JP2013104238A

JP2013104238A - 軽量盛土工法におけるｈ形鋼支柱をコンクリート床版に水平支持する金具

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Publication number: JP2013104238A
Application number: JP2011249278A
Authority: JP
Inventors: Koki Ohama; 光喜大浜
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-11-15
Filing date: 2011-11-15
Publication date: 2013-05-30

Abstract

【課題】軽量盛土工法におけるＨ形鋼とコンクリート床版の支持金具において、変形を抑制することで安定して動作するようにするとともに、サビに対する耐食性を確保する。
【解決手段】支持金具は、Ｈ形鋼のフランジに上下方向に摺動可能に係合される一対の係合部を備え、係合部をコンクリート中に埋設することで変形と変位を抑制する。係合部は、Ｕ字形状の基板と該基板の両側に対向して位置するＬ字形状の一対の係止片とＵ字形状のアンカー部材とにより形成される。支持金具のほとんどは、コンクリート中に埋設されていてコンクリートのかぶりと溶融亜鉛メッキによりサビに対する耐食性を確保する。
【選択図】図１

Description

本発明は、軽量盛土工法におけるコンクリート床版とＨ形鋼との固定に用いるための支持金具に関する。

軟弱地盤や地滑り地などでの盛土工法の一つとしてＥＰＳ工法のような軽量盛土材を用いた軽量盛土工法が知られている。この工法は、地盤改良にかかる経費の節減、工期の短縮、耐震性の向上などにおいて優れた効果を発揮することから、種々の土木工事において広く採用されている。図６は、軽量盛土工法を道路の拡幅工事に用いる場合の一例を示す断面図であり、軽量盛土材として発泡スチロールブロック（ＥＰＳブロック）を使用している。
図６

図６のように、中腹部に既存の道路１が作られている既存地山の斜面側にＨ形鋼２を立設し、Ｈ形鋼２と支持地盤３との間にＥＰＳブロック４を積み上げて所定高さの盛土部を形成する。その後、積み上げたＥＰＳブロック４の上面に所定厚さにコンクリートを打設してコンクリート床版５を形成する。またコンクリート床版５およびＥＰＳブロック４が水平方向の位置ズレまたは転倒を起こさないように、支持地盤３に埋設固定したアンカー６の先端をコンクリート床版５に一体形成したアンカーヘッド５ａに固定する。

一方、立設したＨ形鋼２が側圧により外側に傾倒しないように、上位のコンクリート床版５（あるいは中間のコンクリート床版）に一端側を埋設したアンカー部材３０の他端側をＨ形鋼２のフランジに係着させる。その後、Ｈ形鋼２を利用して軽量コンクリート板のような壁面保護材７が取り付けられ、さらに、仕上げ施工としての路盤８やアスファルト舗装９などが施工される。

ところで、ＥＰＳブロックのような樹脂発泡体ブロックは弾塑性体である。従って、コンクリート床版５の上に仕上げ施工として路盤８やアスファルト舗装９を積み上げるとＥＰＳブロック４がわずかに沈下する。そのために、Ｈ形鋼２と樹脂発泡体ブロック４とを相互に非拘束状態とし、かつ、コンクリート床版に一端側を埋設したアンカー部材３０の他端側に支持金具３０Ａを取り付け、この支持金具３０Ａに設けた係合部をＨ形鋼２のフランジ２ａに上下方向に摺動可能に係合させておくことにより、樹脂発泡体ブロック４およびコンクリート床版の下方への沈み込みを許容することが行われる（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

図７は、その一例を示すための平面図であり、この支持金具３０Ａは、断面をハット状に形成された基板部分３１と、該基板部分３０の両側に対向した状態で取り付けられる一対の断面コ字形をなす係止片３２、３２とから構成されている。基板部分３１と各係止片３２とはボルト、ナット３３により一体に組み付けられており、該一対の係止片３２、３２の間にＨ形鋼２のフランジ２ａが入り込むことにより、支持金具３０ＡとＨ形鋼２とは上下方向に摺動可能な状態で一体化される。一方、基板部分３１は中央に凹陥部３４を有しており、その底部に形成した取り付け孔３５に、一端をコンクリート床版に埋設したアンカー部材３０の他端を差し込んでネジ止めすることにより、支持金具３０Ａとアンカー部材３０とが連結されている。
図７

特許公開平１１−２０９９９９（図２）特許公開２００２−３１７４４７（図１）

上記支持金具３０Ａを用いた軽量盛土工法におけるコンクリート床版５とＨ形鋼２との固定構造では、樹脂発泡体ブロック４およびコンクリート床版５の下方への沈み込みにつれて、支持金具３０ＡがＨ形鋼２のフランジ２ａに沿って下降していくことができるので、Ｈ形鋼２への支持部位への応力集中を回避することができ、安定した軽量盛土構造体が得られる。

しかし、コンクリート床版５に埋設されたアンカー部材３０との作用点が１ヶ所、すなわち、基板部分３１における凹陥部３４の底部に形成された取り付け孔３５の１ヶ所であり、そこに応力が集中することから、さらに、基板部分３１も金属板の曲げ加工により形成されていることから、大きな側圧が作用したときに基板部分３１の凹陥部３４近傍が変形しやすいという欠点がある。

また、一対の断面コ字形をなす係止片３２、３２もやはり金属板の曲げ加工により形成されており、肉厚に限界があることから、強度に限界があり、大きな側圧が作用したときに、係止片３２にも変形が生じやすい。

さらに、支持金具３０Ａとフランジ２ａの間には側圧による摩擦力が作用しているため、床版５が下降していくときに支持金具３０Ａに上向きの摩擦力が作用し、アンカー部材３０がコンクリートの付け根で変形しやすい。

そのようなことから、支持金具３０ＡとＨ形鋼２のフランジ２ａとの間の摺動可能な係合態様が不安定になりやすく、樹脂発泡体ブロック４およびコンクリート床版５の下方への沈み込みに対する支持金具３０Ａの上下方向の移動が追従性を消失してしまい、Ｈ形鋼への支持部位に応力集中が発生することが往々にして生じている。

さらに、Ｈ形鋼２や基板部分３１はサビ対策として溶融亜鉛メッキ処理を行う。しかし、ボルトナットは亜鉛付着量が多くなると締め付けが出来なくなることから、ボルトナットのメッキ作業では付着量を少なくするような作業がなされている。このためＨ形鋼や支持金具類に比べてボルトナット部の耐食性能が著しく劣ることになっている。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、コンクリート床版に埋設されたアンカー部材とＨ形鋼との接合部位に大きな側圧が作用した場合でも、アンカー部材先端に取り付けた支持金具に変形が生じるのを回避することができ、それにより、両者間の摺動可能な係合態様を常に安定な状態に維持できるようにし、長期耐食性を改善した軽量盛土工法におけるコンクリート床版とＨ形鋼との間の固定に用いられる改良された支持金具を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するための本発明による支持金具は、立設したＨ形鋼の背面側に盛土用のブロック材を多段に積み上げ、その上面にコンクリート床版を配置し、該コンクリート床版をＨ形鋼に対して上下方向に移動可能に固定するための軽量盛土工法におけるコンクリート床版とＨ形鋼との間の支持金具であって、該支持金具は、Ｈ形鋼のフランジに上下方向に摺動可能に係合される一対の係合部を備え、各係合部の端部には、全体をコンクリート床版に埋設したアンカー部材で固定されることを特徴とする。

好ましい態様では、上記一対の係合部は、Ｕ字形状の基板と該基板の両側に対向して位置するＬ字形状の一対の係止片とにより形成され、基板と係止片とは別部材とされていて、両者は使用時に適宜の固定具により一体に組み付け可能とされている。

本発明の支持金具では、Ｈ形鋼のフランジへの係合部の側面と端部がコンクリート中に埋設されていてそこへＵ字形状のアンカー部材の端側が固定されるようになっている。

本発明による支持金具では、係止片と基板を形鋼で使用すれば任意の厚さの材料を使用することができ、側圧に応じた鋼材を選定することで大きな側圧が作用する場合でも、支持金具の力点および作用点近傍に大きな変形が生じることはない。

金具がコンクリート中に埋め込まれていることから、床版の上下動による摩擦力が金具に伝わっても金具側面のコンクリートの拘束力が金具の移動を抑制するため、金具の変形が少なく床版の上下方向の移動性が良くなる。

支持金具は、他所で組み立てたものを持ってきてＨ形鋼の上から通すことで所定の位置に装着できるし、現地で組み立てるにしても盛土材の上で作業が出来ることから手元から落としたり身を乗り出したりする危険な作業が無く、従来の発明に比べて作業の安全性が格段に向上する。

Ｕ字形状に加工したアンカー部材は、引き抜きに対して十分な抵抗を得られる長さでコンクリート中に埋め込まれていて、左右共に同じ程度の引張抵抗力を発揮するため片効きによる抜け出しなどの心配が無いし、複数本とすることで荷重を分散でき、長期使用によるひび割れなどを防ぐことができる。

Ｕ字形状に加工したアンカー部材は支持金具を装着した後でも容易に回転挿入することができ作業性が良い。

また、Ｕ字形状に加工したアンカー部材は、コンクリートのかぶりによるサビ防止対策が可能で、安価な費用で製作、固定することができる。

支持金具や固定具、アンカー部材がコンクリート中に埋め込まれていることにより、可動部分が少なく、維持管理が容易になる。

さらに、各部の腐食防止対策が十分であり、サビによる部分欠損が原因となる摺動の不具合を回避できる。そのために、軽量盛土構造体におけるＨ形鋼と支持金具との摺動可能な係合態様を常に安定な状態に維持することができ、軽量盛土構造体の安定性が長期間にわたり確保される。

支持金具の第１の実施を示す図。軽量盛土構造体における図１に示した支持金具の使用状態を説明する図。軽量盛土構造体の要部を示す側面図。他の形態の支持金具の使用状態を示す、図２に相当する図。さらに他の形態の支持金具の使用状態を示す、図２に相当する図。軽量盛土工法による構築物を説明するための図。軽量盛土構造体における従来の支持金具の使用状態を説明する図。

以下、図面を参照しながら本発明による支持金具のいくつかの実施の形態をその使用方法とともに説明する。図１は支持金具の第１の実施の形態であり、図１ａは組み立て前の状態を、図１ｂは組み立て後の状態を示している。この例において、支持金具２０は全体が鋼材から作られており、Ｕ字形状の基板２１と、左右一対のＬ字形状の係止片２２、２２とを備える。基板２１は平鋼板とＵ字形状の鋼材による組み合わせでもよく、左右の両側に沿って、固定用ネジ２３のための貫通孔２４、２４と、後記するアンカー部材３０を通過するための貫通孔２５とが形成されている。係止片２２は基部２６とフランジ部２７とを有し、基部２６には、前記基板２１に形成した３個の貫通孔２４、２５、２４に対応する貫通孔２４ａ、２５ａ、２４ａが、それぞれ形成されている。
図１

基板２１に対して、左右一対の係止片２２、２２を、そのフランジ部２７を互いに対向させ、かつ各貫通孔同士が一致するようにして、基板２１の両側に配置し、各貫通孔２４、２４ａに固定用ボルト２３を通した後、ナット２８で締め付けることにより、支持金具２０は図１ｂに示すように組み付けられる。

図２は、軽量盛土工法において、図１に示した支持金具２０を用いて、地中に立設したＨ形鋼２に対してコンクリート床版５が上下方向に移動できるように一体に連結した状態を示している。施工に当たっては、軽量盛土材として所定高さに樹脂発泡体ブロック（図示を省略している）を積み上げ、その上面位置よりわずかに高い位置におけるＨ形鋼２の背面側フランジ２ａの裏面に、基板２１を押し当てる。その状態で、左右一対の係止片２２、２２を、基板２１とフランジ部２７との間にＨ形鋼２のフランジ２ａを挟み込むようにして位置させ、各貫通孔２４、２４ａに固定用ボルト２３を通してナット２８で締め付ける。それにより、基板２１と左右一対の係止片２２、２２とは一体に固定され、支持金具２０はＨ形鋼２のフランジ２ａに上下方向に摺動可能な状態で装着される。固定用ボルトは溶融亜鉛メッキ高力ボルトでもよく、サビ対策を施したボルトなどによってもよい。

図２

図１

その状態の支持金具２０における左右の貫通孔２５、２５ａのそれぞれにアンカー部材３０、３０を通し、床版コンクリートの鉄筋に固定する。その後、通常工法に従い、所定厚さにコンクリートを打設してコンクリート床版５を形成し、さらに所要の路盤８やアスファルト舗装９などの仕上げ施工を行うことにより、軽量盛土構造物は完成する。なお、支持金具２０にアンカー部材３０を一体に固定するための作業手順は、上記の手順に限られない。

上記の軽量盛土工法におけるコンクリート床版５とＨ形鋼２の固定態様では、積み上げた樹脂発泡体ブロック４およびコンクリート床版５の下方への沈み込みにつれて、支持金具２０はＨ形鋼２のフランジ２ａに沿って下降していくことができる。さらに、本発明による固定構造では、支持金具２０のコンクリート側において、全体をコンクリート床版５に埋設したＵ字形アンカー部材３０の他端側で固定されているし、金具の両側のコンクリートにより固定されているので、大きな側圧が作用した場合でも、支持金具２０に特にその力点および作用点近傍に変形が生じることはない。

さらに、全体が、別部材である基板２１と左右一対の係止片２２、２２とで構成されるので、施工時にＨ形鋼２のフランジ２ａ部に組み付ける作業も容易である。すなわち、軽量盛土工法におけるＨ形鋼２は、図３の施工後の側面図に示されるように、その上端面に覆い板２ｂを装着したものが用いられることが多いが、その場合でも、支持金具２０の取り付け取り外しは支障なく行うことができる。
図３

図４は、前記図２に相当する図であり、用いている支持金具２１、２２の高さ形状とボルトナット２３，２８の数が図２のものと相違している点で支持金具２０と構成を異にしている。この支持金具は、図２に対して側圧が小さくなった場合に経済的に使用できる利点がある。
図４

図２

図５は、前記図２に相当する図であり、用いている支持金具２０Ａ、２１Ａの高さ形状とボルトナット２３，２８の数、アンカー３０の本数が図２のものと相違している点で支持金具２０と構成を異にしている。この支持金具は、図２に対してさらに小さなＨ形鋼に適用する場合の形状である。フランジ幅が狭くなることから１本のアンカーで対応できる利点がある。
図５

図２

２…Ｈ形鋼、２ａ…Ｈ形鋼のフランジ、４…軽量盛土材（盛土用のブロック材）、５…コンクリート床版、２０…支持金具、２１…基板、２２…左右一対の係止片（係合部）、２６…基部、２５…アンカー部材のための貫通孔、２７…フランジ部、３０…アンカー部材

Claims

立設したＨ形鋼の背面側に盛土用のブロック材を多段に積み上げ、その上面にコンクリート床版を配置し、該コンクリート床版をＨ形鋼に対して上下方向に移動可能に固定するための軽量盛土工法におけるコンクリート床版とＨ形鋼との間の支持金具であって、該支持金具は、Ｈ形鋼のフランジに上下方向に摺動可能に係合される一対の係合部を備え、該一対の係合部は、Ｈ形鋼のフランジの横幅よりも広い横幅であり係止時にＨ形鋼のフランジに平行してかつ近接して位置することとなるＵ字形状の基板と該基板の両側に対向して位置する一対のＬ字形状の係止片とにより形成されており、コンクリート中において全体をコンクリート床版に埋設されるＵ字形状のアンカー部材で固定されることを特徴とする支持金具。
前記Ｕ字形状の基板と前記Ｌ字形状の係止片とは別部材とされていて、両者は適宜の固定具により一体に組み付け可能とされていることを特徴とする請求項１記載の支持金具。
前記Ｕ字形状の基板と前記Ｌ字形状の係止片とアンカー部材はＨ形鋼のフランジ以降はコンクリートに埋設されて用いられることを特徴とする請求項１記載の支持金具。