JP2019137991A - 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造、その接続構造を有する構造壁および鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法 - Google Patents

Abstract

【課題】地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供する。【解決手段】鋼構造物２０の地上に突出した部分である突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるようにして、該プレキャストコンクリート部材５０が鋼構造物２０の突出部２１に跨るように設置され、プレキャストコンクリート部材５０と鋼構造物２０の両者を貫通するように棒状部材２が挿入され、プレキャストコンクリート部材５０内部の主鉄筋５４より外方に、複数の棒状部材２が貫通する拘束部材３が設けられ、プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されるようにして、鋼構造物２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続する。【選択図】図２

Description

本発明は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された鋼構造物を用いた構造壁（以下、“鋼構造壁”）と、当該鋼構造壁の上部に設置されるプレキャストコンクリート部材との接続構造に関する。

地中に埋設される鋼構造壁としては主に鋼矢板や鋼管矢板が用いられる。特に鋼矢板に関しては、従来のＵ形鋼矢板に対して施工性、構造信頼性、経済性に優れるハット形鋼矢板の開発がなされ、現在広く利用されている。また、ハット形鋼矢板の止水性と鋼管杭の優れた剛性を組み合わせたタイプの鋼構造壁も開発されている。このような鋼構造壁は、地中に埋設されて利用されるのみならず、特許文献１に開示されているように上部を地上に突出させた状態で利用されることもある。

特開２０１３−０４９９８１号公報

しかしながら、特許文献１に開示された構造壁は素材が鋼材であるために、時間と共に腐食が進み、景観が損なわれてしまう。特に、港湾や海洋等で特許文献１の構造壁を使用する際には、腐食が進みやすい海水に接する環境下での使用となることから、鋼材の腐食防止や構造壁としての景観保全のために施工時においては樹脂などで鋼材の表面を被覆する防食処理が必要となる。鋼構造壁を構築すること自体は効率的な作業が可能であって工期面においても優れているが、上記のような防食処理を行うことは工期面におけるデメリットとなる。

そこで、地中部に鋼構造物を設置し、地上部においてはその鋼構造物上に防食処理の不要なプレキャストコンクリート部材を設置するといったハイブリッド構造を用いて構造壁を構築することも考えられる。この様な構造を採用する場合には、地中部の鋼構造物と地上部のプレキャストコンクリート部材との接続方法が重要となるが、プレキャストコンクリート部材の鉄筋を鋼矢板等の鋼構造物に溶接することは工事効率などの面で問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、地中部の鋼構造物と、その上に設置するプレキャストコンクリート部材の強固で工事効率に優れた接続構造とその接続方法、および当該接続構造を利用した構造壁を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明は、 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材とが接続された接続構造であって、前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、前記プレキャストコンクリート部材は、下端部に開口部を備え、前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるようにして、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置され、前記プレキャストコンクリート部材と前記鋼構造物の両者を貫通するように棒状部材が挿入され、前記プレキャストコンクリート部材内部の主鉄筋より外方に、複数の前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられ、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴としている。

また、別の観点による本発明は、上記の接続構造を有する構造壁であって、複数の前記プレキャストコンクリート部材が構造壁の延長方向に沿って配列され、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置されていることを特徴としている。

さらに別の観点による本発明は、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分が、前記プレキャストコンクリート部材の一端部に設けられた開口部に挿入されるようにして該プレキャストコンクリート部材を前記鋼構造物の地上に突出している部分に跨るように設置する、第１工程と、棒状部材を用い、前記プレキャストコンクリート部材内部の主鉄筋より外方に設けられた、複数の前記棒状部材を連結する拘束部材と、該プレキャストコンクリート部材と、前記鋼構造物とを貫通するように前記棒状部材を挿入する、第２工程と、前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる、第３工程とを有することを特徴としている。

本発明によれば、地中部の鋼構造物と地上部のプレキャストコンクリート部材とを強固に、かつ優れた作業効率で接続することができる。

本発明の第１の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す正面図である。 図１中のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。 本発明の第１の実施形態に係る構造壁の部分断面図であり、鋼構造物およびプレキャストコンクリート部材の貫通穴について説明するための図である。 図２中のＢ−Ｂ断面図である。 図２中のＣ−Ｃ断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続部を拡大した図である。 本発明の第２の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＣ−Ｃ断面に相当する図である。 本発明の第３の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＢ−Ｂ断面に相当する図である。 本発明の第３の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＣ−Ｃ断面に相当する図である。 本発明の第４の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＣ−Ｃ断面に相当する図である。 本発明の第５の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＢ−Ｂ断面に相当する図である。 本発明の第５の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＣ−Ｃ断面に相当する図である。 本発明の第６の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＢ−Ｂ断面に相当する図である。 本発明の第６の実施形態に係る隣り合う拘束部材の連結部を拡大した図である。 本発明の第６の実施形態に係る構造壁の概略構成を示す図であり、図２中のＣ−Ｃ断面に相当する図である。 本発明の第７の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。 本発明の第７の実施形態に係るプレキャストコンクリート部材の設置方法の一例を示す図である。 プレキャストコンクリート部材の形状例を示す図である。 プレキャストコンクリート部材の形状例を示す図である。 拘束部材の形状例を示す図である。 拘束部材の取付例を示す図である。

本発明は、基礎部として地中部に設置される鋼構造物と、地上部に設置されるプレキャストコンクリート部材の接続構造および接続方法である。また、本発明は、その接続構造を有した、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材からなる構造壁である。この構造壁の用途としては例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等がある。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する要素においては、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜第１の実施形態＞
第１の実施形態では、構造壁の基礎部を構成する鋼構造物として鋼矢板が使用されている。図１に示すように構造壁１は、構造壁１の延長方向Ｌ（法線方向）に沿って列状に設置された複数の鋼矢板２０と、それらの鋼矢板２０の上部に設置された複数のプレキャストコンクリート部材５０で構成されている。本実施形態におけるプレキャストコンクリート部材５０は鋼矢板２０の２枚分の幅を有している。

図２および図３に示すように鋼矢板２０は地中に埋設されているが、その一部は地上に突出した状態となっている。プレキャストコンクリート部材５０の下端部には、鋼矢板２０の地上に突出している部分（以下、“突出部２１”）を収容可能な開口部５１が設けられている。開口部５１はプレキャストコンクリート部材５０を幅方向Ｗ（図１）に貫通するように形成され、図３に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の下端部は、開口部５１を間に挟み、第１の端部５２と第２の端部５３とに分割された形状となっている。

プレキャストコンクリート部材５０は、第１の端部５２と第２の端部５３との間に鋼矢板２０の突出部２１が位置する状態で鋼矢板２０の上部に設置されている。すなわち、構造壁１の側面視においては、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるようにして、プレキャストコンクリート部材５０が鋼矢板２０の突出部２１に跨るように設置されている。プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙はモルタルで充填されている。

図４は構造壁１の部分断面図であるが、プレキャストコンクリート部材５０の下端部には構造壁１の厚さ方向ｔ（図３）に貫通する貫通穴５６が形成されている。貫通穴５６はプレキャストコンクリート部材５０の幅方向Ｗに沿って複数設けられ、貫通穴５６はプレキャストコンクリート部材５０の下端部において異なる高さに３つずつ形成されている。また、鋼矢板２０の上部においても構造壁１の厚さ方向ｔに貫通する貫通穴２２が形成されている。構造壁１の延長方向Ｌに沿って配列される鋼矢板２０には、貫通穴２２が異なる高さに１つずつ形成された第１の鋼矢板２０ａと、貫通穴２２が異なる高さに２つずつ形成された第２の鋼矢板２０ｂといった２種類の鋼矢板２０があり、第１の鋼矢板２０ａと第２の鋼矢板２０ｂは構造壁１の延長方向Ｌに沿って交互に設置されている。鋼矢板２０の上部に設置されたプレキャストコンクリート部材５０は、中央の貫通穴５６が第１の鋼矢板２０ａの貫通穴２２の位置に一致し、左側および右側の貫通穴５６がそれぞれ異なる第２の鋼矢板２０ｂの貫通穴２２の位置に一致した状態で配列されている。すなわち、本実施形態におけるプレキャストコンクリート部材５０は、１つのプレキャストコンクリート部材５０が３枚の鋼矢板２０の上に載るように配列されている。

図３に示すように鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続部においては、鋼矢板２０の貫通穴２２（図４）およびプレキャストコンクリート部材５０の貫通穴５６（図４）を通るように棒状部材２が挿入されている。なお、棒状部材２の素材は強度が大きいものであれば特に限定されず、樹脂でも金属であっても良いが、例えばＰＣ鋼材、ＰＣ鋼棒、鉄筋、丸鋼、高強度鉄筋または鋼製ボルト等を用いることが好ましい。

本実施形態では棒状部材２として鋼製ボルトを使用しているが、挿入された鋼製ボルトはナットで締め上げられており、棒状部材２の長手方向に張力が付与されている。棒状部材２に張力が付与されていなくても鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続することは可能であるが、本実施形態のように棒状部材２に張力を付与することで、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の連結をより強固なものにすることができる。

プレキャストコンクリート部材５０の内部には鉄筋が埋め込まれており、図３に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２および第２の端部５３の内部にはそれぞれ主鉄筋が通っている。なお、配力鉄筋については図示していない。本実施形態の構造壁１においては、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２および第２の端部５３の内部に帯状の部材（例えば鋼材）である拘束部材３がそれぞれ設けられている。拘束部材３はプレキャストコンクリート部材５０の内部にある主鉄筋５４よりも外方に設けられている。換言すると、プレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋５４は拘束部材３と開口部５１との間に位置している。また、主鉄筋５４の先端部には、本実施形態のようにコンクリートと鉄筋の密着性を向上させるための定着板５５が設けられていても良い。定着板５５は例えばナット等の他の部材であっても良い。

図５および図６に示すように拘束部材３は、長手方向がプレキャストコンクリート部材５０の幅方向Ｗに向くようにしてプレキャストコンクリート部材５０の内部に埋め込まれている。本実施形態の拘束部材３はプレキャストコンクリート部材５０の幅よりも、やや短い長さを有し、１つの拘束部材３でプレキャストコンクリート部材５０の幅方向Ｗの３つの貫通穴５６を覆うことができる長さとなっている。拘束部材３には、プレキャストコンクリート部材５０の貫通穴５６と同様、貫通穴（不図示）が形成されており、棒状部材２はその拘束部材３の貫通穴も通るように挿入されている。本実施形態のように拘束部材３を設けることで、複数の棒状部材２が拘束部材３を介して連結されることになり、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の連結をより強固なものにすることができる。また、拘束部材３がプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋５４よりも外方に設けられていることにより、プレキャストコンクリート部材５０に負荷がかかった際の主鉄筋５４の変形を抑制することが可能となる。

また、図６に示すように鋼矢板２０は継手部２３を介して互いに連結されているが、本実施形態の構造壁１においては、プレキャストコンクリート部材５０の幅方向端面５０ａの位置が鋼矢板２０の継手部２３の位置と異なる位置となるようにプレキャストコンクリート部材５０が設置されている。すなわち、構造壁１の延長方向Ｌにおける隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部と、隣り合う鋼矢板２０の目地部とが互いに異なる位置となるように構造壁１が構築されている。プレキャストコンクリート部材５０をこのように配列することは必須ではないが、プレキャストコンクリート部材５０の目地部と鋼矢板２０の目地部が重ならないようにすることで、地震発生時等における目地部のずれを抑えることができる。

図３に示すようにプレキャストコンクリート部材５０の棒状部材２の挿入箇所には、プレキャストコンクリート部材５０の外面から厚さ方向ｔにくり抜かれたような形状を有する凹部５７が設けられている。この凹部５７はプレキャストコンクリート部材５０の製造時に予め形成されるものである。凹部５７にはモルタルが充填されており、挿入された棒状部材２が外観に現れないようになっている。なお、図３では凹部５７に充填されたモルタルを図示しているが、以降の図においては図示を省略している。

第１の実施形態の構造壁１は以上にように構成されている。次に、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続方法について説明する。

（第１工程）
まず、構造壁１の基礎部として複数の鋼矢板２０を地中に埋設していくが、この際に一部が地上に突出した状態となるように鋼矢板２０を設置する。次に、工場で予め製造されたプレキャストコンクリート部材５０を鋼矢板２０の上部に設置する。ここではプレキャストコンクリート部材５０の下端部に形成された開口部５１と、鋼矢板２０の突出部２１との位置を合わせ、鋼矢板２０の突出部２１にプレキャストコンクリート部材５０を被せるようにしてプレキャストコンクリート部材５０を地表面に吊り下げていく。これにより、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１に挿入されるような状態でプレキャストコンクリート部材５０が設置される。また、本実施形態においては１つのプレキャストコンクリート部材５０が３枚の鋼矢板２０の上に載るようにプレキャストコンクリート部材５０を設置している。なお、構造壁１を防潮堤や防波堤等に使用する場合、プレキャストコンクリート部材５０を海底面に設置する際には鋼構造物の周囲の仮締切を行い、排水が終了した後に作業を行う。

（第２工程）
続いて、プレキャストコンクリート部材５０の貫通穴５６（図４）および鋼矢板２０の貫通穴２２（図４）をそれぞれ通るように棒状部材２を挿入する。本実施形態においては鋼製ボルトを挿入し、ナットを締めることにより棒状部材２の長手方向に張力を付与する。これにより鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０をより強固に接続することができる。なお、プレキャストコンクリート部材５０の貫通穴５６は、プレキャストコンクリート部材５０の製造時に予め形成するようにしても良いし、プレキャストコンクリート部材５０の製造後の加工によって形成するようにしても良い。

（第３工程）
その後、プレキャストコンクリート部材５０に設けられたモルタル注入穴（不図示）を介してプレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙にモルタルを充填する。そして、充填されたモルタルが凝固することにより鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０とが接続される。このとき、本実施形態においては、プレキャストコンクリート部材５０の第１の端部５２と第２の端部５３との間に鋼矢板２０の突出部２１が位置し、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０が重なった状態にあるため、両者がより強固に接続される。特に、構造壁１を防潮堤等の海岸付近で使用する際には、津波などの発生時に海側から陸上側に向かって大きな回転モーメントを受けることになるため、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０とを重ねて接続することが有用である。

以上の方法で鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続すれば、鋼矢板２０の突出部２１がプレキャストコンクリート部材５０に覆われることになる。したがって、この接続構造を有する構造壁１においては鋼矢板２０の突出部２１が外観に現れないため、施工時における鋼矢板２０の防食処理を省略することができる。これにより工期を短縮することが可能となる。

また、この接続構造においては鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０との間に棒状部材２が挿入された状態でモルタルが充填されているため、地震の発生時等において棒状部材２に引抜き抵抗力または押込み抵抗力を発生させることができる。加えて、棒状部材２が挿入されていることによって、鋼矢板２０およびプレキャストコンクリート部材５０との間で摩擦力を発生させることができる。すなわち、本実施形態の接続構造によれば、それらの力の作用により構造壁１としての剛性を高めることが可能となる。また、本実施形態では、１つのプレキャストコンクリート部材５０が複数枚の鋼矢板２０に接続されるように各プレキャストコンクリート部材５０が配列されているため、構造壁１の剛性をより向上させることができる。

また、複数の棒状部材２が貫通する拘束部材３がプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋５４よりも外方に設けられていることにより、プレキャストコンクリート部材５０に負荷がかかった際の主鉄筋５４の変形を抑制することも可能となる。

さらに本実施形態では、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部と隣り合う鋼矢板２０の目地部とが重ならないように両者が接続されているため、地震発生時等における鋼矢板２０の目地部のずれや、プレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれを抑えることができる。このような接続構造の場合、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続部において曲げ、せん断または軸力を受けた際には、プレキャストコンクリート部材５０で受けた力が各鋼矢板２０に伝達され、鋼矢板２０で受けた力が各プレキャストコンクリート部材５０に伝達されるため、構造壁１としての剛性を高めることができる。また、この接続構造の場合、鉛直方向からの荷重に対する抵抗力も大きくすることができる。

本実施形態の構造壁１は、以上の第１〜第３工程を繰り返し行うことで構築される。なお、上記の第３工程の終了後においては、棒状部材２の挿入箇所に相当するプレキャストコンクリート部材５０外面の凹部５７がモルタルで埋められる。

なお、鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０の接続方法に関し、本実施形態では第２工程で棒状部材２に張力を付与することとしたが、第２工程ではなく第３工程で棒状部材２に張力を付与することにしても良い。この場合、例えば棒状部材２として鋼製ボルトを使用する際には、鋼製ボルトを予め樹脂等で被覆しておくことで、凝固したモルタルとの間で滑りが生じやすくなり、鋼製ボルトを回転させることができる。ただし、棒状部材２に張力を付与せずにモルタルを注入すると、棒状部材２に撓みが生じることがあるため、より強固に鋼矢板２０とプレキャストコンクリート部材５０を接続するためには、第２工程で棒状部材２に張力を付与することが好ましい。

＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では拘束部材３の形状が第１の実施形態と異なっている。図７に示すように第２の実施形態の拘束部材３の上端部および下端部には、プレキャストコンクリート部材５０の内方、すなわち開口部５１側に突出するフランジ部３ａがそれぞれ形成されている。図８に示すように拘束部材３のフランジ部３ａには、拘束部材３の長手方向に沿って間隔をおいて貫通穴３ｂが形成されている。各貫通穴３ｂにはプレキャストコンクリート部材５０の主鉄筋５４が通っている。

このような第２の実施形態の構造壁１においては、拘束部材３のフランジ部３ａに主鉄筋５４が通っていることにより、拘束部材３を介してコンクリートと鉄筋の密着性を高めることができる。これに加え、複数の主鉄筋５４の拘束力を高めることができ、プレキャストコンクリート部材５０に負荷がかかった際の主鉄筋５４の変形抑制効果を高めることができる。すなわち、第２の実施形態の構造壁１では棒状部材２、拘束部材３および主鉄筋５４とが互いに連結されることになり、三者の組み合わせによる相乗効果で、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続をより一層強固なものにすることができる。なお、拘束部材３に設けられるフランジ部３ａの数や位置は特に限定されない。例えば拘束部材３の上端部または下端部のいずれか一箇所にフランジ部３ａが設けられていても良いし、棒状部材２に干渉しなければ拘束部材３の中央部にフランジ部３ａが設けられていても良い。

＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では鋼構造物として鋼管矢板３０が使用されている。図９および図１０に示すように鋼管矢板３０は構造壁１の延長方向Ｌに沿って複数配列されており、各鋼管矢板３０は図１０に示すように継手部３１を介して連結されている。第３の実施形態では１つのプレキャストコンクリート部材５０に対して３本の鋼管矢板３０が接続されている。また、プレキャストコンクリート部材５０は、幅方向端面５０ａが鋼管矢板３０の継手部３１の位置と重ならないように配列されている。これにより隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれの発生を抑えることが可能となる。

第３の実施形態のように鋼構造物として鋼管矢板３０が使用される場合も、プレキャストコンクリート部材５０を鋼管矢板３０の地上に突出した部分に跨るように設置することで、第１の実施形態と同様に構造壁１を構築する際に鋼構造物とプレキャストコンクリート部材５０をより一層強固に接続することができる。

＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では鋼構造物として鋼管杭４０と鋼矢板２０を組み合わせた構造物が使用されている。図１１に示すように、鋼矢板２０は第１の実施形態と同様に構造壁１の延長方向Ｌに沿って複数配列され、各鋼矢板２０は継手部２３を介して連結されている。また、鋼管杭４０は、構造壁１の延長方向Ｌに沿って間隔をおいて複数設置されている。鋼管杭４０は、平面視において曲面部の一部が鋼矢板２０の凹部２４（ウェブとフランジに囲まれる部分）に入りこむようにして鋼矢板２０に隣接して設置されている。鋼管杭４０と鋼矢板２０は例えば拘束具で結束されることで連結されている。

第４の実施形態の構造壁１では、１つのプレキャストコンクリート部材５０に挿入される３本の棒状部材２のうち、両側の棒状部材２がそれぞれ鋼管杭４０および鋼矢板２０の両者を貫通し、中央の棒状部材２は鋼矢板２０のみを貫通した状態となっている。また、プレキャストコンクリート部材５０は、幅方向端面５０ａが鋼矢板２０の継手部２３の位置と重ならないように配列されている。これにより隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれを抑えることが可能となる。さらに第４の実施形態においては、プレキャストコンクリート部材５０の幅方向端面５０ａの位置、すなわち隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部の位置に鋼管杭４０が設置されている。これにより鋼管杭４０がプレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれを抑える効果がさらに向上する。

第４の実施形態のように鋼構造物として鋼管杭４０と鋼矢板２０を組み合わせた構造物が使用される場合も、プレキャストコンクリート部材５０をその組み合わせ構造物の地上に突出した部分に跨るように設置することで、第１の実施形態と同様に構造壁１を構築する際に鋼構造物とプレキャストコンクリート部材５０をより一層強固に接続することができる。

＜第５の実施形態＞
第５の実施形態では鋼構造部として鋼管杭４０のみが使用されている。図１２および図１３に示すように鋼管杭４０は、構造壁１の延長方向Ｌに沿って間隔をおいて複数設置されている。第５の実施形態では第１の実施形態と異なり、１つのプレキャストコンクリート部材５０に対して棒状部材２が５本挿入されている。また、プレキャストコンクリート部材５０の幅は、第１の実施形態のプレキャストコンクリート部材５０の幅よりも長くなっている。第５の実施形態では、１つのプレキャストコンクリート部材５０に挿入される５本の棒状部材２のうち、中央の棒状部材２の両隣にある２本の棒状部材２がそれぞれ異なる鋼管杭４０を貫通している。

第５の実施形態のように鋼構造物として鋼管杭４０が使用される場合も、プレキャストコンクリート部材５０を鋼管杭４０の地上に突出した部分に跨るように設置することで、第１の実施形態と同様に構造壁１を構築する際に鋼構造物とプレキャストコンクリート部材５０をより一層強固に接続することができる。

＜第６の実施形態＞
上記の第５の実施形態においては鋼構造物として鋼管杭４０を使用したが、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部に鋼管杭４０が設置されない場合、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０はモルタルでのみ連結されることになる。第６の実施形態では、そのような場合であっても隣り合うプレキャストコンクリート部材５０を連結することができる構造壁１について説明する。

図１４〜図１６に示すように第６の実施形態のプレキャストコンクリート部材５０は、下端部に切り欠きが設けられており、下端部の幅はそれ以外の部分の幅よりも短くなっている。第６の実施形態では、プレキャストコンクリート部材５０の内部に埋め込まれた拘束部材３の幅がプレキャストコンクリート部材５０と同一の幅を有しており、隣り合う拘束部材３の端面同士が突き合わされた状態となっている。第６の実施形態においては拘束部材３の幅方向両端部にそれぞれ添接板４が設けられている。隣り合う拘束部材３の添接板４同士は例えば溶接やボルト締結等で固定されている。

第６の実施形態の構造壁１を構築する際には、プレキャストコンクリート部材５０を鋼管杭４０の上部に配列した後に隣り合う拘束部材３の添接板４同士を互いに固定する。その後、プレキャストコンクリート部材５０の前面側および背面側に型枠を構築し、プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙にモルタルを充填する。これにより、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の目地部において、添接板４を介して隣り合う拘束部材３が互いに連結された状態で、構造壁１が構築される。その結果、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の連結がより強固なものとなる。

なお、第６の実施形態では、添接板４を用いて隣り合う拘束部材３を連結することとしたが、その他の方法で連結しても良い。また、鋼構造物として鋼管杭４０以外のものを使用する場合であっても、隣り合う拘束部材３を互いに連結することで、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の連結をより強固なものとすることができる。

＜第７の実施形態＞
上記の第１〜第６の実施形態では鋼構造物とプレキャストコンクリート部材５０の接続方法として、プレキャストコンクリート部材５０を地表面に降下させることを前提に説明したが、第７の実施形態ではプレキャストコンクリート部材５０を設置する際に、鋼構造物に設けられた受け面にプレキャストコンクリート部材５０を降下させる例について説明する。

例えば図１７に示すように鋼構造物の地表面近傍に平板状の基礎コンクリート部材５を設け、この基礎コンクリート部材５にプレキャストコンクリート部材５０を降下させるようにしても良い。この際、基礎コンクリート部材５の上面に所定の高さを有するスペーサー６を設けることが好ましい。鋼構造物を設置する際には隣り合う鋼構造物で設置高さにずれが生じることがあるが、高さの異なるスペーサー６を適宜設けることにより、プレキャストコンクリート部材５０を設置高さを揃えることができる。これにより構造壁１としての景観を良好なものにすることができる。また、プレキャストコンクリート部材５０の設置高さの調節が可能であれば、鋼構造物の貫通穴とプレキャストコンクリート部材５０の貫通穴５６の位置を一致させることができるよう微調整することもできる。なお、基礎コンクリート部材５とプレキャストコンクリート部材５０との間にはパッキン７が設けられており、後に充填されるモルタルが漏出しないようになっている。

上記の図１７に示す例では、プレキャストコンクリート部材５０と、そのプレキャストコンクリート部材５０の底面に接する鋼構造物の受け面との間に設けられたギャップ調節機構として、高さの異なる複数のスペーサー６を用いることとしたが、ギャップ調節機構はスペーサー６を用いることに限定されない。例えば図１８に示すように、プレキャストコンクリート部材５０の下端部に高さ調節用ボルト８を設けるようにしても良い。図１８に示す例では、プレキャストコンクリート部材５０の下端面から突出するボルトの高さを調節することで、プレキャストコンクリート部材５０の設置高さを調節することができる。

また、プレキャストコンクリート部材５０を地表面から離れた位置に設置する際には、図１９に示すように鋼構造物にブラケット９を取り付けるようにしても良い。図１９に示す例では、ブラケット９の上面にプレキャストコンクリート部材５０の幅方向Ｗに延びる底型枠１０を設置し、図１７に示す例のようにスペーサー６によってプレキャストコンクリート部材５０の設置高さを調節する。なお、プレキャストコンクリート部材５０の設置後のブラケット９については、構造壁１の設置個所の地表面を周囲の地表面と同じ高さになるように土で埋めても良いし、ガス切断により除去しても良い。また、図２０に示すように、ギャップ調節機構として図１８に示す例のような高さ調節用ボルト８を設けても良い。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到しうることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば鋼構造物の形状や設置位置等は前述の実施形態で説明したものに限定されない。同様に、プレキャストコンクリート部材５０の形状は前述の実施形態で説明したものに限定されない。例えば図２１に示すように側面視において左右非対称形状であっても良いし、図２２に示すように高さが低い形状であっても良い。すなわち、プレキャストコンクリート部材５０の形状は構造壁１の用途によって適宜変更される。また、プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１の形状は、使用する鋼構造物の形状、設置位置等において適宜変更される。

また、前述の実施形態では、１つのプレキャストコンクリート部材５０に対して、拘束部材３を棒状部材２の挿入箇所に合わせて２つ設けることとしたが、例えば図２３に示すように１つの拘束部材３で全ての棒状部材２を連結できるようにしても良い。また、そのような平板状の拘束部材３と、前述の実施形態の帯状の拘束部材３とを組み合わせて使用しても良い。なお、構造壁１を構築する際には、棒状部材２の挿入箇所に相当するプレキャストコンクリート部材５０の凹部５７をモルタルで埋めることになるため、この観点からは拘束部材３のサイズは大きすぎないことが好ましい。

また、前述の実施形態においては、拘束部材３が内部に埋め込まれた状態でプレキャストコンクリート部材５０を製造することとしたが、例えばプレキャストコンクリート部材５０の設置後に、プレキャストコンクリート部材５０外面の凹部５７に拘束部材３を取り付けるようにしても良い。この場合、拘束部材３を凹部５７に取り付けた後に、棒状部材２を拘束部材３、プレキャストコンクリート部材５０および鋼構造物を通るように挿入する。このように拘束部材３を後から取り付ける場合、例えば図２４に示すように隣り合うプレキャストコンクリート部材５０に掛け渡されるように拘束部材３を取り付けても良い。これにより、隣り合うプレキャストコンクリート部材５０の連結がさらに強固なものとなり、プレキャストコンクリート部材５０の目地部のずれをさらに抑制することができる。なお、拘束部材３を後から取り付ける場合においても、プレキャストコンクリート部材５０外面の凹部５７はモルタルで埋められることになるため、構造壁１としての景観は損なわれない。

以上の説明では、プレキャストコンクリート部材５０の開口部５１内の空隙や、プレキャストコンクリート部材５０外面の凹部５７にモルタルを充填することにしているが、モルタルに代えてコンクリートを充填することにしても良い。

本発明は、例えば土塁壁、防潮堤、防波堤または桟橋等に利用することができる。

１ 構造壁
２ 棒状部材
３ 拘束部材
３ａ 拘束部材のフランジ部
３ｂ フランジ部の貫通穴
４ 添接板
５ 基礎コンクリート部材
６ スペーサー
７ パッキン
８ 高さ調節用ボルト
９ ブラケット
１０ 底型枠
２０ 鋼矢板
２０ａ 第１の鋼矢板
２０ｂ 第２の鋼矢板
２１ 鋼構造物の突出部
２２ 鋼矢板の貫通穴
２３ 鋼矢板の継手部
２４ 鋼矢板の凹部
３０ 鋼管矢板
３１ 鋼管矢板の継手部
４０ 鋼管杭
５０ プレキャストコンクリート部材
５０ａ プレキャストコンクリート部材の幅方向端面
５１ プレキャストコンクリート部材の開口部
５２ プレキャストコンクリート部材の第１の端部
５３ プレキャストコンクリート部材の第２の端部
５４ 主鉄筋
５５ 定着板
５６ プレキャストコンクリート部材の貫通穴
５７ プレキャストコンクリート部材の凹部
Ｌ 構造壁の延長方向
ｔ 構造壁の厚さ方向
Ｗ プレキャストコンクリート部材の幅方向

Claims (15)

1. 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材とが接続された接続構造であって、
   前記鋼構造物は、一部が地上に突出した状態で地中に埋設され、
   前記プレキャストコンクリート部材は、下端部に開口部を備え、
   前記鋼構造物の地上に突出した部分である突出部が前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部に挿入されるようにして、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置され、
   前記プレキャストコンクリート部材と前記鋼構造物の両者を貫通するように棒状部材が挿入され、
   前記プレキャストコンクリート部材内部の主鉄筋より外方に、複数の前記棒状部材が貫通する拘束部材が設けられ、
   前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙がモルタルまたはコンクリートで充填されていることを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続構造。
2. 前記拘束部材に、前記プレキャストコンクリート部材の内方に突出するフランジ部が形成され、
   前記プレキャストコンクリート部材の前記主鉄筋が前記フランジ部を貫通していることを特徴とする、請求項１に記載の接続構造。
3. 前記棒状部材の長手方向に張力が付与されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の接続構造。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の接続構造を有する構造壁であって、
   複数の前記プレキャストコンクリート部材が構造壁の延長方向に沿って配列され、該プレキャストコンクリート部材が前記鋼構造物の前記突出部に跨るように設置されていることを特徴とする、構造壁。
5. 前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板で構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
6. 前記鋼構造物は、継手部を介して互いに連結された複数の鋼管杭で構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
7. 前記鋼構造物は、
   継手部を介して互いに連結された複数の鋼矢板と、
   平面視において前記鋼矢板の凹部に入り込むように隣接して該鋼矢板に連結された複数の鋼管杭とで構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
8. 構造壁の延長方向における、前記プレキャストコンクリート部材の幅方向端面の位置と前記鋼構造物の前記継手部の位置が重ならないように前記プレキャストコンクリート部材が配列されていることを特徴とする、請求項５〜７のいずれか一項に記載の構造壁。
9. 前記鋼構造物は、間隔をおいて設置された複数の鋼管杭で構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の構造壁。
10. 隣り合う前記拘束部材が互いに連結されていることを特徴とする、請求項４〜９のいずれか一項に記載の構造壁。
11. 鋼構造物とプレキャストコンクリート部材を接続する接続方法であって、
    一部が地上に突出した状態で地中に埋設された前記鋼構造物の地上に突出している部分が、前記プレキャストコンクリート部材の一端部に設けられた開口部に挿入されるようにして該プレキャストコンクリート部材を前記鋼構造物の地上に突出している部分に跨るように設置する、第１工程と、
    棒状部材を用い、前記プレキャストコンクリート部材内部の主鉄筋より外方に設けられた、複数の前記棒状部材を連結する拘束部材と、該プレキャストコンクリート部材と、前記鋼構造物とを貫通するように前記棒状部材を挿入する、第２工程と、
    前記プレキャストコンクリート部材の前記開口部内の空隙をモルタルまたはコンクリートで充填して凝固させる、第３工程とを有することを特徴とする、鋼構造物とプレキャストコンクリート部材の接続方法。
12. 前記拘束部材に、前記プレキャストコンクリート部材の内方に突出するフランジ部が形成され、
    前記プレキャストコンクリート部材の前記主鉄筋が前記フランジ部を貫通していることを特徴とする、請求項１１に記載の接続方法。
13. 前記第１工程において、前記鋼構造物に設けられた受け面で前記プレキャストコンクリート部材を受け止め、前記受け面と前記プレキャストコンクリート部材との間に設けられるギャップ調節機構で前記プレキャストコンクリート部材の設置高さを調節することを特徴とする、請求項１１または１２に記載の接続方法。
14. 前記第２工程において、前記棒状部材の挿入後に前記棒状部材の長手方向に張力を付与することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の接続方法。
15. 前記第３工程において、前記モルタルまたは前記コンクリートを凝固させた後、前記棒状部材の長手方向に張力を付与することを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の接続方法。
    
    

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