JP3463074B2 - 塔構造物の構築方法及び塔構造物の構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は橋脚や煙突等のコン
クリート製塔構造物の構築方法及び塔構造物の構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】図７に示す如く急峻な山岳部に橋梁ａを
築造するに際し、橋脚ｂを場所打ちにより構築する必要
がある。橋脚ｂは、橋脚の周囲に作業用の仮設足場を組
み立てた後、鉄筋の組立て、型枠の組立て、コンクリー
トの打設、コンクリートの養生、脱型の各工程を１サイ
クルとして、これを繰り返して構築している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した従来の橋脚の
構築技術には次のような問題点がある。

【０００４】〈イ〉 図８，９は鉄筋構造の場合の橋脚
ｂの躯体を構築する際の配筋状況を示すもので、所定の
間隔で並列した内外の軸方向鉄筋ｃ，ｃの外方に複数の
帯鉄筋ｄを配置し、さらに内外の対向する各帯鉄筋ｄ，
ｄ間に中間帯鉄筋ｅを夫々掛け渡している。橋脚ｂの高
さが高くなるほど、耐震性を考慮して軸方向鉄筋ｃ、帯
鉄筋ｄ、中間帯鉄筋ｅ、せん断補強鉄筋等を多量に用
い、狭いピッチで組立てる必要がある。 しかし、これ
らの鉄筋組立作業を狭隘な橋脚断面内で行うことは作業
能率が低く、工期の長期化要因となっている。

【０００５】〈ロ〉 中間帯鉄筋ｅはその両端を折曲し
て各帯鉄筋ｄ，ｄ間に掛け止めすることが定められてい
る。この場合、中間帯鉄筋ｅの一方は地上で簡易に曲げ
ることが可能である。しかし、中間帯鉄筋ｅの他方は現
場での曲げ加工を強いられ、鉄筋径が増すほど現場での
曲げ加工が困難となり、その改善技術の提案が切望され
ている。

【０００６】〈ハ〉 鉄筋の組立、型枠の組立・脱型の
すべての作業が高所作業となるため、作業者の危険負担
が大きく、安全性確保が大きな課題となっている。

【０００７】〈ニ〉 以上のことから、従来の橋脚の構
築技術は、多くの労力と作業時間を要し、工費および工
期の点で改善する余地がある。

【０００８】本発明は以上の点に鑑みて成されたもの
で、その目的とするところは、作業の大幅な合理化と省
力化が可能な、塔構造物の構築方法及び塔構造物の構造
を提供することにある。さらに本発明の他の目的は、鉄
筋の組立作業の効率化を図れる、塔構造物の構築方法及
び塔構造物の構造を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するために、本発明の塔構造物の構造は 、 塔構造物の躯
体に沿って複合補強材を埋設する塔構造物の構造であっ
て 、 前記複合補強材は 、 鉛直鋼材と 、 それに接しないよう
に鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体と 、 からなり 、 前記複合
補強材は躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置され 、 塔
構造物の躯体表層に帯鉄筋が埋設してあることを特徴と
するものである。

【００１０】ここで 、 塔構造物の表層は 、 帯鉄筋を埋設し
たプレキャスト版で構成することができる 。

【００１１】更に 、 前記プレキャスト版と前記複合補強
材は 、 間隔をおいて配置することができる 。

【００１２】また 、 上記発明において 、 前記鉄筋組立体を
連続した螺旋鉄筋で構成することも可能である 。

【００１３】本発明の塔構造物の構築方法は 、 型枠の組
立てと複合補強材の配置が終了した後にコンクリートを
打設して躯体を構築する塔構造物の構築方法において、
構築予定の躯体に沿って鉛直鋼材を立設し、前記鉛直鋼
材の一部又は全部に 、 鉛直鋼材に接しないようにそれを
包囲する鉄筋組立体を外装して複合補強材を現場で形成
することを特徴とする方法である 。

【００１４】また 、 型枠の組立てと複合補強材の配置が
終了した後にコンクリートを打設して躯体を構築する塔
構造物の構築方法において、鉛直鋼材と 、 それに接しな
いように鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体とからなる複合
補強材を予め製作し 、 構築予定の躯体に沿って前記複合
補強材を立設することを特徴とする方法である 。

【００１５】更に 、 上記発明において 、 前記型枠が 、 型枠
と躯体を兼ねた帯鉄筋を埋設したプレキャスト版である
ことを特徴とする方法である 。

【００１６】

【発明の実施の形態１】以下図面を参照しながら本発明
の実施の形態について説明するが、本例では塔構造物が
橋脚である場合について説明する。

【００１７】〈イ〉橋脚の構造 図１〜図３に断面方形の閉鎖空間を有する橋脚１の一例
を示す。躯体２内部の補強構造について説明すると、所
定の間隔を隔てて設置した鉛直鋼材３の周囲に鉄筋組立
体４を配置した、鉄骨と鉄筋の複合補強構造が採用され
ている。

【００１８】〈ロ〉鉛直鋼材 鉛直鋼材３は鉛直方向の荷重を負担する従来の鉛直鉄筋
に相当する部材で、例えばＨ形鋼、各種断面形状のボッ
クス鋼、鋼管等を使用できる。また鋼材の両側のコンク
リートに連続性を付与するため、鋼材を有孔構造とした
り、鉛直鋼材３にジベルを設けて周辺コンクリートとの
一体化をより強固にする場合もある。

【００１９】〈ハ〉鉄筋組立体 鉄筋組立体４は鉛直鋼材３の周囲のコンクリートを囲
み、軸方向力による座屈を阻止する従来の中間帯鉄筋に
相当する部材で、複数の縦鉄筋５の周囲に螺旋状の包囲
鉄筋６を配置して構成されている。包囲鉄筋６は螺旋形
に限定されるものではなく、鉄筋をリング状に形成した
多数の単体を配列したものであってもよい。縦鉄筋５に
大径の鉄筋を使用すれば、包囲鉄筋６の間隔保持部材と
しての機能だけでなく、鉛直鉄筋としての機能も期待で
きる。縦鉄筋５は鉄筋だけでなくロープ材を含むもので
ある。また鉄筋組立体４は縦鉄筋５を必須の構成要素と
するものではなく、例えば包囲鉄筋６が螺旋鉄筋で、螺
旋鉄筋の強度で以てある程度の間隔を確保できる場合
は、縦鉄筋５を省略してもよい。要は、鉛直鋼材３の周
囲に複数の包囲鉄筋６が位置していれば良く、包囲鉄筋
６の位置決め手段は特に問わない。

【００２０】鉛直鋼材３に鉄筋組立体４を外装すること
で複合補強材が構成される。複合補強材を用いるのは、
従来多量に用いていた中間帯鉄筋やせん断補強鉄筋の代
替えを可能とし、現場における鉄筋組立作業の省力化と
効率化を図るためである。

【００２１】〈ニ〉帯鉄筋 図２，３に示す如く、躯体２の内外表層近くには閉鎖形
状の内帯鉄筋７と外帯鉄筋８が配置されている。本例で
は、型枠と躯体を兼ねた内、外プレキャスト版９，１０
に予め内帯鉄筋７と外帯鉄筋８を埋設してある場合につ
いて説明するが、内帯鉄筋７と外帯鉄筋８は内、外プレ
キャスト版９，１０の内側に露出した状態で取り付けて
おいてもよい。

【００２２】

【構築方法】つぎに橋脚１の構築方法について説明す
る。

【００２３】〈イ〉内プレキャスト版の組立て 図４の（Ａ）に示すように橋脚基礎１１上に、例えば内
プレキャスト版９を立設する。

【００２４】〈ロ〉鉛直鋼材の立設 その後に同図の（Ｂ）の如く、橋脚基礎１１から突出す
る鋼材１２に鉛直鋼材３を載せ、溶接或いは継板を介し
てボルト又はリベット止めする。

【００２５】〈ハ〉鉄筋組立体のセット つぎに同図の（Ｃ）の如く、鉛直鋼材３に鉄筋組立体４
を外装し、鉄筋組立体４の下部を橋脚基礎１１から突出
する鉄筋１３に接続した後、（Ｄ）に示すように外プレ
キャスト版１０を立設する。従来は補強用鉄筋の組立て
に多量の鉄筋を要し、またその組立てに要する労力も多
大であったが、本発明では、鉛直鋼材３を立設し、その
周囲に予め組立てておいた鉄筋組立体４をセットするだ
けの簡単な作業で以て、現場で複合補強材を組立てでき
る。複合補強材の組立ては図６に示すようにコーナ部を
除いた一部の鉛直鋼材３に鉄筋組立体４を組み付ける
か、或いは全部の鉛直鋼材３を対象に鉄筋組立体４を組
み付けるものとする。

【００２６】〈ニ〉コンクリート打設 そして、図２，３に示すように内外プレキャスト版９，
１０の空間内にコンクリートを打設して橋脚１の躯体２
を構築する。以上の工程を繰り返しながら所定の高さの
橋脚１を構築する。尚、図２中符号１４は内外プレキャ
スト版９，１０を保持するセパレータである。

【００２７】〈ホ〉橋脚の耐力について これまでの耐力についての考え方は、躯体のすべての部
位において均等な耐力（強度）を付与するというもので
あり、その手段として鉛直方向の荷重やせん断に対する
鉄筋等の抵抗部材を密（狭間隔）に配置する方法が採ら
れてきた。これに対して本発明は、複合補強材の埋設さ
れている部位と埋設されていない部位を交互に形成して
耐力機能を分担させ、全体として所定の耐力を確保する
という考えに基づくもので、具体的には橋脚１の躯体２
の水平断面を示す図２において、鉄筋組立体４の外装さ
れた鉛直鋼材３（複合補強材）を埋設した躯体２と、複
合補強材の埋設されていない躯体２とを交互に形成し
た。これにより、複合補強材の埋設されている箇所にお
いては、鉛直鋼材３で躯体２と共に鉛直荷重を支持し、
鉄筋組立体４でコンクリートの横方向の変形を拘束し、
鉛直方向荷重による座屈を効果的に防止するものであ
る。したがって、複合補強材の埋設されていない躯体２
部分は、複合補強材の設置間隔を調節したり、或いは帯
鉄筋７，８によりせん断破壊をしない程度の強度設計で
よい。

【００２８】躯体断面積及び補強材の使用量を同一条件
として、鉄筋コンクリート構造物（ＲＣ）による供試体
と、本発明の複合補強材を埋設した供試体を夫々製作
し、これらの各供試体について重心軸圧縮試験を行っ
た。

【００２９】図５にその結果を示す。実線は本発明に係
る供試体の試験結果を示し、鎖線はＲＣ構造の試験結果
を示す。この試験結果によれば、耐荷力については本発
明の供試体がＲＣ構造と同等であり、変形性能（脆性）
が大幅に改善されることが確認できた。これは鉄筋のみ
の場合に比べて、座屈や破断が発生し難く、降伏後の耐
力低下の度合が小さい事によるものと考えられる。本発
明は単に従来の鉛直鉄筋を鉛直鋼材に置き換えたもので
はなく、上述した機能分担の考えに基づくもので、これ
により従来多量に用いていた主鉄筋の大半を省略できる
と共に、効率的な補強が可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態２】発明の実施の形態１では、型枠
と躯体を兼ねた内、外プレキャスト版９，１０を用いて
施工する場合について説明したが、公知の型枠や移動式
型枠を用いて施工しても良い。

【００３１】

【発明の実施の形態３】発明の実施の形態１は塔構造物
が橋脚である場合について説明したが、その他に煙突等
の筒状コンクリート構造物に適用できることは勿論であ
る。塔構造物の断面形は矩形、多角形、円形、楕円形等
の何れであってもよく、また、塔構造物の断面構造につ
いても中空構造物に限定されるものではなく、非中空構
造物を含むものである。

【００３２】

【発明の効果】本発明は以上説明したようになるから次
のような効果を得ることができる。

【００３３】〈イ〉 鉛直鋼材と鉄筋組立体を組み合わ
せた複合補強材を塔構造物の躯体に埋設することで、従
来多量に用いていた鉛直鉄筋の代替えが可能となり、使
用鉄筋量を大幅に削減することができる。これに伴い、
鉛直鉄筋の組立に要する労力と作業時間を大幅に削減す
ることができる。

【００３４】〈ロ〉 鉄筋組立体は、現場で組み立てる
のでなく、予め工場等で組立ててある。 この鉄筋組立
体を現場に搬入して鉛直鋼材に外装するだけであるか
ら、現場の高所で鉄筋を組み立てる必要がない。特に、
現場での曲げ加工を必要とする中間帯鉄筋の組付作業が
不要となる。そのため、現場における鉄筋の組立作業の
省力化と効率化を図ることが可能となるだけでなく、作
業者の高所作業数が減り、安全性も向上する。

【００３５】〈ハ〉 予め帯鉄筋を埋設した型枠と躯体
を兼ねたプレキャスト版を使用すると、現場における帯
鉄筋の組み立て作業を省略することができる。

【００３６】〈ニ〉 型枠と躯体を兼ねた帯鉄筋を埋設
したプレキャスト版を使用することにより、型枠解体作
業がなくなり、工期短縮が図れる。

【００３７】〈ホ〉複合補強材の埋設されている部位と
埋設されていない部位を交互に形成して耐力機能を分担
させ、全体として所定の耐力を確保するという考えに基
づき、鉄筋組立体の外装された鉛直鋼材（複合補強材）
を埋設した躯体と、複合補強材の埋設されていない躯体
２とを交互に形成した。 これにより、複合補強材の埋設
されている箇所においては、鉛直鋼材で躯体と共に鉛直
荷重を支持し、鉄筋組立体でコンクリートの横方向の変
形を拘束し、鉛直方向荷重による座屈を効果的に防止す
ることができる。 したがって、複合補強材の埋設されて
いない躯体部分は、複合補強材の設置間隔を調節する
か、或いは帯鉄筋によりせん断破壊をしない程度の強度
設計でよい。

【００３８】〈へ〉躯体断面積及び補強材の使用量を同
一条件として、鉄筋コンクリート構造物（ＲＣ）による
供試体と、本発明の複合補強材を埋設した供試体を夫々
製作し、これらの各供試体について重心軸圧縮試験を行
った。 この試験結果によれば、耐荷力については本発明
の供試体がＲＣ構造と同等であり、変形性能（脆性）が
大幅に改善されることが確認できた。 これは鉄筋のみの
場合に比べて、座屈や破断が発生し難く、降伏後の耐力
低下 の度合が小さい事によるものと考えられる。 このた
め、従来多量に用いていた主鉄筋の大半を省略できると
共に、効率的な補強が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 橋脚（塔構造物）の施工方法を示す現場の斜
視図

【図２】 橋脚の躯体の水平断面図

【図３】 図２におけるIII−IIIの断面図

【図４】 橋脚の施工方法のモデル図

【図５】 ＲＣ構造と本発明の供試体による重心軸圧縮
試験結果の説明図

【図６】 橋脚の全断面図

【図７】 本発明が前提とする橋梁のモデル図

【図８】 橋梁躯体の断面図

【図９】 橋梁躯体上部の縦断面図

【符号の説明】

１ 橋梁（塔構造物） ２ 躯体 ３ 鉛直鋼材 ４ 鉄筋組立体 ５ 縦鉄筋 ６ 包囲鉄筋 ７ 内帯鉄筋 ８ 外帯鉄筋 ９ 内プレキャスト版 １０ 外プレキャスト版 １１ 橋脚基礎 １２ 橋脚基礎側の鋼材 １３ 橋脚基礎から突出する鉄筋 １４ セパレータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (73)特許権者 000140292 株式会社奥村組 大阪府大阪市阿倍野区松崎町２丁目２番 ２号 (73)特許権者 000001258 ＪＦＥスチール株式会社 東京都千代田区内幸町二丁目２番３号 (73)特許権者 000002299 清水建設株式会社 東京都港区芝浦一丁目２番３号 (73)特許権者 000219875 東急建設株式会社 東京都渋谷区渋谷１丁目16番14号 (73)特許権者 000235543 飛島建設株式会社 東京都千代田区三番町２番地 (73)特許権者 000229667 日本ヒューム株式会社 東京都港区新橋５丁目33番11号 (73)特許権者 000140982 株式会社間組 東京都港区北青山２丁目５番８号 (73)特許権者 000201478 前田建設工業株式会社 東京都千代田区富士見２丁目10番26号 (73)特許権者 000172813 佐藤工業株式会社 富山県富山市桜木町１番11号 (74)上記１名の代理人 100082418 弁理士 山口 朔生 (73)特許権者 302060926 株式会社フジタ 東京都渋谷区千駄ケ谷四丁目25番２号 (72)発明者 芦達 拓哉 茨城県つくば市旭１番地 建設省土木研 究所内 (72)発明者 古賀 泰之 東京都文京区大塚二丁目15番６号 財団 法人先端建設技術センター内 (72)発明者 月田 良博 東京都江東区毛利一丁目19番10号 石川 島播磨重工業株式会社江東事務所内 (72)発明者 東 邦和 大阪府大阪市阿倍野区松崎町二丁目２番 ２号 株式会社奥村組内 (72)発明者 大久保 浩弥 東京都千代田区内幸町二丁目２番３号 川崎製鉄株式会社東京本社内 (72)発明者 岩藤 正彦 神奈川県厚木市三田47−３ 佐藤工業株 式会社中央技術研究所内 (72)発明者 菊地 弘 東京都港区芝浦一丁目２番３号 清水建 設株式会社内 (72)発明者 渋沢 重彦 東京都渋谷区渋谷一丁目16番14号 東急 建設株式会社内 (72)発明者 名倉 政雄 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)発明者 岩沙 政治 東京都港区新橋五丁目33番11号 日本ヒ ューム管株式会社内 (72)発明者 村上 祐治 東京都港区北青山二丁目５番８号 株式 会社間組内 (72)発明者 紙屋 東明 東京都渋谷区千駄ヶ谷四丁目６番15号 株式会社フジタ内 (72)発明者 原 夏生 東京都千代田区富士見二丁目10番26号 前田建設工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭48−32331（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−232212（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−57956（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−119304（ＪＰ，Ａ) 実公 平７−21697（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】塔構造物の躯体に沿って複合補強材を埋設
   する塔構造物の構造であって、 前記複合補強材は、鉛直鋼材と、それに接しないように
   鉛直鋼材を包囲する鉄筋組立体と、からなり、 前記複合補強材を躯体の内部に所定の間隔を隔てて設置
   することで、前記複合補強材の埋設されている部位と、
   複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていない部位が交
   互に形成され、 塔構造物の躯体表層に帯鉄筋が埋設してあることを特徴
   とする、 塔構造物の構造。
2. 【請求項２】請求項１記載の塔構造物の構造において、 塔構造物の表層が帯鉄筋を埋設したプレキャスト版で構
   成されていることを特徴とする、 塔構造物の構造。
3. 【請求項３】請求項２記載の塔構造物の構造において、 前記プレキャスト版と前記複合補強材が間隔をおいて配
   置されることを特徴とする、 塔構造物の構造。
4. 【請求項４】請求項１乃至３のいずれかに記載の塔構造
   物の構造において、 前記鉄筋組立体が連続した螺旋鉄筋からなることを特徴
   とする、 塔構造物の構造。
5. 【請求項５】型枠の組立てと複合補強材の配置が終了し
   た後にコンクリートを打設して躯体を構築する塔構造物
   の構築方法において、 構築予定の躯体に沿って鉛直鋼材を所定の間隔を隔てて
   躯体の内部に立設し、 前記鉛直鋼材の一部又は全部に、鉛直鋼材に接しないよ
   うにそれを包囲する鉄筋組立体を外装して複合補強材を
   現場で形成することで、前記複合補強材の埋設されてい
   る部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋設されていな
   い部位を交互に形成して躯体表層に帯鉄筋を埋設した塔
   構造物を構築することを特徴とする、 塔構造物の構築方法。
6. 【請求項６】型枠の組立てと複合補強材の配置が終了し
   た後にコンクリートを打設して躯体を構築する塔構造物
   の構築方法において、 鉛直鋼材と、それに接しないように鉛直鋼材を包囲する
   鉄筋組立体とからなる複合補強材を予め製作し、 構築予定の躯体に沿って前記複合補強材を所定の間隔を
   隔てて躯体の内部に立設することで、前記複合補強材の
   埋設されている部位と、複合補強材に限らず主鉄筋も埋
   設されていない部位を交互に形成して躯体表層に帯鉄筋
   を埋設した塔構造物を構築することを特徴とする、 塔構造物の構築方法。
7. 【請求項７】請求項５又は６記載の塔構造物の構築方法
   において、 前記型枠が、型枠と躯体を兼ねた帯鉄筋を埋設したプレ
   キャスト版であることを特徴とする、 塔構造物の構築方法。