JP2013163967A - Junction structure of steel pipe and footing and steel pipe/concrete composite structural pier using the same - Google Patents
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Description
本発明は、主として高橋脚に適用される鋼管とフーチングの接合構造及びそれを用いた鋼管・コンクリート複合構造橋脚に関する。 The present invention relates to a steel pipe and footing joint structure mainly applied to a high pier and a steel pipe / concrete composite structure pier using the same.
橋脚を構築するにあたり、高さの低い橋脚であればともかく、高橋脚を鉄筋コンクリート構造で構築しようとすると、輻輳する鉄筋の配筋作業や型枠の組立及び撤去作業に多くの時間を要するため、高強度と急速施工の要請に応えることができない。 When building a pier, it is necessary to build a high pier with a reinforced concrete structure, regardless of whether it is a low pier. It cannot meet the demand for high strength and rapid construction.
そのため、中空鋼管とその周囲に打設形成されたコンクリート体とからなる鋼管・コンクリート複合構造橋脚を滑動型枠装置を用いて構築する施工方法が広く採用されており、かかる施工方法によれば、溶接による接合が容易でなおかつ曲げ及びせん断耐力が大きい中空鋼管に鉄筋の一部を代替させることで該鉄筋の配筋量を少なくするとともに、先行建込みされた中空鋼管に滑動型枠装置を吊り下げることでスリップフォーム工法による施工を行い、さらには、横筋としてPCストランドを採用することにより、巻付け機による効率的な巻付けが可能となるため、高橋脚を急速施工することができる。 Therefore, a construction method for constructing a steel pipe / concrete composite structure pier composed of a hollow steel pipe and a concrete body cast around it has been widely adopted using a sliding formwork device, and according to such a construction method, By replacing a part of the reinforcing bar with a hollow steel pipe that is easy to join by welding and has a large bending and shear strength, the amount of reinforcing bar is reduced, and the sliding formwork device is suspended on the hollow steel pipe that has been built in advance. By lowering, construction by the slip form method is performed, and furthermore, by adopting the PC strand as the transverse line, efficient winding by the winding machine is possible, so that the high pier can be rapidly constructed.
このように、橋脚本体については、中空鋼管やPCストランドを用いつつ、スリップフォーム工法で施工することにより、鉄筋工事、型枠工事及びコンクリート工事の作業性を格段に向上させることができる。 Thus, about a bridge pier main body, the workability | operativity of a reinforcing bar construction, a formwork construction, and concrete construction can be improved markedly by constructing by a slip form method, using a hollow steel pipe or PC strand.
一方、中空鋼管とフーチングとが取り合う箇所では、中空鋼管の周囲に補強筋を配置した上、該補強筋を取り囲むように建て込まれた型枠内にコンクリートを打設するという一般的な鉄筋コンクリート工事の手順で施工が行われるが、高橋脚の場合、脚部に生じる曲げモーメントや引抜き力が大きくなり、その分、中空鋼管とフーチングの接合部に高い強度が要求される。 On the other hand, in a place where the hollow steel pipe and the footing meet, a reinforcing bar is placed around the hollow steel pipe, and then concrete is laid in a formwork that is built around the reinforcing bar. In the case of a high pier, the bending moment and pulling force generated in the leg portion are increased, and accordingly, a high strength is required for the joint portion between the hollow steel pipe and the footing.
しかしながら、橋脚の高さに見合った定着強度を得るには、特許文献1に記載されているように、中空鋼管のうち、フーチングに埋設される範囲に、ピッチ40mm程度以下、高さ2.5mm程度以上のスパイラル状のリブを外周面に突設するとともに、該リブに対向するように、縦筋及びスパイラル筋からなる補強筋を中空鋼管の周囲に配筋しなければならず、それゆえ、中空鋼管の周囲で鉄筋が複雑に交錯し、フーチングの鉄筋コンクリート工事に時間がかかるという問題や、中空鋼管の製作コストが高くなるという問題を生じていた。
However, in order to obtain a fixing strength commensurate with the height of the pier, as described in
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、中空鋼管の脚部を高い強度でフーチングに定着可能で作業性にも優れなおかつ中空鋼管の製作コストを低減可能な鋼管とフーチングの接合構造及びそれを用いた鋼管・コンクリート複合構造橋脚を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and it is possible to fix a leg portion of a hollow steel pipe to a footing with high strength, to have excellent workability, and to reduce the manufacturing cost of the hollow steel pipe and the footing. The object is to provide a structure and a steel pipe / concrete composite pier using the same.
上記目的を達成するため、本発明に係る鋼管とフーチングの接合構造は請求項1に記載したように、中空鋼管をその下端がフーチングに埋設されるように該フーチングに接合してなる鋼管とフーチングの接合構造において、
前記中空鋼管の管壁のうち、前記フーチングに埋設される範囲に該中空鋼管の内外を連通させる連通孔を設けるとともに、該連通孔に満たされたコンクリートを介して前記中空鋼管内のコンクリートと該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリートとを一体化させたものである。
In order to achieve the above object, the steel pipe and footing joint structure according to the present invention is a steel pipe and footing formed by joining a hollow steel pipe to the footing so that the lower end thereof is embedded in the footing. In the joining structure of
A communication hole for communicating the inside and the outside of the hollow steel pipe is provided in a range of the pipe wall of the hollow steel pipe that is embedded in the footing, and the concrete in the hollow steel pipe is connected to the concrete through the concrete filled in the communication hole. It is made by integrating concrete that spreads around the hollow steel pipe.
また、本発明に係る鋼管とフーチングの接合構造は、前記連通孔にロッド状部材を挿通配置したものである。 Moreover, the joining structure of the steel pipe and footing which concerns on this invention inserts and arrange | positions a rod-shaped member in the said communicating hole.
また、本発明に係る鋼管・コンクリート複合構造橋脚は、フーチングと該フーチングに立設された橋脚本体とを備えるとともに、該橋脚本体を、鋼管群として複数立設された中空鋼管とそれらの周囲に配置されたコンクリート体とで構成した鋼管・コンクリート複合構造橋脚において、
前記中空鋼管と前記フーチングとの接合部を請求項1又は請求項2記載の鋼管とフーチングの接合構造を用いて構成したものである。
Moreover, the steel pipe / concrete composite structure pier according to the present invention includes a footing and a pier main body standing upright on the footing, and a plurality of the steel pier main body as a steel pipe group and around the hollow steel pipes. In steel pipe / concrete composite structure pier composed of placed concrete body,
The joining part of the said hollow steel pipe and the said footing is comprised using the joining structure of the steel pipe and the footing of
本発明に係る鋼管とフーチングの接合構造においては、中空鋼管をその下端がフーチングに埋設されるように該フーチングに接合するにあたり、中空鋼管の管壁のうち、フーチングに埋設される範囲に該中空鋼管の内外を連通させる連通孔を設けるとともに、該連通孔に満たされたコンクリートを介して中空鋼管内のコンクリートと該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリートとを一体化させてある。 In the joining structure of the steel pipe and the footing according to the present invention, when the hollow steel pipe is joined to the footing so that the lower end thereof is buried in the footing, the hollow steel pipe is hollowed within the range buried in the footing. A communication hole for communicating the inside and the outside of the steel pipe is provided, and the concrete in the hollow steel pipe and the concrete spreading around the hollow steel pipe are integrated through the concrete filled in the communication hole.
このようにすると、中空鋼管に引抜き又は曲げによる引張力が作用したとき、中空鋼管には、その外周面のみならず、内周面にもコンクリートからの付着応力が作用するとともに、連通孔に満たされたコンクリートが、それに一体化された中空鋼管内外のコンクリートに対してせん断抵抗するため、従来のように、リブ付き鋼管を用いたりその周囲に補強筋を配置したりせずとも、中空鋼管を高い強度でフーチングに定着することができる。 In this way, when a pulling or bending tensile force is applied to the hollow steel pipe, not only the outer peripheral surface but also the inner peripheral surface of the hollow steel pipe is subjected to the adhesion stress from the concrete and the communication hole is filled. Since the applied concrete has shear resistance against the concrete inside and outside the hollow steel pipe integrated therein, the hollow steel pipe can be removed without using a ribbed steel pipe or placing reinforcing bars around it. It can be fixed to the footing with high strength.
加えて、中空鋼管の内部空間のうち、フーチングに埋設される範囲には、中空鋼管の管壁に応力集中が生じて局部座屈を生じることがないよう、コンクリートを充填して剛性を高める必要があるが、上述のように構成すれば、コンクリート打設の際、連通孔を介してコンクリートを流出入させることができるため、中空鋼管内へのコンクリートの充填性や作業性を高めることも可能となる。 In addition, in the inner space of the hollow steel pipe, the area embedded in the footing must be filled with concrete to increase rigidity so that stress concentration does not occur on the pipe wall of the hollow steel pipe and local buckling occurs. However, if it is configured as described above, it is possible to allow concrete to flow in and out through the communication holes when placing concrete, so it is possible to improve the filling and workability of the concrete into the hollow steel pipe. It becomes.
ここで、フーチングへの中空鋼管の定着強度が上述の構成では十分でない場合、上述の連通孔にロッド状部材を挿通配置した構成を採用することができる。 Here, when the fixing strength of the hollow steel pipe to the footing is not sufficient with the above-described configuration, a configuration in which a rod-shaped member is inserted into the above-described communication hole can be employed.
かかる構成によれば、連通孔に挿通配置されたロッド状部材がシアキーとして作用するため、フーチングへの中空鋼管の定着強度はさらに向上する。 According to such a configuration, since the rod-shaped member inserted and arranged in the communication hole acts as a shear key, the fixing strength of the hollow steel pipe to the footing is further improved.
ロッド状部材は、管壁に対してほぼ垂直となるように連通孔に挿通配置するのが望ましい。 It is desirable that the rod-shaped member is inserted and arranged in the communication hole so as to be substantially perpendicular to the tube wall.
本発明に係る鋼管とフーチングの接合構造は、さまざまな構造物の基礎構造に適用することが可能であって、例えば鋼管・コンクリート複合構造橋脚の基礎構造に適用することができるが、かかる構成によれば、フーチングにおける鉄筋コンクリート工事の作業性が大幅に改善されるため、橋脚本体の工事を早期に開始することが可能となる。 The joint structure of the steel pipe and the footing according to the present invention can be applied to the foundation structure of various structures, for example, can be applied to the foundation structure of a steel pipe / concrete composite structure pier. According to this, the workability of the reinforced concrete work in the footing is greatly improved, so that the work of the pier body can be started at an early stage.
以下、本発明に係る鋼管とフーチングの接合構造及びそれを用いた鋼管・コンクリート複合構造橋脚の実施の形態について、添付図面を参照して説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a steel pipe / footing joint structure and a steel pipe / concrete composite structure pier using the same will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施形態に係る鋼管・コンクリート複合構造橋脚を示した全体図であり、(a)は橋軸方向から見た鉛直断面図、(b)は橋軸直交方向(A−A線方向)から見た矢視図である。 FIG. 1 is an overall view showing a steel pipe / concrete composite structure pier according to the present embodiment, where (a) is a vertical sectional view as seen from the bridge axis direction, and (b) is a direction perpendicular to the bridge axis (AA line). It is an arrow view seen from (direction).
これらの図でわかるように、本実施形態に係る鋼管・コンクリート複合構造橋脚1は、地盤2内に造成された鉄筋コンクリートからなるフーチング3、該フーチングに立設された橋脚本体4及び該橋脚本体の上端に架け渡された上部工である橋桁5で構成してある。
As can be seen from these drawings, the steel pipe / concrete
橋脚本体4は、フーチング3から立ち上げられ地表面からH1の高さ区間に延設された本体下部4aと、その上方のH2の高さ区間に延設された本体中間部4bと、その上方のH3の高さ区間に延設された本体上部4cとで構成してあり、本体下部4aは、フーチング3に立設された複数の中空鋼管6と、それらの周囲に配置された鉄筋コンクリートからなるコンクリート体7aとで構成してあるとともに、中空鋼管6は、橋軸方向に沿って2列、橋軸直交方向に沿って4列となるように鋼管群として配置してある。
The pier body 4 is raised from the
また、本体中間部4bは、本体下部4aから延びる複数の中空鋼管6及びそれらの周囲に配置されたコンクリート体7bで、本体上部4cは、本体中間部4bから延びる複数の中空鋼管6及びそれらの周囲に配置されたコンクリート体7cでそれぞれ構成してある。
Moreover, the main
コンクリート体7b,7cは、橋脚本体4b,4cの表面側近傍に沿って建て込まれた縦筋の外側に複数の中空鋼管6からなる鋼管群を取り囲むように、PCストランド等で構成された引張材を巻回した上、それらが埋設されるように中空鋼管6の周囲にコンクリートを打設することで適宜構成すればよい。
The
図2は、中空鋼管6とフーチング3との接合部を本実施形態に係る鋼管とフーチングの接合構造21として示したものである。同図に示すように、中空鋼管6は、その下端がフーチング3に埋設されるように該フーチングに接合してあるとともに、該中空鋼管の管壁22のうち、フーチング3に埋設される範囲に中空鋼管6の内外を連通させる連通孔23を設け、該連通孔に満たされたコンクリートを介して、中空鋼管6内のコンクリート24と該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリート25を一体化させてある。
FIG. 2 shows a joining
連通孔23は、該連通孔に満たされ固化したコンクリートとそれに一体化された中空鋼管6の内外のコンクリートとの間でせん断力が伝達されるように、その大きさやピッチを適宜設定する。
The size and pitch of the
本実施形態に係る鋼管とフーチングの接合構造21を構築するには、まず、一般的なフーチングの造成手順に従って地盤2を掘り下げるとともに掘り下げられた底面を適宜底付けし、しかる後、図2に示す下端筋26を配筋するとともに、中空鋼管6を仮受けするための架台(図示せず)をその載置面が該中空鋼管の下端位置となるように設置する。
In order to construct the steel pipe and footing
次に、中空鋼管6を架台上に据え付け、次いで上端筋27を配筋する。なお、本実施形態では、中空鋼管6を取り囲む補強筋の配筋作業は不要である。
Next, the hollow steel pipe 6 is installed on the gantry, and then the
次に、型枠(図示せず)を適宜建て込んだ後、該型枠の内側にコンクリートを打設してフーチング3の造成を完了する。
Next, after forming a formwork (not shown) as appropriate, concrete is placed inside the formwork to complete the formation of the
コンクリートを打設する際には、中空鋼管6の外側に投入されたコンクリートを中空鋼管6の管壁22に形成された連通孔23を介して該中空鋼管の内部に流入させ、又はその逆方向に流出させるようにしてもよいが、コンクリートの品質を確保するためには、中空鋼管6の外側と内側にそれぞれコンクリートを投入し、それらを個別に締め固めつつ、連通孔23にもコンクリートが連続して満たされるようにするのが望ましい。
When placing concrete, the concrete thrown into the outside of the hollow steel pipe 6 is caused to flow into the hollow steel pipe through the
本実施形態に係る鋼管とフーチングの接合構造21においては、中空鋼管6に引抜き又は曲げによる引張力が作用したとき、中空鋼管6には、図3に示すようにその外周面(同図右側の面)のみならず、内周面(同図左側の面)にもコンクリートからの付着応力や周面摩擦力が作用するとともに、中空鋼管6内のコンクリート24と該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリート25が、連通孔23に満たされたコンクリート31を介して一体化されているため、コンクリート24,25からのせん断力がコンクリート31に作用し(太い矢印で図示)、さらに連通孔23へと伝達する。
In the steel pipe and
以上説明したように、本実施形態に係る鋼管とフーチングの接合構造21によれば、中空鋼管6の管壁22のうち、フーチング3に埋設される範囲に中空鋼管6の内外を連通させる連通孔23を設け、該連通孔に満たされたコンクリート31を介して、中空鋼管6内のコンクリート24と該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリート25とを一体化させるようにしたので、中空鋼管6に引張力が作用したとき、該中空鋼管の内周面及び外周面には、コンクリート24,25からの付着応力や周面摩擦力が反力として作用するとともに、連通孔23には、コンクリート31を介してコンクリート24,25からのせん断力が反力として作用する。
As described above, according to the steel pipe and footing
そのため、従来のように、リブ付き鋼管を用いたりその周囲に補強筋を配置したりせずとも、中空鋼管6を高い強度でフーチング3に定着することが可能となる。
Therefore, it is possible to fix the hollow steel pipe 6 to the
加えて、中空鋼管6の内部空間のうち、フーチング3に埋設される範囲には、中空鋼管6の管壁22に応力集中が生じて局部座屈を生じることがないよう、コンクリートを充填して剛性を高める必要があるが、上述のように構成すれば、コンクリート打設の際、連通孔23を介してコンクリートを流出入させることができるため、中空鋼管6内へのコンクリートの充填性や作業性を高めることも可能となる。
In addition, in the internal space of the hollow steel pipe 6, the area embedded in the
また、本実施形態に係る鋼管・コンクリート複合構造橋脚1によれば、上述した鋼管とフーチングの接合構造21の作用により、フーチング3における鉄筋コンクリート工事の作業性が大幅に改善されることとなり、かくして橋脚本体4の工事を早期に開始することが可能となる。
Further, according to the steel pipe / concrete
本実施形態では特に言及しなかったが、フーチング3への中空鋼管6の定着強度が上述の構成では十分でない場合、図4に示した変形例を採用することができる。
Although not particularly mentioned in the present embodiment, when the fixing strength of the hollow steel pipe 6 to the
同図に示した変形例に係る鋼管とフーチングの接合構造41は、上述した実施形態と同様、中空鋼管6をその下端がフーチング3に埋設されるように該フーチングに接合するとともに、中空鋼管6の管壁22のうち、フーチング3に埋設される範囲に中空鋼管6の内外を連通させる連通孔23を設け、該連通孔に満たされたコンクリートを介して中空鋼管6内のコンクリート24と該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリート25とを一体化させてあるが、本変形例では、ロッド状部材としての短鉄筋42を、管壁22に対してほぼ垂直となるように連通孔23に挿通配置してある。
The steel pipe and footing
かかる構成において中空鋼管6に引張力が作用したときも上述の実施形態と同様、図5に示すように、中空鋼管6の内周面及び外周面にコンクリート24,25からの付着応力や周面摩擦力が反力として作用するとともに(細い矢印で図示)、連通孔23には、コンクリート31を介してコンクリート24,25からのせん断力が反力として作用するが(太い矢印で図示)、これらに加え、連通孔23に挿通配置された短鉄筋42がシアキーとして作用するため(白抜きの矢印で図示)、フーチング3への中空鋼管6の定着強度はさらに向上する。
In this configuration, when a tensile force is applied to the hollow steel pipe 6, as shown in FIG. 5, as shown in FIG. A frictional force acts as a reaction force (illustrated by thin arrows), and a shear force from the concrete 24, 25 acts as a reaction force through the concrete 31 in the communication hole 23 (illustrated by thick arrows). In addition, since the short reinforcing
1 鋼管・コンクリート複合構造橋脚
3 フーチング
4 橋脚本体
6 中空鋼管(鋼管群)
7a,7b コンクリート体
21,41 鋼管とフーチングの接合構造
22 管壁
23 連通孔
31,24,25 コンクリート
42 短鉄筋(ロッド状部材)
1 Steel pipe / concrete
7a,
Claims (3)
前記中空鋼管の管壁のうち、前記フーチングに埋設される範囲に該中空鋼管の内外を連通させる連通孔を設けるとともに、該連通孔に満たされたコンクリートを介して前記中空鋼管内のコンクリートと該中空鋼管の周囲に拡がるコンクリートとを一体化させたことを特徴とする鋼管とフーチングの接合構造。 In the joining structure of the steel pipe and the footing formed by joining the hollow steel pipe to the footing so that the lower end thereof is embedded in the footing,
A communication hole for communicating the inside and the outside of the hollow steel pipe is provided in a range of the pipe wall of the hollow steel pipe that is embedded in the footing, and the concrete in the hollow steel pipe is connected to the concrete through the concrete filled in the communication hole. A joining structure of a steel pipe and a footing, characterized by integrating a concrete extending around a hollow steel pipe.
前記中空鋼管と前記フーチングとの接合部を請求項1又は請求項2記載の鋼管とフーチングの接合構造を用いて構成したことを特徴とする鋼管・コンクリート複合構造橋脚。 A steel pipe / concrete composite structure comprising a footing and a pier body standing on the footing, the pier body comprising a plurality of hollow steel pipes standing as a steel pipe group and a concrete body arranged around them. On the pier,
3. A steel pipe / concrete composite structure pier, wherein the joint between the hollow steel pipe and the footing is constructed using the steel pipe / footing joint structure according to claim 1 or 2.
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