JP2018035508A - Construction joint movement restriction device, and bridge pier - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、打継目を有するコンクリート製の橋脚に設けられる打継目移動制限装置及びその打継目移動制限装置を有する橋脚に関する。 The present invention relates to a joint movement restriction device provided on a concrete pier having a joint and a bridge pier having the joint movement restriction device.
コンクリート製の橋脚(コンクリート橋脚)は、施工時にコンクリートを複数回に分けて打設する打継を行うと、打継目が生じる。橋脚の場合、コンクリートは下から順に打設されるので、打継目は水平である。打継目は、地震の揺れに対して弱点となる。特に、鉄筋が無い無筋橋脚では、地震時に打継目の上側が下側に対して移動し、水平変位やロッキング(揺動)を生じることがある。 When a concrete pier (concrete pier) is cast by placing concrete in a plurality of times during construction, a joint will occur. In the case of piers, concrete is cast in order from the bottom, so the joints are horizontal. The joint is a weak point against earthquake shaking. In particular, in an unreinforced bridge pier without a reinforcing bar, the upper side of the joint is moved relative to the lower side during an earthquake, and horizontal displacement or rocking may occur.
無筋橋脚の耐震補強方法として、橋脚における打継目の上下にわたる位置に帯状部材を巻き付けたり、連結鋼を取り付ける方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような方法は、帯状部材や連結鋼によって橋脚が太くなり、河川阻害率(橋軸方向の橋脚の総幅/河川幅)が増えるので、河川管理者の許可を得るための協議が難航することがある。 As a seismic reinforcement method for unreinforced piers, a method of winding a band-like member or attaching a connecting steel to a position extending over and under the joint of the pier is known (for example, see Patent Document 1). However, in this method, the pier becomes thicker due to the band-shaped member and the connecting steel, and the river inhibition rate (total width of the pier in the direction of the bridge axis / river width) increases. It may be difficult.
本発明は、上記問題を解決するものであり、打継目を有するコンクリート製の橋脚に、河川阻害率を増やさずに地震対策を行うことを目的とする。 This invention solves the said problem, and aims at taking an earthquake countermeasure, without increasing a river obstruction rate to the concrete pier which has a joint joint.
本発明の打継目移動制限装置は、打継目を有するコンクリート製の橋脚に設けられる装置であって、打継目の上下にわたって橋脚の側面に形成される凹部と、前記打継目の上下にわたって前記凹部内に収容される棒状部材とを備え、前記棒状部材の基端側は、前記打継目より下側及び上側の一方の凹部内に固定され、前記棒状部材の先端側は、前記打継目より下側及び上側の他方の凹部内にあって、その凹部の内壁面から離間していることを特徴とする。 The joint movement restriction device of the present invention is a device provided on a concrete pier having a joint, and includes a recess formed on a side surface of the pier over the top and bottom of the joint, and inside the recess over the top and bottom of the joint. A proximal end side of the rod-shaped member is fixed in one of the recesses on the lower side and the upper side of the joint, and a distal end side of the rod-shaped member is below the joint And it is in the other recessed part of the upper side, and is spaced apart from the inner wall face of the recessed part.
この打継目移動制限装置において、前記凹部内において、前記棒状部材の基端側の周囲を部分的に囲むように、U字型部材が橋脚に埋め込まれており、前記棒状部材の基端側は、前記凹部に充填材が充填されることによって、その凹部内に固定されることが好ましい。 In the seam movement restricting device, a U-shaped member is embedded in the pier so as to partially surround the base end side of the rod-shaped member in the recess, and the base end side of the rod-shaped member is It is preferable that the recess is filled with a filler so as to be fixed in the recess.
この打継目移動制限装置において、前記棒状部材の先端側は、その周りに衝撃を吸収する緩衝材を有することが好ましい。 In this seam movement restricting device, it is preferable that the distal end side of the rod-shaped member has a shock absorbing material around it for absorbing an impact.
この打継目移動制限装置において、前記棒状部材の先端側は、前記緩衝材の周りに、その緩衝材より柔らかい間隔材を有し、その間隔材の周囲の凹部に前記充填材が充填されていることが好ましい。 In this joint movement restricting device, the distal end side of the rod-shaped member has a spacing material softer than the cushioning material around the cushioning material, and the filling material is filled in a recess around the spacing material. It is preferable.
この打継目移動制限装置において、前記充填材は、橋脚の表面が前記凹部を形成する前と同じ形状となるように凹部に充填されることが好ましい。 In this seam movement restriction device, it is preferable that the filling material is filled in the recess so that the surface of the pier has the same shape as before forming the recess.
本発明の橋脚は、打継目を有するコンクリート製の橋脚であって、前記打継目移動制限装置を備えることを特徴とする The pier of the present invention is a concrete pier having a joint, and is provided with the joint movement restriction device.
本発明の橋脚において、コンクリートの剥落を防止するための剥落防止工が前記打継目より下部に施されていることが好ましい。 In the bridge pier of the present invention, it is preferable that a peeling prevention work for preventing the concrete from peeling off is provided below the joint.
本発明の橋脚において、前記剥落防止工は、橋脚の表面から内部に向けてに打ち込まれたアンカーボルトであることが好ましい。 In the bridge pier of the present invention, the peeling prevention work is preferably an anchor bolt driven inward from the surface of the pier.
本発明の橋脚において、前記剥落防止工として、橋脚の表面に取り付けられた帯状の鋼板をさらに有し、前記鋼板は、橋軸直角方向から見える面にのみ取り付けられることが好ましい。 In the bridge pier of the present invention, it is preferable that the strip pierce further includes a strip-shaped steel plate attached to the surface of the pier, and the steel plate is attached only to a surface visible from the direction perpendicular to the bridge axis.
本発明の橋脚において、前記剥落防止工は、打継目より下部の周囲に帯状に塗布された樹脂であってもよい。 In the bridge pier of the present invention, the peeling prevention work may be a resin coated in a band shape around the lower part of the joint.
本発明の打継目移動制限装置によれば、棒状部材の基端側は、打継目より一方側の凹部内に固定され、先端側は、打継目より他方側の凹部内にあって、その凹部の内壁面から離間しているので、地震時において、橋脚の打継目より一方側の他方側に対する移動が一定範囲内に制限され、ある程度のロッキングや水平ずれを許容するとともに、過大な移動を防ぐことができる。棒状部材は、凹部内に収容されるので、河川阻害率を増やさない。 According to the joint movement restricting device of the present invention, the base end side of the rod-shaped member is fixed in the recess on one side from the joint, and the tip side is in the recess on the other side from the joint, and the recess Because it is separated from the inner wall of the bridge, movement to the other side of the pier joint is limited within a certain range in the event of an earthquake, allowing a certain amount of rocking and horizontal displacement and preventing excessive movement be able to. Since the rod-shaped member is accommodated in the recess, the river inhibition rate is not increased.
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態に係る打継目移動制限装置及びその装置を有する橋脚を図1乃至図5を参照して説明する。図1は、橋脚Pを橋軸方向から見た図である。図2は、橋脚Pを橋軸直角方向から見た図であり、図2の左右方向が橋軸方向Xである。これらの図に示すように、橋脚Pは、コンクリート製の橋脚であり、打継目Jを有し、打継目移動制限装置1を備える。橋脚Pは、橋桁Gを支える構造物であり、本実施形態では無筋橋脚である。本実施形態では、橋脚Pは、複数の打継目移動制限装置1が設けられている。
(First embodiment)
A seam movement restriction device and a bridge pier having the device according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a view of the bridge pier P viewed from the bridge axis direction. FIG. 2 is a view of the bridge pier P viewed from a direction perpendicular to the bridge axis, and the left-right direction of FIG. As shown in these drawings, the pier P is a concrete pier, has a joint J, and includes a joint movement restriction device 1. The pier P is a structure that supports the bridge girder G, and is an unreinforced pier in this embodiment. In the present embodiment, the bridge pier P is provided with a plurality of joint movement restriction devices 1.
図3は、橋軸方向に平行な鉛直面における打継目移動制限装置1の断面図である。打継目移動制限装置1は、凹部2と、棒状部材3とを備える。凹部2は、打継目Jの上下にわたって橋脚Pの側面に形成される。棒状部材3は、打継目Jの上下にわたって凹部2内に収容される。棒状部材3の基端側は、打継目Jより下側の凹部2内に固定される。棒状部材3の先端側は、打継目Jより上側の凹部2内にあって、その凹部2の内壁面21から離間している。なお、凹部2に充填される充填材は、図3では図示を省略している。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the joint movement restriction device 1 on a vertical plane parallel to the bridge axis direction. The joint movement restriction device 1 includes a
図4は、打継目移動制限装置1の基端側、すなわち、打継目Jより下側を水平面で切断した断面図である。凹部2内において、棒状部材3の基端側の周囲を部分的に囲むように、U字型部材4が橋脚Pに埋め込まれている。棒状部材3の基端側は、凹部2に充填材22が充填されることによって、その凹部2内に固定される。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the base end side of the seam movement restriction device 1, that is, the lower side from the seam J, cut along a horizontal plane. In the
図5は、打継目移動制限装置1の先端側、すなわち、打継目Jより上側を水平面で切断した断面図である。棒状部材3の先端側は、その周りに衝撃を吸収する緩衝材5を有する。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the front end side of the joint connection restriction device 1, that is, the upper side from the joint J, cut along a horizontal plane. The distal end side of the rod-
棒状部材3の先端側は、緩衝材5の周りに、その緩衝材より柔らかい間隔材6を有する。そして、間隔材6の周囲の凹部2に充填材22が充填されている。
The distal end side of the rod-
充填材22は、橋脚Pの表面が凹部2を形成する前と同じ形状となるように凹部2に充填される。
The
本実施形態における打継目移動制限装置1の各構成をさらに詳述する。凹部2は、コアボーリング工法によって、橋脚Pを穿孔して形成される(図3参照)。棒状部材3は、鋼棒であり、その軸はほぼ鉛直である。U字型部材4は、U字アンカーボルトであり、棒状部材3の固定を補強する補強筋として機能する。棒状部材3は、平面視で、U字型部材4によって三方が囲まれる。緩衝材5は、硬質ゴム等であり、棒状部材3が変位して周囲の硬い構造と衝突した時の衝撃を緩和する。間隔材6は、発泡目地材である。充填材22は、繊維補強モルタルであり、充填後に硬化する。凹部2内に棒状部材3、U字型部材4等を設けた後に、凹部2が充填材22で埋め戻される(図4、図5参照)。緩衝材5と凹部2の内壁面21との間には、充填材22が充填される。
Each structure of the joint movement restriction device 1 in this embodiment will be described in further detail. The
以上、本実施形態に係る打継目移動制限装置1によれば、棒状部材3の基端側は、打継目Jより下側の凹部2内に固定され、先端側は、凹部2内にあって、その凹部2の内壁面21から離間しているので、地震時において、橋脚Pの打継目Jより上側の下側に対する移動が一定範囲内に制限され、ある程度のロッキングや水平ずれを許容するとともに、過大な移動を防ぐことができる。打継目Jでのロッキングを許容することにより、橋脚Pの基礎への負担が軽減される。これにより、地震対策として、橋梁の安全性が向上し、早期復旧が容易になる。また、棒状部材3は、凹部2内に収容されるので、河川阻害率を増やさない。
As described above, according to the joint movement restriction device 1 according to the present embodiment, the proximal end side of the rod-
凹部2内において、棒状部材3は、基端側の周囲を部分的に囲むように、U字型部材4が橋脚Pに埋め込まれているので、橋脚Pへの固定が補強される。U字型部材4によって充填材22が凹部2から脱落することが防がれる。
Since the U-shaped member 4 is embedded in the pier P so that the bar-shaped
棒状部材3の先端側は、その周りに衝撃を吸収する緩衝材5を有するので、棒状部材3が変位して周囲の硬い構造と衝突した時の衝撃が緩和される。
Since the distal end side of the rod-shaped
棒状部材3の先端側は、緩衝材5の周りに、その緩衝材より柔らかい間隔材6を有するので、変位することができる。すなわち、間隔材6が柔らかいとは、棒状部材3の先端側を変位可能にする柔らかさを意味する。間隔材6の周囲の凹部2に充填材22が充填されているので、平常時において打継目移動制限装置1の内部構造が保護される。
Since the distal end side of the rod-shaped
橋脚Pの表面が凹部2を形成する前と同じ形状となるように凹部2に充填材22を充填することによって、打継目移動制限装置1が橋脚Pの周りの水の流れに影響を与えないようにすることができる。
By filling the
ところで、後述する橋脚を模擬した動的試験において、供試体に同じ大きさの振動加速度を複数回加えると、回数を重ねるごとに、打継目Jより下部に対する上部の変位が次第に大きくなった。図6に示すように、加振によって、橋脚Pの打継目Jより下部に剥落Fが生じ、加振を複数回繰り返すことによって、剥落Fが進行する。剥落Fの進行によって、打継目Jにおける面積が減少することが、変位が大きくなる原因であることがわかった。このため、橋脚Pにおいて、打継目Jより下部に剥落防止工を施すことによって、打継目移動制限装置1の効果を高めることができる。 By the way, in the dynamic test simulating the bridge pier described later, when the vibration acceleration of the same size was applied to the specimen a plurality of times, the displacement of the upper part relative to the lower part from the joint J gradually increased as the number of times was increased. As shown in FIG. 6, peeling F occurs below the joint J of the bridge pier P due to the vibration, and the peeling F proceeds by repeating the vibration a plurality of times. It has been found that the decrease in the area at the joint J due to the progress of the peeling F is the cause of the large displacement. For this reason, in bridge pier P, the effect of joint movement restriction device 1 can be heightened by performing peeling prevention work below joint J.
(第2の実施形態)
本発明の第2の実施形態に係る橋脚を図7及び図8を参照して説明する。図7に示すように、本実施形態の橋脚Paは、第1の実施形態と同様の構成を有し、さらに、コンクリートの剥落を防止するための剥落防止工7が打継目Jより下部に施されている。第1の実施形態と同等の箇所には同じ符号を付している。以下の説明において、第1の実施形態と同等の箇所の説明は省略する。
(Second Embodiment)
A pier according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 7, the bridge pier Pa of this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and further, a peeling
図7及び図8に示すように、第2の実施形態では、剥落防止工7は、橋脚Paの表面から内部に向けてに打ち込まれたアンカーボルト7aである。アンカーボルト7aの定着板71と橋脚Paの表面との間には、無収縮モルタルが充填される。
As shown in FIGS. 7 and 8, in the second embodiment, the peeling
(第3の実施形態)
本発明の第3の実施形態に係る橋脚を図9及び図10を参照して説明する。図9に示すように、本実施形態の橋脚Pbは、第2の実施形態と同様の構成を有し、剥落防止工7として、橋脚Pbの表面に取り付けられた帯状の鋼板7bをさらに有する。鋼板7bは、アンカーボルト7aによって、橋脚Pbに固定される。鋼板7bは、アンカーボルト7aの定着板として機能する。第2の実施形態と同等の箇所には同じ符号を付している。以下の説明において、第2の実施形態と同等の箇所の説明は省略する。
(Third embodiment)
A pier according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9, the pier Pb of the present embodiment has the same configuration as that of the second embodiment, and further includes a strip-shaped
図10に示すように、鋼板7bは、橋軸直角方向Y、−Yから見える面にのみ取り付けられる。このため、鋼板7bは、橋軸方向Xの橋脚Pbの幅を増やさない。
As shown in FIG. 10, the
(第4の実施形態)
本発明の第4の実施形態に係る橋脚を図11を参照して説明する。図11に示すように、本実施形態の橋脚Pcは、第1の実施形態と同様の構成を有し、さらに、剥落防止工7として、打継目Jより下部の周囲に樹脂7cが帯状に塗布されている。第1の実施形態と同等の箇所には同じ符号を付している。以下の説明において、第1の実施形態と同等の箇所の説明は省略する。
(Fourth embodiment)
An pier according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 11, the pier Pc of this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment, and further, as a
樹脂7cは、例えば、ポリウレア樹脂であり、2mmの厚さに塗布される。これによる、橋軸方向の橋脚Pcの幅への影響は、無視できる程度の微差である。
The
打継目移動制限装置1の地震対策としての効果を確認するため、無筋コンクリート橋脚を模擬した供試体を製作し、静的試験及び動的実験を行った。 In order to confirm the effect of the joint movement restriction device 1 as an earthquake countermeasure, a specimen simulating an unreinforced concrete pier was manufactured, and a static test and a dynamic experiment were performed.
供試体は、過去の大地震で打継目でのずれが生じた鉄道の橋梁を模擬し、1/2.5の縮小供試体とした。打継目を模擬するため、供試体の上部を下部とは別に製作し、打継目より下は、こて仕上げとし、硬化後にグラインダーにより、水平・平滑に仕上げた。そして、供試体の上部を下部に載せた。 The specimen was a 1 / 2.5 scaled specimen, simulating a railway bridge that had shifted at the joint at the past major earthquake. In order to simulate the joints, the upper part of the specimen was manufactured separately from the lower part, and the part below the joints was trowel finished, and after curing, finished horizontally and smoothly with a grinder. Then, the upper part of the specimen was placed on the lower part.
打継目の摩擦性状を把握するため、上記の供試体を用いて静的せん断試験を行った。供試体の下部を固定し、供試体の上に鋼製錘を設置した場合と、設置しない場合について、上部をジャッキで水平に押し、荷重と水平変位を測定した。測定値に基づき、摩擦力を表す式を作成した。打継目の摩擦力をF(kN)、垂直荷重をW(kN)とすると、静止摩擦力は、F=0.66W、動摩擦力は、F=0.64Wであった。 In order to grasp the friction properties of the joints, a static shear test was performed using the above specimen. The lower part of the specimen was fixed, and when the steel weight was installed on the specimen and when it was not installed, the upper part was pushed horizontally with a jack, and the load and horizontal displacement were measured. Based on the measured values, a formula representing the frictional force was created. Assuming that the frictional force at the joint is F (kN) and the vertical load is W (kN), the static frictional force is F = 0.66W, and the dynamic frictional force is F = 0.64W.
次に、公益財団法人鉄道総合技術研究所保有の大型振動試験装置を用いて動的試験を行い、地震時の挙動等を計測した。入力地震動は、「鉄道構造物等設計標準・同解説 耐震設計」(公益財団法人鉄道総合技術研究所、平成24年9月)の地表面設計地震動(L2 SpII G3地盤)波を、相似則にしたがって時間軸を1/2.5の平方根≒0.632倍に圧縮した波形とした。 Next, a dynamic test was performed using a large-scale vibration testing device owned by the Railway Technical Research Institute, and the behavior during an earthquake was measured. The input seismic ground motion is based on the ground surface design ground motion (L2 SpII G3 ground) wave of “Design Standards for Railroad Structures, etc., Seismic Design” (Railway Technical Research Institute, September 2012). Accordingly, the time axis is a waveform compressed to 1 / 2.5 square root≈0.632.
(比較例)
比較例の供試体は、打継目を無対策とした。1194galの加速度が作用した場合、加振中における打継目より下部に対する上部の水平変位が35.93mm、加振後の残留変位が35.98mmであった。残留変位が水平変位よりわずかに大きいのは、ロッキングの回転による変位が加わったためである。
(Comparative example)
In the test sample of the comparative example, no joint was taken. When an acceleration of 1194 gal was applied, the horizontal displacement of the upper part with respect to the lower part from the joint during vibration was 35.93 mm, and the residual displacement after vibration was 35.98 mm. The reason why the residual displacement is slightly larger than the horizontal displacement is that the displacement due to the rotation of the rocking is added.
実施例の供試体は、第1の実施形態を模擬するものであり、継目移動制限装置を設けた。1248galの加速度が作用した場合、加振中の水平変位が16.95mm、加振後の残留変位が13.90mmであった。 The specimen of the example simulates the first embodiment and is provided with a seam movement restriction device. When an acceleration of 1248 gal was applied, the horizontal displacement during vibration was 16.95 mm, and the residual displacement after vibration was 13.90 mm.
動的試験を行った結果、継目移動制限装置を橋脚に設けることによって、打継目における移動が制限されることが確認された。 As a result of the dynamic test, it was confirmed that the movement at the joint is restricted by providing the joint movement restriction device on the pier.
なお、本発明は、上記の実施形態の構成に限られず、発明の要旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、打継目移動制限装置1は、上記の実施形態とは上下逆の構成、すなわち、棒状部材3の基端側が打継目Jより上側の凹部2内に固定され、先端側が打継目Jより下側の凹部2内にあってもよい。
In addition, this invention is not restricted to the structure of said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not change the summary of invention. For example, the joint movement restriction device 1 is configured upside down from the above-described embodiment, that is, the base end side of the rod-
1 打継目移動制限装置
2 凹部
21 内壁面
22 充填材
3 棒状部材
4 U字型部材
5 緩衝材
6 間隔材
7 剥落防止工
7a アンカーボルト
7b 鋼板
7c 樹脂
J 打継目
P、Pa、Pb、Pc 橋脚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Joint connection restriction | limiting
Claims (10)
打継目の上下にわたって橋脚の側面に形成される凹部と、
前記打継目の上下にわたって前記凹部内に収容される棒状部材とを備え、
前記棒状部材の基端側は、前記打継目より下側及び上側の一方の凹部内に固定され、
前記棒状部材の先端側は、前記打継目より下側及び上側の他方の凹部内にあって、その凹部の内壁面から離間していることを特徴とする打継目移動制限装置。 A joint movement restriction device provided on a concrete pier having a joint,
A recess formed on the side of the pier over the top and bottom of the joint,
A rod-like member housed in the recess over the top and bottom of the joint,
The base end side of the rod-shaped member is fixed in one of the recesses on the lower side and the upper side of the joint,
The joint movement restricting device according to claim 1, wherein a distal end side of the rod-shaped member is in the other concave portion on the lower side and the upper side of the joint portion, and is separated from the inner wall surface of the concave portion.
前記棒状部材の基端側は、前記凹部に充填材が充填されることによって、その凹部内に固定されることを特徴とする請求項1に記載の打継目移動制限装置。 In the recess, a U-shaped member is embedded in the pier so as to partially surround the periphery of the base end side of the rod-shaped member,
2. The joint movement restriction device according to claim 1, wherein a base end side of the rod-shaped member is fixed in the concave portion by filling the concave portion with a filler.
請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の打継目移動制限装置を備えることを特徴とする橋脚。 A concrete pier with joints,
A bridge pier comprising the seam movement restricting device according to any one of claims 1 to 5.
前記鋼板は、橋軸直角方向から見える面にのみ取り付けられることを特徴とする請求項8に記載の橋脚。 As the peeling prevention work, further having a strip-shaped steel plate attached to the surface of the pier,
The pier according to claim 8, wherein the steel plate is attached only to a surface visible from a direction perpendicular to the bridge axis.
The bridge pier according to claim 7, wherein the peeling prevention work is a resin applied in a band shape around the lower part of the joint.
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