５１Ｂ、１５２Ａ、１５２Ｂ、１５３Ａ、１５３Ｂ、１５４Ａ、１５４Ｂ、１５８Ａ、１５８Ｂ）に分割した柱（１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ）を用意し、構造物（１０）の隣り合う梁（１３）又は構造物の隣り合う梁（１３）と基礎（１４）とに複数の柱部品（１５１Ａ・・・１５８Ｂ）から選択した柱部品をそれぞれ接合し、接合した柱部品及び残りの柱部品を組み立てて柱（１５・・・１５Ｃ）を完成する。

以上の特徴において、組み立てた柱部品（１５４Ａ、１５４Ｂ、１５８Ａ、１５８Ｂ）の周りに補強板（１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃ、１５７Ｂ、１５７Ｃ）を巻く。

組み立てた柱部品（１５４Ａ、１５４Ｂ、１５８Ａ、１５８Ｂ）を囲むように補強管（１５６、１５９）を配置する。

柱部品（１５１Ａ・・・１５８Ｂ）は中空であり、柱部品（１５１Ａ・・・１５８Ｂ）の内部にセメント系固化材（Ｃ１）を充填する。

柱部品（１５４Ａ、１５４Ｂ、１５８Ａ、１５８Ｂ）と補強管（１５６、１５９）との間にセメント系固化材（Ｃ１）を充填する。

梁（１３）及び基礎（１４）の一方に接合部（１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃ）を形成する。

接合部をアンカー鉄筋（１７Ｃ）で形成する。

アンカー鉄筋（１７Ｃ）を継鉄筋（１７Ｄ）と接続し、アンカー鉄筋（１７Ｃ）の周りに補強板（１５７Ａ）を巻き、補強板（１５７Ａ）の内部にセメント系固化材（Ｃ１）を充填する。

本発明の特徴によれば、複数の柱部品から柱を組み立てるので、梁又は基礎に対する柱の施工を容易にする。

既存の柱を新たな柱に交換する場合、大規模な構造改良が不要となり、施工コストの面で有利である。

梁又は基礎の高さを変えずに柱を設置することができる。

柱のレイアウトの自由に変更できるので、構造物が高架橋であれば、旅客流動を円滑にし、高架橋下のスペースを有効に活用することがきる。

複数の柱部品により柱の強度を高めて、柱横断面を小さくできるので、柱同士の間隔を広げることができる。これにより、構造物が高架橋であれば、旅客流動を円滑にし、高架橋下のスペースを店舗の設置等に有効活用することがきる。

柱は複数の柱部品から構成されるので、全体の変形性能を向上させ、耐震性能を向上させる。

本実施形態に係る高架橋の斜視図である。 既存の高架橋の斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、柱の施工工程を示す概要図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）は、第２の実施形態に係る柱の施工工程を示す概要図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、第３の実施形態に係る柱の施工工程を示す概要図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図５（Ｃ）に続く柱の施工工程を示す概要図である。 （Ａ）、（Ｂ）は図６（Ｃ）に続く柱の施工工程を示す概要図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は第４の実施形態に係る高架橋の柱の施工工程を示す概要図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、図８（Ｃ）に続く柱の施工工程を示す概要図である。

以下、図面を参照して高架橋を一例として実施の形態を詳細に説明する。

第１の実施形態
図１に示すように、構造物としての高架橋１０は、軌道１１が設置された床版１２と、床版１２を支持する梁１３と（図３参照）、梁１３と接合されると共に基礎１４の上に配置された柱１５群と、柱１５同士の間に店舗構造物１６を有する。

図３（Ｄ）に示すように、柱１５は、長手方向に半分に分割された第１及び第２の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂから構成される。第１及び第２の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂは、接合部１７Ａ、１７Ｂで梁１３及び基礎１４に接合される。第１及び第２の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂは、それぞれ中空の鋼管からなる。各柱部品１５１Ａ、１５１Ｂの内部はセメント系固化材Ｃ１で充填されている。セメント系固化材Ｃ１は、例えば、コンクリート又はモルタルである。このような柱は、ＣＦＴ（Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｉｌｌｅｄ Ｓｔｅｅｌ Ｔｕｂｅ）柱と言われている。

次に、既設の高架橋の柱１０５を本形態の柱１５に交換する施工方法を説明する。

図２に示すように、既存の高架橋１００は、軌道１１が設置された床版１２と、床板１２の下の梁１３を支持すると共に基礎１４に支持された柱群１０５を有する。以下、１つの柱１０５を代表として交換方法を説明する。

図３（Ａ）に示すように、既存の柱１０５の両側であって梁１３と基礎１４の間に仮支持材１０６Ａ、１０６Ｂを配置する。仮支持材１０６Ａ、１０６Ｂは梁１３を一時的に支持する。その後、既存の柱１０５を撤去する。図３（Ｂ）に示すように、既存の柱１０５の位置に一致するように梁１３及び基礎１４のそれぞれに接合部１７Ａ、１７Ｂを加工する。接合部１７Ａ、１７Ｂは、例えば、アンカー鉄筋からなる。ここで、接合部を既存の柱から離して柱のレイアウトを変更しても良い。図３（Ｃ）に示すように、梁１３と基礎１４と間であって接合部１７Ａ、１７Ｂ対して一方側に第１の柱部品１５１Ａを配置する。同様に、梁１３と基礎１４と間であって接合部１７Ａ、１７Ｂに対して他方側に第２の柱部品１５１Ｂを配置する。図３（Ｄ）に示すように、各柱部品１５１Ａ、１５１Ｂによって、接合部１７Ａ、１７Ｂを挟むようにして、接合部１７Ａ、１７Ｂと第１及び第２の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂとを接合して組み立てる。最後に第１及び第２の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂの内部にセメント系固化材Ｃ１を充填する。以上より、柱１５が完成する。

以上の実施形態によれば、柱部品１５１Ａ、１５１Ｂを柱１５に組み立てるので、梁１３又は基礎１４に対する柱１５の施工を容易にする。

既存の柱１０５のみを新たな柱１５に交換するので、大規模な構造改良が不要となり、施工コストの面で有利である。

上下の梁１３と基礎１４の高さを変えずに新たな柱１５を設置することができる。

柱１５のレイアウトの自由に変更できるので、旅客流動を円滑にし、高架橋１０下のスペースを有効に活用することがきる。

複数の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂにより柱１５の強度を高めて、柱横断面を小さくできるので、柱１５同士の間隔を広げることがでる。これにより、旅客流動を円滑にし、高架橋下のスペースを店舗の設置等に有効活用することがきる。

柱１５は複数の柱部品１５１Ａ、１５１Ｂから構成されるので、全体の変形性能を向上させ、耐震性能を向上させる。

第２の実施形態
図４（Ｄ）に示すように、柱１５Ａは、接合部１７Ａを用いて梁１３に取り付けられた立方体状の上柱部品１５２Ａと、接合部１７Ｂを用いて基礎１４に取り付けられた立方体状の下柱部品１５２Ｂと、上柱部品１５２Ａと下柱部品１５２Ｂとの間に配置された第１及び第２の中柱部品１５３Ａ、１５３Ｂを有する。

柱１５Ａは、横方向において上柱部品１５２Ａ、第１及び第２の中柱部品１５３Ａ、１５３Ｂ、下柱部品１５２Ｂに分割される。さらに、第１及び第２の中柱部品１５３Ａ、１５３Ｂは長手方向に半分に分割される。

次に、既設の高架橋の柱１０５を本実施形態の柱１５Ａに交換する施工方法を説明する。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、既存の柱１０５の撤去方法、及び、接合部１７Ａ、１７Ｂの加工は、第１の実施形態と同様である。

図４（Ｂ）に示すように、梁１３の接合部１７Ａに上柱部品１５２Ａを取り付ける。同様に、基礎１４の接合部１７Ｂに下柱部品１５２Ｂを取り付ける。さらに、図４（Ｃ）に示すように、上柱部品１５２Ａ及び下柱部品１５２Ｂに間に第１及び第２の中柱部品１５３Ａ、１５３Ｂを挿入する。図４（Ｄ）に示すように、第１及び第２の中柱部品１５３Ａ、１５３Ｂ同士を接合する。第１及び第２の中柱部品１５３Ａ、１５３Ｂをそれぞれ上柱部品１５２Ａ、下柱部品１５２Ｂに接合する。最後に、各部品１５２Ａ、１５２Ｂ、１５３Ａ、１５３Ｂの内部にセメント系固化材Ｃ１を充填する。以上より柱１５Ａが完成する。

以上の実施形態によれば、柱１５Ａを４つの柱部品１５２Ａ、１５２Ｂ、１５３Ａ、１５３Ｂに分割しているので、柱の施工性を向上させ、また、柱横断面を小さくすることができる。

第３の実施形態
図７（Ｂ）に示すように、柱１５Ｂは、アンカー鉄筋１７Ｃを用いて基礎１４及び梁（図示省略）に接合されると共に互いに接合された半円柱状の第1の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂを有する。柱１５Ｂは、第１及び第２の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂの下部、中部、上部の周りに巻かれた第1、第2、及び第3の補強板１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃを有する。柱１５Ｂは、第1及び第2の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂ並びに第１、第２、第３の補強板１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃの外側を囲むように配置された補強管１５６を有する。第１、第２、第３の補強板１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃは、例えば、鋼板である。補強管１５６は、例えば、鋼管である。

図５〜図７を用いて、既存の高架橋の柱１０５を新しい柱１５Ｂに交換する施工方法を説明する。

図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、既存の柱１０５の撤去方法は、第１の実施形態と同様である。図５（Ｃ）以降、梁１３を省略して基礎１４のみを表示するが、梁１３にも基礎１４と同様の施工を実施する。

図５（Ｃ）に示すように、基礎１４に複数のアンカー鉄筋１７Ｃを差し込む。

図６（Ａ）に示すように、アンカー鉄筋１７Ｃを挿入するように中空の第１の柱部品１５４Ａ及び第２の柱部品１５４Ｂを配置する。第１の柱部品１５４Ａ及び第２の柱部品１５４Ｂを互いに接合し組み立てる。図６（Ｂ）に示すように、第１及び第２の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂの下部の周りに第１の補強板１５５Ａを巻く。図６（Ｃ）に示すように、第１及び第２の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂの中部及び上部に第２及び第３の補強板１５５Ｂ、１５５Ｃを巻く。

図７（Ａ）に示すように、第１及び第２の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂ並びに第１、第２及び第３の補強板１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃの外側を囲むように補強管１５６を配置する。図７（Ｂ）に示すように、最後に、第１及び第２の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂの内部、及び、補強管１５６と第１及び第２の柱部品１５４Ａ、１５４Ｂとの間にセメント系固化材Ｃ１を充填する。以上より、柱１５Ｂが完成する。

以上の実施形態によれば、第１、第２及び第３補強板１５５Ａ、１５５Ｂ、１５５Ｃ、並びに、補強管１５６により柱１５Ｂの強度をより向上させる。

第４の実施形態
図９（Ｃ）に示すように、柱１５Ｃは、基礎１４に差し込まれた複数のアンカー鉄筋１７Ｃと、アンカー鉄筋１７Ｃに継ぎ足された複数の継鉄筋１７Ｄと、アンカー鉄筋１７Ｃの周りを囲む第１の補強板１５７Ａを有する。柱１５Ｃは、継鉄筋１７Ｄが挿入されるように配置されると共に互いに接合された第１の柱部品１５８Ａ及び第２の柱部品１５８Ｂを有する。柱１５Ｃは、第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂの下部及び上部に巻かれた第２の補強板１５７Ｂ、第３の補強板１５７Ｃを有する。柱１５Ｃは、第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂ、並びに、第１、第２及び第３の補強板の外側を囲むように配置された補強管１５９を有する。

図８、９を用いて、既存の高架橋の柱１０５を新しい柱１５Ｃに交換する施工方法を説明する。

既存の柱の撤去方法は、第１の実施形態と同様であり、説明を省略する。

図８（Ａ）に示すように、複数のアンカー鉄筋１７Ｃを基礎１４に差し込み固定する。図８（Ｂ）に示すように、アンカー鉄筋１７Ｃの周りに囲むように第１の補強板１５７Ａを配置する。図８（Ｃ）に示すように、アンカー鉄筋１７Ｃのそれぞれに継鉄筋１７Ｄを継ぎ足す。

図９（Ａ）に示すように、第１の補強板１５７Ａの内部にセメント系固化材Ｃ１を充填する。図９（Ｂ）に示すように、継鉄筋１７Ｄを第１の柱部品１５８Ａと第２の柱部品１５８Ｂに差し込み、第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂを充填したセメント系固化材Ｃ１の上に設置する。第１の柱部品１５８Ａと第２の柱部品１５８Ｂとを互いに接合する。接合した第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂの下部の周りに第２の補強板１５７Ｂを巻く。図９（Ｃ）に示すように、第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂの上部の周りに第３の補強板１５７Ｃを巻く。第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂ、並びに、第１の補強板１７Ｃの外側を囲むように補強管１５９を配置する。最後に、第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂの内部、第１及び第２の柱部品１５８Ａ、１５８Ｂと補強管１５９との間に、セメント系固化材Ｃ１を充填する。以上より、柱１５Ｃが完成する。

以上の実施形態によれば、第１、第２、第３の補強板１５７Ａ、１５７Ｂ、１５７Ｃ、補強管１５９により、柱１５Ｃの強度が向上する。

なお、本発明は本実施形態に限定されず、また、各実施形態は発明の趣旨を変更しない範囲で変更、修正可能である。本発明の施工方法は高架橋に限定されず、ビル等のあらゆる構造物に適用される。本発明の施工方法は、隣り合う梁と基礎との間の他、隣り合う梁同士の間に柱を作製する場合に適用される。本発明の施工方法は、既存の構造物の柱の交換に適用してもよいし、梁及び基礎が既設された新設の構造物の柱の施工に用いてもよい。

１０ 高架橋
１３ 梁
１４ 基礎
１５、１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ 柱
１７Ａ、１７Ｂ、接合部
１７Ｃ アンカー鉄筋
１７Ｄ 継鉄筋
１５１Ａ 第１の柱部品
１５１Ｂ 第２の柱部品
１５２Ａ 上柱部品
１５２Ｂ 下柱部品
１５３Ａ 第１の中柱部品
１５３Ｂ 第２の中柱部品
１５４Ａ 第１の柱部品
１５４Ｂ 第２の柱部品
１５５Ａ 第１の補強板
１５５Ｂ 第２の補強板
１５５Ｃ 第３の補強板
１５６ 補強管
１５７Ａ 第１の補強板
１５７Ｂ 第２の補強板
１５７Ｃ 第３の補強板
１５８Ａ 第１の柱部品
１５８Ｂ 第２の柱部品
１５９ 補強管
Ｃ１ セメント系固化材

Claims (8)

1. 構造物の隣り合う梁同士の間又は構造物の隣り合う梁と基礎との間に柱を施工する方法であって、
   梁及び基礎を有する構造物を対象にし、
   複数の柱部品に分割した柱を用意し、
   前記構造物の隣り合う梁又は前記構造物の隣り合う梁と基礎とに前記複数の柱部品から選択した柱部品をそれぞれ接合し、
   前記接合した柱部品及び残りの柱部品を組み立てて柱を完成する、
   構造物の柱の施工方法。
2. 前記組み立てた柱部品の周りに補強板を巻く、請求項１に記載の構造物の柱の施工方法。
3. 前記組み立てた柱部品を囲むように補強管を配置する、請求項１又は２に記載の構造物の柱の施工方法。
4. 前記柱部品は中空であり、
   前記柱部品の内部にセメント系固化材を充填する請求項１乃至３の何れか１つに記載の構造物の柱の施工方法。
5. 前記柱部品と補強管との間にセメント系固化材を充填する、請求項３に記載の構造物の柱の施工方法。
6. 前記梁及び基礎に接合部を形成する、請求項１乃至５の何れかに１つに記載の構造物の柱の施工方法。
7. 前記接合部をアンカー鉄筋で形成する、請求項６に記載の構造物の柱の施工方法。
8. 前記アンカー鉄筋を継鉄筋と接続し、
   前記アンカー鉄筋の周りに補強板を巻き、
   前記補強板の内部にセメント系固化材を充填する、請求項７に記載の構造物の柱の施工方法。

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